Расчёт сечения проводов и кабелей

Расчёт сечения проводов и кабелей

Расчёт сечения проводов и кабелей осуществляется обычно тремя способами:

- по допустимому нагреву
- по допустимой потере напряжения
- по механической прочности
       После выполнения этих расчётов выбирают стандартное сечения жилы проводника, равное максимальному из расчётных значений (или ближайшее большее).
       При относительно небольшой длине линий ( ~ до 30м) расчёт на нагревание является определяющим. При прохождении по проводнику электрического тока выделяется тепло и проводник нагревается. Количество выделенного тепла в проводнике:
       Q = I²rt    дж,           где I - сила тока, а;
                                            r - сопротивление проводника, ом;
                                            t - время прохождения тока, сек .
       Нагрев изолированных проводов не должен быть выше определённого предела, т.к. изоляция при сильном нагреве может обуглиться и даже загореться. Для безаварийной работы проводов и кабелей нормами установлена предельно допустимая температура нагрева ( 60-80^оС) в зависимости от типа изоляции, условий монтажа и температуры окружающей среды. Применяя эти установки. а также зная максимальную силу тока в проводе по таблицам выбирают сечение проводника. Сечение проводника всегда выбирают равным или большим (но ни вкоем случае ни меньшим), чем расчётное значение тока нагрузки.
       По нормам международных стандартов в быту и на производстве в основном требуется применение проводников из меди, поэтому данные на алюминевые проводники здесь опускаются.
       Для упрощённого пересчета медь-алюминий можно применить следующее:
нижнее стандартное значение сечения(согласно линейки стандарных сечений) медного проводника равно следующему большему стандартному значению сечения для алюминиевого провода (напр. 1.5 мм² медного провода = 2.5 мм²алюминиевого провода).

Сечение проводов и кабелей по допустимой потере напряжения определяют главным образом для осветительных сетей. Для силовых сетей этот метод применяют лишь при сравнительно большой их протяжённости.

         Допустимую потерю напряжения от источника тока до наиболее отдаленной по значению нагрузки ( в процентах от номинального напряжения) можно применять:
   ∆U% = 5,0% - для силовых сетей напряжением до 1000в
   ∆U% = 2,5% - для осветительных сетей
         Сечение проводов и кабелей с одинаковым сечением по всей длине расчитывают по следующим формулам:
          1.Для трёхфазной сети с сосредоточенной нагрузкой в конце линии

               где: S - сечение фазных проводов, жил кабелей, шин мм²Рк -мощность приемника, присоединенного к сети длиной L на участке длиной lk (l₁+l₂+...ln), kW;
                       lk - длина участка сети между точками присоединения приемника и источника, м;
                       √ - удельная проводимость, (для меди 58...55,5 mΩ\m);
                       U - линейное номинальное напряжение V ;
                  ∆U% - заданное значение потери напряжения

Общий допустимый длительный ток (А) для проводов, шнуров и кабелей с резиновой и поливинилхлоридной изоляцией ( медь ):

сечение в мм²	провода обычного применения			переносные шланговые трёх- жильные кабели	трёх, четырёх, пяти- жильные кабели
	открытая прокладка	прокладка в трубе
		двух- жильные	трёх- жильные
					при прокладке:
					в воздухе	в земле
0,5	11	-	-	-	-	-
0,75	15	-	-	14	-	-
1,0	17	15	14	16	-	-
1,2*	20	16	14,5	-	-	-
1,5	23	18	15	20	19	27
2,0*	26	23	19	-	-	-
2,5	30	25	21	28	25	38
3,0*	34	28	24	-	-	-
4,0	41	32	27	36	35	49
5,0*	46	37	31	-	-	-
6,0	50	40	34	45	42	60
8,0*	62	48	43	-	-	-
10,0	80	55	50	60	55	90
16,0	98	76	73	82	78	112
25,0	129	101	99	116	108	143
35,0	158	135	130	141	135	180
50,0	198	168	162	179	168	236
70,0	245	207	205	227	219	279
95,0	292	250	247	266	251	322

* нестандартное сечение

Допустимая токовая нагрузка в зависимости от температуры окружающей среды изолированных проводов и кабелей , прокладываемых не в земле (в % ) (медь):

(согласно DIN* VDE 0100 ч.523 т.3)

Температура окружающей среды ^оC	Допустимая токовая нагрузка (в %)
Температура окружающей среды ^оC	Резиновая изоляция допустимая t = 60^о C %	ПХВ- изоляция допустимая t = 70^о C %
от 20 до 30	100	100
от 30 до 35	91	92
от 35 до 40	82	87
от 40 до 45	71	79
от 45 до 50	58	71
от 50 до 55	41	61

* DIN - технический стандарт Германии

Рекомендуемая цветовая кодировка жил в кабелях:

Количество жил	Кабель с зелено-жёлтым проводом заземления
2	коричневый(черный) синий	фаза ноль
3	зелёный/жёлтый * коричневый(черный) синий	заземление фаза ноль
4	зелёный/жёлтый * синий чёрный коричневый	заземление фаза А (R) фаза В (S) фаза С (T)**
5	зелёный/жёлтый * чёрный коричневый чёрный синий	заземление фаза фаза фаза ноль
6 и более	зелёный/жёлтый * остальные	заземление не нормируются