Πώς υπολογίζω την απαιτούμενη επιφάνεια διατομής για το φορτίο;

Όταν επισκευάζετε ή σχεδιάζετε ηλεκτρικές εγκαταστάσεις πρέπει να επιλέγετε το σωστό καλώδια. Μπορείτε να χρησιμοποιήσετε μια αριθμομηχανή ή έναν οδηγό. Αλλά για να το κάνετε αυτό, πρέπει να γνωρίζετε τις παραμέτρους του φορτίου και τις ιδιαιτερότητες της εγκατάστασης του καλωδίου.

Γιατί να υπολογίσετε μεγέθη καλωδίων

Για τα ηλεκτρικά δίκτυα ισχύουν οι ακόλουθες απαιτήσεις

• ασφάλεια,
• αξιοπιστία,
• οικονομία.

Εάν η επιλεγμένη επιφάνεια διατομής του καλωδίου είναι μικρή, τα τρέχοντα φορτία σε καλώδια και σύρματα είναι πολύ υψηλές, γεγονός που οδηγεί σε υπερθέρμανση. Αυτό μπορεί να οδηγήσει σε κατάσταση έκτακτης ανάγκης που προκαλεί ζημιά σε ολόκληρο το ηλεκτρικό σύστημα και είναι επικίνδυνο για τη ζωή και τη σωματική ακεραιότητα.

Εάν, από την άλλη πλευρά, εγκατασταθούν καλώδια με μεγάλη επιφάνεια διατομής, εξασφαλίζεται η ασφαλής εφαρμογή. Αλλά από οικονομική άποψη, θα είναι πολύ ακριβό. Η σωστή επιλογή της διατομής του αγωγού αποτελεί προϋπόθεση για μακροχρόνια, ασφαλή λειτουργία και λογική χρήση των πόρων.

Στο PUE υπάρχει ξεχωριστό κεφάλαιο για τη σωστή επιλογή αγωγού: "Κεφάλαιο 1.3. Επιλογή αγωγών ανάλογα με τη θέρμανση, την οικονομική πυκνότητα ρεύματος και τις συνθήκες κορώνας".

Η επιφάνεια διατομής ενός καλωδίου υπολογίζεται σε σχέση με την ισχύ και το ρεύμα. Ας δούμε μερικά παραδείγματα. Για να προσδιοριστεί η επιφάνεια διατομής του αγωγού που απαιτείται για 5kW, θα πρέπει να χρησιμοποιήσετε τους πίνακες του PUE (Κανονισμοί ηλεκτρικών εγκαταστάσεων"). Ο παρών οδηγός αποτελεί το κατευθυντήριο έγγραφο. Ορίζει ότι η διατομή του καλωδίου πρέπει να επιλέγεται σύμφωνα με 4 κριτήρια:

1. Τάση τροφοδοσίας (Μονοφασικό ή τριφασικό).
2. Υλικό αγωγού
3. Ρεύμα φορτίου μετρούμενο σε αμπέρ (А), ή ισχύς σε κιλοβάτ (kW).
4. Θέση του καλωδίου.

Δεν υπάρχει καμία αξία στο PUE 5 kW, οπότε πρέπει να επιλέξουμε την αμέσως υψηλότερη τιμή - 5,5 kW. Για την εγκατάσταση σε ένα διαμέρισμα σήμερα είναι απαραίτητο χάλκινο σύρμα. Στις περισσότερες περιπτώσεις η εγκατάσταση γίνεται πάνω από αέρα, οπότε μια διατομή 2,5 mm² είναι κατάλληλη από τους πίνακες αναφοράς. Το μέγιστο επιτρεπόμενο φορτίο ρεύματος είναι 25 A.

Το προαναφερθέν εγχειρίδιο καθορίζει επίσης το ρεύμα για το οποίο έχει σχεδιαστεί ο διακόπτης κυκλώματος (π.χ.VA). Σύμφωνα με το "Κανονισμοί ηλεκτρικών εγκαταστάσεων"για φορτίο 5,5 kW, το ρεύμα λειτουργίας του διακόπτη πρέπει να είναι 25 A. Το έγγραφο αναφέρει ότι το ονομαστικό ρεύμα του αγωγού που πηγαίνει στο σπίτι ή στο διαμέρισμα πρέπει να είναι ένα βαθμό υψηλότερο από αυτό του VA. Σε αυτή την περίπτωση, μετά από 25 A υπάρχουν 35 A. Η τελευταία τιμή θα πρέπει να λαμβάνεται ως τιμή αξιολόγησης. Ένα ρεύμα 35 Α αντιστοιχεί σε διατομή 4 mm² και σε ισχύ 7,7 kW. Έτσι ολοκληρώνεται η επιλογή της διατομής του χάλκινου σύρματος ανάλογα με την χωρητικότητά του: 4 mm².

Για να βρείτε ποια διατομή χάλκινου σύρματος απαιτείται για 10 kWΚαι πάλι ανατρέχουμε στο φύλλο ηλεκτρικών δεδομένων. Εάν εξετάσετε την περίπτωση των εκτεθειμένων αγωγών, πρέπει να αποφασίσετε σχετικά με το υλικό του καλωδίου και την τάση τροφοδοσίας.

Για παράδειγμαΓια σύρμα αλουμινίου και 220 V, η αμέσως υψηλότερη ισχύς είναι 13 kW, η αντίστοιχη διατομή είναι 10 mm²- για 380 V, η ισχύς είναι 12 kW και η διατομή είναι 4 mm².

Επιλέξτε ανάλογα με την ισχύ

Πριν από την επιλογή της διατομής του καλωδίου ανάλογα με την ισχύ του, είναι απαραίτητο να υπολογιστεί η συνολική του αξία, να γίνει ένας κατάλογος των ηλεκτρικών συσκευών στην περιοχή στην οποία πρόκειται να εγκατασταθεί το καλώδιο. Η ονομαστική ισχύς κάθε συσκευής πρέπει να αναγράφεται δίπλα στην ονομαστική ισχύ σε μονάδες Watt ή kW (1 kW = 1000 watts). Στη συνέχεια, προσθέστε τη συνολική ισχύ όλων των συσκευών και θα έχετε το σύνολο.

Εάν επιλέξετε ένα καλώδιο για τη σύνδεση μιας μόνο συσκευής, χρειάζεστε μόνο πληροφορίες σχετικά με την κατανάλωση ισχύος της συσκευής. Μπορείτε να βρείτε τις διατομές καλωδίων ανάλογα με την ισχύ στους πίνακες PUE.

Πίνακας 1. Επιλογή της διατομής των αγωγών ανάλογα με την ονομαστική ισχύ για καλώδια με χάλκινους αγωγούς

Πίνακας 2. Επιλογή διατομής ανάλογα με την ονομαστική ισχύ για καλώδια με αγωγούς αλουμινίου

Επιπλέον, είναι σημαντικό να γνωρίζετε την τάση του δικτύου: 380 V για τριφασικό και 220 V για μονοφασικό.

Πληροφορίες για τους αγωγούς αλουμινίου και χαλκού υπάρχουν στα πρότυπα ηλεκτρικής εγκατάστασης. Και τα δύο έχουν πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα. Τα πλεονεκτήματα των χάλκινων καλωδίων είναι:

• υψηλή αντοχή,
• ελαστικότητα,
• αντοχή στην οξείδωση,
• η ηλεκτρική αγωγιμότητα είναι μεγαλύτερη από εκείνη του αλουμινίου.

Μειονέκτημα των χάλκινων αγωγών - υψηλό κόστος. Στα σοβιετικά σπίτια, κατά την κατασκευή του σπιτιού χρησιμοποιούνταν καλωδίωση από αλουμίνιο. Επομένως, εάν πραγματοποιείται μερική αντικατάσταση, συνιστάται η χρήση συρμάτων αλουμινίου. Οι μόνες εξαιρέσεις είναι όταν ολόκληρη η παλιά καλωδίωση (μέχρι το τηλεφωνικό κέντρο) αντικαθίσταται από νέα καλωδίωση. Τότε είναι λογικό να χρησιμοποιείτε χαλκό. Ο χαλκός και το αλουμίνιο δεν επιτρέπεται να έρχονται σε άμεση επαφή, καθώς αυτό οδηγεί σε οξείδωση. Ως εκ τούτου, χρησιμοποιείται ένα τρίτο μέταλλο για τη σύνδεσή τους.

Μπορείτε να υπολογίσετε μόνοι σας την επιφάνεια διατομής ενός τριφασικού κυκλώματος. Για να το κάνετε αυτό, χρησιμοποιήστε τον τύπο: I=P/(U*1,73)όπου P - power, W, U - τάση, V, I - Στη συνέχεια, επιλέξτε τη διατομή του καλωδίου από τον πίνακα αναφοράς, ανάλογα με το υπολογισμένο ρεύμα. Εάν δεν υπάρχει η απαιτούμενη τιμή, τότε επιλέγεται η πλησιέστερη διατομή που υπερβαίνει την υπολογιζόμενη τιμή.

Πώς να υπολογίσετε με το ρεύμα

Η ποσότητα του ρεύματος που διαρρέει έναν αγωγό εξαρτάται από το μήκος, το πλάτος, την ειδική αντίσταση και τη θερμοκρασία του. Όταν θερμαίνεται, το ηλεκτρικό ρεύμα μειώνεται. Δίνονται πληροφορίες αναφοράς για θερμοκρασία δωματίου (18°С). Για την επιλογή της διατομής του καλωδίου, χρησιμοποιήστε τον πίνακα των παραγράφων 1.3.10-1.3.11 της PUE-7 ΡΥΘΜΙΣΕΙΣ ΣΥΓΚΡΑΤΗΣΗΣ ΓΙΑ ΣΥΡΜΑΤΑ, ΚΟΡΔΕΣ ΚΑΙ ΚΑΛΩΔΙΑ ΜΕ ΜΟΝΩΣΗ ROM Ή ΠΛΑΣΤΙΚΗ ΜΟΝΩΣΗ.

Πίνακας 3. Ηλεκτρικό ρεύμα για χάλκινα σύρματα και καλώδια με μόνωση από καουτσούκ και PVC

Για τον υπολογισμό των αγωγών αλουμινίου μπορεί να χρησιμοποιηθεί ο πίνακας.

Πίνακας 4. Ηλεκτρικό ρεύμα για αγωγούς αλουμινίου και καλώδια με μόνωση από καουτσούκ και PVC

Εκτός από το ηλεκτρικό ρεύμα, θα πρέπει επίσης να επιλεγεί το υλικό του αγωγού και η τάση.

Για έναν πρόχειρο υπολογισμό της τρέχουσας διατομής του καλωδίου, διαιρέστε την δια 10. Εάν η προκύπτουσα διατομή δεν περιλαμβάνεται στον πίνακα, τότε πρέπει να χρησιμοποιηθεί η πλησιέστερη υψηλότερη τιμή. Ο κανόνας αυτός ισχύει μόνο εάν το μέγιστο επιτρεπόμενο ρεύμα για χάλκινους αγωγούς δεν υπερβαίνει τα 40 Α. Για εύρος από 40 έως 80 A, διαιρέστε το ρεύμα με το 8. Εάν εγκατασταθούν καλώδια αλουμινίου, πρέπει να διαιρέσετε με το 6. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι το πάχος του αγωγού αλουμινίου είναι μεγαλύτερο από εκείνο του χάλκινου αγωγού για να εξασφαλιστούν τα ίδια φορτία.

Υπολογισμός της διατομής του καλωδίου ανάλογα με την ισχύ και το μήκος

Το μήκος ενός καλωδίου επηρεάζει την πτώση τάσης. Έτσι, η τάση στο άκρο του αγωγού μπορεί να είναι μειωμένη και να μην επαρκεί για τη λειτουργία μιας ηλεκτρικής συσκευής. Για τα οικιακά δίκτυα ηλεκτρικής ενέργειας, οι απώλειες αυτές μπορούν να αμεληθούν. Ένα καλώδιο 10-15 cm μακρύτερο θα είναι αρκετό. Αυτό το επιπλέον μήκος θα χρησιμοποιηθεί για την καλωδίωση και τις συνδέσεις. Εάν τα άκρα του καλωδίου είναι συνδεδεμένα στον πίνακα διανομής, το εφεδρικό μήκος πρέπει να είναι ακόμη μεγαλύτερο, επειδή το διακόπτες κυκλώματος.

Όταν τα καλώδια τοποθετούνται σε μεγάλες αποστάσεις, πρέπει να λαμβάνονται υπόψη τα εξής πτώση τάσης. Κάθε αγωγός χαρακτηρίζεται από μια ηλεκτρική αντίσταση. Αυτή η παράμετρος επηρεάζεται από:

1. Το μήκος του αγωγού, μονάδα μέτρησης: m. Όσο αυξάνεται το μήκος, τόσο αυξάνονται και οι απώλειες.
2. Εμβαδόν διατομής, μετρούμενο σε mm². Μεγαλύτερη επιφάνεια διατομής σημαίνει χαμηλότερη πτώση τάσης.
3. Ειδική αντίσταση υλικού (τιμή αναφοράς). Δείχνει την αντίσταση ενός σύρματος με διαστάσεις 1 τετραγωνικό χιλιοστό ανά 1 μέτρο.

Η πτώση τάσης είναι αριθμητικά ίση με το γινόμενο της αντίστασης και του ρεύματος. Επιτρέπεται η αναγραφόμενη τιμή να μην υπερβαίνει το 5%. Εάν αυτό δεν συμβαίνει, πρέπει να χρησιμοποιηθεί μεγαλύτερη διατομή. Αλγόριθμος για τον υπολογισμό της διατομής του καλωδίου ανάλογα με τη μέγιστη ισχύ και το μήκος:

1. Ανάλογα με την ισχύ P, την τάση U και τον συντελεστή cosf βρίσκουμε το ρεύμα σύμφωνα με τον τύπο: I=P/(U*cof). Για τα δίκτυα ηλεκτρικής ενέργειας που χρησιμοποιούνται στα νοικοκυριά, cosf = 1. Στη βιομηχανία, το cosf υπολογίζεται ως ο λόγος της ενεργού ισχύος προς τη φαινόμενη ισχύ. Η τελευταία αποτελείται από την ενεργό ισχύ και την άεργο ισχύ.
2. Η διατομή ρεύματος του αγωγού προσδιορίζεται με τη βοήθεια των σχετικών πινάκων PUE.
3. Υπολογίστε την αντίσταση του αγωγού χρησιμοποιώντας τον τύπο: Ro=ρ*l/Sόπου ρ είναι η ειδική αντίσταση του υλικού, l είναι το μήκος του αγωγού και S είναι η επιφάνεια διατομής. Πρέπει να ληφθεί υπόψη το γεγονός ότι το ρεύμα διαρρέει το καλώδιο όχι μόνο προς μία κατεύθυνση, αλλά και προς την αντίθετη κατεύθυνση. Επομένως, η συνολική αντίσταση: R = Ro*2.
4. Βρείτε την πτώση τάσης από την αναλογία: ΔU=I*R.
5. Βρείτε την πτώση τάσης ως ποσοστό: ΔU/U. Εάν η τιμή υπερβαίνει το 5%, επιλέξτε τη μεγαλύτερη διατομή αγωγού από το βιβλίο αναφοράς.

Ανοιχτή και κλειστή καλωδίωση

Ανάλογα με τη θέση, η καλωδίωση χωρίζεται σε 2 τύπους:

• κρυμμένο,
• εκτεθειμένη.

Σήμερα, οι κρυφές καλωδιώσεις εγκαθίστανται σε διαμερίσματα. Δημιουργούνται ειδικοί δίσκοι σε τοίχους και οροφές για τη φιλοξενία καλωδίων. Μετά την τοποθέτηση των αγωγών, οι εσοχές επιχρίονται. Ο χαλκός χρησιμοποιείται ως αγωγός. Πρέπει να προγραμματίσετε εκ των προτέρων, διότι με τον καιρό, προκειμένου να εγκαταστήσετε περισσότερες ηλεκτρικές καλωδιώσεις ή να αντικαταστήσετε τα στοιχεία, θα πρέπει να αποσυναρμολογήσετε το φινίρισμα. Τα επίπεδα καλώδια και σύρματα χρησιμοποιούνται συχνά για χωνευτές εγκαταστάσεις.

Για τις εκτεθειμένες εγκαταστάσεις, τα καλώδια τοποθετούνται κατά μήκος της επιφάνειας του χώρου. Προτιμώνται οι εύκαμπτοι αγωγοί που έχουν στρογγυλό σχήμα. Μπορούν εύκολα να εγκατασταθούν σε αγωγούς καλωδίων και να περάσουν μέσα από κυματοειδή. Κατά τον υπολογισμό του φορτίου καλωδίων λαμβάνεται υπόψη ο τρόπος τοποθέτησης της καλωδίωσης.

Σχετικά άρθρα: