Заниженное сечение кабеля допустимые нормы

При покупке кабеля не упускайте возможность проверить сечение кабеля. Сделать минимальную проверку окажется проще и дешевле, чем восстанавливать ущерб от пожара из-за короткого замыкания. В нашей статье «Как определить сечение кабеля по диаметру» описан способ, как это сделать, даже если под рукой нет точных измерительных инструментов.

Что делать, если вы обнаружили заниженное сечение в кабеле? Обратимся к нормам, регламентирующим данный вопрос — ГОСТ 22483-77 «ЖИЛЫ ТОКОПРОВОДЯЩИЕ МЕДНЫЕ И АЛЮМИНИЕВЫЕ ДЛЯ КАБЕЛЕЙ, ПРОВОДОВ И ШНУРОВ»

К сожалению, данный ГОСТ конкретно не регламентирует физические нормы отклонения сечения кабеля. В соответствии с ним сечение жил может отличаться от номинального при соответствии электрического сопротивления, указанного в ГОСТ. Подсчитаем по формуле 1 сопротивление постоянному току при 20 °C алюминиевой жилы сечением 3мм2 (R₀) и сравним с максимально допустимым сопротивлением, указанным в ГОСТ 22483-77.

R₀ = ρ	l
	S

ρ— удельное сопротивление проводника, Ом*м, для алюминия составляет 0,0271*10 -6 Ом*м

l-длина,м, берем 1000м (1км) в соответствии с расчетными данными в ГОСТ 22483-77

S -поперечное сечение проводника, м2

Подставив значения в формулу, получим R₀=9,03 Ом. В соответствии с ГОСТ 22483-77 (таблица 1) R_{0 max}=10,1 Ом.

Если рассчитать сечение алюминиевой жилы S при максимальном сопротивлении R_{0 max}, то получим, что, что S=2,68 мм2, что составляет 89,3 % от номинального сечения. Получается, что если фактическое сечение кабеля с номинальным сечением 3 мм2 находится в диапазоне от 2,68 мм2 до 3 мм2, то это этот кабель удовлетворяет нормам ГОСТа.

Примечание — для каждого конкретного размера жилы установлено требование по максимальному значению электрического сопротивления.
Фактическое сечение жил может отличаться от номинального при соответствии электрического сопротивления требованиям настоящего стандарта.
(Согласно ГОСТ 22483-2012)

Таким образом, заниженное сечение кабеля допустимо и большинство кабельных заводов выпускают кабели с меньшими сечениями, но в соответствии с ГОСТ.

Для того, чтобы было проще определить, соответствует ли сечение нормативным требованиям на сайте выложены таблицы с диапазонами сечений для всех классов жил (В соответствии с ГОСТ 22483-77 все кабельные жилы делятся на классы гибкости: алюминиевым соответствует 1-3 класс, медным 3-6).

При проверке сечения кабеля сверяйте его с таблицами, либо рассчитывайте сопротивление постоянного тока, чтобы быть уверенным, что сечение действительно занижено.

Источник

Занижение сечения токопроводящих жил

Содержание (ссылки для быстрого перехода ниже в текст):

Введение

В погоне за низкой ценой заводы-изготовители кабельно-проводниковой продукции стран СНГ занижают площадь сечения токопроводящей жилы. Утверждение справедливо для украинского рынка – кабель с чётким сечением не найти.

Весомая составляющая себестоимости в кабелях – цена цветного металла (алюминия или меди), поэтому для снижения затрат на изготовление:

занижают сечение токопроводящей жилы;
изготавливают жилу не из чистой меди или алюминия, а из биметалла, вплоть до применения стали, покрытой тонким слоем меди для визуализации.

Поставляем кабели и провода из чистой электротехнической меди либо алюминия (марка М1 и АД0 соответственно), у которых нормировано электрическое сопротивление (значение прописано в сертификате соответствия).

Выхода три:

покупать качественные европейские аналоги (жила в точности соответствует номиналу, но цена выше);
учитывая заниженное сечение:
- приобретать больший номинал жилы (нужны дополнительные деньги);
- покупать заданный номинал из-за экономии средств.

Подробнее рассмотрим ситуацию, когда покупаете кабельные изделия с заниженным сечением заданного маркоразмера (последний экономный выход), при этом понимаете негативные стороны.

Слева изображение, которое наглядно показывает, что одновременно совместить получается только два фактора из трёх – «Быстро», «Дёшево» или «Качественно».

Выводы

перегрев изоляции без пробоя;
что незначительно снизит общий срок службы изделия, ввиду ускоренного теплового старения изоляционного покрова во время избыточного нагрева (то есть ускоренное старение возникнет только при номинальной токовой нагрузке).

периоды снижения потребляемой мощности не ведут к перегреву изоляции, так как действующий ток меньше номинального (например, в ночное время, во время работы не всех электроприборов);
зимние периоды, когда температура окружающей среды снижает температуру эксплуатации проводника.

От чего зависит назначаемая токовая нагрузка?

Логическая цепочка, по которой задают номинальную силу тока для конкретного сечения

1. предельная долговременная температура нагрева изоляции, при которой электрическое сопротивление имеет допустимое значение;
2. допустимый нагрев токопроводящей жилы с учётом запаса;
3. долговременная токовая нагрузка.

Ещё раз для понимания сказанного (цепочка в обратном порядке):

продолжительно протекающий ток, вызывает нагревание жилы;
прогретая жила передаёт тепловую энергию на изоляцию;
изоляция с увеличением температуры снижает своё электрическое сопротивление (при критическом значение происходит пробой);
допустимый нагрев изоляционного покрова отвечает диапазону +65 °С ≤ t ≤ +75 °С, при котором изоляция имеет достаточное электрическое сопротивление для исключения пробоя.

Отсюда, токовая нагрузка напрямую зависит от наибольшей температуры работы изоляции.
При снижении сечения, заданная токовая нагрузка приводит к дополнительному нагреву жилы и изоляции. Что в свою очередь снижает срок службы изоляционного покрова, так как материал меняет свою структуру и химический состав. Рассмотрим зависимость срока службы от перегрева.

Зависимость срока службы от длительного перегрева изоляции

В первом приближение возьмём формулу из исследований учёных Монтзингера, Мозеса и Бусинга. Её также называют правилом 8 градусов.
Она определяет влияние повышенных температур на механические свойства изоляции электродвигателей. Измерялась прочность на разрыв и выдерживаемое число перегибов. При тепловом старении из состава изоляции улетучиваются пластификаторы, происходят химические реакции, вследствие чего снижаются механические и электрические характеристики. Потеря эластичности идёт одновременно со снижением диэлектрических свойств. Опыты показали, что при повышении температуры на 8 °С относительно допустимой (условие для всего периода эксплуатации), прочность на разрыв снижалась в 2 раза. Однако следует иметь ввиду, что описанное превышение колеблется в пределах 8-12 °С по другим рекомендациям.

Т_сл1 – срок службы при повышенных температурах;
Т_сл2 – срок службы при нормальной (допустимой) температуре;
t₁ – значение повышенной температуры в градусах Цельсия;
t₂ – значение нормальной температуры в градусах Цельсия;
△t – добавочная температура, при которой прочность на разрыв снижается в 2 раза (выбирается из условия 8 °С ≤ △t ≤ 12 °С).

Теперь перейдём к конкретике.
При температуре нагрева токопроводящей жилы t₂ = +70 °С:

срок службы промышленного кабеля ВВГ равен Т_сл2 = 30 годам;
срок службы бытового провода ПВС равен Т_сл2 = 10 годам.

△t = 8 °С – наименьшее значение из предложенного выше диапазона.

Просчитаем для примера, учитывая условные значения температур (действующую температуру Т_сл1 нужно измерять пирометром во время эксплуатации):
Кабель ВВГ (указанная температура должна воздействовать на всём периоде работы):

при t₁ = +77 °С прослужит Т_сл1 = 16,35 лет;
при t₁ = +250 °С (короткое замыкание) выдержит Т_сл1 = 5,057∙10 -6 лет ≈ 159 секунд.

при t₁ = +77 °С прослужит Т_сл1 = 5,45 лет;
при t₁ = +250 °С (короткое замыкание) выдержит Т_сл1 = 1,686∙10 -6 лет ≈ 53 секунды.

Поэкспериментируйте самостоятельно в Excel формула =СТЕПЕНЬ(2;-х), где х – отрицательное число равное соотношению за двойкой из формулы.

О других преимуществах применения кабеля ВВГ в бытовой электропроводке вместо провода ПВС в отдельной статье.

Нормы занижения сечения кабелей и проводов

ГОСТ 22483-77 пункт 2.8 на странице 10;
ГОСТ 22483-2012 пункт 2.2 на странице 4.

Так как намеренно либо по-незнанию забывают определяющий параметр – электрическое сопротивление токопроводящей жилы. Не качественный металл (с содержанием примесей) или биметалл может иметь по геометрическим расчётам верное сечение, но будет иметь большее электрическое сопротивление.

Рассчитаем нормы занижения сечения популярных кабелей и проводов исходя:

из значения удельного электрического сопротивления меди и алюминия;
и из электрического сопротивления жилы R₂₀, приведенного к 1 километру, изъятого из таблиц 1-6 нормативного документа ГОСТ 22483-77.

Удельное электрическое сопротивление меди ρ = 0,01724-0,01800 Ом·мм 2 /м и алюминия ρ = 0,0262-0,0295 Ом·мм 2 /м. Диапазон обусловлен химической чистотой металла, разными методами термической и механической обработки.

Формула расчёта площади поперечного сечения: S = ρ · 1000 / R₂₀.
Где:

S – площадь сечения в мм 2 ;
ρ – удельное электрическое сопротивление при температуре +20 °С в Ом·мм 2 /м;
1000 – перевод метров в километры;
R₂₀ – электрическое сопротивление постоянному току приведенное к 1 км при температуре +20 °С, измеряется в Ом/км.

Нормы занижения сечения кабеля ВВГ и КВВГ, а также их производных:

Номинальное сечение, мм 2	R₂₀, Ом/км	Расчётное сечение S, мм 2 при ρ = 0,01724	Расчётное сечение S, мм 2 при ρ = 0,01800	Максимальное занижение, %
1.0	18.1	0.952	0.994	4.75
1.5	12.1	1.425	1.488	5.01
2.5	7.41	2.327	2.429	6.94
4	4.61	3.740	3.905	6.51
6	3.08	5.597	5.844	6.71
10	1.83	9.421	9.836	5.79
16	1.15	14.991	15.652	6.30
25	0.727	23.714	24.759	5.14
35	0.524	32.901	34.351	6.00
50	0.387	44.548	46.512	10.90
70	0.268	64.328	67.164	8.10
95	0.193	89.326	93.264	5.97
120	0.153	112.680	117.647	6.10
150	0.124	139.032	145.161	7.31
185	0.0999	172.555	180.162	6.73
240	0.0754	228.647	238.727	4.73

Нормы занижения сечения кабелей АВВГ и АКВВГ и их производных:

Номинальное сечение, мм 2	R₂₀, Ом/км	Расчётное сечение S, мм 2 при ρ = 0,0262	Расчётное сечение S, мм 2 при ρ = 0,0295	Максимальное занижение, %
2.5	12.1	2.165	2.438	13.39
4	7.41	3.536	3.981	11.61
6	5.11	5.127	5.773	14.55
10	3.08	8.506	9.578	14.94
16	1.91	13.717	15.445	14.27
25	1.20	21.833	24.583	12.67
35	0.868	30.184	33.986	13.76
50	0.641	40.874	46.022	18.25
70	0.443	59.142	66.591	15.51
95	0.320	81.875	92.188	13.82
120	0.253	103.557	116.601	13.70
150	0.206	127.184	143.204	15.21
185	0.164	159.756	179.878	13.65
240	0.125	209.600	236.000	12.67

Допустимое снижение площади сечения кабеля КГ, проводов РПШ и ПВС, шнура ШВВП:

Номинальное сечение, мм 2	R₂₀, Ом/км	Расчётное сечение S, мм 2 при ρ = 0,01724	Расчётное сечение S, мм 2 при ρ = 0,01800	Максимальное занижение, %
0.50	39.0	0.442	0.462	11.59
0.75	26.0	0.663	0.692	11.59
1.0	19.5	0.884	0.923	11.59
1.5	13.3	1.296	1.353	13.58
2.5	7.98	2.160	2.256	13.58
4	4.95	3.483	3.636	12.93
6	3.30	5.224	5.455	12.93
10	1.91	9.026	9.424	9.74
16	1.21	14.248	14.876	10.95
25	0.780	22.103	23.077	11.59
35	0.554	31.119	32.491	11.09
50	0.386	44.663	46.632	10.67
70	0.272	63.382	66.176	9.45
95	0.206	83.689	87.379	11.91
120	0.161	107.081	111.801	10.77
150	0.129	133.643	139.535	10.90
185	0.106	162.642	169.811	12.09
240	0.0801	215.231	224.719	10.32

Материалы изоляции и их электрические сопротивление

В промышленных и бытовых проводниках применяется поливинилхлоридный пластикат, полиэтилен и резина. Полный перечень применяемых материалов представлен в статье по конструкции.

Поливинилхлоридная изоляция (ПВХ пластикат) и полиэтилен применяются в кабелях ВВГ, АВВГ, ПВС, ШВВП, КВВГ и других
Температура и состояние изоляции:

Источник

Читайте также: Кабель канал 50х80 дкс