Tverrsnittsareal av ledninger og kabler, avhengig av strømstyrke, beregning av ønsket kabeltverrsnitt

For å reparere den gamle kablingen eller legge en ny, må du velge kabelen til ønsket tverrsnitt for å motstå den forventede belastningen.

Hvis den gamle kablingen ikke er i orden, må du bytte den, men før du bytter til en lignende, må du finne ut hvorfor det var et problem med den gamle. Det er mulig at det ganske enkelt var mekaniske skader, eller at isolasjonen ble ubrukelig, og et enda større problem er feil i ledningene på grunn av overskridelse av den tillatte belastningen.

Hva er forskjellen mellom kabelprodukter, hva er hovedegenskapene?

Til å begynne med bestemmes det hvilken spenning i nettverket som kablene skal fungere i. For husholdningsnettverk, kabler og ledninger av VVG, PUGNP-typen brukes ofte (bare det er forbudt av moderne PUE-krav på grunn av de store toleransene for tverrsnittet under produksjon, opptil 30%, og den tillatte isolasjonslagstykkelsen er 0,3 mm, mot 0,4 i PUE), ШВВП og andre .

Hvis du beveger deg bort fra definisjonene, skiller ledningen fra kabelen minimalt, hovedsakelig per definisjon i GOST eller TU som den er laget av. Det er tross alt et stort antall ledninger på markedet med 2-3 ledninger og to lag med isolasjon, for eksempel den samme PUGNP eller PUNP.

Tillatt spenning bestemmes av kabelisolasjon

For å velge en kabel, i tillegg til spenning, tas forholdene under som den skal tas i betraktning, for tilkobling av et bevegelig verktøy og utstyr må det være fleksibelt, for tilkobling av faste elementer, betyr det i prinsippet ikke noe, men det er bedre å foretrekke en kabel med en monolitisk kjerne.

Den avgjørende faktoren ved kjøp er kjernets tverrsnittsareal, den måles i mm2, lederens evne til å motstå en lang belastning avhenger av den.

Hva påvirker den tillatte strømmen gjennom kabelen?

La oss først gå til det grunnleggende om fysikk. Det er en slik Joule-Lenz-lov, den ble oppdaget uavhengig av to lærde, James Joule (i 1841) og Emilius Lenz (i 1842), og fikk derfor et dobbelt navn. Så denne loven beskriver kvantitativt den termiske effekten av den elektriske strømmen som strømmer gjennom lederen.

Hvis det uttrykkes i form av strømtetthet, får vi følgende formel:

Tolkning: w er varmeutløsningseffekten per enhetsvolum, vektor j er strømtettheten gjennom lederen måles i Amperes per mm2. For kobbertråd, ta fra 6 til 10 A per millimeter av området, hvor 6 er arbeidstettheten, og 10 er kortsiktig. vektor E er det elektriske feltstyrken. σ er ledningsevnen til mediet.

Siden konduktiviteten er omvendt proporsjonal med motstanden: σ = 1 / R

Hvis Joule-Lenz-loven kommer til uttrykk i form av varmemengde i integrert form, så:

DQ er således mengden varme som vil frigjøres i tidsintervallet dt i kretsen hvor strømmen I strømmer gjennom en leder med motstand R.

Det vil si at varmemengden er direkte proporsjonal med strømmen og motstanden. Jo større strøm og motstand, desto mer varme genereres. Dette er farlig fordi varmemengden på et bestemt tidspunkt når en slik verdi at isolasjonen smelter på ledningene. Du har kanskje lagt merke til at ledningene til billige kjeler er merkbart varme under drift, dette er det.

Hvis det slippes strøm på kabelen, faller også spenningen i endene koblet til lasten.

I kalkulatorer for beregning av kabeltverrsnitt settes følgende parametere vanligvis:

• strøm eller lastekraft;

• linjelengde;

• tillatt spenningsfall (vanligvis i prosent);

Jo større motstand, jo mer vil spenningen falle og kabelen vil varme opp, siden strømmen vil bli frigjort på den (P = UI, der U er spenningsfallet over kabelen, er jeg strømmen som strømmer gjennom den).

Alle beregninger ble redusert til strøm og motstand. Ledernes motstand beregnes med formelen:

Her: ρ (po) er resistiviteten, l er kabellengden, S er tverrsnittsområdet.

Resistiviteten avhenger av metallets struktur, verdiene for resistivitet kan bestemmes fra tabellen.

Ledningene bruker hovedsakelig aluminium og kobber. I kobber er motstanden 1,68 * 10-8 Ohm * mm2 / m, og i aluminium 1,8 ganger større enn i kobber er den 2,82 * 10-8 Ohm * mm2 / m. Dette betyr at aluminiumtråden varmes opp nesten 2 ganger sterkere enn kobbertråden med samme tverrsnitt og strøm. Det følger at for ledninger, må du kjøpe en tykkere aluminiumstråd, i tillegg blir ledningene lett skadet.

Derfor ble kobberledninger erstattet av kobberledninger fra ledninger i hjemmet, og bruk av aluminium i ledningene er forbudt, bare bruk av aluminiumskabler for installasjon av veldig kraftige elektriske installasjoner som bruker høy strøm er tillatt, bruk deretter en aluminiumtråd med et tverrsnitt på mer enn 16 mm2 (se -Hvorfor aluminiumkabel ikke kan brukes i kabling)

Hvordan bestemme ledningens motstand med kjernenes diameter?

Det er tilfeller når tverrsnittsarealet til kjernen ikke er kjent, så det kan beregnes etter diameter. For å bestemme diameteren på en monolitisk blodåre, kan du bruke en bremsesylinder, hvis den ikke er det, så ta en stang, for eksempel en kulepenn eller spiker, vikle 10 omdreininger av tråd tett rundt den, og måle lengden på den resulterende spiralen med en linjal, dele denne lengden med 10 - du får diameteren på venen.

For å bestemme den totale diameteren til en flertrådskjerne måler du diameteren til hver kjerne og multipliserer med antallet.

Deretter vurderer tverrsnittet i henhold til denne formelen:

Og igjen går de tilbake til denne formelen for beregning av en lednings motstand:

Hvordan bestemme det nødvendige tverrsnittsarealet på ledningen?

Det enkleste alternativet er å bestemme tverrsnittsarealet til kjernene i henhold til tabellen. Den er egnet for å beregne ikke for lange linjer lagt under normale forhold (med normal omgivelsestemperatur). Du kan også velge en ledning for skjøteledningen. Vær oppmerksom på at tabellen viser tverrsnittene for en viss strøm og kraft i et enfase- og trefaset nettverk for aluminium og kobber.

Når du beregner lange linjer (mer enn 10 meter), er det bedre å ikke bruke en slik tabell. Det er nødvendig å utføre beregninger. Den raskeste måten å bruke kalkulatoren på. Beregningsalgoritmen er som følger:

De tar tillatte spenningstap (ikke mer enn 5%), dette betyr at med en spenning på 220V og et akseptabelt spenningstap på 5% på kabelen, bør spenningsfallet (fra ende til ende) ikke overstige:

5% * 220 = 11V.

Når vi vet strømmen som vil strømme, kan vi nå beregne kabelmotstanden. I en to-ledningslinje multipliseres motstanden med 2, siden strømmen strømmer gjennom to ledninger, med en ledningslengde på 10 m, er ledernes totale lengde 20 m.

Herfra, i samsvar med formlene ovenfor, beregnes det nødvendige kabeltverrsnitt.

Du kan gjøre dette automatisk fra smarttelefonen din ved å bruke Mobile Electric og elektroDroid-applikasjonene. Bare kalkulatoren spesifiserer ikke ledningens totale lengde, men heller lengden på linjen fra strømkilden til strømmottakeren.

konklusjon

Korrekt beregnet ledning er allerede en garanti på 50% for at den skal fungere, andre halvdel avhenger av riktig installasjon. Alle ledningsspesifikasjoner, maksimalt strømforbruk av alle forbrukere, bør vurderes. Tast samtidig inn en tillatt strøm på 20-40% "i tilfelle".