Υπολογισμός διατομής καλωδίου βάσει ισχύος και ρεύματος: πώς να υπολογίσετε σωστά την καλωδίωση

Σχεδιάζετε να ασχοληθείτε με τον εκσυγχρονισμό του ηλεκτρικού δικτύου ή να τραβήξετε επιπλέον μια γραμμή ισχύος στην κουζίνα για να συνδέσετε μια νέα ηλεκτρική κουζίνα; Εδώ θα σας φανούν χρήσιμες οι βασικές γνώσεις σχετικά με τη διατομή του αγωγού και την επίδραση αυτής της παραμέτρου στην ισχύ και την ένταση ρεύματος.

Συμφωνήστε ότι ο λανθασμένος υπολογισμός της διατομής του καλωδίου οδηγεί σε υπερθέρμανση και βραχυκύκλωμα ή σε αδικαιολόγητα έξοδα.

Είναι πολύ σημαντικό να πραγματοποιήσετε τούς υπολογισμούς στο στάδιο τού σχεδιασμού, καθώς η βλάβη της κρυφής καλωδίωσης και η επακόλουθη αντικατάσταση συνεπάγονται σημαντικό κόστος. Θα σας βοηθήσουμε να κατανοήσετε τις λεπτομέρειες των υπολογισμών, για να αποφύγετε προβλήματα κατά τη μετέπειτα λειτουργία των ηλεκτρικών δικτύων.

Για να μην σας επιβαρύνουμε με πολύπλοκους υπολογισμούς, επιλέξαμε κατανοητούς τύπους και επιλογές υπολογισμών, παρουσιάσαμε τις πληροφορίες με προσιτό τρόπο, συνοδεύοντας τούς τύπους με επεξηγήσεις. Επίσης, προσθέσαμε στο άρθρο θεματικές φωτογραφίες και βίντεο, που σας επιτρέπουν να κατανοήσετε οπτικά την ουσία του θέματος.

Υπολογισμός διατομής με βάση την ισχύ των καταναλωτών

Η κύρια λειτουργία των αγωγών είναι η μεταφορά ηλεκτρικής ενέργειας στους καταναλωτές στην απαιτούμενη ποσότητα. Δεδομένου ότι υπό κανονικές συνθήκες λειτουργίας οι υπεραγωγοί δεν είναι διαθέσιμοι, πρέπει να λαμβάνεται υπόψη η αντίσταση του υλικού του αγωγού.

Ο υπολογισμός της απαιτούμενης διατομής αγωνών και καλων ανάλογα με τη συνολική ισχύ των καταναλωτών βασίζεται στη μακροχρόνια εμπειρία λειτουργίας.

Η γενική πορεία των υπολογισμών ξεκινά με το ότι πρώτα κάνουμε υπολογισμούς χρησιμοποιώντας τον τύπο:

P = (P1+P2+..PN)*K*J

Όπου:

• P – η ισχύς όλων των καταναλωτών που είναι συνδεδεμένοι στο υπό υπολογισμό κύκλωμα σε Watt.
• P1, P2, PN – ισχύς του πρώτου καταναλωτή, του δεύτερου, του n-ού αντίστοιχα, σε βατ.

Αφού ληφθεί το αποτέλεσμα μετά την ολοκλήρωση των υπολογισμών σύμφωνα με τον παραπάνω τύπο, ήρθε η ώρα να ανατρέξετε στα δεδομένα του πίνακα.

Τώρα πρέπει να επιλέξετε την απαραίτητη διατομή σύμφωνα με τον Πίνακα 1.

Πίνακας 1. Η διτοή των αγών του καϊδίου πρέπε πάνα να ελέγεται προς πης έστερη μεαύτερη πέρυρα(+)

Στάδιο #1 — υπολογισμός άεργης και ενεργού ισχύος

Οι χύς ων νωτών γράφονται στ γα τον λομού. Σνθως στα ύλλα χνών φιογών λομού νγράφονται η υργός ςχύς μαζί με την ργυς ύ

Οι συσκευές με ενεργό τύπο φορτίου μετατρέπουν όλη την λαμβανόμενη ηλεκτρική ενέργεια, λαμβάνοντας υπόψη τον βαθμό απόδοσης, σε ωφέλιμο έργο: μηχανικό, θερμικό ή σε άλλη μορφή του.

Στις συσκευές με ενεργό φορτίο περιλαμβάνονται οι λάμπες πυρακτώσεως, οι θερμάστρες, οι ηλεκτρικές κουζίνες.

Για τέτοιες συσκευές, ο υπολογισμός ισχύος από ρεύμα και τάση έχει την εξής μορφή:

P = U * I,

Όπου:

• P – ισχύς σε W;
• U – τάση σε V;
• I – ένταση ρεύματος σε Α.

Οι υσκεές με ύργο ττο φοτίου μπρού οοοκύενάει πργτ πγγυή στη συνέοι να την ριού. Ατή αλλαγ μβα λγ της τοιστ της μιανοειύς μμπύς ου φύας κ της ηινοειδύς κμύης της ςης.

Σε μηδενική μετατόπιση φάσεων, η ισχύς P=U*I έχει πάντα θετική τιμή. Τέτοιο διάγραμμα φάσεων ρεύματος και τάσης έχουν οι συσκευές με ενεργό τύπο φορτίου (I, i – ένταση ρεύματος, U, u – τάση, π – ο αριθμός π, ίσος με 3,14).

Στις συσκευές με άεργο ισχύ περιλαμβάνονται οι ηλεκτροκινητήρες, οι ηλεκτρονικές συσκευές όλων των κλιμάκων καί χρήσεων, οι μετασχηματιστές.

Όαν υμάρει μετατόπιση φάσεων μεταξύ της ημιτονοειδούς καμπύλης του ρεύματος και της ημιτονοειδούς καμπύλης της τάσης, η ισχύς P=U*I μπορεί να εναι αρνητική(I, i – ένταση ρεύματος,U, u – τάση, π – ο αριθμός π, ίσος με 3,14). Η συσκευή με άεργ ισχύ επστρέφει την αποθκευμένη ενέργεια πίσω στην πηή.

Τα ηλεκτρικά δίκτυα εία κατσκευασμένα με τέτοιο τρόπο ώστε να μπορούν να μεταφέρουν ηλεκτρική ενέργεια προς μία κατεύθυνση από την πηγή στο φορτίο.

Επμένως, η επστρεφόμενη ενέργεια του καταναλωτή με άεργο φορτίο είαι παρασιτική καί δαπανάτται γα τήν θέρμανση των αγωών κ άλλων εξαρτμάτν.

Η άργς χύς ξαρττάτ από τη γα μετατόπης φση τς ησσύς μπύλς και ύτος. Η γα μετατόπης φσς κρζετ μσω τυ cos.

Γα ηεύεη ς ομέής χύς φρζτ ο ύπς:

P = Q / cosφ,

Όπου Q – άεργος ισχύς σε VAR.

Συνήθως στα τεχνικά δεδομένα της συσκευής αναγράφονται η άεργος ισχύς καί το cosφ.

Παράδειγμα: στο φύλλο δεδομένων του ηλεκτρικού τρυπανιού αναγράφεται άεργος ισχύς 1200 VAr και cosφ = 0,7. Επομένως, η συνολική καταναλισκόμενη ισχύς θα είναι:

P = 1200/0,7 = 1714 W

Αν δεν μπορείτε να βρείτε το cosφ, για τη συντριπτική πλειοψηφία των οικιακών ηλεκτρικών συσκευών, το cosφ μπορεί να θεωρηθεί ίσο με 0,7.

Στάδιο #2 — εύρεση συντελεστών ταυτοχρονίας και ασφαλείας

K – αδιάστατος συντελεστής ταυτοχρονισμού, δείχνει πόσοι καταναλωτές μπορούν να συνδεθούν ταυτόχρονα στο δίκτυο. Σπάνια συμβαίνει όλες οι συσκευές να καταναλώνουν ηλεκτρική ενέργεια ταυτόχρονα.

Η ταυτόχρονη λειτουργία τηλεόρασης και μουσικού κέντρου είναι απίθανη. Από την καθιερωμένη πρακτική, το K μπορεί να θεωρηθεί ίσο με 0,8. Εάν σκοπεύετε να χρησιμοποιήσετε όλους τους καταναλωτές ταυτόχρονα, το K θα πρέπει να θεωρηθεί ίσο με 1.

J – αδιάστατος συντελεστής περιθωρίου. Χαρακτηρίζει τη δημιουργία περιθωρίου ισχύος για μελλοντικούς καταναλωτές.

Η πρόοδος δεν σταματά, κάθε χρόνο εφευρίσκονται όλο και περισσότερες εκπληκτικές και χρήσιμες ηλεκτρικές συσκευές. Αναμένεται ότι μέχρι το 2050 η αύξηση της κατανάλωσης ηλεκτρικής ενέργειας θα είναι 84%. Συνήθως το J λαμβάνεται από 1,5 έως 2,0.

Στάδιο #3 — εκτέλεση υπολογισμού με γεωμετρική μέθοδο

Σε όλους τους ηλεκτροτεχνικούς υπολογισμούς λαμβάνεται υπόψη η διατομή του αγωγού – η διατομή του σύρματος. Μετριέται σε mm².

Συχνά είναι απαραίτητο να μάθετε πώς να υπολογίσετε σωστά τη διατομή του σύρματος από τη διάμετρο του σύρματος του αγωγού.

Σε αυτή την περίπτωση, υπάρχει ένας απλός γεωμετρικός τύπος για ένα μονολιθικό σύρμα κυκλικής διατομής:

S = π*R² = π*D²/4, ή αντίστροφα

D = √(4*S / π)

Για αγωγούς ορθογώνιας διατομής:

S = h * m,

Όπου:

• S – εμβαδόν διατομής σύρματος σε mm²;
• R – ακτίνα σύρματος σε mm;
• D – διάμετρος σύρματος σε mm;
• h, m – πλάτος και ύψος αντίστοιχα σε mm;
• π – ο αριθμός π, ίσος με 3,14.

Εάν αγοράζετε ένα σύρμα πολλαπλών κλώνων, όπου ένας αγωγός αποτελείται από πολλές συστραμμένες λεπτές ίνες κυκλικής διατομής, τότε ο υπολογισμός γίνεται με τον τύπο:

S = N*D²/1,27,

Όπου N – ο αριθμός των λεπτών ινών στον κλώνο.

Τα σύρματα με κλώνους αποτελούμενους από πολλές λεπτές ίνες, γενικά έχουν καλύτερη αγωγιμότητα από τα μονολιθικά. Αυτό οφείλεται στα χαρακτηριστικά ροής του ρεύματος σε έναν κυκλικό αγωγό.

Το ηλεκτρικό ρεύμα αντιπροσωπεύει την κίνηση ομώνυμων φορτίων κατά μήκος ενός αγωγού. Τα ομώνυμα φορτία απωθούνται, επομένως η πυκνότητα κατανομής φορτίων μετατοπίζεται προς την επιφάνεια του αγωγού.

Ένα άλλο πλεονέκτημα των συρμάτων πολλαπλών κλώνων είναι η ευκαμψία και η μηχανική αντοχή τους. Τα μονολιθικά σύρματα είναι φθηνότερα και χρησιμοποιούνται κυρίως για σταθερή εγκατάσταση.

Στάδιο #4 — υπολογίζουμε τη διατομή με βάση την ισχύ στην πράξη

Πρόβλημα: Η συνολική ισχύς των καταναλωτών στην κουζίνα είναι 5000 W (εννοείται ότι η ισχύς όλων των αντιδραστικών καταναλωτών έχει υπολογιστεί εκ νέου). Όλοι οι καταναλωτές συνδέονται σε μονοφασικό δίκτυο 220 V και τροφοδοτούνται από έναν κλάδο.

Πίνακας 2. Εάν σχεδιάζετε να συνδέσετε επιπλέον καταναλωτές στο μέλλον, στον πίνακα παρουσιάζονται οι απαραίτητες ισχύες κοινών οικιακών συσκευών (+)

Λύση:

Θα λάβουμε συντελεστή ταυτοχρονισμού K ίσο με 0,8. Η κουζίνα είναι ένας χώρος συνεχών καινοτομιών, ποτέ δεν ξέρεις, συντελεστής ασφάλειας J=2,0. Η συνολική υπολογιζόμενη ισχύς θα είναι:

P = 5000*0,8*2 = 8000 W = 8 kW

Χρησιμοποιώντας την τιμή της υπολογιζόμενης ισχύος, αναζητούμε την πλησιέστερη τιμή στον πίνακα 1.

Η πλησιέστερη κατάλληλη τιμή διατομής αγωγού για μονοφασικό δίκτυο είναι ένας χάλκινος αγωγός με διατομή 4 mm². Παρόμοιο μέγεθος καλωδίου με αγωγό αλουμινίου 6 mm².

Για μονοκλωνική καλωδίωση, η ελάχιστη διάμετρος θα είναι 2,3 mm και 2,8 mm αντίστοιχα. Σε περίπτωση χρήσης πολύκλωνης επιλογής, αθροίζεται η διατομή των επιμέρους αγωγών.

Υπολογισμός διατομής με βάση το ρεύμα

Οι υπολογισμοί της απαιτούμενης διατομής με βάση το ρεύμα και την ισχύ των καλωδίων και των αγωγών θα δώσουν πιο ακριβή αποτελέσματα. Τέτοιοί υπολογισμοί επητρέπουν τηναν εκτίμηση της συνολικκής επίδρασης διαφόρων παραγόντων στους αγωγούς, όπως το θερμικό φορτίο, η μάρκα των αγωγών, ο τύπος τοποθέτησης, οι συνθήκες λειτουργίας κ.λπ.

Ολόκληρος ο υπολογισμός πραγματοποιείται στα ακόλουθα στάδια:

• επιλογή ισχύος όλων των καταναλωτών·
• υπολογισμός των ρευμάτων που διέρχονται από τον αγωγό·
• επιλογή κατάλληλης διατομής σύμφωνα με τους πίνακες.

Για αυτήν την επιλογή υπολογισμού, η ισχύς των καταναλωτών κατά ρεύμα με τάση λαμβάνεται χωρίς συντελεστές διόρθωσης. Αυτοί θα ληφθούν υπόψη κατά την άθροιση της έντασης ρεύματος.

Στάδιο #1 — υπολογισμός έντασης ρεύματος με τύπους

Για όσους έχουν ξεχάσει τη σχολική φυσική, προσφέρουμε τους βασικούς τύπους σε μορφή γραφικού διαγράμματος ως οπτικό βοήθημα:

Ο «Κλασικός τροχός» δείχνει ξεκάθαρα τη σύνδεση των τύπων και την αλληλεξάρτηση των χαρακτηριστικών του ηλεκτρικού ρεύματος (I — ένταση ρεύματος, P — ισχύς, U — τάση, R — ακτίνα αγωγού)

Ας γράψουμε την εξάρτηση της έντασης ρεύματος I από την ισχύ P και τη γραμμική τάση U:

I = P/U_л,

Όπου:

• I — ένταση ρεύματος, μετριέται σε αμπέρ·
• P — ισχύς σε βατ·
• U_л — γραμμική τάση σε βολτ.

Η γραμμική τάση γενικά εξαρτάται από την πηγή ηλεκτροδότησης και μπορεί να είναι μονοφασική ή τριφασική.

Αλληλεπίδραση γραμμικής και φασικής τάσης:

1. U_л = U*cosφ στην περίπτωση μονοφασικής τάσης.
2. U_л = U*√3*cosφ στην περίπτωση τριφασικής τάσης.

Για οικιακούς ηλεκτρικούς καταναλωτές θεωρείται cosφ=1, οπότε η γραμμική τάση μπορεί να γραφτεί:

1. U_л = 220 V για μονοφασική τάση.
2. U_л = 380 V για τριφασική τάση.

Στη συνέχεια αθροίζουμε όλα τα καταναλωμένα ρεύματα με τον τύπο:

I = (I1+I2+…IN)*K*J,

Όπου:

• I – συνολική ένταση ρεύματος σε αμπέρ·
• I1..IN – ένταση ρεύματος κάθε καταναλωτή σε αμπέρ·
• K – συντελεστής ταυτοχρονισμού·
• J – συντελεστής ασφαλείας.

Οι συντελεστές K και J έχουν τις ίδιες τιμές που εφαρμόστηκαν στον υπολογισμό της φαινόμενης ισχύος.

Μπορεί να συμβεί σε ένα τριφασικό δίκτυο να διαρρέεται από μη ισοδύναμη ένταση ρεύματος σε διαφορετικούς φασικούς αγωγούς.

Αυτό συμβαίνει όταν στο τριφασικό καλώδιο συνδέονται ταυτόχρονα μονοφασικοί και τριφασικοί καταναλωτές. Για παράδειγμα, τροφοδοτείται ένα τριφασικό μηχάνημα και μονοφασικός φωτισμός.

Εγείρεται ένα φυσικό ερώτημα: πώς υπολογίζεται η διατομή ενός πολυκλώνου σύρματος σε τέτοιες περιπτώσεις; Η απάντηση είναι απλή — οι υπολογισμοί γίνονται βάσει του πιο φορτισμένου κλώνου.

Στάδιο #2 — επλογή κατάλληλης διατομής από πίνακες

Στους κανονισμούς λειτουργίας ηλεκτρικών εγκαταστάσεων (ΠΕΥ) παρέχονται διάφοροι πίνακες για την επιλογή της απαιτούμενης διατομής του αγωγού καλωδίου.

Η αγωγιμότητα ενός αγωγού εξαρτάται από τη θερμοκρασία. Για μεταλλικούς αγωγούς, με αύξηση της θερμοκρασίας αυξάνεται η αντίσταση.

Όταν ξεπεραστεί ένα ορισμένο όριο, η διαδικασία γίνεται αυτοσυντηρούμενη: όσο υψηλότερη η αντίσταση, τόσο υψηλότερη η θερμοκρασία, τόσο υψηλότερη η αντίσταση κ.ο.κ. έως ότου ο αγωγός καεί ή προκαλέσει βραχυκύκλωμα.

Οι ακόλουθοι δύο πίνακες (3 και 4) δείχνουν τη διατομή των αγωγών ανάλογα με τα ρεύματα και τον τρόπο τοποθέτησης.

Πίνακας 3. Πρώτον, πρέπει να επιλέξετε τον τρόπο τοποθέτησης των καλωδίων, από αυτό εξαρτάται πόσο αποτελεσματικά γίνεται η ψύξη (+)

Το καλώδιο διαφέρει από το σύρμα στο ότι στο καλώδιο όλοι οι αγωγοί, εξοπλισμένοι με δική τους μόνωση, είναι στριμμένοι σε δέσμη και περικλείονται σε κοινό μονωτικό περίβλημα. Περισσότερες λεπτομέρειες σχετικά με τις διαφορές και τα είδη των καλωδιακών προϊόντων αναγράφονται σε αυτό το άρθρο.

Πίνακας 4. Ο ανοιχτός τρόπος αναφέρεται για όλες τις τιμές διατομής των αγωγών, ωστόσο στην πράξη οι διατομές κάτω από 3 mm² δεν τοποθετούνται ανοιχτά για λόγους μηχανικής αντοχής (+)

Κατά τη χρήση των πινάκων, στο επιτρεπόμενο διαρκές ρεύμα εφαρμόζονται συντελεστές:

• 0,68 εάν 5-6 αγωγοί;
• 0,63 εάν 7-9 αγωγοί;
• 0,6 εάν 10-12 αγωγοί.

Οι μειωτικοί συντελεστές εφαρμόζονται στις τιμές ρευμάτων από τη στήλη «ανοιχτά».

Ο ουδέτερος και ο γειωμένος αγωγός δεν περιλαμβάνονται στον αριθμό των αγωγών.

Σύμφωνα με τους κανονισμούς ΠΕΥ, η επιλογή διατομής του ουδέτερου αγωγού με βάση το επιτρεπόμενο διαρκές ρεύμα, γίνεται ως τουλάχιστον 50% του φασικού αγωγού.

Οι επόμενοι δύο πίνακες (5 και 6) δείχνούν την εξάρτηση του επιτρεπόμενου διαρκούς ρεύματος κατά την τοποθέτησή του στο έδαφος.

Πίνακας 5. Εξαρτήσεις επιτρεπόμενου διαρκούς ρεύματος για χάλκινα καλώδια κατά την τοποθέτηση σε αέρα ή έδαφος

Το φορτίο ρεύματος κατά την ανοιχτή τοποθέτηση και κατά την εμβάθυνση στο έδαφος διαφέρουν. Θεωρούνται ίσα, εάν η τοποθέτηση στο έδαφος γίνεται με χρήση δίσκων.

Πίνακας 6. Εξαρτήσεις επιτρεπόμενου διαρκούς ρεύματος για αλουμινένια καλώδια κατά την τοποθέτηση σε αέρα ή έδαφος

Για την κατασκευή προσωρινών γραμμών ηλεκτροδότησης (φορητές γραμμές, εάν για ιδιωτική χρήση) εφαρμόζεται ο παρακάτω πίνακας (7).

Πίνακας 7. Επιτρεπόμενο διαρκές ρεύμα κατά τη χρήση φορητών εύκαμπτων καλωδίων (σχοινιών), φορητών εύκαμπτων και ορυχείων καλωδίων, καλωδίων προβολέων, εύκαμπτων φορητών συρμάτών. Εφαρμόζεται μόνο σε χάλκινους αγωγούς.

Όταν η τοποθέτηση καλωδίων γίνεται στο έδαφος, εκτός από τις θερμοαπαγωγικές ιδιότητες, πρέπει να λαμβάνεται υπόψη η ειδική αντίσταση, όπως απεικονίζεται στον παρακάτω πίνακα (8):

Πίνακας 8. Συντελεστής διόρθωσης ανάλογα με τον τύπο και την ειδική αντίσταση του εδάφους στο επιτρεπόμενο διαρκές ρεύμα, κατά τον υπολογισμό διατομής καλωδίων (+)

Ο υπολογισμός και η επιλογή χάλκινων αγωγών έως 6 mm² ή αλουμινένιων έως 10 mm² γίνεται όπως για διαρκές ρεύμα.

Σε περίπτωση μεγάλων διατομών, μπορείτε να εφαρμόσετε έναν μειωτικό συντελεστή:

0,875 * √Τ_πβ

όπου T_πβ — η σχέση της διάρκειας λειτουργίας προς τη διάρκεια του κύκλου.

Η διάρκεια λειτουργίας λαμβάνεται ως μη μεγαλύτερη των 4 λεπτών. Επιπλέον, ο κύκλος δεν πρέπει να υπερβαίνει τα 10 λεπτά.

Κατά την επιλογή καλωδίου για τη διανομή ηλεκτρισμού σε ξύλινο σπίτι, δίνεται ιδιαίτερη προσοχή στην ανοχή του στ φωτιά.

Στάδιο #3 — υπολογισμός διατομής αγωγού με βάση το ρεύμα σε παράδειγμα

Πρόβλημα: υπολογίστε την απαιτούμενη διατομή χάλκινου καλωδίου για τη σύνδεση:

• τριφασικής ξυλουργικής μηχανής ισχύος 4000 W;
• τριφασικής συσκευής συγκόλλησης ισχύος 6000 W;
• οικιακών συσκευών στο σπίτι συνολικής ισχύος 25000 W;

Η σύνδεση θα γίνει με καλώδιο πέντε αγωγών (τρεις φασικοί αγωγόί, ένας ουδέτερος και ένας γείωσης), τοποθετημένο στο έδαφος.

Η μόνωση των καλωδιακών προϊόντων υπολογίζεται για μια συγκεκριμένη τιμή τάσης λειτουργίας. Πρέπει να ληφθεί υπόψη ότι η αναφερόμενη από τον κατασκευαστή τάση λειτουργίας του προϊόντος πρέπει να είναι υψηλότερη από την τάση του δικτύου

Λύση.

Βήμα #1. Υπολογίζουμε την τάση γραμμής της τριφασικής σύνδεσης:

U_λ = 220 * √3 = 380 V

Βήμα #2. Οι οικιακές συσκευές, η μηχανή και η συσκευή συγκόλλησης έχουν άεργη ισχύ, επομένως η ισχύς των συσκευών και του εξοπλισμού θα είναι:

P_τεχ = 25000 / 0,7 = 35700 W

P_οβορ = 10000 / 0,7 = 14300 W

Βήμα #3. Το ρεύμα που απαιτείται για τη σύνδεση των οικιακών συσκευών:

I_τεχ = 35700 / 220 = 162 A

Βήμα #4. Το ρεύμα που απαιτείται για τη σύνδεση του εξοπλισμού:

I_οβορ = 14300 / 380 = 38 A

Βήμα #5. Το απαιτούμενο ρεῦμα για τη σύνδεση των οικιακών συσκευών υολογίστηκε βάσει μιας φάσης. Σύμφωνα με την εκφώνηση, υπάρχουν τρείς φάσεις. Επομένως, το ρεῦμα μπορεί να κατανεμηθεῖ στς φάσεις. Για απλότητα, ας υοθέσουμε ομοιόμορφη κατνομή:

I_τεχ = 162 / 3 = 54 A

Βήμα #6. Το ρεύμα που αντιστοιχεί σε κάθε φάση:

I_φ = 38 + 54 = 92 A

Βήμα #7. Ο εξοπλισμός κα ο οικιακές συσκευές δ ε θα λετουργούν ταυτόχρονα, επιπλέον θα συμπεριλάβουμε ένα περιθώριο ίσο με 1,5. Μετά την εφαρμογή τν διορθωτικών σντελεστών:

I_φ = 92 * 1,5 * 0,8 = 110 A

Βήμα #8. Αν και το καλώδιο αποτελείται από 5 αγωγούς, στους υπολογισμούς λαμβάνονται μόνο οι τρεις φασικοί αγωγοί. Σύμφωνα με τον Πίνακα 8 στη στήλη «καλώδιο τριών αγωγών στο έδαφος», βρίσκουμε ότι ι 115 Α αντιστοιχούν σε διατομή αγωγού 16 mm².

Βήμα #9. Σύμφωνα με τον Πίακα 8 εφαρμόζουμε διορθωτικό σντελεστή ανάλόγα με τα χαρατκριστικά του εδάφους. Για κανονικό τύπο εδάφους ο συντελεστής είναι 1.

Βήμα #10. Προαιρετικό, υπολογίζουμε τη διάμετρο του αγωγού:

D = √(4*16 / 3,14) = 4,5 mm

Εάν ο υπολογισμός γινόταν μόνο με βάση την ισχύ, χωρίς να λαμβάνονται υπόψη οι ιδιαιτερότητες της τοποθέτησης του καλωδίου, η διατομή του αγωγού θα ήταν 25 mm². Ο υπολογισμός με βάση την ένταση του ρεύματος είναι πιο περίπλοκος, αλλά μερικές φορές επιτρέπει σημαντική εξοικονόμηση χρημάτων, ειδικά όταν πρόκειται για πολύκλωνους καλωδίους ισχύος.

Για περισσότερες πληροφορίες σχετικά με τις σχέσεις μεταξύ τάσης και έντασης ρεύματος, μπορείτε να διαβάσετε εδώ.

Υπολογισμός πτώσης τάσης

Κάθε αγωγός, εκτός από τους υπεραγωγούς, έχει αντίσταση. Επομένως, όταν το καλώδιο ή το σύρμα είναι αρκετά μακρύ, συμβαίνει πτώση τάσης.

Οι κανονισμοί ΠΕΥ απαιτούν η διατομή του αγωγού του καλωδίου να είναι τέτοια ώστε η πτώση τάσης να μην υπερβαίνει το 5%.

Πίνακας 9. Ειδική αντίσταση κοινών μεταλλικών αγωγών (+)

Αυτό αφορά κυρίως καλώδια χαμηλής τάσης μικρής διατομής.

Ο υπολογισμός της πτώσης τάσης έχει ως εξής:

R = 2*(ρ * L) / S,

U_πτ = I * R,

U_% = (U_πτ / U_γρ) * 100,

Όπου:

• 2 – συντελεστής που οφείλεται στο ότι το ρεύμα ρέει υποχρεωτικά μέσα από δύο αγωγούς·
• R – αντίσταση του αγωγού, Ω·
• ρ – ειδική αντίσταση του αγωγού, Ω*mm²/m·
• S – διατομή του αγωγού, mm²·
• U_πτ – τάση πτώσης, V·
• U_% – ποσοστό πτώσης τάσης σε σχέση με το U_γρ, %.

Χρησιμοποιώντας τους τύπους, μπορείτε να εκτελέσετε μόνοι σας όλους τους απαραίτητους υπολογισμούς.

Παράδειγμα υπολογισμού επέκτασης

Πρόβλημα: υπολογίστε την πτώση τάσης για ένα χάλκινο σύρμα με διατομή ενός αγωγού 1,5 mm². Το σύρμα χρειάζεται για τη σύνδεση μιας μονοφασικής ηλεκτροσυγκολλητικής συσκευής συνολικής ισχύος 7 kW. Μήκος σύρματος 20 m.

Όσοι επιθυμούν να συνδέσουν μια οικιακή συγκολλητική συσκευή σε έναν κλάδο του ηλεκτρικού δικτύου θα πρέπει να λάβουν υπόψη τους την ένταση ρεύματος για την οποία έχει σχεδιαστεί το χρησιμοποιούμενο καλώδιο. Είναι πιθανό η συνολική ισχύς των συσκευών που λειτουργούν να είναι μεγαλύτερη. Η βέλτιστη επιλογή είναι η σύνδεση των καταναλωτών σε ξεχωριστούς κλάδους.

Λύση:

Βήμα # 1. Υπολογίζουμε την αντίσταση του χάλκινου σύρματος, χρησιμοποιώντας τον Πίνακα 9:

R = 2*(0,0175 * 20) / 1,5 = 0,47 Ω

Βήμα # 2. Η ένταση του ρεύματος που διαρρέει τον αγωγό:

I = 7000 / 220 = 31,8 A

Βήμα # 3. Πτώση τάσης στο σύρμα:

U_πτ = 31,8 * 0,47 = 14,95 V

Βήμα # 4. Υπολογίζουμε το ποσοστό πτώσης τάσης:

U_% = (14,95 / 220) * 100 = 6,8%

Συμπέρασμα: για τη σύνδεση της συγκολλητικής συσκευής απαιτείται αγωγός μεγαλύτερης διατομής.

Συμπεράσματα και χρήσιμο βίντεο για το θέμα

Υπολογισμός διατομής αγωγού με τύπους:

Συστάσεις ειδικών για την επιλογή προϊόντων καλωδίων και αγωγών:

Οι υπολογισμοί που παρουσιάζονται ισχύουν για χάλκινους και αλουμινένιους αγωγούς βιομηχανικής χρήσης. Για άλλους τύπους αγωγών, υπολογίζεται εκ των προτέρων η συνολική απαγωγή θερμότητας.

Βάσει αυτών των δεδομένων, υπολογίζεται το μέγιστο ρεύμα που μπορεί να διαρρέει τον αγωγό χωρίς να προκαλεί υπερβολική θέρμανση.

Εάν έχετε απορίες σχετικά με τη μεθοδολογία υπολογισμού της διατομής του καλωδίου ή επιθυμείτε να μοιραστείτε την προσωπική σας εμπειρία, παρακαλούμε αφήστε σχόλια σε αυτό το άρθρο. Το πεδίο για σχόλια βρίσκεται παρακάτω.