การคำนวณส่วนตัดขวางของเส้นลวดโดยกำลังและความหนาแน่นกระแส: กฎ, อัลกอริธึม, รายละเอียดปลีกย่อยทางไฟฟ้า

การเลือกสายเคเบิลที่เหมาะสมสำหรับการบูรณะหรือการเดินสายช่วยให้มั่นใจได้ว่าระบบจะทำงานได้อย่างไม่มีที่ติ อุปกรณ์จะได้รับพลังงานเต็มที่ ฉนวนจะไม่เกิดความร้อนสูงเกินไปพร้อมผลกระทบร้ายแรงที่ตามมา การคำนวณหน้าตัดลวดอย่างสมเหตุสมผลในแง่ของพลังงานจะช่วยประหยัดทั้งภัยคุกคามจากการจุดระเบิดและค่าใช้จ่ายเพิ่มเติมในการซื้อลวดราคาแพง มาดูอัลกอริธึมการคำนวณกัน

อย่างง่าย สายเคเบิลสามารถเปรียบเทียบได้กับท่อส่งก๊าซหรือน้ำ ในทำนองเดียวกัน กระแสน้ำจะเคลื่อนที่ไปตามแกนของมัน ซึ่งพารามิเตอร์จะถูกจำกัดด้วยขนาดของช่องสัญญาณที่มีกระแสไหลผ่านที่กำหนด ผลที่ตามมาของการเลือกส่วนที่ไม่ถูกต้องคือสองตัวเลือกที่ผิดพลาดทั่วไป:

• ช่องส่งกระแสไฟแคบเกินไปเนื่องจากความหนาแน่นกระแสเพิ่มขึ้นหลายครั้ง การเพิ่มขึ้นของความหนาแน่นกระแสทำให้เกิดความร้อนสูงเกินไปของฉนวน จากนั้นจึงหลอมละลาย เป็นผลมาจากการไหลใหม่ จุด "อ่อนแอ" สำหรับการรั่วไหลปกติจะปรากฏขึ้นให้น้อยที่สุดและไฟจะปรากฏที่สูงสุด
• เส้นเลือดที่กว้างเกินไปซึ่งอันที่จริงก็ไม่เลวเลย นอกจากนี้การมีที่ว่างสำหรับการขนส่งกระแสไฟฟ้ามีผลในเชิงบวกอย่างมากต่อการทำงานและข้อกำหนดในการทำงานของสายไฟ อย่างไรก็ตาม เงินในกระเป๋าของเจ้าของจะบรรเทาลงประมาณสองเท่าของจำนวนเงินที่ต้องการจริง

ตัวเลือกที่ผิดพลาดประการแรกเป็นอันตรายอย่างยิ่ง อย่างดีที่สุดจะทำให้ค่าไฟฟ้าเพิ่มขึ้น ตัวเลือกที่สองไม่เป็นอันตราย แต่ไม่พึงประสงค์อย่างมาก

วิธีการ "เหยียบย่ำ" ของการคำนวณ

วิธีการคำนวณที่มีอยู่ทั้งหมดเป็นไปตามกฎหมายที่โอห์มได้รับ โดยความแรงของกระแสคูณด้วยแรงดันเท่ากับกำลัง แรงดันไฟฟ้าในครัวเรือนเป็นค่าคงที่ เท่ากับมาตรฐาน 220 V ในเครือข่ายเฟสเดียว ซึ่งหมายความว่ามีเพียงสองตัวแปรเท่านั้นที่ยังคงอยู่ในสูตรในตำนาน: นี่คือกระแสที่มีกำลัง เป็นไปได้และจำเป็นต้อง "เต้น" ในการคำนวณจากหนึ่งในนั้น จากค่าที่คำนวณได้ของกระแสและโหลดโดยประมาณในตารางของ PUE เราพบขนาดส่วนที่ต้องการ

โปรดทราบว่าส่วนตัดขวางของสายเคเบิลคำนวณสำหรับสายไฟเช่น สำหรับสายไฟเข้ากับซ็อกเก็ต เส้นไฟเป็นแบบพรีเออรี่ที่วางด้วยสายเคเบิลที่มีพื้นที่หน้าตัดแบบดั้งเดิม 1.5 มม.²

หากห้องที่มีอุปกรณ์ครบครันไม่มีสปอตไลท์ดิสโก้ทรงพลังหรือโคมระย้าที่ต้องการพลังงาน 3.3 กิโลวัตต์ขึ้นไป ก็ไม่สมเหตุสมผลที่จะเพิ่มพื้นที่หน้าตัดของแกนสายไฟ แต่คำถามดอกกุหลาบเป็นเรื่องของปัจเจกล้วนๆ เพราะ ที่ไม่เท่ากันเช่นเครื่องเป่าผมกับเครื่องทำน้ำอุ่นหรือกาต้มน้ำไฟฟ้าที่มีไมโครเวฟสามารถเชื่อมต่อกับหนึ่งบรรทัด

สำหรับผู้ที่วางแผนจะโหลดสายไฟด้วยเตาไฟฟ้า หม้อต้มน้ำ เครื่องซักผ้า และอุปกรณ์ "ตะกละ" ที่คล้ายกัน ขอแนะนำให้กระจายโหลดทั้งหมดไปยังกลุ่มเต้ารับหลายกลุ่ม

หากในทางเทคนิคเป็นไปไม่ได้ที่จะแบ่งภาระออกเป็นกลุ่ม ช่างไฟฟ้าที่มีประสบการณ์แนะนำให้วางสายเคเบิลที่มีแกนทองแดงที่มีหน้าตัดขนาด 4-6 มม.² โดยไม่ต้องยุ่งยาก ทำไมต้องมีแกนนำกระแสไฟฟ้าทองแดง? เนื่องจากรหัสที่เข้มงวดของ PUE ห้ามมิให้วางสายเคเบิลที่มี "การบรรจุ" อลูมิเนียมในที่อยู่อาศัยและในครัวเรือนที่ใช้งานอย่างแข็งขัน ทองแดงมีความต้านทานไฟฟ้าน้อยกว่ามาก ส่งผ่านกระแสได้มากกว่าและไม่ร้อนขึ้นพร้อมๆ กัน เช่น อลูมิเนียม ลวดอลูมิเนียมถูกใช้ในการก่อสร้างเครือข่ายอากาศภายนอก บางแห่งยังคงอยู่ในบ้านหลังเก่า

บันทึก! พื้นที่หน้าตัดและเส้นผ่านศูนย์กลางของแกนสายเคเบิลเป็นสองสิ่งที่แตกต่างกัน อันแรกแสดงเป็นตารางมม. อันที่สองเป็นมม. ที่สำคัญอย่าสับสน!

ในการค้นหาค่าพลังงานแบบตารางและกระแสที่อนุญาต คุณสามารถใช้ตัวบ่งชี้ทั้งสองได้ หากตารางแสดงขนาดของพื้นที่หน้าตัดเป็น mm² และเราทราบเฉพาะเส้นผ่านศูนย์กลางเป็นหน่วย มม. จะต้องหาพื้นที่โดยใช้สูตรต่อไปนี้

การคำนวณขนาดหน้าตัดตามน้ำหนักบรรทุก

วิธีที่ง่ายที่สุดในการเลือกสายเคเบิลที่มีขนาดที่ต้องการคือการคำนวณหน้าตัดลวดโดยพิจารณาจากกำลังรวมของทุกยูนิตที่เชื่อมต่อกับสาย

อัลกอริทึมการคำนวณมีดังนี้:

• เริ่มต้นด้วย ให้กำหนดหน่วยที่เราน่าจะใช้พร้อมกัน ตัวอย่างเช่น ระหว่างการทำงานของหม้อไอน้ำ จู่ๆ เราก็ต้องการที่จะเปิดเครื่องบดกาแฟ เครื่องเป่าผม และเครื่องซักผ้า
• ตามข้อมูลของพาสปอร์ตทางเทคนิคหรือตามข้อมูลโดยประมาณจากตารางด้านล่าง เราสรุปพลังของหน่วยในครัวเรือนพร้อม ๆ กันที่ทำงานตามแผนของเรา
• สมมติว่าโดยรวมแล้วเราได้ 9.2 กิโลวัตต์ แต่ค่าเฉพาะนี้ไม่อยู่ในตาราง PUE ซึ่งหมายความว่าคุณจะต้องปัดเศษขึ้นไปยังด้านที่ใหญ่กว่าอย่างปลอดภัย - เช่น ใช้ค่าที่ใกล้ที่สุดด้วยกำลังส่วนเกิน นี่จะเป็น 10.1 กิโลวัตต์และค่าภาคตัดขวางที่สอดคล้องกันคือ 6 มม.²

การปัดเศษทั้งหมดจะ "ชี้นำ" ขึ้นไป โดยหลักการแล้ว สามารถสรุปความแรงปัจจุบันที่ระบุในเอกสารข้อมูลได้ การคำนวณและการปัดเศษในปัจจุบันทำในลักษณะเดียวกัน

จะคำนวณส่วนตัดขวางปัจจุบันได้อย่างไร?

ค่าตารางไม่สามารถคำนึงถึงลักษณะเฉพาะของอุปกรณ์และการทำงานของเครือข่าย ความจำเพาะของตารางเป็นค่าเฉลี่ย พารามิเตอร์ของกระแสสูงสุดที่อนุญาตสำหรับสายเคเบิลนั้นไม่ได้ระบุไว้ แต่จะแตกต่างกันสำหรับผลิตภัณฑ์ที่มียี่ห้อต่างกัน ประเภทของปะเก็นได้รับผลกระทบอย่างมากในตาราง สำหรับช่างฝีมือปราณีตที่ปฏิเสธวิธีง่ายๆ ในการค้นหาตาราง ควรใช้วิธีการคำนวณขนาดของส่วนลวดตามกระแส โดยเฉพาะอย่างยิ่งความหนาแน่นของมัน

ความหนาแน่นกระแสที่อนุญาตและใช้งาน

เริ่มต้นด้วยการเรียนรู้พื้นฐาน: จำไว้ว่าในทางปฏิบัติช่วงที่ได้รับ 6 - 10 นี่คือค่าที่ช่างไฟฟ้าได้รับ "ในการทดลอง" เป็นเวลาหลายปี ภายในขีดจำกัดที่กำหนด ความแรงของกระแสที่ไหลผ่านแกนทองแดง 1 มม.² จะแตกต่างกันไป เหล่านั้น. สายเคเบิลที่มีแกนทองแดงที่มีหน้าตัดขนาด 1 มม.² โดยไม่มีความร้อนสูงเกินไปและการหลอมของฉนวนช่วยให้กระแสไฟ 6 ถึง 10 A ไปถึงหน่วยผู้บริโภคที่รอได้อย่างปลอดภัย มาดูกันว่ามันมาจากไหนและส้อมช่วงเวลาที่ระบุหมายถึงอะไร

ตามรหัสของกฎหมายไฟฟ้าของ PUE 40% ถูกจัดสรรให้กับสายเคเบิลเพื่อให้ความร้อนสูงเกินไปซึ่งไม่เป็นอันตรายต่อปลอกซึ่งหมายความว่า:

• 6 A ที่กระจายต่อแกนนำพากระแสไฟฟ้า 1 มม.² คือความหนาแน่นกระแสไฟขณะทำงานปกติ ภายใต้เงื่อนไขเหล่านี้ ผู้ควบคุมงานสามารถทำงานได้โดยไม่มีกำหนดระยะเวลา
• 10 A แบบกระจายต่อตัวนำทองแดง 1 มม.² สามารถไหลผ่านตัวนำได้ในเวลาสั้นๆ เช่น เมื่อคุณเปิดเครื่อง

การไหลของพลังงาน 12 A ในช่องมิลลิเมตรทองแดงจะ "คับแคบ" ในขั้นต้น ความหนาแน่นกระแสจะเพิ่มขึ้นจากความหนาแน่นและความเร่งของอิเล็กตรอน ถัดไป อุณหภูมิของส่วนประกอบทองแดงจะเพิ่มขึ้น ซึ่งจะส่งผลต่อสถานะของปลอกฉนวนอย่างสม่ำเสมอ

โปรดทราบว่าสำหรับสายเคเบิลที่มีแกนนำกระแสไฟฟ้าที่เป็นอะลูมิเนียม ความหนาแน่นกระแสจะแสดงช่วงเวลา 4 - 6 แอมแปร์ต่อตัวนำ 1 มม.²

เราพบว่าค่าจำกัดของความหนาแน่นกระแสสำหรับตัวนำที่ทำจากทองแดงไฟฟ้าคือ 10 A ต่อพื้นที่หน้าตัด 1 มม.² และค่าปกติ 6 A ดังนั้น:

• สายเคเบิลที่มีหน้าตัดตัวนำขนาด 2.5 มม.² จะสามารถขนส่งกระแสไฟฟ้า 25 A ได้ในเวลาเพียงไม่กี่สิบวินาทีเมื่อเปิดอุปกรณ์
• เขาจะสามารถส่งกระแส 15A ได้อย่างไม่มีกำหนด

ความหนาแน่นกระแสไฟข้างต้นใช้ได้กับการเดินสายแบบเปิดโล่ง หากวางสายเคเบิลในผนัง ในปลอกโลหะ หรือ ค่าที่ระบุของความหนาแน่นกระแสจะต้องคูณด้วยค่าแก้ไข 0.8 จำความละเอียดอ่อนอีกอย่างหนึ่งในการจัดสายไฟแบบเปิด ด้วยเหตุผลด้านความแข็งแรงเชิงกล จึงไม่ใช้สายเคเบิลที่มีหน้าตัดน้อยกว่า 4 มม.² ในวงจรเปิด

กำลังศึกษารูปแบบการคำนวณ

จะไม่มีการคำนวณที่ซับซ้อนอีกต่อไป การคำนวณลวดสำหรับการโหลดที่จะเกิดขึ้นนั้นง่ายมาก

• อันดับแรก เราพบโหลดสูงสุดที่อนุญาต ในการดำเนินการนี้ เราสรุปพลังของอุปกรณ์ที่เราตั้งใจจะเชื่อมต่อกับสายพร้อมกัน มาเพิ่มพลังของเครื่องซักผ้า 2,000 W เครื่องเป่าผม 1,000 W และเครื่องทำความร้อน 1500 W เราได้รับ 4500 W หรือ 4.5 kW
• จากนั้นเราหารผลลัพธ์ด้วยแรงดันไฟฟ้าครัวเรือนมาตรฐาน 220 V เราได้ 20.45 ... A ปัดขึ้นเป็นจำนวนเต็มตามที่คาดไว้ขึ้น
• ถัดไป ป้อนปัจจัยการแก้ไข หากจำเป็น ค่าที่มีสัมประสิทธิ์จะเท่ากับ 16.8 ปัดเศษ 17 A โดยไม่มีสัมประสิทธิ์ 21 A
• เราจำได้ว่าเราคำนวณพารามิเตอร์การทำงานของกำลัง แต่เราต้องคำนึงถึงค่าสูงสุดที่อนุญาตด้วย ในการทำเช่นนี้ เราคูณกำลังปัจจุบันที่คำนวณโดยเราด้วย 1.4 เนื่องจากการแก้ไขผลกระทบจากความร้อนคือ 40% ได้รับ: 23.8 A และ 29.4 A ตามลำดับ
• ซึ่งหมายความว่าในตัวอย่างของเรา สำหรับการใช้งานสายไฟแบบเปิดอย่างปลอดภัย ต้องใช้สายเคเบิลที่มีหน้าตัดมากกว่า 3 มม.² และสำหรับรุ่นที่ซ่อนอยู่ 2.5 มม.²

อย่าลืมว่าเนื่องจากสถานการณ์ต่างๆ บางครั้งเราเปิดเครื่องพร้อมกันมากกว่าที่เราคาดไว้ ว่ายังมีหลอดไฟและอุปกรณ์อื่นๆ ที่กินไฟน้อย เราจะตุนในส่วนสำรองในกรณีที่มีการเพิ่มขึ้นของเครื่องใช้ในครัวเรือนและด้วยการคำนวณเราจะไปซื้อที่สำคัญ

คู่มือวิดีโอสำหรับการคำนวณที่แม่นยำ

ซื้อสายอะไรดี?

ตามคำแนะนำที่เข้มงวดของ PUE เราจะซื้อผลิตภัณฑ์เคเบิลที่มี "กลุ่มจดหมาย" NYM และ VVG ในการทำเครื่องหมายเพื่อจัดทรัพย์สินส่วนบุคคล พวกเขาเป็นผู้ที่ไม่ก่อให้เกิดการร้องเรียนและการหยิบจับจากช่างไฟฟ้าและนักดับเพลิง ตัวเลือก NYM เป็นแบบอะนาล็อกของผลิตภัณฑ์ VVG ในประเทศ

ทางที่ดีที่สุดคือถ้าสายเคเบิลในประเทศมาพร้อมกับดัชนี NG ซึ่งหมายความว่าสายไฟจะทนไฟได้ หากคุณวางแผนที่จะวางแนวหลังพาร์ติชั่น ระหว่างตงหรือเหนือเพดานเท็จ ให้ซื้อผลิตภัณฑ์ที่มีการปล่อยควันไฟต่ำ พวกเขาจะมีดัชนี LS

ในวิธีง่ายๆ ดังกล่าว ค่าตัดขวางของแกนนำไฟฟ้าของสายเคเบิลจะถูกคำนวณ ข้อมูลเกี่ยวกับหลักการคำนวณจะช่วยให้คุณเลือกองค์ประกอบที่สำคัญของโครงข่ายไฟฟ้าได้อย่างมีเหตุมีผล ขนาดที่จำเป็นและเพียงพอของแกนนำกระแสไฟจะให้พลังงานแก่เครื่องใช้ในบ้านและจะไม่ทำให้เกิดไฟไหม้ในสายไฟ