Основные особенности расчета кабеля по его длине
Одним из самых важных критериев в процессе выбора кабеля, который обеспечивает электропитание, является определенное количество величин, потому стоит обращать внимание на такой способ, как расчет сечения кабеля по нагрузке, а также расчет по сечению. Для того чтобы обеспечить высокий уровень безопасности и предельной надежности, очень важно обратить внимание на длину каждого из элементов линии, кроме того, всей линии в целом. Стоит отметить, что практически все современные приспособления в первую очередь рассчитаны на какие-то определенные максимальные значения рабочего напряжения, которое может быть равно показателям от 185 до 240 Вольт. Именно по этой причине, если при расчете не учитывать показатели потери напряжения, которые связаны именно с длиной кабеля, появляется большая вероятность того, что напряжение на конце линии будет значительно меньше, чем то, что требуется для обеспечения нормальной работы всех имеющихся устройств.
Расчет сечения кабеля по длине в быту
Прежде всего, подобный метод идеально подойдет в быту. Как правило, такой расчет в данных условиях необходим в процессе изготовления удлинителей, которые рассчитаны на достаточно большие расстояния. Что касается остальных случаев, то при прокладке кабеля в бытовых условиях подобные сложные расчеты не требуются. Это основано на том, что длина линий в быту отличается относительно небольшой длиной, потому все потери напряжения настолько малы, что ими вполне можно пренебречь. Несмотря на это, в процессе прокладки линии всегда следует оставлять определенный запас, равный примерно 15 см, причем оставлять его требуется с каждой стороны на проведение таких процессов, как коммутация проводов, их подключение, где осуществляется такой процесс, как пайка, сварка или обжим.
Говоря иными словами, в бытовых условиях на той поверхности, где планируется прокладывать кабель, прежде всего, стоит проставить определенные отметки мест расположения розеток, выключателей, электропотребителей, коммутационных коробок и иных подобных приспособлений. После этого рулеткой осуществляется замер расстояния и отрезается кабель, но с небольшим запасом. По окончании данных работ крепится непосредственно сам кабель к поверхности, но в строго соответствии со всеми требованиями ПУЭ.
Многие монтажники, имеющие большой опыт работы в данной сфере деятельности, а также те, которые имеют напарника, поступают еще более просто, что позволяет им сэкономить немалое количество времени. В самом начале производится разметка расположения таких устройств, как коммутационные коробочки, выключатели и розетки. Затем, без предварительного замера осуществляется прокладка и крепление кабеля, но с запасом, после чего отрезается.
Расчет сечения кабеля по длине в промышленности
Что касается области промышленности, то здесь требуемый расчет сечения кабеля по длине осуществляется уже на этапе проектирования электрических сетей. Подобные расчеты важно сделать в том случае, если на кабель будут возложены долговременные и достаточно серьезные нагрузки.
Практически все проводники по причине своих свойств, обладают определенной величиной электрического сопротивления, которое может вызвать потери в процессе прохождения по проводам электрического тока. Стоит отметить такие факторы, влияющие на параметры величины потерь и сопротивления, как материал, из которого выполнен проводник, то есть алюминий и медь, имеет значение сечение проводника, как правило, чем меньше сечение, тем потери больше. Кроме того, важна длина проводника, то есть чем больше данный параметр, тем соответственно больше и потери.
На основании всех вышеперечисленных факторов становится ясно, по какой причине в проводниках присутствует явление некоторого падения напряжения, которое, как правило, равно величине тока, умноженного на показатели сопротивления проводника.
Согласно установленным правилам, примерное значение падения показателей напряжения должно быть равно 5%. Если данный параметр немного выше, проводник следует подобрать с большим сечением.
Как осуществляется расчет сечения кабеля по длине
Для осуществления подобных расчетов, как правило, используется специальная формула. В ней содержаться показатели длины, удельное сопротивление самого проводника, площадь сечения. При этом сопротивление определяется по специальным справочным таблицам, при этом можно убедиться в том, что много здесь зависит от марки провода и самого кабеля. После определения всех необходимых составляющих, определяются особые расчетные значения тока. Для этой цели суммарная мощность нагрузки разделяется на величину показателей напряжения в сети. По специальной справочной формуле рассчитывается величина падения в сети или в линии напряжения. Оценка величины соотношения в процентах к значению изначального напряжения, а также выбор оптимального сечения проводника, который должен укладываться в пятипроцентный барьер.
Важно обратить внимание, что для промышленных и иных предприятий со средним и крупным товарооборотом, рекомендуется производить специальный комплексный расчет, в процессе которого учитываются все необходимые требования для тех или иных конкретных условий эксплуатации. Для проведения подобных расчетов можно обратиться за помощью к специалистам, которые на самом высоком профессиональном уровне, с определенными гарантиями обеспечения работоспособности сети в процессе рабочих нагрузок произведут все расчеты. Кроме того, будут выполнены расчеты, которые обеспечат минимальные затраты, если есть необходимость произвести наращивание производственной мощности.
Пример расчета бытовой сфере
Если после осуществления подсчета суммарной мощности потребителей было получено 3,8 кВт, находится сила тока по такой формуле – I = P/U·cosφ. Здесь P – представляет собой суммарную мощность, (Вт), I – это сила тока, (А), cosφ – коэффициент, который равен 1, но только если сети бытовые, а также U – напряжение в сети, (В).
В данном случае, если 3,8 кВт разделить на напряжение 220 В, получится число, равное 17,3 А. Применяя специальные таблицы ПУЭ под номерами 1.3.4 и 1.3.5 определяется необходимое сечение медного кабеля или выполненное из алюминия. Что касается материала, то в быту рекомендуется использовать именно медь, потому при полученных показателях силы тока потребуется кабель из меди с сечением 1,5 кв. мм.
После этого, как правило, рассчитывается показатель сопротивления, по формуле R = p·L/S, где R – это сопротивление провода, (Ом), указатель p представляет собой значение удельного сопротивления, (Ом·мм2/м), L – это параметр длины провода или кабеля, (м), а S – площадь поперечного сечения, который выражается в мм2. Стоит отметить, что удельное сопротивление Р – это постоянная величина, которая прямо зависит от материала. Если это медь, то удельное сопротивление равно 0,0175, если алюминий, то он равен 0,0281. На основании проведенных расчетов для одной жилы в кабеле, длина которого составляет 20 м, получается R = 0,0175·20/1,5 = 0,232 Ом.
При необходимости рассчитать потери напряжения используется формула dU = I·R. В данной формуле I – это сила тока, (А),dU – потери напряжения, (В), а R – показывает сопротивление кабеля или провода в Ом. После проведения расчетов получается такой пример dU = 17,3·0,464 = 4,06 В = 8,02 В.
Что касается расчета потерь в процентном соотношении, то данный показатель выводится так – 8,02 В / 220 В х 100% = 3,65%. Как видно, полученный показатель не превышает 5% то есть допустимое значение, а соответственно выбор был осуществлен верно. В ситуации, если цифра будет больше данной величины, рекомендуется подобрать медный кабель с параметром сечения не 1,5 мм, а 2,5 кв. мм.
Пример определения потери напряжения в линии 10 кВ
В данной статье я буду рассматривать 2 примера определения потери напряжения в воздушной линии 10 кВ, когда нагрузка подключена в конце линии и с несколькими нагрузками вдоль линии.
Пример 1 – Определение потери напряжения, когда нагрузка подключена в конце линии
Определить потерю напряжения в трехфазной воздушной линии с номинальным напряжением Uном.=10 кВ протяженностью l = 2 км, питающей электрооборудование коммунального предприятия мощностью Р=100 кВт. Коэффициент мощности нагрузки cosϕ = 0,8. Линия выполнена алюминиевыми проводами марки А-25 сечением 25 мм2, расстояние между фазами 600 мм.
Решение.
1. Определяем активное сопротивление провода марки А-25:
где:
- γ – значение удельной проводимости для медных и алюминиевых проводов при температуре 20 °С принимается: для медных проводов – 53 м/Ом*мм2; для алюминиевых проводов – 31,7 м/Ом*мм2;
- s – номинальное сечение провода(кабеля),мм2;
Также вы можете встретить в тех. литературе еще одну формулу по определению активного сопротивления провода (кабеля):
где:
- ρ – значение удельного сопротивления принимается: для медных проводов — 0,017-0,018 Ом*мм2/м; для алюминиевых проводов – 0,026 — 0,028 Ом*мм2/м, см.
таблицу 1.14 [Л2. с.30].
таблицу 1.14 [Л2. с.30].2. Определяем индуктивное сопротивление для провода марки А-25 [Л1.с.420]:
где:
- Дср. – среднее геометрическое расстояние между осями проводов, мм;
- d = 6,40 мм – диаметр провода, для марки провода А-25. Значение диаметра провода можно определить по ГОСТ 839-80 – «Провода неизолированные для воздушных линий электропередач» таблицы 1 – 4. В данном расчете я привожу значение диаметра провода, только для провода марки А, для остальных марок проводов значения диаметров проводов вы сможете найти непосредственно в самом ГОСТе;
- µ — относительная магнитная проницаемость для цветных металлов (немагнитных) равна 1, для стальных проводов µ может достигать значений 103 и даже больше.
2.1 Определяем среднее геометрическое расстояние между осями трех проводов проложенных в одной плоскости [Л1.с.419]:
где: расстояние между проводами первой и второй фазы Д1-2= 600 мм, между второй и третью Д2-3 = 600 мм, между первой и третью Д1-3= 600 + 25 + 600 = 1225 мм.
3. Определяем коэффициент мощности tgϕ, зная cosϕ:
4. Определяем потерю напряжения в линии [Л1.с.422]:
Пример 2 – Определение потери напряжения с несколькими нагрузками вдоль линии
Определить потерю напряжения в трехфазной сети 10 кВ, изображенной на рис.1. Сеть выполнена воздушной линией с алюминиевыми проводами марки А-35 сечением 35 мм2 на участке А-Б и проводами марки А-25 сечением 25 мм2 на участке Б-В. Расстояние между фазами равно 600 мм. Соответствующая нагрузка, коэффициент мощности cosϕ в ответвлениях, а также длины участков сети указаны на схеме.
Решение.
1. Определяем активное сопротивление провода марки А-35 на участке А-Б:
2. Определяем индуктивное сопротивление для провода марки А-35 [Л1.с.420]:
2.1 Определяем среднее геометрическое расстояние между осями трех проводов проложенных в одной плоскости [Л1.с.419]:
где: расстояние между проводами первой и второй фазы Д1-2= 600 мм, между второй и третью Д2-3 = 600 мм, между первой и третью Д1-3= 600 + 35 + 600 = 1235 мм.
3. Определяем коэффициент мощности tgϕ1, зная cosϕ1:
4. Значения активного и индуктивного сопротивления для марки провода А-25 берем из примера 1: r02 = 1,26 Ом/км; х02 = 0,256 Ом/км; tgϕ2 = 0,75.
5. Определяем суммарную потерю напряжения в линии 10 кВ [Л1.с.422] :
где:
- Uном. – номинальное напряжение, В;
- r01, x01, r02, x02 – активные и индуктивные сопротивления трехфазных линий, Ом/км;
- Р1,Р2 – мощности в ответвлениях, кВт;
- L1,L2 – длины от начала линии до соответствующего ответвления, км;
- tgϕ1, tgϕ2 – коэффициент мощности;
Литература:
1. Основы проектирования систем электроснабжения. Маньков В.Д. 2010 г.
2. Справочная книга электрика. Григорьева В.И. 2004 г.
Всего наилучшего! До новых встреч на сайте Raschet.info.
Поделиться в социальных сетях
Диапазон передачи мощности – Delta
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Здесь необходимо учитывать очень важный периметр – “падение напряжения” на кабеле. Многие установщики не знают о последствиях влияния текущего потока, протекающего через силовые кабели, а проблема электроснабжения является основой при проектировании любой системы видеонаблюдения.
Влияние длины и сечения кабеля на потери по напряжению
Потери электроэнергии – неизбежная плата за ее транспортировку по проводам, вне зависимости от длины передающей линии. Существуют они и на воздушных линиях электропередач длиною в сотни километров и на отрезках электропроводки в несколько десятков метров домашней электрической сети. Происходят они, прежде всего потому, что любые провода имеют конечное сопротивление электрическому току. Закон Ома, с которым каждый из нас имел возможность познакомиться на школьных уроках физики, гласит, что напряжение (U) связано с током (I) и сопротивлением (R) следующим выражением:
U = I·R,
из него следует что чем выше сопротивление проводника, тем больше на нем падение (потери) напряжения при постоянных значениях тока. Это напряжение приводит к нагреву проводников, который может грозить плавлением изоляции, коротким замыканием и возгоранием электропроводки.
При передаче электроэнергии на большие расстояния потерь удается избегать за счет снижения силы передаваемого тока, достигается это многократным повышением напряжения до сотен киловольт. В случае низковольтных сетей, напряжением 220 (380) В, потери можно минимизировать только выбором правильного сечения кабеля.
Почему падает напряжение и как это зависит от длины и сечения проводников
Для начала остановимся на простом житейском примере частного сектора в черте города или большого поселка, в центре которого находится трансформаторная подстанция. Жильцы домов, расположенных в непосредственной близости к ней жалуются на постоянную замену быстро перегорающих лампочек, что вполне закономерно, ведь напряжение в их сети достигает 250 В и выше. В то время как на окраине села при максимальных нагрузках на сеть оно может опускаться до 150 вольт. Вывод в таком случае напрашивается один, падение напряжение зависит от длины проводников, представленных линейными проводами.
Конкретизируем, от чего зависит величина сопротивления проводника на примере медных проводов, которым сегодня отдается предпочтение. Для этого опять вернемся к школьному курсу физики, из которого известно, что сопротивление проводника зависит от трех величин:
- удельного сопротивления материала – ρ;
- длины отрезка проводника – l;
- площади поперечного сечения (при условии, что по всей длине оно одинаковое) – S.
Все четыре параметра связывает следующее соотношение:
R = ρ·l/S,
очевидно, что сопротивление растет по мере увеличения длины проводника и падает по мере увеличения сечения жилы.
Для медных проводников удельное сопротивление составляет 0.0175 Ом·мм²/м, это значит, что километр медного провода сечением 1 мм² будет иметь сопротивление 17.5 Ом, в реальной ситуации оно может отличаться, например, из-за чистоты металла (наличия в сплаве примесей).
Для алюминиевых проводников величина сопротивления еще выше, поскольку удельное сопротивление алюминиевых проводов составляет 0.028 Ом·мм²/м.
Теперь вернемся к нашему примеру. Пусть от подстанции до самого крайнего дома расстояние составляет 1 км и электропитание напряжения 220 вольт до него проложено алюминиевым проводом марки А, с минимальным сечением 10 мм². Расстояние, которое необходимо пройти электрическому току складывается из длины нулевых и фазных проводов, то есть в нашем примере необходимо применить коэффициент 2, таким образом максимальная длина составит 2000 м. Подставляя наши значения в последнюю формулу, получим величину сопротивления равную 5.6 Ом.
Много это или мало, понятно из упомянутого выше закона Ома, так для потребителя с номинальным током всего 10 ампер, в приведенном примере падение напряжения составит 56 В, которые уйдут на обогрев улицы.
Конечно же, если нельзя уменьшить расстояние, следует выбрать сечение проводов большей площади, это касается и внутренних проводок, однако это ведет к увеличению затрат на кабельно-проводниковую продукцию. Оптимальным решением будет правильно рассчитать сечения проводов, учитывая максимальную допустимую нагрузку.
Смотрите также другие статьи :
Классификация помещений по степени опасности
К помещениям первой категории относятся сухие помещения с нормальными климатическими условиями, в которых отсутствуют любые из приведенных выше факторов. Такая характеристика может соответствовать, например складскому помещению.
Подробнее…Что такое гармоники в электричестве
На практике синусоидальные напряжения электрических сетей подвержены искажениям и вместо идеальной синусоиды на экране осциллографа мы видим искаженный, испещренный провалами, зазубринами и всплесками сигнал. Эти искажения следствие влияния гармоник – паразитных колебаний кратных основной частоте сигнала, вызванных включением в сеть нелинейных нагрузок.
