חישוב קטע הכבלים. טבלת חישוב חתך כבלים

2024 מְחַבֵּר: Trinity Chesterton | [email protected]. שונה לאחרונה: 2024-01-02 00:32

לשירות כבלים ארוך ואמין, יש לבחור ולחשב אותו בצורה נכונה. חשמלאים, בעת התקנת חיווט, בוחרים בעיקר בחתך החוטים, בעיקר על סמך ניסיון. לפעמים זה מוביל לטעויות. חישוב חתך הכבל הכרחי, קודם כל, במונחים של בטיחות חשמלית. זה יהיה שגוי אם קוטר המוליך קטן או גדול מהנדרש.

קטע כבלים נמוך מדי

מקרה זה הוא המסוכן ביותר, מכיוון שהמוליכים מתחממים יתר על המידה מצפיפות הזרם הגבוהה, בזמן שהבידוד נמס ומתרחש קצר חשמלי. הדבר עלול גם להרוס ציוד חשמלי, לגרום לשריפה, והעובדים עלולים להתמלא באנרגיה. אם תתקין מפסק עבור הכבל, הוא יפעל לעתים קרובות מדי, דבר שייצור אי נוחות מסוימת.

קטע כבלים גבוה מהנדרש

כאן הגורם העיקרי הוא כלכלי. ככל שחתך החוט גדול יותר, כך הוא יקר יותר. אם אתה עושה את החיווט של כל הדירה עם מרווח גדול, זה יעלה סכום גדול.לפעמים רצוי לבצע את הקלט העיקרי של חתך רוחב גדול יותר, אם צפויה עלייה נוספת בעומס על הרשת הביתית.

אם תגדיר את המפסק המתאים לכבל, הקווים הבאים יהיו עומסים מדי כאשר כל אחד מהם לא יפעיל את המפסק שלו.

איך לחשב את גודל הכבל?

לפני ההתקנה רצוי לחשב את חתך הכבל לפי העומס. לכל מוליך יש הספק מסוים, שלא צריך להיות פחות מזה של המכשירים החשמליים המחוברים.

חישוב כוח

הדרך הקלה ביותר היא לחשב את העומס הכולל על חוט הקלט. חישוב חתך הכבל לפי העומס מצטמצם לקביעת ההספק הכולל של הצרכנים. לכל אחד מהם יש ערך משלו, המצוין על התיק או בדרכון. אז ההספק הכולל מוכפל בפקטור של 0.75. זאת בשל העובדה שלא ניתן להפעיל את כל המכשירים בו זמנית. לקביעה סופית של הגודל הנדרש, נעשה שימוש בטבלת חישוב חתך הכבלים.

חישוב של קטע הכבלים לפי זרם

שיטה מדויקת יותר היא חישוב העומס הנוכחי. חתך הכבל מחושב על ידי קביעת הזרם העובר דרכו. עבור רשת חד פאזית, הנוסחה מיושמת:

I_calc.=P/(U_{nom∙cosφ),}

כאשר P - כוח עומס, U_{nom. - מתח רשת (220 V).}

אם ההספק הכולל של עומסים פעילים בבית הוא 10קילוואט, ואז הזרם הנקוב I_calc.=10000/220 ≈ 46 A. כאשר חתך הכבל מחושב לפי זרם, מתבצע תיקון לתנאי הנחת הכבל (המצוין בכמה טבלאות מיוחדות), וכן לעומס יתר בעת הפעלת מכשירים חשמליים בקירוב מעל 5 A. כתוצאה מכך, I_{calc.=46 + 5=51 A.}

עובי הליבות נקבע לפי ספר העיון. חישוב חתך הכבל באמצעות טבלאות מקל על מציאת הגודל המתאים לזרם רציף. עבור כבל תלת ליבות המונח לתוך הבית דרך האוויר, עליך לבחור ערך בכיוון של קטע סטנדרטי גדול יותר. זה 10 מ מ2. ניתן לבדוק את נכונות החישוב העצמי באמצעות מחשבון מקוון - חישוב חתך כבלים, אותו ניתן למצוא בכמה משאבים.

חימום כבלים במהלך זרימת זרם

כשהעומס פועל, נוצר חום בכבל:

Q=I2Rn w/cm, כאשר I הוא הזרם, R הוא ההתנגדות החשמלית, n הוא מספר הליבות.

מהביטוי עולה שכמות הכוח המשתחררת פרופורציונלית לריבוע הזרם הזורם דרך החוט.

חישוב הזרם המותר לפי טמפרטורת החימום של המוליך

הכבל לא יכול להתחמם ללא הגבלת זמן, מכיוון שהחום מתפזר לסביבה. בסופו של דבר נוצר שיווי משקל ונקבעת טמפרטורה קבועה של המוליכים.

עבור תהליך יציב, היחס נכון:

P=∆t/∑S=(t_w - t_av)/(∑S),

כאשר ∆t=t_w-t_{av - ההבדל בין הטמפרטורה של המדיום לליבה, ∑S - עמידות בטמפרטורה.}

הזרם המותר לטווח ארוך העובר דרך הכבל נמצא מהביטוי:

I_add=√((t_add - t_{av)/(Rn ∑S)),}

כאשר t_{additional - טמפרטורת חימום ליבה מותרת (תלוי בסוג הכבל ובשיטת ההתקנה). בדרך כלל זה 70 מעלות במצב רגיל ו-80 במצב חירום.}

תנאי פיזור חום כשהכבל פועל

כאשר כבל מונח בסביבה, פיזור החום נקבע על פי ההרכב והלחות שלו. ההתנגדות המחושבת של הקרקע היא בדרך כלל 120 Ohm∙°C/W (חימר עם חול בתכולת לחות של 12-14%). לשם הבהרה כדאי לדעת את הרכב המדיום, לאחר מכן ניתן למצוא את עמידות החומר לפי הטבלאות. כדי להגביר מוליכות תרמית, התעלה מכוסה בחימר. הימצאות פסולת בניין ואבנים בו אסורה.

העברת החום מהכבל דרך האוויר נמוכה מאוד. זה מחמיר עוד יותר כאשר מונח בערוץ כבלים, שבו מופיעות שכבות אוויר נוספות. כאן, יש להפחית את העומס הנוכחי בהשוואה לזה המחושב. במאפיינים הטכניים של כבלים וחוטים, ניתנת טמפרטורת הקצר המותרת, שהיא 120 מעלות צלזיוס עבור בידוד PVC. עמידות הקרקע היא 70% מהסך הכל והיא העיקרית בחישובים. עם הזמן, מוליכות הבידוד עולה ככל שהוא מתייבש. יש לקחת זאת בחשבון בחישובים.

נפילת מתח בכבלים

בשל העובדה שלמוליכים יש התנגדות חשמלית, חלק מהמתח מושקע בחימום שלהם, ומגיע לצרכן פחות ממה שהיה בתחילת הקו. כתוצאה מכך, הפוטנציאל אובד לאורכו של החוט עקב הפסדי חום.

יש לבחור את הכבל לא רק על פי חתך הרוחב כדי להבטיח את ביצועיו, אלא גם לקחת בחשבון את המרחק בו מועברת האנרגיה. עלייה בעומס מובילה לעלייה בזרם דרך המוליך. במקביל, ההפסדים גדלים.

מתח קטן מופעל על זרקורים. אם זה יורד מעט, זה מורגש מיד. אם תבחר את החוטים הלא נכונים, הנורות הממוקמות רחוק יותר מאספקת החשמל נראות עמומות. המתח מופחת משמעותית בכל קטע עוקב, וזה בא לידי ביטוי בבהירות התאורה. לכן, יש צורך לחשב את חתך הכבל לאורכו.

החלק החשוב ביותר של הכבל הוא הצרכן הממוקם הכי רחוק מהשאר. הפסדים נחשבים בעיקר עבור עומס זה.

בקטע L של המוליך, מפל המתח יהיה:

∆U=(Pr + Qx)L/U_n,

כאשר P ו-Q הם כוח פעיל ותגובתי, r ו-x הם הפעילות והתגובה של קטע L, ו-U_{n - מתח מדורג שבו העומס פועל בדרך כלל.}

מותר ∆U ממקורות חשמל לכניסות ראשיות לא יעלה על ±5% עבור תאורה של בנייני מגורים ומעגלי חשמל. מהקלט לעומס, ההפסדים לא צריכים להיות יותר מ-4%.עבור קווים ארוכים, יש לקחת בחשבון את התגובה האינדוקטיבית של הכבל, התלויה במרחק בין מוליכים סמוכים.

שיטות לחיבור צרכנים

ניתן לחבר עומסים בדרכים שונות. הנפוצות ביותר הן הדרכים הבאות:

• בקצה הרשת;
• הצרכנים מחולקים באופן שווה לאורך הקו;
• קו עם עומסים מפוזרים באופן שווה מחובר לקטע מורחב.

דוגמה 1

הספק המכשיר הוא 4 קילוואט. אורך הכבל הוא 20 מ', התנגדות ρ=0.0175 Ohm∙mm2.

הזרם נקבע מהקשר: I=P/U_{nom=4∙1000/220=18.2 A.}

לאחר מכן, נלקחת טבלת חישוב חתך הכבלים, ונבחרת הגודל המתאים. עבור חוט נחושת, זה יהיה S=1.5 מ מ2.

נוסחת חישוב קטע כבלים: S=2ρl/R. באמצעותו ניתן לקבוע את ההתנגדות החשמלית של הכבל: R=2∙0.0175∙20/1, 5=0.46 Ohm.

מהערך הידוע של R, נוכל לקבוע ∆U=IR/U∙100%=18.2100∙0.46/220∙100=3.8%.

תוצאת החישוב אינה עולה על 5%, מה שאומר שההפסדים יהיו מקובלים. במקרה של הפסדים גדולים, יהיה צורך להגדיל את החתך של ליבות הכבלים על ידי בחירת הגודל הסמוך והגדול יותר מהטווח הסטנדרטי - 2.5 מ מ2.

דוגמה 2

שלושה מעגלי תאורה מחוברים במקביל זה לזה על פאזה אחת של קו תלת פאזי מאוזן עומסים, המורכב מכבל ארבעה חוטים 70 מ מ2 50 מ' ארוך ונושא זרם של 150 A. לכל אחדקווי תאורה באורך 20 מ' נושאים זרם של 20 A.

ההפסדים משלב לשלב תחת העומס בפועל הם: ∆U_phase=150∙0.05∙0.55=4.1 V. כעת עליך לקבוע את ההפסד בין ניטרלי ופאזה, מכיוון שהתאורה מחוברת למתח של 220 V: ∆U_{fn=4, 1/√3=2, 36 V.}

במעגל תאורה מחובר אחד, נפילת המתח תהיה: ∆U=18∙20∙0, 02=7, 2 V. סך ההפסדים נקבעים לפי הסכום של U_{total=(2, 4+7, 2)/230∙100=4.2%. הערך המחושב נמוך מההפסד המותר, שהוא 6%.}

מסקנה

כדי להגן על המוליכים מפני התחממות יתר במהלך עומס ארוך טווח, באמצעות טבלאות, מחושב חתך הכבל לפי הזרם המותר לטווח ארוך. בנוסף, יש צורך לחשב נכון את החוטים והכבלים כך שהפסד המתח בהם לא יהיה יותר מהרגיל. יחד עם זאת, הפסדים במעגל החשמל מסוכמים איתם.