Unitas.ru

Сантехника водопровод
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Длительно-допустимые токовые нагрузки кабелей

Длительно-допустимые токовые нагрузки кабелей

Таблица допустимых токов по сечениям проводов

Токи, протекающие по кабелю, нагревают проводник. Это не относится к полезному действию тока, как например, нагревание спирали лампочки или электрической плитки. Поэтому мы и не учитываем это действие, когда рассчитываем общую мощность потребления. Однако забывать о расходе энергии на нагревание проводов не следует, так как это может привести к печальным последствиям.

Величина тока, протекающего по проводам, зависит от мощности устройств-потребителей, так как мощность, выделяемая на самих проводах, пренебрежимо мала — в связи с малым удельным сопротивлением металлов, используемых для провода и в кабеле проводки. Ток течет только тогда, когда мы включаем в сеть приборы. При этом суммарный ток в каждый момент времени определяется только мощностью приборов (связанной с сопротивлением), потребляющих энергию в сети именно в этот момент времени. Но при расчете сети по току и мощности всегда необходимо брать только ситуации, когда одновременно включены все потребляющие устройства. Только такой подход дает возможность застраховаться от всех возможных перегрузок. Но и это еще не все. В момент включения многие устройства потребляют так называемый стартовый ток, который может быть процентов на 10–20 выше по потреблению от стационарной работы данного устройства. Это связано у некоторых устройств с трудностью запуска — разгона массивных роторов, создания рабочих перепадов давления и так далее. Поэтому при выполнении расчета требуется делать поправку еще и на это.

Введение

Кабелем называют провод, покрытый изоляцией, который служит для передачи электроэнергии от источника к потребителю. Сегодняшний рынок готов предложить покупателям множество видов подобных проводов: алюминиевых, медных, одножильных, многожильных, с одинарной и двойной изоляцией, с сечением от 0,35 мм2 до 25 мм2 и более. Но чаще всего для подключения бытовых потребителей применяют кабеля толщиной от 0,5 до 6 “квадрат” – этого вполне достаточно для питания любой техники.

таблица сечений кабеля по мощности и току

Классический кабель для проводки в квартире

Почему необходимо подбирать изолированные проводники, а не покупать первый попавшийся? Все дело в том, что от толщины проводника зависит сила тока, которую он может выдержать. К примеру, допустимый ток для медных проводов толщиной 1 мм составляет до 8 Ампер, алюминиевого – до 6 ампер.

Читайте так же:
Одним выключателем выключить весь свет дома

Почему бы просто не купить провод максимальной толщины? Потому что чем толще, тем дороже. К тому же толстый кабель нужно где-то прятать, вырезать под него штробу в потолке и стенах, делать отверстия в перегородках. Одним словом, нет никакого смысла переплачивать, ведь вы не будете ездить за хлебом на КАМАЗе.

Если вы выберете провод меньшего диаметра, то он просто не выдерживает силу тока, проходящую через него, и начнет греться. Это приводит к плавлению изоляции, короткому замыканию и возгоранию. Поэтому никогда не следует торопиться, выбирая качественный кабель для подключения любых приборов – сначала подумайте, что именно будет работать на новой линии, а затем уже выбирайте толщину и тип кабеля.

От чего зависит длительно допустимый ток кабеля

Звезда активнаЗвезда активнаЗвезда активнаЗвезда активнаЗвезда активна

Для того чтобы определить, какие параметры оказывают влияние на длительно допустимый ток кабеля, следует для начала рассмотреть происходящие в условиях протекания электрического тока переходные тепловые процессы. Как известно, после включения тока происходит постепенное повышение температуры проводника, причем, в определенный момент времени нарастание тепловых показателей прекращается. В результате температура стабилизируется. Но как только ток будет отключен, температура начнет спадать до исходных значений.

Как этот процесс проистекает и какие факторы оказывают на его влияние? Прежде всего, выделяющееся в проводнике тепло при включении тока направлено непосредственно на нагрев самого проводника. Это и является первопричиной роста температуры, что, в свою очередь, связанно с теплоемкостью материала.

В процессе роста температуры между проводником и окружающей средой увеличивается разность температурных показателей. В связи с этим в определенный момент часть выделяемого тепла тратится на нагрев окружающей среды. В момент достижения температуры проводника установившегося стабильного значения окружающей среде начинает передаваться уже все выделяющееся тепло. Вместе с этим проводник перестает нагреваться.

Длительно допустимый ток

Итак, какое же значение следует присвоить длительно допустимому току для проводника или кабеля? Очевидно, каждый проводник или кабель обладает собственной нормальной длительной температурой, в соответствии с указанными в документации данными. При этой температуре кабель или провод может функционировать непрерывно долго, без риска нанести вред себе или окружающей среде.

Известно, что значению такой температуры соответствует определенное значение тока, который и называют длительно допустимым током проводника. При прохождении по проводнику силы тока с таким значением он будет нагреваться не выше рабочей температуры, т. е. такой, что является безопасной, как дл самого кабеля, так и для окружающей среды.

Читайте так же:
Соединение оптического кабеля с розеткой

Если же возникает короткое замыкание, через проводник протекает ток короткого замыкания, под воздействием которого температура достигает критических значений. Поэтому при выборе проводника необходимо рассчитывать его сечение таким образом, чтобы он был способен выдержать кратковременное превышение нормальной температуры.

Влияние сечения кабеля на длительно допустимый ток

Изменение значений длительно допустимого тока вовсе не прямо пропорционально изменениям сечения проводника. Напротив, по сравнению с площадью поперченного сечения кабеля его длительно допустимый ток возрастает гораздо медленнее. Что касается остальных констант, которые должны быть известны при расчете длительно допустимого тока (удельное сопротивление, коэффициент теплопередачи и допустимая температура), то они индивидуальны для каждого проводника.

Практика лишь подтверждает вышеприведенное суждение: зависимость длительно допустимого тока от сечения проводника не может быть прямой. Ведь с увеличением сечения условия охлаждения внутренних слоев материала только ухудшаются. В связи с этим для достижения допустимой температуры приходится прикладывать ток меньшей плотности.

Учитывая сказанное, применение проводников увеличенного сечения с целью предотвращения перегрева крайне не рационально, поскольку такое решение приведет к значительному перерасходу материала. Более целесообразно использовать сочетание определенного количества параллельно уложенных проводников небольшого сечения. Именно в таком исполнении представлены многожильные провода.

Изменение длительно допустимого тока при отличии внешних и расчетных условий

В процессе прокладки в различных условиях (место и температура прокладки) может возникнуть необходимость в корректировке предельно допустимого тока. В этом случае принято использовать поправочный коэффициент, на который домножается длительно допустимый ток в соответствии с известными условиями.

Если несколько проводников прокладываются параллельно и располагаются очень близко друг к другу, возникнет эффект взаимного подогрева. Однако это возможно только в том случае, когда внешняя среда неподвижна. В реальных же условиях воздух или вода находятся в процессе постоянного движения, за счет чего, проводники постоянно охлаждаются.

При создании условий с действительно неподвижной внешней средой, к примеру, когда кабель прокладывают в трубе под землей, из-за взаимного подогрева значение длительно допустимого тока снижается. В данном случае также потребуется коррекция с использованием поправочного коэффициента, данные о котором содержатся в документации к проводам и кабелям.

Читайте так же:
Расчетный ток кабельной линий

Технические характеристики силового кабеля ВВГ

Электрическое сопротивление токопроводящих жил кабеля до 50 мм 2 на постоянном токе должно быть не более указанного в таблице.

Номинальное сечение,мм 21,52,5461016253550
Сопротивление жилы, Ом/км12,17,414,613,081,831,150,7270,5240,387

Электрическое сопротивление изоляции на 1 км длины при температуре 20 0 С составляет не менее 7 – 12 МОм в зависимости от сечения жил.

Готовые кабели должны выдерживать испытания переменным напряжением частотой 50 Гц в течение 10 мин. Напряжение прикладывается между жилами и составляет 3 кВ для кабелей на номинальное напряжение 0,66 кВ и 3,5 кВ для кабелей на номинальное напряжение 1 кВ.

Толщина изоляции и оболочки кабеля

Толщина изолирующего покрова кабеля зависит от конструктивных особенностей изделия, его номинального электронапряжения и сечения электропроводников.

Толщина изоляционного слоя из пластмассовых полимеров (ПВХ и полиэтилена) и резины регулируется ГОСТом 23386-78. Данный документ устанавливает 6 категорий (к ним добавляется индекс «п» — пластмасса, «р» — резина):

И-1 — для кабельных изделий в оболочке, которые функционируют в энергосистемах 0,22/0,38 кВ с номиналом переменного электронапряжения до 0,22 кВ или постоянного — до 0,7 кВ (диапазон толщин Ип-1 для сечений 0,35-95 мм2 — 0,4-1,2 мм; Ир-1 — 0,6-1,6 мм);

И-2 — без оболочки, 0,22/0,38 кВ, до 0,22 или 0,7 кВ (Ип-2 для 0,35-95 мм2 — 0,5-1,6 мм; Ир-2 — аналогично Ир-1);

И-3 — в оболочке, 0,22/0,38 кВ, до 0,22 или 0,7 кВ, 0,4/0,6 кВ, до 0,4 или 1 кВ (Ип-3 для 0,35-500 мм2 — 0,5-3,0 мм; Ир-3 для 0,5-500 мм2 — 0,8-3,0 мм)

И-4 — без оболочки, 0,22/0,38 кВ, до 0,22 или 0,7 кВ, 0,4/0,6 кВ, до 0,4 или 1 кВ (Ип-4 для 0,35-500 мм2 — 0,6-3,0 мм; Ир-4 — аналогично Ир-3);

И-5 — 0,4/0,6 кВ, до 0,4 или 1 кВ, 1,8/3 кВ, до 1,8 или 6 кВ (Ип-5 для 4-500 мм2 — 2,2-3,0 мм; Ир-5 для 1,5-500 мм2 — 1,8-3,8 мм);

Читайте так же:
Tv розетка оконечная прямое кабельное соединение

И-6 — 3,6/6 кВ, до 3,6 кВ (Ип-6 для 10-500 мм2 — 3,0-3,2 мм; Ир-6 для 10-150 мм2 — 4,0 мм).

Толщина изоляции кабелей до 10 кВ из пропитанной спецбумаги установлена ГОСТом 23436-83 и составляет 0,6-2,75 мм.

Показатели толщины оболочки кабеля зависят от факторов, аналогичных для изоляционного слоя, их нормы и категории определены ГОСТом 23386-78 (в обозначениях также применяются индексы «п» и «р»):

Об-1 — переносные кабеля, используемые в сложных условиях (тяжелая техника для рытья земли и т.д.). Для диаметров изделий под оболочкой 6-60 мм номинал Обп-1 составляет 1,2-4,0 мм, Обр-1 — 1,5-6,0 мм;

Об-2 — стационарные электрокабеля и мобильные для средних условий (все случаи, которые не входят в Об-1 и Об-3). Диапазоны Обп-2 — 1,2-3,0 мм, Обр-2 — 1,5-4,5 мм;

Об-3 — переносные кабельные изделия, функционирующие при отсутствии механических воздействий, в т.ч. бытовые. Для 6-15 мм Обп-3 — 1,0-1,2 мм, Обр-3 — 0,8-1,2 мм.

Согласно ГОСТу 23386-78 максимальное несоответствие толщины изолирующего покрова кабеля может достигать минус 10%, защитной оболочки — минус 15% для полимерных материалов, минус 20% для резиновых и вулканизированного ПЭ.

В случаях, которые технически обоснованы и согласованы с покупателем или потребителем, толщины изоляционного слоя и оболочек могут быть уменьшены или увеличены, что обязательно отражается в технических документах на кабельные изделия.

Оболочки кабельно-проводниковой продукции также изготавливают из других материалов, например:

  • свинец — толщина свинцовой оболочки обычно составляет 0,95-2,8 мм (1,1-3 мм в кабелях связи) и зависит от кабельного диаметра внутри данного покрова;
  • алюминий — номинал толщин выпрессованных оболочек варьируется от 1,1 до 2 мм с максимальным отрицательным отклонением 0,2-0,3 мм, сварных — 0,95-1,1 мм (0,05 мм);
  • сталь — оболочка представляет собой «сверток» из лент, имеющих толщину 0,3-0,5 мм;
  • полиамиды или капрон — до 0,15 мм.

Как определяется площадь сечения

Большинство кабелей имеет круглую форму проводников. Выпускается также продукция с прямоугольным, треугольным и квадратным сечением жил. Эти шаги были предприняты для создания большего удобства прокладки. Например, для распределительных шкафов производят квадратные или прямоугольные шины, как самые удобные. Обычно кабель содержит маркировку, которая указывает количество жил и их сечение. Можно также вычислить это значение самостоятельно, чтобы определить допустимый длительный ток для кабелей той или иной марки.

Читайте так же:
Проходные выключатели света для дома

Площадь круглого сечения определяется по формуле S = πd2/4, где S означает площадь, π – это знак «пи», равный приблизительно 3.14, d – диаметр жилы, который можно замерить точно штангенциркулем. Для квадрата способ расчёта очень прост – S = A2, где А – длина одной из сторон квадрата. Площадь прямоугольного сечения вычисляется так: S = A*B, обозначения А и В – длинная и короткая стороны прямоугольника. Если речь идёт о треугольной форме, имеющей форму сектора круга, то формула расчёта такая: S = πr2/3, где r – радиус.

Длительно допустимый ток кабеля и его значение при выборе кабельной продукции

Вычислив сечение жилы, зная марку, материал проводника и изоляции, можно определить по таблицам 1 или 2 допустимый длительный ток для кабелей. Сечение многожильных проводников посчитать труднее, но вполне возможно. Для этого нужно распушить кабельный конец, отделить один из проводников и замерить штангенциркулем его диаметр. После расчёта по вышеприведённой формуле для круглых жил результат умножается на их количество.

Если под рукой нет соответствующих таблиц, можно грубо определить, какой длительно допустимый ток для их медных проводов. Если, к примеру, сечение жилы из меди равно 1 мм2, она сможет без перегрева обеспечить прохождение тока величиной 10 А. 2 мм2 – 20 А и так далее. Но лучше длительно допустимый ток кабеля определять по соответствующими таблицам, особенно если дело касается многожильных проводников. Пропуская ток, они не только греются сами, но также греют друг друга. Поэтому предельную нагрузку уменьшают с соответствующими поправками.

Как рассчитать трехфазную проводку?

На расчет допустимого сечения кабеля влияет тип сети. Если мощность потребления одинакова, допустимые токовые нагрузки на жилы кабеля для трехфазной сети будут меньше, чем для однофазной.

допустимые токовые нагрузки

Для питания трехжильного кабеля при U = 380 В применяется формула:

Коэффициент мощности можно найти в характеристиках электроприборов или он равен 1, если нагрузка активная. Максимально допустимый ток для медных проводов, а также алюминиевых при трехфазном напряжении указывается в таблицах.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector