Онлайн калькулятор потерь напряжения в кабеле: Онлайн расчет потери напряжения в кабеле

Содержание

Рассчет падение напряжения по длине кабеля

Линии электропередач транспортируют ток от распределительного устройства к конечному потребителю по токоведущим жилам различной протяженности. В точке входа и выхода напряжение будет неодинаковым из-за потерь, возникающих в результате большой длины проводника.

Падение напряжения по длине кабеля возникает по причине прохождения высокого тока, вызывающего увеличение сопротивления проводника.

На линиях значительной протяженности потери будут выше, чем при прохождении тока по коротким проводникам такого же сечения. Чтобы обеспечить подачу на конечный объект тока требуемого напряжения, нужно рассчитывать монтаж линий с учетом потерь в токоведущем кабеле, отталкиваясь от длины проводника.

к содержанию ↑

Результат понижения напряжения

Согласно нормативным документам, потери на линии от трансформатора до наиболее удаленного энергонагруженного участка для жилых и общественных объектов должны составлять не более девяти процентов.

Допускаются потери 5 % до главного ввода, а 4 % — от ввода до конечного потребителя. Для трехфазных сетей на три или четыре провода номинальное значение должно составлять 400 В ± 10 % при нормальных условиях эксплуатации.

Отклонение параметра от нормированного значения может иметь следующие последствия:

  1. Некорректная работа энергозависимых установок, оборудования, осветительных приборов.
  2. Отказ работы электроприборов при сниженном показателе напряжения на входе, выход оборудования из строя.
  3. Снижение ускорения вращающего момента электродвигателей при пусковом токе, потери учитываемой энергии, отключение двигателей при перегреве.
  4. Неравномерное распределение токовой нагрузки между потребителями на начале линии и на удаленном конце протяженного провода.
  5. Работа осветительных приборов на половину накала, за счет чего происходят недоиспользование мощности тока в сети, потери электроэнергии.

В рабочем режиме наиболее приемлемым показателем потерь напряжения в кабеле считается 5 %. Это оптимальное расчетное значение, которое можно принимать допустимым для электросетей, поскольку в энергетической отрасли токи огромной мощности транспортируются на большие расстояния.

К характеристикам линий электропередач предъявляются повышенные требования. Важно уделять особое внимание потерям напряжения не только на магистральных сетях, но и на линиях вторичного назначения.

к содержанию ↑

Причины падения напряжения

Каждому электромеханику известно, что кабель состоит из проводников — на практике используются жилы с медными или алюминиевыми сердечниками, обмотанные изоляционным материалом. Провод помещен в герметичную полимерную оболочку — диэлектрический корпус.

Поскольку металлические проводники расположены в кабеле слишком плотно, дополнительно прижаты слоями изоляции, при большой протяженности электромагистрали металлические сердечники начинают работать по принципу конденсатора, создающего заряд с емкостным сопротивлением.

Падение напряжения происходит по следующей схеме:

  1. Проводник, по которому пущен ток, перегревается и создает емкостное сопротивление как часть реактивного сопротивления.
  2. Под воздействием преобразований, протекающих на обмотках трансформаторов, реакторах, прочих элементах цепи, мощность электроэнергии становится индуктивной.
  3. В результате резистивное сопротивление металлических жил преобразуется в активное сопротивление каждой фазы электрической цепи.
  4. Кабель подключают на токовую нагрузку с полным (комплексным) сопротивлением по каждой токоведущей жиле.
  5. При эксплуатации кабеля по трехфазной схеме три линии тока в трех фазах будут симметричными, а нейтральная жила пропускает ток, приближенный к нулю.
  6. Комплексное сопротивление проводников приводит к потерям напряжения в кабеле при прохождении тока с векторным отклонением за счет реактивной составляющей.

Графически схему падения напряжения можно представить следующим образом: из одной точки выходит прямая горизонтальная линия — вектор силы тока. Из этой же точки выходит под углом к силе тока вектор входного значения напряжения U1 и вектор выходного напряжения U2 под меньшим углом. Тогда падение напряжения по линии равно геометрической разнице векторов U1 и U2.

Рисунок 1. Графическое изображение падения напряжения

На представленном рисунке прямоугольный треугольник ABC отражает падение и потери напряжения на линии кабеля большой длины. Отрезок AB — гипотенуза прямоугольного треугольника и одновременно падение, катеты AC и BC показывают падение напряжения с учетом активного и реактивного сопротивления, а отрезок AD демонстрирует величину потерь.

Производить подобные расчеты вручную довольно сложно. График служит для наглядного представления процессов, протекающих в электрической цепи большой протяженности при прохождении тока заданной нагрузки.

к содержанию ↑

Расчет с применением формулы

На практике при монтаже линий электропередач магистрального типа и отведения кабелей к конечному потребителю с дальнейшей разводкой на объекте используется медный или алюминиевый кабель.

Удельное сопротивление для проводников постоянное, составляет для меди р = 0,0175 Ом*мм2/м, для алюминиевых жил р = 0,028 Ом*мм2/м.

Зная сопротивление и силу тока, несложно вычислить напряжение по формуле U = RI и формуле R = р*l/S, где используются следующие величины:

  • Удельное сопротивление провода — p.
  • Длина токопроводящего кабеля — l.
  • Площадь сечения проводника — S.
  • Сила тока нагрузки в амперах — I.
  • Сопротивление проводника — R.
  • Напряжение в электрической цепи — U.

Использование простых формул на несложном примере: запланировано установить несколько розеток в отдельно стоящей пристройке частного дома. Для монтажа выбран медный проводник сечением 1,5 кв. мм, хотя для алюминиевого кабеля суть расчетов не изменяется.

Поскольку ток по проводам проходит туда и обратно, нужно учесть, что расстояние длины кабеля придется умножать вдвое. Если предположить, что розетки будут установлены в сорока метрах от дома, а максимальная мощность устройств составляет 4 кВт при силе тока в 16 А, то по формуле несложно сделать расчет потерь напряжения:

U = 0,0175*40*2/1,5*16

U = 14,93 В

Если сравнить полученное значение с номинальным для однофазной линии 220 В 50 Гц, получается, что потери напряжения составили: 220-14,93 = 205,07 В.

Такие потери в 14,93 В — это практически 6,8 % от входного (номинального) напряжения в сети. Значение, недопустимое для силовой группы розеток и осветительных приборов, потери будут заметны: розетки будут пропускать ток неполной мощности, а осветительные приборы — работать с меньшим накалом.

Мощность на нагрев проводника составит P = UI = 14,93*16 = 238,9 Вт. Это процент потерь в теории без учета падения напряжения на местах соединения проводов, контактах розеточной группы.

к содержанию ↑

Проведение сложных расчетов

Для более детального и достоверного расчета потерь напряжения на линии нужно принимать во внимание реактивное и активное сопротивление, которое вместе образует комплексное сопротивление, и мощность.

Для проведения расчетов падения напряжения в кабеле используют формулу:

∆U = (P*r0+Q*x0)*L/ U ном

В этой формуле указаны следующие величины:

  • P, Q — активная, реактивная мощность.
  • r0, x0 — активное, реактивное сопротивление.
  • U ном — номинальное напряжение.

Чтобы обеспечить оптимальную нагрузку по трехфазных линиям передач, необходимо нагружать их равномерно. Для этого силовые электродвигатели целесообразно подключать к линейным проводам, а питание на осветительные приборы — между фазами и нейтральной линией.

Есть три варианта подключения нагрузки:

  • от электрощита в конец линии;
  • от электрощита с равномерным распределением по длине кабеля;
  • от электрощита к двум совмещенным линиям с равномерным распределением нагрузки.

Пример расчета потерь напряжения: суммарная потребляемая мощность всех энергозависимых установок в доме, квартире составляет 3,5 кВт — среднее значение при небольшом количестве мощных электроприборов. Если все нагрузки активные (все приборы включены в сеть), cosφ = 1 (угол между вектором силы тока и вектором напряжения). Используя формулу I = P/(Ucosφ), получают силу тока I = 3,5*1000/220 = 15,9 А.

Дальнейшие расчеты: если использовать медный кабель сечением 1,5 кв. мм, удельное сопротивление 0,0175 Ом*мм2, а длина двухжильного кабеля для разводки равна 30 метров.

По формуле потери напряжения составляют:

∆U = I*R/U*100 %, где сила тока равна 15,9 А, сопротивление составляет 2 (две жилы)*0,0175*30/1,5 = 0,7 Ом. Тогда ∆U = 15,9*0,7/220*100% = 5,06 %.

Полученное значение незначительно превышает рекомендуемое нормативными документами падение в пять процентов. В принципе, можно оставить схему такого подключения, но если на основные величины формулы повлияет неучтенный фактор, потери будут превышать допустимое значение.

Что это значит для конечного потребителя? Оплата за использованную электроэнергию, поступающую к распределительному щиту с полной мощностью при фактическом потреблении электроэнергии более низкого напряжения.

к содержанию ↑

Использование готовых таблиц

Как домашнему мастеру или специалисту упростить систему расчетов при определении потерь напряжения по длине кабеля? Можно пользоваться специальными таблицами, приведенными в узкоспециализированной литературе для инженеров ЛЭП. Таблицы рассчитаны по двум основным параметрам — длина кабеля в 1000 м и величина тока в 1 А.

В качестве примера представлена таблица с готовыми расчетами для однофазных и трехфазных электрических силовых и осветительных цепей из меди и алюминия с разным сечением от 1,5 до 70 кв. мм при подаче питания на электродвигатель.

Таблица 1. Определение потерь напряжения по длине кабеля

Площадь сечения, мм2 Линия с одной фазой Линия с тремя фазами
Питание Освещение Питание Освещение
Режим Пуск Режим Пуск
Медь Алюминий Косинус фазового угла = 0,8 Косинус фазового угла = 0,35 Косинус фазового угла = 1 Косинус фазового угла = 0,8 Косинус фазового угла = 0,35 Косинус фазового угла = 1
1,5 24,0 10,6 30,0 20,0 9,4 25,0
2,5 14,4 6,4 18,0 12,0 5,7 15,0
4,0 9,1 4,1 11,2 8,0 3,6 9,5
6,0 10,0 6,1 2,9 7,5 5,3 2,5 6,2
10,0 16,0 3,7 1,7 4,5 3,2 1,5 3,6
16,0 25,0 2,36 1,15 2,8 2,05 1,0 2,4
25,0 35,0 1,5 0,75 1,8 1,3 0,65 1,5
35,0 50,0 1,15 0,6 1,29 1,0 0,52 1,1
50,0 70,0 0,86 0,47 0,95 0,75 0,41 0,77

Таблицы удобно использовать для расчетов при проектировании линий электропередач. Пример расчетов: двигатель работает с номинальной силой тока 100 А, но при запуске требуется сила тока 500 А. При нормальном режиме работы cos ȹ составляет 0,8, а на момент пуска значение равно 0,35. Электрический щит распределяет ток 1000 А. Потери напряжения рассчитывают по формуле ∆U% = 100∆U/U номинальное.

Двигатель рассчитан на высокую мощность, поэтому рационально использовать для подключения провод с сечением 35 кв. мм, для трехфазной цепи в обычном режиме работы двигателя потери напряжения равны 1 вольт по длине провода 1 км. Если длина провода меньше (к примеру, 50 метров), сила тока равна 100 А, то потери напряжения достигнут:

∆U = 1 В*0,05 км*100А = 5 В

Потери на распределительном щите при запуске двигателя равны 10 В. Суммарное падение 5 + 10 = 15 В, что в процентном отношении от номинального значения составляет 100*15*/400 = 3,75 %. Полученное число не превышает допустимое значение, поэтому монтаж такой силовой линии вполне реальный.

На момент пуска двигателя сила тока должна составлять 500 А, а при рабочем режиме — 100 А, разница равна 400 А, на которые увеличивается ток в распределительном щите. 1000 + 400 = 1400 А. В таблице 1 указано, что при пуске двигателя потери по длине кабеля 1 км равны 0,52 В, тогда

∆U при запуске = 0,52*0,05*500 = 13 В

∆U щита = 10*1400/100 = 14 В

∆U суммарные = 13+14 = 27 В, в процентном отношении ∆U = 27/400*100 = 6,75 % — допустимое значение, не превышает максимальную величину 8 %. С учетом всех параметров монтаж силовой линии приемлем.

к содержанию ↑

Применение сервис-калькулятора

Расчеты, таблицы, графики, диаграммы — точные инструменты для вычисления падения напряжения по длине кабеля. Упростить работу можно, если выполнить расчеты с помощью онлайн-калькулятора. Преимущества очевидны, но стоит проверить данные на нескольких ресурсах и отталкиваться от среднего полученного значения.

Как это работает:

  1. Онлайн-калькулятор разработан для быстрого выполнения расчетов на основе исходных данных.
  2. В калькулятор нужно ввести следующие величины — ток (переменный, постоянный), проводник (медь, алюминий), длина линии, сечение кабеля.
  3. Обязательно вводят параметры по количеству фаз, мощности, напряжению сети, коэффициенту мощности, температуре эксплуатации линии.
  4. После введения исходных данных программа определяет падение напряжения по линии кабеля с максимальной точностью.
  5. Недостоверный результат можно получить при ошибочном введении исходных величин.

Пользоваться такой системой можно для проведения предварительных расчетов, поскольку сервис-калькуляторы на различных ресурсах показывают не всегда одинаковый результат: итог зависит от грамотной реализации программы с учетом множества факторов.

Тем не менее, можно провести расчеты на трех калькуляторах, взять среднее значение и отталкиваться от него на стадии предварительного проектирования.

к содержанию ↑

Как сократить потери

Очевидно, что чем длиннее кабель на линии, тем больше сопротивление проводника при прохождении тока и, соответственно, выше потери напряжения.

Есть несколько способов сократить процент потерь, которые можно использовать как самостоятельно, так и комплексно:

  1. Использовать кабель большего сечения, проводить расчеты применительно к другому проводнику. Увеличение площади сечения токоведущих жил можно получить при соединении двух проводов параллельно. Суммарная площадь сечения увеличится, нагрузка распределится равномерно, потери напряжения станут ниже.
  2. Уменьшить рабочую длину проводника. Метод эффективный, но его не всегда можно использовать. Сократить длину кабеля можно при наличии резервной длины проводника. На высокотехнологичных предприятиях вполне реально рассмотреть вариант перекладки кабеля, если затраты на трудоемкий процесс гораздо ниже, чем расходы на монтаж новой линии с большим сечением жил.
  3. Сократить мощность тока, передаваемую по кабелю большой протяженности. Для этого можно отключить от линии несколько потребителей и подключить их по обходной цепи. Данный метод применим на хорошо разветвленных сетях с наличием резервных магистралей. Чем ниже мощность, передаваемая по кабелю, тем меньше греется проводник, снижаются сопротивление и потери напряжения.

Внимание! При эксплуатации кабеля в условиях повышенной температуры проводник нагревается, падение напряжения растет. Сократить потери можно при использовании дополнительной теплоизоляции или прокладке кабеля по другой магистрали, где температурный показатель существенно ниже.

Расчет потерь напряжения — одна из главных задач энергетической отрасли. Если для конечного потребителя падение напряжения на линии и потери электроэнергии будут практически незаметными, то для крупных предприятий и организаций, занимающихся подачей электроэнергии на объекты, они впечатляющие. Снизить падение напряжения можно, если правильно выполнить все расчеты.

Расчет потери напряжения в кабеле

В качестве примера расчёта потерь в кабеле рассмотрим схему трансляционной линии с ответвлением:

Рисунок 1. Пример трансляционной линии

Расстояние между громкоговорителями основной линии составляет 10 м, на ответвлении — 7 м. Расчет осуществляется для кабеля сечением 1 мм2.

Прежде чем начать расчет мощности на громкоговорителях, ответвление линии необходимо заменить эквивалентной нагрузкой.

Рисунок 2. Расчет эквивалента ответвления

Как следует из расчетов, эквивалентом ответвления будет громкоговоритель, имеющий сопротивление 833,54 Ом или мощность 11,99 Вт (P = U2/R, U=100 В).

С учетом эквивалентной нагрузки рассчитаем напряжение на громкоговорителях главной ветви.

Рисунок 3. Потери в кабеле главной ветви линии

Мы получили значения напряжения на всех громкоговорителях главной ветви. Вычисленные значения для эквивалентной нагрузки позволяют произвести дальнейшие расчёты для громкоговорителей, расположенных на ответвлении.

Рисунок 4. Расчет потерь в кабеле ответвления

Для расчёта любой трансляционной линии необходимо учитывать потери, связанные с протяженностью кабеля подключения громкоговорителей. Поскольку соединительный кабель имеет конечное, пусть и малое, сопротивление, то часть мощности, подводимой от усилителя, будет рассеиваться в виде тепла. В проектируемых системах оповещения для расчёта уровня звукового давления принципиально важно знать точную величину мощности, поступающей на громкоговорители.

Предлагаемая программа позволяет предельно точно построить 100-вольтную трансляционную линию, учитывая мощность громкоговорителей и характеристики кабеля. По результатам программы оценивается уровень потерь для разного типа применяемого кабеля, а также рассчитывается напряжение в точках подсоединения громкоговорителей и мощность их фактического использования.

Расчет потерь напряжения в электрическом кабеле.

Онлайн калькулятор расчета потерь напряжения в электрическом кабеле.

Длина линии (м) / Материал кабеля:

МедьАлюминий

Сечение кабеля (мм²):

0,5 мм²0,75 мм²1,0 мм²1,5 мм²2,5 мм²4,0 мм²6,0 мм²10,0 мм²16,0 мм²25,0 мм²35,0 мм²50,0 мм²70,0 мм²95,0 мм²120 мм²

 

Мощность нагрузки (Вт) или ток (А):
Напряжение сети (В):

Мощность

1 фаза

Коэффициент мощности (cosφ):

Ток

3 фазы

Температура кабеля (°C):  
Потери напряжения (В / %)
Сопротивление провода (ом)  
Реактивная мощность (ВАр)  
Напряжение на нагрузке (В)  

Было ли это полезно?

Онлайн расчет сечения кабеля по допустимой потере напряжения с учетом индуктивности линии .

Нравится

Онлайн расчеты.


1. Онлайн расчет сечения провода по нагреву и по допустимой потере напряжения (с учетом индуктивности линии) .

2. Онлайн расчет сечения провода по допустимой потере напряжения (с учетом индуктивности линии).

