Сечение медного кабеля | Полезные статьи
Проектирование любых электрических сетей включает выбор кабеля с подходящими параметрами, ключевым из которых является сечение. От того, насколько правильно подобрано сечение медного кабеля, зависит работоспособность и надежность всей сети. Если неправильно рассчитать этот параметр, то можно столкнуться с проблемой, когда сеть будет работать с существенным перегрузом. Использование кабеля на переделе возможностей обычно приводит к его значительному нагреву и рано или поздно он выйдет из строя.
По определению, сечение медного кабеля — это площадь среза токоведущей жилы. Если кабель состоит из одной жилы круглого сечения, то его площадь вычисляется по формуле площади круга, а если из множества проводников — то суммой сечения всех жил. Этот параметр является стандартизированной величиной. Главным документом, регламентирующим этот вопрос, является ПУЭ («Правила устройства электроустановок»). Кроме того, зная марку кабеля, количество и сечение жил, можно также определить, сколько весит медный кабель.
Как рассчитать сечение медного кабеля
Для того чтобы правильно рассчитать сечение кабеля, необходимо знать следующие параметры медных кабелей: напряжение сети, сила тока и мощность потребителей. Основным же параметром, влияющим на подбор кабеля, является предельно допустимая токовая нагрузка. Выбор сечения по токовой нагрузке производится по следующему алгоритму:
1) определение суммарной мощности нагрузки;
2) расчет силы тока;
3) выбор сечения кабеля по таблице.
Допустим, вам необходимо выбрать кабель для бытовой сети. Для начала необходимо определить суммарную мощность всех электрических приборов и оборудования, которые планируется использовать. Делается это простым арифметическим сложением всей нагрузки. Значение мощности у каждого прибора указывается в его паспортных данных и на табличке. Расчет силы тока для однофазной сети 220 В рассчитывается по формуле:
I = P / 220, где
Р — суммарная мощность, кВт;
220 — напряжение сети, В.
Формула расчета для 3-фазной сети 380В:
I = P / √3 х 380
Используя полученную величину, остается выбрать соответствующее значение сечения из таблицы в ПУЭ.
Кабель медный: технические характеристики
Описанная методика помогает выбрать для квартиры или дома силовой кабель для различных групп электропотребителей. Следует понимать, что токовая нагрузка для осветительной группы значительно ниже, чем у розеточной, следовательно, нет необходимости закладывать везде одинаковое сечение. Вес медного кабеля и его стоимость для освещения будут существенно ниже.
Дополнительные факторы, влияющие на выбор сечения
Дополнительным фактором, который может внести свои коррективы при выборе, является длина кабеля. Его следует учитывать при прокладке длинных трасс. Дело в том, что при увеличении длины увеличивается вес медного кабеля, а с ним — сопротивление и потери. Проектная величина потерь не должна превышать 5 %.
Потери можно рассчитать вручную, но проще всего воспользоваться готовыми данными зависимости потерь от момента нагрузки из ПУЭ и приведенными в таблицах ниже.
Зависимость потерь напряжения от момента нагрузки для кабельной линии 220В при заданном сечении токопроводящей жилы
Зависимость потерь напряжения от момента нагрузки для кабельной линии 380 В при заданном сечении токопроводящей жилы
Приведенные данные не учитывают увеличение сопротивления от нагрева кабеля при токах эксплуатации, составляющих от 0,5 и выше от предельно допустимых значений для данного сечения. В этом случае необходимо применить поправочный коэффициент, который также приводится в ПУЭ.
При более точных расчетах длинных кабельных сетей учитывают также потери в контактных соединениях. Это обычно делается при наличии большого количества потребителей (например, при проектировании линии городского освещения). Существуют и другие, менее значительные факторы, влияющие на величину потерь, но ими, как правило, пренебрегают, если общая величина падения напряжения не превышает нормативные 5 %.
Компания «Кабель.РФ®» является одним из лидеров по продаже кабельной продукции и располагает складами, расположенными практически во всех регионах Российской Федерации. Проконсультировавшись со специалистами компании, вы можете приобрести нужную вам марку медного кабеля по выгодным ценам.
Сечение проводов по мощности таблица. Таблица выбора сечения кабеля. Таблица выбора диаметра кабеля. Таблица выбора сечения от мощности. Подбор кабеля (провода) по току и напряжению.Таблицы выбора сечения жилы при прокладке электрических проводов в резиновой или пластиковой (в том числе ПВХ=PVC) изоляции в зависимости от тока и нагрузки. Подходят для сетей 220/380В. Выбор сечения кабеля удлинителя в зависимости от длины и нагрузки. ИТАК: ПУЭЭ, Глава 1 нормирует допустимые длительные токи через различные виды проводов и кабелей. Другие главы регламентируют способы прокладки и прочие детали. Тем не менее мы приведем 3 таблицы для оперативного выбора площади сечения токопроводящей жилы кабеля (провода) для сетей 220/380В в зависимости от тока, нагрузки, температуры окружающей среды и способа прокладки, которыми сами пользуемся.
Таблица 1. Выбора сечения жилы при одиночной прокладке проводов при температуре жил +65, окружающего воздуха +25 и земли + 15°С
Таблица 2. Поправочные коэффициенты на токи для кабелей, неизолированных и изолированных проводов и шин в зависимости от температуры земли и воздуха
Таблица 3. Снижающие коэффициенты допустимых длительных токов в зависимости от способа прокладки (в пучках, в коробах, в лотках)
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Сечение кабелей, мм кв | |||||||||
| 16 | 25 | 35 | 50 | 70 | 95 | 120 | 150 | 185 | |
| Алюминиевые жилы | |||||||||
| 0,25 0,5 0,75 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 3,5 4,0 4,5 5,0 5,5 6,0 | 3,12 2,20 1,80 1,56 1,28 1,10 0,985 0,90 0,83 0,78 0,73 0,70 0,66 0,640 | 4,88 3,45 2,80 2,44 2,00 1,72 1,54 1,40 1,30 1,24 1,15 1,10 1,04 1,00 | 6,85 4,80 3,95 3,40 2,80 2,40 2,16 1,97 1,80 1,70 1,60 1,52 1,45 1,40 | 9,75 6,90 5,60 4,85 4,00 3,45 3,08 2,80 2,60 2,44 2,30 2,18 2,10 2,00 | 13,70 9,65 7,90 6,80 5,55 4,80 4,30 3,95 3,65 3,40 3,20 3,00 2,90 2,80 | 18,50 13,00 10,65 9,25 7,55 6,55 5,85 5,35 4,95 4,65 4,35 4,15 3,95 3,80 | 23,40 16,50 13,50 11,80 9,55 8,25 7,40 6,75 6,25 5,85 5,50 5,23 5,00 4,80 | 29,25 20,00 16,90 14,60 11,90 10,30 9,20 8,40 7,80 7,30 6,90 6,53 6,23 6,00 | 36,00 25,45 20,50 18,00 14,75 12,75 11,40 10,40 9,60 9,00 8,50 8,10 7,70 7,35 |
| Медные жилы | |||||||||
| 0,25 0,5 0,75 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 3,5 4,0 4,5 5,0 5,5 6,0 | 4,63 3,28 2,68 2,32 1,90 1,64 1,47 1,34 1,24 1,16 1,09 1,04 0,99 0,95 | 7,25 5,12 4,19 3,63 2,96 2,56 2,30 2,10 1,94 1,81 1,70 1,62 1,55, 1,48 | 10,2 7,16 5,85 5,00 4,15 3,58 3,20 2,93 2,71 2,50 2,39 2,27 2,16 2,07 | 14,5 10,4 8,37 7,25 5,92 5,12 4,58 4,19 3,88 3,62 3,41 3,25 3,09 3,06 | 20,2 14,3 11,7 10,1 8,30 7,18 6,42 5,86 5,43 5,05 4,78 4,55 4,32 4,15 | 27,5 19,5 15,9 13,8 11,3 9,72 8,71 7,95 7,36 6,90 6,48 6,16 5,86 5,63 | 34,8 24,6 20,0 17,4 14,2 12,3 11,0 10,0 9,30 8,70 8,20 7,80 7,40 7,10 | 43,5 30,7 25,0 21,8 17,8 16,6 13,8 12,6 11,6 10,9 10,2 9,75 9,25 8,88 | 53,5 38,0 31,0 26,8 21,9 19,0 17,0 15,5 14,4 13,4 12,6 12,0 11,4 11,0 |
Руководство по выбору сечения электрического провода
Два фактора, которые необходимо учитывать
При выборе сечения проводника для электропроводки необходимо учитывать ДВА важных фактора, а именно: (1) безопасная допустимая нагрузка по току без перегрева и (2) поддержание потерь напряжения на приемлемом минимуме.
.
На коротких участках проводки, скажем, до 20 футов, потеря напряжения обычно незначительна, и ее не нужно учитывать. Размер провода следует выбирать исключительно исходя из его текущей емкости, как показано на диаграмме 1.
На более длинных участках, скажем, на несколько сотен футов или более, потеря напряжения может быть чрезмерной, даже если провод был выбран таким, чтобы пропускать ток без перегрева. В этом случае следует использовать провод большего диаметра, чтобы снизить потери напряжения на выбранном минимуме. Потери напряжения на 1000 футов показаны в Таблице 2 в зависимости от размера провода.
Допустимая потеря напряжения
На любом участке проводки наблюдается потеря напряжения, и разработчик должен решить, какое количество можно выдержать, не оказывая серьезного влияния на производительность.Он должен выбрать размер провода, который позволит удерживать потери в допустимых пределах. Электродвигатели, как правило, не должны работать при полной нагрузке при напряжении менее 90% от паспортного напряжения.
При принятии решения о допустимой потере напряжения в проводке необходимо учитывать минимальное напряжение, доступное от линии питания в определенные периоды дня. Например, двигатель с номинальным напряжением 230 В не должен работать с полной нагрузкой при напряжении ниже 208 В (на 10% меньше номинального значения, указанного на паспортной табличке). Если напряжение в сети иногда может упасть до 220 вольт, электропроводка должна быть рассчитана на потерю не более 12 вольт.
Практическое правило — спроектировать проводку достаточного размера, чтобы падение напряжения не превышало 5% входного напряжения.
Таблица 1 — Допустимая нагрузка на короткие участки проводки
«Ampacity» — это аббревиатура, обозначающая емкость в амперах. Эта таблица предназначена для коротких проводов длиной менее 20 футов. Значения в таблице взяты из NEC (Национальный электротехнический кодекс) для проводов сечением № 14 и более. Допустимая нагрузка по току зависит от типа изоляции и от способа прокладки провода — будь то в кабельном канале или на открытом воздухе.
Таблица основана на использовании низкотемпературной изоляции (140 ° F). Провод с высокотемпературной изоляцией будет пропускать более высокий ток без повреждения изоляции. Информацию о пропускной способности проводов большего диаметра см. В нормах NEC.
(Цифры в этой таблице представляют собой рекомендуемые максимальные значения тока в амперах)
| Размер провода, B & S | 18 | 16 | 14 | 12 | 10 | 8 | 6 | 4 | 3 | 2 | 1 | 0 | 00 | 000 | 0000 |
| в дорожке качения или кабеле | 6 | 9 | 15 | 20 | 30 | 40 | 55 | 70 | 80 | 95 | 110 | 125 | 145 | 165 | 195 |
| На открытом воздухе | 8 | 12 | 20 | 25 | 40 | 55 | 80 | 105 | 120 | 140 | 165 | 195 | 225 | 260 | 300 |
Таблица 2 — Падение напряжения при длинных участках электропроводки
Диаграмма предназначена для длинных дистанций, несколько сотен футов и более.
Перед использованием диаграммы необходимо определить или принять решение о рабочих условиях, которые включают следующее:
(1). Текущее потребление на линии должно быть определено.
(2). Необходимо определить допустимую величину потери напряжения.
(3). Длину проводки необходимо измерить или рассчитать, используя сумму длин отходящего и обратного проводов.
В трехфазных устройствах, таких как электродвигатели, каждый из трех основных проводов должен пропускать ток, указанный на паспортной табличке двигателя.Однако длина проводки складывается из двух (а не всех трех) соединительных проводов.
В верхней части таблицы найдите столбец, соответствующий номинальной силе тока нагрузки. Цифры в этом столбце показывают потери напряжения на 1000 футов длины провода, сумму исходящего плюс возврат. Если, например, общая длина провода составляет 250 футов, потери будут составлять 1/4 значения диаграммы и т. Д.
| Провод Размер B&S | Ток, Ампер | ||||||||||||
| 5 | 10 | 15 | 20 | 25 | 30 | 40 | 50 | 60 | 70 | 80 | 90 | 100 | |
| 18 | 32.55 | 65,10 | 97,65 | 130,2 | 162,8 | 195,3 | 260,4 | 325,5 | 390,6 | 455,7 | 520,8 | 585,9 | 651,0 |
| 16 | 20,47 | 40,94 | 61,41 | 81,88 | 102,4 | 122.8 | 163,8 | 204,7 | 245,6 | 286,6 | 327,5 | 368,5 | 409,4 |
| 14 | 12,88 | 25,75 | 38,63 | 51,50 | 64,38 | 77,25 | 103,0 | 128,8 | 154,5 | 180,3 | 206,0 | 231.8 | 257,5 |
| 12 | 8,095 | 16,19 | 24,28 | 32,38 | 40,48 | 48,57 | 64,76 | 80,95 | 97,14 | 113,3 | 129,5 | 145,7 | 161,9 |
| 10 | 5,090 | 10,18 | 15.27 | 20,36 | 25,45 | 30,54 | 40,72 | 50,90 | 61,08 | 71,26 | 81,44 | 91,62 | 101,8 |
| 8 | 3.203 | 6,405 | 9,608 | 12,81 | 16,02 | 19,22 | 25,62 | 32,03 | 38.43 | 44,84 | 51,24 | 57,65 | 64,05 |
| 6 | 2,014 | 4,028 | 6.042 | 8,056 | 10,07 | 12,08 | 16,11 | 20,14 | 24,18 | 28,21 | 32,24 | 36,27 | 40,30 |
| 4 | 1.267 | 2,533 | 3.800 | 5,068 | 6.335 | 7.602 | 10,14 | 12,68 | 15,22 | 17,75 | 20,29 | 22,82 | 25,36 |
| 3 | 1,005 | 2,009 | 3,014 | 4,020 | 5,025 | 6,030 | 8.040 | 10,05 | 12,07 | 14,08 | 16,09 | 18,10 | 20,11 |
| 2 | 0,796 | 1,593 | 2.390 | 3,184 | 3,980 | 4,776 | 6,368 | 7,960 | 9,552 | 11,14 | 12,74 | 14,33 | 15.92 |
| 1 | 0,632 | 1,264 | 1,896 | 2,528 | 3,160 | 3,792 | 5,056 | 6.320 | 7,584 | 8,848 | 10,11 | 11,38 | 12,64 |
| 0 | 0,501 | 1,002 | 1,503 | 2.004 | 2,505 | 3,006 | 4,008 | 5,010 | 6,012 | 7.014 | 8,016 | 9.018 | 10,02 |
| 00 | 0,398 | 0,796 | 1,193 | 1,592 | 1,990 | 2,388 | 3,184 | 3,980 | 4,776 | 5.572 | 6,368 | 7,164 | 7,960 |
| 000 | 0,315 | 0,630 | 0,945 | 1,260 | 1,575 | 1,890 | 2,520 | 3,150 | 3,780 | 4,410 | 5,040 | 5,670 | 6.300 |
| 0000 | 0.250 | 0,500 | 0,750 | 1.000 | 1,250 | 1,500 | 2 000 | 2,500 | 3.000 | 3,500 | 4.000 | 4.500 | 5.000 |
Диаграмма 2 — Цифры в основной части диаграммы показывают потери напряжения на 1000 футов длины проводки.
Безопасная разгрузка аккумуляторов
Рисунок 1. Аккумулятор содержит сильно сжатый газ и может быть потенциально опасным в гидравлической системе. Он может сохранять заряд еще долго после выключения системы. Обслуживающий персонал может не знать о наличии гидроаккумулятора и может быть травмирован маслом под высоким давлением, если фитинг ослаблен. Следует использовать цепь безопасности, которая автоматически разряжает аккумулятор при выключении системы или остановке электродвигателя.
Электромагнитный клапан B, который является 2-ходовым, нормально открытым типом, будет стравливать воздух из аккумулятора каждый раз, когда электродвигатель останавливается.Он может быть миниатюрного размера, 1/8 или 1/4 дюйма, с одним соленоидом. Соленоид А является частью предохранительного клапана системы, который представляет собой пилотный предохранительный клапан с соленоидным сбросом, который разгружает насос, когда гидроаккумулятор достигает давления.
Рисунок 2. Электромагнитный клапан B подключен к цепи электродвигателя и открывается для стравливания воздуха из аккумулятора при остановке электродвигателя.
Соленоид А подключен через реле давления. Когда гидроаккумулятор достигает полной зарядки, контакты реле давления размыкаются, разрывая цепь, ведущую к соленоиду А, и позволяя насосу опорожняться через предохранительный клапан.
Электроэнергия на соленоиды поступает через управляющий трансформатор, который получает питание от одной фазы и при необходимости понижает напряжение.
Национальный электротехнический кодекс (NEC) был принят и опубликован несколькими агентствами. Копии можно приобрести, написав в Американский национальный институт стандартов, Inc. (ANSI), 1430 Broadway, New York, N.Y. 10018, или в Национальную ассоциацию противопожарной защиты (NFPA), 60 Batterymarch St., Boston, MA 02110.Расширенная версия с пояснениями, сопровождающими текст, опубликована McGraw-Hill и может быть заказана в любом книжном магазине. |
© 1988 by Womack Machine Supply Co. Эта компания не несет ответственности за ошибки в данных, а также за безопасную и / или удовлетворительную работу оборудования, разработанного на основе этой информации.
Выбор размера провода— бортовая электрическая система Провода
изготавливаются с размерами в соответствии со стандартом, известным как американский калибр проводов (AWG).Как показано на Рисунке 1, диаметры проволоки становятся меньше по мере увеличения номера калибра. Типичные размеры проволоки варьируются от числа 40 до числа 0000.| Рис. 1. Американский калибр для стандартной отожженной сплошной медной проволоки |
Номера калибра полезны для сравнения диаметров проволоки. , но не все типы проводов или кабелей можно точно измерить калибром. Провода большего размера обычно скручиваются для увеличения их гибкости.В таких случаях общую площадь можно определить, умножив площадь одной жилы (обычно вычисляемую в круглых милах, если известен диаметр или калибр) на количество жил в проводе или кабеле.
При выборе размера провода для передачи и распределения электроэнергии необходимо учитывать несколько факторов.
- Провода должны иметь механическую прочность, достаточную для рабочих условий.
- Допустимые потери мощности (потери I2 R) в линии представляют собой электрическую энергию, преобразованную в тепло.Использование больших проводов снижает сопротивление и, следовательно, потери I2 R. Однако большие проводники дороже, тяжелее и нуждаются в более прочной опоре.
- Если источник поддерживает постоянное напряжение на входе в линии, любое изменение нагрузки в линии вызывает изменение линейного тока и, как следствие, изменение ИК-падения в линии. Большой разброс падения напряжения IR в линии приводит к плохой стабилизации напряжения на нагрузке. Очевидное решение — уменьшить ток или сопротивление.Уменьшение тока нагрузки снижает количество передаваемой мощности, тогда как уменьшение сопротивления линии увеличивает размер и вес требуемых проводников. Обычно достигается компромисс, при котором изменение напряжения на нагрузке находится в допустимых пределах, а вес линейных проводов не является чрезмерным.
- Когда ток проходит через проводник, выделяется тепло. Температура провода повышается до тех пор, пока тепло, излучаемое или рассеиваемое другим способом, не сравняется с теплом, выделяемым при прохождении тока через линию.Если проводник изолирован, тепло, выделяемое в проводнике, не так легко отводится, как если бы проводник не был изолирован. Таким образом, чтобы защитить изоляцию от чрезмерного нагрева, ток через проводник должен поддерживаться ниже определенного значения. Когда электрические проводники устанавливаются в местах с относительно высокой температурой окружающей среды, тепло, выделяемое внешними источниками, составляет значительную часть общего нагрева проводника. Необходимо учитывать влияние внешнего нагрева на допустимый ток проводника, и в каждом случае есть свои специфические ограничения.Максимально допустимая рабочая температура изолированных проводов зависит от типа используемой изоляции проводов.
Если желательно использовать провода сечением меньше №20, особое внимание следует уделить механической прочности и монтажу этих проводов (например, вибрации, изгибу и заделке). Провода, содержащие менее 19 жил, использовать нельзя. Следует рассмотреть возможность использования проводов из высокопрочных сплавов в проводах малого сечения для повышения механической прочности.Как правило, провода размером меньше №20 должны быть снабжены дополнительными зажимами и сгруппированы как минимум с тремя другими проводами. Они также должны иметь дополнительную опору на концах, например, втулки соединителя, зажимы для снятия натяжения, усадочные муфты или телескопические втулки. Их не следует использовать в приложениях, где они подвергаются чрезмерной вибрации, повторяющимся изгибам или частым отсоединениям от резьбовых соединений. [Рисунок 2]
| Рисунок 2.Таблица проводников, непрерывный (вверху) и прерывистый (внизу) |
Допустимая нагрузка по току
В некоторых случаях провод может пропускать больший ток, чем рекомендуется для контактов соответствующего разъема. В этом случае именно номинал контакта определяет максимальный ток, который должен переноситься по проводу. Может потребоваться использование проводов большего сечения, чтобы они соответствовали диапазону обжима контактов разъема, которые рассчитаны на пропускаемый ток.На рис. 3 показано семейство кривых, с помощью которых можно определить коэффициент снижения характеристик пучка.
Рисунок 3. Одиночный медный провод на открытом воздухе |
Ток, вызывающий установившееся температурное состояние, равное номинальной температуре провод не должен быть превышен. Номинальная температура провода может зависеть от способности проводника или изоляции выдерживать непрерывную работу без ухудшения характеристик.
1. Одиночный провод на открытом воздухеОпределение допустимой токовой нагрузки системы электропроводки начинается с определения максимального тока, который может выдержать провод заданного размера без превышения допустимой разницы температур (номинал провода минус температура окружающей среды). Кривые основаны на одиночном медном проводе на открытом воздухе. [Рис. 3]
2. Провода в жгутеКогда провода объединены в жгуты, ток, полученный для одного провода, должен быть уменьшен, как показано на Рисунке 4.Величина снижения номинальных значений тока зависит от количества проводов в пучке и процента от общей емкости пучка проводов, которая используется.
Рис. 4. Кривая снижения характеристик пучка |
Поскольку тепловые потери от пучка уменьшаются с увеличением высоты, величина тока должна быть недооцененным. На рисунке 5 представлена кривая, с помощью которой можно получить коэффициент снижения номинальных характеристик по высоте.
Рисунок 5. Кривая снижения номинальных характеристик на высоте |
При использовании алюминиевого проводника размеры следует выбирать на основе номинального тока показано на рисунке 6. Использование размеров меньше # 8 не рекомендуется. Алюминиевый провод не следует прикреплять к установленным на двигателе аксессуарам или использовать в зонах с коррозионными испарениями, сильной вибрацией, механическими нагрузками или там, где требуется частое отключение.Также не рекомендуется использовать алюминиевую проволоку для участков длиной менее 3 футов. Оконечное оборудование должно быть типа, специально разработанного для использования с алюминиевой проводкой.
| Рис. 6. Допустимая нагрузка по току и сопротивление алюминиевого провода |
В следующем разделе представлены некоторые примеры того, как рассчитать допустимую нагрузку. электрического провода самолета.Расчет представляет собой пошаговый подход, и несколько графиков используются для получения информации для расчета допустимой нагрузки по току конкретного провода.
Пример 1
Предположим, что жгут (открытый или плетеный), состоящий из 10 проводов, размер 20, медь с номиналом 200 ° C и 25 проводов, размер 22, медь с номиналом 200 ° C, установлен в зоне, где окружающая среда температура составляет 60 ° C, и самолет способен работать на высоте 35 000 футов. Анализ схемы показывает, что 7 из 35 проводов в жгуте (7⁄35 = 20 процентов) несут силовые токи, близкие к допустимой или превышающие ее.
Шаг 1 — См. Кривые для одиночного провода в свободном воздухе на рисунке 7. Определите изменение температуры провода, чтобы определить номинальные параметры свободного воздуха. Поскольку температура окружающей среды составляет 60 ° C и рассчитана на 200 ° C, изменение температуры составляет 200 ° C — 60 ° C = 140 ° C. Следите за разницей температуры 140 ° C по горизонтали, пока она не пересечется с линией размера провода на Рисунке 8. Номинальный ток на открытом воздухе для габарита 20 составляет 21,5 ампер, а номинальный ток на открытом воздухе для габарита 22 — 16,2 ампера.
Рисунок 7.Жгут проводов с защитным кожухом |
Рис. 8. Экранированный жгут проводов для управления полетом |
Шаг 2 — См. Кривые снижения характеристик пучка на Рисунке 4. Кривая 20% выбрана, поскольку анализ цепи показывает, что 20 или менее процентов провода в жгуте проводов будут пропускать токи, и будет использовано менее 20 процентов пропускной способности жгута.Найдите 35 (по горизонтальной оси), поскольку в пучке 35 проводов, и определите коэффициент снижения номинальных характеристик 0,52 (по вертикальной оси) по 20-процентной кривой.
Шаг 3. Уменьшите номинальное значение номинального тока свободного воздуха для габарита 22, умножив 16,2 на 0,52, чтобы получить номинальный ток для жгута проводов 8,4 А. Уменьшите номинальный ток свободного воздуха для габарита 20, умножив 21,5 на 0,52, чтобы получить номинальный ток в подвесной системе 11,2 ампер.
Шаг 4. См. Кривую снижения номинальных характеристик по высоте на Рисунке 5. Найдите значение 35 000 футов (по горизонтальной оси), поскольку это высота, на которой летает дрон.Обратите внимание, что номинальные параметры провода должны быть уменьшены в 0,86 раза (по вертикальной оси). Уменьшите номинальный ток ремня размера 22, умножив 8,4 ампера на 0,86, чтобы получить 7,2 ампера. Уменьшите номинал ремня размера 20, умножив 11,2 ампера на 0,86, чтобы получить 9,6 ампера.
Шаг 5 — Чтобы найти общую емкость жгута проводов, умножьте общее количество проводов размера 22 на сниженную мощность (25 × 7,2 = 180,0 ампер) и прибавьте к этому количество проводов размера 20, умноженное на уменьшенную емкость (10 × 9,6 = 96.8 ампер) и умножьте полученную сумму на 20-процентный коэффициент мощности жгута проводов. Таким образом, общая емкость жгута составляет (180,0 + 96,0) × 0,20 = 55,2 ампер. Было определено, что общий ток жгута не должен превышать 55,2 А, провод размера 22 не должен выдерживать более 7,2 ампер, а провод размера 20 не должен выдерживать более 9,6 ампер.
Шаг 6 — Определите фактический ток цепи для каждого провода в жгуте и для всего жгута. Если значения, рассчитанные на шаге 5, превышаются, выберите провод следующего большего размера и повторите вычисления.
Пример 2
Предположим, что жгут (открытый или плетеный), состоящий из 12 медных проводов размера 12, рассчитанных на 200 ° C, эксплуатируется при температуре окружающей среды 25 ° C на уровне моря и 60 ° C при температуре 20000 ° C. высота в стопе. Все 12 проводов работают на максимальной или близкой к ней мощности.
Шаг 1 — Обратитесь к кривой для одиночного провода в свободном воздухе на Рисунке 3, определите разность температур провода для определения номинальных значений температуры в свободном воздухе. Так как провод имеет температуру окружающей среды 25 ° C и 60 ° C и рассчитан на 200 ° C, разница температур составляет 200 ° C — 25 ° C = 175 ° C и 200 ° C — 60 ° C = 140 ° C. , соответственно.Следуйте линиям разницы температур 175 ° C и 140 ° C на Рисунке 9, пока каждая из них не пересечет линию сечения провода. Номинальные значения свободного воздуха для размера 12 составляют 68 ампер и 59 ампер соответственно.
Рис. 9. Схема проводников, непрерывный (вверху) и прерывистый поток (внизу) |
Шаг 2 — См. Кривые снижения номинальных характеристик в комплекте на Рисунке 4. 100% Кривая выбрана, потому что мы знаем, что все 12 проводов несут полную нагрузку.Найдите 12 (по горизонтальной оси), поскольку в пучке 12 проводов, и определите коэффициент снижения номинальных характеристик 0,43 (по вертикальной оси) по 100-процентной кривой.
Шаг 3. Уменьшите номинальные значения номинального тока свободного воздуха для габарита №12, умножив 68 ампер и 61 ампер на 0,43, чтобы получить соответственно 29,2 ампера и 25,4 ампера.
Шаг 4 — Обратитесь к кривой снижения номинальных характеристик по высоте на Рисунке 5, найдите уровень моря и 20 000 футов (по горизонтальной оси), так как это условия, при которых переносится нагрузка. Кабель должен быть уменьшен в 1 раз.0 и 0,91 соответственно.
Шаг 5 — Уменьшите номинальные значения размера 12 в связке, умножив 29,2 ампера на уровне моря и 25,4 ампера на высоте 20 000 футов на 1,0 и 0,91, соответственно, чтобы получить 29,2 ампера и 23,1 ампера. Общая емкость пучка на уровне моря и температуре окружающей среды 25 ° C составляет 29,2 × 12 = 350,4 ампер. При температуре окружающей среды 60 ° C и температуре 20000 футов емкость пучка составляет 23,1 × 12 = 277,2 ампер. Каждый провод размером 12 может выдерживать ток 29,2 А на уровне моря при температуре окружающей среды 25 ° C или 23,1 А на высоте 20 000 футов и температуре окружающей среды 60 ° C.
Шаг 6 — Определите фактический ток цепи для каждого провода в жгуте и для жгута. Если значения, рассчитанные на шаге 5, превышаются, выберите провод следующего большего размера и повторите вычисления.
Допустимое падение напряжения
Падение напряжения в основных проводах питания от источника генерации или батареи до шины не должно превышать 2 процентов от регулируемого напряжения, когда генератор пропускает номинальный ток или батарея разряжается на 5 -минутная ставка.Таблица, показанная на рисунке 10, определяет максимально допустимое падение напряжения в цепях нагрузки между шиной и землей оборудования.
| Рис. 10. Табличка (допустимое падение напряжения между шиной и землей вспомогательного оборудования) |
Сопротивление обратного тока через конструкцию самолета обычно считается незначительным. Однако это основано на предположении, что было обеспечено адекватное соединение с конструкцией или специальный путь возврата электрического тока, который способен пропускать требуемый электрический ток с незначительным падением напряжения.Чтобы определить сопротивление цепи, проверьте падение напряжения в цепи. Если падение напряжения не превышает предела, установленного производителем самолета или продукта, значение сопротивления цепи можно считать удовлетворительным. При проверке цепи входное напряжение следует поддерживать на постоянном уровне. На рисунках 11 и 12 показаны формулы, которые можно использовать для определения электрического сопротивления проводов, и некоторые типичные примеры.
| Рисунок 11.Определение требуемого сечения луженого медного провода и проверка падения напряжения |
| Рисунок 12. Определение максимальной длины луженого медного провода и проверка падения напряжения |
Следующее формулу можно использовать для проверки падения напряжения. Сопротивление / фут можно найти на рисунках 11 и 12 для размера провода.
Расчетное падение напряжения (VD) = сопротивление / фут × длина × ток
Инструкции по схеме электрических проводовЧтобы выбрать правильный размер электрического провода, необходимо выполнить два основных требования:
- Размер провода должен быть достаточное для предотвращения чрезмерного падения напряжения при пропускании необходимого тока на требуемое расстояние.[Рисунок 10]
- Размер должен быть достаточным, чтобы предотвратить перегрев провода, по которому проходит требуемый ток. (См. В разделе «Максимальная рабочая температура» методы расчета допустимой нагрузки по току.)
Чтобы выполнить два требования для выбора правильного размера провода с помощью рисунка 2, необходимо знать следующее:
- Длина провода в футах.
- Количество переносимых ампер тока.
- Допустимое падение напряжения.
- Требуемый постоянный или прерывистый ток.
- Расчетная или измеренная температура проводника.
- Провод должен быть проложен в кабелепроводе и / или пучке?
- Провод должен быть проложен как однопроволочный на открытом воздухе?
Пример A.
Найдите размер провода на Рисунке 2, используя следующую известную информацию:
- Длина участка провода 50 футов, включая провод заземления.
- Токовая нагрузка 20 ампер.
- Источник напряжения 28 вольт от шины к оборудованию.
- Контур работает в непрерывном режиме.
- Расчетная температура проводника не более 20 ° C. Шкала слева от диаграммы представляет максимальную длину провода в футах, чтобы предотвратить чрезмерное падение напряжения для указанной системы источника напряжения (например, 14 В, 28 В, 115 В, 200 В). Это напряжение указано вверху шкалы, а соответствующий предел падения напряжения для непрерывной работы — внизу. Шкала (наклонные линии) в верхней части диаграммы представляет собой амперы. Шкала внизу диаграммы представляет собой калибр провода.
Шаг 1. На левой шкале найдите длину провода в 50 футах под столбцом источника 28 В.
Шаг 2 — Следуйте соответствующей горизонтальной линии вправо, пока она не пересечет наклонную линию для 20-амперной нагрузки.
Шаг 3. На этом этапе опустите вертикально вниз диаграммы. Значение находится между № 8 и № 10. Выберите следующий провод большего размера справа, в данном случае № 8. Это провод наименьшего размера, который можно использовать без превышения предела падения напряжения, указанного в нижней части. левая шкала.Этот пример нанесен на диаграмму проводов на рисунке 2. Используйте рисунок 2 (вверху) для непрерывного потока и рисунок 2 (внизу) для прерывистого потока.
Пример B.
Найдите размер провода на Рисунке 2, используя следующую известную информацию:
- Длина участка провода составляет 200 футов, включая провод заземления.
- Токовая нагрузка 10 ампер.
- Источник напряжения 115 вольт от шины к оборудованию.
- Цепь работает с перебоями.
Шаг 1. На левой шкале найдите длину провода 200 футов под столбцом источника 115 В.
Шаг 2 — Следуйте соответствующей горизонтальной линии вправо, пока она не пересечет наклонную линию для 10-амперной нагрузки.
Шаг 3. На этом этапе опустите вертикально вниз диаграммы. Значение находится между № 16 и № 14. Выберите следующий провод большего размера справа — в данном случае № 14. Это провод наименьшего размера, который можно использовать без превышения предела падения напряжения, указанного внизу. левой шкалы.
СВЯЗАННЫЕ СООБЩЕНИЯ
Руководство по выбору проводов и кабелей
Предисловие
в компании Radix Wire Co., наши ресурсы посвящены одной миссии: созданию решений для качественных изделий с высокотемпературными выводами для приложений при температурах эксплуатации до 1000 ° C. Мы верим в разработку и производство хорошо спроектированных, однородных изделий из проволоки и обеспечение их строгими процедурами контроля качества, отзывчивыми специалистами по обслуживанию клиентов и добросовестными последующими усилиями для удовлетворения ваших особых требований к продукции и информации.
В руководстве описывается, как материалы могут быть использованы в стратегии «высочайшей необходимости» для упрощения принятия решений по выбору проводов.Используя такую стратегию, можно выбрать один стандартный провод, охватывающий несколько приложений. По крайней мере, мы надеемся, что это Руководство по выбору может облегчить диалог, который так важен для определения наилучшего и наиболее экономичного проводного продукта для вашего приложения.
Раздел 1. Основные элементы высокотемпературного изолированного провода
Пять основных элементов высокотемпературного изолированного провода: провод, изоляция, защитная оплетка, оболочка и экран.Не все элементы подходят для каждой конструкции. Для более простых конструкций может потребоваться только провод и изоляция. Когда ожидается тяжелая работа при повышенных температурах, могут потребоваться более сложные конструкции. Каждый элемент следует обсудить с поставщиком проволоки.
Проводник
Критически важными переменными для выбора проводника являются состав проводника, его диаметр и скрутка. В первую очередь следует учитывать ожидаемую рабочую температуру, поскольку материалы проводников различаются по термостойкости.Далее следует оценить способность проводника проводить ток без превышения номинального значения температуры проводника и изоляции. Для получения дополнительной информации о допустимой нагрузке обратитесь к таблицам NEMA (вставьте идентификатор таблицы) или NEC (вставьте идентификатор таблицы) для получения соответствующих данных.
Изоляция
Назначение первичной изоляции — сдерживать и направлять напряжение. Материалы, выбранные для первичной изоляции (термопласты, синтетические каучуки и слюда), обладают хорошими диэлектрическими свойствами, а также термостойкостью.Для тяжелых условий эксплуатации следует определить, может ли потребоваться вторичная изоляция для защиты от порезов, разрывов или других повреждений. Поскольку первичную изоляцию обычно выбирают по ее диэлектрической прочности, выбор может отражать некоторый компромисс физических свойств.
Плетение
Стекловолокно широко используется в плетеной внешней оболочке для ограниченной механической защиты. Стеклянная оплетка почти всегда пропитана соответствующей высокотемпературной отделкой для предотвращения истирания или проникновения влаги, а также для улучшения сцепления волокон.
Оболочка
Также называемые оболочкой, куртки обычно экструдируются из термопластов или термореактивных материалов для механической, термической, химической защиты и защиты окружающей среды. Он также используется в качестве дополнительной электроизоляции над металлическими экранами.
Экранирование
Металлический экран в виде гофрированной или плоской ленты или тканой оплетки, используемой для защиты изоляции в тяжелых условиях эксплуатации. Кроме того, он предотвращает утечку генерируемых электроэнергии помех в окружающую среду.Металлический экран также обычно используется в низковольтной проводке связи для защиты целостности сигнала.
Раздел 2 — Руководство по применению и спецификациям
Определение требований к электрооборудованию
При выборе провода с высокотемпературной изоляцией должны быть соблюдены электрические требования — рабочее напряжение, номинальная температура проводника и допустимая нагрузка по току (допустимая токовая нагрузка). Температурный режим провода определяется сочетанием тепла окружающей среды и тепла, выделяемого током.
Тепло, выделяемое током, рассчитывается путем подбора материала и диаметра проводника в соответствии с рабочей силой тока. Окружающее тепло — это дополнительное тепло, ожидаемое от приложения. Из-за различий в теплоотдаче через изоляцию и других факторов, допустимая нагрузка по току является сложной переменной для выбора. По этой причине дизайнеры продуктов добавляют запасы прочности. То есть они определяют проводники с большей емкостью, чем показывают теоретические расчеты.
ПРИМЕЧАНИЕ. См. Таблицы «Номинальная пропускная способность» и «Снижение номинальных значений температуры» в «Списке таблиц »
Соответствующие условия окружающей среды
После выполнения требований к электрооборудованию для приложения необходимо провести тщательную оценку условий окружающей среды, которые могут повредить изоляцию и, таким образом, ухудшить или нарушить целостность цепи.
Просмотрите и примите во внимание следующие условия относительно заявки. Возможные нарушения целостности цепи не ограничиваются только следующими: температура окружающей среды, влажность, истирание, термическая стабильность, химическое соединение, механическое воздействие, низкая температура, огнестойкость, простота снятия изоляции, подключения и прокладки.
Раздел 3 — Выбор проводника
Температурные характеристики материалов проводников
| Проводник * (в скобках указаны коренные обозначения) | Максимальный температурный диапазон, ° C |
|---|---|
| Чистая медь (BC) * | 200 |
| луженая медь (TC) * | 200 |
| Никелированная медь (NPC) ** | 250 |
| Никелированная медь (NCC) ** | 550 |
| Посеребренная медь (SPC) | 200 |
| Никелированное железо (NPI) | 250 |
| Никель (NA) | 550+ |
* Для класса 200 C отдельные жилы из чистой или луженой меди должны быть равны 0.015 дюймов (AWG # 26) или больше. AWG # 30 (0,010 дюйма) не может быть рассчитан на температуру 200 ° C для неизолированной или луженой меди. Его необходимо защитить никелем или серебром.
** NPC состоит из 2% никеля и 27% никеля от веса проводника.
Токонесущая способность
Максимальный ток (допустимая нагрузка) — это ток, который проводник может выдержать до того, как температура — проводника И изоляции — превысит допустимый предел. Ниже перечислены ключевые факторы при определении допустимой нагрузки:
Размер и материал проводника:
Электропроводность материалов проводников варьируется в широких пределах.Эти отклонения влияют на допустимую нагрузку по току. Кроме того, при уменьшении диаметра и массы проводника уменьшается допустимая нагрузка на ток.
Ампер:
По мере увеличения приложенного тока выделяется больше тепла проводника. Один медный проводник AWG 16 при температуре окружающей среды 30 C поднимается до 80 C с током приблизительно 19 ампер; при 22 А температура на медном проводе AWG 16 повышается примерно до 90 C.
Температура окружающей среды:
Электрический ток вносит лишь один вклад в тепло.По мере повышения температуры окружающей среды — температуры воздуха, окружающего провод, — для достижения номинальной температуры изоляции требуется меньше тепла, выделяемого током. Таким образом, допустимая нагрузка зависит также от тепла окружающей среды.
Тип изоляции:
Теплоотдача через изоляцию зависит от типа изоляции. Скорость рассеивания влияет на общее тепло и, следовательно, на допустимую нагрузку. Проблема рассеивания становится еще более сложной, когда провод заключен в плотно ограниченное пространство.
По этим причинам определение допустимой токовой нагрузки проводника — неточный процесс. Следовательно, инженеры-конструкторы, ответственные за принятие таких решений, могут эмпирически оценивать конструкции проводов, используя руководящие принципы, установленные различными стандартами, такими как Национальный электротехнический кодекс. Они также могут намеренно занижать расчетную допустимую нагрузку на провод для достижения большего запаса прочности и увеличения срока службы продукта.
Раздел 4 — Изоляция, плетение, оболочка, экранирование
Изоляция
Первичная изоляция — Первичная изоляция содержит и направляет напряжение.При размещении рядом с проводником в виде экструдированного покрытия или обмотки изолентой его основные требования заключаются в хороших диэлектрических или синонимических изоляционных свойствах. Первичная изоляция выбирается из нескольких классов материалов: термопластов, включая экструдированный и намотанный лентами тефлон *; синтетические каучуки; слюда; и стекловолокно.
Вторичная изоляция — Первичная изоляция, обычно выбираемая из-за превосходных диэлектрических свойств и термостойкости, иногда может потребовать вторичной изоляции для защиты от порезов, разрывов или других физических злоупотреблений.
Вторичная изоляция может иметь хорошие диэлектрические свойства, а может и не иметь, и обычно применяется в виде ленты или сервировки. Стандартные конструкции, в которых используются проверенные стеклянные порции или фторуглеродные ленты, обеспечивают наибольшую рентабельность. Экзотические материалы (такие как пленка Kapton *, стойкая ко всем химическим веществам, кроме сильных оснований) могут использоваться для удовлетворения особых требований в более необычных условиях.
Плетение
Стекловолокно — основной материал, используемый для плетения.Чтобы предотвратить истирание, улучшить влагостойкость и улучшить сцепление волокон, производители проволоки почти всегда пропитывают плетеное стекловолокно и покрывают его высокотемпературными лаками. Плетеные проволоки подходят для работы с высокими температурами.
Для механической защиты арамидный материал, обычно называемый K-волокном (кевлар *), используется для одножильных силиконовых кабелей большого размера или для внешнего покрытия многожильных высокотемпературных кабелей.
Оболочка
Куртки — это защитные оболочки, выдавленные поверх изоляции.Также называемые оболочками, материалы оболочки устойчивы к истиранию, химическим веществам и целому ряду опасностей для окружающей среды.
Оболочка обеспечивает дополнительную механическую защиту изоляции провода, но также может служить электрической изоляцией для изоляции материалов экрана, таких как медная оплетка, от внешней среды.
Чтобы выбрать правильный материал оболочки, необходимо тщательно оценить условия эксплуатации и стоимость с помощью поставщика проволоки.
Экранирование
Экранирование — это металлический кожух — плетеные или обслуживаемые жилы из луженой меди, посеребренной меди, никелированного железа или нержавеющей стали — обеспечивающий механическую защиту в суровых условиях.
Экранирование относится также к защите электронных схем от электрических или электронных помех.
Экранирование провода с высокотемпературной изоляцией используется для предотвращения выхода электрических помех через изоляцию провода для нарушения чувствительных низковольтных электронных схем или для механической защиты.
ПРИМЕЧАНИЕ:
* Teflon, Kapton и Kevlar являются зарегистрированными товарными знаками E.I. DuPont de Nemours & Company.
Закрытие
Следующее руководство по выбору, мы надеемся, разъясняет или выдвигает на первый план конкретные требования или вопросы по защите высокотемпературных проводов и кабелей.Лучше всего Radix Wire умеет создавать решения для качественных изделий с высокотемпературными выводами для приложений с рабочими температурами до 1000 ° C. Для дальнейших запросов свяжитесь с нами.
Выберите правильный размер провода для вашего приложения
При установке программируемого источника питания AMETEK необходимо правильно выбрать размер проводов, которые вы используете для подключения входного питания переменного тока к источнику питания и выхода переменного или постоянного тока к нагрузке. Выбор калибра провода правильного размера гарантирует, что ваш источник питания будет работать эффективно и надежно.
Приведенные ниже таблицы помогут вам определить подходящий размер провода как для входных, так и для выходных соединений. В таблице 1 приведены минимальные рекомендуемые сечения для медных проводов, работающих при температуре окружающей среды не более 30 ° C. Данные в этой таблице взяты из Национального электротехнического кодекса и предназначены только для справки. Местные нормы и правила могут предъявлять различные требования, поэтому обязательно ознакомьтесь с ними перед окончательной установкой. Для работы с более высокими токами провода можно соединить параллельно; см. рекомендации в Национальном электротехническом кодексе.
Таблица 1.Есть две основные причины выбора провода правильного размера для нагрузки. Первая причина состоит в том, чтобы гарантировать, что кабель может безопасно выдерживать максимальный ток нагрузки без перегрева, который может представлять опасность пожара или привести к ухудшению изоляции. Вторая причина — минимизировать падение напряжения ИК-излучения на кабеле. Оба эти явления имеют прямое влияние на качество электроэнергии, подаваемой к источнику питания и от источника питания и соответствующих нагрузок.
Если температура окружающей среды в установке выше 30 ° C, рассмотрите возможность использования провода большего сечения, чем показано в Таблице 1.Способность провода проводить ток, также называемая его допустимой нагрузкой, уменьшается с увеличением температуры окружающей среды. Поэтому используйте короткие кабели с проводом большего сечения, чем показано в таблице 1. И, если кабели питания должны быть связаны с другими кабелями, вам, возможно, придется еще больше снизить номинальные характеристики, поскольку рабочая температура внутри пучка может быть выше, чем температура окружающей среды. температура.
Также будьте осторожны при использовании опубликованных кодов проводки коммерческих коммунальных служб. Эти нормы разработаны для внутренней проводки домов и зданий, и, хотя они учитывают факторы безопасности, такие как потери в проводке, нагрев, пробой изоляции и старение, они допускают падение напряжения на 5%.Такое высокое падение напряжения может быть неприемлемо для вашего приложения.
В высокопроизводительных приложениях, где нагрузки потребляют большие пусковые или переходные токи, обязательно учитывайте пиковые токи, которые, возможно, придется выдерживать кабелям. Эти пиковые токи могут в пять раз превышать среднеквадратичные значения тока. Недооцененный калибр проволоки увеличивает потери, которые изменяют характеристики пускового тока приложения и, следовательно, ожидаемую производительность.
Таблица 2 показывает допустимую нагрузку, сопротивление на 100 футов и падение напряжения на 100 футов.при номинальном токе и температуре окружающей среды 20 ° C. Медный провод имеет температурный коэффициент α = 0,00393 Ом / ° C при t1 = 20 ° C, так что при повышенной температуре t2 сопротивление будет R2 = R1 (1 + α (t2 — t1)).
Таблица 2.Выходные силовые кабели должны быть достаточно большими, чтобы падение напряжения в линии (сумма падений напряжения на обоих выходных проводах) между источником питания и нагрузкой не превышало возможности дистанционного измерения источника питания. Рассчитайте падение напряжения по следующей формуле: Падение напряжения = 2 × расстояние в футах × сопротивление кабеля на фут × ток.
Для получения дополнительной информации о проводе правильного калибра для вашего приложения обращайтесь в AMETEK Programmable Power. Вы можете отправить электронное письмо по адресу [email protected] или по телефону 800-733-5427.
Выбор нихромовой проволоки и трансформатора
Я рекомендую вам прочитать информацию о трансформаторе (Понимание трансформаторов), чтобы вы лучше понимали трансформаторы, если вы не знаком с ними. На странице «Дизайн источника питания» объясняется, как построить полный блок питания. поставка для резака для вспененной горячей проволоки после того, как вы выбрали проволоку и трансформатор.
На этой странице собрана информация о том, как выбрать оба нихромовая проволока и трансформатор для блока питания, потому что они идут вместе — один зависит от другого.
Измерение провода
Проволока измеряется калибром. Есть несколько различные эталоны манометров, поэтому обычно используется десятичное измерение вместо манометра. Теперь. Для нихромовой проволоки и других цветных металлов используется американский стандарт калибра AWG. Калибр проводов, и это стандарт, который я использую на своем веб-сайте, но я также указываю десятичный дюймы.AWG такой же, как у стандарта B&S, Brown и Sharp. Этот стандарт также используется для медный и алюминиевый провод такого же калибра, какой используется для электропроводки в вашем доме.
Проволока из черных металлов, такая как железо и проволока из нержавеющей стали обычно используют калибр проволоки W&M, Washburn & Moen.
Сравнительная таблица размеров проводов различного калибра стандарты и дополнительную информацию о калибрах проводов и их происхождении можно найти здесь: http: // www.sizes.com/materls/wire.htm. Еще одна полезная сравнительная таблица, содержащая десятичный эквивалент, а не размер шкалы, как выше можно найти здесь: http://www.dave-cushman.net/elect/wiregauge.html.
По мере увеличения номера калибра размер провода увеличивается. меньше. Калибр AWG 40 — это прекрасно, в то время как калибр AWG 14 почти такой же большой, как домашняя проволочная вешалка для одежды.
Какой размер провода мне использовать?
Вы можете использовать провода любого сечения.Пена может быть и режется проволокой размером от 40 калибра (0,003 дюйма) до 11 калибра (0,091 дюйма) диам.). Самый распространенный размер — 26 калибра. Короткий кусок проволоки 40 калибра был используется с 9-вольтовой батареей для резки очень тонких (0,020 дюйма) и узких полосок пенопласта для прогулочные планеры для воздушного серфинга. Две батареи типа D могут привести в действие 4-дюймовый кусок нихромовой проволоки 32-го калибра в маленькой руке. прошел резак для пенопласта.
Источник питания 12 В питает до 24 дюймов 26 калибр проволоки.Сюда входят почти все настольные резаки для пенопласта, обычный тип резака для пенопласта, и будет включать небольшие резаки для лука. Вот почему 26 калибра самый распространенный. Размеры от 24 до 30 также использовались для настольных моделей.
калибр от 16 до 11 используется для резки пенопласта. формы, такие как лепка, потому что они достаточно жесткие, чтобы держать форму, а не прямой. На кусок нихромовой проволоки 14 калибра диаметром 12 дюймов требуется только 1 штука.9 вольт, но почти 12 усилители. Проволока большего диаметра также используется для очень длинных фрез, например 8 или 10 футов.
Фактор натяжения
Все металлы расширяются при нагревании, поэтому нихромовая проволока при температура резки также увеличивается и увеличивается. Из-за этого какой-то метод Для резки пенопласта необходимо поддерживать натяжение проволоки. Это обычно выполняется либо с помощью упругой рамы, между которой протягивается проволока, либо с помощью пружины. использовал.Также возможно использование груза с тросом над шкивом. Натяжение проволоки также помогает удерживать ее в раздражении, поэтому при небольшом давлении режущая пена, проволока остается достаточно прямой, что необходимо для хорошего качества и равномерный крой.
Из-за необходимости натяжения проволока Таким образом, меньшее натяжение может быть применено без разрыва или постоянного растяжения проволоки. Использование проволоки 40 калибра означает, что возможно очень небольшое натяжение, и будет труднее сохранить Проволока насмехается при резке.Чем длиннее проволока, тем большее давление нужно приложить к проволоке, чтобы она оставалась прямой и насмехалась. Вот почему, как правило, чем длиннее проволока, тем она должна быть толще. Нет стандарта длины и калибра поскольку теоретически можно использовать любой размер на любой длине при надлежащем напряжении и текущая мощность источника питания.
Зависимость датчика / тока / температуры
Температура прямого провода при комнатной температуре спокойный воздух можно рассчитать.Заданная температура приведет к определенному току протекает через проволоку определенного диаметра. Неважно, какой длины будет провод, данный ток, протекающий через провод, приведет к той же температуре. Для Например, провод 26 калибра с протекающим через него 2,1 ампера приведет к температуре 600 градусов по Фаренгейту. будь то 2 дюйма в длину или 200 дюймов в длину.
Чем больше диаметр, тем больше требуется тока нагреть до той же температуры.Например, только 0,31 ампера приведет к 600F в 40 калибра провода, но для провода калибра 14 требуется 11,6 ампер. Кроме того, чем больше диаметр проволоки, тем больше времени потребуется для достижения равновесной температуры.
Температура равновесия.
Причина, по которой прямой провод достигает заданной температуры и остается там в спокойном воздухе комнатной температуры, потому что ток продолжает производить больше нагрейте, пока течет ток.В то же время тепло отводится от провода до окружающего воздуха. Чем горячее проволока, тем быстрее нагревается переведен прочь. Проволока достигает равновесной температуры, когда выделяемое тепло равно теплу, переданному прочь.
Если свернуть провод в тугую катушку, как в нагревателях, передача тепла от проволоки уменьшается, потому что в данном объеме проволоки больше воздуха, и проволока станет горячее.
Таким же образом провод контактирует с любым другим материал изменит скорость передачи тепла от проволоки. Если материал это находится в контакте с хорошим проводником тепла, таким как медь, равновесная температура будет ниже, потому что тепло отводится быстрее. Если материал в контакт с плохим проводником тепла (изолятором) равновесная температура будет выше, потому что отводится меньше тепла.Эти ситуации приводят к сложным уравнения теплопередачи, которые нелегко решить. В этом случае экспериментирование Требуется найти правильный провод и напряжение для создания желаемой температуры.
При использовании в печах, печах и в закрытых отапливаемых областях провод сопротивления будет становиться все более горячим по мере того, как печь или печь нагреваются, если не изменять напряжение. В равновесная температура основана на температуре окружающего воздуха и будет довольно постоянная РАЗНИЦА температуры между проводом и температура воздуха.Итак, если вы начали с 28 футов 22 калибра проволока, которая была намотана таким образом, чтобы температура была вдвое выше, чем у прямой провод, это будет около 1200F (316C), разница в 1130F между температурой воздуха и провода, если температура воздуха в корпусе стартовал на 70F. Если бы провод при этом просто покраснел бы температура. К тому времени, когда вы достигнете 1400F (760C) воздух в помещении температура, температура провода будет 1400F плюс разница 1130F или 2530F. Проволока плавится . Для печей и прочие высокотемпературные оболочки, калибр, тип, длина, катушка проводов размеры и приложенное напряжение должны быть тщательно спроектированы, чтобы ограничить температура проволоки при конечной достигнутой температуре воздуха должна быть хорошей ниже точки плавления, и прибор должен быть рассчитан на отключение при целевой температуре или ниже. Это нетривиальный дизайн процесс и обычно должен быть предоставлен инженеру, обученному теплоте перевод и электротехническое проектирование.
Ток, создаваемый приложенным напряжением
Как уже упоминалось выше, не имеет значения, какой длины проволоки, определенный ток, протекающий через проволоку заданного диаметра, приведет к заданному температура на открытом воздухе. Так как же создается этот ток? Приложенное напряжение через два конца провода создают этот ток. Чем длиннее провод, тем больше напряжение требуется для создания такого же тока.Это связано с разницей в общее сопротивление провода разной длины.
Закон Ома
ЗаконОм необходим для определения силы тока и напряжение отношения. Закон об омах гласит:
В = ИК
V — это напряжение в вольтах (традиционный E используется для напряжение и означает электродвижущую силу вместо V), I — ток в амперах, а R — сопротивление в Ом.Вы можете переставить формулу, чтобы найти текущий:
I = V / R
Из этого видно, что сопротивление растет, так же требуется напряжение, чтобы получить такой же ток. Сопротивление нихромовой проволоки указывается в омах на фут. Чем длиннее провод, тем большее сопротивление он имеет. чем длиннее провод, тем большее напряжение требуется для проталкивания тока через сопротивление провода.
Какой трансформатор мне нужен?
Мощность рассчитывается по формуле:
W = I
2 R или W = VIТрансформатор обычно измеряется в ваттах или вольт-амперах. Для небольших трансформаторов они по сути одинаковы и взаимозаменяемы. Тебе следует знать мощность, необходимую для нагреваемого провода, чтобы знать, какого размера будет трансформатор требуется.Чтобы рассчитать это, вы сначала решаете, какой калибр вы будете использовать, и найдете Ом на фут сопротивления этого провода. Например, провод 26 калибра имеет сопротивление 2,67 Ом на фут. Если вы используете проволоку для резки пенопласта, нормальный желаемая температура 600F. Чтобы обеспечить некоторую гибкость в температуре, цифра 800F. (Вы всегда можете выключить его, если у вас есть источник переменного напряжения). Вам также необходимо знать длину провода. Допустим, вы будете использовать 2 фута.Теперь вы можете рассчитать сопротивление, напряжение и требования к мощности.
I = 2,6 ампер (из температурной таблицы)
r = 2,67 Ом
R = RL = 2,67 X 2 = 5,34 Ом
В = IR = 2,6 X 5,34 = 13,9 В
P = VI = 13,9 X 2,6 = 36,1 Вт
I = ток в амперах
r = сопротивление на фут провода в Ом
R = общее сопротивление провода
L = длина провода в футах
P = мощность в ваттах
Значит, вам нужен трансформатор, способный потушить хотя бы 2.6 ампер с номинальной мощностью 36 Вт или более при выходном напряжении 13,9 В или более. В самое близкое, что вы можете найти с таким напряжением или выше, — 24 вольт. Вы можете использовать диммер, чтобы уменьшите напряжение (см. страницу с описанием блока питания). Вам нужно 2,6 ампера, чтобы вы необходимо умножить требуемые амперы на выходное напряжение, чтобы получить мощность в ваттах, 2,6 X 24 = 62,4 Вт или вольт-ампер. Ближайший к 62,4 Вт и более — 24 Вт. выходное напряжение, трансформатор 100 Вт.
Вы решили, что это слишком много, и хотите использовать 50 трансформатор ватт. Что ты можешь сделать? Понизить напряжение? Нет, это будет снизить температуру. Сделать провод короче? Может быть. Помните, что текущий требуется одинаково независимо от длины провода, и данный трансформатор ограничен определенное количество тока, протекающего по его обмоткам, независимо от напряжения. В мощность трансформатора ограничена его способностью передавать тепло.Жара измеряется в ваттах и определяется током и сопротивлением, поэтому, если ни одно из значений не изменится, Вт остается прежним. Если вы снизите первичное напряжение на трансформаторе, выходное напряжение также падает, но сопротивление обмоток не меняется, поэтому максимальный ток тоже не меняется. Укорочение провода не меняет текущее требование, но не меняет требования к напряжению.
Как выяснилось, требование напряжения для 18 дюймов нихромовая проволока при 800F — 10.4 вольта, поэтому вместо выходного трансформатора 24 вольт, 12 вольт мощность, можно использовать трансформатор на 50 Вт. Текущая мощность составляет 50/12 = 4,1 ампер, значительно выше требуемых 2,6 ампер. Трансформатор на 12 вольт на 50 ватт имеет более тяжелый обмотка, чем выход 24 В, поэтому он может выдерживать удвоенный ток, но весь трансформатор намного меньше 100-ваттного трансформатора.
Трансформаторы — калибр и максимальная длина
Ниже приведены несколько примеров из 27 трансформеры ношу сейчас.Увидеть страница трансформатора, где каждый трансформатор имеет свой график. На графиках показана минимальная и максимальная длина каждого Трансформатор нагревается до 800F при использовании диммера для резки пеной. Для пластика При изгибе проволока должна быть горячее, поэтому максимальная длина будет короче. В нормальная температура резки пенопласта составляет 600F, но расчет на 800F дает некоторое пространство для корректирование. Все выходы, кроме одного, имеют двойное напряжение, поэтому более низкое напряжение обрабатывается более высоким. ток и, таким образом, расширяет диапазон до проводов большего диаметра, потому что допустимая сила тока удваивается, когда напряжение уменьшается вдвое.Чем выше напряжение, тем меньше калибр, но длиннее. провод. Диммеры не доводят до нуля вольт, они доходят примерно до 20%, так что есть минимальная длина провода, которую можно использовать.
| Этот трансформатор можно использовать с
короткие отрезки более жесткой проволоки для фигурной резки. | Этот трансформатор подходит большинству
настольные резаки для пенопласта и средние луки с использованием нихромовой проволоки калибра 24-26 |
Basic Electrical для электропроводки в доме, типоразмеры проводов и пожарная сигнализация
При электромонтаже дома есть много типов проводов на выбор, некоторые медь, другие алюминий, одни предназначены для использования на открытом воздухе, другие внутри помещений. В целом, однако, существует всего пара разновидностей, используемых для электромонтаж жилого дома.
Кабели Romex
Romex (показан желтым цветом выше) — торговое наименование типа электрический провод с неметаллической оболочкой, обычно используется в качестве разводки жилого отделения.Фактически, Romex будет будет самым распространенным кабелем, который вы будете использовать при электромонтаже дома. Ниже приведены несколько основных фактов о проводке Romex:
- Romex ™ — обычный
тип жилой электропроводки, относящийся к категории
Национальный электротехнический кодекс (NEC) в качестве подземного фидера (UF) или
кабель в неметаллической оболочке (NM и NMC).
- NM и NMC состоят из двух или более
изолированные жилы в неметаллической оболочке.В
покрытие кабеля NMC непроводящее, огнестойкое и
влагостойкая. В отличие от других кабелей, обычно встречающихся в
дома, они разрешены во влажной среде, такой как
подвалы.
- Подземные фидерные проводники похожи на НМ и Кабели NMC, за исключением кабелей UF, содержат твердый пластик. сердечник и его нельзя «перекатывать» между пальцами.
- Они должны быть защищены, закреплены и зажаты
коробки устройства, распределительные коробки и приспособления.
- Поддерживайте устройства, которые могут повредить кабели, например
гнутые гвозди и перегнутые скобы не допускаются.
- NM и NMC следует закреплять через определенные промежутки времени.
которые не превышают 4½ футов, и они должны быть закреплены
в пределах 12 дюймов от распределительных коробок и панелей, к которым
они прикреплены. Кабели, не соответствующие этому
Правило может провиснуть и уязвимо для повреждений.
- Предназначены для постоянной электропроводки в домах и не должен использоваться в качестве замены электропроводки прибора. или удлинители.
Romex используется для большинства осветительных приборов и розеток. схемы в вашем доме. Romex будет помечен как «12-2» или «12-3». Первая цифра указывает калибр провода. На ваш выбор обычно 10, 12 или 14 калибра. Секунда число указывает количество проводников. У Ромекса 12-2 будет черный (горячий) и белый (нейтральный) провод, а также медь без оболочки провод для заземления. У Ромекса 12-3 будет черный (горячий), красный (горячий), белый (нейтральный) и голая медь.Красный на 12-3 используется для трехпозиционных переключателей света, которые будут рассмотрены позже.
Romex 12 калибра рассчитан на ток 20 ампер и обычно в желтой рубашке. Romex 14 калибра все еще используется в некоторых приложений, рассчитан на 15 ампер и имеет серую оболочку. 10 манометр Romex имеет оранжевую рубашку и используется для водонагревателей или сушилки для одежды. Для нашей кабины мы использовали Romex 12-го калибра для всех розеток и цепей освещения. Это очень часто в наши дни, а не в пробеге 14 калибра.В добавление к Romex, для электромонтажа дома также требуется несколько больших калибр проводов для приборов большой мощности. Ваш кондиционер или электрическая плита попадает в эту категорию. Таблица ниже перечислите некоторые распространенные типы проводов и номинальную силу тока для электропроводки в доме.
| Калибр проволоки или тип | Номинальная сила тока | Обычное использование |
| 14-2 Romex | 15 А | Цепи освещения |
| 12-2 Romex | 20 А | Цепи освещения и розетки, холодильник |
| 10-2 Romex | 30 А | Водонагреватель электрический, обогреватели плинтусов |
| 10-3 Romex | 30 А | Электрическая сушилка для одежды |
| Кабель диапазона 6/3 Cu | 50 А | Серия, Тепловой насос, Электрический по требованию Водонагреватель |
| Медь 2 калибра | 100 А | Центральное электрическое отопление |
| AL 1/0 SER | 100 А | Алюминиевый питатель 1 / 0-1 / 0-1 / 0-2 провод для выключателя 100 А |
| AL 4/0 SER | 200 А | Алюминий 4 / 0-4 / 0-4 / 0-2 / 0 Сервисный механизм подачи проволоки для Панель выключателя 200A |
Чтобы точно определить, сколько ампер вы можете запустить через провод определенного калибра и для получения более подробной информации о выборе правильную проводку манометра щелкните здесь.
Установка домовой лифт имеет свой набор требований к электричеству. Хотя домашний лифт, вероятно, никогда не понадобился бы в маленькой кабине, он стал довольно распространенным явлением в больших домах.
Общие электрические Электрические схемы
Часто задаваемые вопросы по электрике
Калибр и напряжение проводов Калькулятор капель
Справочные таблицы NEC (2011, 2008, 2005, 2002 и 1999)
Электрооборудование — Основы
Жилой Электрические директивы и нормы
Приблизительный Электрический и тяговый кабель
выключатели и Предохранители
Типы проводов и калибровка
Определение размеров вашей электрической части Сервис
Электрооборудование — Установка главной линии обслуживания
Пожар / дым Установка сигнализации
Электропроводка дверного звонка
Телефонная проводка
Низковольтная проводка
Выводы кабеля
Щелкните значки ниже, чтобы получить Соответствие требованиям NEC ® Электрическое Calc Elite или Electric Toolkit для Android.В Electrical Calc Elite разработан для решения многих распространенных проблем. электрические расчеты на основе кода, такие как сечения проводов, падение напряжения, определение размеров кабелепровода и т. д. Electric Toolkit предоставляет некоторые основные электрические расчеты, схемы подключения (аналогично тем, что можно найти на этом веб-сайте), и другие электрические справочные данные.
Ampacity: выбор кабеля при высокой температуре
Автор оригинала: Сэм Фридман, директор по техническим услугам, Carol® Brand Cord Products, General Cable
Благодаря самоотверженности и изобретательности кабельных инженеров по всему миру доступны кабели для почти бесконечного числа применений.
Сварочный кабель, удлинители, кабель для сценического освещения, провод для ландшафтного освещения, кабель для тепловоза, шнур для основных приборов — вы называете потребность в передаче энергии, а я назову применимый продукт.
Независимо от того, сталкивается ли ваш проект с экстремальными экологическими условиями, требует значительной гибкости или просто требует безупречной надежности и долговечности, важно, чтобы поиск оптимального кабеля начинался с определения его оптимальной допустимой нагрузки.
Амплитудная способность — это максимальный ток, который изолированный проводник может безопасно выдерживать без превышения ограничений по температуре изоляции и оболочки, или, проще говоря, это допустимая электрическая токонесущая способность кабеля.
Большинство силовых кабелей имеют размер в соответствии с их допустимой нагрузкой, факт, который подчеркивает важность первого рассмотрения потребностей в силе тока при выборе портативного силового кабеля.
Таким образом вы избежите серьезных угроз безопасности, повреждения оборудования и простоев производства из-за перегрузки по току, т. Е. Слишком большого тока, протекающего по проводнику, что представляет собой серьезную угрозу для кабеля с недостаточным усилением.
Чрезмерный ток может вызвать перегрев, повреждение изоляции и опасность возгорания / поражения электрическим током, что, в свою очередь, может повредить оборудование из-за перегрева и вызвать неисправности кабеля, что приведет к снижению производительности.
Поэтому важно начинать каждый проект с правильным кабелем, а затем каждую установку проверять и выполнять обученный специалист-электрик.
Существует несколько систем кодов и стандартов, которые могут помочь определить правильную допустимую нагрузку для кабеля питания. Эти кодексы, разработанные для обеспечения руководства как обученными профессионалами, так и конечными пользователями, закладывают основу для проектирования и проверки электрических установок.
Во-первых, это Национальный электротехнический кодекс (NEC или NFPA 70), который каталогизирует требования к безопасным электрическим установкам и представляет собой основной руководящий документ в Соединенных Штатах.
Существуют также правила, установленные Ассоциацией инженеров по изолированным кабелям (ICEA) и Институтом инженеров по электротехнике и радиоэлектронике (IEEE), которые касаются стандартов допустимой нагрузки для силовых кабелей.
Поскольку существует так много разнообразных электрических специальностей, обязательно выберите профессионала, который имеет опыт работы с вашим конкретным приложением и его специфическими требованиями.
В рамках данного обсуждения давайте сосредоточимся на стандартах, установленных Национальным электротехническим кодексом.Поразительно, сколько секций NEC имеет дело с проводом, в зависимости от конкретного приложения пользователя.
Для безопасности проекта важно, чтобы вы изучили ту часть кода, которая сконцентрирована на вашей предполагаемой среде и использовании.
Как я упоминал ранее, температура играет важную роль в определении допустимой нагрузки кабеля. В целях расчета номинальной температуры окружающей среды устанавливается максимальная ожидаемая температура окружающей среды.
В NEC значения в таблицах допустимой нагрузки основаны на температуре окружающей среды 30 ° C.Для определения допустимой нагрузки при температуре окружающей среды, отличной от 30 ° C, кодекс включил поправочные коэффициенты для этих других температур в таблицы допустимой нагрузки в статье 310.
Допустимая токовая нагрузка одиночного проводника рассчитывается на основе размера электрифицированного проводника, установленной температуры окружающей среды и номинальных температур изоляции и соединений оболочки.
Повышение номинальной температуры соединений и / или увеличение размера проводника увеличивает допустимую нагрузку на кабель.И наоборот, повышение температуры окружающей среды снизит допустимую нагрузку.
Однако количество токопроводящих жил в кабеле также влияет на допустимую нагрузку. Когда группа кабелей проложена близко друг к другу, NEC требует снижения допустимой токовой нагрузки для каждого отдельного кабеля.
Это связано с тем, что плотно собранные кабели могут создавать значительное накопление тепла, которое может превышать номинальную температуру используемых соединений. Этот эффект группирования также препятствует рассеиванию тепла, что еще больше увеличивает риск повреждения кабеля из-за перегрева.
См. Таблицу 310.15 (B) (2) (a) NEC для получения подробной информации о снижении допустимой нагрузки в зависимости от количества кабелей, используемых в кабеле, кабелепроводе или кабелепроводе.
Важно помнить, что нагрев разрушает большинство обычных изоляционных материалов, и это разложение напрямую влияет на допустимую нагрузку кабеля — это еще одна причина, по которой следует учитывать допустимую нагрузку по току при выборе кабеля.
Таким образом, вы подтверждаете, что изоляционный материал и оболочка проводника могут выдерживать тепловую нагрузку, вызванную протеканием электрического тока, и исключаете возможность воздействия на кабели температур выше, чем они рассчитаны.
NEC также позволяет рассчитывать допустимые токовые нагрузки. Однако это следует делать только под техническим надзором и когда известны параметры кабеля и установки. Статья 310.15 (C) предоставляет метод для выполнения этого расчета.
Есть некоторые конкретные кабельные приложения, для которых NEC не устанавливает нормативы допустимой нагрузки, включая кабель для горнодобывающей промышленности и служебный кабель. Например, большинство номинальных значений допустимой нагрузки для кабеля для горнодобывающей промышленности взяты из стандартных таблиц ICEA, которые предполагают, что температура окружающей среды составляет 40 ° C по сравнению с30 ° С.
Из-за множества специализированных приложений, номинальные значения допустимой нагрузки для большинства электрических кабелей для генерации и передачи / распределения энергии указываются в зависимости от использования, например, проложенный под землей кабель, подвесной кабель (например, линии передачи) и внутриканальный кабель. Эти конкретные установки также требуют специальных инженерных расчетов, которые включают такие факторы, как температура, скорость ветра и воздействие солнечного света.
Понятно, что такие узкоспециализированные установки требуют не только уникальных нормативов допустимой допустимой нагрузки, но также технического надзора и опыта квалифицированного электрика.
Итак, в следующий раз, когда вы будете искать решение для кабеля, начните поиск с определения требований к допустимой нагрузке на ток.
Таким образом можно избежать опасного перегрева, предотвратить повреждение оборудования и обеспечить долгосрочную безопасность выбранного кабеля.