שטח חתך של חוטים וכבלים, בהתאם לחוזק הנוכחי, חישוב חתך הכבלים הנדרש

כדי לתקן את החיווט הישן או להניח חיבור חדש, עליכם לבחור את הכבל של החתך הרצוי בכדי לעמוד בעומס הצפוי.

אם החיווט הישן אינו תקין, עליכם להחליפו, אך לפני שתשנו אותו לחיבור דומה, בררו מדוע הייתה בעיה עם הישן. יתכן ופשוט היה נזק מכני, או שהבידוד הפך לבלתי שמיש, ובעיה משמעותית עוד יותר היא כישלון החיווט עקב חריגה מהעומס המותר.

מה ההבדל בין מוצרי כבלים, מהם המאפיינים העיקריים?

ראשית נקבע איזה מתח ברשת בה יעבדו הכבלים. לרשתות ביתיות, כבלים וחוטי חשמל מסוג VVG, סוג PUGNP משמשים לרוב (רק אסור על פי דרישות PUE מודרניות בגלל הסבולות הגדולות לחתך הרוחבי במהלך הייצור, עד 30%, ועובי שכבת הבידוד המותר הוא 0.3 מ"מ, כנגד 0.4 ב PUE), ШВВП ואחרים. .

אם אתה מתרחק מההגדרות, החוט מהכבל שונה מזערית, בעיקר בהגדרה ב- GOST או TU שבעזרתו הוא נוצר. אחרי הכל, יש מספר גדול של חוטים בשוק עם 2-3 חוטים ושתי שכבות בידוד, למשל, אותו PUGNP או PUNP.

מתח אפשרי נקבע על ידי בידוד כבלים

כדי לבחור כבל, בנוסף למתח, נלקחים בחשבון התנאים שבהם הוא יעבוד, לצורך חיבור כלי וציוד הנע עליו להיות גמיש, לחיבור אלמנטים קבועים, באופן עקרוני, זה לא משנה, אבל עדיף להעדיף כבל עם גרעין מונוליטי.

הגורם המכריע בעת הקנייה הוא שטח חתך הגרעין של הליבה, הוא נמדד ב- mm2 ויכולתו של המוליך לעמוד בעומס ארוך תלויה בו.

מה משפיע על הזרם המותר דרך הכבל?

ראשית, בואו נפנה ליסודות הפיזיקה. יש חוק ג'ול-לנץ כזה, הוא התגלה באופן עצמאי על ידי שני חוקרים, ג'יימס ג'ול (בשנת 1841) ואמיליוס לנץ (בשנת 1842), ולכן קיבל שם כפול. אז החוק הזה מתאר כמותית את ההשפעה התרמית של הזרם החשמלי הזורם במוליך.

אם בא לידי ביטוי במונחים של צפיפות זרם, נקבל את הנוסחה הבאה:

הפרשנות: w הוא כוח שחרור החום לנפח יחידה, וקטור j הוא צפיפות הזרם דרך המוליך נמדדת באמפר למ"מ. עבור חוטי נחושת, קח 6 עד 10 א 'למילימטר שטח, כאשר 6 הוא צפיפות העבודה, ו -10 הוא לטווח קצר. וקטור E הוא כוח השדה החשמלי. σ היא המוליכות של המדיום.

מכיוון שהמוליכות היא ביחס הפוך להתנגדות: σ = 1 / R

אם חוק ג'ול-לנץ מתבטא במונחים של כמות החום בצורה אינטגרלית, אז:

לפיכך, dQ הוא כמות החום שתשתחרר במרווח הזמן dt במעגל בו הזרם I זורם במוליך של התנגדות R.

כלומר, כמות החום עומדת ביחס ישר לזרם והתנגדות. ככל שהזרם והתנגדות גדולים יותר, נוצר יותר חום. זה מסוכן מכיוון שברגע מסוים כמות החום מגיעה לערך כזה שהבידוד נמס על החוטים. יכול להיות ששמתם לב כי חוטי דוודים זולים חמים במידה ניכרת במהלך הפעולה, זהו.

אם משתחרר חשמל בכבל, אז המתח בקצותיו המחובר לעומס יורד.

במחשבים לחישוב חתכי כבלים בדרך כלל נקבעים הפרמטרים הבאים:

• כוח זרם או עומס;

• אורך קו;

• ירידת מתח מותרת (בדרך כלל באחוזים);

ככל שהתנגדות גדולה יותר, כך המתח יירד והכבל יתחמם, מכיוון שהוא ישוחרר עליו כוח (P = UI, כאשר U הוא ירידת המתח על פני הכבל, אני הזרם שזורם דרכו).

כל החישובים הופחתו לזרם והתנגדות. ההתנגדות של המוליך מחושבת על ידי הנוסחה:

כאן: ρ (po) הוא ההתנגדות, l הוא אורך הכבל, S הוא אזור החתך.

ההתנגדות תלויה במבנה המתכת, ניתן לקבוע את ערכי ההתנגדות מהטבלה.

החיווט משתמש בעיקר באלומיניום ונחושת. בנחושת ההתנגדות היא 1.68 * 10-8 אוהם * מ"מ 2 / מ, ובאלומיניום גדול פי 1.8 מאשר בנחושת, הוא 2.82 * 10-8 אוהם * מ"מ 2 / מ. המשמעות היא שתיל האלומיניום מתחמם כמעט פי 2 מחוט הנחושת עם אותו חתך רוחב וזרם זהה. מכאן עולה כי עבור חיווט תצטרך לקנות חוט אלומיניום עבה יותר, בנוסף, החוטים נפגעים בקלות.

לכן, תילי נחושת הוחלפו על ידי חוטי נחושת מחיווט ביתי, והשימוש באלומיניום בחיווט אסור, רק השימוש בכבלי אלומיניום להתקנת מתקנים חשמליים חזקים מאוד הצורכים זרם גבוה מותר, ואז השתמש בחוט אלומיניום עם חתך רוחב של יותר מ 16 מ"מ 2 (ראה -מדוע לא ניתן להשתמש בכבל אלומיניום בחיווט)

כיצד לקבוע את ההתנגדות של החוט בקוטר הליבה?

ישנם מקרים בהם שטח החתך של הגרעין אינו ידוע, כך שניתן לחשב אותו לפי קוטר. כדי לקבוע את קוטרו של וריד מונוליטי, אתה יכול להשתמש בכושר, אם הוא לא, אז קח מוט, כמו עט כדורי או מסמר, סובב סביבו 10 סיבובי חוט, ומודד את אורך הספירלה המתקבלת בעזרת סרגל, מחלק אורך זה ב- 10 - תקבל את קוטר הווריד.

כדי לקבוע את הקוטר הכולל של ליבה מרובת חוטים, יש למדוד את הקוטר של כל ליבה ולהכפיל את מספרם.

הבא, שקול את חתך הרוחב לפי נוסחה זו:

ושוב הם חוזרים לנוסחה זו לחישוב ההתנגדות של חוט:

כיצד לקבוע את שטח החתך הנדרש של החוט?

האפשרות הפשוטה ביותר היא לקבוע את שטח חתך הגרעין על פי הטבלה. זה מתאים לחישוב קווים לא ארוכים מדי המונחים בתנאים רגילים (עם טמפרטורת הסביבה הרגילה). אתה יכול גם לבחור חוט לכבל ההארכה. שימו לב כי הטבלה מציגה את חתכי רוחב הזרם והספק מסוימים ברשת חד-פאזית ושלושה פאזית לאלומיניום ונחושת.

בחישוב תורים ארוכים (יותר מ -10 מטר) עדיף לא להשתמש בטבלה כזו. יש צורך לבצע חישובים. הדרך המהירה ביותר להשתמש במחשבון. אלגוריתם החישוב הוא כדלקמן:

הם לוקחים הפסדי מתח המותרים (לא יותר מ -5%), פירוש הדבר שעם מתח של 220 וולט ואובדן מתח מקובל של 5% על הכבל, ירידת המתח (מקצה לקצה) לא צריכה לעלות על:

5% * 220 = 11 וולט.

כעת, בידיעת הזרם שיזרום, אנו יכולים לחשב את התנגדות הכבלים. בקו דו חוטי, ההתנגדות מוכפלת על ידי 2, מכיוון שהזרם זורם דרך שני חוטים, באורך קו של 10 מ ', האורך הכולל של המוליכים הוא 20 מ'.

מכאן, על פי הנוסחאות לעיל, מחושב את חתך הכבלים הנדרש.

אתה יכול לעשות זאת באופן אוטומטי מהסמארטפון שלך, באמצעות היישומים הניידים אלקטריק ואלקטרואיד. רק המחשבון אינו מציין את האורך הכולל של החוטים, אלא את אורך הקו ממקור החשמל למקלט החשמל.

מסקנה

חיווט מחושב נכון הוא כבר ערובה של 50% לתפקודו המוצלח, המחצית השנייה תלויה בהתקנה הנכונה. יש לקחת בחשבון את כל תכונות החיווט, צריכת חשמל מקסימלית על ידי כל הצרכנים. במקביל, הזן מרווח של זרם מותר של 20-40% "למקרה".