Руководство по материалам электротехники для всех: проводники — Серебро, Медь, Алюминий.

Выбор сечения кабеля

Сопротивление медного провода

Поскольку у провода есть сопротивление, при прохождении по нему электрического тока выделяется тепло, и происходит падение напряжения. Оба этих фактора необходимо учитывать при выборе сечения кабелей.

Выбор по допустимому нагреву

При протекании тока в проводе выделяется энергия. Её количество можно рассчитать по формуле электрической мощности:

P=I²*R.

В медном проводе сечением 2,5мм² и длиной 10 метров R=10*0.0074=0.074Ом. При токе 30А Р=30²*0,074=66Вт.

Эта мощность нагревает токопроводящую жилу и сам кабель. Температура, до которой он нагревается, зависит от условий прокладки, числа жил в кабеле и других факторов, а допустимая температура – от материала изоляции. Медь обладает большей проводимостью, поэтому меньше выделяемая мощность и необходимое сечение. Определяется оно по специальным таблицам или при помощи онлайн-калькулятора.

Таблица выбора сечения провода по допустимому нагреву

Таблица выбора сечения провода по допустимому нагреву

Допустимые потери напряжения

Кроме нагрева, при прохождении электрического тока по проводам происходит уменьшение напряжения возле нагрузки. Эту величину можно рассчитать по закону Ома:

U=I*R.

Справка. По нормам ПУЭ оно должно составлять не более 5% или в сети 220В – не больше 11В.

Поэтому, чем длиннее кабель, тем больше должно быть его сечение. Определить его можно по таблицам или при помощи онлайн-калькулятора. В отличие от выбора сечения по допустимому нагреву, потери напряжения не зависят от условий прокладки и материала изоляции.

В сети 220В напряжение подаётся по двум проводам: фазному и нулевому, поэтому расчёт производится по двойной длине кабеля. В кабеле из предыдущего примера оно составит U=I*R=30A*2*0.074Ом=4,44В. Это немного, но при длине 25 метров получается 11,1В – предельно допустимая величина, придётся увеличивать сечение.

Максимально допустимая длина кабеля данного сечения

Максимально допустимая длина кабеля данного сечения

Применение алюминиевых проводов

Наиболее популярными считаются марки алюминиевых проводов СИП и АВВГ.

Универсальный силовой провод АВВГ может применяться при любых условиях, резких перепадах температур и при высоком показателе влажности — до 98%. Это достаточно прочный на разрыв и устойчивый к воздействиям агрессивных сред кабель с алюминиевыми токопроводящими жилами и поливинилхлоридной изоляцией.

Такие провода предназначаются для стационарных одиночных прокладок электропроводки, которые не будут подвергаться значительным механическим нагрузкам, например:

  • на открытых участках, где воздействие климатических факторов максимальное;
  • в пустотах, которые обустраиваются в строительных конструкциях;
  • в подвалах и помещениях, которые подвергаются затоплениям;
  • редко под землей.

Такие провода можно применять для эксплуатации в системах, где проходит напряжение не больше 660 В, а для проводников с поперечным сечением жилы более 50 мм допустимо применение в сетях, которые находятся под напряжением 1000 В.

Маркировка алюминиевых проводов СИП означает, что они предназначаются для того, чтобы обеспечивать и распределять электроэнергию в воздушных силовых линиях и в осветительных электросетях, имеющих напряжение до 35 кВ. Их можно использовать как альтернативу традиционным неизолированным проводам, потому как они имеют изоляционный слой из полиэтилена. К преимуществам СИП относятся такие их свойства:

  • предотвращают возникновение риска нахлестывания и перекручивания проводов, что характерно для неизолированных линий;
  • способствуют уменьшению ширины просеки, и при прокладывании линии электропроводов в городе не требуют выделения большой полосы отчуждения земли;
  • уменьшают расходы на эксплуатацию до 80%;
  • нивелируют риски незаконного подключения и кражи электроэнергии.

Медь: электропроводность материала

В спокойном состоянии все свободные электроны любого металла вращаются вокруг ядра. При подключении внешнего источника воздействия они выстраиваются в определенной последовательности и становятся носителями тока. Степень способности металла пропускать сквозь себя последний и называется электропроводностью. Единицей ее измерения в Международной СИ является сименс, определяемый как 1 См = 1 Ом-1.

Электропроводность меди очень высока. По этому показателю она превосходит все известные на сегодня неблагородные металлы. Лучше нее ток пропускает только серебро. Показатель электропроводности меди составляет 57х104 см-1 при температуре в +20 °С. Благодаря такому своему свойству этот металл на данный момент является самым распространенным проводником из всех используемых в производственных и бытовых целях.

Читайте также:  Что такое родированное серебро и зачем его родируют

Медь отлично выдерживает постоянные электрические нагрузки и к тому же отличается надежностью и долговечностью. Помимо всего прочего, этот металл характеризуется и высокой температурой плавления (1083,4 °С). А это, в свою очередь, позволяет меди долгое время работать в нагретом состоянии. По распространенности в качестве проводника тока конкурировать с этим металлом может только алюминий.

elektroprovodnost-medi.jpg

Связь с коэффициентом теплопроводности

Удельная электропроводность меди — 59 500 000 См/м. Этот показатель, как уже упоминалось, верен, однако только при температуре +20 о С. Между коэффициентом теплопроводности любого металла и удельной проводимостью существует определенная связь. Устанавливает его закон Видемана — Франца. Выполняется он для металлов при высоких температурах и выражается в такой формуле: K/γ = π 2 / 3 (k/e) 2 T, где y — удельная проводимость, k — постоянная Больцмана, e — элементарный заряд.

1421045.jpg

Разумеется, существует подобная связь и у такого металла, как медь. Теплопроводность и электропроводность у нее очень высокие. На втором месте после серебра она находится по обоим этим показателям.

Конструкция стальных радиаторов

Стальные батареи, используемые в системах отопления, бывают или панельными, или трубчатыми.

Панельные радиаторы

Это прямоугольные панели разных размеров. Они обладают конвекторными свойствами и имеют достаточно простую конструкцию, при этом:

  • две профилированные пластины свариваются между собой по периметру, и внутри этой конструкции, благодаря штампованным профилям, образуются вертикальные каналы для циркуляции теплоносителя;
  • приваренные с тыльной стороны П-образные ребра из тонкой холоднокатаной стали усиливают теплоотдачу;
  • конструкция может содержать до трех панелей, защищенных общим кожухом.

konstrukciya-stalnyh-radiatorov.jpg

Трубчатые радиаторы

Изделия этого типа представляют собой несколько отдельных труб, соединенных коллекторами. Трубы могут иметь вертикальное и горизонтальное расположение.

Оцените статью
Рейтинг автора
5
Материал подготовил
Илья Коршунов
Наш эксперт
Написано статей
134
Добавить комментарий