برای اینکه سیم کشی برق بی عیب و نقص عمل کند، مهم است که سطح مقطع سیم ها را درست انتخاب کنید و یک محاسبه توان مناسب انجام دهید، زیرا سایر ویژگی ها به این شاخص ها بستگی دارد. جریان از طریق سیم ها به همان روشی که آب در لوله ها حرکت می کند، حرکت می کند.
ایمنی کل محل به کیفیت کار نصب برق بستگی دارد. در اینجا انتخاب پارامتر مناسب مانند سطح مقطع کابل بسیار مهم است. برای محاسبه سطح مقطع کابل بر اساس توان، باید بدانید مشخصات فنیتمام مصرف کنندگان برق که به آن متصل خواهند شد. همچنین باید طول سیم کشی و نحوه نصب آن را نیز در نظر بگیرید.
جریان از طریق سیم ها حرکت می کند درست مانند جریان آب از طریق لوله. چگونه در لوله آبقرار دادن حجم بیشتری از مایع غیرممکن است و نمی توان بیش از مقدار مشخصی جریان را از کابل عبور داد. علاوه بر این، هزینه کابل به طور مستقیم به سطح مقطع آن بستگی دارد. هر چه سطح مقطع بزرگتر باشد، قیمت کابل نیز بالاتر است.
لوله آب با سطح مقطع بزرگتر از حد لازم گرانتر است و لوله ای که بیش از حد باریک باشد اجازه عبور آب مورد نیاز را نمی دهد. در مورد جریان نیز همین اتفاق می افتد، تنها با این تفاوت که انتخاب کابلی با سطح مقطع کمتر از مقدار مشخص شده بسیار خطرناک تر است. چنین سیمی همیشه بیش از حد گرم می شود و قدرت فعلی در آن افزایش می یابد. به همین دلیل، نور اتاق به طور تصادفی خاموش می شود و در بدترین حالت، اتصال کوتاه و آتش سوزی ایجاد می شود.
اینکه سطح مقطع کابل انتخابی بزرگتر از حد لازم باشد اشکالی ندارد. برعکس، سیم کشی در جایی که توان و سطح مقطع از مقدار مورد نیاز فراتر رود، بسیار طولانی تر خواهد بود، اما هزینه تمام کارهای نصب برق بلافاصله حداقل 2-3 برابر افزایش می یابد، زیرا هزینه اصلی منبع تغذیه دقیقاً در هزینه سیم ها
یک بخش به درستی انتخاب شده اجازه می دهد:
- جلوگیری از گرم شدن بیش از حد سیم ها؛
- جلوگیری کردن مدار کوتاه;
- صرفه جویی در هزینه های تعمیر
محاسبه با استفاده از فرمول
سطح مقطع کافی اجازه می دهد حداکثر جریان از سیم ها بدون گرم شدن بیش از حد عبور کند. بنابراین، هنگام طراحی سیم کشی برق، ابتدا با توجه به میزان مصرف برق، مقطع سیم بهینه را پیدا کنید. برای محاسبه این مقدار، جریان کل باید محاسبه شود. این بر اساس قدرت تمام دستگاه های متصل به کابل تعیین می شود.
برای انتخاب سطح مقطع سیم بهینه، با دانستن قدرت، باید قانون اهم و همچنین قوانین الکترودینامیک و سایر فرمول های الکترومکانیکی را به خاطر بسپارید. بنابراین، قدرت جریان (I) برای یک بخش از یک شبکه با ولتاژ 220 ولت، یعنی این ولتاژ برای یک شبکه خانگی استفاده می شود، با فرمول محاسبه می شود:
I=(P1+P2+…+Pn)/220، که در آن:
(P1+P2+…+Pn) – توان کل هر وسیله الکتریکی مورد استفاده.
برای شبکه های با ولتاژ 380 ولت:
I=(P1+P2+…+Pn)/ √3/380.
رتبه بندی قدرت برخی از لوازم برقی خانگی
| لوازم الکتریکی | پاور، دبلیو | لوازم الکتریکی | پاور، دبلیو |
|---|---|---|---|
| مخلوط کن | تا 500 | نرده حوله گرم | 900-1700 |
| پنکه | 750-1700 | ماشین ظرفشویی | 2000 |
| دستگاه ضبط ویدیو | تا 500 | جارو برقی | 400-2000 |
| آبگرمکن انباری | 1200-1500 | آبمیوه گیری | تا 1000 |
| آبگرمکن لحظه ای | 2000-5000 | ماشین لباسشویی | 3000 |
| هود (تهویه) | 500-1000 | ماشین لباسشویی و خشک کن | 3500 |
| گریل | 1200-2000 | دست خشک کن | 800 |
| فر | 1000-2000 | تلویزیون | 100-400 |
| کامپیوتر | 400-750 | توستر | 600-1500 |
| تهویه کننده هوا | 1000-3000 | رطوبت ساز | 200 |
| قهوه ساز | 800-1500 | اهن | 500-2000 |
| غذاساز | تا 100 | سشوار | 450-2000 |
| مایکروویو | 850 | سرخ کن عمیق | 1500 |
| ترکیبی از مایکروفر | 2650 | یخچال | 200-600 |
| میکسر | تا 500 | ریش تراش الکتریکی | تا 100 |
| چرخ گوشت | 500-1000 | لامپ های برقی | 20-250 |
| بخاری | 1000-2400 | اجاق برقی | 8000-10000 |
| دیگ دوبل | 500-1000 | کتری برقی | 1000-2000 |
اما اینها فرمول های مبهم و محاسبات ساده شده هستند. محاسبات دقیق مقدار را در نظر می گیرند بارهای مجازکه برای کابل مسی 10A/mm² و برای آلومینیوم 8 A/mm² خواهد بود. بار تعیین می کند که چه مقدار جریان می تواند بدون مانع از یک واحد مساحت عبور کند.
تصحیح نشانگرهای قدرت
همچنین هنگام محاسبه، اصلاحیه ای در قالب ضریب تقاضا (Kс) اضافه می شود. این ضریب نشان می دهد که کدام دستگاه ها به طور مداوم در شبکه استفاده می شوند و کدام برای مدت زمان مشخصی. یک ماشین حساب ویژه و جداولی که محاسبات توان را نشان می دهد همه این محاسبات را ساده می کند.
عوامل تقاضای گیرنده نیازهای خود(Kс)
اما اگر ویژگی ها 2 نوع توان را نشان می دهد: فعال و راکتیو چه باید کرد؟ علاوه بر این، اولین آنها در کیلوولت معمول اندازه گیری می شوند، و دومی - kVA. شبکه های ما دارای جریان متناوب هستند که مقدار آن در طول زمان متفاوت است. بنابراین، برای همه مصرف کنندگان توان اکتیو وجود دارد که به عنوان مقدار متوسط تمام متغیرهای جریان و توان لحظه ای محاسبه می شود. دستگاه های با توان فعال عبارتند از لامپ های رشته ای و بخاری های برقی. برای چنین مصرف کنندگان انرژی، فازهای جریان و ولتاژ منطبق هستند. اگر مدار الکتریکی شامل واحدهایی باشد که انرژی را انباشته می کنند، به عنوان مثال، ترانسفورماتورها یا موتورهای الکتریکی، ممکن است انحرافاتی در دامنه نشان دهند. با توجه به این پدیده، توان راکتیو بوجود می آید.
برای شبکه هایی که توان راکتیو و اکتیو وجود دارد، یک اصلاح دیگر باید در نظر گرفته شود - ضریب توان (cosφ) یا جزء راکتیو.
بنابراین، فرمول به دست می آید:
S= Kс*(P1+P2+…+Pn)/(220*cosφ*Рд)، که در آن:
- S - سطح مقطع،
- Рд - مقدار بار مجاز.
علاوه بر این، تلفات توان جریان احتمالی که در طول عبور از سیم ها رخ می دهد در نظر گرفته می شود. هنگام استفاده از کابل با چندین هسته، باید تلفات را در تعداد این هسته ها ضرب کنید.
مهم!برای همه این محاسبات نه تنها به یک ماشین حساب، بلکه به دانش عمیق فیزیک نیز نیاز خواهید داشت. بدون دانش نظری نمی توان بلافاصله محاسبه دقیق انجام داد.
پیدا کردن مساحت بر اساس قطر
گاهی اوقات حتی یک محاسبه دقیق کمکی نمی کند؛ یک اتصال کوتاه در مدار رخ می دهد. این به این دلیل است که مشخصات فنی بیان شده اغلب با ارزش واقعی مطابقت ندارد. بنابراین، برای اطلاع از نحوه محاسبه توان، مهم است که مطمئن شوید که فروشگاه یک مقطع سیم برق مناسب را ارائه می دهد. برای این کار از یک فرمول ساده استفاده می کنیم:
S=0.785d 2، که در آن:
- d قطر هسته است.
- S - سطح مقطع.
می توانید مقطع دقیق را تعیین کنید و با استفاده از کولیس یا میکرومتر سطح مقطع را محاسبه کنید که دقت بیشتری دارد.
اگر کابل از چندین سیم نازک تشکیل شده است، ابتدا به قطر یکی از آنها نگاه کنید و سپس داده های به دست آمده را در تعداد آنها ضرب کنید:
Stotal=n*0.785di 2، که در آن:
- di مساحت یک سیم جداگانه است.
- n - تعداد سیم؛
- استوتال - سطح مقطع کل.
جداول برای محاسبات
این کاملاً صحیح نیست که هر بار برای محاسبات به محاسبات پیچیده متوسل شوید. این صنعت سیم هایی با سطح مقطع مشخص تولید می کند. اگر پس از محاسبات و محاسبات دقیق، سطح مقطع کابل برای برق 3.2 میلی متر مربع باشد، در این صورت امکان یافتن چنین سیمی وجود نخواهد داشت، زیرا سیم هایی با سطح مقطع 2.5 میلی متر 2، 3 یا 4 میلی متر وجود دارد. 2.
توجه!برای پیدا کردن مقاطع کابل، به جدولی نیاز دارید که در آن تمام داده ها مطابق با PUE تنظیم و جمع آوری شوند - قوانین طراحی تاسیسات الکتریکی.
برای تعیین سطح مقطع کابل در یک بار مشخص، باید:
- محاسبه قدرت فعلی؛
- با توجه به داده های جدول به مقدار بالاتر گرد کنید.
- سپس نزدیکترین اندازه استاندارد استاندارد را پیدا کنید.
جریان مداوم مجاز برای سیم ها و سیم ها با عایق لاستیکی و پلی وینیل کلراید با هادی های مسی
| مقطع فعلی تحریک - هادی، میلی متر 2 | جریان، A، برای سیم های گذاشته شده | |||||
|---|---|---|---|---|---|---|
| باز کن که | در یک لوله | |||||
| دو یک- رگ | سه یک- رگ | چهار یک- رگ | یک دو- رگ | یک سه- رگ |
||
| 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 | - | - | - | - | - |
انجام این محاسبه آسان است. ابتدا باید توان کل تمام وسایل الکتریکی مورد استفاده در شبکه را تعیین کنید. برای این کار به یک جدول نیاز دارید و داده های گم شده برای هر وسیله برقی را می توان از پاسپورت محصول برداشت. مقدار حاصل باید در 0.8 ضرب شود - ضریب تقاضا، اگر وسایل برقی یکباره استفاده نشوند یا در طول کار ثابت بدون تغییر باقی بمانند. اکنون مقدار حاصل باید بر ولتاژ شبکه تقسیم شود و مقدار ثابت 5 اضافه شود. این نشانگر جریان مورد نیاز خواهد بود. فرض کنید جریان 20 آمپر است.
توجه داشته باشید!در مناطق مسکونی از سیم کشی برق سه سیمه و سیم کشی محصور استفاده می شود. هنگامی که محاسبات با استفاده از جدول انجام می شود، باید این را به خاطر بسپارید.
در مرحله بعد به یک جدول از PUE نیاز دارید. ستونی را می گیریم که مقادیر فعلی برای یک هسته سه هسته ای داده شده است و نزدیک ترین آنها را انتخاب می کنیم: 17 و 22. بهتر است سطح مقطع را با حاشیه برداریم، بنابراین در مثال مورد بررسی مقدار مورد نیاز برابر با 22 خواهد بود. همانطور که می بینید، این مقدار مربوط به یک کابل سه هسته ای با سطح مقطع 2 میلی متر مربع است.
علاوه بر این می توانید نحوه محاسبه را برای کابل آلومینیومی مطابق PUE در نظر بگیرید، اگرچه به دلایل ایمنی نمی توان از چنین سیم هایی در ساختمان های مسکونی استفاده کرد. در خانه های قدیمی هنوز حفظ می شود سیم کشی آلومینیومی، اما در طول تعمیرات اساسیتوصیه می شود آن را جایگزین کنید. علاوه بر این، سیم برق آلومینیومی در خمیدگی ها خرد می شود و رسانایی کمتری در اتصالات دارد. قطعات در معرض آلومینیوم به سرعت در هوا اکسید می شوند که منجر به تلفات قابل توجه الکتریسیته در اتصالات می شود.
ماشین حساب
امروزه متخصصان نه تنها از یک جدول، بلکه از یک ماشین حساب مخصوص برای تعیین مقطع استفاده می کنند. این محاسبه محاسبات را بسیار ساده می کند. ماشین حساب به راحتی در اینترنت پیدا می شود. برای محاسبه اندازه مقطع، باید پارامترهای زیر را بدانید:
- جریان AC یا DC استفاده می شود.
- مواد سیم؛
- قدرت تمام دستگاه های مورد استفاده؛
- ولتاژ شبکه؛
- سیستم منبع تغذیه (تک فاز یا سه فاز)؛
- نوع سیم کشی
این نشانگرها در ماشین حساب بارگذاری شده و مقدار مقطع مورد نیاز سیم ها به دست می آید.
محاسبه بر اساس طول
محاسبه سطح مقطع در امتداد طول هنگام ساخت شبکه های صنعتی در مقیاس صنعتی، زمانی که مناطق تحت بار سنگین ثابت هستند و کابل باید در فواصل قابل توجهی کشیده شود، مهم است. از این گذشته ، در طول عبور جریان از سیم ها ، تلفات برق به دلیل مقاومت الکتریکی در مدار اتفاق می افتد. تلفات توان (dU) به صورت زیر محاسبه می شود:
dU = I*p*L/S، که در آن:
- I - قدرت فعلی؛
- p - مقاومت (مس - 0.0175، آلومینیوم - 0.0281)؛
- L - طول کابل؛
- S – مساحتی که قبلاً محاسبه کرده ایم سطح مقطع.
مطابق با مشخصات فنیحداکثر افت ولتاژ در طول سیم نباید بیش از 5 درصد باشد. در غیر این صورت، باید سیمی با سطح مقطع بزرگتر انتخاب کنید.
ویژگی های خاص
استانداردهای خاصی وجود دارد که بر اساس آن سطح مقطع کابل محاسبه می شود. اگر مطمئن نیستید که کدام سیم برق مورد نیاز است، می توانید از این قوانین استفاده کنید: لوازم الکتریکی در آپارتمان به گروه روشنایی و دیگران تقسیم می شوند. برای وسایل برقی قدرتمند، به عنوان مثال، ماشین لباسشویی یا اجاق های برقی، از اتصال سیم های جداگانه استفاده می شود. سطح مقطع سیم استاندارد برای یک گروه روشنایی در یک آپارتمان 1.5 میلی متر مربع و برای سیم های دیگر - 2.5 میلی متر مربع است. چنین استانداردهایی استفاده می شوند زیرا توان نامی جریان ورودی نمی تواند بیشتر باشد.
هنگامی که از دستگاه های صنعتی پرقدرت استفاده می شود، جریان سه فاز مورد نیاز است. بنابراین، برای تعیین سطح مقطع کابل در شرکت ها، لازم است که تمام ضرایب اضافی را به طور دقیق محاسبه کنید، و همچنین مطمئن شوید که تلفات برق و نوسانات ولتاژ را در نظر بگیرید. برای کارهای الکتریکی در یک آپارتمان یا خانه خصوصی، چنین محاسبات پیچیده ای انجام نمی شود.
برای نصب تجهیزات آکوستیک از سیم هایی با حداقل مقاومت استفاده می شود. این به منظور از بین بردن اعوجاج تا حد امکان و بهبود کیفیت سیگنال ارسالی ضروری است. بنابراین برای سیستم های بلندگوکابل های 2x2.5 یا 2x1.5 با طول حداقل 3 متر مناسب تر هستند و ساب ووفر با کوتاه ترین کابل 2.5-4 میلی متر مربع متصل می شود.
مثال ها
در نظر بگیریم طرح کلیبرای انتخاب مقطع کابل در آپارتمان:
- ابتدا باید مکان هایی را که سوکت ها و روشنایی;
- در مرحله بعد، باید تعیین کنید که کدام دستگاه ها در هر خروجی استفاده خواهند شد.
- اکنون می توانید یک نمودار اتصال کلی تهیه کنید و طول کابل را محاسبه کنید و حداقل 2 سانتی متر برای اتصالات سیم اضافه کنید.
- بر اساس داده های به دست آمده، اندازه سطح مقطع کابل را با استفاده از فرمول های داده شده در بالا محاسبه می کنیم.
I=2400W/220V=10.91A، گرد کنید و 11A بگیرید.
همانطور که می دانیم برای تعیین دقیق سطح مقطع از ضرایب مختلفی استفاده می شود، اما تقریباً تمام این داده ها به شبکه ای با ولتاژ 380 ولت اشاره دارد. برای افزایش حاشیه ایمنی، 5A دیگر به مقدار فعلی خود اضافه می کنیم:
برای آپارتمان ها از کابل های سه هسته ای استفاده می شود. جدول مقدار فعلی نزدیک به 16A ما را نشان می دهد، 19A خواهد بود. ما آن را برای نصب یکی دریافت می کنیم ماشین لباسشویییک سیم با سطح مقطع حداقل 2 میلی متر مربع مورد نیاز است.
نظریه عمومی
برای تعیین سطح مقطع کابل بهینه برای نیازهای خانگی، به طور کلی از قوانین زیر استفاده می شود:
- سوکت ها به سیم هایی با سطح مقطع 2.5 میلی متر مربع نیاز دارند.
- برای روشنایی - 1.5 میلی متر مربع؛
- برای دستگاه های با قدرت افزایش یافته - 4-6 میلی متر مربع.
اگر در مورد محاسبه مقطع شک و شبهه وجود داشته باشد، از جدول PUE استفاده می شود. برای تعیین داده های دقیق بر روی سطح مقطع کابل، تمام عوامل موثر بر عبور جریان از مدار در نظر گرفته می شود. این شامل:
- نوع عایق سیم؛
- طول هر بخش؛
- روش تخمگذار؛
- رژیم دما؛
- رطوبت؛
- مقدار مجاز گرمای بیش از حد؛
- تفاوت در توان گیرنده های جریان در یک گروه.
همه این شاخص ها افزایش کارایی مصرف انرژی در مقیاس صنعتی و همچنین جلوگیری از گرمای بیش از حد را امکان پذیر می کند.
انتخاب بخش. ویدیو
در این ویدئو استاد تجربیات خود را در انتخاب سطح مقطع کابل و درجه بندی ماشین به اشتراک می گذارد. اشاره می کند اشتباهات احتمالیو توصیه های عملی به مبتدیان می دهد.
اگر پس از خواندن مقاله هنوز شک دارید، جدول یا ماشین حسابی که در بالا توضیح داده شد به شما کمک می کند تا مقطع دقیق سیم را پیدا کنید.
از جانب انتخاب درستسطح مقطع سیم کشی برق به راحتی و ایمنی در خانه بستگی دارد. هنگام بارگذاری بیش از حد، هادی بیش از حد گرم می شود و ممکن است عایق ذوب شود و باعث آتش سوزی یا اتصال کوتاه شود. اما از آنجایی که قیمت کابل افزایش می یابد، گرفتن یک مقطع بزرگتر از حد لازم سودآور نیست.
به طور کلی بسته به تعداد مصرف کنندگان محاسبه می شود که ابتدا کل توان مصرفی آپارتمان را مشخص می کنند و سپس نتیجه را در 0.75 ضرب می کنند. PUE از جدول بارها در طول مقطع کابل استفاده می کند. از آن می توانید به راحتی قطر هسته ها را تعیین کنید که به مواد و جریان عبوری بستگی دارد. به عنوان یک قاعده، هادی های مسی استفاده می شود.
سطح مقطع هسته کابل باید دقیقاً مطابق با محاسبه شده باشد - در جهت افزایش محدوده اندازه استاندارد. زمانی که دست کم گرفته شود بسیار خطرناک است. سپس هادی به طور مداوم بیش از حد گرم می شود و عایق به سرعت از بین می رود. و اگر مورد مناسب را نصب کنید، مکررا فعال می شود.
اگر سطح مقطع سیم افزایش یابد هزینه بیشتری خواهد داشت. اگرچه ذخیره خاصی لازم است، زیرا در آینده، به عنوان یک قاعده، اتصال تجهیزات جدید ضروری است. توصیه می شود از ضریب ایمنی حدود 1.5 استفاده کنید.
محاسبه توان کل
کل برق مصرفی آپارتمان روی ورودی اصلی می افتد که وارد تابلو توزیع می شود و بعد از آن به خطوط منشعب می شود:
- نورپردازی؛
- گروه سوکت؛
- لوازم برقی قدرتمند فردی
بنابراین، بزرگترین مقطع کابل برق- در ورودی در خطوط خروجی بسته به بار کاهش می یابد. اول از همه، توان کل همه بارها تعیین می شود. این کار دشواری نیست، زیرا روی بدنه همه لوازم خانگی و در گذرنامه آنها نشان داده شده است.
همه قدرت ها جمع می شوند. محاسبات به طور مشابه برای هر مدار انجام می شود. کارشناسان پیشنهاد می کنند که این مقدار را در 0.75 ضرب کنید. این با این واقعیت توضیح داده می شود که همه دستگاه ها به طور همزمان به شبکه متصل نیستند. برخی دیگر پیشنهاد می کنند بخش بزرگتری را انتخاب کنید. با توجه به این، ذخیره ای برای راه اندازی بعدی اضافی ایجاد می شود لوازم الکتریکی، که ممکن است در آینده خریداری شود. لازم به ذکر است که این گزینه محاسبه کابل قابل اعتمادتر است.
چگونه سطح مقطع سیم را تعیین کنیم؟
تمام محاسبات شامل مقطع کابل می باشد. اگر از فرمول های زیر استفاده کنید، تعیین آن بر اساس قطر آسان تر است:
- S=π D²/4;
- D= √(4×اس/π).
جایی که π = 3.14.
S = N×D²/1.27.
در مواردی که انعطاف پذیری لازم است از سیم های رشته ای استفاده می شود. هادی جامد ارزانتر برای نصب دائمی استفاده می شود.
چگونه کابل را بر اساس برق انتخاب کنیم؟
برای انتخاب سیم کشی، از جدول بار برای مقطع کابل استفاده کنید:
- اگر خط نوع باز با ولتاژ 220 ولت و توان کل 4 کیلو وات باشد، یک هادی مسی با سطح مقطع 1.5 میلی متر مربع گرفته می شود. این اندازه معمولا برای سیم کشی روشنایی استفاده می شود.
- با قدرت 6 کیلو وات، هادی هایی با سطح مقطع بزرگتر مورد نیاز است - 2.5 میلی متر مربع. سیم برای پریزهایی که لوازم خانگی به آنها وصل شده است استفاده می شود.
- توان 10 کیلو وات نیاز به استفاده از سیم کشی 6 میلی متر مربع دارد. معمولاً برای آشپزخانه در نظر گرفته شده است که در آن متصل است اجاق برقی. تامین چنین باری از طریق یک خط جداگانه انجام می شود.
کدام کابل بهتر است؟
برق کاران به خوبی از کابل برند آلمانی NUM برای اماکن اداری و مسکونی مطلع هستند. در روسیه مارک هایی از کابل ها را تولید می کنند که ویژگی های پایین تری دارند، اگرچه ممکن است نام یکسانی داشته باشند. آنها را می توان با نشت ترکیبی در فضای بین هسته ها یا با عدم وجود آن متمایز کرد.
سیم یکپارچه و چند سیم تولید می شود. هر هسته، و همچنین تمام پیچش ها، از بیرون با PVC عایق شده است و پرکننده بین آنها غیر قابل اشتعال است:
- بنابراین، کابل NUM در داخل خانه استفاده می شود، زیرا عایق در فضای باز در اثر نور خورشید از بین می رود.
- و به عنوان یک کابل داخلی، کابل برند VVG به طور گسترده استفاده می شود. ارزان و کاملا قابل اعتماد است. استفاده از آن برای تخمگذار در زمین توصیه نمی شود.
- سیم برند VVG صاف و گرد ساخته شده است. هیچ پرکننده ای بین هسته ها استفاده نمی شود.
- ساخته شده با یک پوسته بیرونی که از احتراق پشتیبانی نمی کند. هسته ها به صورت گرد تا سطح مقطع 16 میلی متر مربع و بالاتر از بخش تولید می شوند.
- مارک های کابل PVS و ShVVP چند سیمه ساخته شده اند و عمدتاً برای اتصال لوازم خانگی استفاده می شوند. اغلب به عنوان سیم کشی برق خانگی استفاده می شود. استفاده از هادی های چند سیم در فضای باز به دلیل خوردگی توصیه نمی شود. علاوه بر این، عایق خمشی در دماهای پایین ترک خواهد خورد.
- در خیابان، کابل‌های زره‌دار و مقاوم در برابر رطوبت AVBShv و VBShv در زیر زمین گذاشته شده‌اند. زره از دو نوار فولادی ساخته شده است که قابلیت اطمینان کابل را افزایش می دهد و آن را در برابر استرس مکانیکی مقاوم می کند.
تعیین بار جاری
نتیجه دقیق تری با محاسبه سطح مقطع کابل بر اساس توان و جریان به دست می آید که در آن پارامترهای هندسی با پارامترهای الکتریکی مرتبط هستند.
برای سیم کشی خانه، نه تنها بار فعال، بلکه بار راکتیو نیز باید در نظر گرفته شود. قدرت جریان با فرمول تعیین می شود:
I = P/(U∙cosφ).
بار راکتیو ایجاد می شود لامپ های فلورسنتو موتورهای لوازم الکتریکی (یخچال، جاروبرقی، ابزار برقی و غیره).
مثال فعلی
بیایید دریابیم که در صورت نیاز به تعیین سطح مقطع کابل مسی برای اتصال، چه کاری باید انجام دهیم لوازم خانگی حداکثر قدرتماشین های 25 کیلو وات و سه فاز 10 کیلو وات. این اتصال با یک کابل پنج هسته ای که در زمین گذاشته شده است انجام می شود. غذای خانه از آن می آید
با در نظر گرفتن مولفه راکتیو، قدرت لوازم خانگی و تجهیزات به صورت زیر خواهد بود:
- P زندگی روزمره = 25/0.7 = 35.7 کیلو وات؛
- دور برگشت = 10/0.7 = 14.3 کیلو وات.
جریان ورودی تعیین می شود:
- من زندگی میکنم = 35.7 × 1000/220 = 162 A;
- من برگردم = 14.3×1000/380 = 38 A.
اگر بارهای تک فاز به طور مساوی در سه فاز توزیع شوند، یکی جریان را حمل می کند:
f = 162/3 = 54 A.
من f = 54 + 38 = 92 A.
همه تجهیزات به طور همزمان کار نمی کنند. با در نظر گرفتن ذخایر، هر فاز برای جاری حساب می کند:
I f = 92×0.75×1.5 = 103.5 A.
در کابل پنج هسته ای فقط هادی های فاز در نظر گرفته می شود. برای کابلی که در زمین گذاشته می شود، می توانید مقطع هسته 16 میلی متر مربع را برای جریان 103.5 آمپر تعیین کنید (جدول بارها بر اساس مقطع کابل).
محاسبه دقیق جریان به شما امکان می دهد در هزینه خود صرفه جویی کنید، زیرا سطح مقطع کوچکتری مورد نیاز است. با یک محاسبه خشن تر از توان کابل، سطح مقطع هسته 25 میلی متر مربع خواهد بود که هزینه بیشتری خواهد داشت.
افت ولتاژ کابل
هادی ها دارای مقاومت هستند که باید در نظر گرفته شود. این امر به ویژه برای طول کابل های طولانی یا مقطع های کوچک بسیار مهم است. استانداردهای PES ایجاد شده است که بر اساس آن افت ولتاژ روی کابل نباید از 5٪ تجاوز کند. محاسبه به صورت زیر انجام می شود.
- مقاومت هادی تعیین می شود: R = 2×(ρ×L)/S.
- افت ولتاژ یافت می شود: U پد. = I×R.در رابطه با درصد خطی، این خواهد بود: U % = (U سقوط / U خطی) × 100.
از نمادهای زیر در فرمول ها استفاده می شود:
- ρ - مقاومت، اهم×mm²/m.
- S - سطح مقطع، mm².
ضریب 2 نشان می دهد که جریان از دو سیم عبور می کند.
مثالی از محاسبه کابل بر اساس افت ولتاژ
- مقاومت سیم عبارت است از: R = 2 (0.0175×20)/2.5 = 0.28 اهم.
- قدرت جریان در هادی: I = 7000/220 = 31.8 A.
- افت ولتاژ در حامل: U پد. = 31.8×0.28 = 8.9 V.
- درصد افت ولتاژ: U% = (8.9/220)×100 = 4.1 %.
حمل مناسب برای دستگاه جوشبا توجه به الزامات قوانین عملیاتی برای تاسیسات الکتریکی، زیرا درصد افت ولتاژ در آن در محدوده نرمال است. با این حال، ارزش آن بر روی سیم منبع بزرگ باقی می ماند، که می تواند بر فرآیند جوشکاری تاثیر منفی بگذارد. در اینجا لازم است حد مجاز پایین ولتاژ تغذیه دستگاه جوش را بررسی کنید.
نتیجه
به منظور محافظت مطمئن سیم کشی برق از گرمای بیش از حد در هنگام تجاوز از جریان نامی برای مدت طولانی، مقاطع کابل بر اساس جریان های مجاز طولانی مدت محاسبه می شود. اگر از جدول بار برای مقطع کابل استفاده شود، محاسبه ساده می شود. اگر محاسبه بر اساس حداکثر بار فعلی انجام شود، نتیجه دقیق تری به دست می آید. و برای عملکرد پایدار و طولانی مدت یک کلید اتوماتیک در مدار سیم کشی برق تعبیه شده است.
محاسبه مقطع کابل (سیم) - نه کمتر از مرحله مهمهنگام طراحی نمودار الکتریکیآپارتمان ها یا خانه ها ایمنی و پایداری مصرف کنندگان برق به انتخاب صحیح و کیفیت کار تاسیسات برق بستگی دارد. در مرحله اولیه، لازم است داده های اولیه مانند مصرف برق برنامه ریزی شده، طول هادی ها و نوع آنها، نوع جریان و روش نصب سیم کشی در نظر گرفته شود. برای وضوح، روش تعیین مقطع، جداول اصلی و فرمول ها را در نظر خواهیم گرفت. همچنین می توانید از برنامه محاسباتی ویژه ارائه شده در انتهای مطلب اصلی استفاده کنید.
محاسبه بخش برق
سطح مقطع بهینه اجازه می دهد تا جریان بدون گرم شدن بیش از حد سیم ها عبور کند. بنابراین، هنگام طراحی سیم کشی برق، ابتدا با توجه به میزان مصرف برق، مقطع سیم بهینه را پیدا کنید. برای محاسبه این مقدار، باید توان کل تمام دستگاه هایی را که قصد اتصال آنها را دارید محاسبه کنید. در عین حال، این واقعیت را در نظر بگیرید که همه مصرف کنندگان به طور همزمان متصل نمی شوند. این فرکانس را برای انتخاب قطر بهینه هسته هادی تجزیه و تحلیل کنید (جزئیات بیشتر در پاراگراف بعدی "محاسبه بر اساس بار").
جدول: مصرف برق تقریبی لوازم برقی خانگی.
| نام | پاور، دبلیو |
|---|---|
| نورپردازی | 1800-3700 |
| تلویزیون ها | 120-140 |
| تجهیزات رادیویی و صوتی | 70-100 |
| یخچال و فریزر | 165-300 |
| فریزر | 140 |
| ماشین های لباسشویی | 2000-2500 |
| جکوزی | 2000-2500 |
| جاروبرقی | 650-1400 |
| اتوهای برقی | 900-1700 |
| کتری برقی | 1850-2000 |
| ماشین ظرفشویی آب گرم | 2200-2500 |
| قهوه ساز برقی | 650-1000 |
| چرخ گوشت برقی | 1100 |
| آبمیوه گیری | 200-300 |
| توستر | 650-1050 |
| میکسرها | 250-400 |
| سشوار برقی | 400-1600 |
| مایکروویوها | 900-1300 |
| فیلترهای روی دال | 250 |
| طرفداران | 1000-2000 |
| فرهای گریل | 650-1350 |
| اجاق گازهای برقی ثابت | 8500-10500 |
| سوناهای برقی | 12000 |
برای یک شبکه خانگی با ولتاژ 220 ولت، مقدار جریان (بر حسب آمپر، A) با فرمول زیر تعیین می شود:
I=P/U,
که در آن P بار کامل الکتریکی است (در جدول ارائه شده و همچنین در برگه اطلاعات فنی دستگاه نشان داده شده است)، W (وات)؛
U – ولتاژ شبکه برق(V در این مورد 220)، ولت (ولت).
اگر ولتاژ شبکه 380 ولت باشد، فرمول محاسبه به شرح زیر است:
I = P /√3× U= P /1.73× U،
که در آن P کل مصرف برق است، W;
U — ولتاژ شبکه (380)، V.
بار مجاز برای کابل مسی 10 A/mm² و برای کابل آلومینیومی 8 A/mm² است. برای محاسبه، به مقدار فعلی به دست آمده نیاز دارید ( من) تقسیم بر 10 یا 8 (بسته به هادی انتخاب شده). مقدار حاصل به اندازه تقریبی بخش مورد نیاز خواهد بود.
محاسبه بار
بر مرحله اولیهتوصیه می شود یک تنظیم برای بار انجام دهید. این در بالا ذکر شد، اما اجازه دهید تکرار کنیم که موقعیت‌هایی در زندگی روزمره به ندرت پیش می‌آیند که همه مصرف‌کنندگان انرژی به طور همزمان روشن شوند. اغلب، برخی از دستگاه ها کار می کنند و برخی دیگر کار نمی کنند. بنابراین، برای روشن شدن، مقدار مقطعی حاصل باید در ضریب تقاضا ضرب شود ( Ks). اگر مطمئن هستید که همه دستگاه ها را به یکباره کار می کنید، دیگر نیازی به استفاده از ضریب مشخص شده ندارید.
جدول: ضرایب تقاضای مصرف کنندگان مختلف (Kс).
اثر طول هادی
طول هادی هنگام ساخت شبکه های در مقیاس صنعتی مهم است، زمانی که کابل باید در فواصل قابل توجهی کشیده شود. در هنگام عبور جریان از سیم ها تلفات برق (dU) رخ می دهد که با استفاده از فرمول زیر محاسبه می شود:
جایی که من قدرت فعلی هستم.
p - مقاومت (برای مس - 0.0175، برای آلومینیوم - 0.0281)؛
L - طول کابل؛
S - سطح مقطع محاسبه شده هادی.
با توجه به مشخصات فنی، حداکثر افت ولتاژ در طول سیم نباید بیش از 5٪ باشد. اگر افت قابل توجه است، باید کابل دیگری را انتخاب کنید. این را می توان با استفاده از جداول انجام داد، که قبلاً وابستگی مقدار توان و جریان را به سطح مقطع نشان می دهد.
جدول: انتخاب سیم برای ولتاژ 220 ولت.
| سطح مقطع هسته سیم، میلی متر 2 | قطر هسته هادی، میلی متر | هادی های مسی | هادی های آلومینیومی | ||
| فعلی، A | پاور، دبلیو | فعلی، A | توان، کیلووات | ||
| 0,50 | 0,80 | 6 | 1300 | ||
| 0,75 | 0,98 | 10 | 2200 | ||
| 1,00 | 1,13 | 14 | 3100 | ||
| 1,50 | 1,38 | 15 | 3300 | 10 | 2200 |
| 2,00 | 1,60 | 19 | 4200 | 14 | 3100 |
| 2,50 | 1,78 | 21 | 4600 | 16 | 3500 |
| 4,00 | 2,26 | 27 | 5900 | 21 | 4600 |
| 6,00 | 2,76 | 34 | 7500 | 26 | 5700 |
| 10,00 | 3,57 | 50 | 11000 | 38 | 8400 |
| 16,00 | 4,51 | 80 | 17600 | 55 | 12100 |
| 25,00 | 5,64 | 100 | 22000 | 65 | 14300 |
مثال محاسبه
هنگام برنامه ریزی نمودار سیم کشی در آپارتمان، ابتدا باید مکان هایی را که سوکت ها و وسایل روشنایی در آن قرار دارند تعیین کنید. باید مشخص شود که از کدام دستگاه ها و در کجا استفاده می شود. در مرحله بعد، می توانید یک نمودار اتصال کلی ترسیم کنید و طول کابل را محاسبه کنید. بر اساس داده های به دست آمده، اندازه مقطع کابل با استفاده از فرمول های داده شده در بالا محاسبه می شود.
فرض کنید باید اندازه کابلی که باید متصل شود را تعیین کنیم ماشین لباسشویی. بیایید توان را از جدول - 2000 W بگیریم و قدرت فعلی را تعیین کنیم:
I = 2000 W / 220 V = 9.09 A (به 9 A گرد شده است). برای افزایش حاشیه ایمنی می توان چند آمپر اضافه کرد و با توجه به نوع هادی و روش نصب، مقطع مناسب را انتخاب کرد. برای مثال در نظر گرفته شده، یک کابل سه هسته ای با سطح مقطع هسته مسی 1.5 میلی متر مربع مناسب است.
| سطح مقطع هسته مسی هادی، میلی متر مربع | جریان بار پیوسته مجاز، A | حداکثر توان بار تک فاز برای ولتاژ 220 ولت، کیلو وات | جریان نامی قطع کننده مدار، A | حداکثر جریان قطع کننده مدار، A | مصرف کنندگان احتمالی |
| 1,5 | 19 | 4,1 | 10 | 16 | گروه های روشنایی و دزدگیر |
| 2,5 | 27 | 5,9 | 16 | 25 | گروه سوکت و کف برقی |
| 4 | 38 | 8,3 | 25 | 32 | آبگرمکن و کولر گازی |
| 6 | 46 | 10,1 | 32 | 40 | اجاق گاز و فر برقی |
| 10 | 70 | 15,4 | 50 | 63 | خطوط تامین ورودی |
کابل برنامه محاسبه 2.1
پس از آشنایی با روش محاسباتی و جداول ویژه، برای راحتی کار می توانید از این برنامه استفاده کنید. این شما را از محاسبات مستقل نجات می دهد و سطح مقطع کابل بهینه را با توجه به پارامترهای مشخص شده انتخاب می کند.
دو نوع محاسبه در برنامه کابل 2.1 وجود دارد:
- محاسبه مقطع برای یک توان یا جریان معین.
- محاسبه حداکثر جریان و توان بر اساس مقطع.
بیایید به هر یک از آنها نگاه کنیم.
در حالت اول، باید وارد کنید:
- مقدار توان (در مثال در نظر گرفته شده، 2 کیلو وات).
- نوع جریان، نوع هادی، روش نصب و تعداد هسته ها را انتخاب کنید.
- با کلیک بر روی دکمه "محاسبه"، برنامه سطح مقطع مورد نیاز، قدرت جریان، قطع کننده مدار توصیه شده و دستگاه جریان باقیمانده (RCD) را نمایش می دهد.
محاسبه مقطع برای یک توان یا جریان معین
در مورد دوم، برای یک مقطع هادی خاص، برنامه حداکثر مجاز را انتخاب می کند:
- قدرت.
- قدرت فعلی
- جریان قطع کننده مدار توصیه شده
- RCD توصیه شده
محاسبه حداکثر جریان و توان بر اساس مقطع
همانطور که می بینید، رابط کاربری ماشین حساب بسیار ساده است و نتایج نهایی مفید و آموزنده است.
بدون نیاز به نصب آرشیو را باز کنید و فایل cable.exe را اجرا کنید.
ویدیو در مورد این موضوع
یک کابل نمی تواند بیش از مقدار مشخصی جریان داشته باشد. هنگام طراحی و نصب سیم کشی برق در یک آپارتمان یا خانه، مقطع هادی صحیح را انتخاب کنید. این به شما امکان می دهد از گرم شدن بیش از حد سیم ها، اتصال کوتاه و تعمیرات برنامه ریزی نشده در آینده جلوگیری کنید.
در تئوری و عمل، انتخاب ناحیه عرضی مقطع سیم فعلی(ضخامت) داده شده توجه ویژه. در این مقاله با تجزیه و تحلیل داده های مرجع، با مفهوم «منطقه مقطعی» آشنا می شویم.
محاسبه سطح مقطع سیم
در علم از مفهوم "ضخامت" سیم استفاده نمی شود. اصطلاح مورد استفاده در منابع ادبی قطر و سطح مقطع است. برای تمرین، ضخامت سیم مشخص می شود سطح مقطع.
محاسبه در عمل بسیار آسان است مقطع سیم. سطح مقطع با استفاده از فرمول محاسبه می شود، ابتدا قطر آن را اندازه گیری کرد (می توان با استفاده از کولیس اندازه گیری کرد):
S = π (D/2)2،
- S - سطح مقطع سیم، میلی متر
- D قطر هسته رسانای سیم است. می توانید آن را با استفاده از کولیس اندازه گیری کنید.
شکل راحت تر از فرمول سطح مقطع سیم:
S=0.8D.
یک اصلاح کوچک - این یک عامل گرد است. فرمول محاسبه دقیق:
در سیم کشی برق و تاسیسات برق در 90 درصد موارد از سیم مسی استفاده می شود. سیم مسی در مقایسه با سیم آلومینیومی دارای چندین مزیت است. نصب آن راحت تر است، با همان قدرت جریان، ضخامت کمتری دارد و دوام بیشتری دارد. اما قطر بزرگتر ( سطح مقطع) قیمت سیم مسی بالاتر می رود. بنابراین، با وجود تمام مزایا، اگر جریان بیش از 50 آمپر باشد، اغلب از سیم آلومینیومی استفاده می شود. در یک مورد خاص، یک سیم با هسته آلومینیومی 10 میلی متر یا بیشتر استفاده می شود.
در میلی متر مربع اندازه گیری می شود سطح مقطع سیم. اغلب در عمل (در برق خانگی)، مناطق مقطع زیر یافت می شود: 0.75; 1.5; 2.5; 4 میلی متر.
سیستم دیگری برای اندازه گیری سطح مقطع (ضخامت سیم) وجود دارد - سیستم AWG که عمدتاً در ایالات متحده استفاده می شود. در زیر آمده است جدول بخشسیم مطابق با سیستم AWG و همچنین تبدیل از AWG به میلی متر.
مطالعه مقاله انتخاب مقطع سیم برای جریان مستقیم توصیه می شود. این مقاله داده های نظری و بحث هایی در مورد افت ولتاژ و مقاومت سیم برای مقاطع مختلف ارائه می دهد. داده های نظری نشان می دهد که کدام مقطع جریان سیم برای افت ولتاژ مجاز مختلف بهینه تر است. همچنین در مثال واقعیموضوع، در مقاله در مورد افت ولتاژ در خطوط کابل سه فاز طولانی، فرمول ها و همچنین توصیه هایی در مورد نحوه کاهش تلفات ارائه شده است. تلفات سیم به طور مستقیم با جریان و طول سیم متناسب است. و با مقاومت نسبت معکوس دارند.
سه اصل اصلی وجود دارد که انتخاب مقطع سیم.
1. گذشتن جریان الکتریسیتهسطح مقطع سیم (ضخامت سیم) باید کافی باشد. این مفهوم به اندازه کافی به این معنی است که وقتی حداکثر ممکن، در این مورد، جریان الکتریکی عبور کند، گرمایش سیم قابل قبول خواهد بود (بیش از 600 درجه سانتیگراد).
2. سطح مقطع سیم کافی به طوری که افت ولتاژ از مقدار مجاز بیشتر نشود. این عمدتا برای طولانی اعمال می شود خطوط کابل(ده ها، صدها متر) و جریان های بزرگ.
3. سطح مقطع سیم و همچنین عایق محافظ آن باید استحکام مکانیکی و قابلیت اطمینان را تضمین کند.
برای تغذیه، به عنوان مثال، یک لوستر، آنها عمدتا از لامپ هایی با توان مصرفی کل 100 وات (جریان کمی بیشتر از 0.5 A) استفاده می کنند.
هنگام انتخاب ضخامت سیم، باید روی حداکثر دمای کار تمرکز کنید. اگر دما بیش از حد باشد، سیم و عایق روی آن ذوب می شود و بر این اساس، منجر به از بین رفتن خود سیم می شود. حداکثر جریان عملیاتی برای سیم با سطح مقطع معین فقط با حداکثر دمای کاری آن محدود می شود. و زمانی که سیم می تواند در چنین شرایطی کار کند.
در زیر جدولی از سطوح مقطع سیم آورده شده است که به کمک آن می توان با توجه به قدرت فعلی سطح مقطع سیم های مسی را انتخاب کرد. داده های اولیه سطح مقطع هادی است.
حداکثر جریان برای ضخامت های مختلف سیم های مسی. میز 1.
|
سطح مقطع هادی، میلی متر 2 |
جریان، A، برای سیم های گذاشته شده |
||
|
باز کن |
در یک لوله |
||
|
یک دو هسته ای |
یک سه هسته ای |
||
رتبه بندی سیم هایی که در مهندسی برق استفاده می شود برجسته شده است. "تک دو سیم" سیمی است که دو سیم دارد. یکی فاز است، دیگری صفر است - این منبع تغذیه تک فاز برای بار در نظر گرفته می شود. "یک سه سیم" - برای تامین برق سه فاز بار استفاده می شود.
جدول به تعیین اینکه در چه جریانی و همچنین در چه شرایطی کار می کند کمک می کند. سیم این بخش.
به عنوان مثال، اگر سوکت "Max 16A" را نشان دهد، می توان سیمی با سطح مقطع 1.5 میلی متر را به یک سوکت گذاشت. لازم است پریز را با یک سوئیچ برای جریان بیش از 16 آمپر، ترجیحاً حتی 13 آمپر یا 10 آمپر محافظت کنید. این موضوع در مقاله "درباره تعویض و انتخاب قطع کننده مدار" پوشش داده شده است.
از داده های جدول می توان دریافت که سیم تک هسته ای به این معنی است که سیم بیشتری از نزدیکی عبور نمی کند (در فاصله کمتر از 5 قطر سیم). هنگامی که دو سیم در کنار یکدیگر قرار دارند، به عنوان یک قاعده، در یک عایق مشترک، سیم دو هسته ای است. در اینجا رژیم حرارتی شدیدتری وجود دارد، بنابراین حداکثر جریان کمتر است. هر چه بیشتر در یک سیم یا دسته سیم جمع شود، به دلیل احتمال گرم شدن بیش از حد، حداکثر جریان باید برای هر هادی به طور جداگانه کمتر باشد.
با این حال، این جدول از نظر عملی کاملاً مناسب نیست. اغلب پارامتر اولیه قدرت مصرف کننده برق است و نه جریان الکتریکی. بنابراین، شما باید یک سیم را انتخاب کنید.
ما جریان را با داشتن مقدار توان تعیین می کنیم. برای انجام این کار، توان P (W) را بر ولتاژ (V) تقسیم کنید - جریان (A) را دریافت می کنیم:
I=P/U.
برای تعیین توان، با داشتن یک نشانگر جریان، لازم است جریان (A) را در ولتاژ (V) ضرب کنیم:
P=IU
این فرمول ها در موارد بار فعال (مصرف کنندگان در اماکن مسکونی، لامپ ها، اتوها) استفاده می شود. برای بارهای راکتیو عمدتاً از ضریب 0.7 تا 0.9 استفاده می شود (برای عملکرد ترانسفورماتورهای قدرتمند، موتورهای الکتریکی، معمولاً در صنعت).
جدول زیر پارامترهای اولیه - مصرف جریان و توان و مقادیر تعیین شده - سطح مقطع سیم و جریان قطع کننده مدار محافظ را نشان می دهد.
بر اساس مصرف برق و جریان - انتخاب سطح مقطع سیمو مدار شکن
با دانستن توان و جریان، در جدول زیر می توانید مقطع سیم را انتخاب کنید.
جدول 2.
|
حداکثر قدرت، |
حداکثر جریان بار، |
بخش |
جریان ماشین، |
موارد بحرانی در جدول با رنگ قرمز مشخص شده اند؛ در این موارد، بهتر است بدون صرفه جویی در سیم، سیم ضخیم تر از آنچه در جدول نشان داده شده است، ایمن بازی کنید. برعکس، جریان دستگاه کمتر است.
از جدول می توانید به راحتی انتخاب کنید مقطع سیم فعلی، یا سطح مقطع سیم توسط برق. یک قطع کننده مدار برای بار داده شده انتخاب کنید.
در این جدول تمام داده ها برای حالت زیر آورده شده است.
- تک فاز ولتاژ 220 ولت
- درجه حرارت محیط+300C
- دراز کشیدن در هوا یا در یک جعبه (واقع در یک فضای بسته)
- سیم سه هسته ای، به طور کلی عایق (سیم)
- رایج ترین سیستم TN-S با سیم زمین جداگانه استفاده می شود
- در موارد بسیار نادر، مصرف کننده می رسد حداکثر قدرت. در چنین مواردی، حداکثر جریان می تواند برای مدت طولانی بدون عواقب منفی کار کند.
توصیه شده بخش بزرگتری را انتخاب کنید(بعدی در یک سری)، در مواردی که دمای محیط 200 درجه سانتیگراد بالاتر است یا چندین سیم در مهار وجود دارد. این امر به ویژه در مواردی که مقدار جریان عملیاتی نزدیک به حداکثر است مهم است.
در موارد مشکوک و بحث برانگیز مانند:
جریان های راه اندازی بالا؛ افزایش احتمالی بار در آینده؛ مکان های خطرناک آتش سوزی؛ تغییرات دمای زیاد (مثلاً سیم در آفتاب است)، لازم است ضخامت سیم ها را افزایش دهید. یا برای اطلاعات موثق به فرمول ها و کتاب های مرجع مراجعه کنید. اما اساساً داده های مرجع جدولی برای تمرین قابل اجرا هستند.
همچنین می توانید ضخامت سیم را با استفاده از یک قانون تجربی (تجربه شده) دریابید:
قانون انتخاب سطح مقطع سیم برای حداکثر جریان.
گزینه درست سطح مقطع سیم مسیبر اساس حداکثر جریان، می توان با استفاده از قانون انتخاب کرد:
سطح مقطع سیم مورد نیاز برابر است با حداکثر جریان تقسیم بر 10.
محاسبات طبق این قانون حاشیه ندارند، بنابراین نتیجه باید به نزدیکترین اندازه استاندارد گرد شود. به عنوان مثال، شما نیاز دارید سطح مقطع سیم میلی متر، و جریان 32 آمپر است. لازم است نزدیکترین را بگیرید، البته در جهت بزرگتر - 4 میلی متر. مشاهده می شود که این قانون به خوبی با داده های جدولی مطابقت دارد.
لازم به ذکر است که این قانون برای جریان های تا 40 آمپر به خوبی جواب می دهد. اگر جریان ها بیشتر باشد (خارج از اتاق نشیمن، چنین جریان هایی در ورودی هستند) - باید سیمی با حاشیه بزرگتر انتخاب کنید و آن را نه بر 10، بلکه بر 8 (تا 80 A) تقسیم کنید.
همین قانون برای یافتن حداکثر جریان از طریق سیم مسی اعمال می شود، اگر مساحت آن مشخص باشد:
حداکثر جریان برابر است با سطح مقطع، ضرب در 10.
در مورد سیم آلومینیومی
برخلاف مس، آلومینیوم جریان الکتریکی را کمتر هدایت می کند. برای آلومینیوم ( سیم همان بخش، به عنوان مس)، در جریان تا 32 A، حداکثر جریان کمتر از مس 20٪ خواهد بود. در جریان های تا 80 آمپر، آلومینیوم جریان را تا 30 درصد بدتر منتقل می کند.
قانون کلی برای آلومینیوم:
حداکثر جریان یک سیم آلومینیومی است سطح مقطع، در 6 ضرب کنید.
با داشتن دانش به دست آمده در این مقاله، می توانید سیمی را بر اساس نسبت های «قیمت/ضخامت»، «ضخامت/دمای کاری» و همچنین «ضخامت/حداکثر جریان و توان» انتخاب کنید.
نکات اصلی در مورد سطح مقطع سیم ها پوشش داده شده است، اما اگر چیزی مشخص نیست، یا چیزی برای اضافه کردن دارید، در نظرات بنویسید و بپرسید. برای دریافت مقالات جدید در وبلاگ SamElectric مشترک شوید.
آلمانی ها به حداکثر جریان بسته به سطح مقطع سیم تا حدودی متفاوت نزدیک می شوند. توصیه ای برای انتخاب سوئیچ اتوماتیک (محافظتی) در ستون سمت راست قرار دارد.
جدول وابستگی جریان الکتریکی مدار شکن (فیوز) به مقطع. جدول 3.
این جدول از تجهیزات صنعتی "استراتژیک" گرفته شده است، بنابراین ممکن است این تصور ایجاد شود که آلمانی ها در حال بازی کردن با آن هستند.
در این مقاله معیارهای اصلی برای انتخاب مقطع کابل مورد بحث قرار گرفته و نمونه هایی از محاسبات ارائه شده است.
در بازارها اغلب می توانید علائم دست نویسی را مشاهده کنید که نشان می دهد خریدار بسته به جریان بار مورد انتظار باید کدام یک را خریداری کند. این نشانه ها را باور نکنید زیرا گمراه کننده هستند. سطح مقطع کابل نه تنها با جریان عملیاتی، بلکه با چندین پارامتر دیگر نیز انتخاب می شود.
اول از همه، باید در نظر داشت که هنگام استفاده از یک کابل در حد توان خود، هسته های کابل چندین ده درجه گرم می شوند. مقادیر جریان نشان داده شده در شکل 1 گرم شدن هسته کابل را تا 65 درجه در دمای محیط 25 درجه فرض می کند. اگر چندین کابل در یک لوله یا سینی گذاشته شود، به دلیل گرمایش متقابل آنها (هر کابل تمام کابل های دیگر را گرم می کند)، حداکثر جریان مجاز 10 تا 30 درصد کاهش می یابد.
همچنین، حداکثر جریان ممکن زمانی کاهش می یابد درجه حرارت بالامحیط. بنابراین، در یک شبکه گروهی (شبکه ای از پانل ها تا لامپ ها، سوکت های برق و سایر گیرنده های الکتریکی)، به عنوان یک قاعده، کابل ها با جریان های بیش از 0.6 - 0.7 از مقادیر نشان داده شده در شکل 1 استفاده می شود.
برنج. 1. جریان طولانی مدت مجاز کابل ها با هادی مسی
بر این اساس، استفاده گسترده از قطع کننده های مدار با جریان نامی 25 آمپر برای محافظت از شبکه های سوکت نصب شده با کابل هایی با هادی مسی با سطح مقطع 2.5 میلی متر مربع خطرناک است. جداول ضرایب کاهش بسته به دما و تعداد کابل ها در یک سینی را می توان در قوانین نصب برق (PUE) یافت.
محدودیت های اضافی زمانی ایجاد می شود که کابل طولانی تر باشد. در این مورد، تلفات ولتاژ در کابل می تواند به مقادیر غیر قابل قبول برسد. به عنوان یک قاعده، هنگام محاسبه کابل ها، حداکثر تلفات در خط بیش از 5٪ نیست. اگر مقدار مقاومت هسته های کابل و جریان بار محاسبه شده را بدانید، محاسبه تلفات دشوار نیست. اما معمولاً برای محاسبه تلفات از جداول وابستگی تلفات به لحظه بار استفاده می کنند. ممان بار به صورت حاصل ضرب طول کابل بر حسب متر و توان بر حسب کیلووات محاسبه می شود.
داده های محاسبه تلفات در ولتاژ تک فاز 220 ولت در جدول 1 نشان داده شده است. به عنوان مثال، برای کابل با هادی های مسی با سطح مقطع 2.5 میلی متر مربع، با طول کابل 30 متر و توان بار 3 کیلو وات، ممان بارگذاری 30x3 = 90 است و تلفات آن 3٪ خواهد بود. اگر مقدار تلفات محاسبه شده بیش از 5٪ باشد، لازم است کابلی با سطح مقطع بزرگتر انتخاب کنید.
جدول 1. گشتاور بار، kW x m، برای هادی های مسیدر یک خط دو سیم برای ولتاژ 220 ولت با مقطع هادی معین
با استفاده از جدول 2 می توانید تلفات را در یک خط سه فاز تعیین کنید. با مقایسه جداول 1 و 2 می بینید که در یک خط سه فاز با هادی های مسی با سطح مقطع 2.5 میلی متر مربع، تلفات 3 درصد معادل شش برابر گشتاور بار است.
افزایش سه برابری در گشتاور بار به دلیل توزیع توان بار در سه فاز و افزایش دو برابری به دلیل این واقعیت است که در یک شبکه سه فاز وقتی بار متقارن(جریان های یکسان در هادی های فاز) جریان در هادی خنثی صفر است. با بار نامتقارن، تلفات کابل افزایش می یابد، که در انتخاب مقطع کابل باید در نظر گرفته شود.
جدول 2. ممان بارگذاری، کیلووات x متر، برای هادی های مسی در یک خط چهار سیمه سه فاز با صفر برای ولتاژ 380/220 ولت در یک مقطع هادی معین (برای بزرگ کردن جدول، روی شکل کلیک کنید)
تلفات کابل هنگام استفاده از لامپ های ولتاژ پایین مانند لامپ های هالوژن تأثیر قابل توجهی دارد. این قابل درک است: اگر 3 ولت روی هادی های فاز و خنثی افت کند ، در ولتاژ 220 ولت به احتمال زیاد متوجه این نخواهیم شد و در ولتاژ 12 ولت ، ولتاژ روی لامپ نصف تا 6 ولت کاهش می یابد. به همین دلیل است که ترانسفورماتورهای تغذیه لامپ های هالوژن باید حداکثر آن را به لامپ ها نزدیک کنند. به عنوان مثال، با طول کابل 4.5 متر با سطح مقطع 2.5 میلی متر مربع و بار 0.1 کیلو وات (دو لامپ 50 وات)، گشتاور بار 0.45 است که مربوط به تلفات 5٪ است (جدول 3).
جدول 3. ممان بارگذاری، کیلووات x متر، برای هادی های مسی در یک خط دو سیمه برای ولتاژ 12 ولت در یک مقطع هادی معین
در جداول بالا افزایش مقاومت هادی ها در اثر گرمایش ناشی از جریان عبوری از آنها در نظر گرفته نشده است. بنابراین، اگر کابل در جریان های 0.5 یا بیشتر از حداکثر جریان مجاز کابل یک مقطع معین استفاده شود، باید اصلاح شود. در ساده ترین حالت، اگر انتظار ضرر بیش از 5٪ را ندارید، سطح مقطع را بر اساس تلفات 4٪ محاسبه کنید. همچنین در صورت وجود ضرر ممکن است افزایش یابد مقدار زیاداتصالات هسته کابل
مقاومت کابل های با هادی آلومینیومی 1.7 برابر بیشتر از کابل های با هادی مسی است و بر این اساس تلفات آنها 1.7 برابر بیشتر است.
دومین عامل محدود کننده برای طول کابل های طولانی، فراتر از مقدار مقاومت مجاز مدار فاز صفر است. برای محافظت از کابل ها از اضافه بار و اتصال کوتاه، به عنوان یک قاعده، از قطع کننده های مدار با انتشار ترکیبی استفاده می شود. چنین سوئیچ هایی دارای انتشار حرارتی و الکترومغناطیسی هستند.
رهاسازی الکترومغناطیسی باعث خاموش شدن آنی (دهم و حتی صدم ثانیه) بخش اضطراری شبکه در صورت اتصال کوتاه می شود. به عنوان مثال، یک قطع کننده مدار با نام C25 دارای رهاسازی حرارتی 25 آمپر و رهاسازی الکترومغناطیسی 250 A است. قطع کننده های مدار اتوماتیک گروه "C" دارای تعدد جریان قطع جریان الکترومغناطیسی به حرارتی از 5 تا 10 هستند. اما حداکثر مقدار گرفته می شود.
مقاومت کل مدار فاز صفر شامل: مقاومت ترانسفورماتور کاهنده پست ترانسفورماتور، مقاومت کابل از پست به تابلو برق ورودی ساختمان، مقاومت کابل کشیده شده از ASU به تابلو برق(RU) و مقاومت کابل خود خط گروه که سطح مقطع آن باید مشخص شود.
اگر خط دارای تعداد زیادی اتصالات هسته کابل باشد، به عنوان مثال، یک خط گروهی از تعداد زیادی لامپ که توسط یک کابل متصل شده اند، باید مقاومت اتصالات تماس را نیز در نظر گرفت. محاسبات بسیار دقیق مقاومت قوس را در نقطه خطا در نظر می گیرند.
امپدانس مدار فاز - صفربرای کابل های چهار هسته ای در جدول 4 آورده شده است. این جدول مقاومت هادی فاز و خنثی را در نظر می گیرد. مقادیر مقاومت در دمای هسته کابل 65 درجه داده می شود. جدول برای خطوط دو سیم نیز معتبر است.
جدول 4. فاز امپدانس مدار - صفر برای کابل های 4 هسته ای، اهم/کیلومتر در دمای هسته 65 درجه سانتی گراد
در پست های ترانسفورماتور شهری معمولاً ترانسفورماتورهایی با ظرفیت 630 کیلو ولت یا بیشتر نصب می شود. A و بیشتر، داشتن مقاومت خروجی Rtp کمتر از 0.1 اهم. در مناطق روستایی می توان از ترانسفورماتورهای 160 تا 250 کیلوولت استفاده کرد. و داشتن مقاومت خروجی حدود 0.15 اهم و حتی ترانسفورماتورهای 40 - 100 کیلو ولت. A، دارای امپدانس خروجی 0.65 - 0.25 اهم.
کابل های شبکه تامین از پست های ترانسفورماتور شهری به ASU خانه ها معمولا با هادی های آلومینیومی با سطح مقطع هادی فاز حداقل 70 تا 120 میلی متر مربع استفاده می شود. اگر طول این خطوط کمتر از 200 متر باشد، می توان مقاومت مدار فاز خنثی کابل تغذیه (Rpc) را معادل 0.3 اهم در نظر گرفت. برای محاسبه دقیق تر، باید طول و مقطع کابل را بدانید یا این مقاومت را اندازه بگیرید. یکی از دستگاه‌های چنین اندازه‌گیری (دستگاه برداری) در شکل نشان داده شده است. 2.
برنج. 2. دستگاه اندازه گیری مقاومت مدار فاز صفر "بردار"
مقاومت خط باید به گونه ای باشد که در صورت اتصال کوتاه، تضمین شود که جریان در مدار از جریان عملیاتی رهاسازی الکترومغناطیسی تجاوز کند. بر این اساس، برای قطع کننده مدار C25، جریان اتصال کوتاه در خط باید از مقدار 1.15x10x25=287 A بیشتر باشد، در اینجا 1.15 ضریب ایمنی است. بنابراین مقاومت مدار فاز صفر برای قطع کننده مدار C25 نباید بیشتر از 220V/287A=0.76 اهم باشد. بر این اساس، برای قطع کننده مدار C16 مقاومت مدار نباید از 220V/1.15x160A=1.19 اهم و برای قطع کننده مدار C10 بیش از 220V/1.15x100=1.91 اهم تجاوز کند.
بنابراین، برای شهری ساختمان آپارتمانبا گرفتن Rtp=0.1 اهم. Rpc=0.3 اهم هنگام استفاده از کابل با هادی مسی با سطح مقطع 2.5 میلی متر مربع، محافظت شده در شبکه سوکت قطع کننده مدار C16، مقاومت کابل Rgr (رسانای فاز و خنثی) نباید از Rgr = 1.19 Ohm - Rtp - Rpk = 1.19 - 0.1 - 0.3 = 0.79 Ohm تجاوز کند. از جدول 4 طول آن را پیدا می کنیم - 0.79/17.46 = 0.045 کیلومتر یا 45 متر. برای اکثر آپارتمان ها، این طول کافی است.
هنگام استفاده از قطع کننده مدار C25 برای محافظت از کابل با سطح مقطع 2.5 میلی متر مربع، مقاومت مدار باید کمتر از 0.76 - 0.4 = 0.36 اهم باشد که مربوط به حداکثر طول کابل 0.36/17.46 = 0.02 کیلومتر یا 20 است. متر
هنگام استفاده از قطع کننده مدار C10 برای محافظت از یک خط روشنایی گروهی ساخته شده با کابل با هادی های مسی با سطح مقطع 1.5 میلی متر مربع، حداکثر مقاومت کابل مجاز 1.91 - 0.4 = 1.51 اهم را به دست می آوریم که مطابق با حداکثر طول کابل است. از 1.51/29، 1 = 0.052 کیلومتر، یا 52 متر. اگر چنین خطی توسط یک قطع کننده مدار C16 محافظت شود، حداکثر طول خط 0.79/29.1 = 0.027 کیلومتر یا 27 متر خواهد بود.