Подробнее… Калькулятор падения напряжения постоянного и переменного токаNEC | jCalc.NET
Калькулятор падения напряжения реализует код США NEC. Он включает формулы падения напряжения и примеры того, как рассчитать падение напряжения.
См. Также
Параметры калькулятора падения напряжения
- Номинальное напряжение (В): Укажите напряжение в вольтах (В). И выберите расположение фаз: 1 фаза переменного тока , 3 фазы переменного тока или постоянного тока .
- Нагрузка (кВт, кВА, А, л.с.): Укажите нагрузку в А, л.с., кВт или кВА.Укажите cosΦ (коэффициент мощности), если электрическая нагрузка указана в кВт или л.с.
- Размер кабеля (AWG): Выберите стандартный размер электрического провода в AWG (американский калибр проводов), как определено в NPFA 70 NEC (Национальный электрический кодекс) в США.
- Расстояние (м, футы): Укажите предполагаемую длину кабеля в метрах или футах.
Что такое падение напряжения?
Падение напряжения – это потеря напряжения в проводе из-за электрического сопротивления и реактивного сопротивления провода.Проблема с падением напряжения:
- Это может привести к неисправности оборудования.
- Снижает потенциальную энергию.
- Это приводит к потере энергии.
Например, если вы питаете нагреватель 10 Ом от источника питания 120 В. А сопротивление провода 1 Ом. Тогда ток будет I = 120 В / (10 Ом + 2 × 1 Ом) = 10 А.
Падение напряжения составит В Падение = 10 А × 2 × 2 Ом = 20 В. Следовательно, для вашего устройства будет доступно только 100 В.
А P = 20 В × 10 А = 200 Вт будет потрачено на тепло в проводе.
Как рассчитать падение напряжения?
Формулы падения напряжения для переменного и постоянного тока показаны в таблице ниже.
| Однофазный переменный ток | \ (\ Delta V_ {1 \ phi-ac} = \ dfrac {IL 2 Z_c} {1000} \) |
| Трехфазный переменный ток | \ (\ Delta V_ { 3 \ phi-ac} = \ dfrac {IL \ sqrt {3} Z_c} {1000} \) |
| DC | \ (\ Delta V_ {dc} = \ dfrac {IL 2 R_c} {1000} \ ) |
Где,
- I – ток нагрузки в амперах (А).2} \) Где,
- R c – сопротивление провода в Ом / км или Ом / 1000 футов.
- X c – реактивное сопротивление провода в Ом / км или Ом / 1000 футов.
Формула выше для Z c для худшего случая. Это когда коэффициент мощности кабеля и нагрузки совпадает.
Вместо полного сопротивления худшего случая можно вычислить комбинированный коэффициент мощности кабеля и нагрузки. Однако разница незначительна.И это слишком усложняет расчет.
Например, рассчитанный импеданс худшего случая для проводника номер 10 составляет 1,2 Ом / 1000 футов. А полное сопротивление для нагрузки с коэффициентом мощности 0,85 составляет 1,1 Ом / 1000 футов.
Калькулятор падения напряжения использует значения сопротивления R c и реактивного сопротивления X c из таблицы 9 в главе 9 NEC для расчетов как переменного, так и постоянного тока.
Теоретически для расчета падения напряжения постоянного тока следует использовать значения из таблицы 8.Однако разница незначительна.
Вот два примера:
Пример 1: Сопротивление переменному току в таблице 9 для провода номер 10 составляет 1,2 Ом / 1000 футов. Сопротивление постоянному току в таблице 8 составляет 1,24 Ом / 1000 футов. Разница в сопротивлении составляет всего 3%. Фактическое падение напряжения составит 3,09% вместо 3%. То есть чуть хуже.
Пример 2: Сопротивление переменному току в таблице 9 для провода номер 12 составляет 2,0 Ом / 1000 футов. Таблица 8 сопротивления постоянному току составляет 1,98 Ом / 1000 футов.Разница в сопротивлении составляет всего 1%. Фактическое падение напряжения составит 2,97% вместо 3%. То есть чуть лучше.
Что такое допустимое падение напряжения?
NFPA NEC 70 2020 в США рекомендует следующее допустимое падение напряжения, указанное мелким шрифтом в статьях 210.19 (A) и 215.2 (A).
Только параллельная цепь 3% Объединенная параллельная цепь и фидер 5% Проще говоря, максимально допустимое падение напряжения в розетке составляет 5% .
Примеры расчета падения напряжения
Пример 1: Пример расчета падения напряжения для жилого помещения 120 В переменного тока, однофазная нагрузка
Рассчитайте падение напряжения для следующей нагрузки:
Напряжение 120 В переменного тока, 1-фазное Нагрузка 15 A Расстояние 100 футов Размер проводника 10 AWG Значения сопротивления и реактивного сопротивления от NEC для проводника 10 AWG:
- R c = 3.2} \)
\ (Z_c = 1,2 \, \ Omega / 1000 футов \)
Падение напряжения рассчитывается как:
\ (\ Delta V_ {1 \ phi-ac} = \ dfrac {I L 2 Z_c} {1000} \)
\ (\ Delta V_ {1 \ phi-ac} = \ dfrac {15 \ cdot 100 \ cdot 2 \ cdot 1.2} {1000} \)
\ (\ Delta V_ {1 \ phi-ac} = 3.6 \, V \)
Падение напряжения в процентах рассчитывается как:\ (\% V_ {1 \ phi-ac} = \ dfrac {3.6} {120} \ cdot 100 \)
\ (\% V_ {1 \ phi-ac} = 3 \, \% \)
Пример 2: Пример расчета падения напряжения для промышленного трехфазного двигателя 480 В переменного тока
Рассчитайте падение напряжения для следующей нагрузки:
Напряжение 380 В переменного тока, 3 фазы Нагрузка Двигатель мощностью 25 л.с., pf 0.86.
Ток полной нагрузки: 26 A
КПД игнорируетсяРасстояние 300 футов Размер проводника 8 AWG Значения сопротивления и реактивного сопротивления для проводника 8 AWG, полученные от NEC, составляют:
- R c = 2,56 Ом / км или 0,78 Ом / 1000 футов
- X c = 0,171 Ом / км или 0,052 Ом / 1000 футов
Импеданс рассчитывается как:
\ (Z_c = \ sqrt {0.2} \)
\ (Z_c = 0,78 \, \ Omega / 1000 футов \)
Падение напряжения рассчитывается как:
\ (\ Delta V_ {3 \ phi-ac} = \ dfrac {I L \ sqrt {3} Z_c} {1000} \)
\ (\ Delta V_ {3 \ phi-ac} = \ dfrac {26 \ cdot 300 \ cdot \ sqrt {3} \ cdot 0.78} {1000} \)
\ (\ Delta V_ {3 \ phi-ac} = 10,6 В \, В \)
Падение напряжения в процентах рассчитывается как:\ (\% V_ {3 \ phi-ac} = \ dfrac {10.6} {480} \ cdot 100 \)
\ (\% V_ {3 \ phi-ac} = 2.2 \, \% \)
Пример 3: Пример расчета падения напряжения для нагрузки 12 В постоянного тока
Рассчитайте падение напряжения для следующей нагрузки:
Напряжение 12 В постоянного тока Нагрузка 1 A Расстояние 80 футов Размер проводника 12 AWG Значения сопротивления для 12 AWG, полученные от NEC проводник:
- R c = 6.6 Ом / км или 2,0 Ом / 1000 футов
Обратите внимание, что реактивное сопротивление не применяется в цепях постоянного тока.
Значения сопротивления из таблицы 9 (переменный ток) в NEC используются вместо значений сопротивления из таблицы 8 (постоянный ток). Разница незначительна.
Падение напряжения рассчитывается как:
\ (\ Delta V_ {dc} = \ dfrac {I L 2 R_c} {1000} \)
\ (\ Delta V_ {dc} = \ dfrac {1 \ cdot 80 \ cdot 2 \ cdot 2.0} {1000} \)
\ (\ Delta V_ {dc} = 0,32 \, V \)
Падение напряжения в процентах рассчитывается как:\ (\% V_ {dc} = \ dfrac {0.32} {12} \ cdot 100 \)
\ (\% V_ {dc} = 2.7 \, \% \)
Калькулятор падения напряжения – для одно- и трехфазных систем переменного и постоянного тока
Спасибо для посещения NoOutage.com, чтобы воспользоваться нашим бесплатным калькулятором падения напряжения. Пока вы здесь, пожалуйста, ознакомьтесь с нашими специальными предложениями по всем видам резервного питания сопутствующие товары, такие как …
* ручные переключатели
* автоматические резервные генераторы
* автоматические переключатели
* измерения и приборы
* системы ИБП
Устали платить за растущие тарифы на электроэнергию? Мы также продаем продукты альтернативной энергетики, в том числе…
* микрогидроэлектрические системы
* ветроэнергетические системы
* солнечные
Готовы ли ВЫ к следующему отключение электричества?
Используйте этот калькулятор для оценки падения напряжения на кабеле для подбора проводов. В расчетах принимаются медные или алюминиевые проводники без покрытия. работает при выбранной температуре и основывается на переменном / постоянном токе сопротивление или импеданс согласно NEC 2011 Глава 9, Таблицы 8 и 9 для многожильных проводов. работает от сети постоянного или переменного тока 60 Гц.Вместо того, чтобы использовать коэффициент k или «Эффективное Z» в Таблице 9 этот метод основан на фактическом сопротивлении переменному току. и значения реактивного сопротивления из таблицы. Входной ток нагрузки фиксирован, как и напряжение базовой системы. Падение напряжения в кабеле рассчитывается по закону Ома. где V падение = I нагрузка x R кабель . Падение в процентах составляет V падение / V система x 100.Для систем переменного тока сопротивление используется вместо кабеля постоянного тока R . Эта методология аналогична примерам, приведенным после таблицы 9 NEC.
The допустимая нагрузка для каждого размера проводника, показанная для справки в раскрывающемся меню ниже, основана на NEC. 2011 г. Таблица 310.15 (B) (16) для изолированных проводов 60C номиналом от 0 до 2000 В, но не более чем три токоведущих проводника в кабельном канале, кабеле или заземлении с температура окружающей среды 30 ° C (86 ° F).
Обратите внимание, что фактическая допустимая нагрузка и падение напряжения для вашего приложение может отличаться от этих результатов, но в большинстве случаев будет очень близко к показанные здесь.
В данном документе указаны калибры проводов американского стандарта (AWG) и Английский (футы).
Обратите внимание: для запуска этого калькулятора должны быть включены сценарии JavaScripts. в вашем браузере.
Нажмите здесь, чтобы альтернативный калькулятор, который также включает трансформатор и нагрузку двигателя.
ПРИМЕЧАНИЯ:
Примеры параллельных прогонов: Однофазная система 120/240 В с одиночными черно-красно-белыми проводниками (установлен в одном кабелепроводе) выберите «одиночный комплект проводников», 120 / 208В, 3-фазная система с 2 проводов на фазу и нейтраль (установлены в 2 параллельных кабелепровода) выберите «2 проводника на фазу в параллельный », система постоянного тока с 3 положительными и 3 отрицательными проводниками выбор «3 параллельных проводника на фазу».
Падение напряжения для систем переменного тока не должно превышать более 5% при полной нагрузке. Это рекомендуется NEC 210.19 (A) (1) Информационная записка № 4, которая устанавливает ограничение в 3% для филиала. схем и NEC 215.2 (A) (4) Информационная записка № 2, в которой говорится, что 3% лимит для кормушек. Оба они устанавливают ограничение в 5% для обоих. Падение может быть значительно больше во время скачков напряжения или пуска двигателя – иногда от 15% до 25% диапазона, если другие устройства в системе могут выдержать этот кратковременный окунать.Падение напряжения в системах постоянного тока должно быть минимальным. или менее 2%.
Для большинства систем 120/240 В, использующих кабели адекватная амплитуда тока, падение напряжения не вызывает беспокойства, если длина кабеля не является подходящей. более ста футов. Общее практическое правило – проверять падение напряжения. когда длина односторонней цепи в футах превышает напряжение системы количество. Следовательно, используя это правило, можно проверить падение напряжения 240 В. система, если длина цепи превышает 240 футов.
Для уточнения расчета рабочую температуру проводника можно оценить следующим образом: Если рабочий ток равен допустимой нагрузке, указанной в таблицах NEC 310.15, тогда температура может соответствовать рейтингу столбца таблицы. Если операционная ток меньше указанной допустимой нагрузки, тогда температура будет меньше. Поскольку нагрев проводника равен потерям I 2 x R, а нагрев пропорционален повышению температуры проводника, тогда рабочая температура будет примерно (I рабочая / I допустимая нагрузка ) 2 x (рейтинг T – 30C) + 30C.Например, нагрузка 50 А с использованием Для медного проводника с номиналом 75C требуется # 8 AWG в соответствии с таблицей 310.15 (B) (16). Если размер провода увеличен до # 6 AWG из-за падения напряжения, затем рабочая температура проводника будет (50A / 65A) 2 x (75C – 30C) + 30C = 57C. Это приводит к небольшому снижению напряжения. drop и может быть полезен для маржинальных расчетов.
Все ссылки на NEC см. Национальную ассоциацию противопожарной защиты, NFPA 70 , Национальный электротехнический кодекс .или Национальный электротехнический кодекс Справочник.
Дополнительная информация о напряжении падение на основе стандартов IEC доступно в Schneider Руководство по электромонтажу.
ОБНОВЛЕНИЕ: 11/4/2009 3-фазный% расчет был скорректирован в 1,732 раза.
ОБНОВЛЕНИЕ: 25.09.2013 добавлено # 16 AWG; значения переменного тока экстраполированы
ОБНОВЛЕНИЕ: 27 апреля 2018 добавлено 850 В, 1000 В и 1500 В для солнечных систем постоянного тока. ОБНОВЛЕНИЕ
: 16.10.2018 добавлено 70 В, 80 В, 90 В для систем постоянного тока. ОБНОВЛЕНИЕ
: обновлено 25 февраля 2019 г. и добавлены ссылки NEC, расширены описание методологии, добавлено ПРИМЕЧАНИЕ 4 и ПРИМЕЧАНИЕ 5.ОБНОВЛЕНИЕ
: 4/3/2019 добавлено больше вариантов напряжения между 120 и 208 для солнечных систем постоянного токаКалькулятор падения напряжения
Калькулятор падения напряжения рассчитает падение напряжения в цепи для длинных проводов на основе напряжения, тока, фаз, проводника, размера провода и расстояния в цепи. Он также рассчитает напряжение на нагрузке и падение напряжения в процентах.
Калькулятор падения напряжения
Введите информацию ниже, чтобы рассчитать падение напряжения в цепи.
Падение напряжения – Напряжение при нагрузке – Процент падения – Напряжение – Введите напряжение на источнике цепи. Однофазные напряжения обычно 115 В или 120 В, в то время как трехфазное напряжение обычно составляет 208 В, 230 В или 480 В.
Ампер – Введите максимальный ток в амперах, который будет протекать через цепь. Для моторов рекомендуется умножить значение FLA на паспортной табличке на 1,25 для определения диаметра провода.
Проводник – Выберите материал, используемый в качестве проводника в проводе. Общие жилы – медь и алюминий.
Фазы – Выберите количество фаз в цепи. Обычно это однофазный или трехфазный. Для однофазные цепи, требуется три провода.Для трехфазных цепей требуется четыре провода. Один из этих проводов – провод заземления. которые можно уменьшить. Чтобы рассчитать сечение заземляющего провода, используйте калькулятор сечения заземляющего провода.
Размер провода – Выберите размер провода в цепи. Единицы измерения диаметра провода – AWG или kcmil.
Расстояние – Введите одностороннюю длину проводов в цепи в футах.
Примечание. Результаты этого калькулятора основаны на температуре проводника 75 ° C .
Источник: NFPA 70, Национальный электротехнический кодекс, глава 9, таблица 8
Как рассчитать падение напряжения
Падение напряжения рассчитывается с использованием самого универсального из всех электрических законов: закона Ома. Это означает, что потенциал напряжения на проводнике равен ток, протекающий по проводнику, умноженный на общее сопротивление проводника. Другими словами, Vd = I x R.Простая формула была получена из закона Ома. для расчета падения напряжения на проводнике.Эта формула может помочь вам определить падение напряжения в цепи, а также сечение провода, который вам понадобится для вашей цепи. исходя из максимального желаемого падения напряжения. Национальный электротехнический кодекс гласит, что падение напряжения в фидерной цепи не должно превышать 5%, а падение напряжения в ответвленной цепи. не должно превышать 3%.
Однофазные схемы
Падение напряжения рассчитывается для однофазных цепей следующим образом:
Vd = Падение напряжения
I = Ток в проводнике (А)
L = длина цепи в одну сторону (футы)
см = площадь поперечного сечения кондуктора (круговые милы)
K = Сопротивление в омах 1 круглого милфута проводника.
Примечание: K = 12,9 для медных проводников при 75 ° C (167 ° F) и K = 21,2 для алюминиевых проводов при 75 ° C (167 ° F).Трехфазные схемы
Падение напряжения рассчитывается для трехфазных цепей следующим образом:
Vd = 1,73 x K x L x I См Vd = падение напряжения
I = Ток в проводнике (А)
L = длина цепи в одну сторону (футы)
см = площадь поперечного сечения кондуктора (круговые милы)
K = Сопротивление в омах 1 круглого милфута проводника.
Примечание: K = 12,9 для медных проводников при 75 ° C (167 ° F) и K = 21,2 для алюминиевых проводов при 75 ° C (167 ° F).Чтобы рассчитать максимальное расстояние цепи на основе падения напряжения в процентах, используйте Калькулятор расстояния цепи.
Чтобы рассчитать размер провода для цепи, используйте калькулятор размера провода или расширенный калькулятор размера провода. Чтобы рассчитать допустимую нагрузку на провод для цепи, используйте Калькулятор допустимой нагрузки на провод или Расширенный калькулятор допустимой нагрузки на провод.
Посетите Условия использования и Политику конфиденциальности этого сайта.Ваше мнение очень ценится. Сообщите нам, как мы можем улучшить.
Майк Холт Расчет падения напряжения
Часть ПЕРВАЯ
Целью Национального электротехнического кодекса является практическая защита людей и имущества от опасностей, связанных с использованием электричества. NEC обычно не считает падение напряжения проблемой безопасности. В результате NEC содержит шесть рекомендаций (примечания к мелкому шрифту), которые проводники цепи должны быть достаточно большими по размеру, чтобы может быть обеспечена эффективность работы оборудования.Кроме того, NEC имеет пять правил, по которым проводники должны иметь размер, соответствующий напряжению. падение проводов цепи.
Примечания мелким шрифтом в NEC предназначены только для информационных целей и не подлежит исполнению инспекционным органом [90-5 (c)]. Однако раздел 110-3 (b) требует, чтобы оборудование было установлено в соответствии с оборудованием. инструкции. Поэтому электрооборудование необходимо устанавливать так, чтобы он работает в пределах своего номинального напряжения, указанного производителем.Рисунок 1.
Комментарий автора: Рисунки не размещаются в Интернете.
Из-за падения напряжения в проводниках цепи рабочее напряжение у электрооборудования будет меньше выходного напряжения силовой поставка. Индуктивные нагрузки (например, двигатели, балласты и т. Д.), Работающие при напряжение ниже номинального может привести к перегреву, что приведет к сокращению времени работы оборудования. срок службы и повышенная стоимость, а также неудобства для заказчика.Пониженное напряжение для чувствительного электронного оборудования, такого как компьютеры, лазерные принтеры, копировальные машины и т. д. могут вызвать блокировку оборудования или внезапное отключение питания. вниз, что приведет к потере данных, увеличению стоимости и возможному отказу оборудования. Резистивные нагрузки (нагреватели, лампы накаливания), работающие при пониженном напряжении. просто не обеспечит ожидаемую номинальную выходную мощность, рис. 1.
Комментарий автора: Падение напряжения на проводниках может вызвать накаливание. мигание освещения при работе с другими приборами, оргтехникой или отоплением и системы охлаждения включаются.Хотя некоторых это может раздражать, это не опасно и не нарушает NEC.
РЕКОМЕНДАЦИИ NEC
Национальный электротехнический кодекс содержит шесть примечаний, напечатанных мелким шрифтом, для предупреждения Укажите пользователю, что оборудование может повысить эффективность работы, если учитывается падение напряжения на проводнике.
1. Ответвительные цепи. Настоящая FPN рекомендует, чтобы проводники ответвлений иметь размер, предотвращающий максимальное падение напряжения до 3%.Максимальное общее напряжение падение для комбинации ответвления и фидера не должно превышать 5%. [210-19 (а) ФПН № 4], рис. 2.
2. Фидеры. В данной FPN рекомендуется выбирать размеры фидеров. для предотвращения максимального падения напряжения на 3%. Максимальное полное падение напряжения для комбинации ответвления и фидера не должно превышать 5%. [215-2 (d) ФПН № 2], рис. 2.
Пример: Какое минимальное рабочее напряжение, рекомендованное NEC для Нагрузка 120 В, подключенная к источнику 120/240 В, рисунок 3 (8-11).
(а) 120 вольт (b) 115 вольт (c) 114 вольт (г) 116 вольт
Ответ: (c) 114 В Максимальное рекомендуемое падение напряжения на проводе как для фидера, так и для ответвленной цепи составляет 5 процентов от источника напряжения; 120 вольт x 5% = 6 вольт. Рабочее напряжение на нагрузке определяется путем вычитания падения напряжения на проводнике из источника напряжения, 120 вольт – падение 6 вольт = 114 вольт.
3. Услуги – Интересно, что нет рекомендуемого падения напряжения. для сервисных проводников, но эта FPN напоминает пользователю Кодекса о необходимости учитывать падение напряжения на служебных проводниках [230-31 (c) FPN].
Комментарий автора: Падение напряжения на проводах с длительным сроком службы может вызвать лампы накаливания в здании мигают при включении бытовой техники, отопления или включаются системы охлаждения. Для получения информации о том, как решить или уменьшить мерцание ламп накаливания, перейдите по адресу: www.mikeholt.com/Newsletters.
4. Максимально допустимая нагрузка проводника – Эта FPN определяет тот факт, что перечисленные в таблице 310-16, не учитывают падение напряжения [310-15 ФПН №1].
5. Фазовые преобразователи – Фазовые преобразователи имеют свои собственные рекомендации. что падение напряжения от источника питания к фазовому преобразователю должно не превышает 3% [455-6 (a) FPN].
6. Парковки для транспортных средств для отдыха – для транспортных средств для отдыха есть рекомендации. чтобы максимальное падение напряжения на проводниках параллельной цепи не превышало 3% и комбинация ответвления и фидера не более 5% [210-19 (а) ФПН №4 и 551-73 (d) FPN].
ТРЕБОВАНИЯ NEC
Национальный электротехнический кодекс также содержит пять правил, требующих проводники должны быть увеличены в размере, чтобы компенсировать падение напряжения.
Заземляющие проводники – это правило гласит, что если проводники цепи увеличены в размерах для компенсации падения напряжения, заземление оборудования проводники также должны быть увеличены в размерах [250-122 (b)].
Комментарий автора: Если, однако, провода цепи не увеличивать по размеру, чтобы учесть падение напряжения, то заземляющий провод оборудования не требуется, чтобы он был больше, чем указано в Таблице 250-122.
Кино / Телестудия – Проводник ответвления для Системы 60/120 вольт, используемые для снижения шума при производстве аудио / видео или другая подобная чувствительная электроника для киностудий и телестудий не должно превышать 1,5%, а суммарное падение напряжения фидера и проводники параллельной цепи не должны превышать 2,5% [530-71 (d)]. Кроме того, FPN № 1 в соответствии с разделом 530-72 (b) напоминает пользователю Кодекса об увеличении размера заземляющего проводника в соответствии с Разделом 250-122 (b).
Пожарные насосы – Рабочее напряжение на выводах пожарного насоса. Контроллер не должен быть менее 15% от номинального напряжения контроллера. при запуске двигателя (ток заторможенного ротора). Кроме того, действующие напряжение на выводах электродвигателя пожарного насоса не должно быть меньше 5% от номинального напряжения двигателя, когда двигатель работает на 115 процентов от номинального тока полной нагрузки [695-7].
Комментарий автора: в следующем месяце в этой статье я приведу примеры и графики, демонстрирующие применение правил NEC по падению напряжения.
