Максимально допустима сила струму в мідному кабелі: таблиця потужності і перетинів

Правильна підготовка проекту електропостачання забезпечує високий рівень безпеки, запобігає аварійні ситуації. Щоб визначити допустимий струм для мідних проводів, крім базових формул, необхідний облік реальних умов експлуатації. Стануть в нагоді теоретичні знання про фізичні процеси та відомості про вибір відповідної кабельної продукції.

Мідні дроти застосовують для створення якісних мереж електропостачання

Визначення допустимого струму

Всі провідники при проходженні струму нагріваються. Надмірне підвищення температури провокує механічне пошкодження конструкції, включаючи захисні і декоративні оболонки. Щоб зберегти працездатність траси користуються поняттям «тривало допустимий струм». Довідкові значення для проводів з мідними і алюмінієвими жилами наведені в правилах ПУЕ та галузевих ГОСТах.

Таблиця дозволених струмових навантажень

матеріал провідника оболонка Площа поперечного перерізу жили, мм кв. Допустимі струмові навантаження, А Тип траси, кількість кабелів в каналі
мідь полівінілхлорид 1,5 23 монтаж у відкритому лотку
мідь гума + свинець 1,5 33 в землі, двожильний кабель
алюміній полівінілхлорид 2,5 24 відкритий лоток
алюміній полімер 2,5 29 в землі, трижильний кабель
мідь пластик, гума 2,5 40 переміщувана конструкція, одножильний кабель

Для точного розрахунку фахівці користуються формулою теплового балансу, яка містить:

  • електричний опір метра провідника при певній температурі;
  • поправочні коефіцієнти для обліку передачі тепла в навколишній простір за допомогою конвекції, інфрачервоного випромінювання;
  • нагрів від зовнішніх джерел.

Відведення теплової енергії поліпшується при прокладанні траси в землі (під водою). Гірше умови, коли кілька кабелів знаходиться в одному каналі.

До відома. Іноді застосовують аналог розрахунку за потужністю з урахуванням неруйнівного рівня нагріву.

Допустима щільність струму для мідного дроту

При створенні мереж в сучасних об’єктах нерухомості вважають за краще використовувати саме такі провідники. При однаковому перетині вони менше перегріваються, в порівнянні з алюмінієвими аналогами. У багатожильному виконанні мідні кабелі добре підходять для створення мережевих з’єднувальних шнурів, подовжувачів. Їх можна використовувати для створення поворотів з малим радіусом.

тепловий нагрів

Для розрахунку кількості тепла (Q), Що виділяється провідником, користуються формулою I* 2 *R*t, де:

  • I — сила струму, в амперах;
  • R — опір одного метра мідного провідника;
  • t — час випробування в певних умовах.

Розсіювання тепла при роботі кабелю

Тонкі провідники ефективно віддають теплову енергію навколишньому середовищу. На процес впливають конкретні умови. Як зазначено вище, контакт оболонки з водою суттєво поліпшує охолодження.

У міру збільшення перетину частина енергії витрачається для нагрівання прилеглих шарів. Цим пояснюється поступове зниження допустимої щільності струму в розрахунку на одиницю площі.

Розподіл температур в кабельної продукції

На малюнку добре видно, як при зменшенні ізоляційного шару поліпшується тепловіддача.

Падіння напруги

Цей параметр нескладно розрахувати за законом Ома (U = R * I) з урахуванням електричного опору відповідного матеріалу. Питоме значення для міді беруть 0,0175 Ом * мм кв. / Метр. За допомогою формул обчислюють на ділянці певної довжини падіння напруги. При перетині 1,5 мм кв. на кожен метр втрати складуть 0,01117 Вольт.

Допустима щільність струму

Цей відносний параметр показує дозволений нормативами ток на один мм кв. площі перетину. Зазначені вище тенденції зі зміни тепловіддачі при збільшенні розмірів провідника підтверджуються розрахунками і даними лабораторних випробувань.

Таблиця допустимих значень щільності струму для різних умов в мідному провіднику

Поперечний переріз, мм кв. Струм (А) / Щільність струму (А / мм кв.)
Для траси в будівлі Монтаж на відкритому повітрі
6 73 / 12,2 76 / 12,6
10 103 / 10,3 108 / 10,8
25 165 / 6,6 205 / 8,2
50 265 / 5,3 335 / 6,7

Шляхи підвищення допустимого струму

Істотне значення мають дійсні умови експлуатації траси електропостачання, трансформаторів, установок. Знизити розглядаються навантаження можна за допомогою хорошої вентиляції, природної або примусової. Хороше відведення тепла вийде із застосуванням перфорованих металевих коробів, що не ускладнюють проходження конвекційних потоків і одночасно виконують функції радіатора.

У деяких ситуаціях знадобиться кваліфіковано складений часовий графік. Пральна машина при нагріванні води і в режимі сушіння споживає багато електроенергії. Її можна налаштувати на автоматичне виконання робочих операцій в нічні години. Якщо постачають організації пропонують відповідну тарифікацію, вийде додаткова економія коштів.

Вентилятор забезпечує ефективне охолодження провідників, які встановлені в мікрохвильовій печі

Допустимий струм і перетин проводів

Кращі показники теплообміну при інших рівних умовах характерні для провідників з відносно меншою площею поперечного перерізу.

Таблиця струмових параметрів для кабелів з мідними жилами

Перетин, мм кв. Щільність струму, А / мм кв. Струм, А
1 15 15
1,5 13,3 20
2,5 10,8 27
16 5,7 92
25 4,9 123

Розрахунок перетину кабелів і проводів

Для побутової мережі 220 V можна обчислити допустимий струм за формулою I= (P*K) /U*cos φ), де:

  • Р — сумарна потужність всіх споживачів, підключених до відповідної частини ланцюга електроживлення;
  • К — поправочний коефіцієнт (0,7-0,8), що враховує одночасно працюють пристрої;
  • cos φ — для стандартного житлового об’єкта приймають рівним 1.

Далі користуються табличними даними для вибору відповідної кабельної продукції з урахуванням перетину, оболонки, технології монтажу.

маркування проводів

У стандартних позначеннях наведені важливі характеристики продукції цієї категорії. Якщо зазначено літеру «А», значить, жила зроблена з алюмінію. Мідь ніяк не відзначають. Наступні позиції:

  • вид дроти: «П» — плоский, «У» — інсталяційний;
  • матеріал оболонки (провідника, загальною): «В» — полівінілхлорид;
  • додатковий захист: «Б» — бронювання сталевою стрічкою;
  • (Кількість жил) * (площа поперечного перерізу провідника, мм кв.) — (номінальну напругу, V): 2 * 1,5-220.

Мідні жили проводів і кабелів

Продукцію цього виду випускають з площею перетину від 0,5 до 1000 і більше мм кв. Для вирішення побутових завдань підійдуть наведені нижче модифікації.

Таблиця для вибору кабельної продукції

Перетин провідника, мм кв. Струм (А) / Сумарна потужність споживачів (кВт) для мереж
220 V 380 V
1.5 19 / 4,1 16 / 10,5
2.5 27 / 5,9 25 / 16,5
4 38 / 8,3 30 / 19,8
6 46 / 10,1 40 / 26,4
10 70 / 15,4 50/33
16 85 / 18,7 75 / 49,5

Підбір діаметра дроту запобіжника

В цьому випадку потрібно вирішити зворотну задачу. Теплове руйнування дроту припинить подачу харчування, виконуючи захисні функції.

Таблиця для вибору оберігає елемента

Максимальний струм, А 0,5 1 2 5
Діаметр провідника в мм для матеріалів мідь 0,03 0,05 0,09 0,16
алюміній 0,07 0,1 0,19

Короткочасні режими роботи

Допустимі струмові навантаження на проводи та кабелі коректують множенням на поправочний коефіцієнт. У професійних розрахунках враховують додаткові фактори:

  • дійсні температурні умови;
  • кількість і взаємне розташування кабелів в каналі;
  • середні значення по навантаженнях;
  • суттєва зміна параметрів;
  • особливості конструкції траси.

Коефіцієнт для короткочасного (повторного) режиму дорівнює 0,875 / √П. Тут «П» — відносна величина (час включення / тривалість циклу). Цю поправку застосовують при наступних умовах:

  • перетин мідного провідника 10 мм кв. и більше;
  • робочий цикл становить до 4 хвилин включно;
  • тривалість пауз — від 6 хв.

Як вибрати вступної провід в квартиру

На першому етапі складають список всіх споживачів зі стаціонарним і тимчасовим підключенням. Підсумковий результат множать на коефіцієнт одночасної роботи (стандарт — 0,75). Мається на увазі мала ймовірність одночасного включення кондиціонера для охолодження в залі і обігрівача в спальні. Далі користуються табличними даними для визначення критеріїв підходящої кабельної продукції.

Вибір проводки для окремих груп споживачів

Економні світлодіодні світильники можна підключити мідною жилою з площею перетину не більше 0,5 кв. мм. Для розеток їх вибирають в діапазоні 1,5-2,5. Окремі лінії з захисними автоматами створюють для підключення духової шафи, виручених панелей, інших потужних споживачів.

Як розрахувати трифазну проводку

У цьому варіанті застосовують формулу для струму I = P / (1,73 * U * cos φ). Дані з таблиць допустимих значень беруть для трифазних мереж з урахуванням обов’язкових додаткових параметрів (оболонок, ефективності тепловідведення).

Помилки при виборі і розрахунку перетину кабелю

Інженерні мережі проектують з урахуванням нинішніх і перспективних навантажень. Це означає, що треба врахувати можливе підключення додаткової техніки, спільне використання груп розеток. Особливу увагу слід проявляти при розрахунку довгих ділянок з втратами більше 5%. За спеціальною методикою обчислюють параметри ліній живлення для підключення навантажень з реактивними характеристиками (насосне обладнання, верстати). Потужність розподіляють рівномірно при роботі з трифазними мережами.

Наслідки перевищення струму

Надмірне збільшення температури руйнує провідник і ланцюг проходження електричного струму. Порушення ізоляції в результаті теплового впливу створює сприятливі умови для корозії, підвищує ймовірність короткого замикання. Крім пошкоджень обладнання, погіршується безпеку. Необхідно підкреслити додаткові витрати, які викликані складними операціями по відновленню працездатності прихованої проводки.

Наведені вище рекомендації треба дотримуватися в комплексі. Не слід перевищувати тривало допустимий правилами струм. Необхідно підтримувати сприятливі умови експлуатації. Потрібно не забувати про відповідні корекціях при разовому або постійному підключенні потужних навантажень.

Ссылка на основную публикацию