Beregn spenningstap i en kabel ved hjelp av en kalkulator. Beregning av spenningsfall på ledninger. Årsaker til spenningsfall

Så, i dag på agendaen er spørsmålet - hvordan beregne tverrsnittet til en ledning basert på tillatt spenningstap.

Og selvfølgelig vil et program for elektrikere hjelpe oss med dette, som kalles "Elektriker".

For de som ikke vet hvorfor de skal gjøre beregninger basert på spenningstap, la meg minne om at med en stor ledningslengde oppstår det et spenningsfall i denne seksjonen og svært lite kan "nå" lasten hvis ledningstverrsnittet er valgt feil.

Typisk organisasjoner som gjør det større renovering av leiligheter, sørg for å se på tilstanden til de elektriske ledningene og generelt alt elektrisk utstyr og, når du utfører reparasjoner, bytt ut falleferdige og utdaterte ledninger, automatiske enheter, etc.

I dette tilfellet må du velge riktig seksjon nye ledninger ikke bare når det gjelder oppvarmingsforhold, men også når det gjelder tillatt spenningstap.

La oss forestille oss denne situasjonen. Du må pusse opp leiligheten din, eller hvis du har et hus, så hjemme.

Du pusser opp de elektriske ledningene i huset ditt og bestemmer deg for å føre en separat uttaksledning inn i rommet. Men dette rommet er langt unna og lengden på ledningen er omtrent 30 meter til siste stikkontakt.

Du vet at du aldri vil plugge noe kraftig inn i stikkontaktene, det meste du kan koble til er strykejern, TV, datamaskin som totalt sett ikke går lenger 3kW og strøm ved denne effekten I=P/U=3000/220=13,64 A eller om vi runder da 14 ampere.

I følge PUE er et kobbertverrsnitt på 1,5 mm2 egnet for slik strøm. Riktignok vil ledningsisolasjonen være omtrent 60 grader Celsius ved en romtemperatur på +25, men reglene tillater følgende belastning:

La oss nå se hva "Elektriker"-programmet vil fortelle oss i vårt tilfelle, vi vil finne ut hvor mange volt som er "tapt" på en 30m ledning og hvor mange som "når" uttaket.

Så åpne programmet "Elektriker" og vi er interessert i knappen kalt "Tap", klikk på den:

Dette vinduet åpnes, der du må sette en prikk på "Spenningstap":

I det neste vinduet som åpnes, klikker du på knappen "Kabler og andre ledninger":

Vel, i det neste vinduet indikerer vi de nødvendige parameterne, oppført fra topp til bunn:

Finn - Tap i %

Ledermateriale- kobber

Spurt av:

3- Effekt P, kW

4- Tillatte tap, % (i vårt eksempel er denne verdien ikke viktig, du kan også angi 4):

Deretter må du velge den induktive reaktansen, du trenger ikke å bry deg for mye her, bare klikk på "Velg Xo" -knappen og i vinduet som åpnes, klikk på verdien "Kabel med vinyl- eller polyvinylkloridisolasjon" :

Deretter legger vi inn verdien av cosinus phi, jeg setter den til 0,85 siden vi ikke har en rent aktiv belastning og neste verdi Vi legger inn en ledningslengde på 30m:

Det er alt, nå kan du finne ut resultatet, for å gjøre dette, klikk på "Beregning" -knappen:

Og nå ser vi resultatet - så mye som 10 volt spenning er "tapt" i området kobbertråd med et tverrsnitt på 1,5 kvm og en lengde på 30 meter!

Det vil si at med 3 kW belastning på vil det ikke lenger være 220 volt, men bare 210. For moro skyld kan du regne ut hvor mange volt som er "tapt" hvis ledningen har et tverrsnitt på 2,5 kvm:

Som du kan se, er det allerede mindre, spenningsfallet over en seksjon på 30 m vil bare være 6 volt.

Du kan også finne ut omvendt - hvilket tverrsnitt av ledningen er nødvendig hvis du vet den nødvendige verdien av spenningstap, for å gjøre dette, øverst i vinduet må du sette en prikk på "Snitt i mm kvadrat. ” og skriv inn de nødvendige verdiene - jeg sirklet dem i rødt på bildet:

På denne måten, ved å bruke programmet "Elektriker", kan du ikke bare bestemme verdien av spenningsfallet på de elektriske ledningene, men også finne ut det nødvendige tverrsnittet for riktig valg av ledninger når du installerer elektriske ledninger.

Jeg håper denne informasjonen vil hjelpe deg og komme til nytte mer enn én gang.

Jeg vil gjerne se kommentarene dine, hvis du har noen tekniske spørsmål, vennligst spør dem på forumet, det er der jeg svarer på spørsmål - .

Abonner på videokanalen min på YouTube !

Se mange flere elektriske hjemmevideoer!

Hvordan beregne kabeltverrsnittet riktig og nøyaktig basert på spenningstap? Svært ofte, når du designer strømforsyningsnettverk, kreves en kompetent beregning av kabeltap. Et nøyaktig resultat er viktig for å velge et materiale med det nødvendige tverrsnittsarealet av kjernen. Hvis kabelen velges feil, vil dette medføre flere materialkostnader, fordi systemet raskt vil svikte og slutte å fungere. Takket være assistentnettsteder, hvor det er et ferdig program for beregning av kabeltverrsnitt og tap på det, kan dette gjøres enkelt og raskt.

Hvordan bruke en online kalkulator?

I den ferdige tabellen må du legge inn data i henhold til valgt kabelmateriale, systembelastningseffekt, nettverksspenning, kabeltemperatur og metode for å legge den. Klikk deretter på "beregn"-knappen og få det ferdige resultatet.
Denne beregningen av spenningstap i en linje kan trygt brukes i arbeid, hvis du ikke tar hensyn til motstanden til kabellinjen under visse forhold:

Når du spesifiserer effektfaktoren, er cosinus phi lik en.
DC nettverkslinjer.
AC-nettverk med en frekvens på 50 Hz laget av ledere med tverrsnitt opptil 25,0–95,0.

Resultatene som oppnås må brukes i henhold til hvert enkelt tilfelle, med tanke på alle feilene til kabel- og ledningsprodukter.

Sørg for å fylle inn alle verdier!

Beregning av effekttap i en kabel ved hjelp av skoleformelen

Du kan få de nødvendige dataene som følger ved å bruke følgende kombinasjon av indikatorer for beregninger: ΔU=I·RL (spenningstap i linjen = strømforbruk * kabelmotstand).

Hvorfor må du beregne spenningstapet i kabelen?

Overdreven energispredning i kabelen kan føre til betydelige effekttap, for sterk oppvarming av kabelen og skade på isolasjonen. Dette er farlig for livet til mennesker og dyr. Med en betydelig lengde på linjen vil dette påvirke kostnadene for lys, noe som også vil påvirke den økonomiske tilstanden til eieren av lokalene negativt.

I tillegg kan ukontrollerte spenningstap i kabelen føre til feil på mange elektriske apparater, så vel som deres fullstendige ødeleggelse. Svært ofte bruker beboerne mindre kabelseksjoner enn nødvendig (for å spare penger), noe som snart forårsaker kortslutning. Og de fremtidige kostnadene ved å erstatte eller reparere elektriske ledninger dekker ikke lommeboken til "sparsomme" brukere. Derfor er det så viktig å velge riktig tverrsnitt av kabler for ledningene som legges. Enhver elektrisk installasjon i et boligbygg bør startes først etter en grundig beregning av kabeltap. Det er viktig å huske at elektrisitet ikke gir en ny sjanse, og derfor må alt gjøres riktig og effektivt fra begynnelsen.

Måter å redusere strømtap i kabler

Tap kan reduseres på flere måter:

øke tverrsnittsarealet til kabelen;
redusere lengden på materialet;
belastningsreduksjon.

Ofte er de to siste punktene vanskeligere, og derfor må du gjøre dette ved å øke tverrsnittsarealet til den elektriske kabelkjernen. Dette vil bidra til å redusere motstanden. Dette alternativet har flere kostbare aspekter. For det første er kostnadene ved bruk av slikt materiale for multikilometersystemer svært betydelige, og derfor er det nødvendig å velge en kabel med riktig tverrsnitt for å redusere terskelen for strømtap i kabelen.

Online beregning av spenningstap lar deg gjøre dette på noen få sekunder, med tanke på alle tilleggsegenskaper. For de som ønsker å dobbeltsjekke resultatet manuelt, finnes det en fysisk og matematisk formel for beregning av spenningstap i en kabel. Selvfølgelig er disse utmerkede assistenter for enhver elektrisk nettverksdesigner.

Tabell for beregning av ledningstverrsnitt etter effekt

Kabeltverrsnitt, mm 2

Åpne ledninger

Pakning i kanaler

Aluminium

effekt, kWt

Video om riktig valg av ledningstverrsnitt og typiske feil

Elektriske apparater krever visse nettverksparametere for å fungere. Ledninger har motstand mot elektrisk strøm, så når du velger et kabeltverrsnitt, er det nødvendig å ta hensyn til spenningsfallet i ledningene.

Hva er spenningsfall

Når man måler i forskjellige deler av en ledning som elektrisk strøm flyter gjennom, observeres en endring i potensialet når det beveger seg fra kilden til lasten. Årsaken til dette er motstanden til ledningene.

Hvordan måles spenningsfallet?

Det er tre måter å måle fall på:

To voltmeter. Målinger er tatt i begynnelsen og slutten av kabelen;
Vekselvis på forskjellige steder. Ulempen med metoden er at under overganger kan belastningen eller nettverksparametrene endres, noe som vil påvirke avlesningene;
En enhet koblet parallelt med kabelen. Spenningsfallet i kabelen er lite, og tilkoblingsledningene er lange, noe som fører til feil.

Viktig! Spenningsfallet kan være fra 0,1V, så enheter brukes med en nøyaktighetsklasse på minst 0,2.

Motstand av metaller

Elektrisk strøm er den rettede bevegelsen av ladede partikler. I metaller er dette bevegelsen av frie elektroner gjennom et krystallgitter, som motstår denne bevegelsen.

I beregninger er resistivitet merket med bokstaven "p" og tilsvarer motstanden til en meter ledning med et tverrsnitt på 1 mm².

For de vanligste metallene som brukes til å lage ledninger, kobber og aluminium, er denne parameteren henholdsvis 0,017 og 0,026 Ohm*m/mm². Motstanden til et stykke ledning beregnes med formelen:

R=(p*l)/S, hvor:

l – lengde,
S – kabelseksjon.

For eksempel har 100 meter kobbertråd med et tverrsnitt på 4mm² en motstand på 0,425 ohm.

Hvis tverrsnittet S er ukjent, beregnes det, når man kjenner lederens diameter, som:

S=(π*d²)/4, hvor:

π – tall «pi» (3.14),
d – diameter.

Hvordan beregne spenningstap

I følge Ohms lov, når strømmen flyter gjennom en motstand, vises en potensiell forskjell over den. I denne delen av kabelen, ved en strøm på 53A, tillatt med åpen installasjon, vil fallet være U=I*R=53A*0,425Ohm=22,5V.

For normal drift av elektrisk utstyr bør nettspenningen ikke overstige ±5 %. For et husholdningsnett er 220V 209-231V, og for et trefasenettverk 380V er de tillatte svingningsgrensene 361-399V.

Når strømforbruket og strømmen i elektriske kabler endres, endres spenningsfallet i lederne og verdien nær forbrukeren. Disse svingningene må tas i betraktning ved utforming av strømforsyninger.

Utvalg basert på akseptable tap

Når du beregner tap, er det nødvendig å ta hensyn til at et enfaset nettverk bruker to ledninger, Følgelig endres formelen for beregning av spenningsfallet:

I et trefasenett er situasjonen mer komplisert. Med jevn belastning, for eksempel i en elektrisk motor, kobles strømmen til fase ledninger, kompensere hverandre, strømmen nøytral ledning fungerer ikke, og lengden er ikke tatt med i beregningene.

Hvis belastningen er ujevn, som i elektriske ovner, der bare ett varmeelement kan slås på, utføres beregningen i henhold til reglene for et enfaset nettverk.

I langdistanselinjer tas det i tillegg til aktive også hensyn til induktiv og kapasitiv reaktans.

Beregningen kan gjøres ved hjelp av tabeller eller ved hjelp av en online kalkulator. I det tidligere gitte eksemplet, i et enfasenettverk og i en avstand på 100 meter, vil det nødvendige tverrsnittet være minst 16 mm², og i et trefasenettverk - 10 mm².

Valg av kabeltverrsnitt for oppvarming

Strømmen som strømmer gjennom motstanden frigjør energi P, hvis verdi beregnes av formelen:

I kabelen fra forrige eksempel er P=40A²*0,425Ohm=680W. Til tross for lengden er dette nok til å varme opp lederen.

Når ledningen varmes opp over tillatt temperatur, svikter isolasjonen, noe som fører til kortslutning. Mengden tillatt strøm avhenger av materialet til lederen, isolasjon og installasjonsforhold. For å velge må du bruke spesielle tabeller eller en online kalkulator.

Hvordan redusere spenningsfallet i en kabel

Når du legger elektriske ledninger over lange avstander, er kabeltverrsnittet valgt for det tillatte spenningsfallet mange ganger større enn valget for oppvarming, noe som fører til en økning i kostnadene for strømforsyning. Men det er måter å redusere disse kostnadene på:

Øk potensialet i begynnelsen av tilførselskabelen. Dette er kun mulig når det er koblet til en separat transformator, for eksempel i en ferielandsby eller mikrodistrikt. Hvis noen forbrukere kobles fra, vil potensialet i stikkontaktene til resten bli overvurdert;
Installasjon nær stabilisatorlasten. Dette krever kostnader, men garanterer konstante nettverksparametere;
Når du kobler til en 12-36V belastning gjennom en nedtrappingstransformator eller strømforsyning, plasser dem i nærheten av forbrukeren.

Henvisning. Når spenningen synker, øker strømmen i nettverket, spenningsfallet og nødvendig ledningstverrsnitt.

Måter å redusere kabeltap på

I tillegg til å forstyrre den normale driften av elektriske apparater, fører et spenningsfall i ledningene til ekstra energikostnader. Disse kostnadene kan reduseres på forskjellige måter:

Øke tverrsnittet til tilførselsledningene. Denne metoden krever betydelige kostnader for kabelutskifting og nøye gjennomførbarhetstesting;
Redusere linjelengden. En rett linje som forbinder to punkter er alltid kortere enn en kurve eller stiplet linje. Derfor, når du designer strømforsyningsnettverk, bør linjer legges så korte som mulig;
Reduksjon i omgivelsestemperatur. Ved oppvarming øker motstanden til metaller, og elektrisitetstapene i kabelen øker;
Redusere belastningen. Dette alternativet er mulig hvis det er tilgjengelig stort nummer forbrukere og strømkilder;
Bringer cosφ til 1 nær lasten. Dette reduserer strømforbruk og tap.

Viktig! Alle endringer skal gjenspeiles på diagrammer.

Til din informasjon. Forbedring av ventilasjon i kabelrenner og andre strukturer reduserer temperatur, motstand og linjetap.

For å oppnå maksimal effekt er det nødvendig å kombinere disse metodene med hverandre og med andre energisparingsmetoder.

Beregning av spenningsfall og strømtap i en kabel er viktig ved prosjektering av strømforsyningsanlegg og kabellinjer.

Video

Ved utforming av elektriske nettverk med lav strøm beregnes ofte spenningstap i ledere. De oppnådde resultatene brukes deretter til å bestemme det optimale tverrsnittet av strømførende ledere. Hvis det blir gjort en feil under valg av ledninger og kabler, vil det elektriske systemet raskt svikte eller ikke starte i det hele tatt. For å utføre de nødvendige beregningene, brukes spesielle formler eller online kalkulatorer.

Årsaker til tap

Alle elektrikere vet at kabler består av kjerner. De er laget av kobber eller aluminium og dekket med et isolerende lag. For å beskytte mot mekanisk skade er lederne plassert i en ekstra polymerkappe. Siden de strømførende lederne er tett plassert og komprimert av et beskyttende belegg, når linjen er lang, begynner de å fungere etter prinsippet om en kondensator. For å si det enkelt skapes det en ladning i kjernene som har kapasitiv reaktans.

Spenningstapdiagrammet i ledningene ser slik ut:

Hvis denne prosessen er representert grafisk, vil segmentet AD være en indikator på tap.

Å utføre slike beregninger manuelt er ganske vanskelig, og en online kalkulator brukes nå ofte. Spenningstap beregnet med dens hjelp viser seg å være ganske nøyaktig, og feilen er minimal.

Konsekvenser av spenningsreduksjon

I henhold til forskriftsdokumentasjon bør tap på hovedledningen fra transformator til det fjerneste punktet for offentlige anlegg ikke overstige 9 %. Når det gjelder mulige tap på punktet der linjen kommer inn i sluttbrukeren, bør dette tallet ikke være mer enn 4 %.

Ved avvik fra de angitte grensene er følgende konsekvenser mulig:

Flyktig utstyr vil ikke kunne fungere normalt.
Hvis inngangsspenningen er lav, kan det hende at elektriske apparater ikke fungerer.
Dagens belastning vil ikke fordeles jevnt mellom forbrukerne.

Det stilles høye krav til egenskapene til kraftledninger. Når du designer dem, er det nødvendig å beregne mulige tap ikke bare i hovednettverkene, men også i de sekundære.

Flere metoder kan brukes for å beregne spenningstap. Det er verdt å vurdere alt slik at hver elektriker kan velge den mest attraktive avhengig av situasjonen.

Bruke tabeller og formler

I praksis, når du installerer strømnettet, brukes kobber- eller aluminiumsledere. Når du kjenner til resistiviteten til disse materialene, samt gjeldende styrke og ledningsmotstand, kan du bruke følgende formler for spenningsfall:

En hjemmemester og til og med en spesialist kan bruke spesielle bord. Dette er en ganske praktisk og enkel måte å utføre de nødvendige beregningene på. I noen tilfeller er det imidlertid nødvendig å oppnå det mest pålitelige resultatet, tatt i betraktning indikatorene for aktiv og reaktans. I en slik situasjon må du bruke en mer kompleks formel:

For å sikre optimal belastning i trefaset nettverk hver fase må belastes jevnt. For å løse dette problemet bør elektriske motorer kobles til lineære ledere, og lamper skal kobles mellom nøytral linje og fase.

Online tjenester

Bruken av formler, grafer og tabeller er en ganske arbeidskrevende prosess. Det er ikke alltid nødvendig å få det maksimale nøyaktige resultater og i en slik situasjon er det verdt å bruke online kalkulatorer. Disse tjenestene fungerer som følger:

Strømindikatorer, ledermateriale, tverrsnitt av strømførende ledere og linjelengde legges inn i programmet.
Du må også oppgi informasjon om antall faser, nettverksspenning, effekt og linjetemperatur under drift.
Etter å ha lagt inn alle nødvendige data, vil programmet automatisk utføre alle nødvendige beregninger.

På det foreløpige designstadiet er det verdt å bruke flere tjenester og deretter bestemme gjennomsnittsverdien. Det bør erkjennes at det er en viss feil i beregninger ved bruk av online kalkulatorer.

Reduser tap

Det er ganske åpenbart at tap avhenger av lengden på lederen i linjen. Jo høyere denne parameteren er, jo mer faller spenningen. Flere metoder kan brukes for å redusere tap:

Sistnevnte metode fungerer utmerket i strømnett som har flere reservelinjer. Det bør også huskes at spenningen kan falle når temperaturen på kabelen øker. Hvis det brukes ekstra varmeisolasjonstiltak under kabelinstallasjon, kan tap reduseres.

I energibransjen er beregning av spenningsfallet på hovedledningen en av de viktigste oppgavene. Hvis alle beregninger ble utført riktig, vil forbrukeren ikke ha problemer med driften av elektrisk utstyr.

Hovedsentral 2.2. Indikasjoner på fasespenninger etter første seksjon av kabelledningen

Reservestrømforsyningsparametere:

Maksimal effekt på dieselkraftverk – 600 kW,
Kabellinje – 3 kabler AVBbShv 4x240, koblet parallelt,
Kabellengde – 250 m.

Basert på disse parameterne kan vi tydelig konkludere med at kapasiteten til dieselkraftverket og reservekabellinjen, tatt i betraktning spenningsfallet, vil være nok til ikke mer enn halvparten av kravene til maksimal belastning, noe som er helt uakseptabelt.

Derfor gir det ingen mening å overvåke kvaliteten på maten gjennom dieselkraftverket.

Last ned fil

Avslutningsvis - som lovet, en god bok om beregning av spenningstap og spenningstap i en kabel. Det vil være veldig interessant for alle som er interessert i denne artikkelen. Slike bøker skrives ikke lenger.

/ Brosjyre fra Elektrikerbiblioteket. Gir instruksjoner og beregninger som er nødvendige for å velge tverrsnitt av ledninger og kabler opp til 1000 V. Nyttig for de som er interessert i primærkilder., zip, 1,57 MB, lastet ned: 385 ganger./

Det kan være nyttig å lese: