Hur man väljer en kabelsektion. Hur man väljer rätt kabeltvärsnitt Hur man beräknar trådtvärsnittet utifrån belastningen

Möjligheten att välja rätt kabeltvärsnitt kan vara användbar för alla över tid, och du behöver inte vara en kvalificerad elektriker för att göra detta. Genom att felaktigt beräkna kabeln kan du utsätta dig själv och din egendom för allvarliga risker – för tunna ledningar blir väldigt varma, vilket kan leda till brand.

Varför behöver du beräkna kabeltvärsnittet?

Först och främst är det nödvändigt att utföra denna något komplicerade procedur för att säkerställa säkerheten för både själva lokalen och människorna i den. Idag har mänskligheten inte uppfunnit en mer bekväm metod för att distribuera och leverera elektrisk energi till konsumenten, som genom ledningar. Människor behöver en elektrikers tjänster nästan varje dag - någon behöver ansluta ett uttag, någon behöver installera en lampa etc. Av detta visar det sig att även en sådan till synes obetydlig procedur som att installera en ny lampa är förknippad med driften av välja önskat tvärsnitt . Vad kan vi då säga om att ansluta en elspis eller varmvattenberedare?

Underlåtenhet att följa standarderna kan leda till skada på ledningarnas integritet, vilket ofta orsakar kortslutning eller till och med elektrisk stöt.

Om du gör ett misstag när du väljer ett kabeltvärsnitt och köper en kabel med en mindre ledararea, kommer detta att leda till konstant uppvärmning av kabeln, vilket kommer att orsaka förstörelse av dess isolering. Naturligtvis påverkar allt detta ledningarnas livslängd negativt - det finns ofta fall när de elektriska ledningarna slutade fungera en månad efter framgångsrik installation och specialistingripande krävdes.

Man bör komma ihåg att el- och brandsäkerheten i byggnaden, och därmed de boendes liv, direkt beror på det korrekt valda kabeltvärsnittet.

Naturligtvis vill varje ägare spara så mycket som möjligt, men du bör inte göra detta på bekostnad av ditt liv och utsätta det för risker - trots allt, som ett resultat av en kortslutning kan en brand uppstå, vilket mycket väl kan förstöra all egendom.

För att undvika detta, innan du påbörjar elinstallationsarbetet, bör du välja en kabel med optimalt tvärsnitt. För urval måste flera faktorer beaktas:

• det totala antalet elektriska enheter i rummet;
• den totala effekten för alla enheter och den belastning de förbrukar. Till det erhållna värdet bör du lägga till 20–30 % "i reserv";
• sedan, genom enkla matematiska beräkningar, omvandla det resulterande värdet till trådens tvärsnitt, med hänsyn till ledarens material.

Uppmärksamhet! På grund av lägre elektrisk ledningsförmåga måste ledningar med aluminiumledare köpas med ett större tvärsnitt än koppar.

Vad som påverkar uppvärmningen av ledningar

Om ledningarna värms upp under driften av hushållsapparater, bör du omedelbart vidta alla nödvändiga åtgärder för att eliminera detta problem. Det finns många faktorer som påverkar uppvärmningen av ledningar, men de viktigaste inkluderar följande:

1. Otillräcklig kabeltvärsnittsarea. För att uttrycka det på ett lättillgängligt språk kan vi säga så här: ju tjockare kabeln är, desto mer ström kan den överföra utan överhettning. Värdet på detta värde anges i märkningen av kabelprodukter. Du kan också själv mäta tvärsnittet med hjälp av ett bromsok (du bör se till att tråden inte är spänningsförande) eller efter typen av tråd.
2. Material som tråden är gjord av. Kopparledare överför spänning bättre till konsumenten och har lägre resistans jämfört med aluminiumledare. Naturligtvis värmer de mindre.
3. Kärntyp. Kabeln kan vara enkelkärnig (kärnan består av en tjock stav) eller flerkärnig (kärnan består av ett stort antal små trådar). En multi-core kabel är mer flexibel, men är betydligt sämre än en en-core kabel när det gäller den tillåtna styrkan hos den överförda strömmen.
4. Kabelläggningsmetod. Tätt förlagda ledningar placerade i röret värms upp märkbart mer än öppna ledningar.
5. Material och kvalitet på isolering. Billiga ledningar har som regel låg kvalitetsisolering, vilket negativt påverkar deras motstånd mot höga temperaturer.

Hur man beräknar strömförbrukning

Du kan själv beräkna det ungefärliga kabeltvärsnittet - det är inte nödvändigt att söka hjälp av en kvalificerad specialist. Data som erhålls som ett resultat av beräkningarna kan användas för att köpa ledningar, men själva elinstallationsarbetet bör endast litas på en erfaren person.

Sekvensen av åtgärder vid beräkning av avsnittet är som följer:

1. En detaljerad lista över alla elektriska apparater i rummet sammanställs.
2. Passdata för strömförbrukningen för alla hittade enheter fastställs, varefter kontinuiteten i driften av en viss utrustning bestäms.
3. Efter att ha identifierat värdet på strömförbrukningen från enheter som arbetar konstant, bör du summera detta värde genom att lägga till det en koefficient som är lika med värdet på elektriska apparater som slås på med jämna mellanrum (det vill säga om enheten bara fungerar 30 % av tiden , då bör du lägga till en tredjedel av dess kraft).
4. Därefter letar vi efter de erhållna värdena i en speciell tabell för beräkning av trådtvärsnittet. För större garanti rekommenderas det att lägga till 10-15 % till det erhållna strömförbrukningsvärdet.

För att bestämma de nödvändiga beräkningarna för att välja tvärsnittet av elektriska ledningskablar enligt deras effekt inom nätverket, är det viktigt att använda data om mängden elektrisk energi som förbrukas av enheter och nuvarande apparater.

I detta skede är det nödvändigt att ta hänsyn till en mycket viktig punkt - data för elektriskt förbrukade enheter ger inte ett exakt, utan ett ungefärligt medelvärde. Därför måste cirka 5 % av de parametrar som anges av utrustningstillverkaren läggas till detta märke.

Majoriteten av inte de mest kompetenta och kvalificerade elektriker är säkra på en enkel sanning - för att korrekt installera elektriska ledningar för belysningskällor (till exempel för lampor), är det nödvändigt att ta ledningar med ett tvärsnitt lika med 0,5 mm² , för ljuskronor - 1, 5 mm², och för uttag – 2,5 mm².

Bara inkompetenta elektriker tänker på detta och tycker det. Men vad händer om till exempel mikrovågsugn, vattenkokare, kylskåp och belysning fungerar samtidigt i samma rum, vilket kräver ledningar med olika tvärsnitt? Detta kan leda till en mängd olika situationer: kortslutning, snabb skada på ledningar och isoleringsskikt, såväl som brand (detta är ett sällsynt fall, men fortfarande möjligt).

Exakt samma inte särskilt trevliga situation kan hända om en person ansluter en multicooker, en kaffebryggare och, säg, en tvättmaskin till samma uttag.

Funktioner för att beräkna kraften hos dolda ledningar

Om designdokumentationen innebär användning av dolda ledningar, är det nödvändigt att köpa kabelprodukter "med en reserv" - cirka 20–30% bör läggas till det erhållna värdet av kabeltvärsnittet. Detta görs för att undvika uppvärmning av kabeln under drift. Faktum är att under förhållanden med trångt utrymme och brist på lufttillgång sker uppvärmning av kabeln mycket mer intensivt än när du installerar öppna ledningar. Om det i slutna kanaler är planerat att lägga inte en kabel, utan flera på en gång, bör tvärsnittet av varje tråd ökas med minst 40%. Det rekommenderas inte heller att tätt lägga olika ledningar - helst bör varje kabel finnas i ett korrugerat rör, vilket ger det extra skydd.

Viktig! Det är av värdet av strömförbrukning som professionella elektriker vägleds när de väljer kabeltvärsnitt, och endast denna metod är korrekt.

Hur man beräknar kabeltvärsnitt efter effekt

Om kabeltvärsnittet är tillräckligt kommer den elektriska strömmen att passera till konsumenten utan att orsaka uppvärmning. Varför uppstår uppvärmning? Vi ska försöka förklara så tydligt som möjligt. Till exempel är en vattenkokare med en strömförbrukning på 2 kilowatt ansluten till uttaget, men ledningen som går till uttaget kan bara överföra en ström på 1 kilowatt för den. Kabelkapaciteten är relaterad till ledarens motstånd - ju större den är, desto mindre ström kan överföras genom ledningen. Som ett resultat av högt motstånd i ledningarna värms kabeln upp och förstör gradvis isoleringen.

Med lämpligt tvärsnitt når den elektriska strömmen konsumenten i sin helhet, och tråden värms inte upp. Därför, när du designar elektriska ledningar, bör du ta hänsyn till strömförbrukningen för varje elektrisk enhet. Detta värde kan hittas från det tekniska databladet för den elektriska enheten eller från etiketten som är fäst på den. Genom att summera de maximala värdena och använda en enkel formel:

och få värdet av den totala strömmen.

Pn anger kraften hos den elektriska apparaten som anges i passet, 220 är märkspänningen.

För ett trefassystem (380 V) ser formeln ut så här:

I=(P1+P2+...+Pn)/√3/380.

Det resulterande I-värdet mäts i ampere, och baserat på det väljs lämplig kabeltvärsnitt.

Det är känt att en kopparkabels genomströmning är 10 A/mm, för en aluminiumkabel är genomströmningen 8 A/mm.

Låt oss till exempel beräkna kabeltvärsnittet för att ansluta en tvättmaskin, vars strömförbrukning är 2400 W.

I=2400 W/220 V=10,91 A, avrundat uppåt får vi 11 A.

11 A+5 A=16 A.

Om du tar hänsyn till att treledarkablar används i lägenheter och tittar på tabellen, så är värdet nära 16 A 19 A, så för att installera en tvättmaskin behöver du en tråd med ett tvärsnitt på minst 2 mm².

Tabell över kabeltvärsnitt i förhållande till strömvärden

Hur man väljer ledartvärsnitt

Det finns flera kriterier som tvärsnittet av de använda ledningarna måste uppfylla:

1. Kabellängd. Ju längre tråden är, desto större strömförlust observeras i den. Detta sker återigen som ett resultat av en ökning av motståndet, som ökar när ledarens längd ökar. Detta är särskilt märkbart när man använder aluminiumledningar. När du använder koppartrådar för att organisera elektriska ledningar i en lägenhet, tas längden som regel inte med i beräkningen - standardmarginalen på 20–30% (för dolda ledningar) är mer än tillräckligt för att kompensera för eventuella ökningar av resistansen. med längden på tråden.
2. Typ av ledningar som används. Det finns 2 typer av ledare som används i hushållens elförsörjning - koppar- eller aluminiumbaserade. Koppartrådar är av bättre kvalitet och har mindre motstånd, men aluminiumtrådar är billigare. I full överensstämmelse med standarderna klarar aluminiumledningar inte sina uppgifter värre än koppar, så du måste noggrant väga ditt val innan du köper en tråd.
3. Elpanelkonfiguration. Om alla ledningar som förser konsumenterna är anslutna till en strömbrytare, kommer det att vara den svaga punkten i systemet. En tung belastning kommer att leda till uppvärmning av plintarna, och bristande efterlevnad av klassificeringen kommer att leda till dess konstanta drift. Det rekommenderas att dela upp de elektriska ledningarna i flera "balkar" med installation av en separat maskin.

För att bestämma exakta data för val av tvärsnitt av elektriska ledningskablar är det nödvändigt att ta hänsyn till alla, även de mest obetydliga parametrarna, som:

1. Typ och typ av isolering av elektriska ledningar;
2. Längd på sektioner;
3. Läggningsmetoder och alternativ;
4. Funktioner av temperaturförhållanden;
5. Fuktighetsnivå och procentandel;
6. Maximalt möjliga värde för överhettning;
7. Skillnaden i styrkan för alla strömmottagare som tillhör samma grupp. Alla dessa och många andra indikatorer kan avsevärt öka effektiviteten och fördelarna med energianvändning i vilken skala som helst. Dessutom kommer korrekta beräkningar att hjälpa till att undvika fall av överhettning eller snabb nötning av isoleringsskiktet.

För att korrekt bestämma det optimala kabeltvärsnittet för alla mänskliga hushållsbehov är det i alla allmänna fall nödvändigt att använda följande standardiserade regler:

• för alla uttag som kommer att installeras i lägenheten är det nödvändigt att använda ledningar med ett lämpligt tvärsnitt på 3,5 mm²;
• för alla spotlightelement är det nödvändigt att använda elektriska ledningar med ett tvärsnitt på 1,5 mm²;
• När det gäller enheter med hög effekt bör kablar med ett tvärsnitt på 4-6 mm² användas.

Om några tvivel uppstår under installationen eller beräkningsprocessen är det bättre att inte agera blint. Det ideala alternativet skulle vara att hänvisa till lämplig tabell med beräkningar och standarder.

Tvärsnittstabell för kopparkabel

Kabelsektionstabell i aluminium

Så den kända kraften för varje elektrisk apparat i huset, det kända antalet belysningsarmaturer och belysningspunkter tillåter oss att beräkna den totala förbrukade energin. Detta är inte en exakt summa, eftersom de flesta värden för krafterna hos olika enheter är medelvärden. Därför bör du omedelbart lägga till 5% av dess värde till denna siffra.

Genomsnittlig effektavläsning för vanliga elektriska apparater

Och många tror att detta är tillräckligt för att välja nästan vanliga kopparkabelalternativ:

• tvärsnitt 0,5 mm2 för ledningar för belysning av spotlights;
• tvärsnitt 1,5 mm2 för belysningstrådar för ljuskronor;
• tvärsnitt 2,5 mm2 för alla uttag.

På nivån för hushållsanvändning av el ser ett sådant system ganska acceptabelt ut. Tills kylskåpet och vattenkokaren bestämde sig för att slå på i köket samtidigt, medan du tittade på tv där. Samma obehagliga överraskning kommer över dig när du kopplar in en kaffebryggare, tvättmaskin och mikrovågsugn till ett uttag.

Termisk beräkning med hjälp av korrektionsfaktorer

För flera linjer i en kabelkanal bör de tabellerade värdena för den maximala strömmen multipliceras med lämplig koefficient:

• 0.68 — för antalet ledare från 2 till 5 st.
• 0.63 — för ledare från 7 till 9 st.
• 0.6 — för ledare från 10 till 12 st.

Koefficienten hänvisar specifikt till ledningarna (kärnorna), och inte till antalet passerande linjer. Vid beräkning av antalet utlagda ledningar beaktas inte den neutrala arbetsledningen eller jordledningen. Enligt PUE och GOST 16442-80 påverkar de inte uppvärmningen av ledningar under passagen av normala strömmar.

För att sammanfatta ovanstående visar det sig att för att korrekt och exakt välja trådtvärsnittet måste du veta:

1. Summan av alla maximala effekter för elektriska apparater.
2. Nätverksegenskaper: antal faser och spänning.
3. Kabelmaterials egenskaper.
4. Tabelldata och koefficienter.

Samtidigt är ström inte huvudindikatorn för en enskild kabellinje eller hela det interna strömförsörjningssystemet. När du väljer ett tvärsnitt, se till att beräkna den maximala belastningsströmmen och kontrollera den sedan med märkströmmen för hemströmbrytaren.

Först och främst måste en elektriker korrekt kunna beräkna tvärsnittet av kabeln som ska läggas, eftersom om tvärsnittet väljs felaktigt kommer det elektriska nätverket inte att hålla länge. I vardagen kommer denna kunskap att vara användbar för alla som gör reparationer, byter ledningar, köper ny elektrisk utrustning och samtidigt tänker på tillförlitligheten hos det elektriska nätverket och sin egen säkerhet.

Ett exakt valt ledningstvärsnitt säkerställer följande:

1. Kommer att ge långvarig, oavbruten drift av din utrustning.
2. Kommer att utesluta risken för bränder.
3. Ska leverera från behovet av att byta ut ledningarna.
4. Kommer tillåta undvika extra kostnader för att köpa en produkt med stort tvärsnitt.

Hur väljer man kabeltvärsnitt baserat på effekt?

För korrekt beräkning behöver du:

1. Beräkna antalet hushållsapparater i rummet (det är tillrådligt att ta hänsyn till de apparater som du planerar att köpa i framtiden), deras totala effekt.
2. Alla enheter dela in i 2 grupper: de som kommer att fungera kontinuerligt och de som kommer att användas sällan, summera sedan deras krafter och bestäm den ungefärliga drifttiden för ledningarna vid full belastning.
3. Lägg till till det resulterande värdet på 5 % - "säkerhetsmarginal".
4. Slutvärde måste delas med nätverksdriftskoefficienten, resultatet blir den erforderliga trådeffektindikatorn, varefter vi, med hjälp av en speciell strömflödestabell, bestämmer tvärsnittet av kärnorna för det resulterande värdet.
5. Välj produkt gjord av aluminium, koppar eller aluminiumkoppar, vars tvärsnitt är lämpligt för ditt strömvärde, med hänsyn tagen till nätverksspänningen (220V för ett hushållsnätaggregat, 380V för ett industriellt nätaggregat).

Du måste veta att materialen för ledande produkter är aluminium, koppar och aluminium-koppar, och var och en av dem har fördelar och nackdelar.

Egenskaper hos aluminiumkabel:

1. Lättare och billigareän koppar.
2. Besitter 1,73 gånger mindre ledande än koppar.
3. Mottaglig för oxidation, varefter de förlorar ledningsförmåga.
4. Efter långvarig användning sluta hålla formen.
5. Hemma lödning är inte möjlig.

Egenskaper hos kopparkabel:

1. Besitter hög elasticitet och mekanisk styrka.
2. Är olika liten mängd elektriskt motstånd.
3. Bra mottaglig lödning och förtenning.
4. De står mycket mer än aluminium.

En aluminium-kopparkabel är en aluminiumledare klädd på utsidan med koppar (mängden koppar är 10-30%) med en termomekanisk metod.

Egenskaper hos aluminium-kopparkabel:

1. Konduktiviteten är bättreän för en aluminiumprodukt, men sämre än för en kopparprodukt.
2. Med tid, egenskaperna hos denna produkt försämras inte, till skillnad från aluminiumtrådar.
3. Mycket lägre kostnad, jämfört med koppar.
4. Aluminium koppar, till skillnad från koppar och aluminium, är inte av intresse för tjuvar, eftersom icke-järnmetallsamlare inte accepterar aluminium-koppar på grund av svårigheten att separera de två metallerna.

Hur tar man reda på kraften?

Effekt mäts i watt, kilowatt (W, kW, w, kWt). På varje modern elektrisk utrustning (hushåll och industri) anges strömmen på taggen tillsammans med andra egenskaper hos produkten. Om denna parameter saknas av någon anledning rekommenderar vi att du använder Tabell 1.

Tabell 1 – genomsnittliga effektvärden för elektriska hushållsapparater:

Räkneexempel

Tillåten ström för kablar och ledningar:

Exempel 1. Beräkning för ett enfas 220V-nät.

Oftast drivs flerfamiljshus från ett enfasnät med en spänning på 220V. Låt oss säga att den totala effekten hos elektriska hushållsapparater, med hänsyn till ytterligare 5% - "säkerhetsmarginalen", är 7,6 kW (genomsnittlig elektrisk belastning i en lägenhet) - nu kan du börja välja kabelmaterial.

För att göra detta hittar vi värdet på närmaste lämpliga kabeltvärsnitt i motsvarande tabell i publikationen "Regler för elektriska installationer" (tabell 2), i vårt fall kommer det att vara:

• 4 mm kvm. för koppar (designad för kontinuerliga belastningar på 8,3 kW);
• 6 mm. kvm för aluminium (designad för kontinuerliga belastningar på 7,9 kW);
• 6 mm. kvm för aluminiumkoppar (se avsnittet om råd från proffs);

Exempel 2. Beräkning för ett trefasnät med en spänning på 380V.

I det här fallet görs anslutningen till en av de 3 faserna och en gemensam "nolla" - denna regel gäller uteslutande för enfasenheter, av vilka de allra flesta finns i ett modernt hem.

Glöm inte trefasiga hushållsapparater - pumpar, svetsmaskiner, motorer, etc., vid anslutning måste lasten fördelas jämnt mellan 3 faser (7,6 kW / 3 faser = 2,6 kW per fas).

Därför, när du ansluter en last till ett 3-fasnät, multipliceras värdet på den totala effekten med en speciell koefficient, på grund av vilken tvärsnittsvärdet minskar. Till exempel, när du ansluter en belastning på 7,6 kW, för ett 1-fasnätverk behöver du en koppartråd - 4 mm kvm, för ett 3-fas nätverk - 1,5 mm kvm.

Observera att det är mycket lättare att utföra beräkningar för hemförhållanden än för industrianläggningar, eftersom i det senare fallet följande läggs till de indikatorer som måste beaktas vid beräkning:

• säsongsbetonad belastning;
• simultanitetsfaktor;
• efterfrågefaktor;

Miniräknare online

För att underlätta beräkningar och noggrant välja önskad tvärsnittsstorlek, har vi valt ut fungerande onlineräknare som snabbt och noggrant utför beräkningar så att du kan bestämma önskat tvärsnitt:

Konsekvenser av felaktigt val av avsnitt

Val av tvärsnitt med makt– en extremt ansvarsfull process. Till exempel, om tvärsnittet av hemnätverkskabeln är konstruerad för en effekt på upp till 6 kW, vid en belastning på 7,5 kW (endast ansluter bara en hushållsapparat, såsom en mikrovågsugn eller vattenkokare, till hemnätverk), kommer kabeln att överhettas.

När överhettning når ett kritiskt värde börjar den först smälta och sedan tänds kabelisoleringen:

1. Det är det felaktigt valda trådtvärsnittetär den vanligaste orsaken till bostadsbränder.
2. Även om isoleringen misslyckas, kan en kortslutning uppstå, som ett resultat av vilket alla hushållsapparater kan misslyckas.
3. I alla fall, kommer du att behöva spendera mycket pengar för att återställa och byta ut, åtminstone husets ledningar.
4. På ett industriföretag Felaktigt valda kablar kan leda till mycket mer tragiska konsekvenser.

Därför måste denna fråga tas på största allvar.

1. Ledningar i aluminium det är bäst att ersätta med aluminium-koppar en med samma diameter (denna regel gäller även för tabell 2). Om du byter ut en kopparkabel mot en aluminium-kopparkabel bör den nya kabelns tvärsnitt motsvara kopparkabeln som 5 till 6.
2. Med trefas strömförsörjning Det är bäst att dela upp enheterna i grupper så att belastningen på varje fas är ungefär densamma.
3. Vid köptillfället, måste du vara uppmärksam på markeringarna, eftersom säljare kan fuska - utse aluminium-kopparkablar som koppar och därigenom orsaka betydande skada på din plånbok. För att förhindra att detta händer måste du:
   
   • Var uppmärksam på markeringarna (hushållsprodukter av aluminium och koppar är märkta med bokstavskombinationen AM).
   • Om det inte finns någon märkning, eller om kabeln tillverkades utomlands (utan hänsyn till CIS-länderna), räcker det att skrapa bort det översta lagret - kopparkärnan är homogen, till skillnad från aluminiumkoppar.
4. Förra gången Att lägga kablar med korrugerade rör (korrugeringar) blir allt vanligare. Nedan är fördelarna med korrugering, såväl som driftsfunktioner:
   
   • Korrugeringarnas minskade brandfarlighet minimerar risken för brand när kablarna är kortslutna.
   • Korrugeringen skyddar ledningarna från mekanisk påfrestning och skador.
   • Att trä en tråd i en korrugering blir svårare ju längre den är; därför fästs dess ände först på en tunn tråd, som är mycket lättare att trä genom korrugeringen.
5. För elektriska hushållsledningar rekommenderas att använda tvinnade ledningar eftersom de är mer flexibla.

Artikeln diskuterar huvudkriterierna för val av kabeltvärsnitt och ger exempel på beräkningar.

På marknader kan man ofta se handskrivna skyltar som indikerar vilken köparen behöver köpa beroende på förväntad lastström. Tro inte på dessa tecken, eftersom de är vilseledande. Kabeltvärsnittet väljs inte bara av driftsströmmen utan också av flera andra parametrar.

Först och främst är det nödvändigt att ta hänsyn till att när du använder en kabel vid gränsen för dess kapacitet, värms kabelkärnorna upp med flera tiotals grader. Strömvärdena som visas i figur 1 förutsätter uppvärmning av kabelkärnorna till 65 grader vid en omgivningstemperatur på 25 grader. Om flera kablar läggs i ett rör eller tråg, minskas den maximalt tillåtna strömmen med 10 - 30 procent på grund av deras inbördes uppvärmning (varje kabel värmer alla andra kablar).

Dessutom minskar den maximalt möjliga strömmen vid förhöjda omgivningstemperaturer. Därför, i ett gruppnätverk (ett nätverk från paneler till lampor, eluttag och andra elektriska mottagare), används som regel kablar med strömmar som inte överstiger 0,6 - 0,7 av värdena som visas i figur 1.

Ris. 1. Tillåten långtidsström av kablar med kopparledare

Baserat på detta är den utbredda användningen av strömbrytare med en märkström på 25A för att skydda uttagsnätverk lagda med kablar med kopparledare med ett tvärsnitt på 2,5 mm2 farlig. Tabeller över reduktionskoefficienter beroende på temperatur och antal kablar i ett tråg finns i Electrical Installation Rules (PUE).

Ytterligare begränsningar uppstår när kabeln är längre. I detta fall kan spänningsförluster i kabeln nå oacceptabla värden. Som regel, vid beräkning av kablar, är den maximala förlusten i linjen inte mer än 5%. Förluster är inte svåra att beräkna om man känner till resistansvärdet på kabelkärnorna och den beräknade lastströmmen. Men vanligtvis, för att beräkna förluster, använder de tabeller över förlusternas beroende av belastningsmomentet. Lastmomentet beräknas som produkten av kabellängden i meter och effekten i kilowatt.

Data för beräkning av förluster vid en enfasspänning på 220 V visas i tabell 1. Till exempel, för en kabel med kopparledare med ett tvärsnitt på 2,5 mm2, med en kabellängd på 30 meter och en lasteffekt på 3 kW, är lastmomentet 30x3 = 90, och förlusterna blir 3%. Om det beräknade förlustvärdet överstiger 5%, är det nödvändigt att välja en kabel med ett större tvärsnitt.

Tabell 1. Lastmoment, kW x m, för kopparledare i en tvåtrådig ledning för en spänning på 220 V vid ett givet ledartvärsnitt

Med hjälp av tabell 2 kan du bestämma förlusterna i en trefasledning. Om man jämför tabellerna 1 och 2 kan man se att i en trefasledning med kopparledare med ett tvärsnitt på 2,5 mm2 motsvarar förluster på 3 % sex gånger lastvridmomentet.

En trippel ökning av lastmomentet uppstår på grund av fördelningen av lasteffekten över tre faser, och en dubbel ökning på grund av det faktum att i ett trefasnät med en symmetrisk belastning (samma strömmar i fasledarna) strömmen i nollledaren är noll. Vid asymmetrisk belastning ökar kabelförlusterna, vilket måste beaktas vid val av kabeltvärsnitt.

Tabell 2. Lastmoment, kW x m, för kopparledare i en trefas fyrtrådsledning med noll för en spänning på 380/220 V vid ett givet ledartvärsnitt (för att förstora tabellen, klicka på figuren)

Kabelförluster har en betydande inverkan vid användning av lågspänningslampor, såsom halogenlampor. Detta är förståeligt: ​​om 3 volt faller på fas- och nollledarna, kommer vi troligen inte att märka detta vid en spänning på 220 V, och vid en spänning på 12 V kommer spänningen på lampan att sjunka med hälften till 6 V Det är därför transformatorer för att driva halogenlampor måste maximalt föra den närmare lamporna. Till exempel, med en kabellängd på 4,5 meter med ett tvärsnitt på 2,5 mm2 och en belastning på 0,1 kW (två 50 W-lampor) är lastvridmomentet 0,45, vilket motsvarar en förlust på 5 % (Tabell 3).

Tabell 3. Lastmoment, kW x m, för kopparledare i en tvåtrådig ledning för en spänning på 12 V vid ett givet ledartvärsnitt

Tabellerna ovan tar inte hänsyn till ökningen av ledarnas motstånd på grund av uppvärmning på grund av ström som flyter genom dem. Därför, om kabeln används vid strömmar på 0,5 eller mer av den maximalt tillåtna strömmen för kabeln med ett givet tvärsnitt, måste en korrigering införas. I det enklaste fallet, om du förväntar dig förluster på högst 5%, beräkna då tvärsnittet baserat på förluster på 4%. Dessutom kan förlusterna öka om det finns ett stort antal kabelkärnanslutningar.

Kablar med aluminiumledare har ett motstånd som är 1,7 gånger större än kablar med kopparledare, och följaktligen är deras förluster 1,7 gånger större.

Den andra begränsningsfaktorn för långa kabellängder överskrider det tillåtna motståndsvärdet för fas-noll-kretsen. För att skydda kablar från överbelastning och kortslutning används som regel strömbrytare med en kombinerad utlösning. Sådana omkopplare har termiska och elektromagnetiska utlösningar.

Den elektromagnetiska utlösningen ger omedelbar (tiondels och till och med hundradelar av en sekund) avstängning av nödsektionen av nätverket i händelse av en kortslutning. Till exempel har en strömbrytare betecknad C25 en 25 A termisk utlösning och en 250 A elektromagnetisk utlösning. Automatiska strömbrytare i grupp "C" har en mångfald av brytströmmen för den elektromagnetiska frigöringen till den termiska från 5 till 10. Men det maximala värdet tas.

Det totala motståndet för fas-noll-kretsen inkluderar: motståndet hos transformatorns transformatorstation, resistansen hos kabeln från transformatorstationen till byggnadens ingångsställverk (SDU), resistansen hos kabeln som lagts från ASU till ställverket (RU) och resistansen hos kabeln för själva gruppledningen, vars tvärsnitt krävs definierar.

Om linjen har ett stort antal anslutningar av kabelkärnor, till exempel en gruppledning av ett stort antal lampor anslutna med en kabel, måste även resistansen hos kontaktanslutningarna beaktas. Mycket noggranna beräkningar tar hänsyn till ljusbågsresistansen vid felpunkten.

Det totala motståndet för fas-noll-kretsen för fyrkärniga kablar anges i tabell 4. Tabellen tar hänsyn till resistansen hos både fas- och nollledarna. Motståndsvärden ges vid en kabelkärntemperatur på 65 grader. Tabellen gäller även för tvåtrådsledningar.

Tabell 4. Kretsimpedansfas - noll för 4-ledare kablar, Ohm/km vid kärntemperatur 65 o C

I stadstransformatorstationer installeras som regel transformatorer med en kapacitet på 630 kV eller mer. A och fler, med ett utgångsmotstånd Rtp mindre än 0,1 Ohm. På landsbygden kan transformatorer på 160 - 250 kV användas. Och med ett utgångsmotstånd på cirka 0,15 Ohm, och även transformatorer för 40 - 100 kV. A, med en utgångsimpedans på 0,65 - 0,25 Ohm.

Nätverkskablar från stadstransformatorstationer till ASU:er i hus används vanligtvis med aluminiumledare med ett fasledaretvärsnitt på minst 70 - 120 mm2. Om längden på dessa ledningar är mindre än 200 meter, kan resistansen hos matningskabelns fasneutrala krets (Rpc) tas lika med 0,3 Ohm. För en mer exakt beräkning måste du känna till kabelns längd och tvärsnitt, eller mäta detta motstånd. En av enheterna för sådana mätningar (Vektoranordning) visas i fig. 2.

Ris. 2. Enhet för mätning av motståndet hos fas-nollkretsen "Vektor"

Ledningsresistansen måste vara sådan att strömmen i kretsen vid kortslutning garanteras överstiga den elektromagnetiska utlösningens driftsström. Följaktligen, för C25-brytaren måste kortslutningsströmmen i ledningen överstiga värdet 1,15x10x25=287 A, här är 1,15 säkerhetsfaktorn. Därför bör motståndet för fas-noll-kretsen för C25-strömbrytaren inte vara mer än 220V/287A=0,76 Ohm. Följaktligen bör kretsresistansen för C16-brytaren inte överstiga 220V/1,15x160A=1,19 Ohm och för C10-brytaren - inte mer än 220V/1,15x100=1,91 Ohm.

Sålunda, för ett bostadshus i städerna, tar Rtp = 0,1 Ohm; Rpk=0,3 Ohm vid användning av en kabel med kopparledare med ett tvärsnitt på 2,5 mm2 i uttagsnätet, skyddad av en C16-brytare, ska kabelresistansen Rgr (fas och nollledare) inte överstiga Rgr=1,19 Ohm - Rtp - Rpk = 1,19 - 0,1 - 0,3 = 0,79 Ohm. Från tabell 4 finner vi dess längd - 0,79/17,46 = 0,045 km, eller 45 meter. För de flesta lägenheter är denna längd tillräcklig.

När en C25-brytare används för att skydda en kabel med ett tvärsnitt på 2,5 mm2 måste kretsresistansen vara mindre än 0,76 - 0,4 = 0,36 Ohm, vilket motsvarar en maximal kabellängd på 0,36/17,46 = 0,02 km, eller 20 meter.

Vid användning av en C10-brytare för att skydda en gruppbelysningsledning gjord med en kabel med kopparledare med ett tvärsnitt på 1,5 mm2, får vi maximalt tillåtet kabelmotstånd på 1,91 - 0,4 = 1,51 Ohm, vilket motsvarar en maximal kabellängd på 1,51/29, 1 = 0,052 km eller 52 meter. Om en sådan ledning är skyddad av en C16-strömbrytare, kommer den maximala ledningslängden att vara 0,79/29,1 = 0,027 km, eller 27 meter.

Det skulle vara onödigt att upprepa att det korrekta och kompetenta urvalet av komponenter kan skydda ett hus eller lägenhet från många problem. Guided av en klok regel, istället för abstrakta uttalanden, ger artikeln praktiska råd om beräkning av tvärsnittet av ledningar för ledningar i en lägenhet eller ett hus.

Det enklaste, men inte det mest korrekta sättet att välja trådtvärsnitt

Mycket ofta, när de installerar ledningar i ett hus eller lägenhet, tillgriper de inte formler och beräkningar, styrda av ett primitivt mönster:

• uttagsledningar - 2,5 kvm. mm,
• – 1,5 kvm. mm,
• kraftfulla konsumenter (hällar, elektriska eldstäder, elektriska spisar) – 4-6 kvm. mm.

Denna enkla metod kan inte kallas fundamentalt felaktig. Den förutsätter en "reserv" som inte tillåter att de elektriska ledningarna brinner ut under mindre överbelastningar och i princip inte motsäger PUE. Samtidigt har denna metod ett antal nackdelar:

• bristen på exakt val gör det inte möjligt att säkerställa effektiviteten hos det elektriska ledningssystemet,
• denna metod inkluderar inte beräkningen av undervattenskabeln,
• Metoden är inte tillämplig för rum med mer kraftfulla och specifika energiförbrukare, det vill säga den kan inte användas för att beräkna tvärsnittet av ledningar för en hemverkstad där svetsmaskinen kommer att fungera; den är inte lämplig för ett hus med en kraftfull sådan.

Sjökabelberäkning

Sjökabeln "bär" hela lasten. Dessutom, om det misslyckas, kommer hela huset att bli strömlöst, så det är viktigt att beräkna dess tvärsnitt och välja typ av kabel på ett sådant sätt att sannolikheten för obehagliga situationer minimeras.

Vi summerar kraften hos alla energikonsumenter

Konsumenternas kraft är huvudkvantiteten på grundval av vilken tvärsnittet av ledningar beräknas, därför är att summera krafterna för alla tillgängliga konsumenter i ett hus eller lägenhet det första steget för att beräkna en undervattenskabel. I de flesta fall anges denna egenskap inte bara i instruktionerna som medföljer alla hushållsapparater eller elektriska apparater, utan även på konsumenthus. Om det är omöjligt att exakt bestämma detta värde, bör ungefärliga värden användas.

Man bör komma ihåg: när man beräknar den totala effekten bör man inte glömma elektriska apparater som är anslutna under en kort tid. Så när man tittar runt i ditt hem tar de ofta inte hänsyn till strykjärn, hårtork, elektrisk rakhyvel, mixer eller mixer, etc. Inser att denna sannolikhet är extremt låg, av säkerhetsskäl är ledningarna i detta skede utformade så att de tål att alla elförbrukare i huset slås på samtidigt.

Ungefärliga effektvärden för hushållsapparater:

• TV – 300 W,
• dator med skrivare – 1000 W,
• mikrovågsugn – 1400 W,
• kylskåp – 600 W,
• tvättmaskin – 2500 W,
• dammsugare – 1600 W,
• järn 1700 W,
• hårtork – 1200 W.

Vid beräkning av ledningar i ett privat hus eller stuga bör kraften hos specialutrustning beaktas:

• snabbvattenberedare – 5000 W,
• vattenpump – 1000 W,
• – 1500 W,
• cirkelsåg – 2000 W,
• kompressor – 2000 W,
• – 1500 W.

El som förbrukas i verkstaden är:

• elektrisk skärpa – 900 W,
• borr – 800 W,
• elhyvel – 900 W,
• borrhammare – 1200 W,
• sticksåg – 700 W,
• kvarn – 1700 W,
• – 2300 W.

Använda trådstorlekstabellen

För att bestämma ingångskabelns tvärsnitt används en standardtabell, där det är nödvändigt att hitta den resulterande totala effekten och bestämma kabeltvärsnittet som motsvarar detta värde.
När vi beräknade den totala effekten antog vi att alla konsumenter inkluderades samtidigt, och kom ihåg att en sådan situation är omöjlig. Därför multiplicerar vi siffran som erhålls genom att summera med 0,7. Att slå på 70% av elektriska apparater är också osannolikt, så även om man tar hänsyn till "reserv" -faktorn kommer det att vara tillräckligt.

Tvärsnittet av ledningar för belysningsarmaturer och uttagsgrupper utförs på liknande sätt. Efter beräkningar bestäms det oftast att ett tillräckligt tvärsnitt för belysning är 0,5-0,7 kvadratmeter. mm, och för - 1,5 kvm. mm.

I de flesta fall används ledningar med ett uppenbart stort tvärsnitt: 1,5 kvadratmeter. mm för belysning och 2,5 kvm. mm för vanliga hushållsuttagsgrupper. Uttagsgrupper i verkstaden kan kräva en tjockare kabel.

Ökningen av tjockleken på trådarna från designtvärsnittet beror på möjlig skada på kabeln från korrosion och mekaniska belastningar under långvarig drift.

Med hänsyn till längden på linjen vid beräkning av trådtvärsnittet

Denna punkt är ofta inte uppfylld i beräkningar, eftersom det i de flesta fall visar sig att förluster längs ledarens längd ligger inom acceptabla gränser. Samtidigt kommer en extra kontroll inte att skada, särskilt eftersom det inte tar mycket tid.

Motståndet hos ledaren (tråden) beräknas med formeln R=p L/S, där L är längden på tråden, uttryckt i meter, S är den nödvändiga tvärsnittsarean som vi tidigare erhållit, och p är materialets resistivitet, som för koppar är 0,0175 Ohm mm2/m.

För en kabel med två kärnor multipliceras det resulterande värdet med två. För en trekärnig är den också två, eftersom en av de tre kärnorna är "slipad".

Genom att bestämma resistansen hos en ledare kan vi beräkna hur mycket den kan minska spänningen. Spänningsfall definieras som produkten av ström och ledarresistans.

Det sista steget kommer att vara att bestämma procentandelen av spänningsförlusten till hela talet (initialspänning 220 volt). Om förlusterna är mindre än 5 % kan du installera ledningarna med en tråd med ett av oss beräknat tvärsnitt. Om förlusterna är 5 % eller mer bör trådtvärsnittet ökas.

Välja en tråd för kabeldragning

I början av artikeln sa vi att aluminiumtrådar används mycket mindre frekvent än koppartrådar. Fördelen är faktiskt dess låga kostnad, men när det gäller operativa egenskaper är den betydligt sämre.
Fördelar med koppar:

• styrka, högre jämfört med aluminium,
• mjukhet och plasticitet, som inte tillåter att trådar går sönder vid kurvor,
• förmåga att motstå höga strömbelastningar jämfört med aluminium.

Observera: när du köper kablar eller ledningar i en butik, bör du tänka på att det faktiska tvärsnittet kanske inte sammanfaller med det nominella, och detta är inte en defekt eller överträdelse. Vi citerar GOST 22483-77 klausul 1.4.a: "Det faktiska tvärsnittet av kärnorna kan skilja sig från det nominella tvärsnittet om det elektriska motståndet uppfyller kraven i denna standard." Det vill säga, om de nödvändiga trådparametrarna bibehålls genom att förbättra kvaliteten på materialet (koppar), kan dess diameter (tvärsnitt) minskas.