Kad kabelinė paslauga būtų ilga ir patikima, ji turi būti teisingai parinkta ir apskaičiuota. Elektrikai, montuodami laidus, dažniausiai pasirenka laidų skerspjūvį, remdamiesi patirtimi. Kartais tai sukelia klaidų. Kabelio skerspjūvio apskaičiavimas visų pirma būtinas elektros saugos požiūriu. Tai bus neteisinga, jei laidininko skersmuo bus mažesnis arba didesnis nei reikalaujama.
Per žema kabelio sekcija
Šis atvejis yra pats pavojingiausias, nes nuo didelio srovės tankio laidininkai perkaista, o izoliacija tirpsta ir įvyksta trumpasis jungimas. Tai taip pat gali sugadinti elektros įrangą, sukelti gaisrą, o darbuotojai gali gauti energijos. Jei kabeliui įdiegsite grandinės pertraukiklį, jis veiks per dažnai, o tai sukels tam tikrą diskomfortą.
Kabelio atkarpa didesnė nei reikalaujama
Čia pagrindinis veiksnys yra ekonominis. Kuo didesnis laido skerspjūvis, tuo jis brangesnis. Jei viso buto laidus atliksite su didele marža, tai kainuos didelę sumą. Kartais patartina atlikti pagrindinį didesnio skerspjūvio įvestį, jei tikimasi tolesnio namų tinklo apkrovos padidėjimo.
Jei nustatysite atitinkamą kabelio grandinės pertraukiklį, šios linijos bus perkrautos, kai kuri nors iš jų neišjungs grandinės pertraukiklio.
Kaip apskaičiuoti kabelio dydį?
Prieš montavimą patartina apskaičiuoti kabelio skerspjūvį pagal apkrovą. Kiekvienas laidininkas turi tam tikrą galią, kuri neturi būti mažesnė už prijungtų elektros prietaisų galią.
Galios skaičiavimas
Lengviausias būdas yra apskaičiuoti bendrą įvesties laido apkrovą. Kabelio skerspjūvio apskaičiavimas pagal apkrovą sumažinamas iki bendros vartotojų galios nustatymo. Kiekvienas iš jų turi savo nominalą, nurodytą dėkle arba pase. Tada bendra galia padauginama iš koeficiento 0,75. Taip yra dėl to, kad visi įrenginiai negali būti įjungti vienu metu. Norint galutinai nustatyti reikiamą dydį, naudojama kabelio pjūvio skaičiavimo lentelė.
Kabelio atkarpos apskaičiavimas pagal srovę
Tikslesnis metodas yra dabartinės apkrovos apskaičiavimas. Kabelio skerspjūvis apskaičiuojamas nustačius per jį tekančią srovę. Vienfaziam tinklui taikoma formulė:
Icalc.=P/(Unom∙cosφ),
kur P – apkrovos galia, Unom. – tinklo įtampa (220 V).
Jei bendra aktyvių apkrovų galia namuose yra 10kW, tada vardinė srovė Icalc.=10000/220 ≈ 46 A. Kai kabelio skerspjūvis apskaičiuojamas pagal srovę, atliekama laido klojimo sąlygų korekcija (nurodyta kai kuriose specialiose lentelėse), taip pat į perkrovą įjungiant elektros prietaisus maždaug daugiau nei 5 A. Dėl to Iapskaičiuota.=46 + 5=51 A.
Gerdžių storis nustatomas pagal žinyną. Kabelio skerspjūvio apskaičiavimas naudojant lenteles leidžia lengvai rasti tinkamą nuolatinės srovės dydį. Trijų gyslų kabeliui, nutiestam į namą per orą, reikia pasirinkti reikšmę didesnės standartinės sekcijos kryptimi. Tai yra 10 mm2. Savarankiško skaičiavimo teisingumą galima patikrinti naudojant internetinį skaičiuotuvą – kabelio atkarpos skaičiavimą, kurį rasite kai kuriuose š altiniuose.
Kabelio šildymas srovės srauto metu
Kai apkrova veikia, kabelyje susidaro šiluma:
Q=I2Rn w/cm, kur I yra srovė, R yra elektrinė varža, n yra branduolių skaičius.
Iš išraiškos matyti, kad išleidžiamos galios kiekis yra proporcingas laidu tekančios srovės kvadratui.
Leidžiamos srovės apskaičiavimas pagal laidininko šildymo temperatūrą
Kabelis negali įkaisti neribotą laiką, nes šiluma išsisklaido į aplinką. Galų gale susidaro pusiausvyra ir nustatoma pastovi laidininkų temperatūra.
Kad procesas būtų pastovus, santykis yra teisingas:
P=∆t/∑S=(tw - tav)/(∑S),
kur ∆t=tw-tav - skirtumas tarp terpės ir šerdies temperatūros, ∑S - atsparumas temperatūrai.
Ilgalaikė leistina srovė, einanti per kabelį, randama iš išraiškos:
Iadd=√((tadd - tav)/(Rn ∑S)),
kur tpapildoma - leistina šerdies šildymo temperatūra (priklauso nuo kabelio tipo ir montavimo būdo). Paprastai jis yra 70 laipsnių įprastu režimu ir 80 avariniu režimu.
Šilumos išsklaidymo sąlygos, kai laidas veikia
Kabelį nutiesus aplinkoje, šilumos išsklaidymą lemia jo sudėtis ir drėgmė. Apskaičiuota dirvožemio savitoji varža paprastai laikoma 120 Ohm∙°C/W (molis su smėliu, kurio drėgnumas 12-14%). Norėdami paaiškinti, turėtumėte žinoti terpės sudėtį, po kurios pagal lenteles galite rasti medžiagos atsparumą. Siekiant padidinti šilumos laidumą, tranšėja yra padengta moliu. Statybinių šiukšlių ir akmenų buvimas jame neleidžiamas.
Šilumos perdavimas iš kabelio per orą yra labai mažas. Jis dar labiau pablogėja klojant kabelių kanale, kur atsiranda papildomų oro sluoksnių. Čia dabartinė apkrova turėtų būti sumažinta, palyginti su apskaičiuota. Kabelių ir laidų techninėse charakteristikose nurodyta leistina trumpojo jungimo temperatūra, kuri yra 120 ° C PVC izoliacijai. Dirvožemio atsparumas yra 70% viso ir yra pagrindinis skaičiavimuose. Laikui bėgant, izoliacijos laidumas didėja jai išdžiūvus. Į tai reikia atsižvelgti atliekant skaičiavimus.
Kabelio įtampos kritimas
Dėl to, kad laidininkai turi elektrinę varžą, dalis įtampos išleidžiama jiems šildyti, o vartotojui ateina mažiau nei buvo linijos pradžioje. Dėl to potencialas prarandamas per laido ilgį dėl šilumos nuostolių.
Kabelis turi būti parinktas ne tik pagal skerspjūvį, kad būtų užtikrintas jo veikimas, bet ir atsižvelgti į atstumą, kuriuo perduodama energija. Padidėjus apkrovai, padidėja srovė per laidininką. Tuo pačiu metu didėja nuostoliai.
Prožektoriams taikoma maža įtampa. Jei jis šiek tiek sumažėja, tai iškart pastebima. Jei pasirinksite netinkamus laidus, toliau nuo maitinimo š altinio esančios lemputės atrodo blankiai. Kiekvienoje paskesnėje sekcijoje įtampa žymiai sumažėja, o tai atsispindi apšvietimo ryškumu. Todėl reikia apskaičiuoti kabelio skerspjūvį išilgai.
Svarbiausia kabelio dalis yra vartotojas, esantis toliausiai nuo kitų. Nuostoliai daugiausia laikomi šiai apkrovai.
Laidžio L sekcijoje įtampos kritimas bus:
∆U=(Pr + Qx)L/Un,
kur P ir Q yra aktyvioji ir reaktyvioji galia, r ir x yra L sekcijos aktyvioji ir reaktyvioji varža, o Un – vardinė įtampa, kuriai esant įprastai veikia apkrova.
Leidžiamas ∆U nuo maitinimo š altinių iki pagrindinių įvadų neviršija ±5 % apšviečiant gyvenamuosius pastatus ir maitinimo grandines. Nuo įėjimo iki apkrovos nuostoliai neturėtų būti didesni nei 4%. Ilgoms linijoms reikia atsižvelgti į indukcinę kabelio varžą, kuri priklauso nuo atstumo tarp gretimų laidų.
Vartotojų sujungimo būdai
Krovinius galima sujungti įvairiais būdais. Dažniausiai naudojami šie būdai:
- tinklo pabaigoje;
- vartotojai pasiskirsto tolygiai;
- linija su tolygiai paskirstytomis apkrovomis prijungta prie išplėstinės atkarpos.
1 pavyzdys
Prietaiso galia yra 4 kW. Kabelio ilgis yra 20 m, varža ρ=0,0175 Ohm∙mm2.
Srovė nustatoma pagal ryšį: I=P/Unom=4∙1000/220=18,2 A.
Tada paimama kabelio pjūvio skaičiavimo lentelė ir parenkamas tinkamas dydis. Varinei vielai jis bus S=1,5 mm2.
Kabelio atkarpos skaičiavimo formulė: S=2ρl/R. Per jį galite nustatyti kabelio elektrinę varžą: R=2∙0,0175∙20/1, 5=0,46 Ohm.
Iš žinomos R reikšmės galime nustatyti ∆U=IR/U∙100%=18,2100∙0,46/220∙100=3,8%.
Skaičiavimo rezultatas neviršija 5%, vadinasi, nuostoliai bus priimtini. Esant dideliems nuostoliams, tektų padidinti kabelių gyslų skerspjūvį, pasirenkant gretimą, didesnį dydį iš standartinio diapazono - 2,5 mm2.
2 pavyzdys
Trys apšvietimo grandinės sujungtos lygiagrečiai viena su kita vienoje fazėje subalansuotos trifazės linijos, sudarytos iš keturių laidų kabelio 70 mm2 50 m ilgio ir tekančiu 150 A srovę. Kiekvienam20 m ilgio apšvietimo linijos teka 20 A srovę.
Faziniai nuostoliai esant faktinei apkrovai yra: ∆Ufazė=150∙0,05∙0,55=4,1 V. Dabar reikia nustatyti nuostolius tarp neutralių ir fazė, nes apšvietimas prijungtas prie 220 V įtampos: ∆Ufn=4, 1/√3=2, 36 V.
Vienoje prijungtoje apšvietimo grandinėje įtampos kritimas bus: ∆U=18∙20∙0, 02=7, 2 V. Bendri nuostoliai nustatomi pagal Uviso sumą.=(2, 4+7, 2) / 230∙100=4,2 %. Apskaičiuota vertė yra mažesnė už leistiną nuostolį, kuris yra 6%.
Išvada
Siekiant apsaugoti laidus nuo perkaitimo ilgalaikės apkrovos metu, naudojant lenteles, kabelio skerspjūvis apskaičiuojamas pagal ilgalaikę leistiną srovę. Be to, būtina teisingai apskaičiuoti laidus ir kabelius, kad įtampos nuostoliai juose nebūtų didesni nei įprastai. Kartu su jais sumuojami nuostoliai maitinimo grandinėje.
