Главное меню

Расчет падения напряжения


Расчёт потерь напряжения в кабеле

 

Потеря напряжения в кабеле — величина, равная разности между установившимися значениями действующего напряжения, измеренными в двух точках системы электроснабжения (по ГОСТ 23875-88). Этот параметр необходимо знать при производстве любых электромонтажных работ — начиная от видеонаблюдения и ОПС и заканчивая системами электроснабжения промышленных объектов.

 

Рис.1 Рис.2

При равенстве сопротивлений Zп1=Zп2=Zп3 и Zн1=Zн2=Zн3 ток в нулевом проводе отсутствует (Рис.1), поэтому для трёхфазных линий потери напряжения рассчитываются для одного проводника.

В двух- и однофазных линиях, а также в цепи постоянного тока, ток идёт по двум проводникам (Рис.2), поэтому вводится коэффициент 2 (при условии равенства Zп1=Zп2).

Доступна Windows-версия программы расчёта потерь напряжения

Пояснения к расчёту

Расчёт потерь линейного (между фазами) напряжения в кабеле при трёхфазном переменном токе производится по формулам:

 

Для расчёта потерь фазного напряжения U=220 В; 1 фаза.

 

P - активная мощность передаваемая по линии, Вт;
Q - реактивная мощность передаваемая по линии, ВАр;
R - удельное активное сопротивление кабельной линии, Ом/м;
X - удельное индуктивное сопротивление кабельной линии, Ом/м;
L - длина кабельной линии, м;
- линейное напряжение сети, В;
- фазное напряжение сети, В.

 

Пожелания, замечания, рекомендации по улучшению раздела расчётов на нашем сайте просьба присылать по электронной почте [email protected]

Разрешается копирование java-скриптов при условии ссылки на источник.

 

ВСЕ РАСЧЁТЫ

Расчет падения напряжения в кабеле рассчет и мероприятия

Ed Valitov 26.11.2018

 

Доброго дня, уважаемые гости и читатели нашего блога! Сегодня мы хотели бы рассказать Вам о том, как выбрать электрический провод для системы энергоснабжения объекта так, чтобы

не пришлось кусать локти, сетуя на скачки напряжения или нехватку мощности для одновременного питания всего комплекса оборудования.

Основной акцент в этом деле делаем на диаметр провода для проходящего по нему тока, и расчет падения напряжения в кабеле как раз и призван решить эту задачу.

Давайте вместе выясним, как производится расчет, а также узнаем, каким образом можно увеличить показатель силового напряжения электрической сети, повысив тем самым безопасность электроустановок.

Содержание статьи

Что нам нужно знать?

Всем известно, что кабельная проводка передает электроэнергию от источника – линии электропередачи – к конечному потребителю – жилым, административным зданиям, строительным объектам и т.п.

При движении тока по металлическому проводу часть энергии теряется в нем из-за сопротивления току самого металла.

Поэтому потребителю достается не та часть электричества, которая отошла от источника, а несколько меньшая с учетом потерь при движении тока.

Для обеспечения оптимального распределения нагрузки и стабильности напряжения провод для электрической сети необходимо выбирать определенного размера – сечения, которое определяет диаметр провода.

Падение напряжения будет также зависеть от длины проводника.

Расчетная величина падения не должна сильно отклоняться от исходного нормативного значения.

При увеличении подключаемой нагрузки также возрастают препятствия для прохождения тока.

Кроме того, при небольшой силе тока увеличивается сопротивление проводника, поэтому происходит падение напряжения, ведь все мы из школы помним математическую зависимость:

I = U / R.

Поэтому, если взять два разных по длине проводника одинакового сечения, то потери выше у более длинного из них.

Следовательно, при прокладке токоведущего кабеля для ЛЭП или других электрических установок основным критерием наряду с сечением проводника выступает его длина.

А можно ли рассчитать эту величину в обычных бытовых условиях, используя подручные средства?

Разумеется, определить снижение напряжения мы сможем тремя способами:

Важно. Значение этой величины может быть минимальным — от 0,1 В. Советуем применять для измерения приборы не ниже класса точности 0,2.

Причины падения напряжения

В большинстве случае для монтажных работ выбор останавливают на жилах двух сортов металла. Это:

  1. медь;
  2. алюминий.

Они защищены изоляционной обмоткой.

Реже применяют термоусадку для самостоятельной изоляции жильных проводов.

То есть задача изоляции – создать диэлектрическую оболочку для проводника,

потому как в одном кабеле все провода лежат очень плотно друг к другу.

При протяженных линиях сердечники под обмоткой создают некоторый заряд с ёмкостным сопротивлением, по причине чего и возникает падение напряжения.

Оно происходит по следующему алгоритму.

  1. Проводящая жила под воздействием тока греется, затем создается ёмкостное реактивное сопротивление.
  2. Преобразования в элементах цепи делают мощность электрической энергии индуктивной.
  3. Сопротивление каждой фазы всей цепи возникает из-за резистивного сопротивления проводов.
  4. Каждая токопроводящая жила имеет полное сопротивление при подключении кабеля на токовую нагрузку.
  5. Если используются три фазы, то линии тока в них симметричны, нейтральная жила при этом проводит почти нулевой ток.
  6. Полное (комплексное) сопротивление создает потери напряжения, потому что ток в цепи движется с некоторым отклонением за счет реактивного сопротивления.

Данную схему можно представить графически: горизонтальная прямая линия, выходящая из определенной точки – сила тока.

Из той же точки выходит линия входного напряжения U1 и линия выходного напряжения U2, первая под большим, а вторая под меньшим углом к вектору силы тока.

Падение напряжения будет равно геометрической разнице между направлениями U1 и U2.

На рисунке – отрезок AB и есть падение, это гипотенуза треугольника.

Катеты BC и AC – показатели понижения напряжения с учетом реактивного и активного сопротивлений.

Линия AD – это значение энергетических потерь.

Эту схему удобно применять, когда нет доступного способа описать показатель понижения напряжения математически, т.к. вручную его рассчитывать довольно трудно.

Результат падения напряжения

А что становится результатом этого процесса в фундаментальном смысле?

Давайте посмотрим, что происходит при снижении этой характеристики электрической энергии.

В соответствии с нормативной документацией ПУЭ, потери при движении тока от трансформаторной подстанции до самого отдаленного участка по электрической нагрузке для населенного пункта должны быть не более 9 %.

При этом потери в размере 4 % разрешаются от главного ввода до потребителя электроэнергии, а 5 % – от трансформатора до главного ввода.

В трехфазных коммуникациях нормативный показатель по ГОСТ 29322-2014 составляет 400 В ± 10 % при нормальной эксплуатации линии.

 

Отклонение этой величины от норматива может приводить к следующим результатам для стационарных объектов или электрических приборов.

  1. Сбои в работе электроустановок, неправильная работа оборудования, выход его из строя, нарушение освещения объекта.
  2. Отключение электроприборов или сбои их корректной работы.
  3. Понижение ускорения вращения у электрических двигателей при старте, потери энергии, отключение устройств при нагреве.
  4. Некорректное распределение электронагрузки от начала линии до удаленного конца провода между объектами потребления.
  5. Работа на 50 % осветительных устройств помещения.

Нормальным значением для потерь при стандартном рабочем режиме электролинии является 5 %.

Эту величину допускается принимать для электросетей на этапе проекта.

Относительно токов большой мощности строятся протяженные электрические магистрали.

Важно. К устройству ЛЭП на всех стадиях предъявляются высокие требования. Поэтому важно просчитывать потери на всех участках магистрали, от главного магистрального пути до линий второстепенного назначения.

Рассчитываем падение напряжения

При вычислении обязательно учитываем активное и реактивное сопротивления, составляющие комплексное (общее) сопротивление цепи, а также мощность.

Формула для расчета этого показателя на участке цепи длиной L выглядит так:

∆U = (P * r0 + Q * x0) * L / Uном,

где

Как мы сказали выше, на практике допускаются отклонения от нормативного показателя по ПУЭ. Разрешенные пределы отклонения:

В итоге вычисления мы получим процентный показатель.

Приведем пример.

Суммарная потребляемая мощность всех приборов в доме – 2 кВт.

Все приборы подключены к сети.

Тогда сила тока I = 2 * 1000/220 = 9 А.

Далее нам необходимо знать формулу расчета потерь напряжения.

Она выглядит следующим образом:

∆U = (I * р * L) / S.

Используя эту формулу, получаем потери в кабеле:

∆U = (I * R / U) * 100 % = 2 (два провода) * 0,0175 / 1,5 * 30 = 0,7 Ом.

                Тогда значение понижения напряжения будет равняться:

∆U = (9 * 0,7 / 220) * 100 % = 2,86 %.

Полученная величина вполне вписывает в нормативный по ПУЭ показатель 5 % отклонения.

Это значение, к тому же, очень выгодно для конечного потребителя, поскольку он получает электроэнергию полной мощности с потреблением электричества более низкого напряжения.

Это позволяет существенно снизить затраты потребителей на электроэнергию.

Еще один способ определения величины потерь напряжения предполагает использование таблицы, которая представлена в профильных методических указаниях для инженеров ЛЭП.

Там учтены все технические качества линии и оборудования, в зависимости от которых можно «достать» значение потерь для определенных условий эксплуатации.

Как уменьшить падение напряжения в электрической сети

При выполнении работ по прокладке кабеля сечение провода, взятое по допустимому понижению, превосходит таковую величину, выбранную по нагреву проводника.

Это приводит к удорожанию электричества для потребителя.

Как уменьшить этот показатель?

Ведь от него зависит итоговая цена за 1 кВт электроэнергии.

Опишем несколько способов сделать это.

 

Как уменьшить потери в кабеле

Потери напряжения приводят к дополнительным затратам.

Для того чтобы понизить этот показатель, можно воспользоваться следующими методами.

Замечание. Для того чтобы понизить сопротивление кабеля, а, соответственно, потери электричества в нем, можно попробовать улучшить вентиляцию в конструкциях кабеля и кабельных лотках.

Дорогие читатели, мы с Вами рассмотрели очередной вопрос, касающийся нашей безопасности в отношении электроснабжения, именно, узнали, как произвести правильный расчет падения напряжения.

Если информация была Вам полезна, порекомендуйте наш блог своим друзьям, подписывайтесь на нас в социальных сетях и будьте всегда под защитой!

Всего Вам хорошего.

 

Понравилась статья ? Поделитесь с друзьями!

Калькулятор расчёта потерь напряжения в кабеле

Потеря напряжения в кабеле — величина, равная разности между установившимися значениями действующего напряжения, измеренными в двух точках системы электроснабжения (по ГОСТ 23875-88). Этот параметр необходимо знать при производстве любых электромонтажных работ — начиная от видеонаблюдения и ОПС и заканчивая системами электроснабжения промышленных объектов.

Рис.1

Рис.2

При равенстве сопротивлений Zп1=Zп2=Zп3 и Zн1=Zн2=Zн3 ток в нулевом проводе отсутствует (Рис.1), поэтому для трёхфазных линий потери напряжения рассчитываются для одного проводника.

В двух- и однофазных линиях, а также в цепи постоянного тока, ток идёт по двум проводникам (Рис.2), поэтому вводится коэффициент 2 (при условии равенства Zп1=Zп2).

Падение напряжения: расчет, формула, как найти

Чтобы понять, что такое падение напряжения, следует вспомнить, какие виды напряженности в цепи бывают. Их всего два: напряженность источника питания (при этом источник питания должен быть подключен к контуру) и, собственно, снижение напряжения, которое рассматривается отдельно или в отношении контура. В этом материале будет рассмотрено, как найти падение напряжения, и дана формула расчета падения напряжения в кабеле.

Что означает падение напряжения

Падение происходит, когда происходит перенос нагрузки на всем участке электрической цепи. Действие этой нагрузки напрямую зависит от параметра напряженности в ее узловых элементах. Когда определяется сечение проводника, важно участь, что его значение должно быть таким, чтобы в процессе нагрузки сохранялось в определенных границах, которые должны поддерживаться для нормального выполнения работы сети.

Мнемоническая диаграмма для закона Ома

Более того, нельзя пренебрегать и характеристикой сопротивляемости проводников, из которых состоит цепь. Оно, конечно, незначительное, но его влияние весьма существенно. Падение  происходит при передаче тока. Именно поэтому, чтобы, например, двигатель или цель освещения работали стабильно, необходимо поддерживать оптимальный уровень, для этого тщательно рассчитывают провода электроцепи.

Важно! Предел допустимого значения рассматриваемой характеристики отличается от страны к стране. Забывать это нельзя. Если она снижается ниже значений, которые определены в определенной стране, следует использовать провода с большим сечением.

Любой электроприбор будет работать полноценно, если к нему подается то значение, на которое он рассчитан. Если провод взят неверно, то из-за него происходят большие потери электронапряжения, и оборудование будет работать с заниженными параметрами. Особенно актуально это для постоянного тока и низкой напряженности. Например, если оно равно 12 В, то потеря одного-двух вольт уже будет критической.

Закон Ома для участка цепи

Допустимое падение напряжение в кабеле

Значение потери электронапряжения регламентируется и нормируется сразу несколькими правилами и инструкциями устройства электроустановок. Так, согласно правилу СП 31-110-2003, суммарная потеря напряжения от входной точки в помещении до максимально удаленного от нее потребителя электроэнергии не должно быть больше 7.5 %. Это правило работает на всех электроцепях с напряжением не более 400 вольт. Данное правило используется при монтаже и проектировке сетей, а также при их проверке службами Ростехнадзора.

Важно! Этот документ обобщает и отклонение электронапряжения в сетях однофазного тока бытового назначения. Оно должно быть не более 5 % при нормальной работе и 10 % после аварийной ситуации. Если сеть низковольтная, то есть до 50 вольт, то нормальным падением считается +-10 %.

Для кабелей питающей сети используют правило РД 34.20.185-94. Оно допускает параметр потерь не более 6 %, если напряжение составляет 10 кВ и не более 4–6 % при электронапряжении 380 вольт. Чтобы одновременно соблюсти эти правила и инструкции, добиваются потерь 1.5 % для малоэтажных знаний и 2.5 % для многоэтажных.

Падение напряжения на резисторе

Проверка кабеля по потере напряжения

Всем известно, что протекание электрического тока по проводу или кабелю с определенным сопротивлением всегда связано с потерей напряжения в этом проводнике.

Согласно правилам Речного регистра, общая потеря электронапряжения в главном распределительном щите до всех потребителей не должна превышать следующие значения:

Исходя из этого и выбирают различные типы кабелей, способных поддерживать такую потерю напряжения.

Пример калькулятора для автоматизации вычислений

Как найти падение напряжения и правильно рассчитать его потерю в кабеле

Одним из основных параметров, благодаря которому считается напряженность, является удельное сопротивление проводника. Для проводки от станции или щитка к помещению используются медные или алюминиевые провода. Их удельные сопротивления равны 0,0175 Ом*мм2/м для меди и 0,0280 Ом*мм2/м для алюминия.

Рассчитать падение электронапряжения для цепи постоянного тока в 12 вольт можно следующими формулами:

Важно! Благодаря последней формуле можно рассчитать необходимую площадь сечения провода по нагрузке и произвести проверочный расчет потерь.

Таблица значений индуктивных сопротивлений

В трехфазной сети

Для обеспечения оптимальной нагрузки в трехфазной сети каждая фаза должна быть нагружена равномерно. Для решения поставленной задачи подключение электромоторов следует выполнять к линейным проводникам, а светильников – между нейтральной линией и фазами.

Потеря электронапряжения в каждом проводе трехфазной линии с учетом индуктивного сопротивления проводов подсчитывается по формуле

Формула расчета

Первый член суммы – это активная, а второй – пассивная составляющие потери напряженности. Для удобства расчетов можно пользоваться специальными таблицами или онлайн-калькуляторами. Ниже приведен пример такой таблицы, где учтены потери напряжения в трехфазной ВЛ с алюминиевыми проводами электронапряжением 0,4 кВ.

Пример таблицы

Потери напряжения определены следующей формулой:

ΔU = ΔUтабл * Ма;

Здесь ΔU—потеря напряжения, ΔUтабл — значение относительных потерь, % на 1 кВт·км, Ма — произведение передаваемой мощности Р (кВт) на длину линии, кВт·км.

Однолинейная схема линии трехфазного тока

На участке цепи

Для того, чтобы провести замер потери напряжения на участке цепи, следует:

Важно! В сетях с напряжением до 220 в потери можно определить при помощи обычного вольтметра или мультиметра.

Базовым способом расчета потери мощности может служить онлайн-калькулятор, который проводит расчеты по исходным данным (длина, сечение, нагрузка, напряжение и число фаз).

Образец калькулятора для вычисления потерь

Таким образом, вычислить и посчитать потери напряжения можно с помощью простых формул, которые для удобства уже собраны в таблицы и онлайн-калькуляторы, позволяющие автоматически вычислять величину по заданным параметрам.

в кабеле при питании нагрузок шлейфом

Расчет падения напряжения при питании потребителей по радиальным схемам достаточно прост. Один участок, одно сечение кабеля, одна длина, один ток нагрузки. Подставляем эти данные в формулу и получаем результат.

При питании потребителей по магистральным схемам (шлейфом) расчет падения напряжения выполнить сложнее. Фактически, приходится выполнять несколько расчетов падения напряжения для одной линии: нужно выполнять расчет падения напряжения для каждого участка. Дополнительные сложности возникают при изменении потребляемой мощности электроприемников, запитанных по магистральной схеме. Изменение мощности одного электроприемника отражается на всей цепочке.

Насколько часто на практике встречается питание по магистральным схемам и шлейфом? Примеров привести можно много:

Рассмотрим расчет падения напряжения на примере наружного освещения.

Предположим, что нужно выполнить расчет падения напряжения для четырёх столбов наружного освещения, последовательно запитанных от щита наружного освещения ЩНО.

Длина участков от щита до столба, между столбами: L1, L2, L3, L4.
Ток, протекающий по участкам: I1, I2, I3, I4.
Падение напряжения на участках: dU%1, dU%2, dU%3, dU%4.
Ток, потребляемый светильниками на каждом столбе, Ilamp.

Столбы запитаны шлейфом, соответственно:

Ток, потребляемый лампой, неизвестен, зато известна мощность лампы и её тип (либо из каталога, либо по п.6.30 СП 31-110-2003).

Ток определяем по формуле:

Формула расчета полного фазного тока

Iф — полный фазный ток
P — активная мощность
Uф — фазное напряжение
cosφ — коэффициент мощности
Nф — число фаз (Nф=1 для однофазной нагрузки, Nф=3 для однофазной нагрузки)

Напомню, что линейное (междуфазное) напряжение больше фазного напряжения в √3 раз:

При расчете падения напряжения в трехфазной сети подразумевают падение линейного напряжения, в однофазных — однофазного.

Расчет падения напряжения выполняется по формулам:

Формула расчета падения напряжения в трехфазной цепи


Формула расчета падения напряжения в однофазной цепи

Iф — полный фазный ток, протекающий по участку
R — сопротивление участка
cosφ — коэффициент мощности

Сопротивление участка рассчитывается по формуле

ρ — удельной сопротивление проводника (медь, алюминий)
L — длина участка
S — сечение проводника
N — число параллельнопроложенных проводников в линии

Обычно в каталогах приводят удельные значения сопротивления для различных сечений проводников

При наличии информации об удельных сопротивлениях проводников формулы расчета падения напряжения принимают вид:

Формула расчета падения напряжения в трехфазной цепи


Формула расчета падения напряжения в однофазной цепи

Подставляя в формулу соответствующие значения токов, удельных сопротивлений, длины, количества параллельнопроложенных проводников и коэффициента мощности, вычисляем величину падения напряжения на участке.

Нормативными документами регламентируется величина относительного падения напряжения (в процентах от номинального значения), которая рассчитывается по формуле:

U — номинальное напряжение сети.

Формула расчета относительного падения напряжения одинакова для трехфазной и однофазной сети. При расчете в трехфазной сети нужно подставлять трехфазное падение и номинальное напряжения, при расчете в однофазной сети — однофазные:

Формула расчета относительного падения напряжения в трехфазной сети


Формула расчета относительного падения напряжения в однофазной сети

С теорией закончено, рассмотрим, как это реализовать с использованием DDECAD.

Примем следующие исходные данные:

Для каждого столба в программе DDECAD создаём расчетную таблицу.

Заполняем данные для лампы в каждой расчетной таблице:

Подключаем к расчетной таблице Столб 3 расчетную таблицу Столб 4, к Столб 2 — Столб 3, к Столб 1 — Столб 2, к ЩНО — Столб 1:

Далее, из расчетной таблицы ЩНО рассчитанное программой значение падения напряжения в конце первого участка (Столб 1) переносим в зелёную ячейку расчетной таблицы Столб 1:

Переносить значения следует делая ссылку на ячейку расчетной таблицы вышестоящего щита. В случае Столб 1 и ЩНО это делается так:

  1. В расчетной таблице Столб 1 курсор устанавливают на зелёную ячейку в столбике «∆U».
  2. Нажимают «=».
  3. Переключаются на расчетную таблицу ЩНО.
  4. Устанавливают курсор на ячейку в столбике «∆U∑», находящуюся в строке Столб 1.
  5. Нажимают «Enter».

Получаем рассчитанное значение падения напряжения в конце второго участка (Столб 2) — 0,37% и рассчитанное падение напряжения на лампе — 0,27%.

Аналогично делаем для всех остальных расчетных таблиц и получаем рассчитанные значения падения напряжения на всех участках.
Так как мы выполнили связывание таблиц (средствами программы, подключая одну таблицу к другой, и вручную, перенося значения падения напряжения), то получили связанную систему. При внесении любых изменений всё будет автоматически пересчитано.


Подпишитесь и получайте уведомления о новых статьях на e-mail

Читайте также:

рассчитываем потери и уменьшаем затраты

Для работы электроприборов необходимы определённые параметры сети. Провода обладают сопротивлением электрическому току, поэтому при выборе сечения кабелей необходимо учитывать падение напряжения в проводах.

Изменение напряжения вдоль линии

Что такое падение напряжения

При измерении в разных частях провода, по которому течёт электрический ток, по мере движения от источника к нагрузке наблюдается изменение потенциала. Причина этого – сопротивление проводов.

Закон Ома

Как замеряется падение напряжения

Измерить падение можно тремя способами:

Важно! Падение напряжения может составлять от 0,1В, поэтому приборы используются класса точности не ниже 0,2.

Принцип замера потерь напряжения в кабеле

Сопротивление металлов

Электрический ток – это направленное движение заряженных частиц. В металлах это движение свободных электронов сквозь кристаллическую решётку, которая оказывает сопротивление этому движению.

В расчетах удельное сопротивление обозначается буквой “p” и соответствует сопротивлению одного метра провода сечением 1мм².

Для самых распространённых металлов, используемых для изготовления проводов, меди и алюминия, этот параметр равен 0,017 и 0,026 Ом*м/мм², соответственно. Сопротивление отрезка провода вычисляется по формуле:

R=(p*l)/S, где:

Например, 100 метров медного провода сечением 4мм² имеет сопротивление 0,425 Ом.

Если сечение S неизвестно, то, зная диаметр проводника, оно рассчитывается как:

S=(π*d²)/4, где:

Как рассчитать потери напряжения

По закону Ома, при протекании тока через сопротивление на нём появляется разность потенциалов. В этом отрезке кабеля при токе 53А, допустимом при открытой прокладке, падение составит U=I*R=53А*0,425Ом=22,5В.

Для нормальной работы электрооборудования величина напряжения сети не должна выходить за пределы ±5%. Для бытовой сети 220В – это 209-231В, а для трёхфазной сети 380В допустимые пределы колебаний – 361-399В.

При изменении потребляемой мощности и тока в электрокабелях падение напряжения в токопроводящих жилах и его значение возле потребителя меняется. Эти колебания необходимо учитывать при проектировании электроснабжения.

Выбор по допустимым потерям

При расчёте потерь необходимо учитывать, что в однофазной сети используется два провода, соответственно, формула расчёта падения напряжения меняется:

U=I*R=(p*2l)/S.

В трёхфазной сети ситуация сложнее. При равномерной нагрузке, например, в электродвигателе, мощности, подключенные к фазным проводам, компенсируют друг друга, ток по нулевому проводу не идёт, и его длина в расчётах не учитывается.

Если нагрузка неравномерная, как в электроплитах, в которых может быть включен только один ТЭН, то расчёт ведётся по правилам однофазной сети.

В линиях большой протяжённости, кроме активного, учитывается также индуктивное и ёмкостное сопротивление.

Принцип образования потерь напряжения

Расчёт можно выполнить по таблицам или при помощи онлайн-калькулятора. В ранее приведённом примере в однофазной сети и при расстоянии 100 метров необходимое сечение составит не менее 16мм², а в трёхфазной – 10 мм².

Выбор сечения кабелей по нагреву

Ток, текущий через сопротивление, выделяет энергию Р, величина которой рассчитывается по формуле:

Р=I²*R.

В кабеле из предыдущего примера Р=40А²*0,425Ом=680Вт. Несмотря на длину, этого достаточно для того, чтобы нагреть проводник.

При нагреве провода свыше допустимой температуры изоляция выходит из строя, что приводит к короткому замыканию. Величина допустимого тока зависит от материала токопроводящей жилы, изоляции и условий прокладки. Для выбора необходимо пользоваться специальными таблицами или онлайн-калькулятором.

Как уменьшить падение напряжения в кабеле

При прокладке электропроводки на большие расстояния сечение кабеля, выбранное по допустимому падению напряжения, многократно превосходит выбор, сделанный по нагреву, что приводит к увеличению стоимости электроснабжения. Но есть способы уменьшить эти расходы:

Справка. При понижении напряжения растёт ток в сети, падение напряжения и необходимое сечение проводов.

Способы снижения потерь в кабеле

Кроме нарушения нормальной работы электроприборов, падение напряжения в проводах приводит к дополнительным расходам на электроэнергию. Уменьшить эти затраты можно разными способами:

  • Увеличение сечения питающих проводов. Этот метод требует значительных расходов на замену кабелей и тщательной проверки экономической целесообразности;
  • Уменьшение длины линии. Прямая, соединяющая две точки, всегда короче кривой или ломаной линии. Поэтому при проектировании сетей электроснабжения линии следует прокладывать максимально коротким прямым путём;
  • Снижение окружающей температуры. При нагреве сопротивление металлов растёт, и увеличиваются потери электроэнергии в кабеле;
  • Уменьшение нагрузки. Этот вариант возможен при наличии большого числа потребителей и источников питания;
  • Приведение cosφ к 1 возле нагрузки. Это уменьшает потребляемый ток и потери.

Важно! Все изменения необходимо отображать на схемах.

К сведению. Улучшение вентиляции в кабельных лотках и других конструкциях приводит к снижению температуры, сопротивления и потерь в линии.

Для достижения максимального эффекта необходимо комбинировать эти способы между собой и с другими методами энергосбережения.

Расчёт падения напряжения и потерь электроэнергии в кабеле важен при проектировании систем электроснабжения и кабельных линий.

Видео

Калькулятор падения напряжения

Это калькулятор для оценки падения напряжения в электрической цепи на основе размера провода, расстояния и ожидаемого тока нагрузки. Обратите внимание, что этот калькулятор предполагает, что цепь работает в нормальных условиях - при комнатной температуре с нормальной частотой. Фактическое падение напряжения может варьироваться в зависимости от состояния провода, используемого кабелепровода, температуры, разъема, частоты и т. Д. Рекомендуется, чтобы падение напряжения не превышало 5% в условиях полной нагрузки.



Основной закон падения напряжения

В падение = ИК

где:
I: ток через объект, измеренный в амперах
R: сопротивление проводов, измеренное в Ом.


Типичные сечения проводов AWG

AWG Диаметр витков провода Площадь Сопротивление меди Допустимая нагрузка на медный провод NEC с изоляцией 60/75/90 ° C (A) Приблизительный метрический эквивалент
дюйм мм на дюйм за см тысяч человек мм 2 Н / км O / kFT
0000 (4/0) 0.4600 11,684 2,17 0,856 212 107 0,1608 0,04901 195/230/260
000 (3/0) 0,4096 10,404 2,44 0,961 168 85,0 0,2028 0,06180 165/200/225
00 (2/0) 0.3648 9,266 2,74 1.08 133 67,4 0,2557 0,07793 145/175/195
0 (1/0) 0,3249 8,252 3,08 1,21 106 53,5 0,3224 0,09827 125/150/170
1 0.2893 7,348 3,46 1,36 83,7 42,4 0,4066 0,1239 110/130/150
2 0,2576 6.544 3,88 1,53 66,4 33,6 0,5127 0,1563 95/115/130
3 0.2294 5,827 4,36 1,72 52,6 26,7 0,6465 0,1970 85/100/110 196 / 0,4
4 0,2043 5,189 4,89 1,93 41,7 21,2 0,8152 0,2485 70/85/95
5 0.1819 4,621 5,50 2,16 33,1 16,8 1.028 0,3133 126 / 0,4
6 0,1620 4,115 6,17 2,43 26,3 13,3 1,296 0,3951 55/65/75
7 0.1443 3,665 6,93 2,73 20,8 10,5 1,634 0,4982 80 / 0,4
8 0,1285 3,264 7,78 3,06 16,5 8,37 2,061 0,6282 40/50/55
9 0.1144 2,906 8,74 3,44 13,1 6,63 2,599 0,7921 84 / 0,3
10 0,1019 2,588 9,81 3,86 10,4 5,26 3,277 0,9989 30/35/40
11 0.0907 2.305 11,0 4,34 8,23 4,17 4,132 1,260 56 / 0,3
12 0,0808 2,053 12,4 4,87 6.53 3,31 5,211 1,588 25/25/30 (20)
13 0.0720 1,828 13,9 5,47 5,18 2,62 6.571 2,003 50 / 0,25
14 0,0641 1,628 15,6 6,14 4,11 2,08 8,286 2,525 20/20/25 (15)
15 0.0571 1,450 17,5 6,90 3,26 1,65 10,45 3,184 30 / 0,25
16 0,0508 1,291 19,7 7,75 2,58 1,31 13,17 4,016 - / - / 18 (10)
17 0.0453 1.150 22,1 8,70 2,05 1,04 16,61 5,064 32 / 0,2
18 0,0403 1.024 24,8 9,77 1,62 0,823 20,95 6.385 - / - / 14 (7) 24/0.2
19 0,0359 0,912 27,9 11,0 1,29 0,653 26,42 8,051
20 0,0320 0,812 31,3 12,3 1.02 0,518 33,31 10,15 16/0.2
21 0,0285 0,723 35,1 13,8 0,810 0,410 42,00 12,80 13 / 0,2
22 0,0253 0,644 39,5 15,5 0,642 0,326 52.96 16,14 7 / 0,25
23 0,0226 0,573 44,3 17,4 0,509 0,258 66,79 20,36
24 0,0201 0,511 49,7 19,6 0.404 0,205 84,22 25,67 1 / 0,5, 7 / 0,2, 30 / 0,1
25 0,0179 0,455 55,9 22,0 0,320 0,162 106,2 32,37
26 0,0159 0.405 62,7 24,7 0,254 0,129 133,9 40,81 7 / 0,15
27 0,0142 0,361 70,4 27,7 0,202 0,102 168,9 51,47
28 0.0126 0,321 79,1 31,1 0,160 0,0810 212,9 64,90
29 0,0113 0,286 88,8 35,0 0,127 0,0642 268,5 81,84
30 0.0100 0,255 99,7 39,3 0,101 0,0509 338,6 103,2 1 / 0,25, 7 / 0,1
31 0,00893 0,227 112 44,1 0,0797 0,0404 426,9 130,1
32 0.00795 0,202 126 49,5 0,0632 0,0320 538,3 164,1 1 / 0,2, 7 / 0,08
33 0,00708 0,180 141 55,6 0,0501 0,0254 678,8 206,9
34 0.00630 0,160 159 62,4 0,0398 0,0201 856,0 260,9
35 0,00561 0,143 178 70,1 0,0315 0,0160 1079 329,0
36 0.00500 0,127 200 78,7 0,0250 0,0127 1361 414,8
37 0,00445 0,113 225 88,4 0,0198 0,0100 1716 523,1
38 0.00397 0,101 252 99,3 0,0157 0,00797 2164 659,6
39 0,00353 0,0897 283 111 0,0125 0,00632 2729 831,8
40 0.00314 0,0799 318 125 0,00989 0,00501 3441 1049

Когда электрический ток проходит по проводу, он должен превышать определенный уровень встречного давления. Если ток переменный, такое давление называется импедансом. Импеданс - это вектор или двумерная величина, состоящая из сопротивления и реактивного сопротивления (реакция созданного электрического поля на изменение тока).Если ток постоянный, давление называется сопротивлением.

Все это звучит ужасно абстрактно, но на самом деле мало чем отличается от воды, протекающей через садовый шланг. Чтобы протолкнуть воду через шланг, требуется определенное давление, что аналогично электрическому напряжению. Ток подобен воде, текущей по шлангу. А шланг вызывает определенный уровень сопротивления, в зависимости от его толщины, формы и т. Д. То же самое верно и для проводов, поскольку их тип и размер определяют уровень сопротивления.

Чрезмерное падение напряжения в цепи может привести к мерцанию или тусклому горению ламп, плохому нагреву нагревателей и перегреву двигателей, превышающему нормальный, и перегоранию. Это условие заставляет нагрузку работать с меньшим напряжением, проталкивающим ток.

Эксперты говорят, что падение напряжения никогда не должно превышать 3%. Это достигается путем выбора провода правильного размера и использования удлинителей и аналогичных устройств.

Существует четыре основных причины падения напряжения.

Во-первых, это выбор материала для проволоки. Медь - лучший проводник, чем алюминий, и будет иметь меньшее падение напряжения, чем алюминий, при данной длине и размере провода. Электричество, проходящее через медный провод, на самом деле представляет собой группу электронов, толкаемых напряжением. Чем выше напряжение, тем больше электронов может пройти через провод.

Ampacity - это максимальное количество электронов, которые могут быть вытолкнуты за один раз - слово ampacity является сокращением от амперной емкости.

Размер провода - еще один важный фактор при определении падения напряжения. Провода большего диаметра (большего диаметра) будут иметь меньшее падение напряжения, чем провода меньшего диаметра той же длины. В американском калибре проволоки каждое уменьшение калибра на 6 дает удвоение диаметра проволоки, а каждое уменьшение на 3 толщины удваивает площадь поперечного сечения проволоки. В метрической шкале калибра калибр в 10 раз превышает диаметр в миллиметрах, поэтому метрическая проволока 50 калибра будет иметь диаметр 5 мм.

Еще одним важным фактором падения напряжения является длина провода.Более короткие провода будут иметь меньшее падение напряжения, чем более длинные провода того же размера (диаметра). Падение напряжения становится важным, когда длина провода или кабеля становится очень большой. Обычно это не проблема в цепях внутри дома, но может стать проблемой при прокладке провода к пристройке, скважинному насосу и т. Д.

Чрезмерное падение напряжения может вызвать снижение эффективности работы света, двигателей и приборов. Это может привести к тусклому освещению и сокращению срока службы двигателей или приборов.Поэтому важно использовать провода правильного калибра при прокладке проводов на большие расстояния.

Наконец, величина протекающего тока может влиять на уровни падения напряжения. Падение напряжения на проводе увеличивается с увеличением тока, протекающего по проводу. Допустимая нагрузка по току такая же, как и допустимая.

Допустимая нагрузка на провод зависит от ряда факторов. Провода покрыты изоляцией, которая может быть повреждена, если температура провода станет слишком высокой. Основной материал, из которого сделана проволока, конечно, является важным ограничивающим фактором.Если по проводу передается переменный ток, скорость чередования может повлиять на допустимую нагрузку. Температура, при которой используется провод, также может влиять на допустимую нагрузку.

Кабели

часто используются в связках, и когда они соединяются вместе, выделяемое ими общее тепло влияет на допустимую нагрузку и падение напряжения. По этой причине существуют строгие правила связывания кабелей.

При выборе кабеля руководствуется двумя основными принципами. Во-первых, кабель должен выдерживать действующую на него текущую нагрузку без перегрева.Он должен уметь делать это в самых экстремальных температурных условиях, с которыми он может столкнуться в течение своего срока службы. Во-вторых, он должен обеспечивать достаточно надежное заземление, чтобы (i) ограничить до безопасного уровня напряжение, которому подвергаются люди, и (ii) позволить току повреждения за короткое время сработать предохранитель.

Это важные соображения безопасности. В течение 2005-2009 гг. В среднем происходило 373900 пожаров в год из-за плохого качества электроустановок. Выбор подходящего кабеля для работы - важная мера безопасности.

.Калькулятор падения напряжения

| Southwire.com

Southwire Навигация
  • Товары близко Товары Ознакомьтесь с полным ассортиментом нашей продукции. Посмотреть наш каталог
    • Инструменты и оборудование
    • Алюминий, 600 В вторичного распределения
    • Верхняя передача и распределение из чистого алюминия
    • Строительный провод
    • Крытые антенные системы MV (CAMV )
    • Медь голая и покрытая
    • Гибкий трубопровод
    • Кабельные системы подземной передачи высокого напряжения
    • HVAC
    • Промышленные товары
    • Резиновый шнур
    • Международные продукты
    • Leadwire
    • Кабели низкого напряжения
    • Подземные первичные распределительные сети среднего напряжения
    • Кабель в металлической оболочке
    • Крытые кабели
    • Портативный шнур
    • Насос и орошение
    • Удочка
    • SCR ® Технологии
    • SIMpull ® Кабельный ввод
    • Подстанция
    • Телеком
    • Бронированные кабели CSA HVTECK
    • CSA HVTC Tray Cables
    • Кабель CSA Mining
    • Подводящий провод CSA
    • CSA TECK 90 Неэкранированные кабели
    • Провод здания CSA
  • Сервисы близко Сервисы См. Полный каталог предложений услуг Southwire.Просмотреть все услуги
    • Услуги Southwire SPEED ™
    • Поддержка Southwire CableTech ™
    • Группа критически важных задач центра обработки данных
    • Университет Southwire Solutions
    • Команда подрядных решений
    • Бригада установки высокого напряжения
    • Команда активации шторма
.

Калькулятор падения напряжения

Калькулятор падения напряжения на проводе / кабеле и способ его расчета.

Калькулятор падения напряжения

* при 68 ° F или 20 ° C

** Результаты могут отличаться для реальных проволок: различное удельное сопротивление материала и количество жил в проволоке.

*** Для провода длиной 2x10 футов длина провода должна составлять 10 футов.

Калькулятор калибра провода ►

Расчет падения напряжения

DC / однофазный расчет

Падение напряжения V в вольтах (В) равно току провода I в амперах (А), умноженному на 2 умноженной на длину одностороннего провода L в футах (футах), умноженного на сопротивление провода на 1000 футов R в омах (Ом / kft), деленное на 1000:

В падение (В) = I провод (A) × R провод (Ом)

= I провод (A) × (2 × L (фут) × R провод (Ω / kft) /1000 (ft / kft) )

Падение напряжения V в вольтах (В) равно току провода I в амперах (А), умноженному на 2. длина одностороннего провода L в метрах (м), умноженная на сопротивление провода на 1000 метров R в омах (Ом / км), деленное на 1000:

В падение (В) = I провод (A) × R провод (Ом)

= I провод (A) × (2 × L (м) × R провод (Ом / км) /1000 (м / км) )

3-фазный расчет

Падение линейного напряжения V в вольтах (В) равно квадратному корню из трехкратного значения тока провода I в амперах (A), умноженного на длина одностороннего провода L в футах (футах), умноженная на сопротивление провода на 1000 футов R в омах (Ω / kft), деленное на 1000:

В падение (В) = √3 × I провод (A) × R провод (Ом)

= 1.732 × I провод (A) × ( L (фут) × R провод (Ом / кВт) /1000 (фут / кВт) )

Падение линейного напряжения V в вольтах (В) равно квадратному корню из трехкратного значения тока провода I в амперах (A), умноженного на длина одностороннего провода L в метрах (м), умноженная на сопротивление провода на 1000 метры R в омах (Ом / км) разделить на 1000:

В падение (В) = √3 × I провод (A) × R провод (Ом)

= 1.732 × I провод (A) × ( L (м) × R провод (Ом / км) /1000 (м / км) )

Расчет диаметра проволоки

Диаметр проволоки n-го калибра d n дюймов (дюймов) равен 0,005 дюйма, умноженному на 92 в степени 36 минус калибр n, деленное на 39:

d n (дюйм) = 0,005 дюйма × 92 (36- n ) / 39

Диаметр проволоки n-го калибра d n в миллиметрах (мм) равен 0.127 мм умножить на 92 в степени 36 минус число n, разделенное на 39:

d n (мм) = 0,127 мм × 92 (36- n ) / 39

Расчет площади поперечного сечения провода

Площадь поперечного сечения провода n-го калибра A n в круговых мил (kcmil) в 1000 раз больше диаметра квадратного провода d в ​​дюймах (in):

A n (kcmil) = 1000 × d n 2 = 0.025 дюйм 2 × 92 (36- n ) / 19,5

Площадь поперечного сечения провода калибра n A n в квадратных дюймах (в дюймах 2 ) равно пи, деленному на 4 диаметра квадратной проволоки d в дюймах (дюймах):

A n (дюйм 2 ) = (π / 4) × d n 2 = 0,000019635 дюйм 2 × 92 (36- n ) / 19,5

Площадь поперечного сечения провода калибра n А n в квадратных миллиметрах (мм 2 ) равно pi, деленному на 4, умноженное на диаметр квадратной проволоки d в миллиметрах (мм):

A n (мм 2 ) = (π / 4) × d n 2 = 0.012668 мм 2 × 92 (36- n ) /19,5

Расчет сопротивления проводов

Сопротивление провода калибра n R в Ом на килофит (Ом / кфут) равно 0,3048 × 1000000000 удельному сопротивлению провода ρ дюйм Ом-метр (Ом · м) разделить на 25,4 2 , умноженное на площадь поперечного сечения A n в квадратных дюймах (в 2 ):

R n (Ом / kft) = 0,3048 × 10 9 × ρ (Ом · м) / (25.4 2 × A n 2 ) )

Сопротивление провода N калибра R в Ом на километр (Ом / км) равно 1000000000 удельному сопротивлению провода ρ дюйм Ом-метры (Ом · м), разделенные на площадь поперечного сечения A n в квадратных миллиметрах (мм 2 ):

R n (Ом / км) = 10 9 × ρ (Ом · м) / A n (мм 2 )

AWG диаграмма

AWG # Диаметр
(дюйм)
Диаметр
(мм)
Площадь
(тыс. Км)
Площадь
(мм 2 )
0000 (4/0) 0.4600 11,6840 211,6000 107.2193
000 (3/0) 0,4096 10,4049 167.8064 85.0288
00 (2/0) 0,3648 9,2658 133.0765 67.4309
0 (1/0) 0,3249 8.2515 105,5345 53,4751
1 0,2893 7,3481 83,6927 42,4077
2 0,2576 6.5437 66,3713 33,6308
3 0,2294 5,8273 52,6348 26.6705
4 0,2043 5,1894 41.7413 21.1506
5 0,1819 4,6213 33.1024 16,7732
6 0,1620 4,1154 26,2514 13.3018
7 0.1443 3,6649 20,8183 10,5 488
8 0,1285 3,2636 16,5097 8,3656
9 0,1144 2.9064 13,0927 6,6342
10 0,1019 2,5882 10.3830 5,2612
11 0,0907 2.3048 8,2341 4,1723
12 0,0808 2,0525 6.5299 3,3088
13 0,0720 1,8278 5,1785 2,6240
14 0.0641 1,6277 4,1067 2,0809
15 0,0571 1.4495 3,2568 1,6502
16 0,0508 1,2908 2,5827 1,3087
17 0,0453 1,1495 2.0482 1,0378
18 0,0403 1.0237 1,6243 0,8230
19 0,0359 0,9116 1,2881 0,6527
20 0,0320 0,8118 1.0215 0,5176
21 0.0285 0,7229 0,8101 0,4105
22 0,0253 0,6438 0,6424 0,3255
23 0,0226 0,5733 0,5095 0,2582
24 0,0201 0,5106 0.4040 0,2047
25 0,0179 0,4547 0,3204 0,1624
26 0,0159 0,4049 0,2541 0,128
27 0,0142 0,3606 0.2015 0,1021
28 0.0126 0,3211 0,1598 0,0810
29 0,0113 0,2859 0,1267 0,0642
30 0,0100 0,2546 0,1005 0,0509
31 0,0089 0,2268 0.0797 0,0404
32 0,0080 0,2019 0,0632 0,0320
33 0,0071 0,1798 0,0501 0,0254
34 0,0063 0,1601 0,0398 0,0201
35 0.0056 0,1426 0,0315 0,0160
36 0,0050 0,1270 0,0250 0,0127
37 0,0045 0,1131 0,0198 0,0100
38 0,0040 0,1007 0.0157 0,0080
39 0,0035 0,0897 0,0125 0,0063
40 0,0031 0,0799 0,0099 0,0050


См. Также

.Калькулятор падения напряжения

- Дюймовый калькулятор

Рассчитайте падение напряжения в цепи переменного или постоянного тока с учетом калибра провода, напряжения, тока и длины. Определите правильный размер цепи, включая минимальный сечение 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 милы в круглые милы, умножьте тысячные милы 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
ВД = 9,675 ÷ 4,106,7
ВД = 9,675 ÷ 4,106,7
ВД = 2,35 В

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 = (20640 ÷ 3,6) ÷ 1000
kcmil = 5733 ÷ 1000
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 посмотрите наш калькулятор стоимости электроэнергии, чтобы узнать, сколько будет стоить питание устройства.

.

Что такое падение напряжения? Расширенный калькулятор падения напряжения

Расширенный калькулятор падения напряжения с решенными примерами и формулами

Что такое допустимое падение напряжения?

Согласно NEC (Национальный электрический кодекс) [ 210,19 A (1) ] FPN номер 4 и [ 215,2 A (3) ] FPN номер 2, допустимое падение напряжения для фидеров составляет 3% и приемлемое падение напряжения для конечной подсхемы и ответвленной цепи составляет 5% для правильной и эффективной работы.

Например, если напряжение питания 110В , то значение допустимого падения напряжения должно быть;

Допустимое падение напряжения = 110 x (3/100) = 3,3 В .

Мы уже обсуждали выбор кабеля подходящего размера для монтажа электропроводки в системе SI и британской системе с примерами. В статье выше мы также объяснили расчет падения напряжения и формулу падения напряжения, а также онлайн-кабель калькулятор размеров.

Сегодня мы собираемся поделиться подробным онлайн-калькулятором падения напряжения и формулами падения напряжения с решенными примерами.

Полезно знать : Прочтите полное описание под калькулятором падения напряжения для лучшего объяснения, так как есть много формул для расчета падения напряжения с примерами. кроме того, существует также очень простой метод для расчета падения напряжения .

Также проверьте

Калькулятор падения напряжения (расширенный)

Введите значение и нажмите «Рассчитать».Результат будет отображаться.

Примечание. Этот калькулятор также доступен в нашем бесплатном приложении для Android для электрических технологий

Формулы и расчет падения напряжения

Базовая формула падения напряжения .

Основная формула падения электрического напряжения:

В D = IR ……. (Закон Ома).

Где;

  • В D = Падение напряжения в вольтах.
  • I = Ток в амперах.
  • R = Сопротивление в Ом (Ом).

Но это не всегда так, и мы не можем запустить колесо системы с помощью этой базовой формулы (почему? См. Также примеры ниже).

Формула падения напряжения для стального кабелепровода.

Это приблизительная формула падения напряжения при единичном коэффициенте мощности, температуре кабеля 75 ° C и проводниках кабеля в стальном трубопроводе.

В D = (2 x k x Q x I x D) / см для однофазный .

V D = (1,732 x k x Q x I x D) / см для трехфазного .

Где;

  • Cm = площадь поперечного сечения проводника в круглых милах.
  • D = расстояние в одну сторону в футах.
  • I = ток цепи в амперах.
  • Q = соотношение сопротивления переменного тока и сопротивления постоянному току (R AC / R / DC ) для проводника больше 2/0 для скин-эффекта.
  • k = удельное сопротивление = 21.2 для алюминия и 12,9 для меди.

Формула падения напряжения для однофазных цепей и цепей постоянного тока

Если длина провода указана в футах.

V D = I × R

V D = I × (2 × L × R / 1000)

Где;

  • В D = Падение напряжения в вольтах.
  • I = Ток провода в амперах.
  • R = Сопротивление провода в Ом (Ом) [Ом / kft].
  • L = длина провода в футах.

А;

Когда длина провода указывается в метрах.

V D = I × (2 × L × R / 1000)

Где;

  • В D = Падение напряжения в вольтах.
  • I = Ток провода в амперах.
  • R = Сопротивление провода в Ом (Ом) [Ом / км].
  • L = длина провода в метрах.

Расчет падения напряжения и формулы для трехфазной системы.

В D = 0.866 × I × R

V D = 0,866 × I × 2 × L × R / 1000

V D = 0,5 × I × R

V D = 0,5 × I × 2 × L × R /1000

Где;

  • В D = Падение напряжения в вольтах.
  • I = Ток провода в амперах.
  • R = Сопротивление провода в Ом (Ом) [Ом / км или] или (Ом / kft).
  • L = длина провода в метрах или футах.

Расчет площади поперечного сечения провода

Площадь поперечного сечения провода в килограммах круглых милов

A n = 1000 × d n 2 = 0,025 × 92 (36- n ) /19,5

Где;

  • An = площадь поперечного сечения провода калибра «n», размер в тыс. Мил.
  • kcmil = килограмм круговых милов.
  • n = номер калибра.
  • d = диаметр квадрата проволоки в дюймах 2 .
Площадь поперечного сечения провода квадратных дюймов ( 2 ).

A n = (π / 4) × d n 2 = 0,000019635 × 92 ( 36 - 900 п) /19,5

Где;

  • An = площадь поперечного сечения провода калибра n в квадратных дюймах ( 2 ).
  • n = номер калибра.
  • d = диаметр квадрата проволоки в дюймах 2 .
Площадь поперечного сечения провода в килограммах круглых милов

A n = (π / 4) × d n 2 = 0,012668 × 92 (36 -n) /19,5

Где;

  • An = площадь поперечного сечения провода калибра «n» в квадратных миллиметрах (мм 2 )
  • n = номер калибра.
  • d = диаметр квадрата проволоки в мм 2 .

Вы также можете прочитать: Как найти неисправности в кабелях? Неисправности кабеля, типы и причины

Расчет диаметра проволоки

  • Диаметр проволоки в дюймах по формуле

d n = 0,005 × 92 (36- n ) / 39 …. В дюймах

Где «n» - это номер калибра, а «d» - диаметр проволоки в дюймах.

  • Формула диаметра проволоки в мм (миллиметрах)

d n = 0,127 × 92 (36- n ) / 39 …. В миллиметрах (мм).

Где «n» - номер калибра, а «d» - диаметр проволоки в мм.

Формула для расчета сопротивления провода

(1). R n = 0,3048 × 10 9 × ρ / (25.4 2 × A n )

Где;

  • R = сопротивление проводов проводов (в Ом / кфут).
  • n = # размер датчика.
  • ρ = rho = удельное сопротивление в (Ом · м).
  • An = площадь поперечного сечения n # калибра в квадратных дюймах ( 2 ).

Или;

(2) . R n = 10 9 × ρ / A n

Где;

  • R = сопротивление проводов провода (в Ом / км).
  • n = # размер датчика.
  • ρ = rho = удельное сопротивление в (Ом · м).
  • An = площадь поперечного сечения n # калибра в квадратных миллиметрах ( 2 мм).

Падение напряжения в конце формулы и расчета кабеля.

V Конец = V - V D

Где;

  • В Конец = Напряжение питания на конце кабеля.
  • В = Напряжение питания.
  • В D = Падение напряжения в проводниках кабеля.

Формула расчета падения напряжения для круговых милов

В D = ρ P L I / A

Где;

  • В D = Падение напряжения в вольтах .
  • ρ = rho = удельное сопротивление в ( Ом - круговые милы / фут ).
  • P = Постоянная фазы = 2 (для однофазной системы и системы постоянного тока) и = √3 = 1,732 (для трехфазной системы)
  • L = длина провода в футах.
  • A = сечение провода в круглых милах.

Как рассчитать падение напряжения в медном проводнике (1 и 3 фазы)?

Падение напряжения в медных проводниках можно рассчитать с помощью следующей простой и простой формулы с помощью следующей таблицы.

V D = f x I… L = 100 футов

Где;

  • f = коэффициент из таблицы ниже.
  • I = ток в амперах.
  • L = длина проводника в футах (100 футов).

(См. Решенный пример под таблицей для ясного понимания)

Таблица: Как рассчитать падение напряжения по простой формуле падения напряжения

Решенный пример расчета падения напряжения

Пример : Предположим, что напряжение составляет 220 В, одинарное фаза, ток 5А, длина проводника 100 футов, калибр провода (AWG) - # 8.Рассчитать падение напряжения?

Решение:

Падение напряжения можно найти по следующей формуле:
В D = f x I… L = 100 футов

Так как коэффициент для проводника # 8 AWG равен 0,125 (из вышеприведенной таблицы). Теперь поместим значения в приведенную выше формулу.

В D = 0,125 x 5 А x (для 100 футов)

В D = Падение напряжения = 0,625 В.

PS: Вышеупомянутый калькулятор падения напряжения предоставляет приблизительные значения, и мы не гарантируем 100% точные результаты, поскольку результаты могут измениться в зависимости от реальных кабелей, проводов, проводов и различного удельного сопротивления материала, количества жил в проводе, температурные и погодные условия, трубы и ПВХ и т. д.

Похожие сообщения:

.

Калькулятор падения напряжения переменного и постоянного тока AS / NZS 3008

Рассчитайте падение напряжения переменного или постоянного 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 в стандарте не указано 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

    Сопротивление и Значения реактивного сопротивления в AS / NZS 3008 для двухжильного кабеля 8 мм 2 составляют:

    • R c = 2,23 Ом / км, из Таблицы 35 - Многожильные, круглые 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.

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

      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 0,75 кВт, коэффициент мощности 0,85
      Расстояние 40 м
      Размер проводника 4 мм 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 - Многожильные, круглые 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 400 В переменного тока, 3 фазы
        Нагрузка Двигатель 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: