Выбор мощности по сечению кабеля: Калькулятор расчета сечения кабеля

Содержание

Выбор сечения кабеля — stroka.by

Кабель обычно состоит из 2-4 жил. Сечение (точнее, площадь поперечного сечения) жилы определяется ее диаметром.

Напомним: площадь круга S = 0,78d², где d — диаметр круга. Исходя из практических соображений, при малых значениях силы тока сечение медной жилы берут не менее 1 мм², а алюминиевой — 2 мм².

При достаточно больших токах сечение провода выбирают по подключаемой мощности.

Обычно исходят из расчета мощности, что нагрузка величиной 1 кВт требует 1,57 мм² сечения жилы. Отсюда следуют приближенные значения сечений провода, которых следует придерживаться при выборе его диаметра. Для алюминиевых проводов это 5 А на 1 мм²., для медных — 8 А на 1 мм². Проще говоря, если у вас стоит проточный водонагреватель на 5 кВт, то подключать его надо проводом, рассчитанным не менее чем на 25 А, и для медного провода сечение должно быть не менее 3,2 мм². Учтите, из ряда предпочтительных величин сечений (0,75; 1; 1,5; 2,5; 4; 6 мм² и т.

д.) для алюминиевых проводов сечение выбирают на ступень выше, чем для медных, так как их проводимость составляет примерно 62% от проводимости медных.

Например, если по расчетам нагрузки для меди нужна величина сечения 2,5 мм², то для алюминия следует брать 4 мм², если же для меди нужно 4 мм², то для алюминия — 6 мм² и т. д.
 
А вообще кабель лучше выбирать большего поперечного сечения, чем требуется, — вдруг вы захотите подключить еще что-нибудь? Кроме того, необходимо проверить, согласуется ли сечение проводов с максимальной фактической нагрузкой, а также с током защитных предохранителей или автоматического выключателя, которые обычно находятся рядом со счетчиком.

В таблицах приводится зависимость сечения кабеля, проводов и автомобильных гибких многожильных проводников в зависимости от силы тока и мощности нагрузки.

Таблица выбора сечения кабеля при прокладке проводов открыто и в трубе

Сечение
кабеля,
мм²

Проложенные открыто

Проложенные в трубе

Медь

Алюминий

Медь

Алюминий

Ток

Мощность, кВт

Ток

Мощность, кВт

Ток

Мощность, кВт

Ток

Мощность, кВт

А

220в

380в

А

220в

380в

А

220в

380в

А

220в

380в

0,5

11

2,4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0,75

15

3,3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1,0

17

3,7

6,4

 

 

 

14

3,0

5,3

 

 

 

1,5

23

5,0

8,7

 

 

 

15

3,3

5,7

 

 

 

2,0

26

5,7

9,8

21

4,6

7,9

19

4,1

7,2

14,0

3,0

5,3

2,5

30

6,6

11,0

24

5,2

9,1

21

4,6

7,9

16,0

3,5

6,0

4,0

41

9,0

15,0

32

7,0

12,0

27

5,9

10,0

21,0

4,6

7,9

6,0

50

11,0

19,0

39

8,5

14,0

34

7,4

12,0

26,0

5,7

9,8

10,0

80

17,0

30,0

60

13,0

22,0

50

11,0

19,0

38,0

8,3

14,0

16,0

100

22,0

38,0

75

16,0

28,0

80

17,0

30,0

55,0

12,0

20,0

25,0

140

30,0

53,0

105

23,0

39,0

100

22,0

38,0

65,0

14,0

24,0

35,0

170

37,0

64,0

130

28,0

49,0

135

29,0

51,0

75,0

16,0

28,0

 

Выбор сечения одиночного проводника гибкого многожильного автомобильного провода:

Номинальное сечение провода, мм²

Сила тока в одиночном проводе, А при длительной нагрузке и при температуре окружающей среды, оС

20 оС

30 оС

50 оС

80 оС

0,5

17,5

16,5

14,0

9,5

0,75

22,5

21,5

17,5

12,5

1,0

26,5

25,0

21,5

15,0

1,5

33,5

32,0

27,0

19,0

2,5

45,5

43,5

37,5

26,0

4,0

61,5

58,5

50,0

35,5

6,0

80,5

77,0

66,0

47,0

16,0

149,0

142,5

122,0

88,5


Примечание: при прокладке проводов сечением 0,5 — 4,0 мм² в жгутах, в поперечном сечении которых по трассе содержится от двух до семи проводов, сила допустимого тока в проводе составляет 0,55 от силы тока в одиночном проводе согласно таблице, а при наличии 8-19 проводов — 0,38 от силы тока в одиночном проводе.

Таблица подбора сечения кабеля

Кабели и провода играют основную роль в процессе передачи и распределения электрического тока. Являясь основными проводниками электричества к потребителям электрической энергии (холодильник, стиральная машина, чайник, телевизор и т.д.), кабели и провода для всей электрической сети должны быть подобраны в соответствии с потреблением и нагрузками всех электроприборов. Для бесперебойного прохождения электрического тока необходимо сделать точный расчет сечения кабеля как по силе тока, так и по мощности нагрузки.

Для подбора сечения кабеля и провода по мощности и силе тока можно воспользоваться следующими таблицами:

Сечение токопроводящей жилы, мм2 Для  кабеля с медными жилами
Напряжение 220 В Напряжение 380 В
Ток А Мощность кВт Ток А Мощность кВт
1,5 19 4,1 16 10,5
2,5 27 5,9 25 16,5
4 38 8,3 30 19,8
6 46 10,1 40 26,4
10 70 15,4 50 33
16 85 18,7 75 49,5
25 115 25,3 90 59,4
35 135 29,7 115 75,9
50 175 38,5 145 95,7
70 215 47,3 180 118,8
95 260 57,2 220 145,2
120 300 66 260 171,6

 

Сечение токопроводящей жилы, мм2 Для  кабеля с алюминиевыми жилами
Напряжение 220 В Напряжение 380 В
Ток А Мощность кВт Ток А Мощность кВт
2,5 20 4,4 19 12,5
4 28 6,1 23 15,1
6 36 7,9 30 19,8
10 50 11 39 25,7
16 60 13,2 55 36,3
25 85 18,7 70 46,2
35 100 22 85 56,1
50 135 29,7 110 72,6
70 165 36,3 140 92,4
95 200 44 170 112,2
120 230 50,6 200 132

Данные взяты из таблиц ПУЭ.

При разработке и проектировании электрической сети, необходимо правильно рассчитывать сечение кабеля по мощности и силе тока. Неправильные расчеты приведут к перегреву кабеля, что, в свою очередь, приведет к разрушению изоляции и, как следствие, к замыканию и возгоранию. Грамотный расчет позволит Вам избежать аварийной ситуации и больших затрат на ремонт электропроводки и замены электроприборов.

Материалы, близкие по теме:

Выбор сечения кабеля по току

Используя таблицу ПУЭ можно правильно выбрать сечение кабеля по току. Так, например если кабель будет меньшего сечения, то это может привести к преждевременному выходу из строя всей системы проводки или порче включённого оборудования. Так же неправильный выбор толщины кабеля может стать причиной пожара, который произойдёт из-за плавления изоляции провода при его перегреве из-за высокой мощности.

При обратном процессе, когда толщина кабеля будет взята со значительным запасом по мощности, может произойти лишняя трата денег для приобретения более дорогостоящего провода.

Как показывает практика, в большинстве случаев выбирать сечение кабеля по току следует исходя из показателя его плотности.

Таблицы ПУЭ и ГОСТ

Плотность тока

При проведении выбора сечения провода необходимо знать некоторые показатели. Так, например величина плотности тока в таком материале как медь составляет от 6 до 10 А/мм2. Такой показатель является результатом многолетних наработок специалистов и принимается исходя из основных правил регламентирующих устройство электрических установок.

В первом случае при плотности в шесть единиц предусмотрена работа электрической сети в длительном рабочем режиме. Если же показатель составляет десять единиц, то следует понимать, что работа сети возможна не длительное время во время периодических коротких включений.

Поэтому производить выбор толщины необходимо именно по данному допустимому показателю.

Приведенные выше данные соответствуют медному кабелю. Во многих электрических сетях до сих пор применяются и алюминиевые провода. При этом медный кабель в сравнении с последним типом провода имеет свои неоспоримые преимущества.

К таковым можно отнести следующее:

  1. Медный кабель обладает намного большей мягкостью и в тоже время показатель его прочности выше.
  2. Изделия, изготовленные из меди более длительное время не подвержены процессам окисления.
  3. Пожалуй, самым главным показателем медного кабеля есть его более высокая степень проводимости, а значит и лучший показатель по плотности тока и мощности.

К самому главному недостатку такого кабеля можно отнести более высокую цену на него.

Показатель плотности тока для алюминиевого провода находится в диапазоне от четырёх до шести А/мм2. Поэтому его можно применять в менее ответственных сооружениях. Так же данный тип проводки активно применялся в прошлом веке при строительстве жилых домов.

Проведение расчетов сечения по току

При расчете рабочего показателя толщины кабеля, необходимо знать какой ток будет протекать по сети данного помещения. Например, в самой обычной квартире необходимо суммировать мощность всех электрических приборов, которые подключаются к сети.

В качестве примера для расчета можно привести стандартную таблицу потребляемой мощности основными бытовыми приборами, использующимися в обычной квартире.

Исходя и суммарной мощности, производится расчет тока, который будет течь по кабелям сети.

I=(P*K1)/U

В этой формуле Р означает общую мощность, измеряемую в Ваттах, К1 – коэффициент, который определяет одновременную работу всех бытовых приборов (его величина обычно равняется 0,75) и U – напряжение в домашней сети равное обычно 220 Вольтам.

Данный показатель расчета тока поможет сделать оценку нужного сечения для общей сети. При этом необходимо так же учитывать и рабочую плотность тока.

Если же кабель состоит из нескольких жил, то следует произвести замер одной из них и посчитать её сечение. После этого для нахождения окончательного значения толщины, показатель, полученный для одной жилы, умножается на их количество в проводе.

Полученное таким образом с использованием расчетов и таблицы ПУЭ значение сечения кабеля позволит создать в доме или квартире проводку, которая будет служить хозяевам на протяжении довольно долгого периода времени без возникновения аварийных или внештатных ситуаций.

Расчёт сечения провода. Теория

При монтаже электроустановок различного назначения, в том числе и солнечных электростанций особое внимание следует уделить выбору сечения проводников. Заниженное сечение кабеля приводит к потерям энергии из — за нагрева и зачастую становится причиной возгорания. Завышенное сечение провода влечет необоснованное удорожание системы.

Площадь сечения проводника должна соответствовать величине протекаемого тока

В бытовых сетях переменного тока 220 Вольт сечение проводов очень редко превышает 6 мм², так как ток обычно не больше 50 Ампер. Мощные нагрузки обычно стараются распределить по нескольким фазам. 

В солнечных электростанциях имеется низковольтная часть постоянного тока, которая может быть выполнена проводом  25, 50, или даже 100 мм², в зависимости от мощности и напряжения системы. Самый большой ток протекает в цепи аккумуляторной батареи и преобразователя напряжения (инвертора).

Чтобы рассчитать сечение кабеля, нужно получить ток, разделив мощность на напряжение системы, и подобрать сечение токопроводящей жилы. Поможет Вам в этом таблица, расположенная ниже. 

Приведем пример: Если мощность инвертора 3кВт и напряжение системы 12 Вольт, ток в низковольтной цепи составит 3000/12=250 Ампер, и если провод проложен открыто, то его сечение должно составлять не менее 70 мм2. Если использовать инвертор той же мощности, но уже на 24 Вольт, ток получим в два раза меньше, 125 Ампер и, соответственно, сечение провода 25 мм².

Поэтому преобразователи напряжения высокой мощности, как правило, рассчитаны на входное напряжение 24 или 48 Вольт. Не сложно определить максимальный ток в контуре солнечных панелей. Если фотоэлектрические модули соединены последовательно, то следует взять ток короткого замыкания для одного модуля. Если же солнечные батареи соединены параллельно, ток короткого замыкания одной панели нужно умножить на количество солнечных модулей. Руководствуясь данным принципом можно рассчитать ток для любой системы солнечных модулей. 

Предельный ток в контуре «контроллеры заряда – аккумуляторы» следует принять равным номиналу контроллера.

Табл.1 Допустимый ток для кабелей с резиновой и поливинилхлоридной изоляцией и медными жилами

Данные приведены из ПУЭ7, «Правила устройства электроустановок», Издание 7. Все значения приняты для:

  • температуры жил +65 °С;
  • температуры окружающего воздуха +25 °С;
  • температуры земли +15°С.

Их следует применять независимо от количества используемых труб, места их прокладки (в воздухе, в перекрытиях или фундаментах). Допустимые длительные токи для кабелей, проложенных в коробах и в лотках пучками, должны быть рассчитаны как для кабелей, проложенных в трубах.

 

Выбор сечения кабеля на напряжение до 1000 В

Выбор сечения кабеля на напряжение до 1000 В независимо это электродвигатель или другая нагрузка. Сводится к определению длительно допустимых токов, то есть подбирается такое сечение кабеля, которое позволяет выдерживать длительно расчетные токи для заданного участка, без нанесения ущерба кабелю. Значения допустимых длительных токов для кабелей и проводов указаны в ПУЭ таблицы 1.3.4 – 1.3.30, ГОСТ 31996-2012, либо использовать каталожные данные завода-изготовителя.

Длительно допустимый ток:

  • для электроприемников:
  • для электродвигателя:

При выборе сечения кабеля нужно учитывать поправочные коэффициенты на землю и воздух при прокладке кабеля, см ПУЭ таблицы 1.3.3, 1.3.23, 1.3.26.

Определение фактического длительно допустимого тока с учетом поправочных коэффициентов в соответствии с ПУЭ определяется по формуле:

где:

  • Iд.т. – длительно допустимый ток для выбранного сечения кабеля, выбирается по ГОСТ 31996-2012 или определяется по каталогам завода-изготовителя.
  • k1 – поправочный коэффициент учитывающий температуру среды отличающуюся от расчетной, выбирается по таблице 1.3.3 ПУЭ.
  • k2 – поправочный коэффициент, который учитывает удельное сопротивление почвы (с учетом геологических изысканий), выбирается по ПУЭ таблица 1.3.23.
  • k3 – поправочный коэффициент, учитывающий снижение токовой нагрузки при числе работающих кабелей в одной траншее (в трубах или без труб), выбирается по ПУЭ таблица 1. 3.26.

При этом должно выполняться условие:

Iф > Iрасч.

Проверка сечения по условию соответствия выбранному аппарату максимальной токовой защите:

Сечение кабеля (провода), по условию соответствия выбранному аппарату максимальной токовой защите, определяется по формуле:

где:

  • Iзащ. – ток уставки при котором срабатывает защитный аппарат;
  • kзащ. – коэффициент кратности длительно допустимого тока кабеля (провода) к току срабатывания защитного аппарата.

Данные значения Iзащ. и kзащ. Можно определить по таблице 8.7 [Л5. с. 207].

Проверка сечения на механическую прочность

Выбранное сечение кабеля (провода) должно быть не менее приведенного в ПУЭ таблица 2.1.1.

Проверка сечения по потере напряжения

После того как Вы выбрали сечение кабеля по длительно допустимому току, нужно проверить кабель на допустимые потери напряжения. То есть отклонение напряжения присоединенного к этой сети токоприемников не выходило за пределы допустимого.

Согласно нормам допускаются следующие пределы отклонений напряжения на зажимах токоприемников [Л1. с 144].

Потеря напряжения ∆U для трехфазной линии определяется по формулам [Л1. с 144]:

1. В конце линии присоединена одна нагрузка:

2. По длине линии присоединено несколько (n) нагрузок:

где:

  • Iрасч. – расчетный ток, А;
  • L – длина участка, км;
  • cosφ – коэффициент мощности;
  • r0 и x0 — значения активных и реактивных сопротивлений определяем по таблице 2-5 [Л2.с 48].

Потерю напряжения ∆U для трехфазной линии, можно определить по упрощенным формулам:

1. В конце линии присоединена одна нагрузка:

2. По длине линии присоединено несколько (n) нагрузок:

где:

  • Р –расчетный мощность, Вт;
  • L – длина участка, м;
  • U – напряжение, В;
  • γ – удельная электрическая проводимость провода, м/Ом*мм2;
  • для меди γ = 57 м/Ом*мм2;
  • для алюминия γ = 31,7 м/Ом*мм2;

Потерю напряжения ∆U для постоянного и однофазного переменного тока, можно определить по упрощенным формулам:

1. В конце линии присоединена одна нагрузка:

2. По длине линии присоединено несколько (n) нагрузок:

где:
s – сечение кабеля, мм2;


Литература:

1. Справочная книга электрика. Под общей редакцией В.И. Григорьева. 2004 г.
2. Проектирование кабельных сетей и проводок. Хромченко Г.Е. 1980 г.
3. ГОСТ 31996-2012 Кабели силовые с пластмассовой изоляцией на номинальное напряжение 0,66, 1 и 3 кВ.
4. Правила устройства электроустановок (ПУЭ). Седьмое издание. 2008г.
5. Расчет и проектирование систем электроснабжения объектов и установок. Издательство ТПУ. Томск 2006 г.

Всего наилучшего! До новых встреч на сайте Raschet.info.

Поделиться в социальных сетях

расчёт и пользование матрицей при выборе диаметра проводника

Безопасности электрических сетей уделяется повышенное внимание, существует ряд типоразмеров проводников для различных условий работы. Чтобы правильно подобрать нужный размер, вычисляют сечение кабеля по мощности и таблицам. Это позволяет обеспечить токопроводимость на оптимальном уровне, не допуская перегрева и разрушения изоляции жил. Расчёт диаметра проводов можно выполнить и по токовой нагрузке с помощью математических формул и табличных матриц.

Срез провода и жилы кабеля

Неправильный выбор сечения проводов опасен возможностью возгорания изоляции при недостаточной площади среза. Обратная ситуация — избыточный диаметр приводит к удорожанию электросети и чрезмерному весу конструкции. Форма сечения проводника обычно круглая, но бывает и прямоугольной, площадь, соответственно, определяется по формулам круга S=(3,14*D2)/4=0,785*D2 и четырёхугольника S=a*b, где:

  • S — сечение провода, мм2;
  • D — Ø проволоки, мм;
  • a и b — стороны квадрата в миллиметрах.

Чтобы рассчитать площадь многопроволочного проводника, определяют квадратуру единичного электропровода и умножают на их количество. Измерить диаметр можно штангенциркулем или обычной линейкой. Есть и упрощённый способ: снять размер всего пучка свитых проволок и определить площадь по той же формуле, но с введением поправочного коэффициента 0,91 на неплотность прилегания проводников. Для удобства пользования существуют таблицы зависимости площади среза от диаметра проводника.

Ø одной проволоки или пучка, мм 1,0 1,6 2,5 3,2 4,5
Площадь сеч. провода/свивки, мм2 0,7/0,6 2,0/1,8 5,0/4,5 8,0/7,3 16,0/14,5

Толщину тонкой проволочки определяют микрометром, а при его отсутствии — линейкой. Сначала снимается изоляция, металлическая нить вплотную наматывается на участок карандаша. Затем замеряется длина покрытого отрезка и делится на количество витков — получится искомый диаметр. Чем больше оборотов сделано вокруг стержня, тем точнее замер.

В электротехнике применяются чаще медные проводники — они имеют меньший диаметр при равной токовой пропускной способности, удобны в монтаже и долговечны. Регламент ПУЭ предписывает использовать в жилых зданиях кабели с жилами из меди. Преимущества перед алюминиевыми проводами сохраняются на малых диаметрах: при возрастании площади масса и стоимость изделий увеличивается. При токовой нагрузке I ≥50 А явное превосходство меди исчезает, и электрики переходят на использование кабелей с жилами из алюминия.

Для обустройства ЛЭП применяются самонесущие изолированные провода — СИП электро. В отличие от ранее применявшихся оголённых с креплением на изоляторах и разнесённых в пространстве, новые изделия представляют собой пучок покрытых диэлектриком (светостойкий полиэтилен) алюминиевых проводов с проложенным внутри стальным сердечником или без него. Такая конструкция позволяет ставить опоры на большем расстоянии и без изоляторов передавать напряжение до 35 тысяч вольт.

Значение протяжённости и факторы нагрева

Обстоятельства, влияющие на подсчёт сеч. кабеля по киловаттам и токовой нагрузке, можно условно разделить на 2 группы: факторы, касающиеся нагрева проводников, и показатели, относящиеся к протяжённости электросети. От правильности подбора характеристик кабелей и проводов зависит безопасность жилых и производственных помещений, здоровье и жизнь людей, в них находящихся.

Причины роста температуры провода

Движение электронов по проводнику вызывает его нагревание. Считается, что допустимый ток не должен поднимать температуру жил кабельного шланга больше, чем на 60ºС. Когда провод горячий, нужно немедленно принимать меры к устранению нарушений. Причиной нагрева могут быть следующие факторы:

  1. Площадь сечения проводника не соответствует приложенной нагрузке: сила тока превышает допустимый ампераж. Необходимо пересчитать подключённую мощность потребителей и заменить проводку новой.
  2. Материал проводника — в квартире должны быть проложены электросети из медных кабельных жил, они имеют меньшее сопротивление по сравнению с алюминием. Участки, не соответствующие требованиям правил, следует заменить.
  3. Тип проводника — одиночная проволока или свивка из нескольких нитей. Многожильная конструкция более гибкая, но при одинаковом диаметре токовая пропускная способность монопроводника выше, нагревается он меньше.

Способ прокладки кабеля также влияет на температурный режим: плотно уложенные в трубу силовые магистрали греются сильнее, чем рассредоточенные на открытом пространстве. Поэтому скрытая в стене проводка принимается несколько большего сечения против расчетной величины. Изоляционное покрытие — ещё один параметр: низкое качество диэлектрика приводит к скорому его разрушению от нагрева.

Зависимость потерь от протяжённости линии

На подсчёт сеч. кабеля воздействует удалённость источника тока от потребителя. Если напряжение на токоприёмнике меньше исходного на 5% и больше, длина магистрали учитывается при определении размера проводника. Существуют таблицы сечения проводов по току и мощности, учитывающие потери от сопротивления движению электронов на дальние расстояния. Вот пример: значения длин указаны в десятках метров, а сеч. жил кабельного рукава (верхняя строка) — в мм2.

Передаваемая мощность, кВт Сила тока, А 4 10 16 25 35 50 70 95
1 4,6 13,5 33,5 53          
5 23 3 7 10,5 17 23,5 31,5 46,0 63
10 45   3,4 5,4 8,4 12 15,5 23,0 32
16 73       5,3 7,4 9,9 14,5 20
18 82       4,7 6,5 8,8 12,5 17,5
20 91         5,9 7,9 11,5 16

Чтобы правильно выбрать сечение проводника, нужно учесть весь комплекс факторов, обозначенных в п. 1.3 ПУЭ. Некоторые поправки к расчётам вводятся через коэффициенты. Обязательно обращают внимание на такие характеристики:

  • температура окружающей среды, в какой будет эксплуатироваться кабель; обычно это +25ºС, при отклонении пользуются таблицами ПУЭ;
  • комплектация электрощита: не стоит все провода подключать к одному автомату, иначе клеммы будут перегружены и сработает защита;
  • количество токоприёмников, находящихся в помещении, их мощность суммируется.

Основным фактором для выбора кабеля и его сечения остаётся нагрузка на электросеть или ток. Все иные обстоятельства также учитываются в расчётах, а результат увеличивается на 20-30% для создания резерва пропускной способности проводника.

Расчёт диаметра проводника по мощности

Прежде чем определять соотношение сечения кабеля и нагрузки на него, необходимо сделать подготовку. Каждый провод способен выдержать только ту мощность, которая не превысит разрешённых значений. Последовательность расчёта:

  1. Переписываются все электроприборы, которые будут подключены посредством планируемого кабеля, с указанием данных шильдика — бирки токоприёмника или технического паспорта о мощности.
  2. Собираются сведения о времени работы каждого потребителя для определения коэффициента одновременности включения нагрузки.
  3. Суммированные показатели мощности с учётом коэф. использования во времени дают расчётную нагруженность сети.
  4. Сверяются с таблицей сечения провода и нагрузки для определения диаметра жил кабельного изделия. Найденная по матрице из правил цифра увеличивается на 10―15% и принимается за рассчитанное сеч.

В соответствии с изложенным порядком, расчётную мощность сети определяют по формуле Роб=(Р1+Р2+Р3+…+Рn)*Ко, где Ко — коэффициент одновременности. Если подключаются электроплита 2,9 кВт, чайник 0,8 и утюг мощностью 1,7 киловатта, то при Ко=0,8: Роб=(2,9+0,8+1,7)*0,8=4,3. С поправкой на 15% — 5,0 кВт. Дальше смотреть таблицу сечения медного провода по мощности.

Сеч. провода, мм2 Рассчитанная Роб для сети 220 V, кВт То же, в сети 380 В
1,5 4,1 10,5
2,5 5,9 16,5
6,0 10,1 26,4
10,0 15,4 33,0

Поскольку бытовая сеть 220 вольт, а ближайшая величина нагрузки 5,9 кВт, то пл. сеч. медного провода принимается 2,5 мм². Соотношения мощности и толщины провода из алюминия будут иными.

Формула определения сечения по току

Аналогичным образом высчитывается сечение провода из таблицы по току и мощности. Используется формула общей силы тока Iоб=(Р1+Р2+Р3+…+Р n)/220 для 220 V. Для 380 вольт Iоб=(Р1+Р2+Р3+…+Рn)/(√3*380), ампер. В качестве примера приводится расчёт алюминиевого проводника для сети 220 В: общая нагрузка Р=10 кВт; Iоб=10000/220=45,5 А. По таблице сечения кабеля по мощности и току подбирается ближайший типоразмер.

Размер провода, жилы из Al, мм2 Ток, А: потенциалы 220/380 В Потребление в сети, кВт: значения 220/380 вольт
2,5 20/19 4,4/12,5
4 28/23 6,1/15,1
6 36/30 7,9/19,8
10 50/39 11,0/25,7

Из матрицы видно, что искомым параметром является пл. сеч. 10 мм². Если те же 10 кВт подключаются в сети 380 V, будет достаточно жилы 2,5 мм². Матрицы ПУЭ составлены для различных условий подсчётов, ими удобно пользоваться.

Выбор сечения провода, кабеля (медного, алюминиевого) по мощности. Расчет сечения исходя из диаметра (видео)

 Использование полезной работы электрического тока, уже является чем-то обыденным, незаменимым и само собой разумеющимся. Действительно, с тех пор, когда были получены первые токи от первой батарейки, великим ученым Алессандро Вольтом, в далеком 1800 году, прошло всего-то два столетия. Однако теперь сеть проводов, электрических соединений буквально пронизывает все и вся на поверхности земли и в наших домах. Если всю эту сеть нескончаемых проводов представить себе со стороны, то это будет подобно нервной или кровеносной системе в нашем организме. Роль всех этих проводов для современного общества, пожалуй, не менее значима, чем функция одной из вышеупомянутых систем живого организма. Что же, раз это так важно и серьезно, то при выборе проводов и кабелей, для создания нашей собственной коммуникативной электрической сети стоит подходить с особым вниманием и придирчивостью. Дабы она работала стабильно, без сбоев и отказов. Что же в себя включает данный выбор проводов и кабелей? Во-первых, это определиться с применяемым для проводки материалом, будь то медь или алюминий. Во-вторых, определиться с количеством жил в проводнике, 2 или 3. В-третьих, необходимо подобрать сечения жил исходя из тока, которые будет проходить по проводам, то есть исходя из мощности нагрузки. В-четвертых, выбрать провод исходя из расчетного значения, ближайшее большее сечение по типоряду относительного расчетного. О мелочах и того можно говорить намного больше сказанного, поэтому пока остановимся на этом, и попытаемся все же раскрыть тему нашей статьи о расчете и выборе провода или кабеля исходя из мощности нагрузки.

Чем отличается кабель от провода

Прежде чем перейти к основному содержимому, нам необходимо понять, что же мы все-таки хотим рассчитать, сечение провода или кабеля, в чем различия одного от другого!? Не смотря на то, что обыватель применяет эти два слова как синонимы, подразумевая под этим что-то свое, но если быть дотошными, то разница все же имеется.
 Так провод это одна токопроводящая жила, будь то моножила или набор проводников, изолированная в диэлектрик, в оболочку. А вот кабель, это уже несколько таких проводов, объединенных в единое целое, в своей защитной и изоляционной оболочке. Для того, чтобы вам было лучше понятно, что к чему, взгляните на картинку.

 

Так вот, теперь мы в курсе, что рассчитывать нам необходимо именно сечение провода, то есть одного токопроводящего элемента, а второй будет уже уходить от нагрузки, обратно к питанию. Однако мы порой и сами забываемся не лучше Вашего, так что если вы нас подловите на том, что где-то все же встретится слово кабель, то не сочтите уж за невежество, стереотипы делают свое дело.

Какой провод, кабель выбрать для прокладки проводки (моножилу или многожильный)

 При монтаже электропроводки обычно применяют провода и кабели марки ПВС, ВВГнг, ППВ, АППВ. В этом списке встречаются как гибкие кабели, так и с моножилой. Здесь мы хотели бы сказать вам одну вещь. Если ваша проводка не будет шевелиться, то есть это не удлинитель, не место сгиба которое постоянно меняет свое положение, то предпочтительно использовать моножилу. Вы спросите почему? Все просто! Не смотря на то, насколько хорошо не были бы уложены в защитную изоляционною оплетку проводники, под нее все же попадет воздух, в котором содержится кислород. Происходит окисление поверхности меди. В итоге, если проводников много, то площадь окисления намного больше, а значит токопроводящее сечение «тает» на много больше. Да, это процесс длительный, но и мы не думаем, что вы собрались менять проводку часто. Чем больше она проработает, тем лучше. Особенно это эффект окисления будет сильно проявляться у краев реза кабеля, в помещениях с перепадом температуры и при повышенной влажности. Так что мы вам настоятельно рекомендуем использовать моножилу! Сечение моножилы кабеля или провода изменится со временем незначительно, а это так важно, при наших дальнейших расчетах.

Выбираем провод (кабель) из меди или алюминия (документ ПЭУ)

 В СССР большинство жилых домов оснащались алюминиевой проводкой, это было своеобразной нормой, стандартом и даже догмой. Нет, это совсем не значит, что страна была бедная, и не хватало на меди. Даже в некоторых случая наоборот. Но видимо проектировщики электрических сетей решили, что экономически можно много сэкономить, если применять алюминий, а не медь. Действительно, темпы строительства были огромнейшие, достаточно вспомнить хрущевки, в которых все еще живет половина страны, а значит эффект от такой экономии был значительным. В этом можно не сомневаться. Тем не менее, сегодня другие реалии, и алюминиевую проводку в новых жилых помещениях не применяют, только медную. Это исходит из норм ПУЭ пункт 7.1.34 «В зданиях следует применять кабели и провода с медными жилами…». (До 2001 г. по имеющемуся заделу строительства допускается использование проводов и кабелей с алюминиевыми жилами) Так вот, мы вам настоятельно не рекомендуем экспериментировать и пробовать алюминий. Минусы его очевидны. Алюминиевые скрутки невозможно пропаять, так же очень трудно сварить, в итоге контакты в распределительных коробках могут со временем нарушиться. Алюминий очень хрупкий, два-три изгиба и провод отпал. Будут постоянные проблемы с подключением его к розеткам, выключателем. Опять же если говорить о проводимой мощности, то медный провод с тем же сечением для алюминия 2,5мм. кв. допускает длительный ток в 19А, а для меди в 25А. Здесь разница больше чем 1 КВт.
 Так что еще раз повторимся — только медь! Далее мы и будем уже исходить из того, что сечение рассчитываем для медного провода, но в таблицах приведем значения и для алюминия. Мало ли что.

Сколько примерно потребляют бытовые приборы, и как это отразиться на выборе, расчете сечения кабеля

Итак, мы уже определились с маркировкой кабеля, что это должна быть моножила, также с тем, что это должна быть медь, да и про подводимую мощность кабеля мы тоже «заикнулись» не просто так. Ведь именно исходя из показателя проводимой  мощности, будет рассчитываться провод, кабель на его применяемое сечение. Здесь все логично, прежде чем что-то рассчитать, надо исходить из начальных условий задачи. Этому нас научили еще в школе, исходные данные определяют основные пути решения. Что же, тоже самое можно сказать про расчет сечения медного провода, для расчета его сечения необходимо знать с какими токами или мощностями он будет работать. А для того чтобы нам знать токи и мощности, мы сразу должны знать, что именно будет подключено в нашей квартире, где лампочка, а где телевизор. Где компьютер, а куда мы включим зарядное устройство для телефона. Нет, конечно, со временем исходя из жизненных обстоятельств, что-то может поменяться, но нет кардинально, то есть примерная суммарная потребляемая мощность для всех наших помещений останется прежняя. Лучше всего сделать так, нарисовать план квартиры и там расставить и развешать все электроприборы, которые вам встретятся и которые запланированы. Скажем так.

Здесь неплохо было сориентироваться, сколько какой прибор потребляет. Именно для этого мы и приведем для вас таблицу ниже.

Подытожим данный абзац, мы должны представлять какие токи, мощности подводимые проводами и кабелями, должны быть обеспечены, для того, чтобы рассчитать необходимое нам сечение и выбрать подходящее. Об этом как раз далее.

Как рассчитать диаметр (сечение) провода (кабеля) исходя из силы тока, потребляемой мощности (медный и алюминиевый)

 Вот мы добрались и до сути нашей статьи. Однако всё, что было выше, упускать нельзя, а значит и мы умолчать не могли.
 Если попытаться изложить мысль логично и по-простому, то через каждое условное сечение проводника может пройти ток определенной силы. Заключение это вполне логичное и теперь лишь осталось узнать эти соотношения и соотнести для разных диаметров провода, исходя из его типоряда. Также нельзя умолчать, что здесь, при расчете сечения по току, в «игру вступает» и температура. Да, это новая составляющая – температура. Именно она способна повлиять на сечение. Как и почему, давайте разбираться.
 Все мы знаем о броуновском движении. О постоянном смещении ионов в кристаллической решетке. Все это происходит во всех материалах, в том числе и в проводниках. Чем выше температура, тем больше будут эти колебания ионов внутри материала. А мы знаем, что ток это направленное движение частиц. Так вот, направленное движение частиц будет сталкиваться в кристаллической решетке с ионами, что приведет к повышению сопротивления для тока. Чем выше температура, тем выше электрическое сопротивление проводника. Поэтому по умолчанию, сечение провода для определенного тока принимается при комнатной температуре, то есть при 18 градусах Цельсия. Именно при этой температуре приведены все справочные значения в таблицах, в том числе и наших.
 Не смотря на то, что алюминиевые провода мы не рассматриваем в качестве проводов для электропроводки, по крайней мере, в квартире, тем не менее, они много где применяются. Скажем для проводки на улице. Именно поэтому мы также приведем значения зависимостей сечения и тока и для алюминиевых проводов.
 Итак, для меди и алюминия будут следующие показатели зависимости сечения провода (кабеля) от тока (мощности). Смотрите таблицу.

Таблица проводников под допустимый максимальный ток для их использования в проводке

 С 2001 года алюминиевые провода для проводки в квартирах не применяются. (ПЭУ)

 Да, здесь как заметил наш читатель, мы фактически не привели расчета, а лишь предоставили справочные данные, сведенные в таблицу, на основании этих расчетов. Но смеем вас замерить, что для расчетов необходимо перелопатить множество формул, и показателей. Начиная от температуры, удельного сопротивления, плотности тока и тому подобных. Поэтому такие расчеты мы оставим для спецов. При этом необходимо заметить, что и они не являются окончательными, так как могут незначительно разнится, в зависимости от стандарта на материал и запаса провода по току, применяемого в разных странах.
 А вот о чем мы еще хотели бы сказать, так это о переводе сечения провода в диаметр. Это необходимо когда имеется провод, но по каким-то причинам маркировки на нем нет. В этом случае по диаметру провода можно вычислить сечения и наоборот из сечения диаметр.

Как рассчитать зависимость диаметра токопроводящей жилы (провода, кабеля) от его сечения (площади)

Этот абзац больше относится к курсу школы по геометрии алгебре, когда необходимо найти площадь круга исходя из его диаметра. Именно такая задача стоит перед тем, кто хочет перевести диаметр в сечение. Делается это очень просто.

Сечение равно по формуле — S=0,7853*D2, где D и есть диаметр окружности, а S это площадь. Также справедливо будет утверждение S=ПИ*R, где R — радиус

Общепринятые сечения медных проводов для проводки в квартире по сечению

 Мы с вами много говорили о наименованиях, о материалах, об индивидуальных особенностях и даже о температуре, но упустили из вида жизненные обстоятельства. Так если вы нанимаете электрика для того, чтобы он провел вам проводку в комнатах вашей квартиры или дома, то обычно принимаются следующие значения. Для освещения сечения провода берется в 1,5 мм 2, а для розеток в 2,5 мм 2.
 Если проводка предназначена для подключения бойлеров, нагревателей, плит, то здесь уже рассчитывается сечение провода (кабеля) индивидуально.

Выбор сечения провода исходя из количества коммуникаций в доме (квартире) (типовые схемы проводки)

О чем еще хотелось сказать, так это о том, что лучше использовать несколько независимых линий питания для каждого из помещений в комнате или квартире. Тем самым вы не будете применять провод с сечением 10 мм 2 для всей квартиры, приброшенный во все комнаты, от которого идут отводы. Такой провод будет приходить на вводный автомат, а затем от него, в соответствии с мощностью потребляемой нагрузки будут разведены выбранные сечения проводов, для каждого из помещений.

Типовая принципиальная схема электропроводки для квартиры или дома с электрической плитой (с указанием сечения кабеля для электроприборов)

Подводя итог о выборе сечения провода (кабеля) в зависимости от силы тока (мощности)

 Если вы прочитали всю нашу статью, и все наши выкладки, то наверняка уже осознали насколько сложно и одновременно просто выбрать алюминиевый или медный провод, по сечению исходя из токовой нагрузки и мощности. Да, расчет сечения потребует знания множества формул, поправок на материал и температуру, при этом если воспользоваться справочными таблицами, которые мы и привели, то все просто и понятно.
 Что же, кроме выбора сечения провода необходимо будет правильно соединить между собой провода, использовать соответствующие автоматы, УЗО, розетки и выключатели. Не забывать про особенности схемы подключения проводки в квартире. Все это скажется на выборе сечения провода в вашем конкретном случае. И только в этом случае, когда вы учтете все факторы, воспользуетесь справочными материалами, правильно смонтируете все элементы, можно будет говорить о том, что все сделано как надо!

Видео о подборе сечения проводник в зависимости от тока (А)

Основные принципы по выбоу сечения, исходя из тока питания еще раз рассмотрены в этом видео.

Пять ключевых факторов для правильного выбора и применения кабеля

Выбор и применение кабеля

Для понимания проблем, связанных с кабельными системами, важно знать конструкцию, характеристики и номиналы кабеля. Однако для правильного выбора кабельной системы и обеспечения ее удовлетворительной работы требуются дополнительные знания. Эти сведения могут включать в себя условия эксплуатации, тип обслуживаемой нагрузки, режим работы и обслуживания и тому подобное.

5 ключевых факторов для правильного выбора и применения кабеля (фото: testguy.net)

Ключом к успешной эксплуатации кабельной системы является , чтобы выбрать наиболее подходящий кабель для приложения , выполнить правильную установку и выполнить необходимое обслуживание.

В этой технической статье обсуждение основано на правильном выборе кабеля и применении для распределения и использования энергии.

Выбор кабеля может основываться на следующих пяти ключевых факторах:

  1. Прокладка кабеля
  2. Конструкция кабеля
  3. Работа кабеля (напряжение и ток)
  4. Размер кабеля
  5. Требования к экранированию

1.Монтаж кабеля

Кабели могут использоваться для наружной или внутренней прокладки в зависимости от распределительной системы и обслуживаемой нагрузки.

Хорошее понимание местных условий, монтажных бригад и обслуживающего персонала необходимо для обеспечения правильности работы выбранной кабельной системы ! Изоляция кабеля часто повреждается или ослабевает во время установки из-за неправильного растягивающего усилия.

Конструкции трубопроводных систем не только должны минимизировать количество изгибов труб и расстояния между люками, но также должны определять растягивающие напряжения.

Инспекционный персонал должен убедиться, что монтажные бригады не превышают эти значения во время установки. Также важно поддерживать правильный радиус изгиба, чтобы избежать ненужных точек напряжения. После правильной установки следует регулярно проводить плановый осмотр, испытания и техническое обслуживание, чтобы определить постепенное ухудшение состояния кабельной системы и ее техническое обслуживание.

Кабельные системы являются артериями системы распределения электроэнергии и переносят энергию, необходимую для успешной работы предприятия.Ниже приводится краткое обсуждение установки и обслуживания кабеля.

Существует несколько типов кабельных систем для передачи электроэнергии в данной распределительной системе. Выбор конкретной системы может зависеть от местных условий, существующей политики компании или прошлого опыта.

Нет установленных стандартов или установленных руководящих принципов для выбора конкретной системы.

Вернуться к Факторы, влияющие на выбор кабеля ↑


2.Конструкция кабеля

Выбор и применение кабеля зависит от типа конструкции кабеля, необходимого для конкретной установки. Конструкция кабеля включает в себя жилы, расположение кабелей, изоляцию и финишное покрытие.


2.1 Проводники

Проводящие материалы, такие как медь и алюминий, следует учитывать с точки зрения качества изготовления, условий окружающей среды и технического обслуживания. Требования к алюминиевым проводам с учетом этих факторов более критичны, чем к медным проводам.

Жилы кабеля следует выбирать в зависимости от класса скрутки, необходимого для конкретной установки .


2.2 Расположение кабелей

Проводники могут быть скомпонованы для образования одножильного или трехжильного кабеля . У обоих типов устройств есть определенные преимущества и недостатки. Одинарные жилы проще устанавливать, легче сращивать, и они позволяют формировать схемы из нескольких кабелей.

С другой стороны, их реактивное сопротивление на выше, чем у трехжильного кабеля . Экранированные одиночные проводники несут высокие экранирующие токи, поэтому необходимо принять меры для предотвращения перегрева кабеля.

Однопроводные кабели подвержены значительному перемещению из-за механических нагрузок, создаваемых токами короткого замыкания или большими пусковыми токами. Трехжильный кабель с общей оболочкой имеет самое низкое реактивное сопротивление , а распределение напряжения напряжения сбалансировано за счет эквивалентного расстояния между проводниками.

Наличие заземляющего провода в трехжильном кабеле или отдельного заземляющего провода в одножильном кабеле является важным фактором. Поскольку заземляющий провод в конструкции трехжильного кабеля обеспечивает путь с наименьшим полным сопротивлением, он обеспечивает хорошее заземление системы.

Точно так же отдельное заземление в том же кабелепроводе, что и силовые проводники, обеспечивает лучший путь заземления, чем путь заземления через оборудование или строительную сталь.

Выбор и применение кабельной системы должны основываться на правильном выборе типа кабельной разводки, необходимого для этой цели .


2.3 Изоляция и финишное покрытие

Выбор изоляции кабеля и финишного покрытия обычно основывается на типе установки, температуре окружающей среды, условиях эксплуатации, типе обслуживаемой нагрузки и других применимых критериях. Во многих установках могут преобладать необычные условия, такие как коррозионная атмосфера, высокая температура окружающей среды, опасность насекомых и грызунов, присутствие масла и растворителей, присутствие озона и экстремальный холод.

В некоторых приложениях могут присутствовать два или более из этих необычных условий, и в этом случае выбор подходящих кабелей становится намного сложнее.

Вернуться к Факторы, влияющие на выбор кабеля ↑


3. Работа кабеля

Изоляция кабеля должна выдерживать напряжения , возникающие в нормальных и ненормальных условиях эксплуатации. Поэтому выбор изоляции кабеля должен производиться на основе применимого межфазного напряжения и общей категории системы, которые классифицируются как уровни изоляции 100%, 133% или 173%.

Эти уровни изоляции обсуждаются следующим образом:

Уровень 100%:

Кабели этой категории могут применяться, если система оснащена релейной защитой , которая обычно устраняет замыкания на землю в течение 1 минуты Эта категория обычно упоминается к заземленным системам.


133% уровень:

Кабели этой категории могут применяться, если в системе предусмотрена релейная защита , которая обычно устраняет замыкания на землю в течение 1 часа. Эта категория обычно называется заземленными с низким сопротивлением или незаземленными системами.


173% уровень:

Кабели этой категории могут применяться , где время, необходимое для отключения тока замыкания на землю, не определено. Этот уровень рекомендуется для незаземленных и для резонансно заземленных систем.

Текущая допустимая нагрузка кабеля определяется нагрузкой, которую он обслуживает.

NEC очень специфичен с точки зрения размеров проводов для систем, работающих ниже 600 В . Токопроводящая способность кабеля основана на температуре окружающей среды при эксплуатации.Когда кабели устанавливаются в нескольких группах каналов, важно снизить допустимую нагрузку по току кабеля, чтобы не превысить его тепловой рейтинг.

В случаях, когда кабели могут подвергаться циклической нагрузке, допустимая нагрузка по току может быть рассчитана по следующей формуле:

где:

  • I eq — эквивалентная допустимая нагрузка по току
  • I — постоянный ток для определенного периода времени
  • t — временной период постоянного тока
  • T — общее время рабочего цикла
  • E — напряжение кабеля

Эквивалент Допустимая нагрузка по току должна использоваться для выбора сечения проводника для термической стойкости.

Вернуться к Факторы, влияющие на выбор кабеля ↑


4. Размер кабеля

Выбор размера кабеля основан на следующих факторах:

  1. Допустимая нагрузка по току
  2. Регулировка напряжения
  3. Рейтинг короткого замыкания

Эти факторы необходимо оценить перед выбором сечения кабеля! Во многих случаях упускаются из виду факторы регулирования напряжения и номинального тока короткого замыкания. Такой контроль может привести к опасности для имущества и персонала, а также к разрушению самого кабеля.


4.1 Допустимая нагрузка по току

Допустимая нагрузка по току кабеля зависит от его теплового нагрева. NEC публикует таблицы с указанием текущей емкости для кабелей различного сечения. ICEA публикует текущие рейтинги для различных типов изоляции и условий установки.

Если требуется, чтобы выдерживал пропускную способность, превышающую 500 м3 , нормальной практикой является параллельное соединение двух проводов меньшего размера.

Номинальный ток кабеля основан на определенном расстоянии, обеспечивающем рассеивание тепла.Если это расстояние меньше в месте прокладки кабеля, требуется снижение номинальных характеристик кабеля.


4.2 Регулировка напряжения

В правильно спроектированных системах электроснабжения регулирование напряжения обычно не является проблемой . Падения напряжения при слишком длительной работе при низком напряжении следует проверять, чтобы гарантировать правильное напряжение нагрузки. При вращающихся нагрузках следует проводить проверки как при установлении установившегося напряжения, так и во время пуска.

NEC устанавливает предел падения напряжения 5% для систем распределения электроэнергии .


4.3 Рейтинг короткого замыкания

Выбранный размер кабеля должен быть проверен на устойчивость к короткому замыканию, которая должна основываться на времени размыкания цепи для состояния короткого замыкания. Другими словами, кабель должен удерживаться без каких-либо тепловых повреждений до тех пор, пока неисправность не будет устранена переключающим устройством, например автоматическим выключателем или предохранителем.

Вернуться к Факторы, влияющие на выбор кабеля ↑


5.Экранирование

В при выборе и применении кабелей среднего напряжения главное внимание уделяется тому, должен ли кабель быть экранированным или неэкранированным. Условия, при которых следует выбирать и применять экранированный кабель, объясняются в следующем обсуждении.

Применение экранированного кабеля включает следующие соображения:

  1. Тип системы изоляции
  2. Независимо от того, является ли нейтраль системы заземленной или незаземленной
  3. Требования безопасности и надежности системы

В энергосистемах, где нет экран или металлическое покрытие, электрическое поле частично находится в воздухе, а частично в системе изоляции ! Если электрическое поле является интенсивным, например, в случае высокого и среднего напряжения, будут иметь место поверхностные разряды, вызывающие ионизацию частиц воздуха.Ионизация воздуха вызывает образование озона, который может повредить некоторые изоляционные материалы и отделочные покрытия.

При использовании неэкранированного кабеля в незаземленных системах повреждение изоляции или оболочки может быть вызвано током утечки, если поверхность кабеля влажная или покрыта копотью, жиром, грязью или другой проводящей пленкой.

В установках канального типа, где используется неэкранированный неметаллический кабель, внешнее электрическое поле может быть достаточно высоким, чтобы представлять угрозу безопасности персонала, работающего с одиночным кабелем в многоконтурных установках.

В случаях, когда используются переносные кабели, кабельные сборки или открытые воздушные кабельные установки, с которыми может работать персонал, может возникнуть серьезная угроза безопасности, если используется неэкранированный кабель !!

Кабель состоит из пяти основных составляющих: проводник, изоляция, экран, наполнитель и силовой элемент (фото: plastics1.com) :

  1. Влагопроводы
  2. Подключение к воздушным проводам
  3. Переход от проводящей среды к непроводящей (например, от влажной к сухой земле)
  4. Сухая почва
  5. Загрязненная среда, содержащая сажу, соль и другие загрязнители
  6. Там, где требуется безопасность персонала
  7. Там, где ожидаются радиопомехи

ICEA установила пределы напряжения, выше которых требуется изоляционное экранирование для кабелей с резиновой и термопластичной изоляцией.Эти значения показаны в Таблице 1.

Изоляционный экран должен быть заземлен по крайней мере с одного конца и предпочтительно в двух или более точках. Экран кабеля должен быть заземлен также на всех концах, стыках и ответвлениях с конусами напряжения. Экран должен работать при потенциале земли.

Многократное заземление обеспечит безопасность и надежность кабельных цепей. Путь заземления от экрана должен иметь низкое сопротивление, чтобы экран оставался рядом с потенциалом земли.

ТАБЛИЦА 1 // Требования к экранированию изоляции для кабелей с резиновой и термопластической изоляцией

[Тип кабеля ] Заземленный
[кВ] 1 Кабель с блокировкой 7 8
Однопроводниковый Трехжильный
кВ Заземленный
[кВ]
Заземленный
[кВ]
1 Кабель с оболочкой 5 5 5 2 5 5 5 5
3 Кабель с волокнистым покрытием 2 2 2 340 9 2 2 2 2
5 Озоностойкость t
В металлических трубопроводах 5 3 5 5
Незаземленные трубопроводы 3 3 5 903 903 903 903 903 903 3 5 5
Воздушно с металлической связкой 5 5 5 5
Прямой заглубленный 3 3 3 903

Вернуться к Факторы, влияющие на выбор кабеля ↑

Ссылка // Техническое обслуживание и тестирование электрического силового оборудования, Пол Гилл (приобретите бумажную копию на Amazon)

Выбор проводника | IEWC.com

Даже при проектировании простого изолированного провода необходимо учитывать множество факторов: температуру, напряжение, сопротивление проводника постоянному току, изоляцию, наружный диаметр, требуемую гибкость, физические свойства проводника (прочность на разрыв , падение напряжения, проводимость). , вес ) и, при необходимости, конкретные электрические характеристики, такие как диэлектрические свойства изоляционного материала.

Прежде чем выбрать конкретный изолированный провод, следует учесть множество факторов.К проводнику относятся: размер, скрутка и материал.

Размер проводника

РАЗМЕР Определяется с учетом требований к сопротивлению постоянному току, допустимой нагрузке по току и прочности на разрыв.

ИЗМЕРИТЕЛЬ Наиболее важным фактором при расчете индивидуального размера AWG является минимальная зона CIRCULAR MIL, установленная ASTM (Американское общество по испытанию материалов) для соответствия требованиям UL, CSA и военным требованиям, а также SAE (Общество автомобильных инженеров) для большинства автомобильных товаров.

Калибр

обозначается как AWG (американский калибр проводов) в США и Канаде. Увеличение номера калибра приводит к уменьшению диаметра проволоки.

Размер также может быть выражен как CMA (Circular Mil Area) , термин, используемый для определения площадей поперечного сечения с использованием арифметического сокращения, в котором площадь круглой проволоки принимается как «диаметр в милах (0,001») в квадрате.

MCM = 1000 круговых мил напр .: 500 MCM — это 133 нити из.Индивидуальные проволоки размера 0613, каждая из которых имеет 3757 круговых милов, что составляет примерно 500000 круглых милов или 500 x 1000, что равно 500MCM.

500 MCM = 133 нити из материала диаметром 3757 мил (примерно 14 AWG) или 499,681 всего круглого мил.

Метрический эквивалент AWG

AWG мм2
28 0,08
26 0.14
24 0,25
22 0,34
21 0,38
20 0,50
18 0,75
17 1,0
16 1,5
12 4.0
10 6,0
8 10
6 16
4 25
2 35
1 50
1/0 55
2/0 70
4/0 120
300MCM 150
350MCM 185
500MCM 240
600MCM 300
750MCM 400
1000MCM 500

Скрутка проводов

СТАНДАРТНЫЕ ПРОВОДНИКИ Многожильные проводники, разработанные как способ преодоления жесткости сплошных проводников, состоят из проводов меньшего калибра, скрученных в пучки или намотанных вместе, чтобы образовать провод большего размера.Калибровочный размер многожильных проводников часто выражается как комбинация общего размера и размера отдельной жилы.

ПРИМЕР: 16 AWG 26/30 — 16 — это общий калибр, 26 — количество жил, 30 — калибр каждого из 26 проводов. Это также может быть выражено как 26 / 0,0100 с использованием десятичного размера.

Многожильные проводники предпочтительнее по нескольким причинам:

ГИБКОСТЬ ПРОВОДНИКА намного больше у многожильных проводников, что упрощает их установку.

FLEX LIFE длиннее, чем у одножильных проводов. Многожильные проводники могут выдерживать большую вибрацию и изгиб перед разрывом. Вообще говоря, чем тоньше скрутка, тем гибче будет проводник.

ПОВРЕЖДЕНИЕ ПОВЕРХНОСТИ многожильного провода, например царапины или надрезы, будет менее серьезным, чем аналогичное повреждение сплошного провода.

STRAND COUNT влияет как на гибкость, так и на стоимость проводника. Для проводов любого размера, чем больше жил, тем гибче и дороже становится проводник.

Материал проводника

МЕДЬ Медь, голая или луженая, является наиболее часто используемым проводящим металлом.

Для применений, в которых медь не подходит, доступно несколько вариантов:

АЛЮМИНИЙ Этот металл имеет многие свойства, аналогичные свойствам меди; пластичность, пластичность, теплопроводность и электрическая проводимость, а также способность покрывать (выдавливаться) практически любым материалом, подходящим для изоляции меди. В то время как стоимость проводников иногда может быть уменьшена за счет использования алюминия (особенно в больших диаметрах), экономия уменьшается по мере уменьшения размеров.Алюминий редко используется в OEM-приложениях.

К недостаткам алюминиевых проводников относятся:

  • Алюминий имеет только 61% проводимости меди, поэтому диаметр провода должен быть на 50% больше, чтобы обеспечить эквивалентную пропускную способность по току. Это может привести к значительному увеличению внешнего диаметра проволоки. Срок службы гибкого кабеля также составляет от 1/2 до 1/3 срока службы меди.
  • Главное преимущество использования алюминия — снижение веса; алюминий весит на 1/3 меньше меди.
  • Алюминий трудно паять с другими металлами.
  • Алюминий может вызвать коррозию при контакте с некоторыми металлами.
  • Алюминий требует очистки перед окончательной обработкой, что может занять много времени.
  • Алюминий меньшего размера обычно не вытягивают.

СТАЛЬ С БРОНЗОВЫМ ИЛИ МЕДНЫМ ПОКРЫТИЕМ Если требуется высокая прочность на разрыв, например, коаксиальные кабели или специальные шнуры, лучше всего подойдет сталь с бронзовым или медным покрытием.

СПЛАВЫ ВЫСОКОЙ ПРОЧНОСТИ Хотя эти проводники из медного сплава и более дорогие, чем стальная проволока с медным или бронзовым покрытием, они позволяют значительно уменьшить размер и / или вес. Высокопрочные сплавы обеспечивают высокую прочность на разрыв и большую долговечность при изгибе при небольшом увеличении сопротивления постоянному току. Чаще всего используются кадмиево-хромовая медь, кадмий-медь, хром-медь и цирконий.

Кабель питания

— обзор

5.8 Кабели передачи данных под землей

Технология кабелей питания восходит к 1880 году, вскоре после появления ламп накаливания.До Первой мировой войны широко использовались пропитанные маслом бумажные кабели. Они имели трехжильный медный сердечник с поясом и использовались до 25 кВ. Из-за неравномерного распределения электрического поля внутри кабеля этот метод построения кабеля был чрезвычайно подвержен частичным разрядам. Эта проблема была решена путем экранирования отдельных проводников тонкими медными лентами, и можно было поднять напряжение до 69 кВ.

При более высоких напряжениях были обнаружены частичные разряды в пустотах в изоляции.Эта проблема была решена за счет использования пропитанной маслом маловязкой бумажной изоляционной системы. Может быть достигнуто напряжение 132 кВ. Современные автономные маслонаполненные кабели не сильно изменились по сравнению с этой конструкцией, которая была впервые представлена ​​в 1917 году. Автономные маслонаполненные кабели используются в Канаде и США при напряжении 230 кВ, 315 кВ и 500 кВ.

В Северной Америке, начиная примерно с 1932 года, произошла первая прокладка маслонаполненных кабелей трубчатого типа. Кабели трубчатого типа оказались более экономичными, и к 1954 году общий пробег установленного трубчатого кабеля превысил длину автономного маслонаполненного кабеля в Соединенных Штатах.Первые трубные кабели на 230 кВ были проложены в 1956 году. При увеличении нагрузок ни увеличивающееся охлаждение, ни рабочее напряжение не могут справиться с повышенными диэлектрическими потерями в пропитанном маслом бумажном диэлектрике. Таким образом, для более высокого рабочего напряжения были введены синтетические диэлектрики, такие как сшитый полиэтилен (XLPE) и бумажно-полипропиленовые ламинаты (PPL), которые по своей сути имеют более низкие диэлектрические потери.

PPL имеет более низкие диэлектрические потери и значительно более высокую диэлектрическую прочность.Однако широко используемым материалом является сшитый полиэтилен (XLPE) из-за сочетания соображений стоимости и производительности.

В кабелях передачи используется герметичное уплотнение сердечника для защиты от воздействия воды. Оболочка из экструдированного свинца, экструдированного или сваренного швом алюминия или сваренная швом медная оболочка обеспечивает как герметичный барьер, так и путь для токов короткого замыкания. Из-за наличия хорошего уплотнения такие проблемы, как , образование водяных деревьев , широко возникающее при использовании распределительных кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена, не было проблемой для кабелей передачи.В настоящее время кабели из экструдированного сшитого полиэтилена проектируются для работы при напряжении 500 кВ. Использование термопластичного полиэтилена низкой плотности (LDPE) широко распространено во Франции в кабелях на 225 кВ. Эти кабели эксплуатируются с 1969 года. В 1985 году напряжение кабелей LDPE было увеличено до 400 кВ, а затем до 500 кВ в 1995 году.

Допустимая рабочая температура для кабелей LDPE увеличилась до 200 ° C. работы с кабелями электропередачи проводились в Норвегии, Японии, Швеции и США.Работа, проделанная в Соединенных Штатах, привела к улучшенной чистоте границ раздела изоляции и полупроводникового экрана, более равномерному распределению сшивающего агента и уменьшению образования пустот за счет увеличения давления экструзии и замены процесса влажного отверждения на процесс сухого отверждения. . В Японии в настоящее время используются кабели из сшитого полиэтилена, которые используются при 275 кВ и 500 кВ.

Практическое руководство по выбору кабеля

% PDF-1.4 % 1 0 obj> поток application / pdfA Практическое руководство по выбору кабеля

  • Замечания по применению
  • Texas Instruments, Incorporated [SNLA164,0]
  • iText 2.1.7, автор 1T3XTSNLA1642011-12-08T04: 24: 47.000Z2011-12-08T04: 24: 47.000Z конечный поток эндобдж 2 0 obj> / ProcSet [/ PDF / Text / ImageB / ImageC / ImageI] / Font >>> / MediaBox [0 0 540 720] / Contents [7 0 R 8 0 R 9 0 R 10 0 R] / Type / Страница / Родитель 11 0 R >> эндобдж 3 0 obj> поток

    Электрические системы силовой установки самолетов | Авиационные системы

    Сопротивление обратного тока через конструкцию самолета всегда считается незначительным.Однако это основано на предположении, что было обеспечено адекватное соединение конструкции или специальный путь возврата электрического тока, который способен пропускать требуемый электрический ток с незначительным падением напряжения. Измерение сопротивления 0,005 Ом от точки заземления генератора или аккумулятора до клеммы заземления любого электрического устройства считается удовлетворительным.

    Еще один удовлетворительный метод определения сопротивления цепи — это проверка падения напряжения в цепи.Если падение напряжения не превышает предела, установленного производителем самолета или продукта, значение сопротивления цепи считается удовлетворительным. При использовании метода проверки цепи по падению напряжения входное напряжение должно поддерживаться на постоянном уровне.

    Рис. 6. График проводника — непрерывный поток

    График на рисунке 6 относится к медным проводникам постоянного тока.Чтобы выбрать правильный размер проводника, необходимо выполнить два основных требования. Во-первых, размер должен быть достаточным для предотвращения чрезмерного падения напряжения при пропускании необходимого тока на требуемое расстояние. Во-вторых, размер должен быть достаточным, чтобы предотвратить перегрев кабеля при прохождении необходимого тока. Графики на рисунках 6 и 7 могут упростить эти определения. Чтобы использовать этот график для выбора правильного размера проводника, необходимо знать следующее:

    1. Длина жилы в футах
    2. Количество переносимых ампер тока
    3. Величина допустимого падения напряжения
    4. Будет ли передаваемый ток прерывистым или непрерывным
    5. Расчетная или измеренная температура проводника
    6. Входит ли провод в кабелепровод или в пучок
    7. Однопроводник на открытом воздухе

    Рисунок 7.График кондуктора — прерывистый поток

    Предположим, вы хотите установить 50-футовый провод от автобуса до оборудования в 28-вольтовой системе. На этой длине допустимо падение на 1 вольт для продолжительной работы с температурой проводника 20 ºC или меньше. Обращаясь к диаграмме на Рисунке 6, можно определить максимальное количество футов, в котором может проходить проводник с указанным током с падением на 1 вольт. В этом примере выбрано число 50.

    Предполагая, что ток, необходимый для оборудования, составляет 20 ампер, линия, показывающая значение 20 ампер, должна быть выбрана из диагональных линий. Следуйте по этой диагональной линии вниз, пока она не пересечет горизонтальную линию номер 50. С этой точки опускайтесь прямо вниз до нижней части графика, чтобы обнаружить, что требуется проводник между размером № 8 и № 10, чтобы предотвратить падение больше, чем 1. вольт. Поскольку указанное значение находится между двумя числами, следует выбрать больший размер, № 8.Это наименьший размер, который следует использовать, чтобы избежать чрезмерного падения напряжения.

    Если установка предназначена для оборудования, требующего только периодического (максимум 2 минуты) питания, график на Рисунке 7 используется таким же образом.

    Изоляция проводника

    Два основных свойства изоляционных материалов (например, резина, стекло, асбест и пластик) — это сопротивление изоляции и электрическая прочность. Это совершенно разные и разные свойства.

    Сопротивление изоляции — это сопротивление утечке тока через поверхность изоляционных материалов. Сопротивление изоляции можно измерить мегомметром без повреждения изоляции. Это служит полезным ориентиром при определении общего состояния изоляции. Однако данные, полученные таким образом, могут не дать истинного представления о состоянии изоляции. Чистая, сухая изоляция с трещинами или другими дефектами может иметь высокое значение сопротивления изоляции, но не подходит для использования.

    Диэлектрическая прочность — это способность изолятора выдерживать разность потенциалов, которая обычно выражается через напряжение, при котором изоляция выходит из строя из-за электростатического напряжения. Максимальные значения диэлектрической прочности можно измерить, увеличивая напряжение испытуемого образца до тех пор, пока изоляция не прорвется.

    Из-за дороговизны изоляции, ее эффекта жесткости и большого разнообразия физических и электрических условий, в которых работают проводники, для любого конкретного типа кабеля, предназначенного для выполнения определенной работы, применяется только необходимая минимальная изоляция.

    Тип изоляционного материала проводника зависит от типа установки. Резиновая, шелковая и бумажная изоляция больше не используются широко в авиационных системах. Сегодня более распространены такие материалы, как винил, хлопок, нейлон, тефлон и рокбест.

    Идентификация провода и кабеля

    Чтобы облегчить испытания и ремонтные операции, многие мероприятия по техническому обслуживанию маркируют провод или кабель комбинацией букв и цифр, которые идентифицируют провод, цепь, к которой он принадлежит, номер калибра и другую информацию, необходимую для связи провода или кабеля с проводкой. диаграмма.Такая маркировка является идентификационным кодом.

    Рисунок 8. Расстояние между печатными опознавательными знаками

    Не существует стандартной процедуры маркировки и идентификации проводки; каждый производитель обычно разрабатывает свой собственный идентификационный код. На рисунке 8 показана одна система идентификации и показаны обычные интервалы при маркировке провода. Некоторые компоненты системы, особенно вилки и розетки, обозначаются буквой или группой букв и цифр, добавленных к базовому идентификационному номеру.Эти буквы и цифры могут указывать на расположение компонента в системе. В некоторых системах соединенные кабели также имеют маркировку, указывающую на расположение, правильную заделку и использование. В любой системе маркировка должна быть разборчивой, а цвет штамповки должен контрастировать с цветом изоляции провода. Например, используйте черный штамп на светлом фоне или белый штамп на темном фоне.

    Большинство производителей маркируют провода с интервалом не более 15 дюймов по длине и в пределах 3 дюймов от каждого соединения или точки подключения.[Рисунок 9]

    Рисунок 9. Идентификация провода на клеммной колодке

    Коаксиальный кабель и провода на клеммных колодках и распределительных коробках часто идентифицируют по маркировке или штамповке на монтажной муфте, а не по самому проводу. Для электропроводки общего назначения обычно используются гибкие виниловые оплетки, прозрачные или белые непрозрачные. Для высокотемпературных применений рекомендуется использовать рукав из силиконовой резины или силиконового стекловолокна.Если необходима устойчивость к синтетическим гидравлическим жидкостям или другим растворителям, можно использовать прозрачные или белые непрозрачные нейлоновые рукава.

    Хотя предпочтительным методом является нанесение идентификационной маркировки непосредственно на провод или на оплетку, часто используются другие методы. В одном методе используется привязанный на месте рукав с маркировкой. Другой использует чувствительную к давлению ленту. [Рисунок 10]

    Рис. 10. Альтернативные методы идентификации пучков проводов


    Монтаж электропроводки

    Следующие рекомендуемые процедуры по установке электропроводки самолета являются типичными для большинства типов самолетов.Для целей данного обсуждения применимы следующие определения:

    1. Открытая проводка — любой провод, группа проводов или жгут проводов, не заключенные в кабелепровод.
    2. Группа проводов — два или более провода в одном месте, связанных вместе для идентификации группы.
    3. Жгут проводов — две или более группы проводов, связанных вместе, потому что они идут в одном направлении в точке, где расположена стяжка. Комплект облегчает обслуживание.
    4. Электрически защищенная проводка — провода, которые включают в цепь защиты от перегрузки, такие как предохранители, автоматические выключатели или другие ограничивающие устройства.
    5. Электрически незащищенная проводка — провода, обычно от генераторов к распределительным точкам главной шины, которые не имеют защиты, такой как предохранители, автоматические выключатели или другие устройства ограничения тока.

    Группы и связки проводов

    Следует избегать группирования или связывания определенных проводов, таких как электрически незащищенная силовая проводка и проводка для дублирования жизненно важного оборудования. Пучки проводов обычно должны быть ограничены по размеру до пучка из 75 проводов или 2 дюймов в диаметре, где это практически возможно.Когда несколько проводов сгруппированы в распределительных коробках, клеммных колодках, панелях и т. Д., Идентичность группы внутри жгута может быть сохранена. [Рисунок 11]

    Рисунок 11. Групповые и связочные стяжки

    Скрученные провода

    Если это указано на инженерном чертеже, параллельные провода необходимо скрутить. Наиболее распространенные примеры:

    1. Электропроводка вблизи магнитного компаса или магнитного клапана,
    2. Трехфазная распределительная проводка и
    3. Некоторые другие провода (обычно радиопровод).

    Скрутите провода так, чтобы они плотно прилегали друг к другу, делая примерно такое количество витков на фут, как указано на Рисунке 12. Всегда проверяйте изоляцию проводов на наличие повреждений после скручивания. Если изоляция порвана или изношена, замените провод.

    Рис. 12. Рекомендуемое количество поворотов на фут

    Соединения в пучках проводов

    Соединения в группах или пучках проводов следует располагать так, чтобы их можно было легко проверить.Соединения также следует располагать в шахматном порядке, чтобы пучок не стал чрезмерно увеличиваться. [Рис. 13] Все неизолированные стыки должны быть покрыты пластиком и надежно закреплены с обоих концов.

    Рис. 13. Стыки в пучке проводов, расположенные в шахматном порядке

    Провисание пучков проводов

    Одиночные провода или пучки проводов не должны устанавливаться с чрезмерным провисом. Провисание между опорами обычно не должно превышать ½ дюйма.Это максимум, на котором можно отклонить проволоку с помощью обычного усилия руки. Однако это значение может быть превышено, если пучок проводов тонкий, а зажимы расположены далеко друг от друга. Но провисание никогда не должно быть настолько большим, чтобы пучок проводов мог истираться о любую поверхность, которой он соприкасается. [Рис. 14] У каждого конца пачки должен быть достаточный провис до:

    1. Разрешение на легкое обслуживание;
    2. Разрешить замену клемм;
    3. Присутствует механическая нагрузка на провода, соединения проводов или опоры;
    4. Разрешить свободное перемещение ударного и виброоборудования; и
    5. Разрешение на перемещение оборудования для обслуживания.

    Рис. 14. Провисание пучка проводов между опорами

    Радиус изгиба

    Изгибы в группах или пучках проводов не должны быть менее чем в десять раз больше наружного диаметра группы или пучка проводов. Однако для клеммных колодок, где провод поддерживается подходящей опорой на каждом конце изгиба, обычно приемлем минимальный радиус, в три раза превышающий внешний диаметр провода или пучка проводов.Для некоторых типов кабелей есть исключения из этих правил; например, коаксиальный кабель никогда не следует изгибать до радиуса, меньшего, чем в шесть раз больше внешнего диаметра.

    Маршрутизация и установка

    Вся проводка должна быть проложена так, чтобы она была механически и электрически исправной и имела аккуратный внешний вид. По возможности тросы и жгуты следует прокладывать параллельно или под прямым углом к ​​стрингерам или ребрам соответствующей области. Исключением из этого общего правила являются коаксиальные кабели, которые прокладываются по возможности напрямую.

    Проводка должна иметь соответствующую опору по всей ее длине. Необходимо предусмотреть достаточное количество опор для предотвращения чрезмерной вибрации неподдерживаемых отрезков. Все провода и группы проводов должны быть проложены и установлены таким образом, чтобы защитить их от:

    1. Истирание или истирание;
    2. Высокая температура;
    3. Используется в качестве поручней или опоры для личных вещей и оборудования;
    4. Повреждение в результате перемещения персонала в воздушном судне;
    5. Повреждения от укладки или смещения груза;
    6. Повреждения из-за кислотных паров, брызг или пролитой аккумуляторной батареи; и
    7. Повреждения из-за растворителей и жидкостей.

    Защита от натирания

    Провода и группы проводов следует устанавливать так, чтобы они были защищены от истирания или истирания в тех местах, где контакт с острыми поверхностями или другими проводами может повредить изоляцию. Повреждение изоляции может вызвать короткое замыкание, сбои в работе или случайное срабатывание оборудования. Кабельные зажимы следует использовать для поддержки пучков проводов в каждом отверстии через переборку. [Рис. 15] Если провода подходят ближе, чем на ¼ дюйма к краю отверстия, в отверстии используется подходящая втулка.[Рисунок 16]

    Рисунок 15. Кабельный зажим в отверстии в переборке

    Рис. 16. Кабельный зажим и втулка в отверстии в перегородке

    Иногда необходимо отрезать нейлоновые или резиновые втулки, чтобы облегчить установку. В этих случаях после вставки втулку можно закрепить на месте с помощью цемента общего назначения.Прорезь должна находиться наверху отверстия, а разрез должен выполняться под углом 45 ° к оси отверстия для пучка проводов.

    Защита от высоких температур

    Чтобы предотвратить ухудшение изоляции, провода следует хранить отдельно от высокотемпературного оборудования, такого как резисторы, выхлопные трубы, нагревательные каналы. Величина разделения обычно указывается в инженерных чертежах. Некоторые провода необходимо прокладывать через горячие участки. Эти провода должны быть изолированы жаропрочным материалом, например асбестом, стекловолокном или тефлоном.Также часто требуется дополнительная защита в виде трубопроводов. Никогда не следует использовать низкотемпературный изолированный провод вместо высокотемпературного изолированного провода.

    Многие коаксиальные кабели имеют изоляцию из мягкого пластика, такого как полиэтилен, который особенно подвержен деформации и износу при повышенных температурах. При прокладке этих кабелей следует избегать всех участков с высокой температурой.

    Дополнительная защита от истирания должна быть обеспечена асбестовой проволоке, заключенной в кабелепровод.Следует использовать либо кабелепровод с футеровкой из высокотемпературной резины, либо асбестовую проволоку можно отдельно заключить в высокотемпературные пластиковые трубки перед установкой в ​​трубопровод.

    Защита от растворителей и жидкостей

    Избегайте прокладки проводов в местах, где они могут быть повреждены жидкостями. Провода не должны быть размещены в самых нижних четырех дюймах фюзеляжа самолета, за исключением тех, которые должны заканчиваться в этой области. Если есть вероятность того, что проводка без защитной нейлоновой внешней оболочки может пропитаться жидкостью, для ее защиты следует использовать пластиковые трубки.Эта трубка должна выходить за зону воздействия в обоих направлениях и должна быть привязана с каждого конца. Если провод имеет низкую точку между концами трубок, сделайте дренажное отверстие диаметром 1/8 дюйма. [Рис. 17] Это отверстие следует проделать в трубке после завершения установки и определенно установить нижнюю точку с помощью дырокола, чтобы вырезать полукруг. При использовании пробойника следует соблюдать осторожность, чтобы не повредить провода внутри трубки. Провод никогда не следует прокладывать под батареей. Все провода в непосредственной близости от батареи следует часто проверять.Провода, изменившие цвет из-за испарений аккумулятора, следует заменить.

    Рис. 17. Дренажное отверстие в нижней точке трубки


    Защита проводов в зоне колесной арки

    Провода, расположенные в колесных арках, подвержены множеству дополнительных опасностей, например воздействию жидкостей, защемлению и сильному изгибу при эксплуатации. Все жгуты проводов должны быть защищены гильзами гибких трубок, надежно удерживаемых с каждого конца.В точках крепления гибкой трубки не должно быть относительного движения. Эти провода и изоляционные трубки следует тщательно проверять с очень частыми интервалами, а провода или трубки следует заменять при первых признаках износа. Когда детали полностью выдвинуты, не должно быть никаких напряжений в навесном оборудовании, но не должно быть чрезмерного провисания.

    Меры предосторожности при прокладке маршрута

    Если электропроводка должна быть проложена параллельно линиям горючей жидкости или кислорода на короткие расстояния, необходимо обеспечить как можно большее разделение.Провода должны быть на одном уровне с водопроводными линиями или выше них. Зажимы должны быть расположены так, чтобы в случае обрыва провода в зажиме он не касался линии. Если разделение на 6 дюймов невозможно, жгут проводов и водопровод можно закрепить на одной и той же конструкции, чтобы предотвратить любое относительное движение. Если расстояние меньше 2 дюймов, но больше 1/2 дюйма, можно использовать два кабельных зажима вплотную друг к другу только для обеспечения жесткого разделения, а не для поддержки пучка.
    [Рис. 18] Никакой провод нельзя прокладывать так, чтобы он находился ближе, чем на 1/2 дюйма к водопроводной линии, а также нельзя поддерживать провод или пучок проводов от водопровода, по которому проходят горючие жидкости или кислород.Проводка должна быть проложена так, чтобы оставалось минимальное расстояние не менее 3 дюймов до кабелей управления. Если это невозможно сделать, следует установить механические ограждения для предотвращения контакта между проводкой и кабелями управления.

    Рисунок 18. Отделение проводов от водопровода

    Установка кабельных зажимов

    Кабельные зажимы следует устанавливать с учетом правильного угла установки.[Рис. 19] Крепежный винт должен находиться над жгутом проводов. Также желательно, чтобы задняя часть кабельного зажима опиралась на конструктивный элемент, где это практически возможно. На Рис. 20 показано типичное монтажное оборудование, используемое при установке кабельных зажимов. Убедитесь, что провода не зажаты в кабельных зажимах. По возможности устанавливайте их непосредственно на элементы конструкции. [Рисунок 21]

    Рисунок 19. Правильный угол установки кабельных зажимов

    Рисунок 20.Типовое крепежное оборудование для кабельных зажимов

    Источник питания и мощность двигателя

    Everest XCR может получать питание от одного источника питания, как показано на следующем рисунке. Поскольку силовые кабели припаяны к плате, необходимо обеспечить их механическое крепление, чтобы не оторвать их.

    Требования к источникам питания

    Выбор источника питания для Эвереста в основном определяется следующими критериями:

    • Источник питания должен быть изолирован с минимальной категорией перенапряжения II (тип изоляции ≥ 2500 В).Это не применяется, если Эверест питается от батареи и изолирован от электросети.
    • Напряжение должно соответствовать требованиям двигателя и его скорости. См. Раздел Как подобрать блок питания для привода Ingenia. Убедитесь, что он всегда находится в пределах рабочих диапазонов спецификаций Everest. Настоятельно рекомендуется оставлять запас между номинальным напряжением и максимальным абсолютным значением привода (80 В), чтобы обеспечить некоторое рекуперативное торможение. Работа с предельными значениями может вызвать сбои.Обратите внимание, что для критически важных с точки зрения безопасности приложений источник питания ≤50 В имеет то преимущество, что все цепи можно рассматривать как безопасное сверхнизкое напряжение (SELV), что упрощает защиту установки от поражения электрическим током.
    • Ток должен обеспечивать электрическое питание приложения. Консервативный подход — выбрать номинальный ток источника питания в качестве максимального тока двигателя. Однако такой консервативный подход может привести к увеличению мощности источников питания, поскольку постоянный ток обычно ниже, чем ток двигателя.См. Раздел «Понимание того, почему фазный ток двигателя отличается от тока источника питания». Ток источника питания следует определять в соответствии с точкой максимальной мощности, при которой скорость продукта · крутящий момент максимальны. Более подробную информацию см. Здесь Как определить параметры источника питания для привода Ingenia. Также учитывайте фактор одновременности при параллельном подключении различных дисков.
    • Сервоприводные системы обычно имеют большие пики тока и регенерируют. Это может вызвать сбои из-за перенапряжения, пониженного напряжения или даже дестабилизировать контур управления источника питания.Предпочтительно выбирать надежные источники питания с режимом ограничения тока, запасом по перенапряжению от номинального и без фиксации отказа, чтобы предотвратить отключение в случае кратковременной регенерации или перегрузки.

    Блоки питания трансформаторного и выпрямительного типа просты и надежны. Импульсные источники питания (SMPS) обеспечивают хорошую эффективность и низкий уровень гармонических искажений. Всегда выбирайте качественные источники питания, соответствующие требованиям ЭМС.

    Чтобы определить, могут ли в системе возникать проблемы с рекуперативным торможением, проверьте: Определение размеров шунтирующего резистора для рекуперативного торможения.См. Далее шунтирующую проводку.

    Для систем, в которых необходимо поддерживать связь или сохранять информацию о положении с помощью инкрементных датчиков при отключенном питании, привод может получать питание от входа логического питания на разъеме ввода / вывода. Выберите основной источник питания, как указано выше. Особых требований к последовательности подачи питания нет.

    Питание логического блока при более низком напряжении, чем напряжение питания, снизит потери в режиме ожидания за счет повышения эффективности основного преобразователя постоянного тока в постоянный.

    Примечание GND_P и GND_D внутренне соединены в приводе. Дублировать это соединение извне не требуется и не рекомендуется.

    Требования к питанию логики

    Источник логики должен соответствовать следующим критериям:

    • Источник логики должен быть изолирован с минимальной категорией перенапряжения II (тип изоляции ≥ 2500 В) или питаться от батареи.
    • Рекомендуемое напряжение — диапазон от 8 В до 26,4 В (SELV / PELV). Максимальное напряжение составляет 50 В. Более низкие напряжения снижают потери в режиме ожидания, переводя преобразователь постоянного в постоянный ток в точку с низкими потерями.
    • мощность логики должна быть не менее 5 Вт .

    В приложениях, требующих снижения кондуктивных и излучаемых электромагнитных помех, необходим входной фильтр электромагнитных помех. Фильтр следует выбирать в зависимости от области применения, конструкции двигателя, частоты ШИМ и конкретных требований ЭМС.Можно использовать один фильтр электромагнитных помех для различных сервоприводов при условии соблюдения номинальной мощности.

    Далее показаны соединения, настоятельно рекомендуется использовать хорошую плоскость РЕ. Следуйте рекомендациям по заземлению. Обратите внимание, что Everest XCR включает 2 конденсатора по 1 нФ 2 кВ между GND_P и PE (алюминиевый корпус привода).

    Для минимальной ЭМС рекомендуется использовать двухступенчатый фильтр, например TE Connectivity 30EMC6.

    Параллельный тормозной резистор можно активировать с Everest XCR с помощью внешнего транзистора. Любой из 4 выходов общего назначения можно настроить на включение, когда шина постоянного тока превышает определенный порог: Шунтирующий тормозной резистор.

    Цифровые выходы обеспечивают выход 0 ~ 5 В с последовательным сопротивлением 470 Ом внутри привода. Обычно этого достаточно для включения-выключения силового MOSFET-транзистора, который может выдерживать ток торможения не менее 30 А, например IRLR3110ZTRPBF. Убедитесь, что стабилитрон переходного напряжения, такой как MM3Z6V2T1G, размещен параллельно затвору транзистора, а понижающий резистор 10 кОм обеспечивает безопасное выключенное состояние транзистора в случае отключения.Если шунтирующий тормозной резистор или цепь индуктивные, необходим рециркуляционный диод, например V8P10-M3 / 86A.

    Инструмент для расчета шунтирующего резистора

    Дополнительную информацию о размерах шунтирующего тормозного резистора и инструмент для расчета можно найти здесь.

    3-фазный бесщеточный

    Двигатель постоянного тока

    Дроссель двигателя

    В приложениях, где требуется электромагнитная совместимость, необходимо использовать внешний дроссель синфазного режима для фаз двигателя.Пожалуйста, ознакомьтесь с этим документом, чтобы понять, почему это важно. Проблемы с электромагнитными помехами в системах сервоприводов.

    Обратите внимание, что в приложениях, где привод установлен внутри двигателя или привода, дроссель и экраны кабеля могут быть сняты. В то время как корпус привода обеспечивает защиту от излучаемой электромагнитной совместимости, необходимость использования синфазного дросселя будет зависеть от конструкции двигателя, особенно от емкостной связи между обмотками и корпусом, а также от требований к электромагнитной совместимости.

    Вот некоторые рекомендации по подключению дросселя:

    • Установите дроссель как как можно ближе к приводу .Цель состоит в том, чтобы подавить шум вблизи его источника (каскад мощности переключения).
    • Убедитесь, что выбранный дроссель не насыщается при максимальном рабочем фазном токе . Если это произойдет, температура штуцера быстро повысится.
    • Сделайте только 1 или 2 оборота кабелей двигателя. Более чем 2 снижает его эффективность, поскольку емкостная связь между проводами позволяет избежать эффекта дросселирования.
    • PE-проводник не должен проходить через дроссель.
    • Избегайте контакта сердечника тороида с точкой заземления.

    В следующей таблице приведены рекомендуемые штуцеры для Everest XCR.

    Тип

    Производитель

    Каталожный номер

    Каталожный номер

    40 9033

    9033 сердечник Laird Technology
    28B0773-050 Однооборотный.Предпочтительный вариант
    Широкочастотный цилиндрический ферритовый сердечник кабеля Laird Technology 28B0999-000 Вариант с двойным витком. Более высокое затухание.

    В случае выполнения 2 оборота, разнесите фазы на 120º. Начните каждый фазный провод в одном направлении вращения, наматывая все фазы по часовой стрелке или против часовой стрелки. Это добавит синфазный поток и увеличит его полное сопротивление.

    Выбор кабеля

    Силовые кабели для Everest XCR должны быть спроектированы в соответствии со средним среднеквадратичным током приложения.Следуйте следующим рекомендациям:

    • Изолятор кабеля должен выдерживать температуру ≥ 180 ºC. Предлагается силикон или тефлоновая изоляция. Кабели из ПВХ или термопласта не рекомендуются из-за их низкой рабочей температуры.
    • Используйте гибкие кабели для предотвращения механической нагрузки на паяные соединения.
    • Для легкой и удобной интеграции диаметр жилы не должен превышать 2,4 мм, паяльная площадка имеет диаметр 2,6 мм.

    Рекомендуемые калибры проводов указаны ниже.Минимальный калибр основан на самонагреве до 180 ºC силиконового или тефлонового кабеля. Обратите внимание, что это может быть неприемлемо в приложениях, которые не могут выдерживать такую ​​температуру кабеля.

    12 A18 018 901 912 .8 мм
    Рабочий среднеквадратичный ток Диаметр проводника (мм) Минимальная площадь поперечного сечения (CSA

    3 мм²) 9138

    Минимальное сечение провода (калибр CSA

    3 мм²)

    Диаметр проводника (мм)
    Рекомендуемая площадь поперечного сечения (CSA мм²) Рекомендуемый сечение провода
    45 A RMS 2.6 мм 5,3 мм² 10 AWG 3,3 мм 8,4 мм² 8 AWG
    30 A RMS 1,3 мм 1,3 мм² 913 2,135 мм 913 2,135 мм 903 мм² 12 AWG
    18 A RMS 1,0 мм 0,8 мм² 18 AWG 1,3 мм 1,3 мм² 16 AWG
    0,5 мм² 20 AWG 1,0 мм 0,8 мм² 18 AWG

    Провод защитного заземления всегда должен иметь площадь, равную или превышающую площадь силовых кабелей, и всегда не менее 2,5 мм² ( 13 AWG).

    Для обеспечения наилучшей электромагнитной совместимости (ЭМС) индуктивность кабеля питания должна быть минимальной. Рекомендации по подключению:

    • Сведите к минимуму расстояние между положительным и отрицательным напряжением питания. Лучше всего скрутить их, как это видно на схемах подключения.
    • Увеличьте поперечное сечение кабелей (макс. Рекомендуемое значение CSA 8,4 мм², диаметр 3,3 мм).
    • Уменьшите расстояние между источником питания и приводом.

    Рекомендации по использованию проводов 10 AWG ~ 8 AWG

    Для достижения максимальной токовой нагрузки необходимо использовать провода 10–8 AWG. В этом случае диаметр проводника будет больше, чем диаметр паяльной площадки. Для достижения наилучших термических и механических характеристик рекомендуются 2 варианта пайки:

    Вариант 1: Вертикальный ввод

    Вариант 2: Боковой ввод

    Выводы питания для пайки

    Силовые провода Everest-XCR следует припаять соответствующим образом, чтобы обеспечить надежное соединение с низким сопротивлением.Диаметр отверстий под пайку составляет 2,6 мм. убедитесь, что диаметр кабеля не превышает этого. Всегда используйте олово для припоя, соответствующее требованиям RoHS.

    Выполните следующие действия:

    1. Заранее отрежьте и снимите кабели питания необходимой длины. Очищенная длина может составлять около 3 мм. Не обрезайте их после пайки, так как это вызовет постоянное напряжение.
    2. Предварительно залуживайте многожильные провода, нанося на них припой с флюсом с помощью нагретого жала паяльника. Это можно сделать с помощью паяльной ванны.Обеспечьте минимальное время пайки 2 ~ 3 секунды.
      1. Припой должен проникать во внутренние жилы многожильного провода.
      2. Припой не должен закрывать контур провода на конце изоляции.

      3. Настоятельно рекомендуется использовать инструменты, предотвращающие растекание, для защиты изоляции кабеля.

    3. Нанесите кисточкой флюс на контактные площадки, чтобы обеспечить чистоту поверхностей и наличие достаточного количества флюса.
    4. Предварительно залудите контактные площадки Everest-XCR без содержания Rohs.Примите меры предосторожности с шариками припоя, чтобы не образовалось короткое замыкание. Не заполняйте дыру.
    5. Поместите провод внутри отверстия с желаемым направлением выхода кабеля и припаяйте их чистым наконечником припоя. Может потребоваться дополнительный припой.
    6. Очистите остатки флюса подходящими растворителями, например изопропиловым спиртом (IPA).
    7. Не обрезайте провода после пайки, так как это может вызвать постоянное напряжение и долговременные проблемы с надежностью.

    Дополнительные советы по передовой практике можно найти в стандарте ESA ECSS-Q-ST-70-08C.

    Опасно!

    Контакты питания и двигателя находятся под напряжением более 50 В, что может привести к поражению электрическим током! Очень важно выполнять процедуры подключения или ввода в эксплуатацию без питания.

    Брошюры для оборудования и оборудования для сверхвысокого напряжения на 50 В, чтобы проверить электрическое напряжение! Il est essentiel d’effectuer les procédures de connexion ou de mise en service sans electrique.

    Кабели двигателя и силовые кабели всегда должны быть механически закреплены.

    Чтобы предотвратить повреждение паяного соединения и обеспечить долговременное надежное соединение, необходимо механически закрепить кабели после пайки .

    Если вы используете экранированные кабели, зажим ЭМС может обеспечить эту механическую поддержку.

    Механические зажимы не должны иметь острых краев, которые могут повредить оболочку проводника.

    Почему в силовых кабелях используется медь, а не алюминий? — Леонардо Энергия

    Медь имеет на более низкое удельное электрическое сопротивление , чем алюминий: 100 по сравнению с 160. Это различие очень актуально для силовых кабелей. Чтобы придать алюминиевому проводнику такое же сопротивление, как и медному проводнику, площадь поперечного сечения алюминиевого проводника должна стать больше, чтобы компенсировать более высокое электрическое сопротивление алюминия.Фактически, для такой же токонесущей способности алюминиевый провод должен иметь площадь поперечного сечения на 56% больше, чем медный. Одним из практических следствий этого является то, что на барабане можно хранить меньше алюминиевого кабеля, что приводит к уменьшению длины кабеля и увеличению количества соединений. Использование меди уменьшает количество соединений, что снижает риск сбоев системы.

    Медь имеет на более низкий коэффициент теплового расширения . Этот параметр измеряет тенденцию материала к изменению объема в зависимости от температуры.Более низкое значение меди очень важно для кабелей, поскольку она снижает риск провисания и разрушающих сил в соединениях.

    Коррозия не является проблемой для меди. Он устойчив к большинству органических химикатов и может бесконечно работать в большинстве промышленных сред. Зеленый налет может образоваться после длительного пребывания в атмосфере, но на самом деле это защитная пленка на поверхности, которая не ухудшает эксплуатационные характеристики. В защите меди нет необходимости даже в соленой морской среде, тогда как окисление представляет собой особую проблему для алюминиевых проводов.Оксидный слой следует удалить и нанести ингибирующее оксидное соединение соединение для уменьшения окисления.

    Медь показывает хорошее сопротивление ползучести ; необходимо для предотвращения ослабления контактного давления и для компонентов сложной формы. С другой стороны, алюминий демонстрирует признаки значительной ползучести при комнатной температуре, тогда как аналогичная скорость ползучести проявляется только для меди с высокой проводимостью при 150 ° C.

    Медь — один из металлов , которые легче всего припаять, и по этой причине, в сочетании с ее проводимостью, находит множество применений, где важна хорошая целостность соединений.

    Значительно более высокий на удельный вес меди (в три раза) приводит к более эффективному процессу прокладки подводных кабелей. Это важно с учетом быстро растущего рынка оффшорной ветроэнергетики. Использование более крупных турбин и установок дальше от берега во враждебных глубоководных условиях создает множество проблем для подводных кабелей среднего и высокого напряжения. Выбор проводника может существенно повлиять на решение этих проблем.

    Медь не реагирует с водой . Это важно, потому что вода может попасть в кабель во время транспортировки, погрузочно-разгрузочных работ, хранения на открытом воздухе, случайного повреждения или отказов кабельного соединения или заделки. Напротив, алюминий реагирует с водой с образованием газообразного водорода. Если давление водорода внутри кабеля возрастает, он может повредить изоляцию, что приведет к частичному разряду, отказу или даже полному разрушению.

    Многожильный медный кабель доступен с очень малым поперечным сечением , например 0.От 5 до 10 мм2, тогда как многожильный алюминий доступен только с номинальной площадью поперечного сечения 10 мм2 и выше. Многожильные проводники состоят из ряда более тонких проводников, скрученных вместе в один связный кабель. Медные жилы меньшего диаметра позволяют получить более гибкие кабели, которые больше подходят для приложений, требующих значительного перемещения.

    Учитывая меньшую площадь поперечного сечения по сравнению с алюминиевыми, при том же номинальном токе медные кабели легче устанавливать и ремонтировать .Медь также на менее хрупкая , что важно при использовании трехжильных кабелей, которые должны иметь форму и изгибаться внутри кабельных каналов и оконечных коробов.

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *