Силовой кабель треугольного сечения

Силовой кабель треугольного сечения

В силовых кабелях большого сечения жилы, как правило, используют не круглого, а секторного сечения. В зависимости от назначения кабеля он может содержать 3 или 4 жилы. В которых 3 жилы содержит кабель 6 — 10 кВ (фазы А, В, С), а 4 жилы кабель до 1 кВ (те же А, В, С и нейтраль N). Соответственно, для эффективного заполнения объёма кабеля геометрия секторных жил для высоковольтных и низковольтных кабелей разная.

Секторные жилы (высоковольтный — 3, низковольтный — 4)

Определить геометрическое сечение секторной жилы можно разными способами: по таблицам, из площади сектора, из объёма отрезка жилы и по весу.

Таблицы определения сечения секторных жил

В настоящее время в Интернет распространены две таблицы соотношений сечений и геометрических размеров кабельных жил. Во многом они похожи, но есть и расхождения. Вероятнее всего эти таблицы составлены путём непосредственных измерений ширины и толщины.

Таблица 1

Назначение и конструкция кабеля	Высота h ширина b	Высота и ширина сектора, для жил сечением, мм²
		35	50	70	95	120	150	185	240
Трехжильные однопроволочные, 1-10 кВ	h, мм	5,5	6,4	7,6	9	10,1	11,3	12,5	14,4
	b, мм	9,2	10,5	12,5	15	16,6	18,4	20,7	23,8
Трехжильные многопроволочные, 1-10 кВ	h, мм	6	7	9	10	11	12	13,2	15,2
	b, мм	10	12	14	16	18	20	22	25
Четырехжильные однопроволочные, 1 кВ	h, мм	—	7	8,2	9,6	10,8	12	13,2	—
	b, мм	—	10	12	14,1	16	18	18	—

Таблица 2

Секторные жилы для 3-х жильных кабелей					Секторные жилы для 4-х жильных кабелей
Номинальное сечение S, мм²	Однопровол.		Многопровол.		Номинальное сечение S, мм²	Однопровол.		Многопровол.
	h, мм	b, мм	h, мм	b, мм		h, мм	b, мм	h, мм	b, мм
25	4,6	7,7	•	•	25	5,2	7,2	•	•
35	5,5	9,0	•	•	35	6,1	8,4	•	•
50	6,4	10,5	•	•	50	7,1	9,8	•	•
70	7,6	12,5	8,3	13,0	70	8,7	12,0	9,2	12,0
95	9,0	14,8	9,8	15,5	95	10,1	14,1	11,0	14,6
120	10,1	16,6	11,0	17,5	120	11,4	15,8	12,3	16,3
150	11,2	18,4	12,6	20,1	150	12,8	17,7	13,7	18,3
185	12,6	20,7	14,0	22,9	185	14,2	19,7	15,4	20,7
240	14,4	23,9	16,0	26,5	240	•	•	17,4	24,3

Относится к этим данным как к обязательным нельзя, так как геометрия секторных жил, как впрочем, и реальное сечение не нормируется. Нормируется электрическое сопротивление (ГОСТ 22483-2012)

Замеряем толщину жилы по высоте и ширине. Полученные значения в 18,3 и 11,2 мм ищем по таблицам. Жила однопроволочная от трёхжильного (высоковольтного) кабеля. Наиболее близки в таблице 2 значения 11,2; 18,4 мм. Это соответствует сечению в 150 мм².

Расчёт сечения жилы из площади сектора

Метод расчёта площади сечения жилы по площади сектора основан на том, что сечение комплекта секторных жил сложенных вместе представляет собой круг. Соответственно толщина одной жилы r является радиусом этого круга. Остаётся только разделить площадь круга на количество жил или на отношение угла сектора α к 360°.

где
π – 3.14…
α – угол сектора круга
n – количество жил в сердечнике кабеля

Точность этого метода сомнительна, так как реальный срез секторной жилы не совсем гометрический сектор. Все углы проводника закруглены, и толщина жилы меньше радиуса круга. Чтобы убедится в неточности метода расчёта через сектор можно сравнить площади сечения, полученные с его помощью, и табличные данные (таблицы 3 и 4 ↓ ↓ ↓).

Таблица 3

Для трёхжильного кабеля с секторными однопроволочными жилами

Толщина кабельной жилы, мм	5,5	6,4	7,6	9	10,1	11,3	12,5	14,4
S сечения рассчитанная по формуле 1, мм²	31,7	42,9	60,5	84,8	106,8	133,7	163,6	217,1
Площидь сечения по таблице 1, мм²	35	50	70	95	120	150	185	240
Отношение табличного значения к расчётному	1,10	1,17	1,16	1,12	1,12	1,12	1,13	1,11
Средняя поправка к формуле 2 (k)	1,13

Таблица 4

Для четырёхжильного кабеля с секторными однопроволочными жилами

Толщина кабельной жилы, мм	7	8,2	9,6	10,8	12	13,2
S сечения рассчитанная по формуле 1, мм²	38,5	52,8	72,4	91,6	113,1	136,8
Площидь сечения по таблице 1, мм²	50	70	95	120	150	185
Отношение табличного значения к расчётному	1,3	1,33	1,31	1,31	1,33	1,35
Средняя поправка к формуле 2 (k)	1,32

Не смотря на серьезные отклонения в значениях метод можно использовать. Для того, что бы получить адекватные результаты достаточно умножить значение полученные в формуле 1 на коэффициент полученный в таблицах 3 и 4. Итоговая формула будет выглядеть так:

где:
k – коэффициент из таблиц 3 или 4 («1,13» для трёхжильного и «1,32» для четырёхжильного кабеля);
r – толщина жилы;
n – количество жил в сердечнике

Способ расчёта хорош для более редких кабелей с секторными жилами на 2, 5 или 6 проводников. Для двухжильного кабеля в расчёте площади сечения , так как радиус тут определить довольно точно. Для 5-ти и 6-ти -жильных кабелей коэффициент .

Расчёт сечения по объёму

В основе метода закон Архимеда. Этот метод позволяет измерить площадь сечения любого профиля: швеллера, уголка, жилы кабеля и т.п. Для измерений нужен сосуд с делениями в миллилитрах достаточного объёма (мензурка, мерный стакан) и линейка.

Исследуемый отрезок жилы помещается в мерный стакан и заливается водой до полного погружения образца. По шкале на стакане определяется объём V₁. Предположим, 200 миллилитров. Отрезок кабельной жилы вынимается из воды. Воде с него дают стечь обратно в стакан. Проверяется объём жидкости без образца. Предположим, уровень V₂ = 185 миллилитров. То есть наш образец имеет объём или в переводе на кубические миллиметры 15000 мм³.

Измерение L

Далее линейкой или штангенциркулем измеряем длину исследуемой жилы в миллиметрах (L). Для примера L = 60 мм. Формула расчёта . То есть S = 15000 / 60 = 250 (мм²)

Можно измерить объём в другой последовательности. Сначала залить воду и измерить её объём V₁. Затем погрузить в неё жилу и замерить V₂. Такая последовательность будет более точной, так как будет отсутствовать погрешность от воды, остающейся на мокром металле в первом варианте.

Метод может давать ошибку в многопроволочных жилах, так как между отдельными проволоками, вероятно, останутся воздушные пузыри. В таком случае лучше разобрать проводник на отдельные проволоки и погрузить их в воду россыпью.

И в первом и во втором случае воздушные пузыри в воде нужно стряхивать.

Форма расчёта сечения по длине и весу

Потребуются достаточно точные весы и рулетка.

Метод основан на расчёте сечения из длины, массы и табличной плотности металла жилы. Формула плотности Замерив массу и зная табличное значение плотности можно узнать объём образца .

Измерив длину жилы из объёма () можно рассчитать её сечение . Итоговая формула:

Измерение L

Источник

Сечение силовых кабелей

Внутри силового провода проходит токопроводящая жила. Именно по ней под слоем изоляции и проходит электрический ток, запитывающий стационарную или мобильную установку. Сечение токопроводящей жилы является диаметр этого внутреннего стержня.

Провод – одножильное изделие, тогда как в кабеле может содержаться до 5 жил. Если мы говорим о сечении кабеля, речь идет о сумме сечений всех его токопроводящих жил. Разберемся ниже, на что влияет сечение и как не допустить ошибок при его расчете.

Стандарты сечений силового кабеля

В Российской Федерации и европейских странах действуют одинаковые стандарты. В России требования, предъявляемые к сечению силовых кабелей, закреплены в «Правилах устройства электроустановок».

Сечение кабелей стандартизировано. Выглядит это следующим образом: 0,5; 0,75 1; 1,5; 2,5; 4; 6; 10; 16; 25; 35; 50; 70; 95; 120; 150; 185; 240; 300; 400; 500; 625; 800; 1000; 1200; 1600 кв. мм. Для провода с токопроводящей жилой из алюминия шаг начинается с 2,5 мм 2 – такой показатель установлен из-за мягкости металла, провод меньшего диаметра при изгибе будет просто ломаться.

Основные критерии выбора сечения силового кабеля

Главным при выборе является учет суммарной величины потребляемого нагрузкой тока. То есть для определения необходимого сечения кабеля требуется посчитать мощность всех используемых электроприборов и сложить ее.

Согласно ПУЭ п. 7.1.34 в капитальных строениях требуется использовать силовые кабели с медными жилами.

Сечение кабеля подбирается, исходя из нагрузки групповой линии. Определить ее достаточно просто – необходимо суммировать мощность всех потребителей в группе. Для этого суммируются мощности потребителей розеток или элементов освещения (в сетях бытового использования). Для подсчета сечения действуют несколько правил:

· Создается запас мощности. То есть суммарная предполагаемая нагрузка на электросеть умножается на 1,5-2.

· Для подбора сечения роль играет и предельная температура нагрева. Электрический ток, проходя через провод, нагревает его, для наиболее распространенных марок проводов температура нагрева не должна превышать 75 С. Если предельная предполагаемая мощность не превышает 15 кВт, можно использовать медный кабель сечением 6 мм 2 , алюминиевый – 10 мм 2 . Мощность нагрузки возрастает в два раза – сечение увеличивают в три.

· Если кабель прокладывается скрыто, предполагаемое сечение необходимо увеличить в полтора раза. Это требование действует к однофазной линии. Оно связано с тем, что в закрытом пространстве температура нагрева повышается, важно не допустить перегрева и разрушения изоляции.

На рынке представлен широкий ассортимент кабельной продукции, но строгим требованиям электрической и пожарной безопасности соответствуют избранные марки. В это число входит медный силовой кабель сечением от 0,5 мм 2 . Он выпускается в негорючем исполнении, о чем говорит маркировка «НГ». Именно такой кабель допустим для монтажа внутренних электросетей в капитальных строениях. Если кабель прокладывается за подвесным потолком или внутри межкомнатной перегородке, он должен быть помечен маркировкой «LS», что означает пониженное выделение дыма при горении.

Домашняя электропроводка

Стандартно для энергопотребления в квартире используется силовой кабель сечением 4 мм 2 с токопроводящей жилой из меди. Он предназначен для работы при длительной нагрузке 25 А и мощности до 6 кВт. Мощность прописывается как показатель общего расчета всех источников энергопотребления.

Для цепей освещения в квартире предназначены алюминиевые провода 2,5 мм 2 или медные – 1-1,5 мм 2 . Для подводки к отдельным розеткам электропитания также применяются провода с минимальными диаметрами.

Силовой кабель сечением до 10 мм 2 используется для запитывания мощных электроприборов, дающих значительную нагрузку на основную сеть, питания распределительных коробок с несколькими источниками энергии в одной комнате. Как правило, такой кабель используется чаще при подводке электросети к щитку. Для запитывания большинства электроприборов достаточно проводов с сечением не более 2,5 мм 2 .

Промышленные линии электропитания

Кабели небольшого сечения – до 6 мм 2 – предназначены для подключения вторичных цепей и запитывания защитных, автоматизированных, управляющих механизмов на распределительных подстанциях и электростанциях, а также производственных предприятиях.

Для управления высоковольтными переключателями применяется кабель сечением до 120 мм 2 .

На электролиниях с напряжением до 1000 В для запитывания электроприборов и оборудования монтируются кабели до 50 мм 2 . Увеличивать диаметр кабеля требуется для того, чтобы подводить их к распределительному щитку.

Кабели свыше 120 мм 2 предназначены для высоковольтных сетей.

Как правильно выбирать силовой кабель

· Кабель должен соответствовать стандартам ГОСТ – обратите внимание на этот момент. Если напряжение на цепь превышает 10 Ампер, а длина ее более 100 метров, это особенно важно. Продукция, изготовленная по ТУ, не всегда может соответствовать заявленным характеристикам.

· Увеличивайте сечение при расчете нагрузки от источника-нагревателя (электрокотла, духового шкафа, водонагревателя). Например, если для кабеля сечением 2,5 мм 2 допустима нагрузка в 20 А, выберите сечение следующего шага. Подобные приборы имеют свойство нагреваться и передавать более высокую температуру проводки, что не лучшим образом сказывается на ее изоляции.

· Если расстояние от электроприбора до щита большое, а прибор работает под индуктивной нагрузкой, также увеличивайте расчетное сечение кабеля.

· При покупке проверяйте сечение кабеля, не полагайтесь только на указанную на нем маркировку. Сделать это достаточно просто – использовать микрометр или диаметр умножить на то же число, а затем на 0,785.

Источник