Меню

Питающий кабель постоянного тока

Освещение на постоянном токе — «хорошо забытое старое»?

Известный экспериментатор и предприниматель Томас Эдисон в XIX веке предложил систему электроснабжения на постоянном токе. К началу XX века на смену ей пришли электрические сети на переменном токе, которые предложили Никола Тесла и Джордж Вестингауз. Переменный ток повсеместно вытеснил постоянный, но, как известно, наука и техника развиваются по спирали. И уже в XXI веке предлагается делать в офисах и производственных цехах отдельную проводку для светодиодного освещения, по которой потечет постоянный ток.

Главная причина, по которой постоянный ток не выдержал конкуренции — малая дальность передачи электроэнергии. Из-за невозможности использования трансформаторов напряжение в линии электропередачи приблизительно соответствовало напряжению в розетке. Применительно к реалиям США конца XIX века — это напряжение было около 110 В. В итоге электростанция не могла размещаться далее 1,5 км от потребителя. Это было значительным недостатком в XX веке, но сейчас ситуация изменилась.

Для выработки электроэнергии все чаще используются альтернативные источники: солнце, ветер и некоторые другие. Общей особенностью таких источников является нестабильность количества вырабатываемой энергии в данный момент, что требует использовать аккумуляторы. Кроме этого, сейчас предлагается и такое решение — накапливать электроэнергию, получаемую из сети, в аккумуляторах в те промежутки времени суток, когда она стоит дешево, а потом отдавать ее в часы, когда тарифы высокие.

Для накопления энергии повсеместно применяются аккумуляторы, использующие преобразование электрической энергии в химическую и обратно. Эти аккумуляторы дают постоянный ток. При этом многие приборы, потребляющие электроэнергию, изначально устроены таким образом, что питаются от постоянного тока (например, компьютеры), а чтобы они могли питаться от переменного тока, приходится добавлять в конструкцию дополнительно блоки питания. Тогда зачем нужны преобразования постоянного тока в переменный и обратно, если можно непосредственно с аккумулятора подавать постоянный ток потребителю? Значительно упростится конструкция многих устройств, подключаемых к электросети, а также централизованную систему бесперебойного питания. К тому же, не будет потерь в проводке, связанных с излучением электромагнитного поля проводником, через который проходит переменный ток. Исходя из этого, в тех случаях, когда внутренняя сеть использует альтернативные источники энергии, а также систему бесперебойного питания, в ней предпочтительно передавать постоянный ток.

Но не все так просто, как может показаться. Огромное количество приборов изначально спроектировано на питание переменным током и на постоянный ток их так просто не переделать. В первую очередь, речь идет об устройствах, в которых установлены моторы. Но даже электрочайник, рассчитанный на переменный ток, нельзя питать от постоянного, хотя там, казалось бы, только резистивная нагрузка. При размыкании контактов в цепи переменного тока гашение дуги происходит быстрее, чем в цепи постоянного. Термореле, которое размыкает цепь при кипении, рассчитано на переменный ток и большая длительность дуги на постоянном токе выведет его из строя.

Производить технику широкого применения под новый стандарт питания постоянным током слишком расточительно, если учесть, что доля альтернативных источников в общем объеме производимой в мире электроэнергии пока не превышает 3%. Поэтому на момент написания статьи основной отраслью, где наблюдается массовый переход на внутренние электрические сети постоянного тока, являются гигантские центры обработки данных. В них сервера питаются от постоянного напряжения 380 В. Данное значение напряжения позволяет использовать серийно выпускаемые кабели для 230 В переменного тока [1]. Тем не менее, электропитание ЦОД — довольно узкий сегмент рынка.

Другим применением внутренних сетей на постоянном токе, которое, по прогнозам ряда авторитетных ученых действительно может стать массовым, является освещение. Естественно, светодиодное, так как светодиод по своему принципу работы может питаться только от постоянного тока. Необходимость преобразования переменного тока в постоянный является одной из причин, почему светодиодные светильники до сих пор стоят значительно дороже аналогов с традиционными источниками света.

Существующие примеры питания ламп от постоянного тока

Накопленный светотехникой опыт еще с первых ламп Томаса Эдисона показывает, что питание традиционных источников света от постоянного тока не меняет их технические характеристики или же ведет к ухудшению параметров. В то же время, питание ламп на основе светодиодов постоянным током улучшает качество их работы.

Существует множество легенд, согласно которым при питании лампы накаливания от постоянного тока, она служит дольше. Или, наоборот, питание от переменного тока продлевает срок службы лампы по сравнению с постоянным. Но, на самом деле, питание лампы накаливания что от постоянного тока, что от переменного тока частотой 50 или 60 Гц, не влияет само по себе на срок службы.

При питании люминесцентных ламп от постоянного тока возникает так называемый «трамвайный эффект», выражающийся в потемнении в процессе эксплуатации одного из концов трубки. Даже если лампа закрыта молочным рассеивателем, такой работающий светильник выглядит некрасиво. С этим эффектом борются, периодически вынимая лампу из светильника и вставляя обратно ее с другой полярностью. Название «трамвайный эффект» связано с тем, что его впервые обнаружили при переводе освещения в салонах трамваев с ламп накаливания на люминесцентные. Электрооборудование трамвая работает от постоянного тока, соответственно, от постоянного тока решили питать и лампы, освещающие салон. В современных транспортных средствах используются люминесцентные лампы, питающиеся через ЭПРА переменным током с частотой порядка единиц или десятков кГц.

Светодиодные лампы-ретрофиты типоразмера MR16 выпускаются с питанием от напряжения 12 В. Данные лампы поддерживают питание какпеременным, таки постоянным током. Каждая модель лампы совместима с трансформаторами для галогенных ламп из определенного списка. При замене галогенных ламп MR16 совместимость светодиодных ламп, подходящих по светотехническим параметрам и цене, с уже установленными трансформаторами, зачастую отсутствует. Поэтому вместо трансформатора устанавливают блок питания, дающий напряжение 12 В постоянного тока. Так же рекомендуется поступать и в случае, когда изначально устанавливаются светодиодные лампы MR16. Практика показывает, что питание светодиодных ламп MR16 от постоянного тока обеспечивает более стабильную работу и более высокий КПД по сравнению с питанием от переменного тока. Питание от постоянного тока позволяет также полностью избавиться от пульсаций светового потока.

Снижение потерь в системе электроснабжения

Структурные схемы организации электропитания светодиодных светильников на переменном и постоянном токе в типичном офисном здании показаны на рис. 1.

Как видно на рисунке, в системе на переменном токе потери в проводах составляют 3%, а на постоянном — всего 1%, что обусловлено законами физики. Снижение потерь в блоке питания с 5% до 2% связано скорее с экономическими факторами, так как на группу светильников уже выгодно использовать более дорогой блок питания с повышенным КПД. Итого за счет перехода с переменного тока на постоянный теоретически можно получить снижение потерь на 5%.

Профессор Эбберхард Ваффеншмидт из Кельнского университета прикладных исследований совместно с Philips Research создали систему электроснабжения, питающую 54 светодиодных ламп мощностью 37 Вт каждая от солнечной батареи, а при отсутствии в достаточном количестве солнечного света — брать электроэнергию из распределительной сети [1]. Система работала на постоянном токе 380 В.

Испытания показали, что снижение энергопотребления по сравнению с аналогичной системой энергоснабжения составило всего 2,24%. По мнению автора данной статьи, столь скромный результат был достигнут во многом потому, что использовались лампы для переменного тока, драйвера которых были доработаны для питания от постоянного тока, а не лампы, изначально спроектированные под постоянный ток. Но даже у такой системы есть как минимум два преимущества. Во-первых, это очередная возможность сделать себе PR компании, заботящейся об экологии, так как мысль о том, что использование постоянного тока в электрических сетях позволяет экономить энергию, уже проникла в умы продвинутых экологических активистов [2]. Во-вторых, при питании постоянным током значительно упрощается конструкция как питающей подстанции, так и светодиодных светильников.

Упрощение конструкции оборудования

Постоянный ток, поступающий от солнечных батарей и аккумуляторов, должен быть приведен к напряжению нужной величины (этим занимаются так называемые DC — DC преобразователи), а затем преобразован в переменный. Преобразование в переменный ток выполняется, так называемыми, инверторами. В отличие от бытовых инверторов (например, в индивидуальных ИБП для настольных компьютеров), дающих лишь приближение к синусоидальному напряжению, профессиональные модели, обслуживающие целое здание или даже комплекс строений, должны давать «чистую» синусоиду, иначе возникнут проблемы с электромагнитной совместимостью оборудования и много других проблем. Соответственно, профессиональные инверторы — дорогостоящие агрегаты, исключение которых из схемы энергоснабжения при использовании постоянного тока позволит снизить общую стоимость системы, а заодно и повысить энергоэффективность за счет удаления как минимум одной ступени преобразования. Например, профессиональный инвертор, способный длительное время выдерживать нагрузку до 12 кВт стоит порядка 100 000 руб. (здесь и далее цены приводятся по состоянию на сентябрь 2015 г.) На самом деле, при переходе на постоянный ток удаляется и другая ступень преобразования, а, именно, выпрямитель в светодиодном светильнике.

В том случае, если светодиодный светильник работает в помещении, где постоянно находятся люди, тем более, где они выполняют работу, требующую сколь-нибудь значительного зрительного напряжения, надо не только выпрямить переменный ток, но и сгладить пульсации. Для этого используются электролитические конденсаторы большой емкости — дорогостоящие и при этом весьма капризные устройства. Как правило, основной причиной выхода из строя светильников является преждевременный отказ драйвера, который происходит, когда светодиоды еще не полностью выработали свой ресурс.

Зачастую этот отказ связан со сглаживающими конденсаторами. Причем электролитические конденсаторы имеют неприятную особенность деградировать от времени, даже если светильник не работает, а лежит на складе.

Встраиваемый светодиодный светильник для потолков типа «Армстронг» можно в среднем купить по цене от 1200 руб. (совсем дешевые низкокачественные модели рассматривать не будем) Причем в модели за 1200 руб. вполне могут использоваться «фирменные» светодиоды, такие же, как и в более дорогих моделях. Разница между дешевыми и дорогими светильниками заключается главным образом в уровне пульсации и надежности драйвера. При питании от постоянного тока конструкция драйвера становится более простой и надежной, в ней не присутствуют сглаживающие конденсаторы. Поэтому светильник за 1200 руб. будет работать практически так же хорошо, как и за 2200 руб. (столько стоит светильник с надежным драйвером без пульсации от известного российского бренда) Мало того, за счет уменьшения числа деталей вполне реально дополнительно снизить цену на качественный светильник.

Читайте также:  Изобразите вектор магнитной индукции прямого проводника с током

В итоге, переход на постоянный ток позволит снизить цены на светодиодные светильники примерно в 2 раза и добиться срока службы всего светильника, равного сроку службы установленных в нем светодиодов, то есть 50 000 ч. Весьма значительный выигрыш!

Технология РоЕ

Тем не менее, прокладывать отдельную проводку для питания светодиодных светильников выгодно лишь тогда, когда здание строится заново, либо в нем проводится капитальный ремонт. Избежать необходимости прокладывать отдельную проводку можно, используя технологию питания через Ethernet (англ. Power over Ethernet, сокращенно РоЕ).

По кабелям локальных компьютерных сетей Ethernet передается не только цифровая информация, но и электропитание для сетевых устройств. Напряжение питания 48 В постоянного тока. В сетях Ethernet Cat5 и выше используется стандарт РоЕ plus (IEEE 802.3at-2009), допускающий подключать к сети нагрузку мощностью до 25,5 Вт на одно устройство. На самом деле, по кабелю Ethernet физически можно передавать питание с мощностью до 60 Вт, но так как это не соответствует нормам IEEE802.3at-2009, возможны проблемы с совместимостью.

Технологию РоЕ можно использовать для питания светодиодных светильников постоянным током в офисных зданиях. Главная проблема заключается в том, что для типичного офисного светильника, устанавливаемого в потолки типа «Армстронг», световой поток должен быть не менее 3000 лм, значит, чтобы светильник без проблем подключался к стандартной компьютерной сети, его полная светоотдача должна быть не менее 120 лм/Вт.

Пока столь высокая светоотдача всего устройства возможна лишь для дорогих светильников, ценой более 3000 руб. Поэтому выигрыш можно получить лишь в «умных» системах управления освещением, когда к каждому светильнику и так подходят провода компьютерной сети и не нужно тратиться на прокладку кабелей электропитания. Именно такой принцип реализован в светильнике компании Philips «Световые решения» с питанием по технологии РоЕ, представленном в 2014 году.

Выбор напряжения для питания светильников постоянным током

Чем ниже напряжение, тем, при равной толщине проводов, выше потери при передаче электроэнергии. Это наглядно показано на диаграмме рис. 2.

Как видно из диаграммы, наиболее перспективным является использование для питания светодиодного освещения 380 В постоянного тока. Помимо меньших потерь, обеспечивается совместимость с электрооборудованием крупных ЦОД. Возможность принятия данного стандарта зависит и от того, насколько стандарт электропитания, изначально разработанный для ЦОД, приживется для серверов, устанавливаемых в офисах. Если для офисных серверов будут предусматривать отдельную электропроводку, ничто не мешает питать от нее еще и светильники. Единственная проблема — пока что светодиодные светильники на 380 В постоянного тока серийно не производятся.

Другой сценарий развития событий, который автор данной статьи считает вполне реалистичным, предусматривает создания стандарта электропитания «де-факто», как произошло с интерфейсом USB, который теперь чаще используется для зарядки и питания мобильных устройств, нежели для передачи данных. Точно так же стандартом для питания светодиодных светильников де-факто может стать напряжение 48 В постоянного тока, так как оно используется в технологии РоЕ plus. Недостатками являются необходимость использования дорогостоящих проводов с низким сопротивлением, а также невысокая дальность передачи электроэнергии — не более 100 м от питающей подстанции. Но развитие систем «умного» освещения делает указанные недостатки менее значимыми.

Литература:

  1. Waffenschmidt Е. Direct Current (DC) Supply Grids for LED Lighting // LED Professional N48, Mar/Apr 2015.
  2. Sinopoli J. Using DC power to save energy — and end the waroncurrents // http://www.greenbiz.com/news/2012/11/15/using-dc-power-save-energy-end-war-currents.

Источник: Алексей Васильев, материал опубликован в журнале «Электротехнический рынок», №№5-6 (65-66), 2015

Источник

Расчет падения напряжения на проводах

Выбор сечения провода для постоянного тока. Падение напряжения (пояснения в статье)

Говорят, что в своё время между Эдисоном и Тесла проходило соперничество – какой ток выбрать для передачи на большие расстояния – переменный или постоянный? Эдисон был за то, чтобы для передачи электричества использовать постоянный ток. Тесла утверждал, что переменный ток легче передавать и преобразовывать.

Впоследствии, как известно, победил Тесла. Сейчас повсеместно используется переменный ток, в России с частотой 50 Гц. Такой ток дешевле передавать на большие расстояния. Хотя, есть и линии электропередач постоянного тока специального применения.

А если использовать высокие напряжения (например, 110 или 10 кВ), то выходит значительная экономия на проводах, по сравнению с низким напряжением. Об этом я рассказываю в статье про то, чем отличается напряжение 380В от 220В.

Тесла потом пошёл ещё дальше – нашёл способ, как передавать электрический ток совсем без проводов. Чем вызвал большое недовольство производителей меди. Но это уже тема совсем другой статьи.

Кстати, если Вам интересно то, о чем я пишу, подписывайтесь на получение новых статей и вступайте в группу в ВК!

Забегая вперед, скажу, что расчет сечения провода для постоянного тока строится на двух критериях:

  1. Падение напряжения (потери)
  2. Нагрев провода

Первый пункт для постоянного тока наиболее важен, а второй лишь вытекает из первого.

Теперь обстоятельно, по порядку, для тех, кто хочет ПОНИМАТЬ.

Падение напряжения на проводе

Статья будет конкретная, с теоретическими выкладками и формулами. Кому не интересно, что откуда и почему, советую перейти сразу к Таблице 2 – Выбор сечения провода в зависимости от тока и падения напряжения.

И ещё – расчет потерь напряжения на длинной мощной трехфазной кабельной линии. Пример расчета реальной линии.

Итак, если взять неизменной мощность, то при понижении напряжения ток должен возрастать, согласно формуле:

P = I U. (1)

U = R I. (2)

Из этих двух формул видно, что при понижении питающего напряжения потери на проводе возрастают. Поэтому чем ниже питающее напряжение, тем большее сечение провода нужно использовать, чтобы передать ту же мощность.

Для постоянного тока, где используется низкое напряжение, приходится тщательно подходить к вопросу сечения и длины, поскольку именно от этих двух параметров зависит, сколько вольт пропадёт зря.

Сопротивление медного провода постоянному току

Сопротивление провода зависит от удельного сопротивления ρ, которое измеряется в Ом·мм²/м. Величина удельного сопротивления определяет сопротивление отрезка провода длиной 1 м и сечением 1 мм².

Сопротивление того же куска медного провода длиной 1 м рассчитывается по формуле:

R = (ρ l) / S, где (3)

R – сопротивление провода, Ом,

ρ – удельное сопротивление провода, Ом·мм²/м,

l – длина провода, м,

S – площадь поперечного сечения, мм².

Сопротивление медного провода равно 0,0175 Ом·мм²/м, это значение будем дальше использовать при расчетах.

Не факт, что производители медного кабеля используют чистую медь “0,0175 пробы”, поэтому на практике всегда сечение берется с запасом, а от перегрузки провода используют защитные автоматы, тоже с запасом.

Из формулы (3) следует, что для отрезка медного провода сечением 1 мм² и длиной 1 м сопротивление будет 0,0175 Ом. Для длины 1 км – 17,5 Ом. Но это только теория, на практике всё хуже.

Ниже приведу табличку, рассчитанную по формуле (3), в которой приводится сопротивление медного провода для разных площадей сечения.

СамЭлектрик.ру в социальных сетях

Подписывайтесь! Там тоже интересно!

Таблица 0. Сопротивление медного провода в зависимости от площади сечения

S, мм² 0,5 0,75 1 1,5 2,5 4 6 10
R для 1м 0,035 0,023333 0,0175 0,011667 0,007 0,004375 0,002917 0,00175
R для 100м 3,5 2,333333 1,75 1,166667 0,7 0,4375 0,291667 0,175

Расчет падения напряжения на проводе для постоянного тока

Теперь по формуле (2) рассчитаем падение напряжения на проводе:

U = ((ρ l) / S) I , (4)

То есть, это то напряжение, которое упадёт на проводе заданного сечения и длины при определённом токе.

Вот такие табличные данные будут для длины 1 м и тока 1А:

Таблица 1.
Падение напряжения на медном проводе 1 м разного сечения и токе 1А:

S, мм² 0,5 0,75 1 1,5 2,5 4 6 8 10
U, B 0,0350 0,0233 0,0175 0,0117 0,0070 0,0044 0,0029 0,0022 0,0018

Эта таблица не очень информативна, удобнее знать падение напряжения для разных токов и сечений. Напоминаю, что расчеты по выбору сечения провода для постоянного тока проводятся по формуле (4).

Таблица 2.
Падение напряжения при разном сечении провода (верхняя строка) и токе (левый столбец).
Длина = 1 метр

Какие пояснения можно сделать для этой таблицы?

1. Красным цветом я отметил те случаи, когда провод будет перегреваться, то есть ток будет выше максимально допустимого для данного сечения. Пользовался таблицей, приведенной у меня на СамЭлектрике: Выбор площади сечения провода.

2. Синий цвет – когда применение слишком толстого провода экономически и технически нецелесообразно и дорого. За порог взял падение менее 1 В на длине 100 м.

Как пользоваться таблицей выбора сечения?

Пользоваться таблицей 2 очень просто. Например, нужно запитать некое устройство током 10А и постоянным напряжением 12В. Длина линии – 5 м. На выходе блока питания можем установить напряжение 12,5 В, следовательно, максимальное падение – 0,5В.

В наличии – провод сечением 1,5 квадрата. Что видим из таблицы? На 5 метрах при токе 10 А потеряем 0,1167 В х 5м = 0,58 В. Вроде бы подходит, учитывая, что большинство потребителей терпит отклонение +-10%.

Читайте также:  Мгновенные значения токов в цепи постоянного тока

Но. ПрОвода ведь у нас фактически два, плюс и минус, эти два провода образуют кабель, на котором и падает напряжение питания нагрузки. И так как общая длина – 10 метров, то падение будет на самом деле 0,58+0,58=1,16 В.

Иначе говоря, при таком раскладе на выходе БП 12,5 Вольт, а на входе устройства – 11,34. Этот пример актуален для питания светодиодной ленты.

И это – не учитывая переходное сопротивление контактов и неидеальность провода (“проба” меди не та, примеси, и т.п.)

Поэтому такой кусок кабеля скорее всего не подойдет, нужен провод сечением 2,5 квадрата. Он даст падение 0,7 В на линии 10 м, что приемлемо.

А если другого провода нет? Есть два пути, чтобы снизить потерю напряжения в проводах.

1. Надо размещать источник питания 12,5 В как можно ближе к нагрузке. Если брать пример выше, 5 метров нас устроит. Так всегда и делают, чтобы сэкономить на проводе.

2. Повышать выходное напряжение источника питания. Это черевато тем, что с уменьшением тока нагрузки напряжение на нагрузке может подняться до недопустимых пределов.

Например, в частном секторе на выходе трансформатора (подстанции) устанавливают 250-260 Вольт, в домах около подстанции лампочки горят как свечи. В смысле, недолго. А жители на окраине района жалуются, что напряжение нестабильное, и опускается до 150-160 Вольт. Потеря 100 Вольт! Умножив на ток, можно вычислить мощность, которая отапливает улицу, и кто за это платит? Мы, графа в квитанции “потери”.

Вывод по выбору сечения провода для постоянного напряжения:

Чем короче и толще провод, по которому течет постоянный ток, тем меньше падение напряжения на нём, тем лучше. То есть, потеря напряжения в проводах минимальна.

Если смотреть на таблицу 2, нужно выбирать значения сверху-справа, не переходя в “синюю” зону.

Для переменного тока ситуация та же, но вопрос не стоит столь остро – там мощность передается за счет повышения напряжения и понижения тока. См. формулу (1).

В заключение – таблица, в которой падение постоянного напряжения задано пределом 2% , а напряжение питания равно 12 В. Искомый параметр – максимальная длина провода.

Внимание! Имеется ввиду двухпроводная линия, например кабель, содержащий 2 провода. То есть, тот случай, когда через кабель длиной 1 м ток делает путь 2 м, туда-сюда. Я привёл этот вариант, т.к. он чаще всего встречается на практике. Для одного провода, чтобы узнать падение на нём напряжения, надо число внутри таблицы умножить на 2. Спасибо внимательным читателям!

Таблица 3. Максимальная длина провода для падения постоянного напряжения 2%.

Наша полторашка по этой таблице может иметь длину только 1 метр. Падать на ней будет 2%, или 0,24В. Проверяем по формуле (4) – всё сходится.

Если напряжение выше (например, 24 В постоянного тока), то и длина может быть соответственно больше (в 2 раза).

Всё вышесказанное относится не только к постоянному, но и вообще к низкому напряжению. И при выборе площади сечения в таких случаях следует руководствоваться не только нагревом провода, но и падением напряжения на нём. Например, при питании галогенных ламп через понижающий трансформатор.

Прошу прокомментировать статью, у кого как теория совпадает с практикой?

Источник

Какие провода бывают — все разновидности кабелей и проводов

Кабель, провод, шнур — все это специализированная продукция, которая выпускается в большом ассортименте. Причем существует множество разновидностей подобных изделий в зависимости от их назначения, сферы применения, составляющих, используемого материала жилы и покрытия.

В основном это бытовые провода, хотя допускаются и другие варианты. Прежде чем приобретать тот или иной кабель, необходимо разобраться во всех отличиях параметров, свойств, характеристик.

Какие провода бывают - все разновидности кабелей и проводов

Силовые кабели

Есть различные виды кабелей, которые используют для подведения электрического тока к зданию. Чаще всего задействуют ВВГ и его варианты. Ниже представлены различные разновидности кабелей подобного типа.

ВВГ — мягкий силовой провод. Снаружи изделие имеет черный цвет, хотя иногда встречаются и белые варианты. Это негорючий многожильный кабель. Стандартно изделия упакованы в большом метраже. Жил внутри — от 1 до 5. В диаметре они от 0,15 до 24 см.

ВВГ применяют, когда электроток имеет напряжение до 1000 В. В бытовых условиях используют те виды медных кабелей, у которых диаметр жилы составляет по 0,15-0,6 см.

Какие провода бывают - все разновидности кабелей и проводов

Температура эксплуатации — в пределах -50…+50°С. Если показатель будет составлять +40°С, то изделие выдержит влажность даже до 98%. Оно устойчиво к воздействию химикатов. Имеет прочные изгибы при установке, так что кабель не разрывается, не переламывается.

Выделяют такие виды силовых кабелей этого типа:

  1. АВВГ. Бывает многожильным или одножильным алюминиевым.
  2. ВВГнг. Он не просто не горит, а имеет повышенные характеристики в такой сфере.
  3. ВВГп. Это плоский защищенный провод.
  4. ВВГз. Внутри между слоями присутствуют еще жгуты, которые сделаны из прорезиненного материала.

NYM — это другая разновидность силовых медных кабелей. Наружная прослойка выполнена из ПВХ, который не возгорается. Между изоляционными прослойками размещен резиновый наполнитель, за счет которого изделие становится более прочным и термостойким.

Какие провода бывают - все разновидности кабелей и проводов

Внутри только медные жилы. Однопроволочных модификаций не бывает. Диаметр жил составляет 0,15-1,6 см. Такую разновидность кабеля применяют для проводки освещения либо в других сетях, где 660 В. Изделие задействуют для прокладки на открытом воздухе, поскольку оно устойчиво к влаге и воздействию температур. Допустимые показатели — -40…+70°С.

Но нужно учитывать, что подобное изделие плохо выдерживает прямые солнечные лучи, так что его лучше хотя бы накрывать. Когда нужно будет изгибать кабель, то диаметр такого поворота должен быть минимум 4 сечения изделия. Если сравнивать NYM с ВВГ, то первый устойчив к условиям окружающей среды и более комфортный. Но он стоит больше и выпускается только округлым, так что в стены не получится проложить его.

По гибкости медный провод типа КГ является одним из лучших. Он предназначается для переменного тока до 660 В либо постоянного с 1000 В. Внутри по 1-6 жил, наружная оболочка прорезинена.

Какие провода бывают - все разновидности кабелей и проводов

Изделие подходит для температур -60…+50°С. Стандартно такой кабель используют для присоединения устройств (сварочный, генераторный и другие аппараты). Создана модификация КГнг, у которой изоляция не поддерживает горение. Это единственное отличие подобной вариации КГ-кабеля.

ВББШв — это не просто медный одно- или многопроволочный кабель, но он еще является бронированным. Жил бывает до 5, а их диаметр — от 0,15 до 24 см. Чтобы бронировать изделие, используют дополнительную оплетку. Пара лент намотаны одна сверху другой, перекрывая зазоры. А они уже накрыты специальным ПВХ с пониженным уровнем возгорания.

Какие провода бывают - все разновидности кабелей и проводов

Изделие подходит для температур -50…+50°С, выдерживает влажность до 98%. Но если нужно загнуть кабель, то радиус должен составлять не меньше 10 диаметров изделия. Типы (обозначения отличаются) такие:

  1. АВББШв. Внутри жилы из алюминия.
  2. ВББШвнг. Не горит.
  3. ВББШвнг- LS. Не просто не горит, но еще и не пропускает дым, газ.

Используют такой вариант для прокладки в грунте, на воздухе, в трубах, но делают специальную защиту от солнечных лучей.

Электрические провода

В справочнике кабелей и проводов можно изучить всю детальную информацию о подобных изделиях. Популярными являются ПБПП, ПБППГ (хотя их еще называют ПУНП). Какие провода бывают, рассмотрено ниже.

ПБПП является медным проводом, причем жилы имеют по 1 проволоке. Называется установочным, имеет плоскую форму.

Какие провода бывают - все разновидности кабелей и проводов

Стандартно присутствуют по 2-3 жилы. Их диаметр — 0,15-0,6 см. Такие однопроволочные медные жилы подходят для монтажа розеток, но лучше всего использовать для стационарных светильников. Напряжение — до 250 В. Выдерживают температуру -15…+50°С. Изгибая изделие, нужно делать радиус, как 10 диаметров проволоки.

ПБППг отличается тем, что у него жилы сделаны из нескольких проволок, поэтому это гибкий провод. У такого изделия нужно делать радиус изгиба при монтаже, как 6 сечений провода. Поэтому ПБППг используют в тех местах, где будут прикреплять бытовую технику, либо в зонах, где прокладка провода предполагает частые повороты. ПБПП обеих марок можно купить как с белым, так и черным покрытием.

АПУНП — это тоже модификация ПБПП. У кабеля внутри жилы из алюминия. Является однопроволочным, так что тоже не гибкий.

ППВ — провод с медной жилой. Имеет плоскую форму, присутствуют специальные перемычки для разделения. Жилы сделаны тоже из 1 проволоки. Диаметр составляет от 0,075 до 0,6 см. Внутри бывает по 2-3 жилы.

Какие провода бывают - все разновидности кабелей и проводов

Напряжение составляет максимум 460 В. Изделие выдерживает механические нагрузки и влияние факторов окружающей среды. Подходит для применения при таких температурах: -50…+70°С, причем допускается влажность до 100%.

Используют марку ППВ, если надо прокладывать силовые линии, а также при установке приборов освещения. АППВ такой же по свойствам, как и ППВ, но у него внутри жилы алюминиевые.

АПВ — тоже алюминиевый вариант. Жил всего по 1 шт. Изделие округлое, жила бывает одно- и многопроволочной. В первом случае диаметр составит 0,25-1,6 см, а втором — 2,5-9,5 см. Такое изделие выдерживает механические нагрузки, разную химическую среду и температуру -50…+70°С. Используют для осветительных сетей, щитов. Такие кабели прокладывают в трубах.

Какие провода бывают - все разновидности кабелей и проводов

ПВС представляет собой провод с медными жилами. Изделие округлой формы в разрезе, отличается плотностью. Жилы созданы из нескольких проволок, диаметр составляет 0,075-1,6 см.

Рабочее напряжение — максимум 380 В. Продается только в белом варианте, но с различными цветами обозначения. Изделие не поддерживает горение, выдерживает температуры -40…+40°С. Провод способен выдержать до 3 тыс. перегибов. Стандартно используют при ремонтировании сетей, для изготовления удлиняющих элементов.

Читайте также:  Поиск земли в цепях постоянного тока мультиметром

Это основные электрические провода и их виды.

Шнуры

Шнур представляют собой одновременно гибрид между кабелем и проводом, который имеет внутри несколько жил. Отличается гибкостью, устойчивостью к перегибам, так что подходит для долгой эксплуатации.

Предназначаются шнуры для соединения источников питания с приборами, которые можно переносить с места на место: настольные лампы, чайники и пр.

Какие провода бывают - все разновидности кабелей и проводов

Профессиональные инструменты тоже подключают с помощью шнуров. Но их называют тогда кабелями питания.

Монтажные провода

Различные виды проводов и кабелей для электрической проводки дают возможность осуществлять монтажные работы даже в самых неподходящих условиях. ВВГ, ПВС, ПБПП не подходят для таких случаев, и тогда используют следующие электрические кабели, провода и шнуры:

  1. РКГМ — это провод с 1 жилой из меди. Она включает несколько проволок. Диаметр составляет от 0,075 до 12 см. Присутствует специальная прорезиненная оболочка, стекловолоконная прослойка. Последняя пропитана лаком, который выдерживает разные температуры. Изделие применяют при показателях -60…+180°С и напряжении максимум до 660 В. Какие провода бывают - все разновидности кабелей и проводов
  2. ПНСВ тоже имеет только 1 жилу. Характеризуется как нагревательный элемент, диаметр от 0,12 до 0,3 см. Выдерживает напряжение до 380 В. Устойчив к щелочам, повышенной влажности воздуха, температуре -50…+ 80°С и даже может выдержать погружение в воду. Какие провода бывают - все разновидности кабелей и проводов
  3. ВПП — провод с медной жилой. Рабочее напряжение — до 380 В, а температура — в пределах -40…+80°С. Такие кабели используют при высоком давлении. Например, для мотора в артезианской скважине. Какие провода бывают - все разновидности кабелей и проводов

Сетевые кабели

Сетевые кабели применяют не только для передачи электрической энергии, но и информационных импульсов. Если около 10 лет назад использовали только антенные и телефонные кабели, то с появлением компьютеров и других подобных устройств проводников создали больше. Причем многие изделия достаточно узкоспециализированные.

Выделяют такие виды сетевых кабелей:

  1. Коаксиальный. Имеет металлический проводник, сверху сделана оплетка из пластика, а потом дополнительно есть прослойка из меди или алюминия, после чего идет защитное покрытие. Диаметр изделия по 0,7-1 см, из-за чего оно не гибкое. Еще один минус — сильная восприимчивость к внешнему электромагнитному воздействию. Какие провода бывают - все разновидности кабелей и проводов
  2. Витая пара. Этот проводник может быть как одно-, так и многожильным. При этом жилы по 2 шт. переплетаются между собой. Благодаря этому связь лучше. Диаметр — по 0,5 см. Какие провода бывают - все разновидности кабелей и проводов
  3. Оптоволоконные кабели. Они дают возможность передачи информации на дистанцию до 100 км. Стоимость кабелей высокая, так что их используют в крупных фирмах. Какие провода бывают - все разновидности кабелей и проводов

Витая пара и оптоволоконные кабели созданы позже, чем коаксиальные (они разрабатывались еще в 90-х гг.).

Телефонные провода и кабели

Телефонные кабели и провода бывают 2 типов. Одни используют для прокладки нескольких линий (не более 400), а другие — чтобы разводить уже по квартирам.

  1. ТППэт. Используют для большого количества абонентов. Имеет 2 провода, которые переплетены. Используется мягкая проволока из меди. Изоляция сделана из полиэтилена, как и наружная прослойка. Какие провода бывают - все разновидности кабелей и проводов
  2. ТРВ. Это распределительный кабель. Может быть 1- и 2-парным. Имеет плоскую форму, основание разделено. Внутри медная жила с 1 проволокой. Используется изделие внутри зданий. Какие провода бывают - все разновидности кабелей и проводов
  3. ТРП (провод «лапша»). По характеристикам аналогичен предыдущему, но имеет полиэтиленовое покрытие, так что обладает и устойчивостью к факторам внешней среды. Благодаря этому подходит для наружного использования. Какие провода бывают - все разновидности кабелей и проводов

Это основные разновидности телефонных кабелей.

Антенный кабель

Используются не только для передачи электрического тока, но и сигналов с информацией. Сейчас чаще всего применяют такие варианты как RG-6, RG-58, RG-59, а также их аналоги российского производства (изделия РК75). Существует много вариантов, которые отличаются по характеристикам и свойствам.

Самым популярным коаксиальным антенным кабелем является RG-6. Его используют для высокочастотных сигналов в теле-, радио- и прочей электронной аппаратуре. Внутри жила из меди с диаметром в 1 мм. Она сверху покрыта полиэтиленом, фольгой из алюминия и наружным проводником из меди. Наружная прослойка сделана из ПВХ.

Какие провода бывают - все разновидности кабелей и проводов

Используется такое изделие для передачи информации кабельного и спутникового телевидения.

Оптические кабели

Для наружного и внутреннего освещения применяют оптические кабели. Это силовой тип, который снаружи имеет прозрачное покрытие. При этом через каждые 20 мм располагаются вспомогательные провода, на которые подсоединены светодиоды с разным оттенком.

С таким кабелем можно соорудить интересную картину благодаря его декоративным свойствам. Кроме того, если он разорвется, то не придется искать место повреждения, так как там диоды перестанут работать. Это удобно для переносных электрических приборов.

Электролюминесцентные кабели — ещё одна разновидность. Они отличаются тем, что равномерно светятся по всей длине. Из них делают надписи и картины.

Какие провода бывают - все разновидности кабелей и проводов

Как вариант — неоновые трубки. Они отличаются гибкостью и тоже служат в качестве украшения.

Акустический кабель

Чтобы динамики хорошо работали, необходимо подбирать и соответствующие кабели. На качество звука влияют внутреннее строение проводов, тип используемого материала внутри, изоляция.

Применяют такие разновидности:

  1. ТРС. Используется медь, которая получена по методу грубой очистки. Это самый дешевый вариант проводов.
  2. OFC. Для изготовления применяется бескислородная медь. Изделие обладает хорошей проводимостью, относится к средней ценовой категории.
  3. PCOCC. Провод сделан из чистой меди по китайской технологии вытяжки.

Какие провода бывают - все разновидности кабелей и проводов

Это основные варианты подобных изделий.

Какие провода бывают - все разновидности кабелей и проводов

Разновидности и конструктивные особенности электрических проводов

Какие провода бывают - все разновидности кабелей и проводов

В чём отличие кабеля от провода и что выбрать

Какие провода бывают - все разновидности кабелей и проводов

Маркировка проводов и кабелей и расшифровка марки

Какие провода бывают - все разновидности кабелей и проводов

Основные технические характеристики силового кабеля АВВГ

Какие провода бывают - все разновидности кабелей и проводов

Описание и технические характеристики провода ПВС

Какие провода бывают - все разновидности кабелей и проводов

Как закрепить провода силового кабеля на стене — все способы

Источник



Расчет сечения кабелей и проводов по мощности и току

Калькулятор позволяет рассчитать сечение токоведущих жил электрических проводов и кабелей по электрической мощности.

Вид электрического тока

Вид тока зависит от системы электроснабжения и подключаемого оборудования.

Выберите вид тока :

Материал проводников кабеля

Материал проводников определяет технико-экономические показатели кабельной линии.

Выберите материал проводников:

Суммарная мощность подключаемой нагрузки

Мощность нагрузки для кабеля определяется как сумма потребляемых мощностей всех электроприборов, подключаемых к этому кабелю.

Введите мощность нагрузки: кВт

Номинальное напряжение

Введите напряжение: В

Только для переменного тока

Коэффициент мощности cosφ определяет отношение активной энергии к полной. Для мощных потребителей значение указано в паспорте устройства. Для бытовых потребителей cosφ принимают равным 1.

Коэффициент мощности cosφ:

Способ прокладки кабеля

Способ прокладки определяет условия теплоотвода и влияет на максимальную допустимую нагрузку на кабель.

Выберите способ прокладки:

Количество нагруженных проводов в пучке

Для постоянного тока нагруженными считаются все провода, для переменного однофазного — фазный и нулевой, для переменного трехфазного — только фазные.

Выберите количество проводов:

Кабель с рассчитанным сечением не будет перегреваться при заданной нагрузке. Для окончательного выбора сечения кабеля необходимо проверить падение напряжения на токонесущих жилах кабельной линии.

Длина кабеля

Введите длину кабеля: м

Допустимое падение напряжения на нагрузке

Введите допустимое падение: %

Рассчитанное значение сечения кабеля является ориентировочным и не может использоваться в проектах систем электроснабжения без профессиональной оценки и обоснования в соответствии с нормативными документами!

Таблица сечения кабеля по мощности и току

Сечение

Токопроводящие жилы

мм.кв.

1,5

2,5

4

6

10

16

25

35

50

70

95

120

Сечение

токопроводящие жилы

мм.кв.

ток, А

Мощность, кВт

Ток, А

Мощность, кВт

2,5

4

6

10

16

25

35

50

70

95

120

Для чего нужен расчет сечения?

Электрические кабели и провода – основа энергетической системы, если они подобраны неправильно, это сулит множество неприятностей. Делая ремонт в доме или квартире, а особенно при возведении новой конструкции, уделите должное внимание схеме проводки и выбору корректного сечения кабеля для питания мощности, которая в процессе эксплуатации может возрастать.

Специалисты нашей компании при монтаже стабилизаторов напряжения и систем резервного электропитания сталкиваются с халатным отношением электриков и строителей к организации проводки в частных домах, в квартирах и на промышленных объектах. Плохая проводка может быть не только в тех помещениях, где длительное время не было капитального ремонта, а также когда дом проектировался одним владельцем под однофазную сеть, а новый владелец решил «завести» трехфазную сеть, но уже не имел возможности подключить нагрузку равномерно к каждой из фаз. Нередко провод сомнительного качества и недостаточного сечения встречается в тех случаях, когда строительный подрядчик решил сэкономить на стоимости провода, а также возможны любые другие ситуации, когда рекомендуется делать энергоаудит.

Современный набор бытовых приборов требует индивидуального подхода для расчета сечения кабеля, поэтому нашими инженерами был разработан этот онлайн калькулятор по расчету сечения кабеля по мощности и току. Проектируя свой дом или выбирая стабилизатор напряжения, вы всегда можете проверить, какое сечение кабеля требуется для этой задачи. Все что от вас требуется, это внести корректные значения соответствующие вашей ситуации.

Обращаем ваше внимание, что недостаточное сечение кабеля ведет к перегреванию провода, тем самым существенно повышая возможность возникновения короткого замыкания в электрической сети, выходу из строя подключенного оборудования и возникновению пожара. Качество силовых кабелей и корректность выбора их сечения гарантирует долгие годы службы и безопасность эксплуатации.

Расчет сечения кабеля для постоянного тока

Данный калькулятор хорош также тем, что позволяет корректно рассчитать сечение кабеля для сетей постоянного тока. Это особенно актуально для систем резервного питания на основе мощных инверторов, где применяются аккумуляторы большой емкости, а разрядный постоянный ток может достигать 150 Ампер и более. В таких ситуациях учитывать сечение провода для постоянного тока крайне важно, поскольку при заряде аккумуляторов важна высокая точность напряжения, а при недостаточном сечении кабеля могут возникать ощутимые потери и, соответственно, аккумулятор будет получать недостаточный уровень напряжения заряда постоянного тока. Подобная ситуация может послужить ощутимым фактором сокращения срока службы батареи.

Источник