Як дізнатися яку потужність витримує кабель або провід

При підключенні електроприладів до мережі живлення одним із головних умов є підбір кабелю або проводу відповідного перетину. Але іноді трапляється так, що у вас вже є якийсь провідник, і ви не впевнені чи підійде він для конкретного завдання.

Якщо підключити занадто велике навантаження на кабель, то він буде грітися, а може і зовсім перегрітися. Через це оплавітся ізоляція, що небезпечно коротким замиканням, ураженням електричним струмом і загорянням. Звідси виникає питання: “як дізнатися яку потужність витримує кабель або провід?”. Давайте розбиратися!

Що впливає на допустиму потужність?

Відразу варто відзначити що перетин і потужність кабелю в принципі не пов’язані між собою. Для провідника вирішальну роль відіграє допустимий тривалий струм. Ці величини описані в ПУЕ розділ 1, глава 1.3. Справа в тому, що якщо він витримує струм 16А, то в мережі 220В це 3.5 кВт, для 380В – це 10 кВт, а в мережі 12В це всього 192Вт. Тому говорити про допустимої потужності для кабелю розумно говорити лише в контексті заздалегідь відомого напруги.

Щоб перевести кіловат в вати потрібно просто розділити кВт на 1000.

Щоб перевести Примор’ї в ампери потрібно Примор’ї розділити на напругу в вольтах.

А для трифазної мережі то розділити ще й на 1.73 (корінь з 3) і на COSф.

COSф – коефіцієнт потужності, вказується на табличці розташованої на корпусі більшості електроприладів.

Таблиця перетинів дроту і допустимий струм

Є спеціальні таблиці, в яких описано відповідність перетину кабелю, струму, напруги та потужності. Але інформація в них не завжди справедлива для підбору кабелів.

Якщо для розрахунків квартирної електропроводки, де довжина лінії рідко перевищує 15-20 метрів між крайніми точками, а температура навколишнього середовища зазвичай близько 20-25 градусів, це ще справедливо …

Але уявімо ситуацію, коли ви зібралися ставити паркан на ділянці приватного будинку, і доведеться використовувати електроінструмент при його монтажі та зварювальний апарат, ще й бетономішалку, та до того ж на вулиці спека на сонці далеко за 30 градусів Цельсія. Тоді вам потрібен хороший подовжувач, щоб підключити його в гаражі або в будинку, а працювати будете по всьому периметру ділянки.

Я думаю, що це знайома для вас ситуація.

Все вищесказане включало в себе ряд факторів, що впливають на те, яку потужність витримають кабелю, а саме:

1. Довжина лінії.

2. Температура навколишнього середовища і самого провідника.

Обидва ці чинники впливають на опір кабелю, а воно, у свою чергу, на втрати потужності і нагрів провідника. Якщо вибрати провідник із занадто малим перетином для цієї потужності, то під навантаженням напруга на його кінці просяде. Небажано допускати втрати більше 3-5%. У ланцюгах освітлення допустимо 10% падіння напруги.

Опір, довжина, матеріал, температура як пов’язані?

Опір провідника визначається за формулою

R = ро * L / S

Де Ро – питомий опір металу Ом * кв.мм / м, L – довжина в метрах, S – площа поперечного перерізу в кв. мм.

Наприклад, питомий опір Ро у міді 0.018, а у алюмінію 0.029. Тому, ви могли бачити в таблиці вище, що при однаковому перетині мідний провідник витримає більший струм, ніж алюмінієвий. Це пов’язано з втратами, про них поговоримо нижче.

Також у формулі фігурують ще дві величини – довжина і площа поперечного перерізу. Чим більше довжина і чим менше площа поперечного перерізу, тим більше опір. Відповідно зі збільшенням перетину при постійній довжині опір падає, також і зі зменшенням довжини.

Є цікава аналогія з автомобільною дорогою: чим більше смуг для руху в одному напрямку, тим швидше їдуть автомобілі, а якщо автомобілів багато (великий струм) і є всього по одній смузі в кожну сторону, то вони будуть штовхатися в пробці.

У металів з ростом температури підвищується і опір, відповідно знижується провідність, якщо пояснити простими словами, то це пов’язано з тим, що при нагріванні частинки в металі і носії зарядів починають хаотичний рух, через що частіше стикаються.

втрати

Підіб’ємо невеликі підсумки, від чого залежать втрати:

1. Матеріал кабелю (алюміній або мідь).

2. Довжина лінії.

3. Площа поперечного перерізу.

4. Температура навколишнього середовища.

5. Прокладка декількох кабелів в одній трубі. У такому випадку немає умов для їх охолодження, до того ж температури сусідніх кабелів впливають один на одного гіршим чином.

Підбирати кабель потрібно так щоб підсумкові втрати були якомога меншими. В ідеалі до 3-5%. В крайньому випадку, якщо інших варіантів немає, то до 10%. Адже, при напрузі в мережі 220 вольт 10% – це вже 22В втрат і 192В на виході, за умови що мережа і без того не просаджені. А при струмі хоча б в 10А це 220Вт втрат тільки на проводах. Це описано в ГОСТ 721 і ГОСТ 21128.

Перетин

Перейдемо до суті питання “Як дізнатися потужність, яку витримає кабель?”. Виходячи з вищесказаного, слід визначити перетин провідника. Для цього потрібно виміряти його діаметр. Зручніше і швидше це зробити штангенциркулем. Цей спосіб підійде для будь-яких перерізів і проводів.

Якщо провід сплетений (монолітної) житловий, то потрібно просто виміряти її діаметр. Якщо жила гнучка багатодротяна – міряють діаметр однієї дроту, знаходять її площа і множать її на загальну кількість жив в проводі. Так знаходять загальне поперечний переріз кабелів і проводів.

Щоб обчислити поперечний переріз по діаметру, потрібно звести його в квадрат, і помножити на 0.785.

Як виміряти діаметр кабелю лінійкою?

Для товстих кабелів особливої ​​проблеми немає, потрібно просто прикласти лінійку до жили, але з тонкими кабелями так зробити не вийде. Тому скористайтеся наступним способом.

Потрібно щільно намотати на викрутку або інший довгастий предмет витоків 10 дроти, а потім виміряти лінійкою довжину вийшла спіралі і розділити її на кількість витків. Для визначення перетину тоненькою жилки з багатопроволкової жили доведеться намотати більше витків 30-50, щоб було зручніше вимірювати.

Коли ви вже знаєте площа поперечного перерізу жил кабелю, можна заглянути в таблицю і дізнатися її допустимий струм. Якщо лінія не довга (до 10 метрів) і струм більше струму передбачуваного навантаження, то можна сміливо його використовувати.

Як спростити розрахунки?

Щоб уникнути розрахунків втрат і перетинів можна скористатися онлайн калькуляторами або додатками для смартфонів, тим більше вони працюють в оффлайн режимі і він завжди з вами. Наприклад, для користувачів ОС Android є додаток “Мобільний Електрик” в ньому є функції:

1. Розрахунку опору провідника при відомому: матеріалі, перетині, довжині і температурі.

2. Розрахунку довжини провідника при відомих: опорі, температури і розтині.

3. Розрахунку перетину при відомих: довжині, напрузі, допустимих втратах, матеріалі жили струмі і температурі.

4. Розрахунку максимальної довжини провідника при відомих: напрузі, допустимих втратах, матеріалі жили, струмі і температурі. Та інші.

Вони дозволять оцінити допустиму потужність і підібрати потрібний дріт для конкретної потужності.

Крім цього додатка є й інші я розглянув те, чим користуюся сам в роботі. 

висновок

Підведемо підсумки. Щоб дізнатися чи витримає кабель або провід навантаження потрібно визначити:

1. Матеріал, з якого виготовлені жили.

2. Їх перетин.

3. Довжину лінії.

4. Струм навантаження.

Після чого провести розрахунки або скористатися калькуляторами.

Андрій повну

Ссылка на основную публикацию