選擇負載功率、電纜截面和電流的自動機器:計算的原則和公式

電纜截面計算 |表格、公式和示例

可以根據線路電阻校正導體橫截面

任何導體都有自己的電阻 - 我們在文章的開頭談到了這一點,當時我們給出了材料,銅和鋁的電阻率值。

這兩種金屬都具有非常好的導電性,並且在小範圍內,線路自身的電阻對電路的整體參數沒有任何顯著影響。但如果打算鋪設較長的線路,或者,例如,讓較長的攜帶延長線在離家相當遠的地方工作,則建議計算其自身的電阻並將其引起的電壓降與電源電壓。如果電路中的電壓降超過標稱電壓的 5%,則電氣裝置的操作規則規定採用具有較大橫截面導體的電纜。

例如,正在製造用於焊接逆變器的載體。如果電纜本身的電阻過大,負載下的電線會過熱,電壓可能不足以使設備正常運行。

電纜的自電阻可以使用以下公式計算:

Rk = 2 × ρ × L / S

Rk——電纜(線路)的固有電阻,歐姆;

2 - 電纜長度加倍,因為考慮到整個電流路徑,即“來回”;

ρ 為電纜芯線材料的電阻率;

L——電纜長度,m;

S為鐵芯的橫截面積,mm²。

假設我們已經知道連接負載時必須處理的電流 - 這已經在本文中多次討論過。

知道電流強度,很容易用歐姆定律計算電壓降,然後與標稱值進行比較。

Ur = Rk × I

ΔU (%) = (Ur / Unom) × 100

如果測試結果超過 5%,則電纜芯的橫截面應增加一級。

另一個在線計算器將幫助您快速進行此類檢查。似乎不需要進一步解釋。

長線電壓降計算器

如前所述,使用高達 5% 的值,您無法更改任何內容。如果結果更多,則電纜芯的橫截面會增加,隨後還要進行檢查。

*  *  *  *  *  *  *

因此,考慮了與所需電纜橫截面相關的主要問題,具體取決於其上的計劃負載。讀者可以自由選擇他最喜歡的任何建議的計算方法。

我們將以同一主題的視頻結束本文。

額定電流和時間特性

接下來是主要銘文之一 - 機器的額定電流。例如 C25 或 C16。

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第一個字母表示時間-電流特性“C”。字母后面的數字是額定電流值。

最常見的特徵是“B、C、D、Z、K”。它們根據通過機器的短路電流確定跳閘時間。簡而言之,那麼:

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當短路電流比標稱值大 3-5 倍時,機器將“有條件地立即”關閉

基本上它們被放置在照明電路中。

C
短路電流為標稱值的 5-10 倍

混合負載網絡中的通用應用。

D
10-20 倍以上的 Inom

用於連接電動機。

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Z
2-3次

實際用於帶有電子設備的電路中。

ķ
8-12次

僅適用於帶感性負載的設備。

所有這些設備都具有熱保護和電磁保護。雖然有時可能無法設置熱。但稍後會詳細介紹。

電磁 - 在上述參數的範圍內,取決於特性的類型。

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請注意,使用 C25 的值,機器不會關閉 26 安培的負載。這只會在電流值大於 25A 的 1.13 倍時發生。即便如此,經過相當長的一段時間(超過 1 小時)

即便如此,經過相當長的一段時間(超過 1 小時)。

有這樣的事情:

工作電流 — 1,45*Inom

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機器保證在一小時內工作。

非工作電流 - 1.13 * Inom

機器不應該在一小時內工作,但只能在這段時間過去後工作。

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另外,不要忘記外殼上的額定電流值是針對環境溫度 +30C 指示的。如果您將設備放在浴室或房屋的正面,直接在陽光下,那麼一台 16 安培的自動機器,在炎熱的夏日,可以在比標稱電流更低的電流下工作!

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為什麼需要自動

用於公寓、聯排別墅、小型工業設施的斷路器具有一般的工作原理。

它們配備了兩級保護系統:

  1. 熱的。熱釋放器由雙金屬板製成。隨著大電流側的長時間動作,板的靈活性增加,因此它接觸開關。
  2. 電磁。電磁脫扣器的作用是由螺線管來完成的。當記錄一個增加的電流功率時,機器和電纜不是設計的,開關也會跳閘。這是短路保護。

AB(常用縮寫)保護電網免受熱絕緣和火災

正是由於這種工作方案,重要的是要知道將機器放在公寓裡需要多少安培:如果您選擇了錯誤的設備,它將無法阻止功率不合適的電流,並且會發生火災。根據所有建議選擇,AB 將防止火災、電擊、加熱和家用電器芯片燃燒

決定宗派

實際上,從斷路器的功能來看,確定斷路器額定值的規則是:必須工作到電流超過接線能力為止。這意味著機器的額定電流必須小於接線所能承受的最大電流。

對於每條線路,您需要選擇合適的斷路器

基於此,選擇斷路器的算法很簡單:

  • 計算特定區域的佈線橫截面。
  • 查看此電纜可以承受的最大電流(表中有)。
  • 此外,從斷路器的所有面額中,我們選擇最接近的較小的一個。機器的額定值與特定電纜的允許連續負載電流相關 - 它們的額定值略低(見表)。評級列表如下所示:16 A、25 A、32 A、40 A、63 A。從此列表中選擇正確的一個。有面額和更少的面額,但實際上它們已經不再使用了——我們的電器太多了,而且它們的功率很大。

例子

該算法非常簡單,但它完美無缺。為了更清楚,讓我們看一個例子。下表顯示了在房屋和公寓中佈線時使用的導體的最大允許電流。也有關於使用機器的建議。它們在“斷路器的額定電流”一欄中給出。在那裡我們正在尋找面額 - 它略低於允許的最大值,因此接線工作在正常模式下。

銅線橫截面 允許持續負載電流 單相網絡的最大負載功率 220 V 斷路器額定電流 斷路器電流限制 單相電路的近似負載
1.5 平方米毫米 19個 4.1千瓦 10安 16個 照明和信號
2.5 平方米毫米 27個 5.9 千瓦 16個 25安 插座組和電地暖
4 平方毫米 38個 8.3 千瓦 25安 32個 空調和熱水器
6 平方毫米 46個 10.1 千瓦 32個 40安 電爐和烤箱
10平方米毫米 70安 15.4 千瓦 50安 63 一個 介紹台詞

在表格中,我們找到了這條線的選定線段。假設我們需要鋪設橫截面為 2.5 mm2 的電纜(鋪設到中等功率設備時最常見)。這種截面的導體可以承受27A的電流,機器的推薦額定值為16A。

那麼鏈條將如何運作?只要電流不超過 25 A,機器就不會關閉,一切都在正常模式下工作 - 導體會升溫,但不會達到臨界值。當負載電流開始增加並超過 25 A 時,機器在一段時間內不會關閉 - 也許這些是啟動電流,並且它們是短暫的。如果電流在足夠長的時間內超過 25 A 13%,它就會關閉。在這種情況下,如果它達到 28.25 A。然後電袋將工作,使分支斷電,因為該電流已經對導體及其絕緣構成威脅。

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功率計算

是否可以根據負載功率選擇自動機?如果只有一個設備連接到電源線(通常是耗電量大的大型家用電器),則允許根據該設備的功率進行計算。同樣在功率方面,您可以選擇安裝在房屋或公寓入口處的入門機器。

如果我們正在尋找入門機器的價值,則有必要將連接到家庭網絡的所有設備的功率相加。然後將求得的總功率代入公式,求出該負載的工作電流。

從總功率計算電流的公式

找到電流後,選擇值。它可以比找到的值多一點或少一點。主要是它的跳閘電流不超過此接線的最大允許電流。

什麼時候可以使用這種方法?如果佈線有很大的餘量(順便說一句,這還不錯)。然後,為了省錢,可以根據負載安裝自動開關,而不是根據導線的橫截面

但我們再次注意,負載的長期允許電流必須大於斷路器的限制電流。只有這樣自動保護的選擇才是正確的

通過加熱導體計算允許的電流強度

如果選擇了合適橫截面的導體,這將消除電壓降和線路過熱。因此,該部分確定了電網運行模式的最佳和經濟程度。看起來你可以拿並安裝一個巨大的電纜部分。但銅導體的成本與其橫截面成正比,在一個房間內安裝電線時的差價可能高達數千盧布。

因此,能夠正確計算電纜橫截面很重要:一方面保證網絡運行的安全,另一方面不要花額外的錢購買過於“粗”的導體

要選擇線材截面,必須考慮兩個重要標準 - 允許的加熱和電壓損失。用不同的公式得到導體截面積的兩個值後,四捨五入取一個較大的值。架空電力線對電壓損失特別敏感。

同時,對於鋪設在波紋管中的地下線路和電纜,重要的是要考慮到允許的熱量。因此,應根據接線類型確定橫截面

電纜導體的允許加熱溫度

Id - 電纜上的允許負載(加熱電流)。該值對應於長時間流過導體的電流。在此過程中,出現了既定的長期允許溫度 (Td)。計算出的電流強度 (Ir) 必須與允許的電流強度 (Id) 相對應,要確定它,您需要使用以下公式:

Ir \u003d (1000 * Pn * kz) / √ (3 * Un * hd * cos j),

在哪裡:

  • Pn——額定功率,kW;
  • Kz——負載係數(0.85-0.9);
  • Un——設備的額定電壓;
  • hd——設備效率;
  • cos j——設備功率因數(0.85-0.92)。

即使我們考慮相同的電流值,熱輸出也會因環境溫度而異。溫度越低,傳熱效率越高。

電纜修正係數取決於環境溫度

溫度因地區和季節而異,因此可以在 PUE 中找到具體數值的表格。如果溫度與計算出的溫度相差很大,則必須使用校正因子。室內或室外的基本溫度為 25 攝氏度。如果電纜鋪設在地下,溫度會發生 15 攝氏度的變化。然而,它在地下保持不變。

電壓

230/400V——本機可使用的額定電壓銘文。

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如果有 230V 圖標(沒有 400V),則這些設備只能用於單相網絡。您不能將兩個或三個單相開關排成一排,以這種方式為電機負載或三相泵或風扇提供380V。

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還要仔細研究雙極模型。如果他們在其中一個極上寫有字母“N”(不僅是 difavtomatov),那麼這裡連接的是零芯,而不是第一相。

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它們的名稱略有不同。例如 VA63 1P+N。

波浪圖標表示 - 用於在交流電壓網絡中運行。

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對於直流電壓和電流,最好不要安裝此類設備。它的停機特性和短路時的工作結果將是不可預測的。

直流和電壓開關,除了直線形式的圖標外,其端子上可能有特徵銘文“+”(加號)和“-”(減號)。

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此外,電極的正確連接在這里至關重要。這是因為用直流電熄滅電弧的條件有些困難。

如果在正弦曲線通過零時弧線自然消失,那麼在恆定時,就沒有這樣的正弦曲線。為了穩定的滅弧,在其中使用了磁鐵,磁鐵安裝在滅弧室附近。

這將導致船體不可避免的破壞。

弱鏈接保護

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除節外,在選擇合適的電纜產品時,還要注意實際的操作條件。標準化值用於加熱至不超過 +60°C 的溫度

在鄉間別墅附近的地點安裝線路時,必須提供防潮和其他不利外部影響的保護。

仔細檢查電網的所有部分。基本規則是可靠保護,考慮到參數最差的部分的性能。應該記住,與鋁相比,銅設計為具有相同的橫截面以承受更大的負載。金屬的純度特別重要。隨著雜質的增加,電導率下降,無用和危險加熱的損失增加。

室內佈線裝置

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  • 介紹機必須放在櫃檯前;
  • 控制裝置後面安裝了一個通用剩餘電流裝置(RCD);
  • 然後單獨的線路配備斷路器(AB)。

RCD 可防止引起洩漏電流的事故。在某些情況下防止觸電。然而,使用斷路器執行複雜的保護措施。務必使用有效接地。

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通常,在廚房中放置幾組以均勻分配負載很方便。特別推薦選擇強大消費者的分佈:

  • 滾刀;
  • 烤箱;
  • 加熱鍋爐、鍋爐、流動加熱器;
  • 電對流器、熱風槍;
  • 空調。

接線圖具有樹形結構。從“主幹”的中心線製作“分支”的必要分支,用於連接插座和開關。

電流表的自動機器等級

為了保護線路免受過載和短路,必須仔細正確地選擇斷路器的額定電流。例如,如果您使用 2.5 平方毫米電纜保護線路。自動25A,同時打開幾個大功率的家用電器,那麼電流可能會超過機器標稱值,但小於1.45,機器可以工作一個小時左右。

如果電流為 28A,那麼電纜絕緣層將開始熔化(因為允許的電流只有 25A),這將導致故障、火災和其他不幸的後果。

因此,功率和電流的自動機表如下:

電流斷路器的額定值

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  • 指定消費者的連接方案;
  • 採集設備護照數據,測量電壓;
  • 根據提出的方案,它們是單獨計算的,將單獨電路中的電流相加;
  • 對於每一組,必須選擇能夠承受相應負載的自動機器;
  • 確定具有合適導體橫截面的電纜產品。

面額選擇規則

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為了得出正確的結論,有必要考慮所連接設備的特性。如果根據計算,總電流為 19 安培,用戶更願意購買 25A 的設備。該解決方案假定可以在沒有明顯限制的情況下施加附加載荷。

但是,在某些情況下,最好選擇 20A 斷路器。這提供了相對較短的時間來通過雙金屬隔離器的電流增加(溫度升高)關閉電源

當轉子被卡住的驅動器阻塞時,這種預防措施將有助於保持電機繞組的完整性。

不同的響應時間有助於確保保護設備的選擇性操作。具有較低延遲的設備安裝在線路上。在緊急情況下,只有損壞的部分斷電。介紹機器將沒有時間關閉。來自其他電路的電源對於維持照明、警報和其他工程系統處於工作狀態很有用。

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