للحصول على خدمة كبل طويلة وموثوقة ، يجب تحديدها وحسابها بشكل صحيح. عند تركيب الأسلاك ، يختار فنيو الكهرباء في الغالب المقطع العرضي للأسلاك ، بناءً على الخبرة. في بعض الأحيان يؤدي هذا إلى أخطاء. الحساب ضروري ، أولاً وقبل كل شيء ، من حيث السلامة الكهربائية. سيكون من الخطأ إذا كان قطر الموصل أقل أو أكثر من المطلوب.

المقطع العرضي للكابل التقليل من شأنه

هذه الحالة هي الأخطر ، حيث ترتفع درجة حرارة الموصلات من ارتفاع درجة الحرارة ، بينما يذوب العزل وتحدث دائرة كهربائية قصيرة. قد يؤدي ذلك أيضًا إلى تدمير المعدات الكهربائية ، والتسبب في نشوب حريق ، وقد يتم تنشيط العمال. إذا قمت بتثبيت قاطع دائرة للكابل ، فسوف يعمل كثيرًا ، مما سيخلق بعض الانزعاج.

المقطع العرضي للكابل أعلى من المطلوب

العامل الرئيسي هنا اقتصادي. كلما زاد سعره. إذا قمت بتوصيل الأسلاك في الشقة بأكملها بهامش كبير ، فسيتكلف ذلك مبلغًا كبيرًا. يُنصح أحيانًا بإجراء الإدخال الرئيسي لمقطع عرضي أكبر إذا كان من المتوقع حدوث زيادة أخرى في الحمل على الشبكة المنزلية.

إذا تم تركيب آلة أوتوماتيكية مناسبة للكابل ، فسيتم تحميل السطور التالية بشكل زائد عندما لا يعمل أحدها بمفرده

كيف تحسب المقطع العرضي للكابل؟

قبل التثبيت ، يُنصح بحساب المقطع العرضي للكابل وفقًا للحمل. كل موصل له طاقة معينة ، والتي لا ينبغي أن تكون أقل من تلك الخاصة بالأجهزة الكهربائية المتصلة.

حساب القوة

أسهل طريقة لحساب الحمل الكلي على السلك الرئيسي. يتم تقليل حساب المقطع العرضي للكابل وفقًا للحمل لتحديد الطاقة الإجمالية للمستهلكين. كل واحد منهم له مذهبه الخاص ، المشار إليه في العلبة أو في جواز السفر. ثم تُضرب القوة الكلية بمعامل 0.75. هذا يرجع إلى حقيقة أنه لا يمكن تشغيل جميع الأجهزة في نفس الوقت. من أجل التحديد النهائي للحجم المطلوب ، يتم استخدام جدول حساب قسم الكابل.

حساب المقطع العرضي للكابل بالتيار

الطريقة الأكثر دقة هي حساب الحمل الحالي. يتم حساب المقطع العرضي للكابل عن طريق تحديد التيار المار من خلاله. بالنسبة للشبكة أحادية الطور ، يتم تطبيق الصيغة:

أنا أحسب. = P / (U nom ∙ cosφ) ،

حيث P - قوة الحمل ، U nom. - جهد التيار الكهربائي (220 فولت).

إذا كانت الطاقة الإجمالية للأحمال النشطة في المنزل هي 10 كيلو واط ، فإن التيار المقدر أحسبه. \ u003d 10000/220 ≈ 46 A. عند حساب المقطع العرضي الحالي للكابل ، يتم إجراء تصحيح لظروف مد السلك (المشار إليه في بعض الجداول الخاصة) ، وكذلك للحمل الزائد عند تشغيل الأجهزة الكهربائية تقريبًا لأعلى بمقدار 5 أ. نتيجة لذلك ، أحسب. = 46 + 5 = 51 أ.

يتم تحديد سمك النوى من خلال الكتاب المرجعي. يسهل حساب المقطع العرضي للكابل باستخدام الجداول العثور على الحجم المناسب للتيار المستمر. بالنسبة لكابل ثلاثي النواة يتم وضعه في المنزل عبر الهواء ، يجب عليك تحديد قيمة في اتجاه قسم قياسي أكبر. 10 مم 2. يمكن التحقق من صحة الحساب الذاتي باستخدام آلة حاسبة عبر الإنترنت - حساب المقطع العرضي للكابل ، والذي يمكن العثور عليه في بعض الموارد.

تسخين الكبل أثناء مرور التيار

عند تشغيل الحمل ، يتم إطلاق الحرارة في الكبل:

س \ u003d أنا 2 Rn ث / سم ،

حيث أنا التيار ، R هي المقاومة الكهربائية ، n هي عدد النوى.

ينتج عن التعبير أن كمية الطاقة المنبعثة تتناسب مع مربع التيار المتدفق عبر السلك.

حساب قوة التيار المسموح بها وفقًا لدرجة حرارة تسخين الموصل

لا يمكن أن يسخن الكبل إلى أجل غير مسمى ، حيث تتبدد الحرارة في البيئة. في النهاية ، يحدث التوازن ويتم إنشاء درجة حرارة ثابتة للموصلات.

لعملية ثابتة ، تكون العلاقة صحيحة:

P \ u003d ∆t / ∑S \ u003d (t جيدًا - t cf) / (∑S) ،

حيث ∆t = t w -t cf هو الفرق بين درجة حرارة الوسط واللب ، ∑S هي مقاومة درجة الحرارة.

تم العثور على التيار المسموح به على المدى الطويل الذي يمر عبر الكبل من التعبير:

أقوم بإضافة \ u003d √ ((t add - t cf) / (Rn∑S)) ،

حيث t add هي درجة حرارة التسخين المسموح بها للموصلات (تعتمد على نوع الكبل وطريقة التمديد). عادة ما تكون درجة الحرارة 70 درجة في الوضع العادي و 80 درجة في حالة الطوارئ.

ظروف تبديد الحرارة عند تشغيل الكابل

عندما يتم وضع كابل في بيئة ، يتم تحديد تبديد الحرارة من خلال تركيبته ورطوبته. يُفترض عادةً أن المقاومة المحسوبة للتربة هي 120 أوم ∙ درجة مئوية / واط (الطين مع الرمل بمحتوى رطوبة 12-14٪). للتوضيح ، يجب أن تعرف تكوين الوسط ، وبعد ذلك يمكنك العثور على مقاومة المادة وفقًا للجداول. لزيادة التوصيل الحراري ، يتم تغطية الخندق بالطين. لا يسمح بدخول حطام البناء والحجارة فيه.

انتقال الحرارة من الكابل عبر الهواء منخفض جدًا. يزداد سوءًا عند التمديد في قناة كبلية ، حيث تظهر طبقات هواء إضافية. هنا ، يجب تقليل الحمل الحالي مقارنةً بالحمل المحسوب. في الخصائص التقنية للكابلات والأسلاك ، يتم إعطاء درجة حرارة ماس كهربائى المسموح بها ، وهي 120 درجة مئوية لعزل PVC. تشكل مقاومة التربة 70٪ من الإجمالي وهي المقاومة الرئيسية في الحسابات. بمرور الوقت ، تزداد موصلية العزل مع جفافه. يجب أن يؤخذ هذا في الاعتبار في الحسابات.

انخفاض الجهد الكبل

نظرًا لحقيقة أن الموصلات تتمتع بمقاومة كهربائية ، فإن جزءًا من الجهد يتم إنفاقه على تسخينها ، وأقل ما يأتي إلى المستهلك مما كان عليه في بداية الخط. نتيجة لذلك ، تُفقد الإمكانات على طول السلك بسبب فقد الحرارة.

يجب ألا يتم اختيار الكبل وفقًا للمقطع العرضي لضمان أدائه فحسب ، بل يجب أيضًا مراعاة المسافة التي يتم نقل الطاقة خلالها. تؤدي الزيادة في الحمل إلى زيادة التيار عبر الموصل. في الوقت نفسه ، تزداد الخسائر.

يتم تطبيق جهد صغير على الأضواء. إذا انخفض قليلاً ، فإنه يمكن ملاحظته على الفور. إذا اخترت الأسلاك الخاطئة ، فإن المصابيح الموجودة بعيدًا عن مصدر الطاقة تبدو باهتة. يتم تقليل الجهد بشكل كبير في كل قسم لاحق ، وهذا ينعكس في سطوع الإضاءة. لذلك ، من الضروري حساب المقطع العرضي للكابل بطول الطول.

الجزء الأكثر أهمية في الكبل هو المستهلك الموجود في أبعد مكان عن الباقي. تعتبر الخسائر في الغالب لهذا الحمل.

في القسم L من الموصل ، سيكون انخفاض الجهد:

∆U = (Pr + Qx) L / U n ،

حيث يكون P و Q نشطين و r و x هما النشطين والمفاعلة للقسم L ، و U n هو الجهد الاسمي الذي يعمل فيه الحمل بشكل طبيعي.

مسموح ∆U من مصادر الطاقة إلى المدخلات الرئيسية لا تتجاوز ± 5٪ لإضاءة المباني السكنية ودوائر الطاقة. من المدخلات إلى الحمل ، يجب ألا تزيد الخسائر عن 4٪. بالنسبة للخطوط الطويلة ، يجب مراعاة التفاعل الاستقرائي للكابل ، والذي يعتمد على المسافة بين الموصلات المجاورة.

طرق ربط المستهلكين

يمكن توصيل الأحمال بطرق مختلفة. الأكثر شيوعًا هي الطرق التالية:

• في نهاية الشبكة ؛
• يتم توزيع المستهلكين بالتساوي على طول الخط ؛
• يتم توصيل خط به أحمال موزعة بشكل موحد بقسم ممتد.

مثال 1

قوة الجهاز 4 كيلو واط. طول الكابل 20 م ، المقاومة ρ = 0.0175 أوم ∙ مم 2.

يتم تحديد التيار من العلاقة: I = P / U nom = 4 ∙ 1000/220 = 18.2 A.

ثم يتم أخذ جدول حساب قسم الكابل ، ويتم تحديد الحجم المناسب. بالنسبة للسلك النحاسي ، سيكون S = 1.5 مم 2.

معادلة حساب قسم الكابل: S = 2ρl / R. من خلاله يمكنك تحديد المقاومة الكهربائية للكابل: R \ u003d 2 0.0175 20 / 1.5 = 0.46 أوم.

من القيمة المعروفة لـ R ، يمكننا تحديد ∆U = IR / U 100٪ = 18.2 * 100 0.46 / 220 ∙ 100 = 3.8٪.

لا تتعدى نتيجة الحساب 5٪ مما يعني أن الخسائر ستكون مقبولة. في حالة حدوث خسائر كبيرة ، سيكون من الضروري زيادة المقطع العرضي لنوى الكابلات عن طريق اختيار الحجم المجاور الأكبر من النطاق القياسي - 2.5 مم 2.

مثال 2

ثلاث دوائر إضاءة متصلة بالتوازي مع بعضها البعض على مرحلة واحدة من خط متوازن الحمل ثلاثي الأطوار ، يتكون من كابل بأربعة أسلاك بطول 70 مم 2 50 مترًا ويحمل تيارًا قدره 150 ألفًا. كل خط إضاءة بطول 20 مترًا. يحمل تيارًا قدره 20 أ.

خسائر الطور إلى الطور تحت الحمل الحالي هي: مراحل U = 150 ∙ 0 ، 05 0.55 = 4.1 فولت. الآن يجب تحديد الخسائر بين المحايد والطور ، لأن الإضاءة متصلة بجهد 220 فولت : ∆U fn = 4 .1 / √3 = 2.36 فولت.

في دائرة إضاءة متصلة واحدة ، سيكون انخفاض الجهد: ∆U \ u003d 18 ∙ 20 ∙ 0.02 \ u003d 7.2 V. يتم تحديد إجمالي الخسائر من خلال مجموع U الإجمالي \ u003d (2.4 + 7.2) / 230100 \ u003d 4.2٪ . القيمة المحسوبة أقل من الخسائر المسموح بها والتي تبلغ 6٪.

خاتمة

لحماية الموصلات من ارتفاع درجة الحرارة أثناء الحمل طويل الأجل ، باستخدام الجداول ، يتم حساب المقطع العرضي للكابل وفقًا للتيار المسموح به على المدى الطويل. بالإضافة إلى ذلك ، من الضروري حساب الأسلاك والكابلات بشكل صحيح بحيث لا يكون فقد الجهد فيها أكثر من المعتاد. في الوقت نفسه ، يتم تلخيص الخسائر في دائرة إمداد الطاقة بها.