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПЕРЕПАДА НАПРЯЖЕНИЯ В ЦЕПИ
Когда проводники цепи уже установлены, напряжение падение на проводниках может быть определено одним из двух методов: Ом закон или формула ВД.
Метод закона Ома – только однофазный
Падение напряжения на проводниках цепи можно определить умножением ток цепи по общему сопротивлению проводников цепи: VD = I x R.«I» соответствует нагрузке в амперах, а «R» равно сопротивлению проводника, указанному в главе 9, таблица. 8 для цепи постоянного тока или в главе 9, таблице 9 для переменного тока. токовые цепи. Метод закона Ома нельзя использовать для трехфазного схемы.
120 вольт Пример: каково падение напряжения на двух проводниках № 12, которые подайте нагрузку 16 ампер, 120 вольт, которая находится в 100 футах от источника питания питания (200 футов провода), рисунок 4.
(а) 3,2 вольт (б) 6,4 вольт (c) 9,6 вольт (г) 12,8 В
Ответ: (б) 6,4 вольт
Падение напряжения = I x R
«I» равно 16 ампер
«R» равно 0,4 Ом (Глава 9, Таблица 9: (2 Ом / 1000 футов) x 200 футов
Падение напряжения = 16 ампер x 0,4 Ом
Падение напряжения = 6,4 В (6,4 В / 120 В = 5.Падение напряжения 3%)
Рабочее напряжение = 120 В – 6,4 В
Рабочее напряжение = 113,6 В
Комментарий автора: Падение напряжения на 5,3% для указанной выше параллельной цепи. превышает рекомендации NEC на 3%, но не нарушает NEC, если нагрузка 16 А не рассчитана ниже 113,6 В [110-3 (b)].
, однофазный, 240 вольт Пример: какое рабочее напряжение у 44 ампер, 240 вольт, однофазная нагрузка, расположенная в 160 футах от щитка, если он подключен к No.6 проводников, рисунок 5?
(а) 233,1 вольт (б) 230,8 вольт (c) 228,4 вольт (г) 233,4 В
Ответ: (а) 233,1 вольт
Падение напряжения = I x R
«I» равно 44 амперам
«R» равно 0,157 Ом (Глава 9, Таблица 9: (0,49 Ом / 1000 футов) x 320 футов
Падение напряжения = 44 ампера x 0,157 Ом
Падение напряжения = 6.9 В (6,9 В / 240 В = падение на 2,9%)
Рабочее напряжение = 240 В – 6,9 В
Рабочее напряжение = 233,1 В
Падение напряжения по методу формул
Когда проводники цепи уже установлены, напряжение падение проводов можно определить с помощью одного из следующих формулы:
VD = 2 x K x Q x I x D / CM – однофазный
VD = 1.732 x K x Q x I x D / CM – трехфазный
«VD» = падение напряжения: падение напряжения на проводниках цепи. как выражено в вольтах.
«K» = постоянная постоянного тока: это постоянная, которая представляет сопротивление постоянному току для проводника в тысячу круглых мил длиной в тысячу футов, при рабочей температуре 75º. C. Постоянное значение постоянного тока, используемое для меди, составляет 12,9 Ом. и 21.Для алюминиевых проводов используется 2 Ом. Константа «К» подходит для цепей переменного тока, где жилы не превышает № 1/0.
«Q» = Коэффициент регулировки переменного тока: Переменный ток цепи № 2/0 и выше должны быть отрегулированы с учетом эффектов самоиндукции. (скин-эффект). Коэффициент корректировки «Q» определяется путем деления сопротивление переменному току, как указано в таблице 9 главы 9 NEC, на сопротивление постоянному току, как указано в главе 9, таблица 8.
«I» = Амперы: нагрузка в амперах при 100 процентах, а не 125 процентов для двигателей или постоянных нагрузок.
«D» = Расстояние: расстояние, на котором нагрузка находится от источника питания. питания, а не общую длину проводников цепи.
«CM» = Circular-Mils: Круговые милы проводника цепи. как указано в главе 9, таблица 8.
Однофазный пример: каково падение напряжения на проводе № 6 который обеспечивает однофазную нагрузку 44 А, 240 В, расположенную на расстоянии 160 футов из щитка, рисунок 6?
(а) 4.25 вольт (b) 6,9 вольт (c) 3 процента (г) 5 процентов
Ответ: (б) 6,9 вольт
VD = 2 x K x I x D / CM
K = 12,9 Ом, медь
I = 44 ампера
D = 160 футов
CM = No. 6, 26 240 круговых милов, Глава 9, Таблица 8
VD = 2 провода x 12,9 Ом x 44 А x 160 футов / 26240 круглых мил
VD = 6.9 В (6,9 В / 240 В = падение на 2,9%)
Рабочее напряжение = 240 В – 6,9 В
Рабочее напряжение = 233,1 В
Трехфазный Пример: Трехфазная нагрузка 208 В, 36 кВА расположена 80 футов от щитка и соединен алюминиевыми проводниками №1. Какое падение напряжения в проводниках до отключения оборудования, Рисунок 7?
(а) 3,5 вольт (б) 7 вольт (c) 3 процента (г) 5 процентов
Ответ: (а) 3.5 вольт
VD = 1,732 x K x I x D / CM
K = 21,2 Ом, алюминий
I = 100 ампер
D = 80 футов
CM = № 1, 83690 круговых милов, глава 9, таблица 8
VD = 1,732 x 21,2 Ом x 100 ампер x 80 футов / 83690 круглых мил
VD = 3,5 В (3,5 В / 208 В = 1,7%)
Рабочее напряжение = 208 В – 3,5 В
Рабочее напряжение = 204,5 В
Надеюсь, это краткое резюме было полезным.Если вы хотите узнать больше о по этой теме, посетите наш семинар или закажите видео для домашнего обучения программа сегодня.
Что такое падение напряжения? Расширенный калькулятор падения напряжения
Расширенный калькулятор падения напряжения с решенными примерами и формулами Что такое допустимое падение напряжения?В соответствии с NEC (Национальный электротехнический кодекс) [ 210,19 A (1) ] FPN номер 4 и [ 215,2 A (3) ] FPN номер 2, допустимое падение напряжения для фидеров составляет 3% , а допустимое падение напряжения для конечной подсхемы и ответвленной цепи составляет 5% для правильной и эффективной работы.
Например, если напряжение питания 110V , то значение допустимого падения напряжения должно быть;
Допустимое падение напряжения = 110 x (3/100) = 3,3 В .
Мы уже обсуждали выбор кабеля подходящего размера для монтажа электропроводки в системе SI и британской системе с примерами. В вышеприведенной статье мы также объяснили расчет падения напряжения и формулу падения напряжения, а также размер кабеля онлайн. калькулятор.
Сегодня мы собираемся поделиться подробным онлайн-калькулятором падения напряжения и формулами падения напряжения с решенными примерами.
Полезно знать : Прочтите полное описание под калькулятором падения напряжения для лучшего объяснения, так как есть много формул для расчета падения напряжения с примерами. кроме того, существует очень простой метод для расчета падения напряжения .
Также проверьте
Калькулятор падения напряжения (расширенный)Введите значение и нажмите «Рассчитать».Будет отображен результат
Примечание. Этот калькулятор также доступен в нашем бесплатном приложении для Android для электрических технологий
Формулы и расчет падения напряжения Базовая формула падения напряжения .Основная формула падения электрического напряжения:
V D = IR ……. (Закон Ома).
Где;
- В D = Падение напряжения в вольтах.
- I = Ток в амперах.
- R = Сопротивление в Ом (Ом).
Но это не всегда так, и мы не можем запустить колесо системы с помощью этой базовой формулы (почему? См. Также примеры ниже).
Формула падения напряжения для стального кабелепровода.Это приблизительная формула падения напряжения при единичном коэффициенте мощности, температуре кабеля 75 ° C и проводниках кабеля в стальном трубопроводе.
V D = (2 x k x Q x I x D) / см для однофазный .
V D = (1,732 x k x Q x I x D) / см для трехфазного .
Где;
- Cm = площадь поперечного сечения проводника в круглых милах.
- D = расстояние в одну сторону в футах.
- I = ток цепи в амперах.
- Q = соотношение сопротивления переменному току и сопротивления постоянному току (R AC / R / DC ) для проводника больше 2/0 для скин-эффекта.
- k = удельное сопротивление = 21.2 для алюминия и 12,9 для меди.
При длине провода в футах.V D = I × R
V D = I × (2 × L × R / 1000)
Где;
- В D = Падение напряжения в вольтах.
- I = Ток провода в амперах.
- R = Сопротивление провода в Ом (Ом) [Ом / кфут].
- L = длина провода в футах.
А;
Когда длина провода указывается в метрах.V D = I × (2 × L × R / 1000)
Где;
- В D = Падение напряжения в вольтах.
- I = Ток провода в амперах.
- R = Сопротивление провода в Ом (Ом) [Ом / км].
- L = длина провода в метрах.
V D = 0.866 × I × R
V D = 0,866 × I × 2 × L × R / 1000
V D = 0,5 × I × R
V D = 0,5 × I × 2 × L × R /1000
Где;
- В D = Падение напряжения в вольтах.
- I = Ток провода в амперах.
- R = Сопротивление провода в Ом (Ом) [Ом / км или] или (Ом / кфут).
- L = длина провода в метрах или футах.
A n = 1000 × d n 2 9048 = 0,025 × 92 (36- n ) /19,5
Где;
- An = площадь поперечного сечения провода калибра «n» в тысячах мил.
- kcmil = килограмм круговых милов.
- n = номер калибра.
- d = диаметр квадрата проволоки в дюймах 2 .
A n = (π / 4) × d n 2 = 0.000019635 × 92
- 5
- n) /19,5
Где;
- An = площадь поперечного сечения провода калибра n в квадратных дюймах ( 2 ).
- n = номер калибра.
- d = диаметр квадрата проволоки в дюймах 2 .
A n = (π / 4) × d n 2 = 0,012668 × 92 (36 -n) /19,5
Где;
- An = площадь поперечного сечения провода калибра «n» в квадратных миллиметрах (мм 2 )
- n = номер калибра.
- d = диаметр квадрата проволоки в мм 2 .
Вы также можете прочитать: Как найти неисправность в кабелях? Неисправности кабеля, типы и причины
Расчет диаметра проволоки- Диаметр проволоки по формуле в дюймах
d n = 0,005 × 92 (36- n ) 39 …. В дюймах
Где «n» – это номер калибра, а «d» – диаметр проволоки в дюймах.
- Диаметр проволоки в мм (миллиметрах) Формула
d n = 0,127 × 92 (36- n ) / 39 …. В миллиметрах (мм).
Где «n» – номер калибра, а «d» – диаметр проволоки в мм.
Формула для расчета сопротивления провода(1). R n = 0,3048 × 10 9 × ρ / (25.4 2 × A n )
Где;
- R = Сопротивление проводов провода (в Ом / кфут).
- n = # размер датчика.
- ρ = rho = удельное сопротивление в (Ом · м).
- An = площадь поперечного сечения n # калибра в квадратных дюймах (в 2 ).
Или;
(2) . R n = 10 9 × ρ / A n
Где;
- R = сопротивление проводов проводов (в Ом / км).
- n = # размер датчика.
- ρ = rho = удельное сопротивление в (Ом · м).
- An = площадь поперечного сечения n # калибра в квадратных миллиметрах ( 2 мм).
Падение напряжения в конце формулы и расчета кабеля.
V Конец = V – V D
Где;
- В Конец = Напряжение питания на конце кабеля.
- В = Напряжение питания.
- В D = Падение напряжения в проводниках кабеля.
V D = ρ P L I / A
Где;
- В D = Падение напряжения в вольтах .
- ρ = rho = удельное сопротивление в ( Ом – круглые милы / фут ).
- P = Фазовая постоянная = 2 (для однофазной системы и системы постоянного тока) и = √3 = 1,732 (для трехфазной системы)
- L = длина провода в футах.
- A = сечение провода в круглых милах.
Падение напряжения в медных проводниках можно рассчитать по простой и простой формуле, приведенной ниже, с помощью следующей таблицы.
V D = f x I… L = 100 футов
Где;
- f = коэффициент из таблицы ниже.
- I = ток в амперах.
- L = длина проводника в футах (100 футов).
(См. Решенный пример под таблицей для ясного понимания)
Таблица: Как рассчитать падение напряжения по простой формуле падения напряжения Решенный пример расчета падения напряженияПример : Предположим, однофазное напряжение 220 В , ток – 5А, длина проводника – 100 футов, калибр провода (AWG) – # 8.Рассчитать падение напряжения?
Решение:
Падение напряжения можно найти по следующей формуле:
В D = f x I… L = 100 футовТак как коэффициент для проводника # 8 AWG равен 0,125 (из вышеприведенной таблицы). Теперь поместим значения в приведенную выше формулу.
В D = 0,125 x 5A x (для 100 футов)
В D = Падение напряжения = 0,625 В.
PS: Вышеуказанный калькулятор падения напряжения предоставляет приблизительные значения, и мы не гарантируем 100% точные результаты, поскольку результаты могут измениться в зависимости от реальных кабелей, проводов, проводов и различного удельного сопротивления материала, количества жил в проводе, температурные и погодные условия, трубы и ПВХ и т. д.
Связанные сообщения:
Расчет падения напряжения
Общеизвестно, что потребители электроэнергии должны платить за общее количество киловатт-часов, поставляемых электроэнергетической компанией, измеренное соответствующим счетчиком мощности. Однако, поскольку ни один электрический проводник не является идеальным и даже самая качественная проводка имеет сопротивление, часть этого электричества теряется между измерителем мощности и точкой использования.
Что такое падение напряжения?
Одним из основных принципов электротехники является закон Ома, который гласит, что падение напряжения на проводнике или нагрузке эквивалентно произведению тока и сопротивления (V = I x R).Электрический ток определяется нагрузкой на цепь, а сопротивление определяется физическими свойствами проводника.
Получите профессиональный электротехнический проект для своего здания и избегайте проблем с напряжением.
Понятие падения напряжения используется для описания разницы между напряжением, подаваемым на источник, и напряжением, измеренным на нагрузке. Факторы, определяющие падение напряжения, приведены в следующей таблице:
КОЭФФИЦИЕНТЫ ПАДЕНИЯ НАПРЯЖЕНИЯ
ОПИСАНИЕ
А.Материал проводника
Некоторые материалы являются лучшими электрическими проводниками, чем другие. Например, медь более проводящая, чем алюминий.
B. Диаметр жилы
Более широкий проводник имеет лучшую проводимость, потому что больше материала для переноса электрического тока.
C. Длина проводника
Более длинные проводники имеют более высокое сопротивление, потому что ток должен проходить большее расстояние между источником и нагрузкой.
D. Температура проводника
Температура влияет на проводимость материалов. В зависимости от материала и фактической температуры проводимость может увеличиваться или уменьшаться при дальнейшем повышении температуры.
E. Ток, переносимый проводником
Ток прямо пропорционален падению напряжения. Если ток удваивается, а сопротивление остается неизменным, падение напряжения также удваивается.
F. Соединения в цепи
Соединение представляет собой разрыв материала проводника, и с этим связано контактное сопротивление. Неудовлетворительные соединения связаны с повышенным падением напряжения.
Как контролировать падение напряжения?
Поскольку идеального проводника не существует и все материалы обладают электрическим сопротивлением, полностью устранить падение напряжения невозможно.Однако есть много способов минимизировать его:
- Повышение эффективности системы
При неизменной нагрузке повышение эффективности электрического оборудования снижает потребление энергии. Поскольку напряжение питания постоянно, повышенная эффективность приводит к меньшему току и уменьшенному падению напряжения. - Поиск и устранение неисправностей
Некоторые электрические проблемы вызывают ненужное увеличение тока или сопротивления, что приводит к более высокому падению напряжения. Как только эти проблемы будут решены, падение напряжения вернется в норму. - Корректировка сечения проводов
Если проводники в цепи были выбраны неправильно, на них может наблюдаться значительное падение напряжения. При выборе проводов важно учитывать такие факторы, как ток полной нагрузки, температура окружающей среды и количество проводников в кабелепроводе. - Централизованное электрическое распределение
Если главный электрический вал и распределительные щиты расположены близко к центру здания, проводка должна проходить меньшие расстояния, чтобы охватить различные нагрузки.Такой тип компоновки сводит к минимуму падение напряжения. С другой стороны, когда электрический вал и панели расположены на одном конце здания, цепи должны пересекать всю конструкцию, чтобы достичь нагрузок на противоположной стороне. - Сбалансированное распределение нагрузки
В крупных коммерческих зданиях обычно используются трехфазные цепи с тремя токоведущими проводниками, как следует из их названия. Если одна фаза слишком нагружена, она также будет испытывать больший ток и большее падение напряжения по сравнению с другими фазами.
Это особые меры, которые могут быть применены для уменьшения падения напряжения. В общем, любая мера, которая обеспечивает любой из следующих эффектов, является жизнеспособной, если это разрешено Электрическим кодексом Нью-Йорка:
- Уменьшение тока нагрузки
- Увеличение диаметра жилы
- Увеличение количества параллельных проводов
- Уменьшение длины проводника
- Понижение температуры жилы
Допустимое падение напряжения в соответствии с NEC, издание
2011 г.Национальный электротехнический кодекс NFPA (NEC), который является основой Электротехнического кодекса Нью-Йорка, устанавливает два условия для допустимого падения напряжения в электрических установках:
- Максимально допустимое напряжение в ответвленной цепи составляет 3 процента, измеренное между соответствующей электрической панелью и самой дальней розеткой, обеспечивающей питание, обогрев, освещение или любую комбинацию таких нагрузок.
- Максимальное суммарное падение напряжения на главных фидерах и ответвленных цепях составляет 5 процентов, измеренное от служебного подключения до самой дальней розетки.
Считается, что эти уровни падения напряжения обеспечивают разумную эффективность работы. Важно отметить, что при увеличении размеров проводников цепи для компенсации падения напряжения необходимо соответственно увеличить провод заземления оборудования.
Как рассчитать падение напряжения
Важно отметить, что формула падения напряжения меняется в зависимости от количества фаз в цепи (однофазные или трехфазные).В следующих уравнениях используются следующие переменные:
- Z = Импеданс проводника (Ом на 1000 футов или Ом / км)
- I = ток нагрузки (амперы)
- L = Длина (фут)
ВИД УСТАНОВКИ ФОРМУЛА ПАДЕНИЯ НАПРЯЖЕНИЯ Однофазная система
Трехфазная система
В Падение = 2 x Z x I x L / 1000
Падение В = 1,73 x Z x I X L / 1000
Формулы делятся на 1000, поскольку стандартные значения импеданса предоставляются для каждых 1000 футов.Таким образом, они преобразуются в Ом на фут. В главе 9 NEC приведены свойства проводников, рассчитанные на номинальную температуру 75 ° C.
Чтобы продемонстрировать процедуру, предположим, что однофазная цепь на 120 В пропускает ток 22 А, где полное сопротивление проводника составляет 1,29 Ом на 1000 футов, а длина цепи составляет 50 футов. Падение напряжения будет:
- Падение напряжения = (2 x 1,29 Ом / kft x 22A x 50 футов) / 1000 = 2,84 В
- Падение напряжения в процентах = 2,84 В / 120 В = 0.0237 = 2,37%
Если имеется более одного проводника на фазу, приведенный выше расчет необходимо разделить на количество проводов на фазу, поскольку сопротивление уменьшается. Например, если в приведенном выше примере на каждую фазу приходится два проводника, сопротивление уменьшается вдвое, и падение напряжения будет 1,42 В (1,18%).
Как выбрать размер провода?
Процедура, описанная выше, может быть изменена для выбора сечения проводника в зависимости от допустимого падения напряжения. Предположим, что цепь соответствует следующим условиям:
- Рабочее напряжение = 120 В
- Конфигурация: однофазный
- Ток = 25 А
- Длина = 100 футов
Формула падения напряжения может быть изменена следующим образом для расчета необходимого импеданса.
- Падение напряжения = 2 x Z x I x L / 1000
- Z = (1000 x падение напряжения) / (2 x I x L)
Подставляя указанные выше значения в формулу, получаем следующий результат:
- Допустимое падение напряжения = 120 В x 3% = 3,6 В
- Z = (1000 x 3,6 В) / (2 x 25 A x 100 футов) = 0,72 Ом / км
Согласно NEC в главе 9, таблица 8, требуемый размер проводника для удержания падения напряжения ниже 3% – AWG # 6 (0,510 Ом / kft). Следующий размер – AWG # 8, но его сопротивление слишком велико (0.809 Ом / kft), а падение напряжения превысит 3%.
Прокладка нескольких проводников в кабелепроводах, кабелях или кабельных каналах
Таблицы NEC с 310.16 по 310.19 предоставляют допустимые значения силы тока максимум для трех проводов в кабелепроводе, кабеле или кабелепроводе. Когда количество проводников равно четырем или более, допустимая допустимая нагрузка снижается, как показано в следующей таблице:
КОЛИЧЕСТВО ТОКОПРОВОДНИКОВ
ПРОЦЕНТ ЗНАЧЕНИЯ МОЩНОСТИ
4-6
7-9
10-20
21-30
31-40
41 или более
80%
70%
50%
45%
40%
35%
Проводники должны иметь достаточную допустимую силу тока для нагрузки в соответствии с таблицами 310.От 16 до 310,19, при этом также имеет падение напряжения ниже максимально допустимого значения 3%. Также обратите внимание, что номинальная допустимая нагрузка снижается, когда несколько проводов проложены вместе. Чтобы электрическая установка соответствовала нормам, необходимо проверить все три фактора.
Сводка
NEC рекомендует максимальное падение напряжения 5% на фидерах и ответвленных цепях и 3% только на ответвленных цепях. Считается, что такой уровень падения напряжения обеспечивает правильные условия для оптимальной работы оборудования.Обратите внимание, что максимально допустимый уровень падения напряжения – это не мера безопасности, а мера производительности.
Падение напряжения в электрических цепях
Падение напряжения в электрической цепи можно рассчитать по закону Ома как
U = RI (1)
, где
U = падение напряжения (вольт, В)
R = электрическое сопротивление в электрической цепи (Ом, Ом)
I = ток (амперы, А)
Пример – Падение напряжения
Падение напряжения при мощности 100 футов строка:
Можно рассчитать электрическое сопротивление в цепи
R = (1.02 Ом / 1000 футов) (100 футов) 2
= 0,204 Ом
Падение напряжения в цепи можно рассчитать с помощью (1)
U = ( 0,204 Ом ) (10 ампер)
= 2,04 В
Круговые милы и падение напряжения
Падение напряжения также можно рассчитать с помощью милов, например
U = KPLI / A (2)
, где
где 93 K = удельное сопротивление ( Ом – круговые милы / фут)P = фазовая постоянная = 2 (для однофазной) = 1.732 (для трехфазного)
L = длина провода (футы)
A = площадь провода (круглые милы)
Удельное электрическое сопротивление для различных материалов проводов
- Solid Copper, K = 11 (температура 77 o F – 121 o F), K = 12 (температура 122 o F – 167 o F)
- Твердый алюминий, K = 18 (температура 77 o F – 121 o F), K = 20 (температура 122 o F – 167 o F)
- Многожильный медный, K = 11 (температура 77 o F – 121 o F) , K = 12 (температура 122 o F – 167 o F)
- Многожильный алюминий, K = 19 (температура 77 o F – 121 o F), K = 20 (температура 122 o F – 167 o F)
Пример – Удельное сопротивление и падение напряжения
При значениях из приведенного выше примера падение напряжения ок. n рассчитывается как
U = (11 Ом – круговые милы / фут) 2 (100 футов) (10 A) / (10400 мил)
= 2.11 В
Медный проводник – Таблица падения напряжения
Падение напряжения в медном проводе можно оценить с помощью
U = f IL (3)
, где
f = коэффициент из таблицы ниже
I = ток (амперы)
L = длина проводника (футы)
Размер Коэффициент
– f –AWG мм 2 метрическая Однофазный Трехфазный 14 2.08 0,476 0,42 12 3,31 0,313 0,26 10 5,26 0,196 0,17 8 8,37 0,125 0,11 6 13,3 0,0833 0,071 4 21,2 0,0538 0,046 3 0. Больше новостей
