Меню

Входной кабель постоянного тока

Большая Энциклопедия Нефти и Газа

Входной кабель

Входной кабель и проводник выходного напряжения заключены в экранную оболочку для того, чтобы предохранить их от воздействия внешних электромагнитных полей, которые могли бы навести посторонние ЭДС, уровень которых часто соизмерим с измеряемым сигналом или даже больше него. Делитель напряжения 2 представляет собой цепь последовательно соединенных двух или более прецизионных резисторов, один из которых может быть переменным; делители предназначаются для ступенчато регулируемого ослабления напряжения при изменении диапазона измерения вольтметра. Суммарное сопротивление делителя должно превышать выходное сопротивление предыдущего устройства или каскада. Кабель, входные зажимы, делитель напряжения и другие элементы, не показанные на рисунке, образуют входное устройство. [2]

В комплект прибора входят: 1) входной кабель ; 2) укладочный ящик. [3]

Для уменьшения влияния распределенных емкостей и индуктивностей входного кабеля и входной цепи прибора преобразователи обычно выполняют в виде выносных узлов-пробников. В то же время указанные недостатки УПТ и особенности работы нелинейных элементов при малых напряжениях не позволяют делать такие вольтметры высокочувствительными. Обычно их верхний предел измерений при максимальной чувствительности составляет десятки — единицы милливольт. [5]

Устройство устанавливается в прибор на ремонтную плату, входной кабель подсоединяется к разъему Ш1, и включается питание. [6]

Выходной кабель прибора подключают к входу телевизора, а входной кабель — к выходу детектора канала изображения. ПТК и прибора в положение проверяемой программы, а ротор конденсатора переменной емкости блока — примерно в среднее положение по риске на корпусе. [7]

Устройство входное формирующее устанавливается в приборе на ремонтную плату, входной кабель подсоединяется к разъему Ш1 и включается питание. При помощи ампервольтметра Ц4313 проверяются режимы работы транзисторов согласно таблице режимов, приведенной в техническом описании. [8]

При таком включении защитный выход должен быть соединен с экраном входного кабеля . Если резистор установки коэффициента усиления ( Rj) не установлен непосредственно рядом с усилителем ( существует отдельная панель регулировки — компоновка, которой следует избегать), то его ( Rj) соединения также должны быть экранированы и защищены, б) Выводы ИЗМЕРЕНИЕ и ОПОРНЫЙ дают возможность-измерять выходное напряжение непосредственно на нагрузке, так что благодаря обратной связи можно исключить потери в соединительных проводах, ведущих к внешней схеме. [10]

Проверку работоспособности генератора осуществляют с помощью осциллографа, подготовленного для измерения переменного тока. Входной кабель ( Вход -) присоединяют к гнезду Х2 генератора. Получив на экране линию развертки, подают напряжение питания на генератор. Регуляторами Частота и Синхронизация и переключателем SA3 добиваются получения яа экране нескольких периодов сигнала ГЗЧ. Осциллограмма должна появляться при обоих положениях переключателя SA1 частоты ГЗЧ. Генератор начинает работать сразу же после включения. В случае отсутствия сигнала подбирается положение резистора R8, заменяется транзистор VT1 заведомо исправным. [11]

В последнем случае переключатель блока ПТК устанавливают в нейтральное положение между программами. Входной кабель прибора подключают к сетке ограничителя. [12]

В последнем случае переключатель блока ПТК устанавливают в нейтральное положение между программами. Входной кабель прибора подключают к выходу детектора. В некоторых схемах телевизоров кабель необходимо подключать через сопротивление порядка нескольких десятков килоом, о чем указывается в контрольной карте. [13]

Дчя этого переключатель блока ставят я П с положение к ко входу С КД припаивают кабель длиной 20 см. Детекторную юл кку ПИТ-59 присоединяют на выход блока пара глс. Ом, ц H: I входной кабель блока СКМ подают cm нал с ИНГ-59. [14]

Источник



Как рассчитать необходимое сечение провода по мощности нагрузки?

При ремонте и проектировании электрооборудования появляется необходимость правильно выбирать провода. Можно воспользоваться специальным калькулятором или справочником. Но для этого необходимо знать параметры нагрузки и особенности прокладки кабеля.

Для чего нужен расчет сечения кабеля

К электрическим сетям предъявляются следующие требования:

  • безопасность;
  • надежность;
  • экономичность.

Если выбранная площадь поперечного сечения провода окажется маленькой, то токовые нагрузки на кабели и провода будут большими, что приведет к перегреву. В результате может возникнуть аварийная ситуация, которая нанесет вред всему электрооборудованию и станет опасной для жизни и здоровья людей.

Как рассчитать необходимое сечение провода по мощности нагрузки?

Если же монтировать провода с большой площадью поперечного сечения, то безопасное применение обеспечено. Но с финансовой точки зрения будет перерасход средств. Правильный выбор сечения провода — это залог длительной безопасной эксплуатации и рационального использования финансовых средств.

Правильному подбору проводника посвящёна отдельная глава в ПУЭ: «Глава 1.3. Выбор проводников по нагреву, экономической плотности тока и по условиям короны».

Осуществляется расчет сечения кабеля по мощности и току. Рассмотрим на примерах. Чтобы определить, какое сечение провода нужно для 5 кВт, потребуется использовать таблицы ПУЭ ( «Правила устройства электроустановок«). Данный справочник является регламентирующим документом. В нем указывается, что выбор сечения кабеля производится по 4 критериям:

  1. Напряжение питания (однофазное или трехфазное).
  2. Материал проводника.
  3. Ток нагрузки, измеряемый в амперах (А), или мощность — в киловаттах (кВт).
  4. Месторасположение кабеля.

В ПУЭ нет значения 5 кВт, поэтому придется выбрать следующую большую величину — 5,5 кВт. Для монтажа в квартире сегодня необходимо использовать провод из меди. В большинстве случаев установка происходит по воздуху, поэтому из справочных таблиц подойдет сечение 2,5 мм². При этом наибольшей допустимой токовой нагрузкой будет 25 А.

В вышеуказанном справочнике регламентируется ещё и ток, на который рассчитан вводный автомат (ВА). Согласно «Правилам устройства электроустановок«, при нагрузке 5,5 кВт ток ВА должен равняться 25 А. В документе указано, что номинальный ток провода, который подходит к дому или квартире, должен быть на ступень больше, чем у ВА. В данном случае после 25 А находится 35 А. Последнюю величину и необходимо брать за расчетную. Току 35 А соответствуют сечение 4 мм² и мощность 7,7 кВт. Итак, выбор сечения медного провода по мощности завершен: 4 мм².

Чтобы узнать, какое сечение провода нужно для 10 кВт, опять воспользуемся справочником. Если рассматривать случай для открытой проводки, то надо определиться с материалом кабеля и с питающим напряжением.

Например, для алюминиевого провода и напряжения 220 В ближайшая большая мощность будет 13 кВт, соответствующее сечение — 10 мм²; для 380 В мощность составит 12 кВт, а сечение — 4 мм².

Выбираем по мощности

Перед выбором сечения кабеля по мощности надо рассчитать ее суммарное значение, составить перечень электроприборов, находящихся на территории, к которой прокладывают кабель. На каждом из устройств должна быть указана мощность, возле нее будут написаны соответствующие единицы измерения: Вт или кВт (1 кВт = 1000 Вт). Затем потребуется сложить мощности всего оборудования и получится суммарная.

Если же выбирается кабель для подключения одного прибора, то достаточно информации только о его энергопотреблении. Можно подобрать сечения провода по мощности в таблицах ПУЭ.

Таблица 1. Подбор сечения провода по мощности для кабеля с медными жилами

Сечение токопроводящей жилы, мм² Для кабеля с медными жилами
Напряжение 220 В Напряжение 380 В
Ток, А Мощность, кВт Ток, А Мощность, кВт
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
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 66 260 171,6

Таблица 2. Подбор сечения провода по мощности для кабеля с алюминиевыми жилами

Сечение токопроводящей жилы, мм² Для кабеля с алюминиевыми жилами
Напряжение 220 В Напряжение 380 В
Ток, А Мощность, кВт Ток, А Мощность, кВт
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 50,6 200 132,2
Читайте также:  В какие промежутки времени амперметр покажет наличие тока в левой катушке

Кроме того, надо знать напряжение сети: трехфазной соответствует 380 В, а однофазной — 220 В.

В ПУЭ дана информация и для алюминиевых, и для медных проводов. У обоих есть свои преимущества и недостатки. Достоинства медных проводов:

  • высокая прочность;
  • упругость;
  • стойкость к окислению;
  • электропроводность больше, чем у алюминия.

Недостаток медных проводников — высокая стоимость. В советских домах использовалась при постройке алюминиевая электропроводка. Поэтому если происходит частичная замена, то целесообразно поставить алюминиевые провода. Исключение составляют только те случаи, когда вместо всей старой проводки (до распределительного щита) устанавливается новая. Тогда есть смысл применять медь. Недопустимо, чтобы медь с алюминием контактировали напрямую, т. к. это приводит к окислению. Поэтому для их соединения используют третий металл.

Как рассчитать необходимое сечение провода по мощности нагрузки?

Можно самостоятельно произвести расчет сечения провода по мощности для трехфазной цепи. Для этого надо воспользоваться формулой: I=P/(U*1.73), где P — мощность, Вт; U — напряжение, В; I — ток, А. Затем из справочной таблицы выбирается сечение кабеля в зависимости от рассчитанного тока. Если же там не будет необходимого значение, тогда выбирается ближайшее, которое превышает расчетное.

Как рассчитать по току

Величина тока, проходящего через проводник, зависит от длины, ширины, удельного сопротивления последнего и от температуры. При нагревании электрический ток уменьшается. Справочная информация указывается для комнатной температуры (18°С). Для выбора сечения кабеля по току используют таблицы ПУЭ (ПУЭ-7 п.1.3.10-1.3.11 ДОПУСТИМЫЕ ДЛИТЕЛЬНЫЕ ТОКИ ДЛЯ ПРОВОДОВ, ШНУРОВ И КАБЕЛЕЙ С РЕЗИНОВОЙ ИЛИ ПЛАСТМАССОВОЙ ИЗОЛЯЦИЕЙ).

Таблица 3. Электрический ток для медных проводов и шнуров с резиновой и ПВХ-изоляцией

Площадь сечение проводника, мм² Ток, А, для проводов, проложенных
открыто в одной трубе
двух одножильных трех одножильных четырех одножильных одного двухжильного одного трехжильного
0,5 11
0,75 15
1 17 16 15 14 15 14
1,2 20 18 16 15 16 14,5
1,5 23 19 17 16 18 15
2 26 24 22 20 23 19
2,5 30 27 25 25 25 21
3 34 32 28 26 28 24
4 41 38 35 30 32 27
5 46 42 39 34 37 31
6 50 46 42 40 40 34
8 62 54 51 46 48 43
10 80 70 60 50 55 50
16 100 85 80 75 80 70
25 140 115 100 90 100 85
35 170 135 125 115 125 100
50 215 185 170 150 160 135
70 270 225 210 185 195 175
95 330 275 255 225 245 215
120 385 315 290 260 295 250
150 440 360 330
185 510
240 605
300 695
400 830

Для расчета алюминиевых проводов применяют таблицу.

Таблица 4. Электрический ток для алюминиевых проводов и шнуров с резиновой и ПВХ-изоляцией

Площадь сечения проводника, мм² Ток, А, для проводов, проложенных
открыто в одной трубе
двух одножильных трех одножильных четырех одножильных одного двухжильного одного трехжильного
2 21 19 18 15 17 14
2,5 24 20 19 19 19 16
3 27 24 22 21 22 18
4 32 28 28 23 25 21
5 36 32 30 27 28 24
6 39 36 32 30 31 26
8 46 43 40 37 38 32
10 60 50 47 39 42 38
16 75 60 60 55 60 55
25 105 85 80 70 75 65
35 130 100 95 85 95 75
50 165 140 130 120 125 105
70 210 175 165 140 150 135
95 255 215 200 175 190 165
120 295 245 220 200 230 190
150 340 275 255
185 390
240 465
300 535
400 645

Для примерного расчета сечения кабеля по току его надо разделить на 10. Если в таблице не будет полученного сечения, тогда необходимо взять ближайшую большую величину. Это правило подходит только для тех случаев, когда максимально допустимый ток для медных проводов не превышает 40 А. Для диапазона от 40 до 80 А ток надо делить на 8. Если устанавливают алюминиевые кабели, то надо делить на 6. Это объясняется тем, что для обеспечения одинаковых нагрузок толщина алюминиевого проводника больше, чем медного.

Расчет сечения кабеля по мощности и длине

Длина кабеля влияет на потерю напряжения. Таким образом, на конце проводника напряжение может уменьшиться и оказаться недостаточным для работы электроприбора. Для бытовых электросетей этими потерями можно пренебречь. Достаточно будет взять кабель на 10-15 см длиннее. Этот запас израсходуется на коммутацию и подключение. Если концы провода подсоединяются к щитку, то запасная длина должна быть еще больше, т. к. будут подключаться защитные автоматы.

При укладке кабеля на большие расстояния приходиться учитывать падение напряжения. Каждый проводник характеризуется электрическим сопротивлением. На данный параметр влияют:

  1. Длина провода, единица измерения — м. При её увеличении растут потери.
  2. Площадь поперечного сечения, измеряется в мм². При её увеличении падение напряжения уменьшается.
  3. Удельное сопротивление материала (справочное значение). Показывает сопротивление провода, размеры которого 1 квадратный миллиметр на 1 метр.

Падение напряжения численно равняется произведению сопротивления и тока. Допустимо, чтобы указанная величина не превышала 5%. В противном случае надо брать кабель большего сечения. Алгоритм расчета сечения провода по максимальной мощности и длине:

  1. В зависимости от мощности P, напряжения U и коэффициента cosф находим ток по формуле: I=P/(U*cosф). Для электросетей, которые используются в быту, cosф = 1. В промышленности cosф рассчитывают как отношение активной мощности к полной. Последняя состоит из активной и реактивной мощностей.
  2. С помощью таблиц ПУЭ определяют сечение провода по току.
  3. Рассчитываем сопротивление проводника по формуле: Rо=ρ*l/S, где ρ — удельное сопротивление материала, l — длина проводника, S — площадь поперечного сечения. Необходимо учесть ток факт, что ток идет по кабелю не только в одну сторону, но и обратно. Поэтому общее сопротивление: R = Rо*2.
  4. Находим падение напряжения из соотношения: ΔU=I*R.
  5. Определяем падение напряжения в процентах: ΔU/U. Если полученное значение превышает 5%, тогда выбираем из справочника ближайшее большее поперечное сечение проводника.

Открытая и закрытая прокладка проводов

В зависимости от размещения проводка делится на 2 вида:

  • закрытая;
  • открытая.

Сегодня в квартирах монтируют скрытую проводку. В стенах и потолках создаются специальные углубления, предназначенные для размещения кабеля. После установки проводников углубления штукатурят. В качестве проводов используют медные. Заранее всё планируется, т. к. со временем для наращивания электропроводки или замены элементов придется демонтировать отделку. Для скрытой отделки чаще используют провода и кабели, у которых плоская форма.

При открытой прокладке провода устанавливают вдоль поверхности помещения. Преимущества отдают гибким проводникам, у которых круглая форма. Их легко установить в кабель-каналы и пропустить сквозь гофру. Когда рассчитывают нагрузку на кабель, то учитывают способ укладки проводки.

Читайте также:  Схема самодельного зарядного устройства для автомобильного аккумулятора с регулятором тока

Как рассчитать необходимое сечение провода по мощности нагрузки?

Определение площади сечения проводника по его диаметру

Как рассчитать необходимое сечение провода по мощности нагрузки?

Какая проводка лучше — сравнение медной и алюминиевой электропроводки

Как рассчитать необходимое сечение провода по мощности нагрузки?

Какой провод лучше использовать для проводки в квартире и в частном деревянном доме?

Как рассчитать необходимое сечение провода по мощности нагрузки?

Как рассчитать падение напряжения по длине кабеля в электрических сетях

Как рассчитать необходимое сечение провода по мощности нагрузки?

Как перевести амперы в киловаты?

Как рассчитать необходимое сечение провода по мощности нагрузки?

Способы вычисления потребления электроэнергии бытовыми приборами

Источник

Виды электрических кабелей и проводов

Подписка на рассылку

  • ВКонтакте
  • Facebook
  • ok
  • Twitter
  • YouTube
  • Instagram
  • Яндекс.Дзен
  • TikTok

Все существующие виды электрических кабелей и проводов делятся на несколько больших категорий:

В каждой из этих категорий представлено множество видов кабельно-проводниковой продукции, идентифицирующихся специальной маркировкой. Конструктивно кабели и провода отличаются габаритными параметрами токопроводящих жил и материалом, из которого они произведены, типом оболочки и внешнего защитного покрова, конструкцией брони (если она предусмотрена) и по другим критериям, определяющим области применения изделий и условия их эксплуатации.

Виды электрического кабеля и расшифровка их марок индивидуальны для каждой отдельной категории изделий.

Силовые кабели

Данный вид кабельной продукции применяется для решения задач транспортировки электроэнергии на малые и большие расстояния. Важнейшими физическими параметрами силовых кабелей являются напряжение и токовая нагрузка (допустимая величина передаваемого тока).

Приведем некоторые марки силовых кабелей и области их применения:

• ВВГ. Предназначен для эксплуатации в электросетях переменного (до 6 кВ частотой до 50 Гц) и постоянного (до 3 кВ) напряжения. Применяется для неподвижной распределения электроэнергии внутри зданий (снаружи помещения при условии защиты от УФ лучей), подключения различного стационарного производственного электрооборудования средних мощностей.
• ВБШв. Данные кабели применяются на такое же напряжение и имеют ту же область применения, что и ВВГ, однако благодаря наличию брони (две стальные ленты) их можно использовать для прямой прокладки в земле с нормальным грунтом.
• КГВВ. Кабель данного типа по своим параметрам соответствует кабелю ВВГ, но за счет гибкой жилы может применяться подключения к электросетям подвижных машин и механизмов.
• КПвПпБП. Кабели специального назначения, которые предназначены для питания электродвигателей нефтедобывающих установок напряжением до 4 кВ и частотой до 70 Гц.

Кабели и провода связи

В данную категорию электрических кабелей и проводов включено большое разнообразие кабельно-проводниковой продукции. Изделия служат для передачи аналоговых или цифровых сигналов по металлическому проводнику либо в оптической среде (оптоволокно).

Распространенные виды электрических кабелей и их маркировка:

• Симметричные. Данная группа представлена кабелями связи, имеющими одну или более симметричных пар, троек или четверок. Самые распространенные типы — UTP 1PR, КВП-5е. Используются для передачи цифровых и аналоговых сигналов обычно на небольшие (до 305 метров) расстояния. Однако могут применяться передачи сигналов на большие расстояния при помощи магистральных кабелей связи.
• Коаксиальный кабель. Используется для построения систем связи (телевидение, радиовещание), сигнализации и автоматики, антенно-фидерных и прочих систем. В зависимости от назначения кабеля, помимо основной жилы и экрана, в единую оболочку также могут быть помещены вспомогательные провода. Например, марка КВК-В-2, используемая для построения систем видеонаблюдения, имеет дополнительную пару проводов для передачи питания на устройства.
• Телефонные кабели и провода. Используются для построения ГТС или подключения телефонных аппаратов (и другого оборудования связи) внутри и снаружи зданий. Примеры — ШТЛП/ТРП/ШГЭС.
• Оптический кабель. Служат в основном для передачи цифровой информации на большие расстояния. Примеры — ОТЦ (для прокладки в грунте), ОПЦ (подвесной), CO-TS (внутренней прокладки).

Контрольные кабели

Кабельная продукция данного типа используется чаще всего для транспортировки аналоговых сигналов к подвижным и/или неподвижным исполнительным узлам и механизмам, электроприборам и т. д.

• КВВГ. Используются для подключения неподвижных установок и электрооборудования, работающих в сетях переменного с частотой до 100 Гц или постоянного тока.
• КГВЭВ. Служит для управления подвижными механизмами и оборудованием, а также в условиях влияния электромагнитных полей.

Кабели управления

Данные виды электрических кабелей служат для управления стационарными и нестационарными маломощными механизмами и электрооборудованием, используемым в строительной, промышленно-производственной, сельскохозяйственной и других сферах (чаще всего используются для управления электродвигателями).

Распространенные марки и применение электрических кабелей данного вида:

• КУПЭВ. Используются в сетях до 250 В и частотой до 1000 Гц. Применяются для управления различным строительным и производственным оборудованием.
• КУГВВ. Кабели управления с гибкими жилами. Используются для питания неподвижных и подвижных электроустановок. Также возможно применение в бытовых целях (например, для управления автоматическими воротами).

Монтажные кабели и провода

Данные виды электрических кабелей и проводов служат для объединения в единую электрическую цепь электрораспределительные устройства, подключения электротехнической аппаратуры и промышленных электроустановок, соединения электроприборов внутри авиа- и спецтехники, построения автономных систем электроснабжения и в других целях.

Примеры таких кабелей: БПВЛ (бортовой монтажный провод), МККШв; МКПсЭБШвнг(A), НИКИ-КУВШЭ.

Кабели и провода сигнализации

В данную категорию электрических кабелей и проводов включена кабельно-проводниковая продукция, предназначенная для построения систем пожарной и/или охранной сигнализации. Основная их задача — передача электрических сигналов с аналоговых и цифровых датчиков задымленности, движения, температуры и т. п.

Также кабели используются для подачи электропитания на светозвуковые сигнализаторы, индикаторы направления движения (для быстрой эвакуации людей во время пожара), автоматические устройства пожаротушения и прочие устройства. Важным отличием кабелей и проводов сигнализации заключается в их повышенной устойчивости к высоким температурам, что, в частности, является одним из основных требований при конструировании систем противопожарной безопасности.

Распространенные виды электрических кабелей и их маркировка: КПСВВнг(А), КСВЭВнг(А), КПГВСЭВнг(A)-FRLS и пр.

Кабели сигнализации и блокировки

Данная разновидность кабелей используется для управления электрическими механизмами, расположенными на открытом воздухе. Наиболее часто применяются для прокладки вдоль городских и федеральных железнодорожных трасс для регулировки работы стрелок, сигнализирующих устройств, светофоров. Также задействуются, например, для управления шлагбаумами на автомобильных парковках.

Кабели блокировки, как и предыдущие виды, могут использоваться в системах охранной и пожарной сигнализации. Основное отличие данной кабельной продукции заключается в их конструкции, позволяющей осуществлять прокладку кабелей в грунте, на открытом воздухе, в агрессивных средах. Примеры: СБВБбШвнг, СБВГЭнг(A), СБЗПАШп, СБМВБАуБпШп и т. д.

Компания «Кабель.РФ ® » является одним из лидеров по продаже кабельной продукции и располагает складами, расположенными практически во всех регионах Российской Федерации. Проконсультировавшись со специалистами компании, вы можете приобрести нужную вам марку кабеля электрического по выгодным ценам.

Источник

Расчет падения напряжения на проводах

Выбор сечения провода для постоянного тока. Падение напряжения (пояснения в статье)

Говорят, что в своё время между Эдисоном и Тесла проходило соперничество – какой ток выбрать для передачи на большие расстояния – переменный или постоянный? Эдисон был за то, чтобы для передачи электричества использовать постоянный ток. Тесла утверждал, что переменный ток легче передавать и преобразовывать.

Впоследствии, как известно, победил Тесла. Сейчас повсеместно используется переменный ток, в России с частотой 50 Гц. Такой ток дешевле передавать на большие расстояния. Хотя, есть и линии электропередач постоянного тока специального применения.

А если использовать высокие напряжения (например, 110 или 10 кВ), то выходит значительная экономия на проводах, по сравнению с низким напряжением. Об этом я рассказываю в статье про то, чем отличается напряжение 380В от 220В.

Тесла потом пошёл ещё дальше – нашёл способ, как передавать электрический ток совсем без проводов. Чем вызвал большое недовольство производителей меди. Но это уже тема совсем другой статьи.

Кстати, если Вам интересно то, о чем я пишу, подписывайтесь на получение новых статей и вступайте в группу в ВК!

Забегая вперед, скажу, что расчет сечения провода для постоянного тока строится на двух критериях:

  1. Падение напряжения (потери)
  2. Нагрев провода
Читайте также:  Почему аккумулятор автомобиля не бьет током

Первый пункт для постоянного тока наиболее важен, а второй лишь вытекает из первого.

Теперь обстоятельно, по порядку, для тех, кто хочет ПОНИМАТЬ.

Падение напряжения на проводе

Статья будет конкретная, с теоретическими выкладками и формулами. Кому не интересно, что откуда и почему, советую перейти сразу к Таблице 2 – Выбор сечения провода в зависимости от тока и падения напряжения.

И ещё – расчет потерь напряжения на длинной мощной трехфазной кабельной линии. Пример расчета реальной линии.

Итак, если взять неизменной мощность, то при понижении напряжения ток должен возрастать, согласно формуле:

P = I U. (1)

U = R I. (2)

Из этих двух формул видно, что при понижении питающего напряжения потери на проводе возрастают. Поэтому чем ниже питающее напряжение, тем большее сечение провода нужно использовать, чтобы передать ту же мощность.

Для постоянного тока, где используется низкое напряжение, приходится тщательно подходить к вопросу сечения и длины, поскольку именно от этих двух параметров зависит, сколько вольт пропадёт зря.

Сопротивление медного провода постоянному току

Сопротивление провода зависит от удельного сопротивления ρ, которое измеряется в Ом·мм²/м. Величина удельного сопротивления определяет сопротивление отрезка провода длиной 1 м и сечением 1 мм².

Сопротивление того же куска медного провода длиной 1 м рассчитывается по формуле:

R = (ρ l) / S, где (3)

R – сопротивление провода, Ом,

ρ – удельное сопротивление провода, Ом·мм²/м,

l – длина провода, м,

S – площадь поперечного сечения, мм².

Сопротивление медного провода равно 0,0175 Ом·мм²/м, это значение будем дальше использовать при расчетах.

Не факт, что производители медного кабеля используют чистую медь “0,0175 пробы”, поэтому на практике всегда сечение берется с запасом, а от перегрузки провода используют защитные автоматы, тоже с запасом.

Из формулы (3) следует, что для отрезка медного провода сечением 1 мм² и длиной 1 м сопротивление будет 0,0175 Ом. Для длины 1 км – 17,5 Ом. Но это только теория, на практике всё хуже.

Ниже приведу табличку, рассчитанную по формуле (3), в которой приводится сопротивление медного провода для разных площадей сечения.

СамЭлектрик.ру в социальных сетях

Подписывайтесь! Там тоже интересно!

Таблица 0. Сопротивление медного провода в зависимости от площади сечения

S, мм² 0,5 0,75 1 1,5 2,5 4 6 10
R для 1м 0,035 0,023333 0,0175 0,011667 0,007 0,004375 0,002917 0,00175
R для 100м 3,5 2,333333 1,75 1,166667 0,7 0,4375 0,291667 0,175

Расчет падения напряжения на проводе для постоянного тока

Теперь по формуле (2) рассчитаем падение напряжения на проводе:

U = ((ρ l) / S) I , (4)

То есть, это то напряжение, которое упадёт на проводе заданного сечения и длины при определённом токе.

Вот такие табличные данные будут для длины 1 м и тока 1А:

Таблица 1.
Падение напряжения на медном проводе 1 м разного сечения и токе 1А:

S, мм² 0,5 0,75 1 1,5 2,5 4 6 8 10
U, B 0,0350 0,0233 0,0175 0,0117 0,0070 0,0044 0,0029 0,0022 0,0018

Эта таблица не очень информативна, удобнее знать падение напряжения для разных токов и сечений. Напоминаю, что расчеты по выбору сечения провода для постоянного тока проводятся по формуле (4).

Таблица 2.
Падение напряжения при разном сечении провода (верхняя строка) и токе (левый столбец).
Длина = 1 метр

Какие пояснения можно сделать для этой таблицы?

1. Красным цветом я отметил те случаи, когда провод будет перегреваться, то есть ток будет выше максимально допустимого для данного сечения. Пользовался таблицей, приведенной у меня на СамЭлектрике: Выбор площади сечения провода.

2. Синий цвет – когда применение слишком толстого провода экономически и технически нецелесообразно и дорого. За порог взял падение менее 1 В на длине 100 м.

Как пользоваться таблицей выбора сечения?

Пользоваться таблицей 2 очень просто. Например, нужно запитать некое устройство током 10А и постоянным напряжением 12В. Длина линии – 5 м. На выходе блока питания можем установить напряжение 12,5 В, следовательно, максимальное падение – 0,5В.

В наличии – провод сечением 1,5 квадрата. Что видим из таблицы? На 5 метрах при токе 10 А потеряем 0,1167 В х 5м = 0,58 В. Вроде бы подходит, учитывая, что большинство потребителей терпит отклонение +-10%.

Но. ПрОвода ведь у нас фактически два, плюс и минус, эти два провода образуют кабель, на котором и падает напряжение питания нагрузки. И так как общая длина – 10 метров, то падение будет на самом деле 0,58+0,58=1,16 В.

Иначе говоря, при таком раскладе на выходе БП 12,5 Вольт, а на входе устройства – 11,34. Этот пример актуален для питания светодиодной ленты.

И это – не учитывая переходное сопротивление контактов и неидеальность провода (“проба” меди не та, примеси, и т.п.)

Поэтому такой кусок кабеля скорее всего не подойдет, нужен провод сечением 2,5 квадрата. Он даст падение 0,7 В на линии 10 м, что приемлемо.

А если другого провода нет? Есть два пути, чтобы снизить потерю напряжения в проводах.

1. Надо размещать источник питания 12,5 В как можно ближе к нагрузке. Если брать пример выше, 5 метров нас устроит. Так всегда и делают, чтобы сэкономить на проводе.

2. Повышать выходное напряжение источника питания. Это черевато тем, что с уменьшением тока нагрузки напряжение на нагрузке может подняться до недопустимых пределов.

Например, в частном секторе на выходе трансформатора (подстанции) устанавливают 250-260 Вольт, в домах около подстанции лампочки горят как свечи. В смысле, недолго. А жители на окраине района жалуются, что напряжение нестабильное, и опускается до 150-160 Вольт. Потеря 100 Вольт! Умножив на ток, можно вычислить мощность, которая отапливает улицу, и кто за это платит? Мы, графа в квитанции “потери”.

Вывод по выбору сечения провода для постоянного напряжения:

Чем короче и толще провод, по которому течет постоянный ток, тем меньше падение напряжения на нём, тем лучше. То есть, потеря напряжения в проводах минимальна.

Если смотреть на таблицу 2, нужно выбирать значения сверху-справа, не переходя в “синюю” зону.

Для переменного тока ситуация та же, но вопрос не стоит столь остро – там мощность передается за счет повышения напряжения и понижения тока. См. формулу (1).

В заключение – таблица, в которой падение постоянного напряжения задано пределом 2% , а напряжение питания равно 12 В. Искомый параметр – максимальная длина провода.

Внимание! Имеется ввиду двухпроводная линия, например кабель, содержащий 2 провода. То есть, тот случай, когда через кабель длиной 1 м ток делает путь 2 м, туда-сюда. Я привёл этот вариант, т.к. он чаще всего встречается на практике. Для одного провода, чтобы узнать падение на нём напряжения, надо число внутри таблицы умножить на 2. Спасибо внимательным читателям!

Таблица 3. Максимальная длина провода для падения постоянного напряжения 2%.

Наша полторашка по этой таблице может иметь длину только 1 метр. Падать на ней будет 2%, или 0,24В. Проверяем по формуле (4) – всё сходится.

Если напряжение выше (например, 24 В постоянного тока), то и длина может быть соответственно больше (в 2 раза).

Всё вышесказанное относится не только к постоянному, но и вообще к низкому напряжению. И при выборе площади сечения в таких случаях следует руководствоваться не только нагревом провода, но и падением напряжения на нём. Например, при питании галогенных ламп через понижающий трансформатор.

Прошу прокомментировать статью, у кого как теория совпадает с практикой?

Источник