For en lang og pålitelig kabeltjeneste må den være riktig valgt og beregnet. Elektrikere, når de installerer ledninger, velger for det meste tverrsnittet av ledningene, hovedsakelig basert på erfaring. Noen ganger fører dette til feil. Beregningen av kabeltverrsnittet er først og fremst nødvendig med tanke på elektrisk sikkerhet. Det blir feil hvis lederdiameteren er mindre eller større enn nødvendig.
Kabeldelen er for lav
Dette tilfellet er det farligste, fordi lederne overopphetes fra den høye strømtettheten, mens isolasjonen smelter og det oppstår en kortslutning. Dette kan også ødelegge elektrisk utstyr, forårsake brann, og arbeidstakere kan få strøm. Hvis du installerer en strømbryter for kabelen, vil den fungere for ofte, noe som vil skape noe ubehag.
Kabelseksjonen er høyere enn nødvendig
Her er hovedfaktoren økonomisk. Jo større tverrsnitt av ledningen, jo dyrere er det. Hvis du gjør kablingen av hele leiligheten med stor margin, vil det koste mye. Noen ganger er det lurt å gjøre hovedinngangen til et større tverrsnitt, hvis det forventes en ytterligere økning i belastningen på hjemmenettverket.
Hvis du stiller inn riktig effektbryter for kabelen, vil følgende linjer bli overbelastet når noen av dem ikke slår ut effektbryteren.
Hvordan beregner jeg kabelstørrelse?
Før installasjon er det lurt å beregne kabeltverrsnittet i henhold til belastningen. Hver leder har en viss effekt, som ikke bør være mindre enn den til de tilkoblede elektriske apparatene.
Strømberegning
Den enkleste måten er å beregne den totale belastningen på inngangsledningen. Beregningen av kabeltverrsnittet i henhold til belastningen reduseres til å bestemme den totale kraften til forbrukerne. Hver av dem har sin egen valør, angitt på saken eller i passet. Da multipliseres den totale effekten med en faktor på 0,75. Dette skyldes at alle enheter ikke kan slås på samtidig. For den endelige bestemmelsen av nødvendig størrelse brukes beregningstabellen for kabelseksjonen.
Beregning av kabelseksjonen etter strøm
En mer nøyaktig metode er gjeldende lastberegning. Kabeltverrsnittet beregnes ved å bestemme strømmen som går gjennom den. For et enfasenettverk brukes formelen:
Icalc.=P/(Unom∙cosφ),
hvor P - last strøm, Unom. - nettspenning (220 V).
Hvis den totale effekten av aktive laster i huset er 10kW, deretter merkestrømmen Icalc.=10000/220 ≈ 46 A. Når kabeltverrsnittet beregnes ved strøm, korrigeres for betingelsene for legging av ledningen (angitt i noen spesi altabeller), samt overbelastning når du slår på elektriske apparater omtrent oppover 5 A. Som et resultat, Icalc.=46 + 5=51 A.
Tykkelsen på kjernene bestemmes av oppslagsboken. Beregning av kabeltverrsnitt ved hjelp av tabeller gjør det enkelt å finne riktig størrelse for kontinuerlig strøm. For en trelederkabel som legges inn i huset gjennom luften, må du velge en verdi i retning av en større standardseksjon. Den er 10 mm2. Riktigheten av egenberegning kan kontrolleres ved å bruke en online kalkulator - kabelseksjonsberegning, som finnes på enkelte ressurser.
Kabeloppvarming under strømflyt
Når lasten går, genereres varme i kabelen:
Q=I2Rn w/cm, hvor I er strømmen, R er den elektriske motstanden, n er antall kjerner.
Av uttrykket følger det at mengden kraft som frigjøres er proporsjonal med kvadratet av strømmen som flyter gjennom ledningen.
Beregning av tillatt strøm i henhold til varmetemperaturen til lederen
Kabelen kan ikke varmes opp i det uendelige, da varme spres ut i miljøet. Til slutt oppstår likevekt og en konstant temperatur på lederne etableres.
For en jevn prosess er forholdet sant:
P=∆t/∑S=(tw - tav)/(∑S),
hvor ∆t=tw-tav - forskjellen mellom temperaturen til mediet og kjernen, ∑S - temperaturmotstand.
Den langsiktige tillatte strømmen som går gjennom kabelen er funnet fra uttrykket:
Iadd=√((tadd - tav)/(Rn ∑S)),
hvor tadditional - tillatt kjernevarmetemperatur (avhenger av kabeltype og installasjonsmetode). Vanligvis er det 70 grader i normal modus og 80 i nødstilfelle.
Varmespredningsforhold med kabelen i gang
Når en kabel legges i et miljø, bestemmes varmeavledningen av dens sammensetning og fuktighet. Den beregnede resistiviteten til jorda antas vanligvis å være 120 Ohm∙°C/W (leire med sand ved et fuktighetsinnhold på 12-14%). For å avklare bør du kjenne til sammensetningen av mediet, hvoretter du kan finne motstanden til materialet i henhold til tabellene. For å øke varmeledningsevnen er grøften dekket med leire. Tilstedeværelsen av konstruksjonsrester og steiner i den er ikke tillatt.
Varmeoverføringen fra kabelen gjennom luften er svært lav. Det forverres enda mer når man legger i en kabelkanal, hvor det kommer ekstra luftlag. Her bør strømbelastningen reduseres i forhold til den beregnede. I de tekniske egenskapene til kabler og ledninger er den tillatte kortslutningstemperaturen gitt, som er 120 ° C for PVC-isolasjon. Jordmotstanden er 70 % av totalen og er den viktigste i beregningene. Over tid øker ledningsevnen til isolasjonen når den tørker ut. Dette må tas med i beregningene.
Kabelspenningsfall
På grunn av at lederne har elektrisk motstand, brukes en del av spenningen på å varme dem opp, og det kommer mindre til forbrukeren enn det var i begynnelsen av linjen. Som et resultat går potensialet tapt langs lengden av ledningen på grunn av varmetap.
Kabelen må ikke bare velges i henhold til tverrsnittet for å sikre ytelsen, men også ta hensyn til avstanden energien overføres over. En økning i belastning fører til en økning i strøm gjennom lederen. Samtidig øker tapene.
Liten spenning påføres spotlights. Hvis det minker litt, er det umiddelbart merkbart. Hvis du velger feil ledninger, ser pærene som er plassert lenger fra strømforsyningen svake ut. Spenningen reduseres betydelig i hver påfølgende seksjon, og dette gjenspeiles i lysstyrken til belysningen. Derfor er det nødvendig å beregne kabeltverrsnittet langs lengden.
Den viktigste delen av kabelen er forbrukeren som befinner seg lengst fra resten. Tap vurderes hovedsakelig for denne lasten.
På seksjon L av lederen vil spenningsfallet være:
∆U=(Pr + Qx)L/Un,
hvor P og Q er aktiv og reaktiv effekt, r og x er den aktive og reaktansen til seksjon L, og Un - merkespenning som lasten norm alt arbeider med.
Tillatt ∆U fra strømkilder til hovedinnganger overstiger ikke ±5 % for belysning av boligbygg og strømkretser. Fra inngangen til lasten bør tapene ikke være mer enn 4 %. For lange linjer må det tas hensyn til kabelens induktive reaktans, som avhenger av avstanden mellom tilstøtende ledere.
Metoder for å koble forbrukere
Belastninger kan kobles sammen på forskjellige måter. De vanligste er følgende måter:
- på slutten av nettverket;
- forbrukerne er jevnt fordelt langs linjen;
- en linje med jevnt fordelt last er koblet til en utvidet strekning.
Eksempel 1
Effekten til apparatet er 4 kW. Kabellengde er 20 m, resistivitet ρ=0,0175 Ohm∙mm2.
Strømmen bestemmes ut fra forholdet: I=P/Unom=4∙1000/220=18,2 A.
Deretter tas beregningstabellen for kabelseksjonen, og riktig størrelse velges. For en kobbertråd vil den være S=1,5 mm2.
Kabelseksjonsberegningsformel: S=2ρl/R. Gjennom den kan du bestemme den elektriske motstanden til kabelen: R=2∙0,0175∙20/1, 5=0,46 Ohm.
Fra den kjente verdien av R kan vi bestemme ∆U=IR/U∙100%=18.2100∙0.46/220∙100=3.8%.
Resultatet av beregningen overstiger ikke 5 %, noe som betyr at tapene vil være akseptable. Ved store tap vil det være nødvendig å øke tverrsnittet til kabelkjernene ved å velge den tilstøtende, større størrelsen fra standardområdet - 2,5 mm2.
Eksempel 2
Tre lyskretser er koblet parallelt med hverandre på én fase av en lastbalansert trefaseledning, bestående av en firetrådskabel 70 mm2 50 m lang og fører en strøm på 150 A. For hver20 m lange lysledninger fører en strøm på 20 A.
Fase-til-fase-tapene under den faktiske belastningen er: ∆Uphase=150∙0,05∙0,55=4,1 V. Nå må du bestemme tapet mellom nøytral og fase, siden belysningen er koblet til en spenning på 220 V: ∆Ufn=4, 1/√3=2, 36 V.
På en tilkoblet lyskrets vil spenningsfallet være: ∆U=18∙20∙0, 02=7, 2 V. Tot altap bestemmes av summen av Utotal=(2, 4+7, 2)/230∙100=4,2 %. Den beregnede verdien er under det tillatte tapet, som er 6%.
Konklusjon
For å beskytte lederne mot overoppheting ved langvarig belastning, ved hjelp av tabeller, beregnes kabeltverrsnittet i henhold til langtidstillatt strøm. I tillegg er det nødvendig å beregne ledningene og kablene riktig slik at spenningstapet i dem ikke er mer enn norm alt. Samtidig summeres tap i strømkretsen med dem.
