Расчет сечения кабеля по мощности: порядок выполнения
Ключевым параметром, определяющим уровень максимальной нагрузки на электрический проводник, является сечение кабеля по мощности, таблица значений которого используется при проведении электротехнических расчетов, а также в процессе проектирования современных систем электроснабжения. Данная величина подчиняется определенным стандартам, в соответствии с которыми осуществляется изготовление электрических проводников во всех цивилизованных странах.
Сечение кабеля: смысл технического термина
Большинство проводников электрического тока, которые применяются в современных системах электроснабжения, имеют круглое сечение. Тем не менее, на практике нередко можно встретить квадратные или прямоугольные токопроводящие жилы. И для того, чтобы расчет сечения кабеля по мощности привести к единому стандарту, для описания его ключевого геометрического параметра принято использовать вместо линейных размеров величину площади поперечного сечения.
Правильный выбор сечения – это гарантия безопасности (безопасности системы энергоснабжения, а также здоровья и жизни людей, которые с этой системой будут взаимодействовать). Если в составе той или иной электроустановки будет установлен кабель, сечение которого не соответствует фактическим электрическим нагрузкам, неприятности в процессе эксплуатации подобной системы будут неизбежны. Вот лишь некоторые последствия, которые может повлечь за собой эксплуатация электрического кабеля, обладающего сечением, несоответствующим электрическим нагрузкам:
- чрезмерный нагрев проводников в процессе эксплуатации;
- оплавление изоляционных покрытий и электрических соединений;
- выход из строя отдельных элементов электроустановки или системы электроснабжения в целом.
В результате подобных неприятностей, с какими бы мерами предосторожности ни была выполнена прокладка кабельных линий, систему неизбежно ждут короткие замыкания, регулярные отключения и даже масштабные возгорания.
Методы расчета допускаемых сечений
Площадь допускаемого сечения электрических кабелей зависит не только от мощности тока, но и от сопротивления материалов, из которых изготовлены токопроводящие жилы. В современных системах электроснабжения принято использовать две разновидности электрических проводников: алюминиевые и медные. Несмотря на то, что алюминиевые проводники выглядят более привлекательно (по причине своей относительной дешевизны), предпочтение при строительстве современных систем электроснабжения отдается проводникам, изготовленным из меди. Как показывает стандартная таблица сечения кабеля по мощности и току, это связано с гораздо более низким удельным сопротивлением медных проводников (в сравнении с проводниками алюминиевыми).
Как вы уже поняли, для осуществления корректных электротехнических расчетов в настоящее время принято использовать специальные таблицы сечения электрического кабеля, в которых отражается зависимость геометрических параметров проводника от электрической мощности.
Однако не каждая таблица позволяет определить параметры кабеля с учетом длины используемого проводника. Для этих целей можно использовать методику расчетов, основанную на использовании специальных формул. Например, если планируется прокладка кабеля, который будет отвечать за энергоснабжение нескольких потребителей (к примеру, прокладка вводного кабеля), корректировку сопротивления проводника по его длине можно произвести по формуле:
R = p ⋅ L / S
Где:
- R – сопротивление проводника;
- P – удельное сопротивление материала, из которого изготовлен проводник (например, меди);
- L – длина провода;
- S – сопротивление провода.
Эта формула позволяет определить сопротивление проводника с учетом его длины и вычислить итоговые потери напряжения:
dU = I ⋅ Rобщ
Где:
- Rобщ = R*2 (кабель состоит из двух жил – прямой и обратной);
- dU – падение напряжения;
- I – сила тока
Как бы там ни было, выбор сечения кабеля по мощности (с учетом длины и сопротивления проводника) должен осуществлять квалифицированный представитель проектной организации, гарантирующий качество и правильность произведенных расчетов.