Jak vypočítat průřez kabelu pro třífázový motor?

— Tabulky průřezů vodičů s vysvětlivkami + návod k výpočtu
— Korekční faktory pro výpočty výkonu
— Zahřívání drátů a co s tím mají společného zásuvky

Expert na MyFuseBox

14 2022 декабря

Univerzální stůl

Potřebujete jasnou odpověď, takže začnu hned s tabulkou průřezů. Na otázku „jaký má být průřez“ lze v zásadě rychle odpovědět – takové a takové, viz tabulka hned za tímto odstavcem. Ale jsem ochoten se vsadit, že se s takovou stručností nespokojíte a budete chtít porozumět spíše vědeckému zdůvodnění. Ti, kdo čtou takové články, jsou většinou zvídaví, jako my. Pokud ano, tak na to pojďme přijít, tady je o čem diskutovat.

Pokud to není někde konkrétně uvedeno, pak vězte, že všechny údaje v článku jsou pouze pro měděný drát, protože ten druhý nepoužiješ.

Tato tabulka obsahuje optimální poměry průřezů vodičů, jmenovitých hodnot stroje a zatížení vedení:

Teď by bylo fajn přijít na to, proč je vše přesně tak, jak je napsáno v tabulce. Zvážíme hlavní faktory ovlivňující volbu průřezu a nominální hodnoty stroje, popíšeme vztah a úskalí, ale přesto, jak uvidíte na konci článku, budete muset částečně převzít toto tabulka na víře, existuje příliš mnoho proměnných na to, aby vaše vlastní výpočty nakonec došly plus mínus ke stejným údajům jako v tabulce. Berte to proto jako osvědčené východisko a nyní si povíme něco o vědeckém základu.

Nejprve musíte určit výkon celé zátěže

Tabulkové údaje, které vedou všechny odpovědné elektrikáře, jsou dobré, ale rozhodně stojí za to vypočítat celkové zatížení vašeho projektu.

Vypočítáme celkový výkon budoucích spotřebitelů.
Chcete-li to provést, musíte shromáždit seznam všech elektrických spotřebičů, které se budou používat, a shrnout jejich jmenovitý výkon. Možná nevíte, kolik spotřebuje lednička, pračka nebo trouba, takže nejjednodušší je převzít hodnoty z popisů produktů v internetových obchodech.

Abyste mohli určit, který stroj nainstalovat a kterou kabelovou část zvolit, nemusíte odebírat celkový výkon celého bytu nebo domu. Nejste z těch, kteří plánují napájet všechny zásuvky z jednoho drátu, tzn. budete mít několik samostatných skupinových linek podle místnosti, podle účelu, rozdělených podle přípustného výkonu skupiny, budete muset celou zátěž rozdělit do skupin alespoň podle omezení strojů. O těchto limitech si povíme dále v článku.

Příklady

Pokud počítáte s kuchyní, pak je vše zcela jasné: lednice, trouba, varná deska, digestoř, TV, zásuvky na menší kuchyňské spotřebiče. Scénáře pro jejich společné použití si lze snadno představit.

Například u ložnice může nastat zmatek, není tam moc spotřebitelů, nejčastěji budou pokoje propojeny jedním přívodním vedením a vy zvážíte, jaké zatížení se v nich očekává. Budou to fény a vysavače, které se zapínají občas, počítače, televize a set-top boxy, které se zapínají častěji a na delší dobu. Jen si představte realistické scénáře, ve kterých budete mít zapnutý maximální počet zařízení a zohledněte tento výkon.

Pro objasnění síly existují korekční faktory

Současný spínací faktor.
Obvykle je to 0.75 – 0.8. Tímto způsobem, aniž byste příliš přemýšleli o scénářích, můžete jednoduše sečíst všechna možná zařízení v místnostech a vynásobit koeficientem. Například jste napočítali 4 kW z 5-6 zařízení, vynásobte 0.75 a dostanete 3 kW, se kterými můžete dále pracovat.

Faktor jalového výkonu.
Některá zařízení mají reaktivní složku, zejména to platí pro čerpadla, motory a kompresory. Při spuštění okamžitě zvýší proud na hodnotu větší než při běžném provozu. Jalový výkon je často uveden v dokumentaci zařízení; může být také již zahrnut v celkovém jmenovitém výkonu. To je důležitý faktor a lze jej zprůměrovat na faktor 1.3. Výkon některých zařízení tak může být zvýšen o 30 %.

Kromě těchto kurzů existuje praxe stanovování rostoucího koeficientu pro budoucí růst spotřebitelů a modernizaci. Do toho nepůjdeme.

Jak můžete udělat totéž v kalkulačce Myfusebox na dvě kliknutí?

V tomto konstruktoru můžete vytvářet virtuální místnosti a umísťovat do nich zátěže ze seznamu hotových přednastavení. Každý spotřebič má již naprogramované vlastnosti, systém ví o jalovém zatížení a faktorech současného odběru.

Navíc jsme tento bod ještě neprobírali některá zařízení nelze kombinovat, protože; vyžadují samostatnou, kvalitativně odlišnou linku. Do celkové zátěže byste například neměli započítávat troubu a zásuvky pro televizory, ledničky a mikrovlnky. To je také okamžitě zohledněno v algoritmech Myfusebox.

Výchozí výkon vybraných spotřebičů lze upravit tak, aby vyhovoval vašim požadavkům.

Vyberete si jedno ze schémat konstrukce elektrických panelů a okamžitě obdržíte skupinové linky vypočítané podle výkonu a výběr strojů pro ně.

Nyní tedy máte hodnoty výkonu sítě.

Výběr jističe

Pro analýzu bereme řádek č. 2 z univerzální tabulky: jedná se o jednoduché zásuvky napájené kabelem 2.5 mm16. s XNUMX ampérovými jističi.

Proč automatická C16

Pravidla pro elektroinstalaci stanoví, že na základě vypočtených proudů (počáteční vypočtené údaje o zatížení) by měly být vybrány nejnižší jmenovité hodnoty a nastavení ochranných zařízení. Pravda, je to potřeba udělat tak, aby při krátkodobém přetížení nedocházelo k odpojování vedení.

Jinými slovy, hodnocení, sekce, nastavení by měly být vypočítaným logickým zlatým průměrem, a ne tímto každodenním „s rezervou“. V elektrice jsou tyto rezervy plné.

Dekódovací stroje VTX

Ve specifikaci jističů je tato – časově-proudové charakteristiky (ve zkratce VTC). Vypadá to děsivě, ale ve skutečnosti je to jednoduchá věc – je to křivka na rovině se dvěma osami: proudem a časem. Křivka ukazuje závislost doby odezvy na proudu.

Takže podle VTX se ukazuje, že překročení jmenovitého proudu až 13 % vůbec nevede k odstavení, protože 1.13 je nastavení spodního provozního prahu, podmíněného nevypínacího proudu.

Horní práh, podmíněný spouštěcí proud – 1.45.

Pamatujete si, že křivka BTX ukazuje dobu odezvy? Takže proud může nejen překročit jmenovitý proud o 45 %, ale také Doba odezvy tepelného uvolnění bude až jednu hodinu!

Podívejte, stroj C16 může procházet proudem 23.2 A po celou hodinu! S tím jsme nepočítali při nákupu 16 Amp stroje.

Tyto požadované hodnoty jsou založeny na okolní teplotě 30 °C. Okolní teplota se může zvýšit, když je skupina strojů s vysokou zátěží umístěna v dávkách, takže nastavení jsou podmíněná a nejsou přísná.

Nakonec vybereme průřez kabelu

Přesněji dokazujeme, že pro stroj C16 by měl být průřez pro zásuvky 2.5 mm 2

Průřez se volí podle tabulky trvalých proudů v různých kombinacích. PUE poskytuje různé hodnoty v závislosti na způsobu uložení kabelů (otevřené/zavřené), kovové (měď/hliník), počtu žil a vodičů, ale uvažujeme pouze měděný a pouze třížilový kabel.

V bytech a domech je nutné použít třížilový drát. Vzhledem k tomu, že zemnící kontakt není zapojen do výpočtů, z celé tabulky se podíváme na údaje pouze pro jeden dvouvodičový vodič. Tady jsou:

Tabulka omezení trvalého proudu pro dvouvodičový vodič:

Stroj tedy vydrží 23.2 A, což znamená, že dle tabulky nám vyhovuje průřez 2.5 mm 2 . Vodič s tímto průřezem snese 25 A a vodič 2 čtverečky vydrží 23, ale náš je 23.2, a přestože se to velmi blíží 23, kabel 2 čtverečky pro zapojení nepoužijeme. Pak pochopíte proč

Kabel 2.5 čtvereční je schopen dlouhodobě odolat proudu 25 A, tzn. zatížení 5.5 kW bez přehřívání a ničení. To znamená, že jistič chránící toto vedení by měl začít vypínat při hodnotě 25 A, jinak se kabel začne zahřívat. A automat C16 se s tím vyrovná skvěle, jak je patrné z křivky BTX – při 25 A (tj. při přetížení cca 1.56 – 1.57) se automat typu C vypne v podmíněném čase 1 minuty. . Během této doby se při takto hraniční hodnotě proudu kabel ani nestihne zapotit.

O zásuvkách

Všechny nespeciální zásuvky jsou většinou dimenzovány na proud 16 A a pokud jste je někdy rozebírali, mohli jste vidět, že někdy je kvalitní výplň a někdy poměděná fólie.

Vývod by teoreticky měl dlouhodobě vydržet 3.5 kW (16 * 220 = 3520 W) a jeho překročení povede k jeho roztavení. V praxi se zásuvky mohou začít zahřívat i při nižších proudech.

A nyní, když víte o chování strojů a schopnostech drátu, vidíte, že nejslabším článkem řetězu je zásuvka. A to je skvělá zpráva. Drát bude často v omítnuté drážce, pod stropem, podlahou, v rozvodných krabicích, opravdu byste nechtěli, aby se někde ve 20metrové části začal tavit. Proto je nejziskovější možností selhání zásuvky. Je dimenzován na max. 16 A a má nejslabší kontaktní tlak v celém okruhu.

Pokud bychom postavili vedení od vstupního kabelu k jedné jediné zásuvce, pak by bylo okamžitě jasné, že maximální zatížení, pro které lze provést výpočty, je 3.5 kW. Neexistuje však jediná zásuvka, takže skupinová linka může přenášet více než 16 A. Hlavní věc je neplánovat zapojit rozbočovač do zásuvky a distribuovat energii po celém domě (jen si dělám srandu, vím, že to neuděláte)

Více o vodičích, zatížení a průřezu

Dráty se zahřívají.
Nejčastěji budou vaše rozvody skryty, což znamená, že zazděný kabel nebude přirozeně ochlazován. I pro tento faktor je zapotřebí určitá míra bezpečnosti. Patří sem i teplotní režim v prostorách.

Živý kabel se zahřívá a část energie se uvolňuje jako teplo. Pokud je drát tenký a proud je vysoký, tepelná složka může způsobit přehřátí a roztavení pláště. To se může stát na nejteplejším, nechlazeném místě – ve zdi. Dále, pokud dojde ke ztrátě izolace, dojde ke zkratu a je možný požár. Dovedete si také představit důsledky hledání závadné oblasti. Proto by se to nemělo dělat ani tam, kde by se zdálo možné použít menší průřez (na jeho podporu lze uvést řadu argumentů).

Protože ke každé zásuvce nepovedete samostatnou linku, váš obvod bude mít skupinové linky. Skupinové vodiče vedoucí do rozvodných skříní se zahřívají více než vodiče vedoucí z krabice do zásuvky. Na to se nesmí zapomínat. Není však třeba je vyrábět s různými sekcemi, vše již bylo vypočteno: pro zásuvky 2.5 mm 2 a správné rozdělení do skupin, pro osvětlení – 1.5 mm 2 a totéž.

Žíly jsou zúžené

Dráty jsou ve skutečnosti zúžené, jen kolik měření provedli nadšenci s posuvnými měřítky. Existují specifikace a existuje GOST pro výrobu kabelů, měření ukazují, že průřez žil je často menší než vypočítaný, takže neočekávejte, že vše bude přesně podle vzorce. To je další faktor ve prospěch osvědčených univerzálních doporučení pro oddíly uvedených na samém začátku článku.

třicet? 190? 220?

A ještě jeden proměnný faktor ve vašich výpočtech je síťové napětí. Napětí je nestabilní, což je zvláště patrné v nových budovách kvůli speciálně vybudovaným rozvodnám pro ně.

Zásuvka nebude mít vždy 220 V, někdy méně, někdy více, zatímco napětí je jednou z integrálních součástí trojice P=I*U

Proto existují obecná doporučení pro výběr průřezu kabelu a jmenovité hodnoty stroje.

Obecně je to téměř vše, co potřebujete vědět pro výpočet zapojení

Pro osvětlení děláme vše přesně stejně, pouze stroj bude C10 a drát bude 1.5 mm 2

• trouba – 4 mm 2 – automatická C32
• varná deska – 6 mm 2 – automatická C40

U takových zařízení může výkon kolísat v širokém rozsahu, proto se navíc zaměřte na technické specifikace. Mimochodem, pro připojení automatizace uvnitř rozvaděče používají vodič o průřezu nejméně 6.

Naše služba Myfusebox má všechny potřebné elektroinstalace, algoritmus již ví, jaké stroje zvolit a co chránit pomocí proudového chrániče. Kromě presetů jsou zde i libovolné linky pro přizpůsobení projektu, vyzkoušejte různá schémata.

23 < 25 >16

Nyní, když jsme shrnuli zkušenosti, pojďme rychle od elektrického panelu ke spotřebiteli: jistič C16 vydrží proud 23 A po dlouhou dobu, poté elektřina proteče drátem, který vydrží 25 A a nakonec přijde do zásuvky, která pojme 16 A.

Pokud se proud prudce zvýší, stroj se vypne a celé vedení se vypne.

• pokud něco připojeného k jedné zásuvce překročí zátěž, zásuvka selže a zátěž zmizí
• pokud dojde k přetížení několika zásuvek a zároveň zásuvky odděleně odpojí zátěž, tepelná spoušť stroje v určitém okamžiku zareaguje a vypne linku

V tomto příběhu jde hlavně o to, že buď zásuvka spadne jako první, nebo to stroj nevydrží a vypne se, ale napájecí kabel zůstane netknutý a to je nejdůležitější.

Hodně štěstí při návrhu elektroinstalace!

MyFuseBlog je sbírka článků ze služby pro vytváření elektrických panelů MyFuseBox

Zde zveřejňujeme články, které naši odborníci píší speciálně pro ty, kteří plánují provést vlastní elektroinstalaci a sestavit elektrický panel.

MyFuseBlog © 2022—2024 | Informační zdroj

1. Asynchronní elektromotor o výkonu 28 kW má tyto údaje: účinnost , účiník , násobek startovacího proudu , jmenovité napětí .
Určete proud pojistkové vložky a průřez vodičů odboček od pojistky k motoru. Odbočka je vyrobena z měděných drátů s pryžovou izolací uložených v potrubí Řešení:
Pojistková vložka musí odolat rozběhovému proudu motoru bez spálení. Jeho jmenovitý proud se volí podle vzorce kde koeficient a = 2,5 pro dobu trvání startu ne delší než 10 sekund a a = 1,6 pro dobu trvání startu do 40 sekund.
Pojďme určit startovací proud motoru. Chcete-li to provést, musíte nejprve určit jeho jmenovitý proud odkud Jmenovitý proud pojistkové vložky Přijímáme nejbližší standardní pojistkovou vložku, pro kterou . Chcete-li určit průřez vodiče, musíte znát přípustný proud pro něj. Velikost přípustného proudu se určuje z podmínek: Dosazením číselných hodnot dostaneme: Vezmeme-li největší ze získaných hodnot, přípustný proud drátu je: Měl by se vzít průřez vodiče , pro které je povolený proud 60 A.

2. Třífázové vedení umístěné uvnitř dílny napájí rozvodný panel, jehož celkové zatížení je 60 kW při (asynchronní motor s poměrem rozběhového proudu ). Stínění je umístěno ve vzdálenosti 100 m od vstupu Síťové napětí spotřebičů je 380 V.
Určete průřez vodiče vedení, zvolte jmenovitý proud pojistkové vložky. Vezměte přípustnou ztrátu napětí rovnou 5 % jmenovitého napětí.
Průřez vodičů musí být dostatečný pro podmínky ohřevu a ztráta napětí ve vodičích nesmí překročit stanovenou hodnotu. Pro vnitřní rozvody relativně krátké délky se nejčastěji ukazuje jako dostatečný průřez z hlediska napěťového úbytku stanovený podle topných podmínek, proto by měl výpočet začít jeho stanovením.
Předpokládejme, že elektroinstalace je provedena dráty s pryžovou izolací v ocelových trubkách. Určujeme proud v řádku: Jmenovitý proud pojistkové vložky Nejbližší standardní pojistková vložka má proud .
Průřez vodiče by měl být zvolen podle přípustného proudu získaného z podmínek: nebo po dosazení číselných hodnot Akceptujeme průřez drátu , pro který .
Zkontrolujme výsledný průřez na ztrátu napětí. Výraz pro stanovení úbytku napětí ve vodičích v závislosti na vysílacím výkonu a délce vedení má stejný tvar pro obvody stejnosměrného i jednofázového proudu a pro obvody třífázové: kde P je vysílací výkon, kW;
l—délka čáry, m;
c = 0,5 charakterizuje ztrátu napětí pro obvody stejnosměrného a jednofázového proudu a c = 1 – ztrátu napětí pro obvody třífázové; ztráta napětí je vyjádřena jako procento jmenovitého napětí (v třífázových obvodech – z lineárního);
S – průřez drátu, ;
g—měrná vodivost materiálu drátu, sim.
(pro měď g – 53).
Dosazením daných hodnot do vzorce dostaneme

Ztráta napětí se ukázala být nižší, než je přípustné, a přijatelný průřez Vhodné pro počítaný obvod.
Pozice se mění pro vnější linky. Délka vnějších linek je větší než délka vnitřních linek. Pro ně je nejčastěji rozhodující průřez získaný ze ztráty napětí.

3. Čerpadlo poháněné asynchronním motorem o výkonu P = 10 kW a je umístěno ve vzdálenosti 100 m od trafostanice. Síťové napětí je 380 V. Přípustná ztráta napětí je 5 % jmenovitého napětí.
Určete průřez ocelového drátu a porovnejte jej s průřezem měděného drátu pro stejný případ.

řešení:
Aktivita a reaktance ocelového drátu závisí na proudu, který jím prochází. Pro výpočty, které nevyžadují zvláštní přesnost, je vhodné místo tabulek uvádějících tyto odpory pro každý průřez vodiče a pro řadu hodnot proudu použít graf znázorněný na Obr. 102. V tomto grafu je úbytek napětí uveden ve voltech na kilometr délky pro různé části ocelového drátu s různými hodnotami proudu, který jím prochází.
Výpočet začneme určením proudu procházejícího drátem. To je snadné, pokud znáte sílu, a síťové napětí: Ztráta napětí bude rovna 5 % jmenovitého síťového napětí

K této ztrátě napětí dochází na úseku 100 m. Ztráta napětí na kilometr délky je . Po zjištění získané hodnoty na ose pořadnice grafu nakreslíme přímku rovnoběžnou s osou úsečky. Z bodu odpovídajícího aktuální hodnotě I = 19 A obnovíme kolmici na průsečík s nakreslenou přímkou. Bod na křivce odpovídající drátu PS-35 s průřezem bude umístěn nejblíže k výslednému průsečíku . Přípustné proudové zatížení tohoto vodiče je 80 A, tedy pro uvažovaný případ je více než dostatečné.
Podle Pravidel elektroinstalace (PUE) je pro vysokonapěťová vedení s napětím do 35 kV povoleno používat ocelo-hliníkové dráty o průřezu a hliníkové dráty s průřezem .

Prohlédněte si kompletní obsah prezentovaných vyřešených problémů.