Мощность и длина кабеля

Расчет кабеля по мощности и длине

Увеличение мощности нагрузки требует использования кабеля с большим сечением токопроводящих жил. Иначе потери на нём возрастут и, возможно, он начнёт греться. А это уже не безопасно. Также и увеличение длины кабеля повышает сопротивление линии, а значит, будут прибавляться те же самые потери. Для их минимизации, опять же, используют токопроводник большего сечения.

Сначала рассчитывают общую мощность потребления Pобщ по формуле:

Pобщ=(P₁+P₂+P₃+P₄)х k_вх k_з,

где P₁, P₂, P₃, P₄— мощности каждой нагрузки на линии электропитания, в ваттах;

k_в— коэффициент вероятности использования (для 1–2 нагрузок принимают за 1, для 3–4 — 0,8, для 5–6 — 0,75, для большего числа — 0,7);

k_з — коэффициент запаса (если не предполагается дополнительная мощная нагрузка, то 1,2, иначе больше, до 1,5).

Затем, полученный результат мощности используют для подбора нужного сечения кабеля по таблице 1 и 2.

Также значение мощности нужно при последующем расчёте сечения кабеля требуемой длины. Для этого сначала определяют максимальный ток I, проходящий через токопровод. Для однофазного переменного или постоянного напряжения используют формулу:

I=P/U,

где P — расчётная мощность, в ваттах;

U — напряжение на входе кабеля, в вольтах.

Для трёхфазной сети:

где cosф = 1,4, √3 = 1,7.

Для эффективной эксплуатации кабеля потери напряжения на нём должны составлять не более 5%. При потенциалах:

• 220В — это будет 11В;

• 380В — 19В;

• При другом напряжении Uпадения=0.05хUсети.

При использовании кабеля для питания нагрузки от солнечных батарей и других систем низкого постоянного напряжения 12В/24В, потери должны быть не более 2%. Uпадения можно взять из таблицы.

Таблица 1. Падение напряжения на кабеле постоянного тока.

Теперь нужно найти, какое должно быть сопротивление провода при допустимом падении напряжения. Для этого используют закон Ома:

R=U_{падения}/I_кабеля.

Полученные результаты сопротивления используют для расчёта площади сечения S кабеля по формуле:

где p — удельное сопротивление (для меди p=0,0175, алюминия p=0,0265);

L — длина провода, в метрах;

R — расчётное сопротивление, в омах.

Следует понимать, что длина кабеля будет вдвое меньше длины провода, а для 3-фазного – втрое. Напомним, что сечение S можно определить, измерив штангенциркулем диаметр D провода, который равен 2 радиусам r. Итак:

где п=3,14. Отсюда диаметр жилы D будет равен:

При использовании гибких кабелей реальный диаметр будет больше за счёт наличия пустот между проволоками жилы. Так что, при использовании кабеля с классом гибкости 5 и более, измеренный штангенциркулем диаметр жилы уменьшают на 3,3% для определения точного сечения проводника. После расчётов полученный результат округляют до ближайшего большего значения в аббревиатуре марки кабеля.

Таблицы сечения кабеля по мощности и длине

Выбрать требуемое сечение кабеля для 220В однофазного или 380В трёхфазного напряжения можно по таблице.

Таблица 2. Зависимость тока и мощности от сечения токопроводящей жилы кабеля.

Для кабелей аккумуляторных или солнечных батарей и других источников напряжения 12В постоянного тока можно использовать при расчёте следующую таблицу.

Таблица 3. Параметры кабеля постоянного тока 12В.

Для кабелей с медными жилами, используемых для аккумуляторных или солнечных батарей и других источников невысокого напряжения постоянного тока можно использовать, при расчётах, такую таблицу.

Таблица 4. Зависимость сечения/диаметра жилы кабеля от напряжения, мощности и длины.

Примеры расчета мощности и длины кабеля

К примеру, требуется подключить в сарай электросеть 220В. В нём освещение с прожектором будет потреблять до 600Вт и 2 розетки с мощностью до 1,5кВт на каждую. Какое сечение кабеля потребуется, если объект находится на расстоянии от щита электропитания 50 метров?

Сначала определяем мощность по формуле: P₁+P₂+P₃+P₄)х k_вх k_з. Итак, Pобщ=(600+1500+1500)х0,8х 1,2=3,456=3,5кВт. Согласно таблицы 2, для подключения такой нагрузки нужен материал с сечением 1 мм2.

Можно сделать расчёт по формулам. Для этого сначала надо определить ток в цепи: I=P/U=3500/220=15,9=16А. Выходит нужен автоматический выключатель на ток 16А. Сопротивление согласно закономерности: R=Uпадения/Iкабеля=11/16=1,68 Ом. Теперь находим сечение по формуле S= p(L/R)= 0,0175(100/1,68)=1,04мм2. Итак, расчёт по формуле показал более точное значение требуемой площади сечения токопроводящих жил кабеля.

Поможем подобрать марку и сечение кабеля!

Отправить запрос