การคำนวณส่วนเคเบิล ตารางคำนวณส่วนสายเคเบิล

2024 ผู้เขียน: Trinity Chesterton | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2024-01-02 00:37

สำหรับบริการเคเบิลที่ยาวและเชื่อถือได้ ต้องเลือกและคำนวณอย่างถูกต้อง เมื่อติดตั้งสายไฟ ช่างไฟฟ้ามักจะเลือกส่วนตัดขวางของสายไฟโดยพิจารณาจากประสบการณ์เป็นหลัก บางครั้งสิ่งนี้นำไปสู่ข้อผิดพลาด จำเป็นต้องคำนวณส่วนตัดขวางของสายเคเบิลก่อนอื่นในแง่ของความปลอดภัยทางไฟฟ้า จะผิดหากเส้นผ่านศูนย์กลางตัวนำเล็กกว่าหรือใหญ่กว่าที่กำหนด

ส่วนสายเคเบิลต่ำเกินไป

กรณีนี้อันตรายที่สุดเพราะตัวนำร้อนมากเกินไปจากความหนาแน่นกระแสสูงในขณะที่ฉนวนละลายและเกิดไฟฟ้าลัดวงจร สิ่งนี้อาจทำลายอุปกรณ์ไฟฟ้า ทำให้เกิดไฟไหม้ และผู้ปฏิบัติงานอาจได้รับพลัง หากคุณติดตั้งเซอร์กิตเบรกเกอร์สำหรับสายเคเบิล มันจะทำงานบ่อยเกินไป ซึ่งจะทำให้ไม่สะดวก

ส่วนสายเคเบิลสูงกว่าที่กำหนด

ที่นี่ปัจจัยหลักคือเศรษฐกิจ ยิ่งหน้าตัดของลวดใหญ่เท่าไหร่ก็ยิ่งแพงขึ้นเท่านั้น หากคุณเดินสายไฟของอพาร์ทเมนต์ทั้งหมดที่มีระยะขอบมากจะมีค่าใช้จ่ายจำนวนมากบางครั้ง ขอแนะนำให้สร้างอินพุตหลักของส่วนตัดขวางที่ใหญ่ขึ้น หากคาดว่าจะมีภาระงานเพิ่มขึ้นอีกในเครือข่ายในบ้าน

หากคุณตั้งค่าเซอร์กิตเบรกเกอร์ที่เหมาะสมสำหรับสายเคเบิล บรรทัดต่อไปนี้จะโอเวอร์โหลดเมื่อไม่มีเซอร์กิตเบรกเกอร์สะดุด

คำนวณขนาดสายอย่างไร

ก่อนทำการติดตั้ง แนะนำให้คำนวณหน้าตัดของสายตามน้ำหนักบรรทุก ตัวนำแต่ละตัวมีกำลังไฟฟ้าที่แน่นอนซึ่งไม่ควรน้อยกว่าของเครื่องใช้ไฟฟ้าที่ต่ออยู่

การคำนวณกำลัง

วิธีที่ง่ายที่สุดคือการคำนวณโหลดทั้งหมดบนสายอินพุต การคำนวณหน้าตัดของสายเคเบิลตามโหลดจะลดลงเพื่อกำหนดกำลังรวมของผู้ใช้บริการ แต่ละคนมีสกุลเงินของตัวเองระบุไว้ในคดีหรือในหนังสือเดินทาง จากนั้นพลังงานทั้งหมดจะถูกคูณด้วย 0.75 เนื่องจากไม่สามารถเปิดอุปกรณ์ทั้งหมดพร้อมกันได้ สำหรับการกำหนดขนาดที่ต้องการขั้นสุดท้ายจะใช้ตารางการคำนวณส่วนของสายเคเบิล

การคำนวณส่วนเคเบิลตามกระแส

วิธีที่แม่นยำยิ่งขึ้นคือการคำนวณโหลดปัจจุบัน ส่วนตัดขวางของสายเคเบิลคำนวณโดยกำหนดกระแสที่ไหลผ่าน สำหรับเครือข่ายเฟสเดียว ใช้สูตร:

I_calc.=P/(U_{nom∙cosφ),}

โดยที่ P - กำลังโหลด U_{nom. - แรงดันไฟหลัก (220 V).}

ถ้ากำลังรวมของแอคทีฟโหลดในบ้านคือ 10kW จากนั้นพิกัดกระแส I_calc.=10000/220 ≈ 46 A. เมื่อค่าภาคตัดขวางของสายเคเบิลคำนวณโดยกระแส จะมีการแก้ไขเงื่อนไขในการวางสายไฟ (ระบุไว้ในตารางพิเศษบางตาราง) รวมถึงการโอเวอร์โหลดเมื่อเปิดเครื่องใช้ไฟฟ้าประมาณ 5 ก. เป็นผลให้ I_{calc.=46 + 5=51 A.}

ความหนาของแกนถูกกำหนดโดยหนังสืออ้างอิง การคำนวณหน้าตัดของสายเคเบิลโดยใช้ตารางทำให้ง่ายต่อการค้นหาขนาดที่เหมาะสมสำหรับกระแสไฟต่อเนื่อง สำหรับสายเคเบิลแบบสามคอร์ที่ต่อผ่านอากาศในบ้าน คุณต้องเลือกค่าในทิศทางของส่วนมาตรฐานที่ใหญ่กว่า มันคือ 10mm2. สามารถตรวจสอบความถูกต้องของการคำนวณด้วยตนเองได้โดยใช้เครื่องคำนวณออนไลน์ - การคำนวณส่วนของสายเคเบิล ซึ่งพบได้ในแหล่งข้อมูลบางส่วน

การทำความร้อนด้วยสายเคเบิลระหว่างกระแสไฟ

เมื่อโหลด ความร้อนจะถูกสร้างขึ้นในสายเคเบิล:

Q=I2Rn w/cm, โดยที่ฉันคือกระแส R คือความต้านทานไฟฟ้า n คือจำนวนคอร์

จากนิพจน์ ปริมาณของพลังงานที่ปล่อยออกมาเป็นสัดส่วนกับกำลังสองของกระแสที่ไหลผ่านเส้นลวด

การคำนวณกระแสไฟที่อนุญาตตามอุณหภูมิความร้อนของตัวนำ

สายเคเบิลไม่สามารถให้ความร้อนได้ไม่จำกัด เนื่องจากความร้อนจะกระจายสู่สิ่งแวดล้อม ในที่สุด สมดุลก็เกิดขึ้นและอุณหภูมิตัวนำคงที่ก็ถูกสร้างขึ้น

สำหรับกระบวนการที่มั่นคง อัตราส่วนจะเป็นจริง:

P=∆t/∑S=(t_w - t_av)/(∑S),

โดยที่ ∆t=t_w-t_{av - ความแตกต่างระหว่างอุณหภูมิของตัวกลางและแกนกลาง, ∑S - ทนต่ออุณหภูมิ}

กระแสไฟที่อนุญาตในระยะยาวผ่านสายเคเบิลพบได้จากนิพจน์:

I_add=√((t_add - t_{av)/(Rn ∑S)),}

ที่ t_{additional - อุณหภูมิความร้อนแกนที่อนุญาต (ขึ้นอยู่กับประเภทสายเคเบิลและวิธีการติดตั้ง) โดยปกติอุณหภูมิ 70 องศาในโหมดปกติและ 80 องศาในกรณีฉุกเฉิน}

เงื่อนไขการระบายความร้อนด้วยการเดินสายเคเบิล

เมื่อวางสายเคเบิลในสภาพแวดล้อม การกระจายความร้อนจะขึ้นอยู่กับองค์ประกอบและความชื้น ค่าความต้านทานไฟฟ้าที่คำนวณได้ของดินมักจะอยู่ที่ 120 Ohm∙°C/W (ดินเหนียวที่มีทรายที่ความชื้น 12-14%) เพื่อชี้แจง คุณควรทราบองค์ประกอบของสื่อ หลังจากนั้น คุณสามารถค้นหาความต้านทานของวัสดุตามตาราง เพื่อเพิ่มการนำความร้อน คูน้ำถูกปกคลุมด้วยดินเหนียว ไม่อนุญาตให้มีเศษซากก่อสร้างและหินในนั้น

การถ่ายเทความร้อนจากสายเคเบิลผ่านอากาศต่ำมาก มันแย่ลงไปอีกเมื่อวางในช่องเคเบิลซึ่งมีชั้นอากาศเพิ่มเติมปรากฏขึ้น ที่นี่โหลดปัจจุบันควรลดลงเมื่อเทียบกับโหลดที่คำนวณได้ ในลักษณะทางเทคนิคของสายเคเบิลและสายไฟ ให้อุณหภูมิลัดวงจรที่อนุญาต ซึ่งเท่ากับ 120 ° C สำหรับฉนวนพีวีซี ความต้านทานของดินคือ 70% ของทั้งหมดและเป็นปัจจัยหลักในการคำนวณ เมื่อเวลาผ่านไป ค่าการนำไฟฟ้าของฉนวนจะเพิ่มขึ้นเมื่อแห้ง สิ่งนี้จะต้องนำมาพิจารณาในการคำนวณ

แรงดันไฟของสายเคเบิลตก

เนื่องจากตัวนำมีความต้านทานไฟฟ้า ส่วนหนึ่งของแรงดันไฟฟ้าจึงถูกใช้ไปในการให้ความร้อนแก่พวกเขา และผู้บริโภคน้อยกว่าตอนเริ่มต้นของสายการผลิต ส่งผลให้สูญเสียศักยภาพไปตามความยาวของเส้นลวดเนื่องจากการสูญเสียความร้อน

สายเคเบิลต้องไม่เพียงแค่ถูกเลือกตามหน้าตัดเพื่อให้มั่นใจถึงประสิทธิภาพ แต่ยังคำนึงถึงระยะทางที่ส่งพลังงานด้วย การเพิ่มภาระทำให้กระแสผ่านตัวนำเพิ่มขึ้น ในขณะเดียวกันการสูญเสียก็เพิ่มขึ้น

ไฟสปอร์ตไลท์เล็กน้อย หากลดลงเล็กน้อยจะสังเกตเห็นได้ทันที หากคุณเลือกสายไฟผิด หลอดไฟที่อยู่ไกลจากแหล่งจ่ายไฟจะดูสลัว แรงดันไฟฟ้าจะลดลงอย่างมากในแต่ละส่วนถัดไป และสิ่งนี้จะสะท้อนให้เห็นในความสว่างของแสง ดังนั้นจึงจำเป็นต้องคำนวณส่วนตัดขวางของสายเคเบิลตามความยาว

ส่วนที่สำคัญที่สุดของสายเคเบิลคือผู้บริโภคที่อยู่ไกลจากส่วนที่เหลือ การสูญเสียถือเป็นส่วนสำคัญในการโหลดนี้

ในส่วน L ของตัวนำ แรงดันไฟตกจะเป็น:

∆U=(Pr + Qx)L/U_n,

โดยที่ P และ Q กำลังทำงานและกำลังรีแอกทีฟ r และ x คือค่าแอคทีฟและรีแอกแตนซ์ของส่วน L และ U_{n - แรงดันไฟฟ้าที่โหลดทำงานตามปกติ}

อนุญาต ∆U จากแหล่งพลังงานไปยังอินพุตหลักไม่เกิน ±5% สำหรับการให้แสงสว่างในอาคารที่พักอาศัยและวงจรไฟฟ้า จากอินพุตจนถึงโหลด ความสูญเสียไม่ควรเกิน 4%สำหรับสายยาว ต้องคำนึงถึงค่ารีแอกแตนซ์แบบเหนี่ยวนำของสายเคเบิลด้วย ซึ่งขึ้นอยู่กับระยะห่างระหว่างตัวนำที่อยู่ติดกัน

วิธีเชื่อมต่อผู้บริโภค

สามารถเชื่อมต่อโหลดได้หลายวิธี วิธีที่พบมากที่สุดคือ:

• ที่ส่วนท้ายของเครือข่าย;
• ผู้บริโภคมีการกระจายอย่างเท่าเทียมกัน
• เส้นที่มีการกระจายโหลดเท่ากันเชื่อมต่อกับส่วนเพิ่มเติม

ตัวอย่างที่ 1

กำลังของเครื่อง 4 กิโลวัตต์ ความยาวสาย 20 ม. ความต้านทาน ρ=0.0175 Ohm∙mm2.

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

จากนั้น ตารางคำนวณส่วนของสายเคเบิลจะถูกเลือก และเลือกขนาดที่เหมาะสม สำหรับลวดทองแดง มันจะเป็น S=1.5 mm2.

สูตรการคำนวณส่วนของสายเคเบิล: S=2ρl/R คุณสามารถกำหนดความต้านทานไฟฟ้าของสายเคเบิลได้: R=2∙0.0175∙20/1, 5=0.46 โอห์ม

จากค่าที่ทราบของ R เราสามารถกำหนด ∆U=IR/U∙100%=18.2100∙0.46/220∙100=3.8%

ผลการคำนวณไม่เกิน 5% ซึ่งหมายความว่าขาดทุนจะเป็นที่ยอมรับ ในกรณีที่สูญเสียมาก จำเป็นต้องเพิ่มหน้าตัดของแกนสายเคเบิลโดยเลือกขนาดที่ติดกันและใหญ่ขึ้นจากช่วงมาตรฐาน - 2.5 มม.2.

ตัวอย่างที่ 2

วงจรไฟส่องสว่างสามวงจรเชื่อมต่อแบบขนานกันบนเฟสเดียวของสายสามเฟสที่ปรับสมดุลโหลด ซึ่งประกอบด้วยสายเคเบิลสี่เส้น 70 มม.2 50 ม. ยาวและแบกกระแส 150 A. สำหรับแต่ละสายไฟยาว 20 เมตร กระแสไฟ 20A

การสูญเสียเฟสต่อเฟสภายใต้โหลดจริงคือ: ∆U_phase=150∙0.05∙0.55=4.1 V. ตอนนี้ คุณต้องพิจารณาความสูญเสียระหว่างความเป็นกลาง และเฟส เนื่องจากไฟเชื่อมต่อกับแรงดันไฟฟ้า 220 V: ∆U_{fn=4, 1/√3=2, 36 V.}

ในวงจรไฟส่องสว่างที่เชื่อมต่อหนึ่งวงจร แรงดันไฟตกจะเป็น: ∆U=18∙20∙0, 02=7, 2 V. ความสูญเสียทั้งหมดพิจารณาจากผลรวมของ U_{total=(2, 4+7, 2)/230∙100=4.2%. ค่าที่คำนวณได้นั้นต่ำกว่าการสูญเสียที่ยอมให้ ซึ่งก็คือ 6%}

สรุป

เพื่อป้องกันไม่ให้ตัวนำร้อนเกินไปในระหว่างการโหลดระยะยาว โดยใช้ตาราง หน้าตัดของสายเคเบิลคำนวณตามกระแสที่อนุญาตในระยะยาว นอกจากนี้ จำเป็นต้องคำนวณสายไฟและสายเคเบิลให้ถูกต้องเพื่อไม่ให้สูญเสียแรงดันไฟเกินปกติ ในเวลาเดียวกัน การสูญเสียในวงจรกำลังจะถูกรวมเข้าด้วยกัน