- Параметри для проведення розрахунку
- розрахунок перетину
- Залежність площі електричного дроту від його довжини
- Висновок по темі
Розрахунок виробничих електричних мереж проводиться на основі декількох технічних показників. Але коли справа доходить до побутових ліній, то зазвичай береться за основу один параметр - це потужність побутових приладів і освітлення. Тому розрахунок кабелю по потужності - єдино правильний метод грамотно зібрати електричну розводку будинку. Звичайно, доведеться враховувати і довжину кожного шлейфу, адже сучасні приватні будинки - це іноді цілі палаци, де прокладено кілометри кабелю. Але в основі розрахунку все одно лежить потужність.
Почнемо з того, що потужності характеристики побутових приладів можна виявити на самих приладах або в супровідній документації до них (паспорт, інструкція і так далі). Зверніть увагу, що на деяких приладах вказуються дві величини: середнє значення потужності і максимальне. Для розрахунку необхідно саме друге.
Необхідно відзначити, що деякі побутові прилади працюють в різних режимах. Наприклад, пральна машина може споживати лише кілька десятків ват в режимі полоскання, або сотні ват в режимі прання, ну і кілька кіловат в режимі нагріву води і кип'ятіння. Тобто, в певний момент машинка споживає різну потужність. Визначити, в якій точно момент буде проводитися прання з кип'ятінням, ніхто не може, тому для того, щоб зробити правильний підбір кабелю, необхідно взяти за основу саме максимальний показник потужності.
До речі, так само доведеться розраховувати і електричну проводку для кондиціонера. Адже цей прилад буде при режимі простої вентиляції споживати всього лише 50-60 ват, а при кондиціонуванні 1,0-1,0 кВт.
Параметри для проведення розрахунку
Запам'ятайте один момент - електрична мережа будинку розбивається на ділянки (шлейфи), в яких необхідно провести розрахунок окремо. Плюс розрахувати перетин дроту загального, що підводить до будинку. Вся справа в тому, що кількість побутових приладів і джерел світла в різних кімнатах буде відрізнятися. Наприклад, на кухні їх буде більше, в передпокої крім освітлення взагалі нічого немає. До того ж сучасний підхід до Електророзводка вимагає поділу ділянок в кімнатах на дві групи: освітлення і розетки. Тобто, до кожної групи буде вести свій окремий провід.
Давайте розглянемо, як правильно провести розрахунок перетину кабелю по потужності в одній кімнаті, де використовується кілька побутових приладів. Отже, ввідні дані.
- Максимальна сумарна навантаження всіх споживачів. Як вже було сказано вище, ці показники можна знайти в паспорті виробу або на бирках самого приладу. Якщо ні того, ні іншого не залишилося, то єдина вам дорога - це Інтернет. Сьогодні в мережі багато сайтів, що пропонують таблиці з параметрами потужності кожного побутового приладу. Так що це сьогодні не проблема.
- Напруга мережі. Це або 220 вольт, або 380 вольт.
- Матеріал, з якого виготовлений електричний провід. В принципі, різноманітність тут невелика, всього лише дві позиції: мідь або алюміній. Не будемо вдаватися в подробиці, таблиця співвідношення перетину кабелю і матеріалу в Інтернеті теж є. Єдине відзначимо, що при однаковій потужності споживання можна встановлювати мідний кабель меншого перерізу в порівнянні з алюмінієвим.
розрахунок перетину
Отже, в першу чергу необхідно підсумувати потужності всіх побутових приладів. Це зовсім просто, можна зробити навіть в розумі. Наприклад, результат буде дорівнює 7,5 кВт. До речі кажучи, це середня величина навантаження в більшості міських квартир. Буквально років так двадцять тому цей показник не перевищував 5 кВт. Вся справа в зростанні кількості використовуваних нами побутових приладів. Тепер переходимо до реалізації вибору матеріалу електричного дроту. Порівнюючи з таблиці, можна зробити висновок, що у випадку з мідним кабелем значення перетину дорівнюватиме 4 мм², з алюмінієвим - 6 мм ². При цьому мідний перетином 4 мм ² може витримати навантаження до 8,3 кВт, алюмінієвий до 7,9 кВт. Тобто, вже закладений певний запас міцності, що підвищує надійність експлуатації електричної розводки.
Увага! В незалежності від того, що запас по потужності вже визначено, рекомендується перетин кабелю брати трохи більше (до наступного показника). Це робиться на майбутнє, адже є велика ймовірність, що в будинку з'являться нові побутові прилади, який збільшать сумарне навантаження на мережу.
Тепер, що стосується трифазної мережі. У багатьох приватних будинках підводиться саме три фази, так і в деяких міських квартирах вони також присутні. В принципі, що таке трифазна мережа? Це три фази і нуль. Тобто, виходить так, що в будинок заходить зрізу три однофазні мережі. Всі розрахунки, пов'язані з потужністю і перетином проведення, проводяться точно так же, як з однофазної мережею. Правда, є одне жорстка вимога - розподілити загальне навантаження потрібно рівномірно по фазах. Все той же приклад, де споживана потужність будинку становить 7,5 кВт. Так ось цей показник на кожній фазі повинна бути по 2,5 кВт.
Про що це говорить? Згадуйте наш приклад, де було розраховано перетин кабелю на однофазну мережу при навантаженні 7,5 кВт. Було визначено, що оптимальний варіант для цього - мідний дріт перетином 4 мм ². Так як загальне навантаження мережі розбита на три фази, то відповідно на кожну з них необхідний провід, перетин якого відповідає потужності 2,5 кВт. А це - 1,5 мм ².
Залежність площі електричного дроту від його довжини
Зазвичай перетин дроту розраховується за потужністю і довжині. Тобто, чим довше проводка, тим більше втрат по потужності на увазі того, що металевий дріт має опір. І воно зростає в міру збільшення довжини кабелю.
Так як в приватних будинках шлейфи електричної проводки не настільки довгі, то цим розрахунком можна знехтувати. У промисловості все по-іншому, залежність довжини кабелю і перетин через втрати потужності явні. Тому для інформації розглянемо такий розрахунок для однофазної мережі.
Дамо ввідні дані, де визначимо загальну споживану потужність, рівну 3,8 кВт. Після чого необхідно визначити силу струму, що протікає по цій мережі. Її знаходимо за формулою:
I = (P / U) * cosφ, де
- I - сила струму.
- P - потужність.
- U - напруга.
- cosφ - для побутових мереж дорівнює «1».
З розрахунку виходить, що сила струму дорівнюватиме 17,3 А. Тепер нам знадобляться таблиці з правил ПУЕ. Таблиця номер 1.3.4 і номер 1.3.5, в яких показана залежність перетину кабелю від сили струму. Тут розбивка йде по металу, з якого провід виготовлений. У побутових мережах найчастіше використовується мідний, тому перетин дорівнюватиме 1.5 мм ².
Тепер треба розрахувати опір, яке, як було сказано вище, залежить від довжини кабелю. Опір розраховується ось за цією формулою:
R = p · L / S, де
- R - це опір.
- P - це значення питомої опору, яке залежить від матеріалу (мідь - 0,0175 Ом * мм ² / м або алюміній - 0,0281).
- S - площа перетину.
- L - показник довжини кабелю.
Наприклад, величина довжини кабелю дорівнює 20 м, отже, опір дорівнюватиме 0,232 Ом. Але доведеться враховувати той факт, що однофазна мережа - це довжина фази плюс довжина нульового контуру. А так як ця формула розраховує тільки опір фазного контуру, то загальний опір електричної мережі треба подвоїти. Отримуємо 0,464 Ом.
Далі, проводиться розрахунок втрат напруги по формулі: dU = I · R, де
- dU - втрати напруги.
- I - сила струму.
- R - опір.
За нашими розрахунками виходить, що втрати складають 8,02 вольт. Це на двадцять метрів довжини кабелю. Потім необхідно знайти процентне співвідношення втрат від номінальної напруги мережі.
Увага! Якщо це співвідношення не перевищує 5%, то обраний вами кабель може бути використаний в електричній мережі будинку з навантаженням, закладеної в розрахунок.
Отже, вважаємо співвідношення: (8,02 / 220) * 100 = 3,65%. Тобто, всі наші розрахунки щодо довжини кабелю і його площі при заданому параметрі потужності були вірні. До речі, виміряти необхідну довжину проводу можна, використовуючи спеціальний прилад - лічильник довжини. Це і просто, і дуже зручно.
Висновок по темі
Отже, нами були розглянуті два розрахунки, де була присутня взаємозв'язок між перетином кабелю і потужністю споживаної мережі, в якій він буде встановлюватися. А також було виведено співвідношення довжини кабелю і його площі. В принципі, складності з потужністю немає ніякої. Визначити перетин по даному параметру досить просто. Розрахунок щодо довжини кабелю трохи складніше. Але якщо розібратися з ним, то і його можна осилити самостійно. Правда, доведеться ознайомитися з ПУЕ, де закладені необхідні для розрахунку таблиці.
В принципі, що таке трифазна мережа?
Про що це говорить?
