Постоянный ток сечение провода: Сечение провода для постоянного тока

Рекомендации по выбору сечения кабеля для 12В напряжения питания.

Расчет сечения кабеля | Таблицы, формулы и примеры

Самое уязвимое место в сфере обеспечения квартиры или дома электрической энергией – это электропроводка. Во многих домах продолжают использовать старую проводку, не рассчитанную на современные электроприборы. Нередко подрядчики и вовсе стремятся сэкономить на материалах и укладывают провода, не соответствующие проекту. В любом из этих случаев необходимо сначала сделать расчет сечения кабеля, иначе можно столкнуться с серьезными и даже трагичными последствиями.

Для чего необходим расчет кабеля

В вопросе выбора сечения проводов нельзя следовать принципу «на глаз». Протекая по проводам, ток нагревает их. Чем выше сила тока, тем сильнее происходит нагрев. Эту взаимосвязь легко доказать парой формул. Первая из них определяет активную силу тока:

где I – сила тока, U – напряжение, R – сопротивление.

Из формулы видно: чем больше сопротивление, тем больше будет выделяться тепла, т. е. тем сильнее проводник будет нагреваться. Сопротивление определяют по формуле:

R = ρ · L/S (2),

где ρ – удельное сопротивление, L – длина проводника, S – площадь его поперечного сечения.

Чем меньше площадь поперечного сечения проводника, тем выше его сопротивление, а значит выше и активная мощность, которая говорит о более сильном нагреве. Исходя из этого, расчет сечения необходим для обеспечения безопасности и надежности проводки, а также грамотного распределения финансов.

Что будет, если неправильно рассчитать сечение

Без расчета сечения проводника можно столкнуться с одной из двух ситуаций:

• Слишком сильный перегрев проводки. Возникает при недостаточном диаметре проводника. Создает благоприятные условия для самовозгорания и коротких замыканий.
• Неоправданные затраты на проводку. Такое происходит в ситуациях, когда были выбраны проводники избыточного диаметра. Конечно, опасности здесь нет, но кабель большего сечения стоит дороже и не столь удобен в работе.

Что еще влияет на нагрев проводов

Из формулы (2) видно, что сопротивление проводника зависит не только от площади поперечного сечения. В связи с этим на его нагрев будут влиять:

• Материал. Пример – у алюминия удельное сопротивление больше, чем у меди, поэтому при одинаковом сечении проводов медь будет нагреваться меньше.
• Длина. Слишком длинный проводник приводит к большим потерям напряжения, что вызывает дополнительный нагрев. При превышении потерь уровня 5% приходится увеличивать сечение.

Пример расчета сечения кабеля на примере BBГнг 3×1,5 и ABБбШв 4×16

Трехжильный кабель BBГнг 3×1,5 изготавливается из меди и предназначен для передачи и распределения электричества в жилых домах или обычных квартирах. Токопроводящие жилы в нем изолированы ПВХ (В), из него же состоит оболочка. Еще BBГнг 3×1,5 не распространяет горение нг(А), поэтому полностью безопасен при эксплуатации.

Кабель ABБбШв 4×16 четырехжильный, включает токопроводящие жилы из алюминия. Предназначен для прокладки в земле. Защита с помощью оцинкованных стальных лент обеспечивает кабелю срок службы до 30 лет. В компании «Бонком» вы можете приобрести кабельные изделия оптом и в розницу по приемлемой цене. На большом складе всегда есть в наличии вся продукция, что позволяет комплектовать заказы любого ассортимента.

Порядок расчета сечения по мощности

В общем виде расчет сечения кабеля по мощности происходит в 2 этапа. Для этого потребуются следующие данные:

• Суммарная мощность всех приборов.
• Тип напряжения сети: 220 В – однофазная, 380 В – трехфазная.
• ПУЭ 7. Правила устройства электроустановок. Издание 7.
• Материал проводника: медь или алюминий.
• Тип проводки: открытая или закрытая.

Шаг 1. Потребляемую мощность электроприборов можно найти в их инструкции или же взять средние характеристики. Формула для расчета общей мощности:

ΣP = (P₁ + Р₂ + … + Рₙ) · Кс · Кз,

где P₁, P₂ и т. д. – мощность подключаемых приборов, К_с – коэффициент спроса, который учитывает вероятность включения всех приборов одновременно, К_з – коэффициент запаса на случай добавления новых приборов в доме. К_с определяется так:

• для двух одновременно включенных приборов – 1;
• для 3-4 – 0,8;
• для 5-6 – 0,75;
• для большего количества – 0,7.

К_з в расчете кабеля по нагрузке имеет смысл принять как 1,15-1,2. Для примера можно взять общую мощность в 5 кВт.

Шаг 2. На втором этапе остается по суммарной мощности определить сечение проводника. Для этого используется таблица расчета сечения кабеля из ПУЭ. В ней дана информация и для медных, и для алюминиевых проводников. При мощности 5 кВт и закрытой однофазной электросети подойдет медный кабель сечением 4 мм².

Правила расчета по длине

Расчет сечения кабеля по длине предполагает, что владелец заранее определил, какое количество метров проводника потребуется для электропроводки. Таким методом пользуются, как правило, в бытовых условиях. Для расчета потребуются такие данные:

• L – длина проводника, м. Для примера взято значение 40 м.
• ρ – удельное сопротивление материала (медь или алюминий), Ом/мм²·м: 0,0175 для меди и 0,0281 для алюминия.
• I – номинальная сила тока, А.

Шаг 1. Определить номинальную силу тока по формуле:

I = (P · К_с) / (U · cos ϕ) = 8000/220 = 36 А,

где P – мощность в ваттах (суммарная всех приборов в доме, для примера взято значение 8 кВт), U – 220 В, К_с – коэффициент одновременного включения (0,75), cos φ – 1 для бытовых приборов. В примере получилось значение 36 А.

Шаг 2. Определить сечение проводника. Для этого нужно воспользоваться формулой (2):

R = ρ · L/S.

Потеря напряжения по длине проводника должна быть не более 5%:

dU = 0,05 · 220 В = 11 В.

Потери напряжения dU = I · R, отсюда R = dU/I = 11/36 = 0,31 Ом. Тогда сечение проводника должно быть не меньше:

S = ρ · L/R = 0,0175 · 40/0,31 = 2,25 мм².

В случае с трехжильным кабелем площадь поперечного сечения одной жилы должна составить 0,75 мм². Отсюда диаметр одной жилы должен быть не менее (√S/ π) · 2 = 0,98 мм. Кабель BBГнг 3×1,5 удовлетворяет этому условию.

Как рассчитать сечение по току

Расчет сечения кабеля по току осуществляется также на основании ПУЭ, в частности, с использованием таблиц 1.3.6. и 1.3.7. Зная суммарную мощность электроприборов, можно по формуле определить номинальную силу тока:

I = (P · К_с) / (U · cos ϕ).

Для трехфазной сети используется другая формула:

I=P/(U√3cos φ),

где U будет равно уже 380 В.

Если к трехфазному кабелю подключают и однофазных, и трехфазных потребителей, то расчет ведется по наиболее нагруженной жиле. Для примера с общей мощностью приборов, равной 5 кВт, и однофазной закрытой сети получается:

I = (P · К_с) / (U · cos ϕ) = (5000 · 0,75) / (220 · 1) = 17,05 А, при округлении 18 А.

BBГнг 3×1,5 – медный трехжильный кабель. По таблице 1.3.6. для силы тока 18 А ближайшее в значение – 19 А (при прокладке в воздухе). При номинальной силе тока 19 А сечение его токопроводящей жилы должно составлять не менее 1,5 мм². У кабеля BBГнг 3×1,5 одна жила имеет сечение S = π · r² = 3,14 · (1,5/2)² = 1,8 мм², что полностью соответствует указанному требованию.

Если рассматривать кабель ABБбШв 4×16, необходимо брать данные из таблицы 1.3.7. ПУЭ, где указаны значения для алюминиевых проводов. Согласно ей, для четырехжильных кабелей значение тока должно определяться с коэффициентом 0,92. В рассматриваемом примере к 18 А ближайшее значение по таблице 1. 3.7. составляет 19 А.

С учетом коэффициента 0,92 оно составит 17,48 А, что меньше 18 А. Поэтому необходимо брать следующее значение – 27 А. В таком случае сечение токопроводящей жилы кабеля должно составлять 4 мм². У кабеля ABБбШв 4×16 сечение одной жилы равно:

S = π · r² = 3,14 · (4,5/2)² = 15,89 мм².

Согласно таблице 1.3.7. этот кабель рациональнее использовать при номинальном токе 60 А (при прокладке по воздуху) и до 90 А (при прокладке в земле).

назад

Калькулятор размера провода постоянного тока

Создано Luis Hoyos

Отзыв от Wojciech Sas, PhD

Последнее обновление: 24 июля 2022 г.

Содержание:

• Как рассчитать размер провода постоянного тока
• Пример: Как размер провода постоянного тока на 200 ампер
• Другие полезные инструменты, такие как калькулятор размера провода постоянного тока
• Часто задаваемые вопросы
• Отказ от ответственности

Расчет размера провода постоянного тока жизненно важен для составления бюджета любого электрического проекта, поскольку больший размер провода означает более дорогие кабели. По этой причине мы создали этот инструмент.

В качестве примера расчета сечения провода постоянного тока мы рассчитаем сечение провода для системы постоянного тока на 200 ампер с помощью этого калькулятора.

Вы можете дополнительно просмотреть раздел часто задаваемых вопросов для других числовых примеров, например, какой размер провода для 12 В постоянного тока вы должны использовать.

Как рассчитать сечение провода постоянного тока

Формула для расчета сечения провода системы постоянного тока:

A = (2DIϱ) / В ,

где:

• В падение между источником и самым дальним концом провода, измеряемое в вольтах;
• I — Ток, протекающий по проводу, в амперах;
• ϱ — Удельное сопротивление материала проводника, Ом×метры;
• D — Расстояние в одну сторону (как далеко проходит кабель от источника до дальней точки), в метрах;
• А — Площадь поперечного сечения провода, в квадратных метрах; и

🙋 Важные замечания:

• Коэффициент 2 перед D учитывает обратный путь после прохождения тока через нагрузку.
• В является произведением допустимого процента падения напряжения и напряжения источника.
• ϱ непостоянно; она меняется в зависимости от рабочей температуры.
• Для напряжения источника выше 50 В, если L<16 м, этот калькулятор принимает расстояние 16 м, чтобы при небольшой длине провод не получился слишком маленьким.

Пример: Как подобрать провод постоянного тока на 200 А

Предположим, электрическая система с источником 120 В и допустимым падением напряжения 3% , медным кабелем с максимальной температурой 50°C, работающей при 200 ампер при постоянном токе . Сечение провода ** неизвестно, а расстояние в одну сторону (от источника до нагрузки) составляет 50 м.

Чтобы узнать размер провода, выполните следующие действия:

1. В калькуляторе размера провода постоянного тока введите:
   • Напряжение источника: 120 В;
   • Допустимое падение: 3%;
   • Материал: медь;
   • Ток: 200 А;
   • Расстояние (D): 50 м; и
   • Максимальная температура: 50°C.
2. Вот и все. Сечение провода для вашей системы постоянного тока на 200 А должно быть 104,65 мм² или AWG = 0000 (4/0)

.

3. Вы можете проверить свои результаты, используя формулу, представленную в предыдущем разделе.

Другие полезные инструменты, такие как калькулятор размера провода постоянного тока

Поскольку вы уже знаете, как определить размер провода постоянного тока, вы можете взглянуть на другие калькуляторы:

• Калькулятор размера проволоки;
• Калькулятор размера провода 24 В
• Калькулятор сечения провода на 100 А
• Калькулятор размера провода 12 вольт;
• Калькулятор размера провода 220 вольт; и
• Калькулятор сечения кабеля.

Часто задаваемые вопросы

Какой размер провода для 12 В постоянного тока следует использовать?

Размер провода для 12 В пост. тока зависит главным образом от силы тока и длины провода. Выполните следующие шаги, чтобы рассчитать его:

1. Определите электрический ток I (т. е. 20 А), длина кабеля L (т. е. 5 м), удельное сопротивление проводника ϱ (обычно 2,22 × 10⁻⁸ Ом⋅м для меди) и падение напряжения В (обычно 3 % от напряжения источника).
2. Введите значения в формулу:
   A = (2IϱL) / V = ​​(2 ⋅ 20 ⋅ 2,22 × 10⁻⁸ ⋅ 50) / (0,03 ⋅ 12 В)
3. Результат должен быть 0,0001235 м² или 123,5 мм².

Провода какого сечения для постоянного тока 30 А следует использовать?

Размер провода для 30-амперного источника постоянного тока зависит главным образом от напряжения источника и длины провода. Выполните следующие шаги, чтобы вычислить его:

1. Определить напряжение источника (т. е. 12 В), длину кабеля L (т. е. 50 м), удельное сопротивление проводника ϱ (обычно 2,22 × 10⁻⁸ Ом⋅м для меди) и падение напряжения В (обычно 3% = 0,03 напряжения источника).
2. Введите значения в следующую формулу:
   A = (2IϱL) / V = ​​(2 ⋅ 30 ⋅ 2,22 × 10⁻⁸ ⋅ 50) / (0,03 ⋅ 12 В)
3. Результат должен быть 0,00018525 м² или 185,25 мм².

Отказ от ответственности

Эти результаты приведены только в ознакомительных целях. Всегда консультируйтесь с квалифицированным электриком, прежде чем приступать к любой электрической установке.

Luis Hoyos

Напряжение источника

Допустимое падение напряжения (В)

Материал проводника

Ток (I)

Одностороннее расстояние (D)

Максимальная температура провода

9 Рекомендуемое сечение провода

калибр

Площадь поперечного сечения провода (A)

Диаметр провода (d)

Ознакомьтесь с 85 аналогичными калькуляторами электромагнетизма 🧲

Ускорение частицы в электрическом полеМощность переменного токаРазмер прерывателя… Еще 82

Таблица размеров проводов для систем постоянного тока 12 В/24 В/48 В

Удобный инструмент для расчета размеров проводов и кабелей для 12 В , 24-вольтовые и 48-вольтовые системы.

Провод надлежащего сечения может иметь значение при недостаточной и полной зарядке аккумуляторной системы, при тусклом и ярком освещении, а также при слабой и полной работе инструментов и приспособлений. Разработчики силовых цепей низкого напряжения часто не знают о последствиях падения напряжения и размера провода.

В обычных бытовых электрических системах (120/240 В переменного тока) размеры проводов в первую очередь рассчитаны на безопасную допустимую нагрузку по силе тока (току). Первоочередная задача – пожарная безопасность. В системах низкого напряжения (12, 24, 48 В пост. тока) основной проблемой являются потери мощности. Размер провода не должен определяться только по допустимой токовой нагрузке, потому что существует меньший допуск по падению напряжения (за исключением очень коротких участков). Например, падение на 1 В от 12 В вызывает в 10 раз большую потерю мощности, чем падение на 1 В от 120 В.

Используйте следующую таблицу в качестве основного инструмента при решении проблем с сечением проводов. Он заменяет многие страницы старых таблиц размеров. Вы можете применить его к любому рабочему напряжению, при любом падении напряжения в процентах.

Универсальная таблица размеров проводов

Эта таблица работает для любого напряжения или падения напряжения, американского (AWG) или метрического (мм2) размера. Он применяется к типичным цепям постоянного тока и к некоторым простым цепям переменного тока (однофазный переменный ток с резистивными нагрузками, а не двигательными нагрузками, коэффициент мощности = 1,0, реактивное сопротивление линии пренебрежимо мало).

Шаг 1 – Рассчитайте следующее:

Шаг 2 – Определите подходящий размер провода из приведенной ниже таблицы. Сравните рассчитанный VDI с VDI в таблице, чтобы определить ближайший размер провода. Номинальная сила тока сечения провода должна составлять не менее 125 % непрерывного тока, проходящего через него.

ПРИМЕР: 20-амперная нагрузка при 24 В на расстоянии 100 футов с максимальным падением напряжения 3%
VDI = (20×100)/(3×24) = 27,78	Для медного провода ближайший показатель VDI = 31,9. 0154 Обозначает провод #2 AWG или 35 мм 2

ПРИМЕЧАНИЯ: AWG = Американский калибр проводов. Допустимая нагрузка указана в соответствии с Национальным электротехническим кодексом (США) для температуры окружающего воздуха 30°C (85°F) для не более чем трех изолированных проводников в кабелепроводе на открытом воздухе для кабелей типов AC, NM, NMC и SE; и изоляции проводников TA, TBS, SA, AVB, SIS, RHH, THHN и XHHW. Для других условий обратитесь к Национальному электрическому кодексу или инженерному справочнику.

Знаете ли вы, что altE предлагает бесплатные консультации по проектированию солнечной системы? Позвоните нам по телефону 877-878-4060 или сообщите нам о желаемой системе, используя наш бесплатный инструмент расчета стоимости.

Определение допустимого падения напряжения для различных электрических нагрузок

Общее правило заключается в том, чтобы сечение провода соответствовало падению примерно на 2-3% при типичной нагрузке. Когда это окажется очень дорогим, примите во внимание некоторые из следующих советов. Различные электрические цепи имеют разные допуски на падение напряжения.

ЦЕПИ ОСВЕЩЕНИЯ, ЛАМПЫ НАКАЛИВАНИЯ И КВАРЦЕВЫЕ ГАЛОГЕННЫЕ (QH) : Не обманывайте их! Падение напряжения на 5 % приводит к снижению светоотдачи примерно на 10 %. Это связано с тем, что лампочка не только получает меньше энергии, но и более холодная нить накаливания переходит от раскаленной докрасна, излучая гораздо меньше видимого света.

ОСВЕЩЕНИЕ, ФЛУОРЕСЦЕНТНОЕ : Падение напряжения вызывает почти пропорциональное падение светового потока. Флуоресцентные лампы используют от 1/2 до 1/3 тока ламп накаливания или ламп QH для той же светоотдачи, поэтому они могут использовать провод меньшего размера. Мы выступаем за использование качественных люминесцентных ламп. Жужжание, мерцание и плохая цветопередача устранены в большинстве современных компактных люминесцентных ламп, электронных балластов и ламп теплого или полного спектра.

ДВИГАТЕЛИ ПОСТОЯННОГО ТОКА могут использоваться в системах возобновляемой энергии, особенно для водяных насосов. Они работают на 10-50% более эффективно, чем двигатели переменного тока, и исключают затраты и потери, связанные с инверторами. Двигатели постоянного тока НЕ ​​требуют чрезмерных скачков мощности при запуске, в отличие от асинхронных двигателей переменного тока. Падение напряжения во время пускового скачка просто приводит к «мягкому пуску».

ИНДУКЦИОННЫЕ ДВИГАТЕЛИ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА обычно используются в крупных электроинструментах, приборах и скважинных насосах. Они предъявляют очень высокие требования к помпажу при запуске. Значительное падение напряжения в этих цепях может привести к невозможности запуска и возможному повреждению двигателя. Следуйте Национальному электротехническому кодексу. В случае скважинного насоса следуйте инструкциям производителя.

PV-DIRECT SOLAR WATER PUMP Цепи должны быть рассчитаны не на номинальное напряжение (т. е. 24 В), а на фактическое рабочее напряжение (в этом случае приблизительно 34 В). Без батареи, поддерживающей низкое напряжение, рабочее напряжение будет примерно равно пиковому напряжению в точке питания фотоэлектрической батареи.

ЦЕПИ ЗАРЯДА АККУМУЛЯТОРНЫХ АККУМУЛЯТОРОВ являются критически важными, поскольку падение напряжения может привести к непропорциональной потере зарядного тока. Чтобы зарядить аккумулятор, генерирующее устройство должно подавать более высокое напряжение, чем уже имеется в аккумуляторе. Вот почему большинство фотоэлектрических модулей рассчитаны на пиковую мощность 16-18 В. Падение напряжения более чем на 5% уменьшит эту необходимую разницу напряжений и может уменьшить зарядный ток батареи на гораздо больший процент. Наша общая рекомендация здесь заключается в расчете падения напряжения на 2-3%. Если вы считаете, что фотоэлектрическая батарея может быть расширена в будущем, выберите размер провода для будущего расширения. Ваш клиент оценит это, когда придет время пополнить ассортимент.

ЦЕПИ ВЕТРОГЕНЕРАТОРА : В большинстве мест ветрогенератор вырабатывает свой полный номинальный ток только во время случайных ураганов или порывов ветра. Если размер провода с низкими потерями большой и очень дорогой, вы можете рассмотреть возможность выбора размера для падения напряжения до 10% при номинальном токе. Эта потеря будет происходить только изредка, когда энергии больше всего. Обратитесь к руководству по эксплуатации ветровой системы.

Дополнительные методы снижения затрат

АЛЮМИНИЕВАЯ ПРОВОДКА может быть более экономичным, чем медь для некоторых магистральных линий. Энергетические компании используют его, потому что он дешевле меди и легче по весу, хотя необходимо использовать больший размер. Это безопасно при установке для кодирования клемм с рейтингом AL. Возможно, вы захотите рассмотреть его для длинных и дорогих тиражей № 2 или больше. Разница в стоимости колеблется в зависимости от рынка металлов. Он жесткий, его трудно согнуть, и он не предназначен для погружных насосов.

МОДУЛИ ВЫСОКОГО НАПРЯЖЕНИЯ : рассмотрите возможность использования модулей более высокого напряжения (18+ вольт пиковой мощности, например, наши BP-585 и BP-59).0) для компенсации чрезмерного падения напряжения. В некоторых случаях при больших расстояниях повышенная стоимость модуля может быть ниже стоимости более крупного провода.

ОТСЛЕЖИВАНИЕ СОЛНЦА : Используйте солнечный трекер (от Zomeworks), чтобы можно было использовать меньший массив, особенно в условиях интенсивного летнего использования (отслеживание получает наибольшую энергию летом, когда солнце движется по небу по самой длинной дуге) . Меньший фотоэлектрический массив потребует меньшего провода.

НАСОСЫ ДЛЯ ВОДЯНЫХ СКВАЖИН : Рассмотрим маломощную систему с медленным откачиванием и резервуаром для хранения воды. Это позволяет уменьшить размеры проводов и труб при длительных подъемах или прогонах.