De la elección correcta La sección transversal del cableado eléctrico depende del confort y la seguridad de la casa. Cuando se sobrecarga, el conductor se sobrecalienta y el aislamiento puede derretirse, provocando un incendio o un cortocircuito. Pero no es rentable coger una sección mayor de la necesaria, ya que el precio del cable aumenta.
En general, se calcula en función del número de consumidores, para lo cual primero se determina la potencia total consumida por el apartamento y luego se multiplica el resultado por 0,75. El PUE utiliza una tabla de cargas a lo largo de la sección transversal del cable. A partir de él se puede determinar fácilmente el diámetro de los núcleos, que depende del material y de la corriente que pasa. Normalmente se utilizan conductores de cobre.
La sección transversal del núcleo del cable debe corresponder exactamente a la calculada, en la dirección de aumentar el estándar. rango de tamaño. Es más peligroso cuando se subestima. Luego, el conductor se sobrecalienta constantemente y el aislamiento falla rápidamente. Y si instala el adecuado, se activará con frecuencia.
Si aumenta la sección transversal del cable, costará más. Aunque es necesaria una cierta reserva, ya que en el futuro, por regla general, es necesario conectar nuevos equipos. Es aconsejable utilizar un factor de seguridad de aproximadamente 1,5.
Cálculo de la potencia total.
La potencia total consumida por el apartamento recae en la entrada principal, que está incluida en tablero de conmutadores, y luego se bifurca en la línea:
- Encendiendo;
- grupos de enchufes;
- electrodomésticos potentes individuales.
Por lo tanto lo más sección grande cable de energía- en la entrada. En líneas de salida disminuye, dependiendo de la carga. En primer lugar, se determina la potencia total de todas las cargas. Esto no es difícil, ya que está indicado en la carcasa de todos los electrodomésticos y en sus pasaportes.
Todos los poderes suman. Los cálculos se realizan de manera similar para cada circuito. Los expertos sugieren multiplicar la cantidad por 0,75. Esto se debe al hecho de que no todos los dispositivos están conectados a la red al mismo tiempo. Otros sugieren elegir una sección tamaño más grande. Debido a esto, se crea una reserva para la posterior puesta en servicio de dispositivos eléctricos adicionales que puedan adquirirse en el futuro. Cabe señalar que esta opción de cálculo de cables es más confiable.
¿Cómo determinar la sección transversal del cable?
Todos los cálculos incluyen la sección transversal del cable. Es más fácil determinarlo por diámetro si usas las fórmulas:
- S=π D²/4;
- D= √(4×S/π).
Donde π = 3,14.
S = N×D²/1,27.
Los cables trenzados se utilizan cuando se requiere flexibilidad. Para la instalación permanente se utilizan conductores sólidos más baratos.
¿Cómo elegir un cable en función de la potencia?
Para seleccionar el cableado, utilice la tabla de cargas para la sección del cable:
- si la linea de tipo abierto tiene un voltaje de 220 V y la potencia total es de 4 kW, tomada alambre de cobre mella con una sección transversal de 1,5 mm². Este tamaño se suele utilizar para cableado de iluminación.
- Con una potencia de 6 kW, se requieren conductores de mayor sección transversal: 2,5 mm². El cable se utiliza para los enchufes a los que están conectados. Accesorios.
- Una potencia de 10 kW requiere el uso de cableado de 6 mm². Suele estar destinado a la cocina, donde está conectado. estufa eléctrica. El suministro a dicha carga se realiza a través de una línea separada.
¿Qué cables son mejores?
Los electricistas conocen bien el cable de la marca alemana NUM para oficinas y locales residenciales. En Rusia producen marcas de cables que tienen características inferiores, aunque pueden tener el mismo nombre. Se pueden distinguir por fugas compuestas en el espacio entre los núcleos o por su ausencia.
El alambre se produce monolítico y multialambre. Cada núcleo, así como todos los retorcidos, está aislado por fuera con PVC y el relleno entre ellos no es inflamable:
- Por tanto, el cable NUM se utiliza en interiores, ya que la luz solar destruye el aislamiento en exteriores.
- Y como cable interno, el cable de la marca VVG se usa ampliamente. Es barato y bastante confiable. No se recomienda utilizarlo para colocarlo en el suelo.
- El alambre de la marca VVG se fabrica plano y redondo. No se utiliza relleno entre los núcleos.
- fabricado con una capa exterior que no soporta la combustión. Los núcleos se fabrican redondos hasta una sección transversal de 16 mm² y, por encima, sectoriales.
- Los cables de las marcas PVS y ShVVP están fabricados con varios hilos y se utilizan principalmente para conectar electrodomésticos. A menudo se utiliza como cableado de casa. No se recomienda utilizar conductores de varios hilos en exteriores debido a la corrosión. Además, el aislamiento por flexión se agrieta a bajas temperaturas.
- En la calle, los cables blindados y resistentes a la humedad AVBShv y VBShv se colocan bajo tierra. La armadura está formada por dos tiras de acero, lo que aumenta la fiabilidad del cable y lo hace resistente a las tensiones mecánicas.
Determinación de la carga actual.
Más resultado exacto da un cálculo de la sección transversal del cable por potencia y corriente, donde parámetros geométricos asociado con la electricidad.
Para el cableado doméstico, no sólo carga activa, pero también reactivo. La fuerza actual está determinada por la fórmula:
I = P/(U∙cosφ).
Se crea la carga reactiva. Lámparas fluorescentes y motores de aparatos eléctricos (frigorífico, aspiradora, herramientas eléctricas, etc.).
Ejemplo actual
Averigüemos qué hacer si necesita determinar la sección transversal del cable de cobre para conectar. electrodomésticos con una potencia total de 25 kW y máquinas trifásicas de 10 kW. Esta conexión se realiza mediante un cable de cinco núcleos tendido en el suelo. La comida en casa proviene de
Teniendo en cuenta el componente reactivo, la potencia de los electrodomésticos y equipos será:
- P vida cotidiana = 25/0,7 = 35,7 kilovatios;
- P rev. = 10/0,7 = 14,3kW.
Las corrientes de entrada se determinan:
- yo vida = 35,7×1000/220 = 162 A;
- Yo rev. = 14,3×1000/380 = 38 A.
Si distribuye cargas monofásicas uniformemente en tres fases, una conducirá la corriente:
Si f = 162/3 = 54 A.
Si f = 54 + 38 = 92 A.
No todos los equipos funcionarán al mismo tiempo. Teniendo en cuenta la reserva, cada fase contabiliza la corriente:
Si f = 92×0,75×1,5 = 103,5 A.
En un cable de cinco núcleos sólo se tienen en cuenta los conductores de fase. Para un cable enterrado, se puede determinar una sección de núcleo de 16 mm² para una corriente de 103,5 A (tabla de cargas por sección de cable).
El cálculo refinado de la corriente le permite ahorrar dinero, ya que se requiere una sección transversal más pequeña. Con un cálculo más aproximado de la potencia del cable, la sección transversal del núcleo será de 25 mm², lo que costará más.
Caída de tensión del cable
Los conductores tienen una resistencia que hay que tener en cuenta. Esto es especialmente importante para cables de gran longitud o secciones pequeñas. Se han establecido estándares PES, según los cuales la caída de tensión en el cable no debe exceder el 5%. El cálculo se realiza de la siguiente manera.
- La resistencia del conductor se determina: R = 2×(ρ×L)/S.
- Se encuentra la caída de voltaje: Almohadilla en U. =I×R. En relación al porcentaje lineal, será: U % = (U descendente / U lineal) × 100.
En las fórmulas se utilizan las siguientes notaciones:
- ρ - resistividad, Ohm×mm²/m;
- S - área de la sección transversal, mm².
El coeficiente 2 muestra que la corriente fluye a través de dos cables.
Ejemplo de cálculo de cable basado en caída de tensión.
- La resistencia del cable es: R = 2(0,0175×20)/2,5 = 0,28 ohmios.
- Fuerza actual en el conductor: Yo = 7000/220 = 31,8 A.
- Caída de tensión en la portadora: Almohadilla en U. = 31,8×0,28 = 8,9V.
- Porcentaje de caída de tensión: U% = (8,9/220)×100 = 4,1 %.
Transporte Adecuado para maquina de soldar de acuerdo con los requisitos de las reglas de operación de instalaciones eléctricas, ya que el porcentaje de caída de voltaje a través del mismo se encuentra dentro del rango normal. Sin embargo, su valor en el cable de alimentación sigue siendo grande, lo que puede afectar negativamente al proceso de soldadura. Aquí es necesario comprobar el límite inferior permitido de la tensión de alimentación de la máquina de soldar.
Conclusión
Para proteger de manera confiable el cableado eléctrico contra el sobrecalentamiento durante un exceso prolongado Corriente nominal, las secciones de los cables se calculan en función de las corrientes permitidas a largo plazo. El cálculo se simplifica si se utiliza una tabla de cargas para la sección del cable. Se obtiene un resultado más preciso si el cálculo se realiza en base a la carga actual máxima. Y para un funcionamiento estable y a largo plazo, instale cortacircuitos.
Para que el cableado eléctrico funcione perfectamente, es importante seleccionar la sección transversal correcta de los cables y realizar un cálculo de potencia competente, porque otras características dependen de estos indicadores. La corriente se mueve a través de los cables de la misma manera que el agua se mueve a través de las tuberías.
De la calidad del trabajos de instalacion electrica La seguridad de todo el local depende de ello. Aquí es especialmente importante elegir el parámetro correcto, como la sección transversal del cable. Para calcular la sección del cable por potencia, es necesario conocer las características técnicas de todos los consumidores de electricidad que se conectarán a él. También debes considerar la longitud del cableado y cómo se instalará.
La corriente se mueve a través de cables como el agua fluye a través de una tubería. Cómo en tubería de agua Es imposible colocar un volumen mayor de líquido y es imposible pasar más de una cierta cantidad de corriente a través del cable. Además, el coste del cable depende directamente de su sección transversal. Cuanto mayor sea la sección transversal, mayor será el precio del cable.
Una tubería de agua con una sección transversal mayor de lo necesario es más cara y una demasiado estrecha no permitirá el paso de la cantidad necesaria de agua. Con la corriente ocurre lo mismo, con la única diferencia de que elegir un cable con una sección inferior al valor especificado es mucho más peligroso. Un cable de este tipo se sobrecalienta todo el tiempo y la corriente en él aumenta. Debido a esto, la luz de la habitación se apagará aleatoriamente y, en el peor de los casos, cortocircuito, se producirá un incendio.
No hay nada de malo en el hecho de que la sección transversal del cable seleccionada sea mayor de lo necesario. Por el contrario, cableado donde la potencia y la sección transversal exceden valor deseado, durará mucho más, pero el costo de todos los trabajos de instalación eléctrica aumentará inmediatamente al menos 2-3 veces, porque el costo principal del suministro de energía radica precisamente en el costo de los cables.
Una sección correctamente seleccionada permitirá:
- evitar el sobrecalentamiento de los cables;
- evitar cortocircuitos;
- Ahorre en costos de reparación.
Cálculo usando fórmulas
Un área de sección transversal suficiente permitirá que la corriente máxima pase a través de los cables sin sobrecalentarse. Por lo tanto, al diseñar el cableado eléctrico, en primer lugar, encuentre la sección transversal óptima del cable en función del consumo de energía. Para calcular este valor se debe calcular la corriente total. Se determina en función de la potencia de todos los dispositivos conectados al cable.
Para elegir la sección óptima del cable, conociendo la potencia, conviene recordar la ley de Ohm, así como las reglas de la electrodinámica y otras fórmulas electromecánicas. Por lo tanto, la intensidad de la corriente (I) para una sección de la red con un voltaje de 220 voltios, es decir, este voltaje se usa para una red doméstica, se calcula mediante la fórmula:
I=(P1+P2+…+Pn)/220, donde:
(P1+P2+…+Pn) – la potencia total de cada aparato eléctrico utilizado.
Para redes con tensión de 380 Voltios:
I=(P1+P2+…+Pn)/ √3/380.
Potencias nominales de algunos electrodomésticos.
| aparato eléctrico | Potencia, W | aparato eléctrico | Potencia, W |
|---|---|---|---|
| Licuadora | hasta 500 | Toallero calefactable | 900-1700 |
| Admirador | 750-1700 | Lavavajillas | 2000 |
| Grabadora de vídeo | hasta 500 | aspiradora | 400-2000 |
| Calentador de agua de almacenamiento | 1200-1500 | exprimidor | hasta 1000 |
| Calentador de agua instantáneo | 2000-5000 | Lavadora | 3000 |
| Campana (ventilación) | 500-1000 | Lavadora y secadora | 3500 |
| Parrilla | 1200-2000 | Secador de manos | 800 |
| Horno | 1000-2000 | TELEVISOR | 100-400 |
| Computadora | 400-750 | Tostadora | 600-1500 |
| Aire acondicionado | 1000-3000 | Humidificador | 200 |
| Cafetera | 800-1500 | Hierro | 500-2000 |
| Procesador de alimentos | hasta 100 | Secador de pelo | 450-2000 |
| Microonda | 850 | Freidora | 1500 |
| combinación de horno de microondas | 2650 | Refrigerador | 200-600 |
| Mezclador | hasta 500 | Afeitadora eléctrica | hasta 100 |
| picadora de carne | 500-1000 | Lámparas eléctricas | 20-250 |
| Calentador | 1000-2400 | Estufa eléctrica | 8000-10000 |
| baño maría | 500-1000 | Hervidor eléctrico | 1000-2000 |
Pero se trata de fórmulas vagas y cálculos simplificados. Los cálculos detallados tienen en cuenta el valor. cargas permitidas, que para un cable de cobre será de 10 A/mm², y para un cable de aluminio, de 8 A/mm². La carga determina cuánta corriente puede pasar a través de una unidad de área sin obstáculos.
Corrección de indicadores de potencia.
Además, al calcular, se agrega una enmienda en forma de coeficiente de demanda (Kс). Este coeficiente muestra qué dispositivos se utilizan en la red constantemente y cuáles durante un tiempo determinado. Una calculadora especial y tablas que muestran cálculos de potencia simplifican todos estos cálculos.
Coeficientes de demanda de receptores auxiliares (Kс)
Pero, ¿qué hacer si las características indican 2 tipos de potencia: activa y reactiva? Además, el primero de ellos mide en kV habituales y el segundo en kVA. Nuestras redes transportan corriente alterna, cuya magnitud varía con el tiempo. Por tanto, para todos los consumidores existe una potencia activa, que se calcula como el valor medio de todos los instantáneos. corriente alterna y poder. Los dispositivos con potencia activa incluyen lámparas incandescentes y calentadores eléctricos. Para estos consumidores de energía, las fases de corriente y tensión coinciden. si en circuito eléctrico Si se trata de unidades que acumulan energía, por ejemplo, transformadores o motores eléctricos, pueden tener desviaciones de amplitud. Debido a este fenómeno surge la potencia reactiva.
Para redes donde hay potencia reactiva y activa, se debe tener en cuenta una corrección más: el factor de potencia (cosφ) o el componente reactivo.
Así, se obtiene la fórmula:
S= Kс*(P1+P2+…+Pn)/(220*cosφ*Рд), donde:
- S – área de la sección transversal,
- Рд – valor de carga permitido.
Además, se consideran las posibles pérdidas de corriente que se producen durante el paso por los cables. Cuando se utiliza un cable con varios núcleos, es necesario multiplicar la pérdida por el número de estos núcleos.
¡Importante! Para todos estos cálculos necesitarás no sólo una calculadora, sino también un conocimiento profundo de la física. No será posible realizar un cálculo preciso de inmediato sin conocimientos teóricos.
Encontrar área por diámetro
A veces, incluso un cálculo escrupuloso no ayuda; se produce un cortocircuito en el circuito. Esto se debe al hecho de que las características técnicas indicadas a menudo no se corresponden con el valor real. Por lo tanto, para saber cómo calcular la potencia, es importante asegurarse de que la tienda ofrezca una sección de cable eléctrico adecuada. Para hacer esto, usamos una fórmula simple:
S=0,785d 2 , donde:
- d es el diámetro del núcleo;
- S – área de la sección transversal.
Puede determinar la sección transversal exacta y calcular la sección transversal utilizando un calibre o un micrómetro, que es más preciso.
Si el cable consta de varios alambres delgados, luego primero miran el diámetro de uno de ellos, y luego los datos obtenidos se multiplican por su número:
Total=n*0,785di 2, donde:
- di es el área de un cable individual;
- n – número de cables;
- Total – área total secciones.
Tablas para cálculos.
No es del todo correcto recurrir cada vez a cálculos complejos para los cálculos. La industria produce cables de cierta sección transversal. Si, después de cálculos y cálculos precisos, la sección transversal del cable para alimentación es de 3,2 milímetros cuadrados, entonces no será posible encontrar dicho cable, porque hay cables con una sección transversal de 2,5 mm 2, 3 o 4 mm. 2.
¡Atención! Para conocer las secciones de los cables, necesita una tabla donde todos los datos estén regulados y compilados de acuerdo con las reglas PUE para el diseño de instalaciones eléctricas.
Para determinar la sección transversal del cable con una carga conocida, es necesario:
- calcular la fuerza actual;
- redondear a un valor mayor según los datos de la tabla;
- luego busque el tamaño de sección estándar más cercano.
Corriente continua permitida para alambres y cordones con aislamiento de caucho y cloruro de polivinilo con conductores de cobre.
| Sección transversal actual miembro del ira provisional- conductor, mm 2 | Corriente, A, para cables tendidos. | |||||
|---|---|---|---|---|---|---|
| Abierto Eso | en una tubería | |||||
| dos uno- vena | tres uno- vena | cuatro uno- vena | uno dos- vena | uno tres- vena |
||
| 0,5 | 11 | - | - | - | - | - |
| 0,75 | 15 | - | - | - | - | - |
| 1 | 17 | 16 | 15 | 14 | 15 | 14 |
| 1,2 | 20 | 18 | 16 | 15 | 16 | 14,5 |
| 1,5 | 23 | 19 | 17 | 16 | 18 | 15 |
| 2 | 26 | 24 | 22 | 20 | 23 | 19 |
| 2,5 | 30 | 27 | 25 | 25 | 25 | 21 |
| 3 | 34 | 32 | 28 | 26 | 28 | 24 |
| 4 | 41 | 38 | 35 | 30 | 32 | 27 |
| 5 | 46 | 42 | 39 | 34 | 37 | 31 |
| 6 | 50 | 46 | 42 | 40 | 40 | 34 |
| 8 | 62 | 54 | 51 | 46 | 48 | 43 |
| 10 | 80 | 70 | 60 | 50 | 55 | 50 |
| 16 | 100 | 85 | 80 | 75 | 80 | 70 |
| 25 | 140 | 115 | 100 | 90 | 100 | 85 |
| 35 | 170 | 135 | 125 | 115 | 125 | 100 |
| 50 | 215 | 185 | 170 | 150 | 160 | 135 |
| 70 | 270 | 225 | 210 | 185 | 195 | 175 |
| 95 | 330 | 275 | 255 | 225 | 245 | 215 |
| 120 | 385 | 315 | 290 | 260 | 295 | 250 |
| 150 | 440 | 360 | 330 | - | - | - |
| 185 | 510 | - | - | - | - | - |
| 240 | 605 | - | - | - | - | - |
| 300 | 695 | - | - | - | - | - |
| 400 | 830 | - | - | - | - | - |
Es fácil hacer este cálculo. Primero debe determinar la potencia total de todos los aparatos eléctricos utilizados en la red. Para ello necesitará una tabla y los datos que faltan para cada aparato eléctrico se pueden extraer del pasaporte del producto. La cantidad resultante debe multiplicarse por 0,8, el coeficiente de demanda, si los aparatos eléctricos no se utilizarán todos a la vez, o dejarse sin cambios si trabajo permanente. Ahora el valor resultante debe dividirse por el voltaje en la red y agregar un valor constante de 5. Este será el indicador de corriente requerido. Digamos que la corriente es de 20A.
¡Nota! En locales residenciales, se utiliza un cable eléctrico de tres núcleos y cableado cerrado. Esto debe recordarse cuando se realizan cálculos utilizando la tabla.
A continuación necesitarás una mesa del PUE. Tomamos la columna donde se dan los valores actuales para un núcleo de tres núcleos y seleccionamos los más cercanos: 17 y 22. Es mejor tomar la sección transversal con un margen, así en el ejemplo considerado el valor requerido será igual a 22. Como puede ver, este valor corresponde a un cable tripolar con una sección transversal de 2 mm 2 .
Puede considerar además cómo se realiza este cálculo para cable de aluminio según el PUE, aunque debido a normas de seguridad dichos cables no se pueden utilizar en edificios residenciales. En casas antiguas aún se conserva cableado de aluminio, pero durante revisión se recomienda reemplazarlo. Además, el cable eléctrico de aluminio se desmorona en las curvas y tiene menos conductividad en las uniones. Las partes expuestas del aluminio se oxidan rápidamente con el aire, lo que provoca importantes pérdidas de electricidad en las juntas.
Calculadora
Hoy en día, los especialistas utilizan no solo una tabla, sino también una calculadora especial para determinar la sección transversal. Este cálculo simplifica enormemente los cálculos. La calculadora es fácil de encontrar en Internet. Para calcular el tamaño de la sección transversal, necesita conocer los siguientes parámetros:
- variable o CORRIENTE CONTINUA. usado;
- material de alambre;
- potencia de todos los dispositivos utilizados;
- tensión de red;
- sistema de suministro de energía (monofásico o trifásico);
- tipo de cableado.
Estos indicadores se cargan en la calculadora y se obtiene el valor requerido de la sección transversal de los cables.
Cálculo por longitud
Calcular la sección transversal a lo largo es importante al construir redes a escala industrial, cuando las áreas están sujetas a una carga pesada constante y el cable debe extenderse a distancias significativas. De hecho, durante el paso de la corriente a través de los cables, se producen pérdidas de energía debido a la resistencia eléctrica en el circuito. La pérdida de potencia (dU) se calcula de la siguiente manera:
dU = I*p*L/S, donde:
- I – fuerza actual;
- p – resistividad (cobre – 0,0175, aluminio – 0,0281);
- L – longitud del cable;
- S es el área de la sección transversal que ya hemos calculado.
De acuerdo a especificaciones técnicas, la caída de voltaje máxima a lo largo del cable no debe exceder el 5 por ciento. De lo contrario, conviene seleccionar un cable con una sección transversal mayor.
Peculiaridades
Existen ciertos estándares según los cuales se calcula la sección transversal del cable. Si no está seguro de qué cable eléctrico se necesita, puede utilizar estas reglas: los aparatos eléctricos del apartamento se dividen en grupo de iluminación y otros; para aparatos eléctricos potentes, por ejemplo, lavadoras u hornos eléctricos, se utiliza una conexión de cables separados; la sección transversal de cable estándar para un grupo de iluminación en un apartamento es de 1,5 mm 2, y para el resto de cables, 2,5 mm 2. Estos estándares se utilizan porque la potencia nominal de la corriente entrante no puede ser mayor.
Se requiere corriente trifásica cuando se utilizan dispositivos industriales de alta potencia. Por lo tanto, para determinar la sección transversal del cable en las empresas, es necesario calcular con precisión todos los coeficientes adicionales y también asegurarse de tener en cuenta las pérdidas de energía y las fluctuaciones de voltaje. Para trabajos eléctricos en un apartamento o casa privada, no se realizan cálculos tan complejos.
Para la instalación de equipos acústicos se utilizan cables con resistencia mínima. Esto es necesario para eliminar la distorsión tanto como sea posible y mejorar la calidad de la señal transmitida. Por lo tanto para sistemas de altavoces Son más adecuados cables de 2x2,5 o 2x1,5 con una longitud de al menos 3 metros, y el subwoofer se conecta con el cable más corto de 2,5-4 mm 2.
Ejemplos
Consideremos esquema general para seleccionar la sección del cable en el apartamento:
- Primero debe determinar los lugares donde se ubicarán los enchufes y los accesorios de iluminación;
- A continuación, debe determinar qué dispositivos se utilizarán en cada salida;
- Ahora puede elaborar un diagrama de conexión general y calcular la longitud del cable, agregando al menos 2 cm para las conexiones de los cables;
- Con base en los datos obtenidos, calculamos el tamaño de la sección transversal del cable usando las fórmulas dadas anteriormente.
I=2400W/220V=10,91A, redondea hacia arriba y obtén 11A.
Como ya sabemos, se utilizan diferentes coeficientes para determinar con precisión el área de la sección transversal, pero casi todos estos datos se refieren a una red con un voltaje de 380V. Para aumentar el margen de seguridad, agregamos otros 5A a nuestro valor actual:
Para los apartamentos se utilizan cables de tres núcleos. La tabla mostrará un valor actual cercano a nuestros 16A, será 19A. Conseguimos eso para instalar uno. lavadora Se requiere un cable con una sección transversal de al menos 2 mm 2.
teoría general
Para determinar la sección transversal de cable óptima para las necesidades domésticas, generalmente se utilizan las siguientes reglas:
- los enchufes requieren cables con una sección transversal de 2,5 mm²;
- para iluminación – 1,5 mm²;
- para dispositivos con mayor potencia – 4-6 mm².
Si hay dudas sobre el cálculo de la sección transversal, se utiliza la tabla PUE. Para determinar los datos exactos sobre la sección transversal del cable, se tienen en cuenta todos los factores que afectan el paso de la corriente a través del circuito. Éstas incluyen:
- tipo de aislamiento de cables;
- longitud de cada sección;
- método de colocación;
- régimen de temperatura;
- humedad;
- valor permitido de sobrecalentamiento;
- diferencia de potencia de los receptores de corriente en un grupo.
Todos estos indicadores permiten aumentar escala industrial eficiencia energética y evitar el sobrecalentamiento.
Selección de sección. Video
En este vídeo, el maestro comparte su experiencia en la elección de la sección del cable y el calibre de la máquina. el apunta a posibles errores y da buen consejo para principiantes.
Si después de leer el artículo aún tiene dudas, la tabla o calculadora descrita anteriormente le ayudará a encontrar la sección transversal de potencia exacta del cable.
Durante el proceso de reparación, normalmente siempre se reemplaza el cableado eléctrico viejo. Esto se debe al hecho de que recientemente han aparecido muchos electrodomésticos útiles que facilitan la vida de las amas de casa. Además, consumen mucha energía, algo que el cableado antiguo simplemente no puede soportar. Estos aparatos eléctricos incluyen lavadoras, hornos electricos, hervidores eléctricos, microondas etc.
Al tender cables eléctricos, debe saber qué sección transversal de cable se debe colocar para alimentar un aparato eléctrico o un grupo de aparatos eléctricos en particular. Como regla general, la elección se realiza tanto por el consumo de energía como por la corriente consumida por los aparatos eléctricos. En este caso, es necesario tener en cuenta tanto el método de tendido como la longitud del cable.
Es bastante sencillo seleccionar la sección del cable a tender en función de la potencia de carga. Puede ser una carga única o una colección de cargas.
Cada electrodoméstico, especialmente uno nuevo, va acompañado de un documento (pasaporte), que indica sus datos técnicos básicos. Además, los mismos datos están disponibles en placas especiales adheridas al cuerpo del producto. Esta placa, que se encuentra en el lateral o trasera del dispositivo, indica el país de fabricación, su número de serie y, por supuesto, su consumo eléctrico en vatios (W) y la corriente que consume el dispositivo en amperios (A). Sobre productos fabricante nacional La potencia se puede especificar en vatios (W) o kilovatios (kW). En los modelos importados existe la letra W. Además, el consumo de energía se indica como "TOT" o "TOT MAX".
Un ejemplo de una placa de este tipo que muestra información básica sobre el dispositivo. Una placa de este tipo se puede encontrar en cualquier dispositivo técnico. En caso de que lo descubras Información necesaria Si no es posible (la inscripción de la placa está desgastada o aún no hay electrodomésticos), puedes averiguar aproximadamente qué potencia tienen los electrodomésticos más comunes. Todos estos datos se pueden encontrar en la tabla. Básicamente, los aparatos eléctricos están estandarizados en cuanto a consumo de energía y no existe ninguna variación particular en los datos.
En la tabla se seleccionan exactamente aquellos aparatos eléctricos que planea comprar y se registran su consumo actual y su potencia. De la lista es mejor elegir indicadores que tengan valores máximos. En este caso, no será posible cometer errores de cálculo y el cableado será más fiable. El caso es que cuanto más grueso sea el cable, mejor, ya que el cableado se calienta mucho menos.
Cómo se hace la elección
Al elegir un cable, se deben sumar todas las cargas que se conectarán a este cable. Al mismo tiempo, debe asegurarse de que todos los indicadores estén escritos en vatios o kilovatios. Para convertir los indicadores a un valor, debes dividir los números o multiplicarlos por 1000. Por ejemplo, para convertir a vatios, debes multiplicar todos los números (si están en kilovatios) por 1000: 1,5 kW = 1,5x1000 = 1500 w. Al volver a convertir, las acciones se realizan en orden inverso: 1500 W = 1500/1000 = 1,5 kW. Normalmente, todos los cálculos se realizan en vatios. Después de tales cálculos, se selecciona un cable utilizando la tabla correspondiente.
Puede utilizar la tabla de la siguiente manera: busque la columna correspondiente donde se indica el voltaje de suministro (220 o 380 voltios). Esta columna contiene un número que corresponde al consumo de energía (debe tomar un valor ligeramente mayor). En la línea que corresponde al consumo de energía, la primera columna indica la sección de cable que se puede utilizar. Al ir a la tienda a comprar un cable, conviene buscar un cable cuya sección coincida con los billetes.
¿Qué cable utilizar: aluminio o cobre?
En este caso todo depende del consumo de energía. Además, el alambre de cobre puede soportar el doble de carga que el alambre de aluminio. Si las cargas son grandes, es mejor dar preferencia al alambre de cobre, ya que será más delgado y más fácil de colocar. Además, es más fácil conectarlo a equipos eléctricos, incluidos enchufes e interruptores. Desafortunadamente, el alambre de cobre tiene una desventaja importante: cuesta mucho más que el alambre de aluminio. A pesar de esto, durará mucho más.
Cómo calcular la sección transversal del cable por corriente
La mayoría de los artesanos calculan los diámetros de los cables en función del consumo de corriente. A veces esto simplifica la tarea, especialmente si sabe qué corriente puede soportar un cable de un espesor determinado. Para hacer esto, debe anotar todos los indicadores de consumo actual y resumirlos. La sección del cable se puede seleccionar usando la misma tabla, solo que ahora es necesario buscar la columna donde se indica la corriente. Como regla general, siempre se selecciona un valor mayor para mayor confiabilidad.
Por ejemplo, para conectar quemador, que puede consumir una corriente máxima de hasta 16A, se debe seleccionar un cable de cobre. Si busca ayuda en la tabla, el resultado deseado se puede encontrar en la tercera columna de la izquierda. Como no existe el valor 16A, elegimos el más cercano y más grande: 19A. Para esta corriente es adecuada una sección de cable de 2,0 mm cuadrados.
Como regla general, cuando se conectan electrodomésticos potentes, se alimentan mediante cables separados, con la instalación de interruptores automáticos separados. Esto simplifica enormemente el proceso de selección de cables. Además esto es parte requisitos modernos al cableado eléctrico. Además, es práctico. En caso de emergencia, no es necesario que corte completamente la electricidad en toda su casa. No se recomienda seleccionar cables con un valor más bajo. Si el cable pasa constantemente a cargas máximas, entonces esto puede conducir a situaciones de emergencia en red eléctrica. El resultado puede ser un incendio si los disyuntores se seleccionan incorrectamente. Al mismo tiempo, debe saber que no protegen la funda del cable contra incendios y no será posible seleccionar la corriente exacta para que pueda proteger los cables contra sobrecargas. El caso es que no están regulados y se emiten a un valor corriente fijo. Por ejemplo, 6A, 10A, 16A, etc.
Elegir un cable con reserva te permitirá instalar otro aparato eléctrico o incluso varios en esta línea en el futuro, si esto corresponde al consumo actual.
Cálculo del cable por potencia y longitud.
Si tenemos en cuenta el apartamento medio, la longitud de los cables no alcanza valores tales que se tenga en cuenta este factor. A pesar de esto, hay casos en los que, al elegir los cables, se debe tener en cuenta su longitud. Por ejemplo, necesitas conectarte. una casa privada del poste más cercano, que podrá estar situado a una distancia considerable de la casa.
Con un consumo de corriente significativo, un cable largo puede afectar la calidad de la transmisión de energía. Esto se debe a pérdidas en el propio cable. Cuanto más largo sea el cable, mayores serán las pérdidas en el propio cable. En otras palabras, cuanto más largo sea el cable, mayor será la caída de voltaje a través del mismo. esta área. Hoy en día, cuando la calidad del suministro de energía deja mucho que desear, este factor juega un papel importante.
Para saber esto, tendrás que consultar nuevamente la tabla, donde podrás determinar la sección transversal del cable, dependiendo de la distancia al punto de alimentación.
Tabla para determinar el espesor del cable, según potencia y distancia.
Método abierto y cerrado de tendido de cables.
La corriente que pasa por un conductor hace que este se caliente, ya que tiene cierta resistencia. Entonces, cuanto mayor sea la corriente, mayor mas calor destaca sobre él, en condiciones de la misma sección transversal. Con el mismo consumo de corriente, se genera más calor en conductores de menor diámetro que en conductores de mayor espesor.
Dependiendo de las condiciones de tendido, también cambia la cantidad de calor generado en el conductor. En junta abierta cuando el cable se enfría activamente con aire, se puede dar preferencia a un cable delgado, y cuando el cable se coloca cerrado y se minimiza su enfriamiento, es mejor elegir cables más gruesos.
También se puede encontrar información similar en la tabla. El principio de selección es el mismo, pero teniendo en cuenta un factor más.
Y por último, lo más importante. El caso es que hoy en día el fabricante intenta ahorrar en todo, incluido el material de los cables. Muy a menudo, la sección transversal declarada no se corresponde con la realidad. Si el vendedor no informa al comprador, es mejor medir el grosor del cable en el lugar si esto es crítico. Para hacer esto, simplemente tome un calibre y mida el grosor del cable en milímetros, y luego calcule su sección transversal usando la fórmula simple 2*Pi*D o Pi*R al cuadrado. Donde Pi es un número constante igual a 3,14 y D es el diámetro del alambre. En otra fórmula, respectivamente, Pi = 3,14 y R al cuadrado es el radio al cuadrado. El radio es muy fácil de calcular; simplemente divide el diámetro por 2.
Algunos vendedores señalan directamente la discrepancia entre la sección declarada y la real. Si el cable se elige con un gran margen, entonces esto no es nada significativo. el problema principal es que no se subestima el precio del cable, en comparación con su sección transversal.
La sección de corte del cable está estandarizada en todos los países. Esto se aplica tanto a los países de la CEI como a Europa. Este tema está regulado en nuestro país por el documento “Reglas para la Construcción de Instalaciones Eléctricas”, las cuales se denominan PUE. El cálculo de la sección transversal del cable por potencia se selecciona mediante tablas especiales. Por supuesto, mucha gente calcula mal parámetros requeridos conductor "a ojo", pero esto no es del todo correcto. Este indicador puede ser diferente para cada apartamento. Esto se debe a la cantidad de consumidores eléctricos y su potencia. Sin un cálculo adecuado, pueden surgir muchas situaciones desagradables y costosas reparaciones tanto del cableado como de los apartamentos.
Dispositivo de cable
Para determinar la sección transversal del cable por potencia, debe comprender su principio y diseño. Se puede comparar, por ejemplo, con el agua o tubería de gas. De la misma forma que por estas comunicaciones, a través de un conductor eléctrico fluye un flujo. Su potencia limita la sección transversal del conductor.
La sección del cable mediante el indicador de alimentación se puede realizar incorrectamente en dos casos:
- El canal de transporte actual será demasiado estrecho. Esto provocará un aumento de la densidad de corriente y, en consecuencia, un sobrecalentamiento del aislamiento. Este estado del conductor a lo largo del tiempo se caracterizará por la presencia puntos débiles donde es posible la fuga. Este estado del canal puede provocar un incendio.
- El cable que transporta corriente es demasiado ancho. Ciertamente esta no es la peor opción. La amplitud de transporte del flujo eléctrico permitirá un uso más funcional y duradero del conductor. Sin embargo, a medida que aumenta la sección transversal, también aumenta el coste del cable.
La primera opción supone un peligro para la vida, la salud y la propiedad. El segundo método es seguro, pero la compra de materiales será bastante cara.
Camino fácil
El cálculo de la sección transversal del cable por potencia se basa en la conocida ley desarrollada por Ohm. Le dice que el flujo de corriente multiplicado por el voltaje será igual a la potencia. El voltaje en la vida cotidiana se considera un valor constante. EN red monofásica es igual a 220 V. Por lo tanto, para determinar la sección transversal del cable en función de la corriente y la potencia, solo quedan dos variables.
A continuación, se calculan los valores actuales y la carga esperada. Además, el tamaño del cable en función de su potencia se puede seleccionar según la tabla PUE. Este indicador se calcula para el cable adecuado para los enchufes. Tradicionalmente, las líneas de iluminación se colocan con cables. sección transversal en tamaño 1,5 mm 2.
Sin embargo, sucede que dispositivos como un secador de pelo, un microondas, un hervidor eléctrico, etc. están conectados al grupo de enchufes. Es necesario distribuir la carga y calcular correctamente la sección del cable en función de los indicadores de potencia, correlacionando el diámetro y. la carga.
Si no es posible separar los grupos de enchufes, muchos electricistas recomendarán instalar inmediatamente un cable con un núcleo de cobre de hasta 6 mm 2.
Área seccional y diámetro.
El cálculo de la sección transversal del cable por potencia, diámetro y carga no son conceptos equivalentes. El primer indicador se calcula en mm 2 y el segundo, simplemente en mm. Puede seleccionar la potencia y la corriente permitida de la tabla tanto en función de la sección del cable como de su diámetro.
Si la tabla tiene en cuenta solo el tamaño del área de la sección transversal en mm 2 y solo hay datos sobre el diámetro del cable, el indicador que falta se puede encontrar usando la siguiente fórmula:
S = 3,14D2/4 = 0,785D2,
donde: S es la sección transversal del cable y D es el diámetro.
Si la sección transversal del cable no es redonda, sino rectangular, su área de la sección transversal se calcula multiplicando la longitud por el ancho (como el área de un rectángulo).
Cálculo basado en carga
La forma más sencilla de calcular la sección transversal del cable es sumando las potencias de todas las unidades que se conectarán a la línea. Para hacer esto, deberá realizar una determinada secuencia de acciones.
En primer lugar, se determina qué aparatos eléctricos se utilizarán en el hogar y cuáles probablemente funcionarán simultáneamente. A continuación, es necesario consultar las fichas técnicas de cada una de estas unidades. Será necesario calcular la suma de las potencias de aquellos consumidores eléctricos que deben operar simultáneamente.
Luego se redondea hacia arriba la cifra obtenida como resultado de los cálculos. Esto garantizará un suministro seguro de energía para el cableado eléctrico. La sección transversal del alambre o cable se calcula además utilizando tablas PUE.
De manera similar, puede resumir la fuerza actual, que se indica en las hojas de datos. equipo eléctrico. El redondeo y la búsqueda se realizan utilizando la tabla de cálculo de potencia.
Tabla de potencia, corriente y sección transversal de cables de cobre.
Según el PUE, en los edificios residenciales es necesario utilizar únicamente conductores de cobre para el cableado. La fuente de alimentación de algunos equipos eléctricos, que pertenecen a tipos de receptores de ingeniería, se puede conectar a la red mediante conductores de aluminio con una sección transversal de al menos 2,5 mm 2.
Tabla de potencia, corriente y sección de cables de aluminio.
El especialista también podrá realizar factores de corrección según el tipo de ubicación del cable, temperatura ambiente, para un cable enterrado, etc. La tabla para calcular la potencia, la sección o la corriente del cable se aplica a conductores con aislamiento de plástico o goma. Entre ellas se incluyen marcas tan comunes como GDP, PVS, PPV, VPP, AVVG, VVG, APPV, etc. Los cables no aislados o apantallados con papel deben calcularse según la tabla correspondiente.
Longitud y sección
Simplemente se debe utilizar el cálculo de la sección transversal del cable por potencia para determinar su longitud. Estos datos son importantes a la hora de crear cables de extensión largos. Recibió valores exactos es necesario aumentarlo en 10-15 cm. Esta reserva es necesaria para cambiar mediante soldadura, soldadura o engarce.
En la construcción, la sección transversal del cable se calcula en función de la potencia y la longitud en la etapa de diseño del cableado eléctrico. Esto es muy importante, especialmente para aquellas comunicaciones que estarán sujetas a cargas importantes o adicionales.
En la vida cotidiana, la longitud del cable se calcula mediante la siguiente fórmula:
I=P/U*cosφ, donde:
- P - potencia (W);
- I - fuerza actual (A);
- U - voltaje (V);
- cosφ es un coeficiente igual a 1.
Primero debe consultar la sección del cable en la tabla. La fórmula ayudará a determinar la longitud correcta del cable.
Densidad actual
La intensidad de la corriente varía en el rango de 6 a 10 A, lo que se determinó experimentalmente. Este valor se calcula para la corriente que fluye a través de 1 mm 2 de conductor de cobre.
Esta afirmación significa que el cálculo de la sección transversal del cable para potencia y corriente toma como base un cable de cobre con una sección transversal de 1 mm 2, a través del cual puede fluir una corriente de 6 a 10 A sin fundirse ni sobrecalentamiento a los electrodomésticos que lo esperan.
Según el código PUE, se asigna una reserva del 40% a cada cable para sobrecalentamiento que sea seguro para la funda. Si un valor de 6 A caracteriza el funcionamiento del conductor presentado durante un período infinitamente largo y sin límites de tiempo, entonces un valor de 10 A es adecuado para un flujo de corriente de corto plazo a través del núcleo.
Si una corriente de 12 A fluye a través de un conductor de cobre de 1 mm 2, quedará atrapado en dicho conductor. Esto conducirá a un aumento en la densidad de corriente. El núcleo comenzará a calentarse y derretir el aislamiento.
Por lo tanto, estos cálculos son necesarios al elegir la sección del cable para cada tipo de cableado.
Habiéndose familiarizado con los métodos que le permiten calcular la sección transversal del cable en función de la potencia y la corriente, puede tender o reparar cableado viejo, que durará a largo plazo y será completamente seguro para las personas que viven en la casa. Muchos bastante simples, pero formas efectivas te ayudará a determinar exactamente tamaño requerido Secciones para la red eléctrica.
Requerido determinar las secciones transversales de los cables en una red de 0,4 kV para alimentar un motor eléctrico AIR200M2 con una potencia de 37 kW. Longitud linea de cable es de 150 m. El cable se tiende en el suelo (zanja) con otros dos cables por toda la empresa para alimentar los motores. gasolinera. La distancia entre cables es de 100 mm. Temperatura estimada del suelo 20 °C. La profundidad de instalación en el suelo es de 0,7 m.
Las características técnicas de los motores eléctricos tipo AIR se dan en la Tabla 1.
Tabla 1 - Características técnicas de los motores eléctricos tipo AIR.
Según GOST 31996-2012, de acuerdo con la Tabla 21, seleccionamos una sección transversal nominal de cable de 16 mm2, donde para esta sección transversal la carga de corriente permitida colocada en el suelo es igual a Id.t. = 77 A, en este caso se debe cumplir la condición Id.t. = 77 A > Icalc. = 70 A (condición cumplida).
Si tiene un cable de cuatro o cinco núcleos con núcleos de igual sección transversal, por ejemplo AVVGzng 4x16, entonces el valor indicado en la tabla debe multiplicarse por 0,93.
Primero seleccione la marca de cable AVVGzng 3x16+1x10.
Determinamos el coeficiente k1, teniendo en cuenta la temperatura del ambiente diferente a la calculada, lo seleccionamos según la tabla 2.9 [L1. de 55] y según tabla 1.3.3 PUE. Según la Tabla 2-9, la temperatura ambiente estándar es de +15 °C, teniendo en cuenta que el cable se tenderá en una zanja.
La temperatura de los núcleos de los cables es de +80°C según PUE ed. 7, cláusula 1.3.12. Dado que la temperatura calculada de la tierra difiere de las adoptadas en el PUE. Aceptamos el coeficiente k1=0,96, teniendo en cuenta que la temperatura estimada de la tierra es +20 °C.
Determinamos el coeficiente k2, que tiene en cuenta la resistividad del suelo (teniendo en cuenta los estudios geológicos), seleccionado según el PUE 7ª ed. tabla 1.3.23. En mi caso, el factor de corrección para suelo arenoso-arcilloso con una resistividad de 80 K/W será k2=1,05.
Determinamos el coeficiente k3 de acuerdo con la tabla PUE 1.3.26, teniendo en cuenta la reducción de la carga actual con la cantidad de cables operativos en una zanja (en tuberías o sin tuberías). En mi caso el cable se tiende en una zanja con otros dos cables, la distancia entre los cables es de 100 mm, teniendo en cuenta lo anterior tomamos k3 = 0,85.
3. Después de haber determinado todos los factores de corrección, podemos determinar la corriente real permitida a largo plazo para una sección transversal de 16 mm2:
4. Determine la corriente permitida a largo plazo para una sección transversal de 25 mm2:
5. Determine la pérdida de voltaje permitida para el motor en voltios, teniendo en cuenta que ∆U = 5%:
- Icalc. – corriente de diseño, A;
- L – longitud del tramo, km;
- cosφ – factor de potencia;
Conociendo cosφ, puedes determinar sinφ usando la conocida fórmula geométrica:
- r0 y x0: los valores de las resistencias activa y reactiva se determinan de acuerdo con la tabla 2-5 [L2.s 48].
- P – potencia de diseño, W;
- L – longitud de la sección, m;
- U – voltaje, V;
- γ – conductividad eléctrica específica del cable, m/Ohm*mm2;
- para cobre γ = 57 m/Ohm*mm2;
- para aluminio γ = 31,7 m/Ohm*mm2;
Como vemos al determinar la sección transversal del cable mediante una fórmula simplificada, existe la posibilidad de subestimar la sección transversal del cable, por lo que recomiendo que al determinar la pérdida de voltaje se utilice la fórmula teniendo en cuenta la resistencia activa y reactiva.
- cosφ = 0,3 y sinφ = 0,95 se aceptan valores medios de los factores de potencia al arrancar el motor en ausencia de datos técnicos, según [L6. Con. dieciséis].
- kstart =7,5 – múltiplo de la corriente de arranque del motor, según características técnicas motor.
Según [L7, p. 61, 62] la condición de arranque del motor está determinada por la tensión residual en los terminales del motor Urest.
Se cree que el arranque de motores eléctricos de mecanismos con un momento de resistencia del ventilador y condiciones fáciles El inicio (duración del inicio 0,5 - 2 s) está garantizado cuando:
Urest.≥0.7*Un.puerta
El arranque de motores eléctricos de mecanismos con un momento de resistencia constante o condiciones de arranque difíciles (duración de arranque de 5 a 10 s) se garantiza mediante:
Urest.≥0.8*Un.puerta
EN en este ejemplo La duración del arranque del motor eléctrico es de 10 s. Teniendo en cuenta el arranque brusco del motor eléctrico, determinamos la tensión residual permitida:
Urest.≥0.8*Un.puerta = 0,8*380V = 304V
10.1 Determine el voltaje residual en los terminales del motor eléctrico, teniendo en cuenta la pérdida de voltaje durante el arranque.
Urest.≥ 380 – 44,71 = 335,29 V ≥ 304 V (condición cumplida)
Seleccionamos un disyuntor tripolar tipo C120N, rojo.C, In = 100A.
11. Verificamos la sección del cable de acuerdo con la condición de cumplimiento del dispositivo seleccionado con la máxima protección actual, donde Id.t. para una sección transversal de 95 mm2 es igual a 214 A:
- Idef. = 100 A – ajuste de corriente a la que se activa el dispositivo de protección;
- kprotect.= 1 – coeficiente de multiplicidad de la corriente permitida a largo plazo del cable (alambre) a la corriente de funcionamiento del dispositivo de protección.
Protejo datos de valor y kdef. determinado según la tabla 8.7 [L5. Con. 207].
En base a todo lo anterior aceptamos el cable de la marca. AVVGzng 3x35+1x25.
Literatura:
- Libro de referencia del electricista. Bajo la dirección general de V.I. Grigorieva. 2004
- Diseño de redes de cables y cableado. Khromchenko G.E. 1980
- GOST 31996-2012 Cables de alimentación con aislamiento plástico para tensiones nominales de 0,66, 1 y 3 kV.
- Normas para la construcción de instalaciones eléctricas (PUE). Séptima edición. 2008
- Cálculo y diseño de sistemas de suministro de energía para instalaciones e instalaciones. Editorial TPU. tomsk 2006
- Cómo comprobar la posibilidad de conectar motores de jaula de ardilla a la red eléctrica. Kárpov F.F. 1964
- Selección de equipos, protecciones y cables en redes de 0,4 kV. A.V. 2008