3. Упрощенный расчет онлайн расчет сечения провода по допустимой потере напряжения (без учета индуктивности линии).

4. Онлайн расчет стрелы провеса провода воздушной линии.


Расчет (выбор) сечения провода (кабеля) по допустимой потере напряжения с учетом индуктивности линии .

1. Введите мощность: кВт

2. Введите cosfi:

3. Введите длину участка: км

4. Если сечение провода велико Проложить в параллель:1234 шт.

5. Выберите номинальное напряжение:0.220.380.66610 кВ

6. Выберите количество фаз: 1фаза3фазы

7. Выберите материал проводника:
АлюминийМедь

8. Выберите тип линии:
ВЛКЛ

9. Выберите назначение линии:
Не определеноКабельная линия до 1 кВ.Кабельная линия 6 кВ.Кабельная линия 10 кВ.ВЛ без пересечений толщ. гололедн. стенки до 10 ммВЛ без пересечений толщ. гололедн. стенки 15 и болееВЛ пересечение с рекой толщ. гололедн. стенки до 10 ммВЛ пересечение с рекой толщ. гололедн. стенки 15 и болееВЛ пересечение с линиями связи ВЛ пересечение с надз. трубопроводом.ВЛ пересечение с Ж/д толщ. гололедн. стенки до 10 ммВЛ пересечение с Ж/д толщ. гололедн. стенки 15 и более

9. Введите допустимую потерю напряжения:
норма по ГОСТ 13109-97 — 5%
 %

Результаты вычисления

Расчетное сечение проводника: мм2
Выбранное сечение проводника: мм2
Расчетная величина потери напряжения: %

Рассчет выполнен на основании методики данной в
Справочнике по расчету проводов и кабелей. Ф. Ф. Карпов и В.Н. Козлов.(стр. 134).
Справочнике по расчету электрических сетей. И. Ф. Шаповалов.(стр. 78)

Почитать теорию на сайте www.websor.ru

Также для выбора сечения провода необходимо руководствоваться ПУЭ-7 изд. и следующими таблицами из справочника

Расчет падения напряжения в кабеле: калькулятор онлайн, формула расчета

Производя расчет потерь электроэнергии в кабеле, важно учитывать его длину, сечения жил, удельное индуктивное сопротивление, подключение проводов. Благодаря этой справочной информации вы сможете самостоятельно произвести расчет падения напряжения.

Виды и структура потерь

Даже самые эффективные системы электроснабжения имеют те или иные фактические потери электроэнергии. Под потерями понимается разница между данной пользователям электрической энергией и по факту пришедшей к ним. Это связано с несовершенством систем и с физическими свойствами материалов, из которых они изготовлены.

Самый распространенный вид потерь электроэнергии в электрических сетях связан с потерями напряжения от длины кабеля. Для нормирования финансовых трат и подсчета их действительной величины была разработана такая классификация:

  1. Технический фактор. Он связан с особенностями физических процессов и может изменяться под влиянием нагрузок, условных постоянных затрат и климатических обстоятельств.
  2. Затраты на использование дополнительного снабжения и обеспечение нужных условий для деятельности технического персонала.
  3. Коммерческий фактор. В эту группу входят отклонения из-за несовершенства контрольно-измерительных приборов и прочие моменты, провоцирующие недоучет электрической энергии.

Основные причины появления потери напряжения

Основная причина потери мощности в кабеле — это потери в линиях электропередач. На расстоянии от электростанции до потребителей не только рассеивается мощность электроэнергии, но и падает напряжение (что при достижении значения меньше минимально допустимого может спровоцировать не только неэффективную работу приборов, но и полную их неработоспособность.

Также потери в электрических сетях могут быть вызваны реактивной составляющей участка электрической цепи, то есть наличием на этих участках любых индуктивных элементов (это могут быть катушки связи и контуров, трансформаторы, дроссели низкой и высокой частот, электродвигатели).

Способы уменьшения потерь в электрических сетях

Пользователь сети не может повлиять на потери в ЛЭП, но может снизить падение напряжения на участке цепи, грамотно подключив ее элементы.

Медный кабель лучше соединять с медным, а алюминиевый — с алюминиевым. Количество соединений проводов, где материал жилы изменяется, лучше свести к минимуму, так как в таких местах не только рассеивается энергия, но и увеличивается тепловыделение, что при недостаточном уровне теплозоляции может быть пожароопасным. Учитывая показатели удельной проводимости и удельного сопротивления меди и алюминия, более эффективно в плане энергозатрат использовать медь.

Если это возможно, при планировании электрической цепи любые индуктивные элементы, такие как катушки (L), трансформаторы и электродвигатели, лучше подключать параллельно, так как согласно законам физики, общая индуктивность такой схемы снижается, а при последовательном подключении, наоборот, увеличивается.

Еще для сглаживания реактивной составляющей используют конденсаторные установки (или RC-фильтры в совокупности с резисторами).

В зависимости от принципа подключения конденсаторов и потребителя имеется несколько типов компенсации: личная, групповая и общая.

  1. При личной компенсации емкости присоединяют непосредственно к месту появления реактивной мощности, то есть собственный конденсатор — к асинхронному мотору, еще один — к газоразрядной лампе, еще один — к сварочному, еще один — для трансформатора и т.д. В этой точке приходящие кабели разгружаются от реактивных токов к отдельному пользователю.
  2. Групповая компенсация включает в себя присоединение одного или нескольких конденсаторов к нескольким элементам с большими индуктивными характеристиками. В данной ситуации регулярная одновременная деятельность нескольких потребителей связана с передачей суммарной реактивной энергии между нагрузками и конденсаторами. Линия, которая подводит электрическую энергию к группе нагрузок, разгрузится.
  3. Общая компенсация предусматривает вставку конденсаторов с регулятором в основном щите, или ГРЩ. Он производит оценку по факту текущего потребления реактивной мощности и быстро подсоединяет и отсоединяет нужное число конденсаторов. В результате берущаяся от сети общая мощность приводится к минимуму в согласии с моментальной величиной необходимой реактивной мощности.
  4. Все установки компенсации реактивной мощности включают в себя пару ветвей конденсаторов, пару ступеней, которые образуются специально для электрической сети в зависимости от потенциальных нагрузок. Типичные габариты ступеней: 5; 10; 20; 30; 50; 7,5; 12,5; 25 квар.

Для приобретения больших ступеней (100 и больше квар) соединяют параллельно небольшие. Нагрузки на сети уменьшаются, токи включения и их помехи снижаются. В сетях с множеством высоких гармоник сетевого напряжения конденсаторы защищают дросселями.

Автоматические компенсаторы обеспечивают сети, снабженной ими, такие преимущества:

  • уменьшают загрузку трансформаторов;
  • делают более простыми требования к сечению кабелей;
  • дают возможность загрузить электросети больше, чем можно без компенсации;
  • ликвидируют причины уменьшения напряжения сети, даже когда нагрузка подсоединена протяженными кабелями;
  • увеличивают КПД мобильных генераторов на топливе;
  • упрощают запуск электрических двигателей;
  • увеличивают косинус фи;
  • ликвидируют реактивную мощность из контуров;
  • защищают от перенапряжений;
  • совершенствуют регулировку характеристик сетей.

Калькулятор расчета потерь напряжения в кабеле

Для любого кабеля расчет потерь напряжения можно произвести онлайн. Ниже приведен онлайн-калькулятор потерь в кабеле напряжения.

Калькулятор находится в разработке, в ближайшее время он станет доступным.

Расчет с применением формулы

Если вы желаете самостоятельно посчитать, каково падение напряжение в проводе, учитывая его длину и прочие факторы, влияющие на потери, можно использовать формулу расчета падения напряжения в кабеле:

ΔU, % = (Uн — U) * 100/ Uн,

где Uн — номинальное напряжение на входе в сеть;

U — напряжение на отдельном элементе сети (считают потери в процентах от номинала, имеющегося на входе напряжения).

Из этого можно вывести формулу расчета потерь электроэнергии:

ΔP, % = (Uн — U) * I * 100/ Uн,

где Uн — номинальное напряжение на входе в сеть;

I — фактический ток сети;

U — напряжение на отдельном элементе сети (считают потери в процентах от номинала, имеющегося на входе напряжения).

Таблица потерь напряжения по длине кабеля

Ниже приведены приблизительные падения напряжения по длине кабеля (таблица Кнорринга). Определяем необходимое сечение и смотрим значение в соответствующем столбце.


Жилы проводов при течении тока излучают тепло. Размер тока вместе с сопротивлением жил определяет степень потерь. Если иметь данные о сопротивлении кабеля и величине проходящего через них тока, получится узнать сумму потерь в контуре.

Таблицы не принимают во внимание индуктивное сопротивление, т.к. при использовании проводов оно чрезмерно мало и не может равняться активному.

Кто платит за потери электричества

Потери электроэнергии при передаче (если передавать ее на большие расстояния) могут быть существенными. Это влияет на финансовую сторону вопроса. Реактивную составляющую учитывают при определении общего тарифа использования номинального тока для населения.

Для однофазных линий она уже включена в стоимость, учитывая параметры сети. Для юридических лиц эта составляющая рассчитывается независимо от активных нагрузок и в предоставляемом счете указывается отдельно, по особому тарифу (дешевле, чем активная). Делается это ввиду наличия на предприятиях большого количество индукционных механизмов (например, электродвигателей).

Органы энергонадзора устанавливают допустимое падение напряжения, или норматив потерь в электрических сетях. За потери при передаче электроэнергии платит пользователь. Поэтому, с точки зрения потребителя, экономически выгодно подумать о том, чтобы снизить их, изменив характеристики электрической цепи.

Расчет потерь напряжения в кабеле

Для того чтобы обеспечить подачу напряжения от распределительного устройства к конечному потребителю используются линии электропередач. Они могут быть воздушными или кабельными и имеют значительную протяженность.

Как и все проводники, они имеют сопротивление, которое зависит от длины и чем они протяжение, тем больше потеря напряжения.

И чем длиннее линия, тем потери напряжения будут больше. Т.е. напряжение на входе и в конце линии будет разное.

Чтобы оборудование работало без сбоев, эти потери нормируются. Они суммарно должны иметь значение, не превышающее 9%.

Максимальное понижение напряжение на вводе составляет пять процентов, а до самого удаленного потребителя не более четырех процентов. В трехфазной сети при трех или четырех проводной сети этот показатель не должен превышать 10%.

Симптомы снижения напряжения у потребителя

Если эти показатели не соблюдаются, конечные потребители не смогут обеспечить номинальные параметры. При снижении напряжения возникают следующие симптомы:

  • Осветительные приборы, в которых используются лампы накаливания, начинают работать (светиться) в половину накала;
  • При включении электродвигателей уменьшается пусковое усилие на валу. В результате чего двигатель не вращается, и как следствие происходит перегрев обмоток и выход из строя;
  • Некоторые электроприборы не включаются. Не хватает напряжения, а другие приборы после включения могу выходить из строя;
  • Установки, чувствительные к входному напряжению, работают нестабильно, так же могут не включаться источники света, у которых нет нити накаливания.

Передача электроэнергии производится по воздушным или кабельным сетям. Воздушные изготовлены из алюминия, а кабельные могут быть алюминиевыми или медными.

В кабелях кроме активного сопротивления имеется емкостное сопротивление. Поэтому потеря мощности зависит от длины кабеля.

Причины, приводящие к снижению напряжения

Потери напряжения в линии электропередач возникают по следующим причинам:

  • По проводу проходит ток, который нагревает его, в результате увеличивается активное и емкостное сопротивление;
  • Трехфазный кабель при симметричной нагрузке имеет одинаковые значения напряжения на жилах, а ток нулевого провода будет стремиться к нулю. Это справедливо если нагрузка постоянная и чисто активная, что в реальных условиях невозможно;
  • В сетях, кроме активной нагрузки, имеется реактивная нагрузка в виде обмоток трансформатора, реакторов и т. п. и как следствие в них появляется индуктивная мощность;
  • В результате сопротивление будет складываться из активного, емкостного и индуктивного. Оно влияет на потери напряжения в сети.

Потери тока зависят от длины кабеля. Чем он протяжение, тем больше сопротивление, а это значит, что и потери значительнее. Отсюда следует, что потери мощности в кабеле зависят от протяженности или длины линии.

Расчет значения потерь

Для обеспечения работоспособности оборудования необходимо произвести расчет. Он проводится в момент проектирования. Современный уровень развития вычислительной техники позволяет производить вычисления с помощью онлайн калькулятора, который позволяет быстро произвести расчет потерь мощности кабеля.

Для вычисления достаточно ввести необходимые данные. Задают параметры тока – постоянный или переменный. Материал линии электропередач – алюминий или медь. Указывают, по каким параметрам производится расчет потери мощности – по сечению или диаметру провода, току нагрузки или сопротивлению.

Дополнительно указывают напряжение сети и температуру кабеля (зависит от условий эксплуатации и способе прокладки). Эти значения подставляются в таблицу расчета и производят расчет с помощью электронного калькулятора.

Можно произвести расчет на основании математических формул. Чтобы правильно понять и оценить процессы, происходящие при передаче электрической энергии, применяют векторную форму представления характеристик.

А для минимизации расчетов трехфазную сеть представляют как три однофазные сети. Сопротивление сети представлено как последовательное подключение активного и реактивного сопротивления к сопротивлению нагрузки.

При этом формула расчета потери мощности в кабеле существенно упрощается. Для получения необходимых параметров используют формулу.

∆U= I*RL.

Эта формула показывает потерю мощности кабеля в зависимости от тока и сопротивления, распределенного по длине кабеля.

Однако, эта формула справедлива, если знать силу тока и сопротивление. Сопротивление можно вычислить по формуле. Для меди оно будет равно р=0,0175Ом*мм2/м, а для алюминия р=0,028Ом*мм2/м.

Зная значение удельного сопротивления вычисляют сопротивление, которое будет определяться по формуле

R=р*I/S, где р- удельное сопротивление, I-длина линии, S- площадь сечения провода.

Для того чтобы выполнить расчет потерь напряжения по длине кабеля, необходимо полученные значения подставить в формулу и произвести вычисления. Эти расчеты можно производить при монтаже электрических сетей или охранных систем и видеонаблюдения.

Если вычисления потери мощности не производить, то это может привести к снижению питающего напряжения потребителей. В результате произойдет перегрев кабеля, он может сильно нагревается, и как следствие происходит повреждение изоляции.

Что может привести к поражению людей электрическим током или короткому замыканию. Снижение напряжения в линии может привести к выходу их строя электронного оборудования.

Поэтому важно при проектировании электропроводки производить расчет потери напряжения в подводящих проводах и проложенном кабеле.

Методы сокращения потерь

Потери мощности можно сократить следующими методами:

  • Увеличить сечение проводников. В результате снизится сопротивление, и потери уменьшатся;
  • Снижение потребляемой мощности. Этот параметр не всегда можно изменить;
  • Изменение протяженности кабеля.

Уменьшение мощности и изменение длины линии осуществить практически не возможно. Поэтому если увеличивать сечение провода без расчета, то на длинной линии это приведет к неоправданным затратам.

А это значит, что очень важно произвести расчет, который позволит правильно рассчитать потери мощности в кабеле и выбрать оптимальное значение сечения жил.

Калькулятор потерь коаксиального кабеля

Belden
8215 (РГ-6А)
8237 (RG-8) 52 Ом
9913 (RG-8) 50 Ом
9258 (RG-8X) 50 Ом
8213 (RG-11) 75 Ом
8261 (RG-11A) 75 Ом
8240 (RG-58) 51,5 Ом
9201 (RG-58) 51,5 Ом
8219 (РГ-58А) 53. 5 Ом
8259 (RG-58C) 50 Ом
8212 (РГ-59)
8263 (РГ-59Б)
9269 (РГ-62А)
83241 (RG-141A)
8216 (RG-174) 50 Ом
8267 (RG-213) 50 Ом
9913F7
7810A
7808A

Дэвис РФ
Дэвис RF Bury-Flex

Микроволновые системы Times
LMR-100A
LMR-200
LMR-240
LMR-400
LMR-600
LMR-900

Проводной (коаксиальный) CQ102 (RG-8)
CQ106 (RG-8)
CQ125 (RG-58) CQ127 (RG-58C) CQ110 (RG-213)

Радиорубка
Кабель Tandy RG-8X
Тэнди кабель RG-58
Кабель Tandy RG-59

Андрей
Гелиакс ЛДФ4-50А
Гелиакс ЛДФ5-50А
Гелиакс ЛДФ6-50А

Wireman (лестничная линия)
Wireman 551
Wireman 552
Wireman 553
Wireman 554
Wireman 551 (мокрый)
Wireman 552 (мокрый)
Wireman 553 (влажный)
Wireman 554 (мокрый)

Варианты
Стандартный трубчатый 300 Ом
Стандартное окно 450 Ом
Стандартный 600 Ом abierto
Идеал (пердидас) 50 Ом
Идеал (пердидас) 75 Ом


Calculo se Presenta para el peor de los casos, кабели cubieros por hielo o nieve.

RG-215 = RG-213 Mismas caracteristicas.

Калькулятор падения напряжения переменного и постоянного тока AS / NZS 3008

Рассчитайте падение напряжения постоянного или переменного тока с помощью этого бесплатного онлайн-калькулятора падения напряжения. Поддерживает AS / NZS 3008. Включает формулы и примеры падения напряжения.

См. Также

Параметры калькулятора падения напряжения

  • Выберите, что рассчитывать: Падение напряжения, Минимальный размер кабеля или Максимальное расстояние между кабелями
  • Номинальное напряжение (В): Укажите напряжение в вольтах и ​​выберите расположение фаз: 1 фаза переменного тока , 3 фазы переменного тока или постоянного тока .
  • Нагрузка (кВт, кВА, А, л.с.): Укажите нагрузку в А, л.с., кВт или кВА. Укажите коэффициент мощности (cosΦ), если электрическая нагрузка указана в кВт или л. с.
  • Размер кабеля (мм 2 ): Выберите стандартный размер электрического кабеля в мм 2 , как определено в AS / NZS 3008.
  • Расстояние (м, футы): Укажите предполагаемую длину кабеля в метрах или футах.
  • Допустимое падение напряжения (%): Укажите максимально допустимое падение напряжения в процентах от номинального напряжения.Что разрешено? Для получения дополнительной информации нажмите здесь.

Что такое падение напряжения?

Падение напряжения — это потеря напряжения в проводе из-за электрического сопротивления и реактивного сопротивления провода. Проблема с падением напряжения:

  • Это может привести к неисправности оборудования.
  • Снижает потенциальную энергию.
  • Это приводит к потере энергии.

Например, если вы питаете нагреватель 21 Ом от сети 230 В. А сопротивление провода 1 Ом.Тогда ток будет I = 230 В / (21 Ом + 2 × 1 Ом) = 10 А.

Падение напряжения составит В Падение = 10 А × 2 × 1 Ом = 20 В. Таким образом, для вашего устройства будет доступно только 210 В. А P = 20 В × 10 А = 200 Вт будет потрачено на тепло в проводе.

Что такое допустимое падение напряжения?

AS / NZS 3008 в Австралии и Новой Зеландии указывает следующие значения:

Только конечная подсхема. 3%
От точки подачи до конечной нагрузки 5%
От клемм низкого напряжения трансформатора до конечной нагрузки 7%

Проще говоря, максимум итого допустимое падение напряжения в розетке составляет 7%.

Для жилых помещений это означает:

  • Сеть ограничивает падение напряжения в точке питания до 2%.
  • Вы должны ограничить падение напряжения между точкой питания и главным распределительным щитом (или любым вспомогательным распределительным щитом) до 2%.
  • И вы должны ограничить падение напряжения в последней подсхеме до 3%.

Следовательно, 2% + 2% + 3% = 7%.

Типичные приложения для падения напряжения показаны ниже:

Жилые и легкие коммерческие 5% AS / NZS 3000: 2007.Между точкой питания и грузом.
Промышленное и крупное торговое 7% AS / NZS 3000: 2007. Между точкой питания и грузом. Где точка питания — это клеммы низкого напряжения трансформатора.
Промышленное 3% Обычная практика. Между распределительным щитом и постоянными нагрузками , например моторы. Где трансформатор и распределительный щит являются частью установки (площадки).
Промышленное 5% Обычная практика.Между распределительным щитом и прерывистыми нагрузками , например клапаны. Где трансформатор и распределительный щит являются частью установки (площадки).

Как рассчитать падение напряжения?

Формулы падения напряжения для переменного и постоянного тока показаны в таблице ниже.

1-фазный переменный ток \ (\ Delta V_ {1 \ phi-ac} = \ dfrac {IL 2 Z_c} {1000} \)
3-фазный переменный ток \ (\ Delta V_ { 3 \ phi-ac} = \ dfrac {IL \ sqrt {3} Z_c} {1000} \)
DC \ (\ Delta V_ {dc} = \ dfrac {IL 2 R_c} {1000} \ )

Где,

  • I — ток нагрузки в амперах (А).2} \)

    Куда,
    • R c — сопротивление провода в Ом / км.
    • X c — реактивное сопротивление провода в Ом / км.

    Формула выше для Z c для худшего случая. Это когда коэффициент мощности кабеля и нагрузки одинаковый.

    Калькулятор падения напряжения использует значения сопротивления переменному току R c из таблицы 35 в AS / NZS 3008. Используется следующий столбец: 75 ° C, переменный ток, многожильные, круглые проводники.

    Обратите внимание, что стандарт не определяет сопротивление постоянному току.

    Номинал кабеля, отображаемый в результатах калькулятора, выбирается из Таблицы 13 в AS / NZS 3008. Он предназначен для термопластичных (ПВХ), трех- и четырехжильных кабелей, открытых и удаленных от поверхности. Чтобы узнать о других типах кабелей, используйте калькулятор размеров кабеля AS / NZS3008.

    Примеры расчета падения напряжения

    Пример 1: Пример расчета падения напряжения для жилого помещения 230 В переменного тока, 15 А, однофазной нагрузки.

    Напряжение 230 В переменного тока, однофазное
    Нагрузка 15 A
    Расстояние 30 м
    Размер проводника 8 мм 2 036
    Сопротивление и сопротивление Значения реактивного сопротивления в AS / NZS 3008 для двухжильного кабеля 8 мм 2 составляют:

    • R c = 2,23 Ом / км, из Таблицы 35 — Многожильный, круглый при 75 ° C.
    • X c = 0.2} \)

      \ (Z_c = 2.232 \, \ Омега / км \)

      Падение напряжения рассчитывается как:

      \ (\ Delta V_ {1 \ phi-ac} = \ dfrac {I L 2 Z_c} {1000} \)

      \ (\ Delta V_ {1 \ phi-ac} = \ dfrac {15 \ cdot 30 \ cdot 2 \ cdot 2.232} {1000} \)

      \ (\ Delta V_ {1 \ phi-ac} = 2.01 \, V \)

      Падение напряжения в процентах рассчитывается как:

      \ (\% V_ {1 \ phi-ac} = \ dfrac {2.01} {230} \ cdot 100 \)

      \ (\% V_ {1 \ phi-ac} = 0,87 \, \% \)

      Пример 2: Пример расчета падения напряжения для розетки 230 В переменного тока, 10 А.

      9184 Максимальный ток потребления согласно AS 3000: 2007 Таблица C 1 для одной розетки на 10 А в комнате составляет 10 А.

      Вы также можете рассчитать это с помощью Калькулятора максимальной потребности с примерами AS / NZS 3000

      Значения сопротивления и реактивного сопротивления в AS / NZS 3008 для 2.2} \)

      \ (Z_c = 9.01 \, \ Омега / км \)

      Падение напряжения рассчитывается как:

      \ (\ Delta V_ {1 \ phi-ac} = \ dfrac {I L 2 Z_c} {1000} \)

      \ (\ Delta V_ {1 \ phi-ac} = \ dfrac {10 \ cdot 20 \ cdot 2 \ cdot 9.01} {1000} \)

      \ (\ Delta V_ {1 \ phi-ac} = 3,61 \, V \)

      Падение напряжения в процентах рассчитывается как:

      \ (\% V_ {1 \ phi-ac} = \ dfrac {3.61} {230} \ cdot 100 \)

      \ (\% V_ {1 \ phi-ac} = 1,57 \, \% \)

      Пример 3: Пример расчета падения напряжения для жилого 230 В переменного тока, насоса плавательного бассейна.

      Напряжение 230 В переменного тока, 1-фазный
      Нагрузка Одна розетка 10 А
      Расстояние 20 м
      Размер проводника 2,5 мм 000 2

      Значения сопротивления и реактивного сопротивления в AS / NZS 3008 для двухжильного кабеля 4 мм 2 составляют:

      • R c = 5,61 Ом / км, из Таблицы 35 — Многожильный, круглый при 75 ° C. 2} \)

        \ (Z_c = 5,61 \, \ Омега / км \)

        Ток рассчитывается как:

        \ (I = \ dfrac {750} {230 \ times 0.85} = \ text {3.84 A} \)

        Падение напряжения рассчитывается как:

        \ (\ Delta V_ {1 \ phi-ac} = \ dfrac {I L 2 Z_c} {1000} \)

        \ (\ Delta V_ {1 \ phi-ac} = \ dfrac {3.84 \ cdot 40 \ cdot 2 \ cdot 5.61} {1000} \)

        \ (\ Delta V_ {1 \ phi-ac} = 1,72 \, V \)

        Падение напряжения в процентах рассчитывается как:

        \ (\% V_ {1 \ phi-ac} = \ dfrac {1.72} {230} \ cdot 100 \)

        \ (\% V_ {1 \ phi-ac} = 0,75 \, \% \)

        Пример 4: Пример расчета падения напряжения для промышленного трехфазного двигателя 400 В переменного тока.

      Напряжение 230 В переменного тока, 1 фаза
      Нагрузка 0,75 кВт, коэффициент мощности 0,85
      Расстояние 40 м
      Размер проводника 4 мм 2 10
      Напряжение 400 В переменного тока, 3 фазы
      Нагрузка Двигатель мощностью 22 кВт, pf 0,86.
      Эффективность игнорируется.
      Ток полной нагрузки: 36,92 A
      Расстояние 100 м
      Размер проводника 16 мм 2

      Значения сопротивления и реактивного сопротивления в AS / NZS 3008 для 16 мм 2 двухжильный кабель:

      • R c = 1. 2} \)

        \ (Z_c = 1,403 \, \ Омега / км \)

        Падение напряжения рассчитывается как:

        \ (\ Delta V_ {3 \ phi-ac} = \ dfrac {I L \ sqrt {3} Z_c} {1000} \)

        \ (\ Delta V_ {3 \ phi-ac} = \ dfrac {36.92 \ cdot 100 \ cdot \ sqrt {3} \ cdot 1.403} {1000} \)

        \ (\ Delta V_ {3 \ phi-ac} = 8,97 В \, В \)

        Падение напряжения в процентах рассчитывается как:

        \ (\% V_ {3 \ phi-ac} = \ dfrac {10.2} {400} \ cdot 100 \)

        \ (\% V_ {3 \ phi-ac} = 2.24 \, \% \)

        Пример 5: Пример расчета падения напряжения для нагрузки 12 В постоянного тока, 1 А.

        Напряжение 12 В постоянного тока
        Нагрузка 1 A
        Расстояние 30 м
        Размер проводника 4 мм 2
        9000Z Сопротивление N двухжильный кабель 4 мм 2 :

        • R c = 5,61 Ом / км, из Таблицы 35 — Многожильный, круглый при 75 ° C.

        Обратите внимание, что реактивное сопротивление не применяется в цепях постоянного тока.

        Также обратите внимание, что в AS / NZS 3008 нет специальной таблицы для сопротивления постоянному току.

        Падение напряжения рассчитывается как:

        \ (\ Delta V_ {dc} = \ dfrac {I L 2 R_c} {1000} \)

        \ (\ Delta V_ {dc} = \ dfrac {1 \ cdot 30 \ cdot 2 \ cdot 5.61} {1000} \)

        \ (\ Delta V_ {dc} = 0,34 \, V \)

        Падение напряжения в процентах рассчитывается как:

        \ (\% V_ {dc} = \ dfrac {0.34} {12} \ cdot 100 \)

        \ (\% V_ {dc} = 2,83 \, \% \)

        Калькулятор падения напряжения — Дюймовый калькулятор

        Рассчитайте падение напряжения в цепи переменного или постоянного тока с учетом сечения провода, напряжения, тока и длины.Определите правильный размер цепи, включая минимальный диаметр провода и максимальную длину проводника с учетом допустимого падения напряжения.

        Расчет минимального сечения проводника

        Расчет максимальной длины проводника



        Что такое падение напряжения

        Падение напряжения — это величина потери напряжения в цепи из-за сопротивления проводника. Падение напряжения является важным фактором при планировании схемы, чтобы позволить оборудованию, использующему схему, работать в соответствии с проектом. Чрезмерное падение напряжения может привести к повреждению оборудования и устройств или возникновению опасности возгорания из-за чрезмерного нагрева.

        Как рассчитать падение напряжения

        Падение напряжения можно рассчитать по следующей формуле:

        падение напряжения VD = (M × K × I × L) ÷ CM

        «M» = умножитель фазы: используйте 2 для однофазной цепи или цепи постоянного тока и 3 или 1.732, для трехфазной цепи.

        «K» = постоянная величина постоянного тока: используйте 12,9 для медного проводника и 21,2 для алюминиевого проводника. Это равно сопротивлению проводника, длина которого составляет тысячу круглых милов и тысячу футов.

        «I» = ток: это ток цепи в амперах. Попробуйте наш калькулятор закона Ома, чтобы преобразовать ватты в амперы.

        «L» = длина в футах: это односторонняя длина проводника в футах. Воспользуйтесь нашими калькуляторами преобразования длины, чтобы преобразовать метрические измерения в футы.

        «CM» = площадь поперечного сечения: это площадь поперечного сечения проводника в круглых милах. Воспользуйтесь нашим калькулятором калибра провода, чтобы найти площадь проводника в тыс. Мил. Чтобы преобразовать тысячные миллиметры в круглые милы, умножьте килограммы на 1000.

        Например: Рассчитайте падение напряжения в цепи на 120 В, на чертеже 15 А, используя 25-футовый медный провод 14AWG.


        Провод 14AWG имеет длину 4,1067 тыс. Мил, что составляет 4106,7 круглых мил.

        VD = (M × K × I × L) ÷ CM
        VD = (2 × 12.9 × 15 × 25) ÷ 4,106,7
        VD = 9,675 ÷ 4,106,7
        VD = 9,675 ÷ 4,106,7
        VD = 2,35 вольт

        Как оценить размер проводника, необходимый для цепи

        Используя уравнение для падения напряжения и небольшую алгебру, можно найти минимальный размер проводника в круговых милях для цепи, используя следующее:

        круглые милы CM = (L × M × K × I) ÷ падение напряжения
        тыс. мил = CM ÷ 1000

        Подставьте значения в формулу, чтобы найти площадь поперечного сечения в круглых милах, затем разделите на 1000, чтобы найти требуемый размер проводника в километрах в мил.Используйте нашу таблицу размеров провода, чтобы найти калибр провода с правильной площадью поперечного сечения.

        Например: найдите минимальный калибр проводов, необходимый для схемы на 120 В, при токе 20 А с использованием медного проводника длиной 40 футов с максимальным падением напряжения 3%.


        Падение напряжения на 3% составит 3,6 В.

        kcmil = ((L × M × K × I) ÷ падение напряжения) ÷ 1000
        kcmil = ((40 × 2 × 12,9 × 20) ÷ 3,6) ÷ 1000
        kcmil = (20,640 ÷ 3,6) ÷ 1000
        kcmil = 5,733 ÷ 1 000
        тыс. Мил = 5.733
        12 AWG

        Как определить максимальную длину цепи

        Максимальную длину проводника в цепи можно определить, переписав формулу для падения напряжения следующим образом:

        L = (VD × CM) ÷ (M × K × I)

        Как и раньше, подставьте известные значения в формулу, чтобы получить длину в футах.

        Например: Найдите максимальную длину проводника для цепи на 120 В и чертежа 15 А с использованием медного проводника 14 AWG с максимальным падением напряжения 3%.


        Падение напряжения на 3% составит 3,6 В.
        Провод 14 AWG имеет поперечное сечение 4 107 круглых мил.

        L = (VD × CM) ÷ (M × K × I)
        L = (3,6 × 4,107) ÷ (2 × 12,9 × 15)
        L = 14785,2 ÷ 387
        L = 38,2 футов

        Также ознакомьтесь с нашим калькулятором стоимости электроэнергии, чтобы узнать, сколько будет стоить питание устройства.

        Калькулятор импеданса коаксиального кабеля

        — все RF

        Большинство коаксиальных радиочастотных кабелей имеют импеданс 50 или 75 Ом.Они считаются стандартизованными значениями импеданса при наличии доступных кабелей. В некоторых случаях пользователям требуется настраиваемое значение импеданса. Этого можно добиться, регулируя внутренний и внешний диаметр коаксиального кабеля вместе с диэлектриком.

        Примечание: Для работы этого калькулятора единицы диаметра внешнего и внутреннего проводника должны совпадать. Они всегда находятся в соотношении, поэтому нейтрализуют друг друга.

        Результат

        • Емкость на единицу длины (C)

          пФ

        • Индуктивность на единицу длины (L)

          нГн

        • Импеданс на единицу длины (Z)

          90 Ом
          28

          4 Частота среза (f c )

          ГГц

          Щелкните здесь, чтобы просмотреть изображение

          Емкость коаксиального кабеля

          Коаксиальный кабель имеет емкость из-за зазора между внутренним проводником и внешним экраном кабеля.Значение емкости зависит от расстояния между проводниками, диэлектрической проницаемости и импеданса кабеля. Эту емкость можно рассчитать по следующей формуле.


          Где:

          C = Емкость в пФ / метр
          εr = Относительная проницаемость диэлектрика между внутренним и внешним проводниками
          D = Внешний диаметр
          d = Внутренний диаметр

          Индуктивность коаксиального кабеля

          Индуктивность коаксиального кабеля пропорциональна длине линии и не зависит от диэлектрической проницаемости материала между проводниками. Индуктор можно рассчитать по следующей формуле.

          Где:

          L = Индуктивность в мкГн / метр

          D = Внешний диаметр

          d = внутренний диаметр

          Примечание: Значение μr в данном калькуляторе принято равным 1.

          Расчет импеданса коаксиального кабеля

          Импеданс коаксиального кабеля RF зависит от диэлектрической проницаемости кабеля и диаметра внутреннего и внешнего проводников.Импеданс можно рассчитать по следующей формуле.

          Где:

          Zo = характеристическое сопротивление в Ом

          εr = относительная проницаемость диэлектрика

          D = Внутренний диаметр внешнего проводника

          d = Диаметр внутреннего проводника

          Примечание: Единицы измерения внутреннего и внешнего диаметров проводника могут быть в любых единицах, поскольку они всегда находятся в соотношении, поэтому они компенсируют друг друга.

          Частота среза коаксиального кабеля

          Импеданс отсечки коаксиального кабеля зависит от относительной диэлектрической проницаемости среды, а также от внешнего и внутреннего диаметра проводников.Частоту среза можно рассчитать по следующей формуле.

          Где:

          εr = относительная проницаемость диэлектрика

          D = Внутренний диаметр внешнего проводника

          d = Диаметр внутреннего проводника

          Калькулятор

          дБ для расчета коэффициента усиления и коэффициента затухания (потерь) аудиоусилителя, децибел, дБ. Калькулятор

          дБ, для расчета коэффициента усиления и коэффициента затухания (потерь) аудиоусилителя, децибел-дБ — sengpielaudio Sengpiel Berlin

          Расчет : Усиление ( усиление ) и демпфирование ( убыток )
          как
          коэффициент ( отношение ) до уровень в децибел ( дБ )
          полуд
          соотношение между коэффициентом Gain выходные и входные сигналы.
          Регуляторы усиления на усилителе в основном представляют собой небольшие потенциометры (переменная
          резисторы) или регуляторы громкости, которые позволяют регулировать входящий сигнал на
          усилитель мощности.

          Коэффициент усиления, также называемый усилением, — это степень, в которой устройство увеличивает мощность сигнала.
          Коэффициент демпфирования, также называемый потерями, — это степень, в которой устройство снижает мощность сигнала.

          Введите два значения и нажмите правую полосу вычисления в строке недостающего ответа.
          Используемый браузер не поддерживает Javascript.
          Программа указана, но фактическая функция отсутствует.

          В аналоговой аудиотехнике мы имеем дело только с усилением (усилением) и демпфированием (потерями) «напряжения».
          V 1 = V дюймов и V 2 = V выход
          V 2 > V

          709 V > В в означает усиление . Значение дБ положительное (+).
          В 2 < В 1 или В выход < В дюйм означает демпфирование. Значение дБ отрицательное (-).
          В 2 / В 1 или В выход / В дюйм означает соотношение . Усиление или затухание в дБ составляет:
          L = 20 × log (отношение напряжений В 2 / В 1 ) в дБ. В 1 = В в является ссылкой.

          В физике затухание считается положительным значением.
          Это, естественно, приводит к знаковым ошибкам при вводе чисел.

          3 дБ ≡ В 1,414 раза больше напряжения (-) 3 дБ ≡ демпфирование до значения 0,707
          6 дБ ≡ в 2 раза больше напряжения (-) 6 дБ ≡ демпфирование на значение 0. 5
          10 дБ ≡ В 3,162 раза больше напряжения (-) 10 дБ ≡ демпфирование до значения 0,316
          12 дБ ≡ в 4 раза больше напряжения (-) 12 дБ ≡ демпфирование на значение 0,25
          20 дБ ≡ В 10 раз больше напряжения (-) 20 дБ ≡ демпфирование на значение 0,1

          Используя напряжение, получаем: Уровень в дБ: L = 20 × log (отношение напряжений)

          6 дБ = удвоенное напряжение
          12 дБ = в четыре раза больше напряжения
          20 дБ = в десять раз больше напряжения
          40 дБ = в сто раз больше напряжения

          Если рассматривать аудиотехнику, обычно нас не интересует мощность.
          Не спрашивайте, что означает усиление мощности.
          Доверьте это телефонным компаниям или передающим антеннам (антенны).
          В аудиотехнике усиление мощности действительно не используется.
          Действительно ли нам нужно усиление мощности (энергии)?
          Прочтите текст внизу.

          3 дБ ≡ в 2 раза больше мощности (−3) дБ ≡ демпфирование до значения 0,5
          6 дБ ≡ в 4 раза больше (−6) дБ ≡ демпфирование на значение 0.25
          10 дБ ≡ в 10 раз больше (−10) дБ ≡ демпфирование на значение 0,1
          12 дБ ≡ в 16 раз больше (−12) дБ ≡ демпфирование на значение 0,0625
          20 дБ ≡ В 100 раз больше мощности (−20) дБ ≡ демпфирование на значение 0,01

          Используя мощность, мы получаем: Уровень в дБ: L = 10 × log (коэффициент мощности)

          3 дБ = удвоенная мощность
          6 дБ = в четыре раза больше мощности
          10 дБ = в десять раз больше мощности
          20 дБ = мощность в сто раз больше

          Если вы ищете коэффициент усиления, учитывая значение в дБ,
          далее заходим в программу расчета дБ

          Усиление (усиление) и демпфирование (потеря)

          Чтобы использовать калькулятор, просто введите значение.
          Калькулятор работает в обоих направлениях знака .

          В аудиотехнике следующее «усиление мощности или энергии» довольно необычно.

          Напряжение / давление
          коэффициент усиления
          1
          1,414
          = √2
          2
          3,16
          = √10
          4
          10
          20
          40
          100
          1000
          Увеличение x дБ 0 3 6 10 12 20 26 32 40 60

          Мощность / интенсивность
          коэффициент усиления
          1
          1.414
          = √2
          2
          3,16
          = √10
          4
          10
          20
          40
          100
          1000
          Увеличение y дБ 0 1,5 3 5 6 10 13 16 20 30


          На частоте отсечки f c падение напряжения всегда падает до значения
          1 / √2 = 0.7071 (70,7%) и уровень напряжения L демпфируется до 20 × log 10 (1 / √2) = (-) 3,0103 дБ.

          На частоте отсечки f c упавшая мощность всегда падает до значения
          1/2 = 0,5 (50%), а уровень мощности L демпфируется до 10 × log 10 (½) = (-) 3,0103 дБ.


          Выраженное усиление напряжения в дБ (усиление напряжения) на частоте среза f c равно
          20 × log 10 (1 / √2) = (-) 3.0103 дБ меньше максимального усиления по напряжению.

          Выраженное усиление мощности в дБ (усиление мощности) на частоте среза f c равно
          10 × log 10 (½) = (-) на 3,0103 дБ меньше максимального усиления мощности.

          Чтобы использовать калькулятор, просто введите значение.
          Калькулятор работает в обоих направлениях знака .

          Напряжение всегда указывается как среднеквадратичное значение, но это не относится к электроэнергии.

          Имеется также эталонная мощность P 0 = 1 милливатт или 0,001 Вт ≡ 0 дБ м

          Уровень в психоакустике как субъективно воспринимаемая громкость (громкость)
          Указано смутное человеческое ощущение двойной громкости (громкости)
          примерно от 6 до 10 дБ. Это личное чувство не является точно измеримой величиной.


          Преобразование : Усиление G , Отношение напряжений A V и Коэффициент мощности
          A

          Коэффициент усиления по напряжению в дБ


          Коэффициент усиления по мощности в дБ

          Коэффициент усиления = коэффициент усиления (напряжение)
          Коэффициент мощности = коэффициент усиления (мощность)
          В 1 = В в и В 2 = В из .
          В 2 > В 1 или В из > В в означает усиление . Значение дБ положительное. (+)
          V 2 < V 1 или V out < V in означает демпфирование. Значение дБ отрицательное. (-)
          V 2 / V 1 или V out / V in означает соотношение .Усиление или затухание в дБ составляет:
          L = 20 × log (соотношение напряжений В 2 / В 1 ) в дБ. В 1 = В в является ссылкой.


          Слово «усилитель мощности» — неправильное употребление, особенно в аудиотехнике.
          Напряжение и ток можно усилить. Странный термин «усилитель мощности» имеет
          стали пониматься как усилитель, предназначенный для управления нагрузкой, такой как
          как громкоговоритель.
          Мы называем произведение усиления по току и усилению по напряжению «усилением мощности».



          Обзор тестирования и диагностики силовых кабелей

          В этой статье представлен обзор некоторых широко используемых методов технического обслуживания и диагностики, которые коммерчески доступны для проведения полевых испытаний силовых кабелей среднего и высокого напряжения.Фото: TestGuy.

          Полевые испытания кабелей среднего и высокого напряжения могут проводиться по разным причинам, таким как приемка после установки, определение постепенного ухудшения изоляции с течением времени, проверка стыков и стыков, а также для специального ремонта. Эта оценка относится как к самому кабелю, так и к связанным с ним аксессуарам (сращиваниям и заделкам), именуемым «кабельной системой».

          В соответствии с ICEA, IEC, IEEE и другими согласованными стандартами, испытания могут проводиться с помощью постоянного тока, переменного тока промышленной частоты или переменного тока очень низкой частоты.Эти источники могут использоваться для проведения испытаний на стойкость изоляции, базовых диагностических испытаний, таких как анализ частичных разрядов, а также для определения коэффициента мощности или коэффициента рассеяния.

          В этой статье представлен обзор некоторых широко используемых методов технического обслуживания и диагностики, которые коммерчески доступны для проведения полевых испытаний силовых кабелей среднего и высокого напряжения. Из-за различных доступных методов тестирования кабелей выбор метода тестирования должен производиться только после оценки каждого метода тестирования и тщательной проверки установленной кабельной системы сертифицированным агентством по тестированию и владельцем кабеля.

          Полевые диагностические испытания кабельных систем могут проводиться на различных этапах их эксплуатации. В соответствии со стандартом IEEE 400, тесты кабеля определяются следующим образом:

        • Монтажные тесты: Проводятся после установки кабеля, но до установки каких-либо аксессуаров (соединений / сращиваний и концевых заделок). Эти испытания предназначены для обнаружения любых повреждений кабеля при изготовлении, транспортировке и установке.
        • Приемочное испытание: Выполняется после установки всех кабелей и принадлежностей, но до подачи на кабель системного напряжения.Его цель — обнаружение повреждений при транспортировке и установке как в кабеле, так и в кабельных аксессуарах. Также называется «испытанием после укладки».
        • Тест на техническое обслуживание: Выполняется на протяжении всего срока службы кабельной системы. Его цель — оценить состояние и проверить работоспособность кабельной системы, чтобы можно было начать соответствующие процедуры обслуживания.

        • Методы испытаний кабелей

          Выбор метода тестирования во многом зависит от возраста и типа установленной кабельной системы.Многие из методов, описанных в этой статье, могут быть выполнены как приемочные или эксплуатационные испытания, в зависимости от таких условий, как приложенное испытательное напряжение или продолжительность испытания.

          Выбор метода тестирования во многом зависит от возраста и типа установленной кабельной системы.

          Цель любого диагностического теста — выявить проблемы, которые могут существовать с кабелем — неразрушающим способом — так, чтобы можно было принять профилактические меры, чтобы избежать потенциального отказа этого кабеля во время эксплуатации.Диагностические оценки могут применяться к кабельным системам, состоящим из самого кабеля и связанных с ним аксессуаров, таких как сращивания и заделки.


          1. Испытание на диэлектрическую стойкость

          Испытание на диэлектрическую стойкость — это базовое испытание на электрическую нагрузку, проводимое для обеспечения достаточного срока службы системы изоляции. Для испытания на стойкость испытываемая изоляция должна выдерживать заданное приложенное напряжение, которое выше, чем рабочее напряжение на изоляции, в течение заданного периода без пробоя изоляции.

          Величина выдерживаемого напряжения обычно намного больше, чем у рабочего напряжения, и время, в течение которого оно применяется, зависит от срока службы и других факторов.

          Испытание на устойчивость к диэлектрику — сравнительно простое испытание. Если к концу испытания не наблюдается никаких признаков повреждения или нарушения изоляции, образец считается пройденным. Однако если приложенное напряжение приведет к внезапному разрушению изоляционного материала, будет протекать сильный ток утечки, и изоляция будет признана непригодной для эксплуатации, поскольку может представлять опасность поражения электрическим током.

          1а. Выдерживаемое напряжение диэлектрика постоянного тока (DC)

          При проведении испытания с высоким напряжением постоянного тока напряжение постепенно повышается до заданного значения с постоянной скоростью нарастания, обеспечивающей постоянный ток утечки, пока не будет достигнуто окончательное испытательное напряжение. Обычно считается, что для достижения конечного испытательного напряжения достаточно времени от минуты до 90 секунд.

          Последнее испытательное напряжение затем удерживают в течение 5-15 минут, и если ток утечки недостаточно высок для отключения испытательной установки, изоляция считается приемлемой.Этот тип проверки обычно выполняется после установки и ремонта кабеля.

          DC Hipot Test измеряет сопротивление изоляции кабелей путем подачи высокого напряжения и измерения тока утечки, а сопротивление рассчитывается с использованием закона Ома. Значения испытательного напряжения для испытаний с высоким напряжением постоянного тока основаны на окончательном заводском испытательном напряжении, которое определяется типом и толщиной изоляции, размером проводников, конструкцией кабеля и применимыми отраслевыми стандартами.

          ANSI / NETA-ATS 2017 Рекомендуемое испытательное напряжение постоянного тока для силовых кабелей. Фотография: ANSI / NETA

          Рекомендуемое испытательное напряжение постоянного тока для силовых кабелей, рекомендованное ANSI / NETA-MTS, 2019. Фотография: ANSI / NETA

          Важно знать, что тестирование высокого напряжения постоянного тока не обеспечивает тщательного анализа состояния кабеля, а вместо этого предоставляет достаточно информации о том, соответствует ли кабель определенным требованиям по прочности на высоковольтный пробой. Одним из преимуществ высоковольтного испытания на постоянном токе является то, что точки срабатывания по току утечки могут быть установлены на гораздо более низкое значение, чем при испытании напряжением переменного тока.

          В прошлом испытание на стойкость диэлектрика постоянного тока было наиболее широко используемым испытанием для приемки и технического обслуживания кабелей. Однако недавние исследования отказов кабелей показывают, что испытание на перенапряжение постоянного тока может вызывать больше повреждений изоляции некоторых кабелей, таких как сшитый полиэтилен (XLPE), чем польза, полученная при испытаниях.

          При проведении профилактических испытаний существующих кабелей в рабочем состоянии с использованием высокого напряжения постоянного тока необходимо учитывать множество факторов, чтобы правильно выбрать правильное испытательное напряжение диэлектрической прочности.Как правило, самые высокие значения для технического обслуживания не должны превышать 60% окончательного заводского испытательного напряжения, а минимальное испытательное значение должно быть не менее эквивалента постоянного тока рабочего напряжения переменного тока.

          Примечание: Если кабель нельзя отсоединить от всего подключенного оборудования, испытательное напряжение следует снизить до уровня напряжения подключенного оборудования с наименьшими номиналами.

          1б. Частота сети (50/60 Гц) выдерживаемое напряжение диэлектрика

          Кабели и аксессуары также могут выдерживать испытания с использованием напряжения промышленной частоты, хотя обычно этого не делают, поскольку для этого требуется тяжелое, громоздкое и дорогое испытательное оборудование, которое может быть недоступно в полевых условиях.

          Используемое испытательное оборудование переменного тока должно иметь адекватную вольт-амперную (ВА) емкость для обеспечения требуемых требований к току зарядки проверяемого кабеля. Тесты переменного тока с высоким напряжением могут проводиться только в режиме непроходного режима и, следовательно, могут вызвать серьезные повреждения в случае выхода из строя тестируемого кабеля.

          Если необходимо провести приемочные испытания и техническое обслуживание кабелей переменного тока, то следует признать, что это испытание не очень практично. Наиболее распространенные полевые испытания, выполняемые на кабелях, — это испытания на постоянном токе или СНЧ вместо испытаний на переменном токе.

          Хотя это может быть не очень практично в полевых условиях, испытание с высоким напряжением переменного тока имеет явное преимущество, заключающееся в том, что изоляция кабеля подвергается нагрузке, сопоставимой с нормальным рабочим напряжением. Этот тест повторяет заводское испытание, проведенное на новом кабеле.

          AC hipot-тесты включают в себя параллельный емкостной и резистивный ток, частота источника играет наибольшую роль в величине мощности, необходимой для зарядки емкости испытательного образца. При выполнении теста переменного тока с высоким напряжением необходимо учитывать соответствие испытательного оборудования для успешной зарядки испытуемого образца.

          ANSI / NETA-ATS 2017 Рекомендуемое испытательное напряжение переменного тока для силовых кабелей. Фотография: ANSI / NETA


          2. Выдерживаемое напряжение диэлектрика при очень низких частотах (СНЧ)

          Испытание

          VLF может быть классифицировано как испытание на устойчивость или диагностическое испытание, то есть его можно проводить как контрольное испытание для приемки или как испытание при техническом обслуживании для оценки состояния кабеля. В отличие от испытания напряжением постоянного тока, очень низкая частота не разрушает хорошую изоляцию и не приводит к преждевременным отказам.

          VLF-тестирование выполняется с помощью высокого напряжения переменного тока с частотой от 0,01 до 1 Гц. Наиболее широко распространенная частота тестирования составляет 0,1 Гц, однако частоты в диапазоне 0,00011 Гц могут быть полезны для диагностики кабельных систем, которые превышают ограничения тестовой системы на 0,1 Гц.

          Процедура тестирования VLF почти идентична процедуре тестирования высокого напряжения постоянного тока и также проводится как тест «годен — не годен». Если кабель выдерживает приложенное напряжение в течение испытания, это считается пройденным.

          Схема подключения при тестировании кабеля VLF. Фото: High Voltage, Inc.

          Правильное испытательное напряжение и продолжительность имеют решающее значение для успеха испытания СНЧ. Если применяемое испытательное напряжение слишком низкое и / или слишком короткое по продолжительности, риск отказа в работе может возрасти после испытания.

          ANSI / NETA-ATS 2017 Рекомендуемое испытательное напряжение СНЧ. Фотография: ANSI / NETA

          ANSI / NETA-MTS 2019 Рекомендуемое испытательное напряжение СНЧ.Фотография: ANSI / NETA

          VLF-тестирование используется не только для тестирования кабеля с твердым диэлектриком, любое приложение, требующее переменного тока для тестирования нагрузок с высокой емкостью, может быть протестировано с использованием очень низкой частоты. Основное применение — испытание кабеля с твердым диэлектриком (согласно IEEE 400.2) с последующим испытанием большого вращающегося оборудования (согласно IEEE 433-1974), а иногда и испытания больших изоляторов, разрядников и т. Д.


          3. Напряжение затухающего переменного тока (DAC)

          DAC Voltage Testing — это один из альтернативных методов тестирования переменного напряжения, который применим для широкого диапазона кабелей среднего, высокого и сверхвысокого напряжения.Затухающие напряжения переменного тока генерируются путем зарядки испытуемого объекта до заданного уровня напряжения и затем разряда его емкости через подходящую индуктивность.

          На стадии разряда присутствует ЦАП с частотой, зависящей от емкости и индуктивности тестируемого объекта. Емкость тестируемого объекта подвергается воздействию постоянно увеличивающегося напряжения со скоростью, зависящей от емкости тестируемого объекта и номинального тока источника питания.

          Большинство приложений ЦАП основаны на сочетании выдерживаемого напряжения и расширенных диагностических измерений, таких как частичный разряд и коэффициент рассеяния. Тестирование DAC — это расширенный инструмент обслуживания, предлагающий нечто большее, чем простое решение «пойти или нет»


          4. Коэффициент мощности / коэффициент рассеяния (тангенциальный треугольник)

          Tan Delta, также называемый испытанием угла потерь или коэффициента рассеяния (DF), представляет собой диагностический метод тестирования кабелей для определения качества изоляции.Если изоляция кабеля не имеет дефектов, таких как деревья, влага, воздушные карманы и т. Д., Кабель приближается к свойствам идеального конденсатора.

          В идеальном конденсаторе напряжение и ток сдвинуты по фазе на 90 градусов, а ток через изоляцию является емкостным. Если в изоляции есть загрязнения, сопротивление изоляции уменьшается, что приводит к увеличению резистивного тока через изоляцию.

          Tan Delta / Dissipation Factor Угол.Фото: High Voltage, Inc.

          Кабель становится менее совершенным конденсатором, и фазовый сдвиг будет меньше 90 градусов. Степень, в которой фазовый сдвиг составляет менее 90 градусов, называется «углом потерь», который указывает уровень качества / надежности изоляции.

          Вам может понравится

          Добавить комментарий

          Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *