Zona de secțiune transversală a firelor și cablurilor, în funcție de puterea curentă, calculul secțiunii transversale a cablurilor necesare

Pentru a repara cablul vechi sau a pune unul nou, trebuie să selectați cablul secțiunii transversale dorite pentru a rezista la sarcina preconizată.

Dacă cablarea veche nu este în regulă, trebuie să o înlocuiți, dar înainte de a o schimba cu una similară, aflați de ce a existat o problemă cu cea veche. Este posibil să existe o deteriorare simplă mecanică sau izolarea să devină inutilizabilă, iar o problemă și mai semnificativă este eșecul cablului din cauza depășirii sarcinii admise.

Care este diferența dintre produsele de cablu, care sunt caracteristicile principale?

Pentru început, se stabilește ce tensiune în rețeaua în care vor funcționa cablurile. Pentru rețelele casnice, cablurile și firele VVG, de tip PUGNP sunt deseori utilizate (doar este interzis de cerințele PUE moderne, datorită toleranțelor mari pentru secțiunea transversală în timpul producției, până la 30%, iar grosimea admisibilă a stratului de izolare este de 0,3 mm, față de 0,4 în PUE), ШВВ П și altele .

Dacă vă îndepărtați de definiții, firul de la cablu diferă minim, în principal prin definiția din GOST sau TU prin care este realizat. La urma urmei, există un număr mare de fire pe piață, cu 2-3 fire și două straturi de izolație, de exemplu, același PUGNP sau PUNP.

Tensiunea admisă este determinată de izolarea cablurilor

Pentru a selecta un cablu, pe lângă tensiune, sunt luate în considerare condițiile în care va funcționa, pentru conectarea unui instrument și a unui echipament în mișcare, acesta trebuie să fie flexibil, pentru conectarea elementelor fixe, în principiu, nu contează, dar este mai bine să preferați un cablu cu miez monolitic.

Factorul decisiv la cumpărare este zona secțiunii transversale a miezului, se măsoară în mm2, capacitatea conductorului de a rezista la o sarcină lungă depinde de aceasta.

Ce afectează curentul admis prin cablu?

În primul rând, să apelăm la elementele de bază ale fizicii. Există o astfel de lege Joule-Lenz, ea a fost descoperită independent de doi savanți, James Joule (în 1841) și Emilius Lenz (în 1842) și, prin urmare, a primit numele dublu. Deci această lege descrie cantitativ efectul termic al curentului electric care trece prin conductor.

Dacă sunt exprimate în termeni de densitate de curent, obținem următoarea formulă:

Interpretare: w este puterea de eliberare a căldurii pe unitatea de volum, vectorul j este densitatea curentului prin conductor este măsurată în amperi pe mm2. Pentru firele de cupru se iau de la 6 la 10 A pe milimetru de suprafață, unde 6 este densitatea de lucru, iar 10 este pe termen scurt. vectorul E este rezistența câmpului electric. σ este conductivitatea mediului.

Deoarece conductivitatea este invers proporțională cu rezistența: σ = 1 / R

Dacă legea Joule-Lenz este exprimată în termeni de cantitate de căldură în formă integrală, atunci:

Astfel, dQ este cantitatea de căldură care va fi eliberată în intervalul de timp dt în circuitul în care curentul I curge printr-un conductor de rezistență R.

Adică, cantitatea de căldură este direct proporțională cu curentul și rezistența. Cu cât este mai mare curentul și rezistența, cu atât este generată mai multă căldură. Acest lucru este periculos, deoarece la un moment dat, cantitatea de căldură atinge o astfel de valoare încât izolația se topește pe fire. Este posibil să fi observat că firele cazanelor ieftine sunt vizibil calde în timpul funcționării, acesta este.

Dacă tensiunea este eliberată pe cablu, atunci tensiunea la capetele sale conectate la sarcină scade și ea.

În calculatoarele pentru calcularea secțiunilor de cablu, de obicei, sunt setați următorii parametri:

• putere curentă sau de încărcare;

• lungimea liniei;

• cădere de tensiune admisă (de obicei în procente);

Cu cât rezistența este mai mare, cu atât tensiunea va scădea și cablul se va încălzi, deoarece puterea va fi eliberată pe ea (P = UI, unde U este căderea de tensiune peste cablu, I este curentul care trece prin el).

Toate calculele au fost reduse la curent și rezistență. Rezistența conductorului este calculată după formula:

Aici: ρ (po) este rezistivitatea, l este lungimea cablului, S este aria secțiunii transversale.

Rezistivitatea depinde de structura metalului, valorile rezistivităților pot fi determinate din tabel.

Cablarea folosește în principal aluminiu și cupru. În cupru, rezistența este de 1,68 * 10-8 Ohm * mm2 / m, iar în aluminiu de 1,8 ori mai mare decât în ​​cupru, este de 2,82 * 10-8 Ohm * mm2 / m. Aceasta înseamnă că firul de aluminiu se încălzește de aproape 2 ori mai puternic decât firul de cupru cu aceeași secțiune transversală și curent. Rezultă că pentru cablare, va trebui să cumpărați un fir de aluminiu mai gros, în plus, firele sunt ușor deteriorate.

Prin urmare, firele de cupru au fost înlocuite cu fire de cupru din cablajul casnic, iar utilizarea aluminiului în cablaj este interzisă, este permisă numai utilizarea cablurilor de aluminiu pentru instalarea instalațiilor electrice foarte puternice care consumă curent ridicat, apoi să se utilizeze un fir de aluminiu cu secțiune mai mare de 16 mm2 (vezi -De ce nu se poate folosi cablul de aluminiu la cablare)

Cum se poate determina rezistența sârmei în funcție de diametrul miezului?

Există cazuri în care zona secțiunii transversale a miezului nu este cunoscută, deci poate fi calculată în funcție de diametru. Pentru a determina diametrul unei vene monolitice, puteți utiliza o etrier, dacă nu este, atunci luați o tijă, cum ar fi un pix sau unghie, vânt 10 rotiri de sârmă strâns în jurul acesteia și măsurați lungimea spiralei rezultate cu o riglă, împărțind această lungime cu 10 - veți obține diametrul venei.

Pentru a determina diametrul total al unui miez cu mai multe fire, măsurați diametrul fiecărui miez și multiplicați cu numărul lor.

În continuare, luați în considerare secțiunea transversală conform acestei formule:

Și din nou revin la această formulă pentru calcularea rezistenței unui fir:

Cum se determină zona de secțiune necesară a sârmei?

Cea mai simplă opțiune este să determinați secțiunea transversală a miezurilor conform tabelului. Este adecvat pentru calcularea liniilor nu prea lungi așezate în condiții normale (cu temperatura ambientală normală). Puteți alege, de asemenea, un fir pentru extensia. Vă rugăm să rețineți că tabelul prezintă secțiunile transversale pentru un anumit curent și putere într-o rețea monofazată și trifazată pentru aluminiu și cupru.

Atunci când calculați linii lungi (mai mult de 10 metri), este mai bine să nu utilizați un astfel de tabel. Este necesar să se efectueze calcule. Cel mai rapid mod de a utiliza calculatorul. Algoritmul de calcul este următorul:

Ele pierd pierderi de tensiune admise (nu mai mult de 5%), ceea ce înseamnă că, cu o tensiune de 220V și o pierdere de tensiune acceptabilă de 5% pe cablu, căderea de tensiune (de la capăt la capăt) nu trebuie să depășească:

5% * 220 = 11V.

Acum, știind curentul care va curge, putem calcula rezistența cablului. Într-o linie cu două fire, rezistența este înmulțită cu 2, deoarece curentul curge prin două fire, cu o lungime a liniei de 10 m, lungimea totală a conductoarelor este de 20 m.

De aici, conform formulelor de mai sus, se calculează secțiunea necesară a cablului.

Puteți face acest lucru automat de pe smartphone-ul dvs., utilizând aplicațiile Mobile Electric și electroDroid. Numai calculatorul nu specifică lungimea totală a firelor, ci mai degrabă lungimea liniei de la sursa de alimentare la receptorul de electricitate.

concluzie

Cablajul calculat corect este deja o garanție de 50% a funcționării sale de succes, a doua jumătate depinde de instalarea corectă. Trebuie luate în considerare toate specificațiile de cabluri, consumul maxim de energie de către toți consumatorii. În același timp, introduceți o marjă de curent admisă de 20-40% „doar în caz”.