اختيار المقطع العرضي للكابل حسب الطاقة والتيار. حساب مساحة المقطع العرضي لموصلات الألمنيوم للأسلاك والكابلات
حساب قسم الأسلاكهو عنصر مهم للغاية في الأسلاك الكهربائية عالية الجودة والموثوقة. في الواقع ، تأخذ هذه الحسابات في الاعتبار استهلاك الطاقة للمعدات الكهربائية والتيارات المسموح بها على المدى الطويل والتي يستطيع السلك تحملها في وضع التشغيل العادي. بالإضافة إلى ذلك ، نريد جميعًا الحصول على ضمان وثقة في السلامة الكهربائية وسلامة الأسلاك الكهربائية من الحرائق حساب قسم الأسلاكمهم جدا.
دعونا نرى ما يمكن أن يؤدي إلى الاختيار الصحيحأقسام الأسلاك.
في معظم الحالات ، لا يكلف فنيو الكهرباء الذين يعملون حاليًا في السوق في قطاع الخدمات هذا عناء إجراء أي حسابات على الإطلاق ، ولكنهم ببساطة يبالغون في تقدير المقطع العرضي للسلك أو يقللون من شأنه. هذا يرجع عادة إلى حقيقة أنه بعد فترة طويلة بعد التخرج المؤسسات التعليميةلا تتذكر كيف يتم ذلك ، لأن المعرفة المكتسبة لم تكن ثابتة في الوقت المناسب في الممارسة. بالنسبة للجزء الأكبر ، فإن هذه المعرفة يمتلكها جزء معين من مهندسي الطاقة وكبار المهندسين ، ويرجع ذلك إلى حقيقة أن معرفتهم يتم استغلالها في هذا الاتجاه كل يوم.
إذا كان قسم السلك أقل من المطلوب
ضع في اعتبارك مثالًا إذا تم التقليل من شأن المقطع العرضي للسلك ، أي أنه تم تحديد استهلاك أقل للطاقة.
هذه الحالة هي الأكثر خطورة على الإطلاق ، حيث يمكن أن تؤدي إلى تلف المعدات الكهربائية ، والحريق ، وإصابة الأشخاص. صدمة كهربائية، وغالبًا ما تكون قاتلة. لماذا يحدث هذا بسيط جدا. دعنا نقول لدينا سخانات المياه الكهربائيةبقوة 3 كيلو واط ، والسلك الذي وضعه متخصص قادر على تحمل 1.5 كيلو واط فقط. عند تشغيل سخان المياه ، سوف يسخن السلك كثيرًا ، مما سيؤدي في النهاية إلى إتلاف العزل ، وفي المستقبل إلى تدميره بالكامل ، ستحدث دائرة كهربائية قصيرة.
إذا كان قسم السلك أكبر من المطلوب
الآن ، ضع في اعتبارك مثالًا مع قسم سلك كبير الحجم ، تم اختياره أكثر من المطلوب للمعدات. هناك العديد من الأقوال المختلفة بين الناس ، ويقولون إنها ليست زائدة عن الحاجة. في الممرات المعقولة ، إنها في الحقيقة ليست زائدة عن الحاجة ، لكنها ستكلف أكثر بكثير مما هو مطلوب. بالنسبة لسخان المياه بقدرة 3 كيلو وات الوارد في المثال أعلاه ، وفقًا للحساب ، نحتاج إلى مقطع عرضي للسلك يبلغ 2.5 مم 2 ، وننظر إلى الجدول 1.3.4 الوارد في PUE (قواعد التركيب الكهربائي). وفي حالتنا ، لنفترض أنه تم استخدام سلك 6 مم 2 ، وستكون تكلفة هذا السلك 2.5 مرة أعلى من 2.5 مم 2 ، دعنا نقول 2.5 تكلف 28 روبل ، و 6 تكلف 70 روبل لكل متر. لنفترض أننا بحاجة إلى 20 مترًا ، في الحالة الأولى سننفق 560 روبل ، وفي الحالة الثانية 1400 روبل ، يكون الفرق في المال واضحًا. وتخيل أنك إذا جعلت الشقة بأكملها موصلة بأسلاك عالية ، فكم من المال في هذه الحالة سوف تتخلص منه. ومن هنا السؤال هل تحتاج مثل هذا الاحتياطي؟
بتلخيص النتائج الوسيطة ، علمنا أن الحساب غير الصحيح للمقطع العرضي للسلك له نتائج غير سارة للغاية ، وفي بعض الحالات عواقب وخيمة ، لذلك من الضروري ببساطة التعامل مع اختيار المقطع العرضي للسلك بشكل صحيح وكفاءة وجدية.
صيغة حساب المقطع العرضي للسلك
أحسب \ u003d P / U nom
حيث أحسب - التصنيف الحالي ،
P هي قوة المعدات ،
U nom - الجهد المقنن \ u003d 220 فولت
على سبيل المثال ، لنحسب سخان المياه الكهربائي 3 كيلو واط.
3 كيلو واط \ u003d 3000 واط ، أحسب \ u003d 3000/220 \ u003d 13.636363 ..., الجولة أحسب \ u003d 14 أ
هناك أيضًا العديد من عوامل التصحيح ، وفقًا لظروف البيئة ومد السلك ، فضلاً عن معامل إعادة التضمين على المدى القصير. في أكثرهذه المعاملات لها وزن في شبكات ثلاثية الطور 380 فولت في الإنتاج ، حيث توجد تيارات بداية كبيرة. وفي حالتنا لدينا أجهزة كهربائية منزلية مصممة لجهد 220 فولت ، لذلك لن نحسبها ، لكننا بالتأكيد سنأخذها في الحسبان ونحددها بمتوسط قيمة 5 أ ونضيفها إلى التيار المحسوب. .
نتيجة لذلك ، أحسب = 14 + 5 = 19 أ ،
استخدم الأسلاك النحاسية ثلاثية النواة (الطور ، الصفر ، الأرض) ، انظر إلى الجدول.
جدول المقطع العرضي للأسلاك النحاسية للتيار المستمر (جدول PUE 1.3.4)
إذا كانت القيمة تقع في النطاق بين تيارين من أقسام مختلفة ، في حالتنا 15 A و 21 A ، فإننا نأخذ القيمة الأكبر دائمًا. مطلوب قسم السلك المقدر لتوصيل سخان مياه بقوة 3 كيلو وات 2.5 مم 2.
لذلك ، في مثال سخان المياه بقوة 3 كيلو واط ، قمنا بحساب المقطع العرضي للأسلاك ، واكتشفنا سبب استحالة التقليل من تقدير المقطع العرضي للأسلاك والمبالغة فيه. لقد تعلمنا تحديد التيارات المسموح بها على المدى الطويل ، وكذلك اختيار المقطع العرضي المناسب للسلك.
وبالمثل ، يمكن أيضًا تنفيذ الصيغة ، والتي بفضلها ستحقق الإضاءة المثلى التي لا ترهق بصرك وتوزيع تدفق الضوء عالي الجودة.
من خلال إجراء حساب المقطع العرضي للسلك بيديك ، ستوفر:
- عند شراء الأسلاك ، تزداد تكلفة السلك بزيادة المقطع العرضي. على سبيل المثال ، 1 متر من الأسلاك غير القابلة للاحتراق من علامة تجارية أثبتت نفسها جيدًا في التركيب الأسلاك الداخليةمع مقطع عرضي 1.5 مربع يكلف 15 روبل ، والسلك نفسه مع مقطع عرضي 2.5 مربع يكلف 23 روبل ، والفرق هو 8 روبل لكل متر ، من 100 متر هو بالفعل 800 روبل.
- عند شراء قواطع دوائر الحماية لأجهزة التجمع الكونغولي من أجل الديمقراطية. كيف أكثر حداثةتشغيل الجهاز كلما زاد السعر. على سبيل المثال ، يبلغ سعر قاطع الدائرة أحادي القطب لـ 16 أمبير 120 روبل ، أما بالنسبة لـ 25 أمبير فهو بالفعل 160 روبل ، أي بفارق 40 روبل. يكتسب درع الطاقة المتوسط \ u200b \ u200b حوالي 12 قاطع دائرة من كل 40 روبل ، وسيتحول إلى 480 روبل. سيكون الفرق في تكلفة التجمع الكونغولي من أجل الديمقراطية أكبر ، حوالي 200-300 روبل.
مواد التصنيع و المقطع العرضي للسلك(سيكون من الأفضل منطقة المقطع العرضي للأسلاك) ربما تكون المعايير الرئيسية التي يجب اتباعها عند اختيار الأسلاك وكابلات الطاقة.
تذكر أن مساحة المقطع العرضي (S) للكابل يتم حسابها بواسطة الصيغة S = (Pi * D2) / 4 ، حيث Pi يساوي pi يساوي 3.14 و D هو القطر.
لماذا هو مهم جدا الاختيار الصحيح لمقياس الأسلاك؟ بادئ ذي بدء ، لأن الأسلاك والكابلات المستخدمة هي العناصر الرئيسية في التمديدات الكهربائية لمنزلك أو شقتك. ويجب أن تفي بجميع معايير ومتطلبات الموثوقية والسلامة الكهربائية.
رئيس وثيقة معيارية، وتنظيم منطقة المقطع العرضي أسلاك كهربائيةوالكابلات هي قواعد التركيب الكهربائي (PUE). المؤشرات الرئيسية التي تحدد المقطع العرضي للسلك:
لذا ، فإن الأسلاك المختارة بشكل غير صحيح في المقطع العرضي والتي لا تتوافق مع حمل الاستهلاك يمكن أن ترتفع حرارتها أو تحترق ، وببساطة غير قادرة على تحمل الحمل الحالي ، والذي لا يسعه إلا التأثير على الكهرباء والسلامة من الحرائق في منزلك. تكون الحالة متكررة جدًا عند استخدام سلك من قسم أصغر مما هو ضروري ، من أجل الاقتصاد أو لسبب آخر.
عند اختيار قسم الأسلاك ، لا يجب أن تسترشد أيضًا بالقول "لا يمكنك إفساد العصيدة بالزبدة" أيضًا. إن استخدام الأسلاك ذات القسم الأكبر مما هو ضروري حقًا لن يؤدي إلا إلى تكاليف مادية كبيرة (بعد كل شيء ، لأسباب واضحة ، ستكون تكلفتها أعلى) وسيخلق صعوبات إضافية أثناء التثبيت.
حساب مساحة المقطع العرضي للموصلات النحاسية للأسلاك والكابلات
لذا ، عند الحديث عن توصيلات المنزل أو الشقة ، سيكون الأمر كذلك التطبيق الأمثل: لـ "المقبس" - مجموعات الطاقة الكابلات النحاسيةأو الأسلاك ذات المقطع العرضي للموصل 2.5 مم 2 ولمجموعات الإضاءة - مع مقطع عرضي للموصل يبلغ 1.5 مم 2. إذا كان هناك أجهزة عالية الطاقة في المنزل ، على سبيل المثال. البريد الإلكتروني المواقد والأفران الكهربائية النتوءات، ثم يجب استخدام الكابلات والأسلاك ذات المقطع العرضي 4-6 مم 2 لتشغيلها.
من المحتمل أن يكون الخيار المقترح لاختيار أقسام الأسلاك والكابلات هو الأكثر شيوعًا وشعبية عند تركيب الأسلاك الكهربائية في الشقق والمنازل. وهو أمر مفهوم بشكل عام: الأسلاك النحاسية ذات المقطع العرضي 1.5 مم 2 قادرة على "حمل" 4.1 كيلو واط (تيار - 19 أ) ، 2.5 مم 2 - 5.9 كيلو واط (27 أ) ، 4 و 6 مم 2 - أكثر من 8 و 10 كيلو واط. هذا يكفي تمامًا لمنافذ الطاقة أو تركيبات الإضاءة أو المواقد الكهربائية. علاوة على ذلك ، فإن مثل هذا الاختيار للمقاطع العرضية للأسلاك سيعطي بعض "الاحتياطي" في حالة زيادة قوة الحمل ، على سبيل المثال ، عند إضافة "نقاط كهربائية" جديدة.
حساب مساحة المقطع العرضي لموصلات الألمنيوم للأسلاك والكابلات
استخدام أسلاك الألمنيوميجب أن يؤخذ في الاعتبار أن قيم الأحمال الحالية طويلة الأجل المسموح بها عليها أقل بكثير مما هي عليه عند استخدام سلك نحاسوكابلات من نفس القسم. لذلك ، بالنسبة للنوى من أسلاك الألمنيوم ذات المقطع العرضي 2 ، مم 2 اقصى حمولهيزيد قليلاً عن 4 كيلو واط (من حيث التيار 22 أمبير) ، بالنسبة للنوى ذات المقطع العرضي 4 مم 2 - لا يزيد عن 6 كيلو واط.
ليس العامل الأخير في حساب المقطع العرضي للأسلاك والكابلات هو جهد التشغيل. لذلك ، مع نفس استهلاك الطاقة للأجهزة الكهربائية ، سيكون الحمل الحالي على نوى كبلات الإمداد أو أسلاك الأجهزة الكهربائية المصممة لجهد أحادي الطور 220 فولت أعلى من الأجهزة التي تعمل بجهد 380 فولت.
بشكل عام ، من أجل حساب أكثر دقة الأقسام المطلوبةيجب أن تسترشد موصلات الكابلات والأسلاك ليس فقط بقوة الحمل ومواد تصنيع الموصلات ؛ يجب على المرء أيضًا أن يأخذ في الاعتبار طريقة وضعها ، وطولها ، ونوع العزل ، وعدد النوى في الكابل ، وما إلى ذلك. يتم تحديد كل هذه العوامل بالكامل من خلال المستند التنظيمي الرئيسي - قواعد التركيب الكهربائي .
جداول اختيار حجم الأسلاك
| سلك نحاس | ||||
| الجهد 220 فولت | الجهد ، 380 فولت | |||
| التيار ، أ | الطاقة ، كيلوواط | التيار ، أ | الطاقة ، كيلوواط | |
| 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 | 33,0 |
| 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 | 66,0 | 260 | 171,6 |
| المقطع العرضي للموصل ، مربع مم | أسلاك الألمنيوم | |||
| الجهد 220 فولت | الجهد ، 380 فولت | |||
| التيار ، أ | الطاقة ، كيلوواط | التيار ، أ | الطاقة ، كيلوواط | |
| 2,5 | 20 | 4,4 | 19 | 12,5 |
| 4 | 28 | 6,1 | 23 | 15,1 |
| 6 | 36 | 7,9 | 30 | 19,8 |
| 10 | 50 | 11,0 | 39 | 25,7 |
| 16 | 60 | 13,2 | 55 | 36,3 |
| 25 | 85 | 18,7 | 70 | 46,2 |
| 35 | 100 | 22,0 | 85 | 56,1 |
| 50 | 135 | 29,7 | 110 | 72,6 |
| 70 | 165 | 36,3 | 140 | 92,4 |
| 95 | 200 | 44,0 | 170 | 112,2 |
| 120 | 230 | 50,6 | 200 | 132,0 |
استخدم الحساب البيانات من جداول PUE
اليوم هناك نطاق واسع منتجات الكابلات، مع مقطع عرضي من النوى من 0.35 مم. وأعلى.
إذا اخترت المقطع العرضي الخاطئ للكابل للأسلاك المنزلية ، فيمكن أن يكون للنتيجة نتيجتان:
- الوريد السميك للغاية سوف "يصل" إلى ميزانيتك ، لأن. لها عداد الجريسيكلف أكثر.
- إذا كان قطر الموصل غير مناسب (أصغر من اللازم) ، ستبدأ النوى في تسخين وصهر العزل ، مما سيؤدي قريبًا إلى حدوث دائرة كهربائية قصيرة.
كما تفهم ، فإن كلا النتيجتين مخيبتان للآمال ، لذلك ، أمام الشقة ، من الضروري حساب المقطع العرضي للكابل بشكل صحيح اعتمادًا على الطاقة والقوة الحالية وطول الخط. الآن سننظر في كل طريقة بالتفصيل.
حساب قوة الاجهزة الكهربائية
لكل كابل مقدار معين من التيار (الطاقة) يمكنه تحمله عند تشغيل الأجهزة الكهربائية. إذا تجاوز التيار (الطاقة) الذي تستهلكه جميع الأجهزة القيمة المسموح بها لنواة موصلة ، فلا يمكن تجنب وقوع حادث قريبًا.
من أجل حساب قوة الأجهزة الكهربائية في المنزل بشكل مستقل ، من الضروري كتابة خصائص كل جهاز على حدة (موقد ، تلفزيون ، مصابيح ، مكنسة كهربائية ، إلخ) على قطعة من الورق. بعد ذلك ، يتم تلخيص جميع القيم ، ويتم استخدام الرقم النهائي لتحديد كبل به نوى المنطقة المثلىالمقطع العرضي.
تبدو صيغة الحساب كما يلي:
Ptot = (P1 + P2 + P3 +… + Pn) * 0.8 ،
حيث: P1 .. Pn-power لكل جهاز ، kW
نلفت انتباهك إلى حقيقة أنه يجب ضرب الرقم الناتج في عامل تصحيح - 0.8. يعني هذا المعامل أن 80٪ فقط من الأجهزة الكهربائية ستعمل في نفس الوقت. مثل هذا الحساب أكثر منطقية ، لأنه ، على سبيل المثال ، لن تستخدم بالتأكيد مكنسة كهربائية أو مجفف شعر لفترة طويلة دون انقطاع.
جداول لاختيار المقطع العرضي للكابل حسب الطاقة:
هذه جداول مختصرة ومبسطة ، ويمكن العثور على قيم أكثر دقة في الفقرات 1.3.10-1.3.11.
كما ترى ، لكل نوع محدد من الكابلات ، فإن قيم الجدول لها بياناتها الخاصة. كل ما تحتاجه هو العثور على أقرب قيمة طاقة ورؤية المقطع العرضي للسلك المقابل.
لكي تفهم بوضوح كيفية حساب الكبل عن طريق الطاقة بشكل صحيح ، نقدم مثالًا بسيطًا:
حسبنا أن الطاقة الإجمالية لجميع الأجهزة الكهربائية في الشقة هي 13 كيلوواط. القيمة المعطاةيجب أن يضرب بعامل 0.8 ، مما ينتج عنه 10.4 كيلو واط من الحمل الفعلي. علاوة على ذلك ، في الجدول ، نبحث عن قيمة مناسبة في العمود. نحن راضون عن الرقم "10.1" لشبكة أحادية الطور (جهد 220 فولت) و "10.5" إذا كانت الشبكة ثلاثية الطور.
هذا يعني أنك بحاجة إلى اختيار مثل هذا المقطع العرضي من نوى الكابلات التي ستعمل على تشغيل جميع أجهزة التسوية - في شقة أو غرفة أو غرفة أخرى. بمعنى ، يجب إجراء مثل هذا الحساب لكل مجموعة منافذ يتم تشغيلها بواسطة كابل واحد ، أو لكل جهاز إذا تم تشغيله مباشرة من الدرع. في المثال أعلاه ، قمنا بحساب مساحة المقطع العرضي لكابل الإدخال للمنزل أو الشقة بأكملها.
في المجموع ، نتوقف عن اختيار المقطع على موصل 6 مم بشبكة أحادية الطور أو 1.5 مم شبكة ثلاثية الطور. كما ترى ، كل شيء بسيط للغاية وحتى كهربائي مبتدئ سوف يتعامل مع هذه المهمة بمفرده!
حساب الحمل الحالي
يعد حساب المقطع العرضي للكابل بالتيار أكثر دقة ، لذلك من الأفضل استخدامه. الجوهر هو نفسه ، ولكن فقط في هذه القضيةمن الضروري تحديد الحمل الحالي على الأسلاك. بادئ ذي بدء ، وفقًا للصيغ ، نحسب القوة الحالية لكل جهاز.
إذا كان المنزل يحتوي على شبكة أحادية الطور ، فيجب عليك استخدام الصيغة التالية للحساب:لشبكة من ثلاث مراحل ، ستبدو الصيغة كما يلي:
حيث ، P هي قوة الجهاز ، kW
كوس فاي - عامل القدرة
يمكنك قراءة المزيد عن الصيغ المتعلقة بحساب القدرة في المقالة :.
نلفت انتباهك إلى حقيقة أن قيم قيم الجدول ستعتمد على شروط وضع الموصل. مع مقبول الأحمال الحاليةوستكون القوة أكبر بكثير من مع.
نكرر ، يتم إجراء أي حساب للمقطع العرضي لجهاز معين أو لمجموعتهم.
جدول لاختيار قسم الكابلات للتيار والطاقة:
حساب الطول
نحن سوف الطريق الاخير، والذي يسمح لك بحساب المقطع العرضي للكابل - بطول الطول. جوهر الحسابات التالية هو أن لكل موصل مقاومته الخاصة ، والتي تساهم (من زيادة طول الخط) مسافة أكبركلما زادت الخسارة). في حالة تجاوز الخسارة 5 ٪ ، من الضروري اختيار موصل به موصلات أكبر.
للحسابات ، يتم استخدام المنهجية التالية:
- بحاجة لحساب إجمالي القوةالأجهزة الكهربائية وقوة التيار الكهربائي (قدمنا الصيغ المقابلة أعلاه).
- يتم حساب مقاومة الأسلاك الكهربائية. الصيغة لها العرض التالي: المقاومة النوعيةموصل (ع) * الطول (بالمتر). يجب تقسيم القيمة الناتجة على المقطع العرضي للكابل المحدد.
R = (p * L) / S ، حيث p هي قيمة جدولية
نلفت انتباهكم إلى حقيقة أنه يجب مضاعفة طول مرور التيار لأن. يتدفق التيار عبر أحد الأسلاك ، ثم يعود مرة أخرى عبر السلك الآخر.
- يتم حساب خسائر الجهد: يتم ضرب القوة الحالية بالمقاومة المحسوبة.
خسائر U = أحمل أسلاك * R.
الخسارة = (U الخسارة / U nom) * 100٪
- يتم تحديد حجم الخسائر: يتم تقسيم خسائر الجهد على الجهد في الشبكة ومضروبة بنسبة 100٪.
- يتم تحليل الرقم النهائي. إذا كانت القيمة أقل من 5٪ ، فاترك القسم الأساسي المحدد. خلاف ذلك ، نختار موصل أكثر "سميكة".
لنفترض أننا حسبنا أن لدينا مقاومة 0.5 أوم ، والتيار يساوي 16 أمبير ، إذن.
الاختيار الصحيح الكابلات الكهربائيةمهم لتوفير مستوى كافٍ من الأمان والاستخدام الفعال من حيث التكلفة للكابل والاستفادة الكاملة من الإمكانات الكاملة للكابل. يجب أن يكون المقطع العرضي المصمم جيدًا قادرًا على العمل باستمرار حمولة كاملة، دون ضرر ، يتحمل الدوائر القصيرة في الشبكة ، ويزود الحمل بالجهد المناسب (بدون انخفاض الجهد الزائد) ويضمن قابلية التشغيل وسائل وقائيةأثناء نقص التأريض. هذا هو السبب في الدقة و الحساب الدقيقالمقاطع العرضية للكابلات حسب الطاقة ، والتي يمكن إجراؤها اليوم باستخدام الآلة الحاسبة عبر الإنترنت بسرعة كافية.
يتم إجراء الحسابات بشكل فردي وفقًا لصيغة حساب قسم الكابل بشكل منفصل لكل منها سلك الطاقة، والتي تحتاج إلى تحديد قسم معين لها ، أو لمجموعة من الكابلات ذات الخصائص المتشابهة. تتبع جميع طرق تحجيم الكابلات إلى حد ما النقاط الست الرئيسية:
- جمع البيانات حول الكبل وظروف تركيبه والحمل الذي سيحمله وما إلى ذلك.
- تعريف الحد الأدنى لحجمكابل على أساس الحساب الحالي
- تحديد الحد الأدنى لحجم الكبل بناءً على انخفاض الجهد
- يعتمد تحديد الحد الأدنى لحجم الكبل على ارتفاع درجة حرارة ماس كهربائى
- تحديد الحد الأدنى لحجم الكبل بناءً على مقاومة الحلقة مع تأريض غير كافٍ
- اختيار أكبر أحجام الكابلات بناءً على حسابات النقاط 2 و 3 و 4 و 5
آلة حاسبة على الإنترنت لحساب المقطع العرضي للكابل حسب الطاقة
للتقديم آلة حاسبة على الانترنتحساب قسم الكابل ، من الضروري جمع المعلومات اللازمة لإجراء حساب الأبعاد. كقاعدة عامة ، تحتاج إلى الحصول على البيانات التالية:
- الخصائص التفصيلية للحمل الذي سيوفره الكابل
- الغرض من الكابل: ثلاثي الطور أو أحادي الطور أو تيار مباشر
- النظام و (أو) مصدر الجهد
- إجمالي الحمل الحالي بالكيلوواط
- إجمالي عامل قدرة الحمولة
- بدء عامل الطاقة
- طول الكابل من المصدر إلى التحميل
- تصميم الكابلات
- طريقة مد الكابلات
طاولات المقطع لكابلات النحاس والالمنيوم
طاولة قسم الكابلات النحاسية
طاولة قسم كابل الألومنيوم
عند تحديد معظم معلمات الحساب ، يكون جدول حساب المقطع العرضي للكابل المعروض على موقعنا مفيدًا. نظرًا لأنه يتم حساب المعلمات الرئيسية بناءً على احتياجات المستهلك الحالي ، يمكن حساب جميع المعلمات الأولية بسهولة تامة. ومع ذلك ، أيضا دورا هاماتتأثر العلامة التجارية للكابل والأسلاك ، وكذلك فهم تصميم الكابل.
الخصائص الرئيسية لتصميم الكابل هي:
- موصل المواد
- شكل موصل
- نوع الموصل
- طلاء سطح الموصل
- نوع العزل
- عدد النوى
ينتج التيار المتدفق عبر الكبل حرارة بسبب الخسائر في الموصلات ، والخسائر في العازل بسبب العزل الحراري وخسائر المقاومة من التيار. هذا هو السبب في أن الحساب الأساسي هو حساب الحمل ، والذي يأخذ في الاعتبار جميع ميزات مصدر كبل الطاقة ، بما في ذلك الحرارية. يجب أن تكون الأجزاء التي يتكون منها الكبل (مثل الموصلات ، والعزل ، والغمد ، والدروع ، وما إلى ذلك) قادرة على تحمل ارتفاع درجة الحرارة والإشعاع الحراري من الكبل.
قدرة تحمل الكبل هي الحد الأقصى للتيار الذي يمكن أن يتدفق باستمرار عبر كبل دون الإضرار بعزل الكابل والمكونات الأخرى. هذه المعلمة هي النتيجة عند حساب الحمل ، لتحديد إجمالي المقطع العرضي.
الكابلات ذات المساحات المستعرضة الكبيرة للموصل لها خسائر مقاومة أقل ويمكن أن تشتت الحرارة بشكل أفضل من الكابلات الرقيقة. لذلك ، سيكون للكابل ذو المقطع 16 مم 2 حجم كبير الإنتاجيةالتيار من كابل 4 مم 2.
ومع ذلك ، فإن هذا الاختلاف في المقطع العرضي يمثل فرقًا كبيرًا في التكلفة ، خاصةً عندما يتعلق الأمر بذلك الأسلاك النحاسية. هذا هو السبب في أنه من الضروري إجراء حساب دقيق للغاية للمقطع العرضي للسلك من حيث الطاقة بحيث يكون العرض مجديًا اقتصاديًا.
للأنظمة التيار المتناوبطريقة شائعة الاستخدام لحساب انخفاض الجهد على أساس عامل القدرة للحمل. عادةً ما يتم استخدام تيارات الحمل الكامل ، ولكن إذا كان الحمل مرتفعًا عند البدء (مثل المحرك) ، فيجب أيضًا حساب انخفاض الجهد على أساس تيار البدء (عامل الطاقة والقدرة إن أمكن) وأخذها في الاعتبار ، نظرًا لانخفاضها الجهد هو أيضا سبب فشل المعدات باهظة الثمن ، على الرغم من المستويات الحديثةحمايته.
مراجعات الفيديو على اختيار قسم الكابلات
استخدم الآلات الحاسبة الأخرى عبر الإنترنت.
تناقش المقالة المعايير الرئيسية لاختيار قسم الكابل ، وتقدم أمثلة على الحسابات.
في الأسواق ، يمكنك غالبًا رؤية علامات مكتوبة بخط اليد تشير إلى أي علامة يحتاج المشتري لشرائها اعتمادًا على تيار الحمل المتوقع. لا تصدق هذه العلامات لأنها تضللك. يتم تحديد المقطع العرضي للكابل ليس فقط من خلال تيار التشغيل ، ولكن أيضًا من خلال العديد من المعلمات الأخرى.
بادئ ذي بدء ، يجب أن يؤخذ في الاعتبار أنه عند استخدام كبل في حدود إمكانياته ، يتم تسخين نوى الكبل بعدة عشرات من الدرجات. تفترض القيم الحالية الواردة في الشكل 1 تسخين نوى الكابلات حتى 65 درجة عند درجة حرارة بيئة 25 درجة. إذا تم وضع العديد من الكابلات في أنبوب أو صينية واحدة ، فبسبب تسخينها المتبادل (كل كابل يسخن جميع الكابلات الأخرى) ، يتم تقليل الحد الأقصى المسموح به من التيار بنسبة 10 - 30 بالمائة.
أيضًا ، ينخفض الحد الأقصى المحتمل للتيار عندما حرارة عاليةبيئة. لذلك ، في شبكة المجموعة (شبكة من الدروع إلى المصابيح والمآخذ وأجهزة الاستقبال الكهربائية الأخرى) ، كقاعدة عامة ، يتم استخدام الكابلات في تيارات لا تتجاوز 0.6 - 0.7 من القيم المعطاة في الشكل 1.
أرز. 1. التيار المستمر المسموح به للكابلات ذات الموصلات النحاسية
بناءً على ذلك ، يعد الاستخدام الواسع النطاق لقواطع الدائرة ذات التيار المقنن 25 أمبير لحماية شبكات المقابس المزودة بكابلات بموصلات نحاسية ذات مقطع عرضي 2.5 مم 2 أمرًا خطيرًا. يمكن العثور على جداول عوامل الاختزال اعتمادًا على درجة الحرارة وعدد الكابلات في درج واحد في قواعد التركيب الكهربائي (PUE).
تنشأ قيود إضافية عندما يكون الكابل أطول. في هذه الحالة ، يمكن أن تصل خسائر الجهد في الكابل إلى قيم غير مقبولة. كقاعدة عامة ، عند حساب الكابلات ، فإنها تنطلق من الحد الأقصى للخسائر في الخط الذي لا يزيد عن 5 ٪. ليس من الصعب حساب الخسائر إذا كنت تعرف قيمة مقاومة نوى الكابل وتيار الحمل المقدر. ولكن عادةً ما يتم استخدام جداول اعتماد الخسائر على لحظة التحميل لحساب الخسائر. يتم حساب لحظة التحميل على أنها ناتج طول الكابل بالأمتار والطاقة بالكيلوواط.
تظهر البيانات الخاصة بحساب الخسائر عند جهد أحادي الطور 220 فولت في الجدول 1. على سبيل المثال ، بالنسبة للكابل ذي الموصلات النحاسية ذات المقطع العرضي 2.5 مم 2 بطول كابل 30 مترًا وقوة تحميل 3 كيلو وات ، تكون لحظة التحميل 30 × 3 = 90 ، وستكون الخسائر 3٪. إذا تجاوزت قيمة الخسارة المحسوبة 5٪ ، فيجب اختيار كابل أكبر.
الجدول 1. لحظة التحميل ، kW x m ، للموصلات النحاسية في خط من سلكين بجهد 220 فولت لقسم عرضي لموصل معين
وفقًا للجدول 2 ، يمكنك تحديد الخسائر في خط من ثلاث مراحل. بمقارنة الجدولين 1 و 2 ، يمكنك أن ترى أنه في خط ثلاثي الطور مع موصلات نحاسية بمقطع عرضي 2.5 مم 2 ، فإن الخسائر 3٪ تقابل ست مرات لحظة أعظمالأحمال.
تحدث زيادة ثلاثية في حجم لحظة الحمل بسبب توزيع قوة الحمل على ثلاث مراحل ، وزيادة مضاعفة بسبب حقيقة أنه في شبكة ثلاثية الطور مع حمل متماثل (نفس التيارات في موصلات الطور ) ، التيار في الموصل المحايد يساوي صفرًا. مع الحمل غير المتوازن ، تزداد الخسائر في الكبل ، والتي يجب أخذها في الاعتبار عند اختيار قسم الكابل.
الجدول 2. لحظة التحميل ، kW x m ، للموصلات النحاسية في خط ثلاثي الأطوار رباعي الأسلاك مع صفر لجهد 380/220 فولت لقسم عرضي موصل معين (انقر على الشكل لتكبير الجدول)
يكون لفقد الكابلات تأثير كبير عند استخدام مصابيح الجهد المنخفض مثل مصابيح الهالوجين. هذا أمر مفهوم: إذا انخفض الجهد 3 فولت على الطور والموصلات المحايدة ، فعند جهد 220 فولت على الأرجح لن نلاحظ ذلك ، وعند جهد 12 فولت ، سينخفض الجهد على المصباح بمقدار النصف إلى 6 فولت هذا هو السبب في أن محولات تشغيل مصابيح الهالوجين تحتاج إلى الاقتراب الأقصى من المصابيح. على سبيل المثال ، بطول كابل 4.5 متر مع مقطع عرضي 2.5 مم 2 وحمل 0.1 كيلو واط (مصباحان 50 واط) ، يبلغ عزم الحمل 0.45 ، وهو ما يعادل خسارة 5٪ (الجدول 3).
الجدول 3. عزم الحمل ، kW x m ، للموصلات النحاسية في خط من سلكين بجهد 12 فولت لقسم عرضي لموصل معين
الجداول الواردة لا تأخذ في الاعتبار الزيادة في مقاومة الموصلات من التسخين بسبب تدفق التيار من خلالها. لذلك ، إذا تم استخدام الكبل بتيارات 0.5 أو أكثر من الحد الأقصى المسموح به للتيار للكابل في قسم معين ، فيجب إجراء تصحيح. في أبسط الحالات ، إذا كنت تتوقع الحصول على خسائر لا تزيد عن 5٪ ، فاحسب المقطع العرضي على أساس الخسائر بنسبة 4٪. أيضا ، يمكن أن تزيد الخسائر إذا كان هناك عدد كبيروصلات النوى الكابلات.
تتمتع الكابلات ذات الموصلات المصنوعة من الألومنيوم بمقاومة أكبر بمقدار 1.7 مرة من الكابلات ذات الموصلات النحاسية ، على التوالي ، وتكون الخسائر فيها أكبر بمقدار 1.7 مرة.
العامل المحدد الثاني لأطوال الكابلات الطويلة هو الزيادة في القيمة المسموح بها لمقاومة دائرة المرحلة صفر. لحماية الكابلات من الأحمال الزائدة والدوائر القصيرة ، كقاعدة عامة ، يتم استخدام قواطع الدائرة ذات الإصدار المشترك. هذه المفاتيح لها إصدارات حرارية وكهرومغناطيسية.
يوفر الإصدار الكهرومغناطيسي الإغلاق الفوري (أعشار وحتى أجزاء من الثانية) لقسم الطوارئ في الشبكة في حالة حدوث ماس كهربائي. على سبيل المثال ، يحتوي قاطع الدائرة المعين C25 على إطلاق حراري قدره 25 أ وإطلاق كهرومغناطيسي قدره 250 أ. المفاتيح الأوتوماتيكية للمجموعة "C" لها نسبة تيار كسر الإطلاق الكهرومغناطيسي إلى الإطلاق الحراري من 5 إلى 10. ولكن عند أخذ القيمة القصوى.
تشمل المقاومة الإجمالية لدائرة الطور الصفري: مقاومة المحول التدريجي لمحطة المحولات الفرعية ، ومقاومة الكبل من المحطة الفرعية إلى مجموعة مفاتيح الإدخال (ASU) للمبنى ، ومقاومة الكابل الموضوعة من جامعة ولاية أريزونا المفاتيح(RU) ومقاومة كابل خط المجموعة نفسه ، ويجب تحديد المقطع العرضي له.
إذا كان الخط يحتوي على عدد كبير من التوصيلات الأساسية للكابل ، على سبيل المثال ، خط مجموعة من عدد كبير من المصابيح المتصلة بواسطة حلقة ، فيجب أيضًا مراعاة مقاومة اتصالات التلامس. مع حسابات دقيقة للغاية ، تؤخذ مقاومة القوس عند نقطة الإغلاق في الاعتبار.
مقاومة الدائرة المرحلة صفربالنسبة للكابلات رباعية النواة مذكورة في الجدول 4. يأخذ الجدول في الاعتبار مقاومة كل من الطور والموصلات المحايدة. يتم إعطاء قيم المقاومة عند درجة حرارة أساسية للكابل تبلغ 65 درجة. الجدول صالح أيضًا لخطوط السلكين.
الجدول 4
في المحولات الفرعية الحضرية ، كقاعدة عامة ، يتم تثبيت محولات بسعة 630 كيلو فولت أو أكثر. A وأكثر ، لها مقاومة خرج Rtp أقل من 0.1 أوم. في المناطق الريفية ، يمكن استخدام محولات 160-250 كيلوفولت. ولها مقاومة خرج بترتيب 0.15 أوم ، وحتى محولات 40-100 كيلو فولت. أ ، بمقاومة خرج من 0.65 - 0.25 أوم.
كابلات امدادات الطاقة من المناطق الحضرية المحولات الفرعيةإلى منازل ASP ، كقاعدة عامة ، يتم استخدامها مع موصلات الألمنيوم ذات المقطع العرضي لموصلات الطور التي لا تقل عن 70-120 مم 2. بطول أقل من 200 متر لهذه الخطوط ، يمكن اعتبار مقاومة دائرة المرحلة صفر لكابل الإمداد (Rpc) تساوي 0.3 أوم. للحصول على حساب أكثر دقة ، تحتاج إلى معرفة الطول والمقطع العرضي للكابل ، أو قياس هذه المقاومة. تظهر إحدى أدوات هذه القياسات (أداة المتجه) في الشكل. 2.
أرز. 2. جهاز لقياس مقاومة دارة الطور الصفري "المتجه"
يجب أن تكون مقاومة الخط من النوع الذي يضمن ، في حالة حدوث ماس كهربائي ، أن يتجاوز التيار في الدائرة تيار التشغيل للإطلاق الكهرومغناطيسي. وفقًا لذلك ، بالنسبة لقاطع الدائرة C25 ، يجب أن يتجاوز تيار الدائرة القصيرة في الخط 1.15 × 10 × 25 = 287 أمبير ، هنا 1.15 هو عامل الأمان. لذلك ، يجب ألا تزيد مقاومة دائرة المرحلة صفر لقاطع الدائرة C25 عن 220 فولت / 287 أمبير = 0.76 أوم. وفقًا لذلك ، بالنسبة لقاطع الدائرة C16 ، يجب ألا تتجاوز مقاومة الدائرة 220 فولت / 1.15 × 160 أمبير = 1.19 أوم ولآلة C10 - لا تزيد عن 220 فولت / 1.15 × 100 = 1.91 أوم.
لذلك بالنسبة للمناطق الحضرية مبنى سكني، بافتراض Rtp = 0.1 أوم ؛ Rpk = 0.3 أوم عند استخدام كابل بموصلات نحاسية بمقطع عرضي 2.5 مم 2 ، محمي في شبكة مقابس قاطع دائرة C16 ، مقاومة الكابل Rgr (المرحلة و صفر موصلات) يجب ألا يتجاوز Rgr \ u003d 1.19 أوم - Rtp - Rpc \ u003d 1.19 - 0.1 - 0.3 \ u003d 0.79 أوم. وفقًا للجدول 4 ، نجد طوله - 0.79 / 17.46 \ u003d 0.045 كم ، أو 45 مترًا. بالنسبة لمعظم الشقق ، هذا الطول كافٍ.
عند استخدام قاطع الدائرة C25 لحماية كابل بمقطع عرضي 2.5 مم 2 ، يجب أن تكون مقاومة الدائرة أقل من 0.76 - 0.4 \ u003d 0.36 أوم ، وهو ما يتوافق مع أقصى طول للكابل يبلغ 0.36 / 17.46 \ u003d 0.02 كم ، أو 20 مترا.
عند استخدام قاطع الدائرة C10 لحماية خط إضاءة جماعي مصنوع من كبل بموصلات نحاسية بمقطع عرضي 1.5 مم 2 ، نحصل على أقصى مقاومة للكابل مسموح بها 1.91 - 0.4 = 1.51 أوم ، وهو ما يتوافق مع أقصى طول للكابل 1.51 / 29 ، 1 = 0.052 كم ، أو 52 مترًا. إذا كان هذا الخط محميًا بواسطة قاطع الدائرة C16 ، إذن الحد الأقصى لطولسيكون الخط 0.79 / 29.1 = 0.027 كم ، أو 27 متراً.