Come scegliere una sezione del cavo. Quale filo utilizzare per il cablaggio in casa: consigli per la selezione. Come determinare la sezione trasversale del filo? Diversi metodi, esempio di calcolo

Quando devi effettuare riparazioni in un appartamento o in una casa, prima di tutto dovresti controllare lo stato del cablaggio elettrico e determinare la possibilità di migliorarlo o sostituirlo. In una vecchia casa, viene sostituito il cablaggio in alluminio, la cui durata garantita non supera i 20 anni. Questo viene fatto per i seguenti motivi:

• sviluppo delle risorse;
• i cavi elettrici non corrispondono al carico energetico dei moderni elettrodomestici;
• la necessità di mettere a terra dispositivi e prese.

Fili di rame per cablaggio elettrico domestico

Fili e cavi elettrici devono essere utilizzati per il cablaggio interno ed esterno in un appartamento o in una casa.

Per decidere quale sia meglio scegliere in negozio, bisogna lasciarsi guidare dai consigli del venditore soprattutto in termini di prezzi. Per tutto il resto, devi prima ascoltare ciò che ha da dire un elettricista esperto e anche familiarizzare con le norme e i regolamenti delle riparazioni elettriche.

Somiglianze e differenze

Esistono differenze tra cavo e filo, a volte determinate solo dalle specifiche. Quest'ultimo è un prodotto elettrico costituito da uno o più fili isolati, attorcigliati e inseriti in una leggera guaina non metallica. Il cavo è migliore perché più potente, con conduttori isolati posti all'interno. Può anche contenere un nucleo, uno scudo, un nucleo, un'armatura o un guscio metallico. Ciascun elemento è progettato per far funzionare il prodotto in determinate condizioni ambientali.

I cavi elettrici possono essere installati solo in tubi di plastica (HDPE e corrugati). Ciò richiederà molto lavoro e materiali. Provano a scegliere il cablaggio elettrico in base al prezzo e alla sezione. Il filo è più economico del cavo e può essere utilizzato per l'installazione interna. La sezione trasversale dipende dal carico previsto. È meglio usare il rame come materiale conduttore.

L'immagine sotto mostra fili in rame e alluminio. Sono facili da distinguere per colore.

Fili di rame e alluminio

Il filo di alluminio dura poco, si deforma se stretto ed ha maggiore resistenza. Tuttavia è più economico, ma col tempo questo vantaggio andrà perso a causa della sua fragilità.

La sezione del cablaggio elettrico viene selezionata in base alla potenza dei dispositivi che verranno collegati contemporaneamente.

La corrente consumata dal carico è determinata dalla formula:

P – potenza di targa, W;

V – tensione di rete, solitamente pari a 220 V.

Per alcuni dispositivi è necessario tenere conto della componente reattiva della corrente elettrica: compressore del frigorifero, lampada fluorescente, motore elettrico degli utensili. È anche coinvolto nel riscaldamento del filo. Il consumo energetico totale per loro è determinato dividendo la sua componente attiva per cos φ, indicato nel passaporto del dispositivo o sulla sua targhetta.

La corrente consentita per il cablaggio aperto con conduttore in rame è 10 A/mm 2 e per il cablaggio chiuso - 6 A/mm 2. Per l'alluminio è consentito rispettivamente 6 A/mm 2 e 4 A/mm 2. Vengono sommate le correnti di tutti i consumatori che fluiscono attraverso il filo e viene determinato il carico totale.

Quindi lungo di esso viene trovata la sezione trasversale richiesta e viene prelevata una riserva di carica per il collegamento di nuovi apparecchi elettrici. La selezione delle sezioni trasversali dei fili di rame per corrente e tensione può essere effettuata utilizzando la seguente tabella.

Selezione della sezione trasversale di cavi e fili per collegamenti elettrici nascosti

Per l'illuminazione, la sezione trasversale del filo selezionata è 1,5 mm 2. È collegato a una macchina da 16 A. Per prese destinate a carichi più elevati, viene selezionato un cavo da 2,5 mm 2, collegato a una macchina da 25 A. Per apparecchi elettrici potenti, viene tirato un cavo da 4 mm 2 o più. La sezione trasversale dell'ingresso agli appartamenti o alle case private dovrebbe essere superiore di almeno un gradino rispetto a quella del carico interno maggiore.

Quando acquisti un cavo, dovresti misurare i diametri dei nuclei, poiché molti produttori li producono con ampie tolleranze verso la riduzione. Di conseguenza, la sezione trasversale potrebbe essere inferiore a quella calcolata.

È importante considerare il numero di conduttori nel cavo. Per il vecchio impianto bastano due fili, per il nuovo ne serve un altro per la messa a terra. Un lampadario con interruttore a due chiavi avrà bisogno di un cavo a 4 conduttori (designazione nella marcatura - 4x1,5).

Contabilità della resistenza

Con una lunghezza elevata del cablaggio, le perdite di tensione aumentano. Non dovrebbero superare il 5%. La percentuale delle perdite si ricava dalla coppia di carico, che viene determinata dalle tabelle attraverso la potenza moltiplicata per la lunghezza del cavo. Nel calcolo della sezione non si tiene conto del riscaldamento del cavo dovuto alla corrente passante, quindi la scelta viene effettuata con un margine di circa il 20%.

Filo morbido e duro

Se i cavi elettrici vengono posati con un gran numero di curve durante il cablaggio interno ed esterno, è meglio scegliere i nuclei, ciascuno dei quali è costituito da un gran numero di fili sottili. Per connettersi ai terminali, è necessario premere i capicorda su di essi. Il cavo rigido è costituito da conduttori singoli. Per garantire la potenza di cablaggio richiesta, non è così importante quale marca di cavo utilizzare. Il requisito principale è il rispetto del carico del consumatore. In casa, viene spesso utilizzata la versione a tre fili, dove è necessario un filo di terra.

Marche di cavi

I cavi NUM importati, mostrati nella figura seguente con diversi numeri di nuclei, sono molto popolari.

Cavo NUM importato per il cablaggio elettrico

La presenza di due isolamenti garantisce una maggiore sicurezza antincendio. Molte persone lo scelgono, nonostante il prezzo più alto. Per strada se ne utilizzano invece altre tipologie, poiché non ama la luce del sole. La resistenza agli agenti atmosferici del cavo è determinata dalle proprietà della guaina esterna.

Si consiglia di scegliere un cavo VVG economico, conveniente e compatto per il cablaggio elettrico interno ed esterno.

Tipi di cavi comuni

Può essere utilizzato in aree umide e asciutte. Si sconsiglia solo l'installazione interrata. Il cavo può essere rotondo o piatto, al suo interno non è presente alcun materiale di riempimento. I fili sono realizzati in diversi colori e intrecciati insieme.

Il marchio di cavi di alimentazione VVGng-P-LS per il cablaggio elettrico in appartamenti e altre famiglie ha un'ampia varietà di design di base: rotondo, quadrato, triangolare, settoriale. Esternamente è simile al VVG, ma il suo isolamento esterno non supporta la combustione. La sezione trasversale dei conduttori rotondi raggiunge 16 mm 2. Le sezioni grandi vengono suddivise in settori, il che consente di risparmiare metallo. Il cavo può essere utilizzato a tensioni più elevate.

La scelta di un cavo a trefolo di marca PVS con buona flessibilità viene effettuata principalmente come cavo di rete per il collegamento di elettrodomestici. È utile per l'installazione del cablaggio domestico. Può essere utilizzato all'aperto, ma i conduttori multifilo si corrodono più velocemente e al freddo l'isolamento si rompe quando viene piegato.

ShVVP: un cavo di alimentazione flessibile con conduttori multifilo viene utilizzato anche per elettrodomestici collegati a reti con tensioni fino a 380 V. È un analogo di PVS (sono simili nella figura sopra), ma è progettato per carichi inferiori .

Tutti i cavi elencati sono progettati per cablaggio aperto e nascosto. I loro conduttori hanno caratteristiche simili. È meglio installare un cablaggio nascosto per motivi di comodità, poiché non ingombra la stanza e non degrada il design. Per uno aperto, è importante quale colore scegliere del guscio esterno, ma i fili sono posati principalmente in un tubo corrugato o in una canalina per cavi.

I colori dei conduttori dei cavi e dei fili per il cablaggio elettrico sono importanti per i collegamenti corretti:

• blu – zero (N);
• giallo-verde – terra (PE);
• marrone, bianco, nero e altri colori – fase (L).

Nel cablaggio stradale per diramazioni aeree viene utilizzato un cavo autoportante in acciaio-alluminio di grado SIP. I nuclei hanno un isolamento in polietilene resistente agli agenti atmosferici. La figura seguente mostra il cavo SIP (in alto) collegato al cavo di ingresso domestico. Il collegamento tra loro viene effettuato mediante forature (cerchiate in rosso). La figura a destra mostra il collegamento del contatore.

Fornitura di cavo SIP alla casa

Per il cablaggio stradale con collegamento sotterraneo alla rete elettrica vengono utilizzati cavi armati impermeabili AVBShv e VBShv. La prima lettera A su tutte le marcature indica che vengono utilizzati conduttori in alluminio. Se manca, allora è rame.

Marche di fili

Il cavo di installazione PUNP è uno dei più economici. È meglio non usarlo a causa della scarsa qualità dell'isolamento, che perde rapidamente le sue proprietà se riscaldato. Il filo è realizzato con due o tre nuclei. I prodotti sono prodotti piatti e vengono utilizzati per l'illuminazione e le reti elettriche.

I cavi per il cablaggio elettrico residenziale con isolamento in gomma non sono consigliati a causa del rischio di incendio. Sono progettati per l'installazione in diverse condizioni:

• PRTO – in tubazioni ignifughe;
• PR – in ambienti asciutti e umidi;
• PRN - nel cablaggio stradale;
• PRD, PRVD – per l'illuminazione di ambienti asciutti.

Il cablaggio aperto può essere eseguito utilizzando cavi PPV e PPP.

Il filo unipolare PV1 o PV2 per il cablaggio viene utilizzato principalmente per l'installazione nei quadri elettrici. Quando sono necessarie ampie piegature del filo è preferibile utilizzare i più costosi PV3 e PV4 con guaina flessibile.

Per condizioni speciali, ad esempio, in un bagno turco, per il cablaggio elettrico vengono utilizzati fili e cavi resistenti al calore. Il filo PRKS con isolamento in silicone può resistere a temperature fino a +180 0 C. Se hai bisogno di un cavo multipolare, RKGM è adatto. È anche resistente al calore e più adatto a lavorare in ambienti con umidità fino al 100%.

Quando si sostituisce parte del vecchio cablaggio, vengono acquistati fili di alluminio. È possibile inserire fili di rame se si collegano correttamente i fili tramite una morsettiera o un bullone con un dado. I fili vengono piegati ad anelli e attorno ad essi vengono posizionate tre rondelle in acciaio anodizzato.

Collegamento bullonato di fili di rame e alluminio

Lo svantaggio sono le grandi dimensioni della connessione, che però sono comunque inferiori rispetto a quelle tramite morsettiera.

Cablaggio elettrico fai da te. video

Puoi imparare come condurre tu stesso il cablaggio elettrico dal video qui sotto.

Il cablaggio elettrico in un appartamento o in una casa ha le sue sfumature. Anche gli elettricisti professionisti possono commettere errori. È importante calcolare e selezionare correttamente cavi e fili, poiché molti di essi sono realizzati per uno scopo specifico.

È impossibile costruire una rete elettrica domestica senza cavo elettrico. Ma per arredare la propria casa non basta installarlo correttamente è necessario anche selezionare correttamente la tipologia adeguata; E per questo è necessario sapere quali caratteristiche influenzano la scelta. Sei d'accordo?

Ti diremo quali tipi di prodotti offre il mercato moderno e quale filo utilizzare per il cablaggio in casa. Ti presenteremo la nomenclatura popolare e ti aiuteremo a comprendere l'etichettatura dei prodotti per la posa delle linee elettriche. Indichiamo su cosa dovrebbero concentrarsi gli acquirenti e gli elettricisti indipendenti.

Per ottimizzare la percezione, abbiamo integrato le informazioni presentate per la revisione con diagrammi, selezioni di foto e consigli video.

Gli elementi principali di qualsiasi cavo elettrico sono i nuclei, elementi destinati al passaggio della corrente elettrica, isolati tra loro da una guaina interna e racchiusi in una guaina comune.

Sono designati con la sigla TPG.

Oltre ai nuclei che trasportano corrente (1), il cavo può contenere elementi strutturali come nucleo (3), armatura in filo o acciaio (2) e guaina esterna (4)

Esistono due tipi di conduttori per la trasmissione dell'energia elettrica:

• filo singolo solido;
• incagliato, costituito da un gran numero di fili sottili.

Alcune persone credono erroneamente che i conduttori a filo singolo e i cavi unipolari siano lo stesso concetto. Infatti, i prodotti single-core possono avere un solo core, che a sua volta può essere realizzato a filo singolo o multiplo.

Galleria di immagini

Il primo segno con cui vengono divisi i cavi è numero di core. I parametri operativi dei prodotti single-core e multi-core sono dettagliati nella tabella seguente.

Alla scelta dell'area della sezione trasversale dei fili (in altre parole, dello spessore) viene prestata molta attenzione nella pratica e nella teoria.

In questo articolo cercheremo di comprendere il concetto di “area sezionale” e di analizzare i dati di riferimento.

Calcolo della sezione del filo

A rigor di termini, il concetto di “spessore” per un filo è usato colloquialmente e i termini più scientifici sono diametro e area della sezione trasversale. In pratica lo spessore del filo è sempre caratterizzato dalla sua area della sezione trasversale.

S = π (D/2) 2, Dove

• S– sezione del filo, mm 2
• π – 3,14
• D– diametro del conduttore del filo, mm. Può essere misurato, ad esempio, con un calibro.

La formula per l'area della sezione trasversale di un filo può essere scritta in una forma più conveniente: S = 0,8 D².

Emendamento. Francamente, 0,8 è un fattore arrotondato. Formula più precisa: π (1/2) 2 = π/4 = 0,785. Grazie ai lettori attenti;)

Consideriamo solo filo di rame, poiché viene utilizzato nel 90% dei cablaggi e delle installazioni elettriche. I vantaggi dei fili di rame rispetto ai fili di alluminio sono la facilità di installazione, la durata e lo spessore ridotto (a parità di corrente).

Ma con un aumento del diametro (area della sezione), il prezzo elevato del filo di rame consuma tutti i suoi vantaggi, quindi l'alluminio viene utilizzato principalmente dove la corrente supera i 50 Ampere. In questo caso viene utilizzato un cavo con anima in alluminio di 10 mm 2 o più spesso.

L'area della sezione trasversale dei fili è misurata in millimetri quadrati. Le sezioni trasversali più comuni nella pratica (negli elettrodomestici): 0,75, 1,5, 2,5, 4 mm2

Esiste un'altra unità per misurare l'area della sezione trasversale (spessore) di un filo, utilizzata principalmente negli Stati Uniti: Sistema AWG. Su Samelektrika è presente anche la conversione da AWG a mm 2.

Per quanto riguarda la scelta dei fili, di solito utilizzo i cataloghi dei negozi online, ecco un esempio del rame. Hanno la selezione più ampia che abbia mai visto. È anche positivo che tutto sia descritto in dettaglio: composizione, applicazioni, ecc.

Consiglio anche di leggere il mio articolo, ci sono molti calcoli teorici e discussioni sulla caduta di tensione, sulla resistenza del filo per diverse sezioni trasversali e quale sezione trasversale scegliere è ottimale per le diverse cadute di tensione consentite.

Sul tavolo filo pieno– significa che non ci sono più fili che passano nelle vicinanze (ad una distanza inferiore a 5 diametri di filo). Filo gemello– due fili affiancati, solitamente nello stesso isolamento comune. Questo è un regime termico più severo, quindi la corrente massima è inferiore. Inoltre, maggiore è il numero di fili in un cavo o fascio, minore deve essere la corrente massima per ciascun conduttore a causa del possibile riscaldamento reciproco.

Trovo che questa tabella non sia molto comoda per esercitarsi. Dopotutto, molto spesso il parametro iniziale è la potenza del consumatore di elettricità, e non la corrente, e in base a ciò è necessario scegliere un filo.

Come trovare la corrente conoscendo la potenza? Devi dividere la potenza P (W) per la tensione (V) e otteniamo la corrente (A):

Come trovare la potenza conoscendo la corrente? Devi moltiplicare la corrente (A) per la tensione (V), otteniamo la potenza (W):

Queste formule valgono per il caso del carico attivo (utenze in locali residenziali, come lampadine e ferri da stiro). Per i carichi reattivi viene solitamente utilizzato un fattore compreso tra 0,7 e 0,9 (nell'industria in cui operano trasformatori e motori elettrici di grandi dimensioni).

Ti propongo una seconda tabella in cui parametri iniziali: consumo di corrente e potenza e i valori richiesti sono la sezione del filo e la corrente di disinserzione dell'interruttore di protezione.

Selezione dello spessore del filo e dell'interruttore in base al consumo energetico e alla corrente

Di seguito è riportata una tabella per la scelta della sezione dei cavi in ​​base alla potenza o corrente nota. E nella colonna di destra c'è la scelta dell'interruttore installato in questo filo.

Tavolo 2

In rosso sono evidenziati i casi critici, in cui è meglio andare sul sicuro e non lesinare sul filo scegliendo un filo più spesso di quello indicato in tabella. E la corrente della macchina è inferiore.

Guardando il piatto si può facilmente scegliere sezione del filo corrente, O sezione del filo in base alla potenza.

E inoltre: seleziona un interruttore automatico per un determinato carico.

Questa tabella mostra i dati per il caso seguente.

• Monofase, tensione 220 V
• Temperatura ambiente +30 0 C
• Disteso in aria o in una scatola (in uno spazio chiuso)
• Filo tripolare, in generale isolamento (cavo)
• Il sistema TN-S più comune viene utilizzato con un filo di terra separato
• Il consumatore che raggiunge la massima potenza è un caso estremo ma possibile. In questo caso, la corrente massima può funzionare a lungo senza conseguenze negative.

Se la temperatura ambiente è superiore di 20 0 C o se nel fascio sono presenti più cavi, si consiglia di selezionare una sezione trasversale maggiore (quella successiva nella serie). Ciò è particolarmente vero nei casi in cui il valore della corrente operativa è vicino al massimo.

In generale, in caso di questioni controverse e dubbie, ad esempio

• possibile aumento futuro del carico
• elevate correnti di spunto
• grandi sbalzi di temperatura (filo elettrico al sole)
• locali a rischio di incendio

è necessario aumentare lo spessore dei fili o avvicinarsi alla scelta in modo più dettagliato: fare riferimento a formule e libri di consultazione. Ma, di regola, i dati di riferimento tabulari sono abbastanza adatti per la pratica.

Lo spessore del filo può essere determinato non solo dai dati di riferimento. Esiste una regola empirica (esperta):

Regola per la scelta della sezione trasversale del filo per la corrente massima

Puoi selezionare l'area della sezione trasversale richiesta del filo di rame in base alla corrente massima utilizzando questa semplice regola:

La sezione trasversale del cavo richiesta è pari alla corrente massima divisa per 10.

Questa regola è data senza riserve, uno dopo l'altro, quindi il risultato deve essere arrotondato per eccesso alla dimensione standard più vicina. Ad esempio, la corrente è di 32 Ampere. Hai bisogno di un filo con una sezione di 32/10 = 3,2 mm 2. Scegliamo quello più vicino (naturalmente nella direzione più grande) - 4 mm 2. Come puoi vedere, questa regola si adatta bene ai dati tabulari.

Nota importante. Questa regola funziona bene per correnti fino a 40 A.. Se le correnti sono maggiori (questo è già al di fuori dei confini di un normale appartamento o casa, tali correnti sono all'ingresso) - è necessario scegliere un filo con un margine ancora maggiore - dividere non per 10, ma per 8 (fino a 80A)

La stessa regola può essere stabilita per trovare la corrente massima attraverso un filo di rame di area nota:

La corrente massima è pari all'area della sezione trasversale moltiplicata per 10.

E in conclusione, ancora una volta sul buon vecchio filo di alluminio.

L'alluminio conduce la corrente peggio del rame. Questo basta saperlo, ma ecco qualche numero. Per l'alluminio (la stessa sezione del filo di rame) con correnti fino a 32 A, la corrente massima sarà solo del 20% inferiore rispetto al rame. A correnti fino a 80 A, l'alluminio conduce peggio del 30%.

Per l’alluminio la regola pratica sarebbe:

La corrente massima di un filo di alluminio è pari alla sezione trasversale moltiplicata per 6.

Credo che le conoscenze fornite in questo articolo siano sufficienti per scegliere un filo in base ai rapporti “prezzo/spessore”, “spessore/temperatura operativa” e “spessore/corrente e potenza massima”.

L'articolo discute i criteri principali per la scelta della sezione trasversale del cavo e fornisce esempi di calcoli.

Nei mercati è spesso possibile vedere cartelli scritti a mano che indicano quale l'acquirente deve acquistare a seconda della corrente di carico prevista. Non credere a questi segnali perché sono fuorvianti. La sezione del cavo viene selezionata non solo dalla corrente operativa, ma anche da molti altri parametri.

Prima di tutto, è necessario tenere conto del fatto che quando si utilizza un cavo al limite delle sue capacità, i nuclei del cavo si riscaldano di diverse decine di gradi. I valori attuali mostrati nella Figura 1 presuppongono un riscaldamento dei nuclei del cavo a 65 gradi con una temperatura ambiente di 25 gradi. Se più cavi vengono posati in un tubo o in una passerella, a causa del loro riscaldamento reciproco (ogni cavo riscalda tutti gli altri cavi), la corrente massima consentita viene ridotta del 10-30%.

Inoltre, la corrente massima possibile diminuisce a temperature ambiente elevate. Pertanto, in una rete di gruppo (una rete dai pannelli alle lampade, prese e altri ricevitori elettrici), di norma vengono utilizzati cavi con correnti non superiori a 0,6 - 0,7 dei valori mostrati nella Figura 1.

Riso. 1. Corrente ammissibile a lungo termine di cavi con conduttori in rame

Per questo motivo è pericoloso l'uso diffuso di interruttori automatici con corrente nominale di 25 A per proteggere le reti di prese posate con cavi con conduttori in rame con sezione di 2,5 mm2. Le tabelle dei coefficienti di riduzione in funzione della temperatura e del numero di cavi in ​​una passerella sono reperibili nelle Regole di installazione elettrica (PUE).

Ulteriori limitazioni sorgono quando il cavo è più lungo. In questo caso le perdite di tensione nel cavo possono raggiungere valori inaccettabili. Di norma, quando si calcolano i cavi, la perdita massima sulla linea non è superiore al 5%. Le perdite non sono difficili da calcolare se si conosce il valore di resistenza dei conduttori del cavo e la corrente di carico calcolata. Ma di solito, per calcolare le perdite, vengono utilizzate tabelle sulla dipendenza delle perdite dal momento di carico. Il momento di carico viene calcolato come il prodotto della lunghezza del cavo in metri e della potenza in kilowatt.

I dati per il calcolo delle perdite con una tensione monofase di 220 V sono mostrati nella Tabella 1. Ad esempio, per un cavo con conduttori in rame con sezione di 2,5 mm2, con una lunghezza del cavo di 30 metri e una potenza di carico di 3 kW, il momento di carico è 30x3 = 90 e le perdite saranno del 3%. Se il valore di perdita calcolato supera il 5%, è necessario selezionare un cavo con una sezione trasversale maggiore.

Tabella 1. Momento di carico, kW x m, per conduttori in rame in una linea a due fili per una tensione di 220 V con una determinata sezione trasversale del conduttore

Utilizzando la Tabella 2 è possibile determinare le perdite in una linea trifase. Confrontando le tabelle 1 e 2 si nota che in una linea trifase con conduttori in rame di sezione 2,5 mm2 perdite del 3% corrispondono a sei volte la coppia di carico.

Un triplo aumento della coppia di carico si verifica a causa della distribuzione della potenza di carico su tre fasi e un doppio aumento dovuto al fatto che in una rete trifase con carico simmetrico (correnti identiche nei conduttori di fase) la corrente nel il conduttore neutro è zero. Con un carico asimmetrico aumentano le perdite del cavo, di cui occorre tenere conto nella scelta della sezione del cavo.

Tabella 2. Momento di carico, kW x m, per conduttori di rame in una linea trifase a quattro fili con zero per una tensione di 380/220 V ad una determinata sezione del conduttore (per ingrandire la tabella, fare clic sulla figura)

Le perdite nei cavi hanno un impatto significativo quando si utilizzano lampade a bassa tensione, come le lampade alogene. Questo è comprensibile: se 3 Volt cadono sui conduttori di fase e neutro, quindi a una tensione di 220 V molto probabilmente non lo noteremo e a una tensione di 12 V la tensione sulla lampada scenderà della metà a 6 V Ecco perché i trasformatori per l'alimentazione delle lampade alogene devono essere avvicinati il ​​più possibile alle lampade. Ad esempio, con un cavo lungo 4,5 metri con sezione di 2,5 mm2 e un carico di 0,1 kW (due lampade da 50 W), la coppia di carico è 0,45, che corrisponde ad una perdita del 5% (Tabella 3).

Tabella 3. Momento di carico, kW x m, per conduttori in rame in una linea a due fili per una tensione di 12 V con una determinata sezione trasversale del conduttore

Le tabelle sopra riportate non tengono conto dell'aumento della resistenza dei conduttori dovuto al riscaldamento dovuto alla corrente che li attraversa. Pertanto, se il cavo viene utilizzato a correnti pari o superiori a 0,5 della corrente massima consentita per il cavo di una determinata sezione, è necessario introdurre una correzione. Nel caso più semplice, se prevedi perdite non superiori al 5%, calcola la sezione trasversale sulla base di perdite del 4%. Inoltre, le perdite possono aumentare se è presente un numero elevato di collegamenti dei nuclei del cavo.

I cavi con conduttori in alluminio hanno una resistenza 1,7 volte maggiore dei cavi con conduttori in rame e di conseguenza le loro perdite sono 1,7 volte maggiori.

Il secondo fattore limitante per cavi lunghi è il superamento del valore di resistenza consentito del circuito a fase zero. Per proteggere i cavi da sovraccarichi e cortocircuiti, di norma vengono utilizzati interruttori automatici con sganciatore combinato. Tali interruttori hanno rilasci termici ed elettromagnetici.

Lo sgancio elettromagnetico garantisce l'arresto istantaneo (decimi e addirittura centesimi di secondo) della sezione di emergenza della rete in caso di cortocircuito. Ad esempio, un interruttore denominato C25 ha un rilascio termico da 25 A e un rilascio elettromagnetico da 250 A. Gli interruttori automatici del gruppo “C” hanno una molteplicità della corrente di interruzione dello sganciatore elettromagnetico rispetto a quella termica da 5 a 10. Ma viene preso il valore massimo.

La resistenza totale del circuito a fase zero comprende: la resistenza del trasformatore abbassatore della sottostazione del trasformatore, la resistenza del cavo dalla sottostazione al quadro di ingresso (SDU) dell'edificio, la resistenza del cavo posato da l'ASU al quadro (RU) e la resistenza del cavo della linea di gruppo stessa, la cui sezione deve essere definita.

Se la linea ha un gran numero di collegamenti dei conduttori del cavo, ad esempio una linea di gruppo di un gran numero di lampade collegate da un cavo, è necessario tenere conto anche della resistenza delle connessioni di contatto. Calcoli molto accurati tengono conto della resistenza dell'arco nel punto di guasto.

La resistenza totale del circuito a fase zero per cavi a quattro conduttori è riportata nella Tabella 4. La tabella tiene conto della resistenza sia dei conduttori di fase che di neutro. I valori di resistenza sono forniti a una temperatura interna del cavo di 65 gradi. La tabella è valida anche per linee bifilari.

Tabella 4. Fase dell'impedenza del circuito - zero per cavi a 4 conduttori, Ohm/km con temperatura interna di 65 o C

Nelle sottostazioni di trasformazione urbane, di norma, vengono installati trasformatori con una capacità di 630 kV o superiore. A e più, aventi una resistenza di uscita Rtp inferiore a 0,1 Ohm. Nelle zone rurali è possibile utilizzare trasformatori da 160 - 250 kV. E con una resistenza di uscita di circa 0,15 Ohm e persino trasformatori da 40 a 100 kV. A, avente un'impedenza di uscita di 0,65 - 0,25 Ohm.

I cavi di rete di alimentazione dalle sottostazioni di trasformazione cittadine alle ASU delle case vengono solitamente utilizzati con conduttori in alluminio con una sezione trasversale del conduttore di fase di almeno 70 - 120 mm2. Se la lunghezza di tali linee è inferiore a 200 metri, la resistenza del circuito fase-neutro del cavo di alimentazione (Rpc) può essere assunta pari a 0,3 Ohm. Per un calcolo più accurato, è necessario conoscere la lunghezza e la sezione trasversale del cavo oppure misurare questa resistenza. Uno dei dispositivi per tali misurazioni (dispositivo Vector) è mostrato in Fig. 2.

Riso. 2. Dispositivo per misurare la resistenza del circuito fase zero "Vector"

La resistenza della linea deve essere tale che, in caso di cortocircuito, sia garantito che la corrente nel circuito superi la corrente operativa del rilascio elettromagnetico. Pertanto per l'interruttore C25 la corrente di corto circuito sulla linea deve superare il valore di 1,15x10x25=287 A, qui 1,15 è il fattore di sicurezza. Pertanto, la resistenza del circuito fase zero per l'interruttore C25 non deve essere superiore a 220 V/287 A = 0,76 Ohm. Di conseguenza, per l'interruttore C16 la resistenza del circuito non deve superare 220 V/1,15x160 A=1,19 Ohm e per l'interruttore C10 non deve superare 220 V/1,15x100=1,91 Ohm.

Pertanto, per un condominio urbano, considerando Rtp = 0,1 Ohm; Rpk=0,3 Ohm quando si utilizza nella rete di prese un cavo con conduttori in rame di sezione 2,5 mm2, protetto da un interruttore C16, la resistenza del cavo Rgr (conduttori di fase e neutro) non deve superare Rgr=1,19 Ohm - Rtp - Rpk = 1,19 - 0,1 - 0,3 = 0,79 Ohm. Dalla tabella 4 troviamo la sua lunghezza: 0,79/17,46 = 0,045 km, ovvero 45 metri. Per la maggior parte degli appartamenti questa lunghezza è sufficiente.

Quando si utilizza un interruttore C25 per proteggere un cavo di sezione 2,5 mm2, la resistenza del circuito deve essere inferiore a 0,76 - 0,4 = 0,36 Ohm, che corrisponde ad una lunghezza massima del cavo di 0,36/17,46 = 0,02 km, ovvero 20 metri.

Utilizzando un interruttore C10 per proteggere una linea di illuminazione di gruppo realizzata con un cavo con conduttori in rame di sezione 1,5 mm2, si ottiene la resistenza massima consentita del cavo pari a 1,91 - 0,4 = 1,51 Ohm, che corrisponde ad una lunghezza massima del cavo di 1,51/29, 1 = 0,052 km o 52 metri. Se tale linea è protetta da un interruttore automatico C16, la lunghezza massima della linea sarà 0,79/29,1 = 0,027 km, ovvero 27 metri.

Spesso, prima di acquistare prodotti via cavo, è necessario misurarne autonomamente la sezione trasversale per evitare inganni da parte dei produttori, i quali, a causa del risparmio e della fissazione di un prezzo competitivo, potrebbero sottostimare leggermente questo parametro.

È inoltre necessario sapere come viene determinata la sezione del cavo, ad esempio, quando si aggiunge un nuovo punto di consumo energetico in locali con vecchio cablaggio elettrico che non dispone di informazioni tecniche. Di conseguenza, la questione su come determinare la sezione trasversale dei conduttori rimane sempre rilevante.

Informazioni generali su cavi e fili

Quando si lavora con i conduttori, è necessario comprenderne la designazione. Esistono fili e cavi che differiscono tra loro per struttura interna e caratteristiche tecniche. Tuttavia, molte persone spesso confondono questi concetti.

Un filo è un conduttore che ha nella sua struttura un filo o un gruppo di fili intrecciati insieme e un sottile strato isolante comune. Un cavo è un nucleo o un gruppo di nuclei che ha sia il proprio isolamento che uno strato isolante comune (guaina).

Ogni tipo di conduttore avrà i propri metodi per determinare le sezioni trasversali, che sono quasi simili.

Materiali conduttori

La quantità di energia trasmessa da un conduttore dipende da una serie di fattori, il principale dei quali è il materiale dei conduttori che trasportano corrente. I seguenti metalli non ferrosi possono essere utilizzati come materiale centrale di fili e cavi:

1. Alluminio. Conduttori economici e leggeri, che è il loro vantaggio. Sono caratterizzati da qualità negative come bassa conduttività elettrica, tendenza al danno meccanico, elevata resistenza elettrica transitoria delle superfici ossidate;
2. Rame. I conduttori più popolari, che hanno un costo elevato rispetto ad altre opzioni. Tuttavia, sono caratterizzati da una bassa resistenza elettrica e di transizione ai contatti, elasticità e resistenza sufficientemente elevate e facilità di saldatura e saldatura;
3. Rame alluminio. Prodotti di cavo con nuclei in alluminio rivestiti in rame. Sono caratterizzati da una conduttività elettrica leggermente inferiore rispetto ai loro omologhi in rame. Sono inoltre caratterizzati da leggerezza, media resistenza e relativa economicità.

Importante! Alcuni metodi per determinare la sezione trasversale di cavi e fili dipenderanno specificamente dal materiale del loro componente conduttore, che influisce direttamente sulla potenza erogata e sull'intensità della corrente (metodo per determinare la sezione trasversale dei conduttori in base alla potenza e alla corrente).

Misurazione della sezione trasversale dei conduttori in base al diametro

Esistono diversi modi per determinare la sezione trasversale di un cavo o filo. La differenza nel determinare l'area della sezione trasversale di fili e cavi sarà che nei prodotti via cavo è necessario misurare ciascun nucleo separatamente e riassumere gli indicatori.

Per informazioni. Quando si misura con strumentazione il parametro in esame, è necessario misurare inizialmente i diametri degli elementi conduttori, preferibilmente rimuovendo lo strato isolante.

Strumenti e processo di misurazione

Gli strumenti di misura possono essere un calibro o un micrometro. Di solito vengono utilizzati dispositivi meccanici, ma possono essere utilizzati anche analoghi elettronici con schermo digitale.

Fondamentalmente, il diametro di fili e cavi viene misurato utilizzando un calibro, poiché lo si trova in quasi tutte le case. Può anche misurare il diametro dei fili in una rete funzionante, ad esempio una presa o un dispositivo a pannello.

Il diametro della sezione trasversale del filo viene determinato utilizzando la seguente formula:

S = (3,14/4)*D2, dove D è il diametro del filo.

Se il cavo contiene più di un nucleo, è necessario misurare il diametro e calcolare la sezione trasversale utilizzando la formula precedente per ciascuno di essi, quindi combinare il risultato ottenuto utilizzando la formula:

Stotale= S1 + S2 +…+Sn, dove:

• Stotale – area della sezione trasversale totale;
• S1, S2, …, Sn – sezioni trasversali di ciascun nucleo.

In una nota. Per garantire l'accuratezza dei risultati ottenuti, si consiglia di effettuare le misurazioni almeno tre volte, ruotando il conduttore in direzioni diverse. Il risultato sarà la media.

In assenza di un calibro o di un micrometro, il diametro del conduttore può essere determinato utilizzando un normale righello. Per fare ciò, è necessario eseguire le seguenti manipolazioni:

1. Pulire lo strato isolante del nucleo;
2. Avvolgi strettamente i giri attorno alla matita (dovrebbero esserci almeno 15-17 pezzi);
3. Misurare la lunghezza dell'avvolgimento;
4. Dividere il valore risultante per il numero di giri.

Importante! Se le spire non sono disposte uniformemente sulla matita con spazi vuoti, l'accuratezza dei risultati ottenuti dalla misurazione della sezione trasversale del cavo in base al diametro sarà messa in dubbio. Per aumentare la precisione delle misurazioni, si consiglia di effettuare misurazioni da diversi lati. Sarà difficile avvolgere fili spessi su una matita semplice, quindi è meglio ricorrere a un calibro.

Dopo aver misurato il diametro, l'area della sezione trasversale del filo viene calcolata utilizzando la formula sopra descritta o determinata utilizzando una tabella speciale, dove ciascun diametro corrisponde all'area della sezione trasversale.

È meglio misurare il diametro del filo, che contiene nuclei ultrasottili, con un micrometro, poiché un calibro può facilmente romperlo.

Il modo più semplice per determinare la sezione trasversale del cavo in base al diametro è utilizzare la tabella seguente.

Tabella di corrispondenza tra diametro del filo e sezione del filo

Sezione del cavo del segmento

I cavi con una sezione fino a 10 mm2 sono quasi sempre prodotti in forma rotonda. Tali conduttori sono più che sufficienti per soddisfare le esigenze domestiche di case e appartamenti. Tuttavia, con una sezione trasversale maggiore del cavo, i nuclei di ingresso dalla rete elettrica esterna possono essere realizzati sotto forma di segmenti (settore) e sarà piuttosto difficile determinare la sezione trasversale del filo in base al diametro.

In questi casi è necessario ricorrere ad una tabella dove la dimensione (altezza, larghezza) del cavo assume il corrispondente valore dell'area della sezione. Inizialmente, è necessario misurare l'altezza e la larghezza del segmento richiesto con un righello, dopodiché è possibile calcolare il parametro richiesto correlando i dati ottenuti.

Tabella per il calcolo dell'area di un settore d'anima di un cavo elettrico

Dipendenza da corrente, potenza e sezione del conduttore

Non è sufficiente misurare e calcolare la sezione trasversale del cavo in base al diametro del nucleo. Prima di installare cablaggi o altri tipi di reti elettriche, è necessario conoscere anche la portata dei prodotti in cavo.

Quando scegli un cavo, devi essere guidato da diversi criteri:

• la forza della corrente elettrica che passerà il cavo;
• potenza consumata dalle fonti energetiche;

Energia

Il parametro più importante durante i lavori di installazione elettrica (in particolare la posa dei cavi) è la produttività. La potenza massima dell'elettricità trasmessa attraverso di essa dipende dalla sezione trasversale del conduttore. Pertanto, è estremamente importante conoscere la potenza totale delle fonti di consumo energetico che verranno collegate al cavo.

In genere, i produttori di elettrodomestici, elettrodomestici e altri prodotti elettrici indicano sull'etichetta e nella documentazione che li accompagna il consumo energetico massimo e medio. Ad esempio, una lavatrice può consumare elettricità da decine di W/h durante il risciacquo a 2,7 kW/h quando riscalda l’acqua. Pertanto, ad esso deve essere collegato un filo con una sezione sufficiente per trasmettere l'elettricità della massima potenza. Se al cavo sono collegati due o più consumatori, la potenza totale viene determinata sommando i valori limite di ciascuno di essi.

La potenza media di tutti gli apparecchi elettrici e di illuminazione in un appartamento raramente supera i 7500 W per una rete monofase. Di conseguenza, le sezioni dei cavi nel cablaggio elettrico devono essere selezionate su questo valore.

Quindi, per una potenza totale di 7,5 kW, è necessario utilizzare un cavo in rame con sezione dei conduttori di 4 mm2, in grado di trasmettere circa 8,3 kW. La sezione del conduttore con anima in alluminio in questo caso deve essere di almeno 6 mm2, facendo passare una potenza di corrente di 7,9 kW.

Nei singoli edifici residenziali viene spesso utilizzato un sistema di alimentazione trifase da 380 V. Tuttavia, la maggior parte delle apparecchiature non è progettata per tale tensione elettrica. Una tensione di 220 V viene creata collegandoli alla rete tramite un cavo neutro con una distribuzione uniforme del carico corrente su tutte le fasi.

Corrente elettrica

Spesso la potenza di apparecchiature e apparecchiature elettriche potrebbe non essere nota al proprietario a causa dell'assenza di questa caratteristica nella documentazione o di documenti ed etichette completamente perduti. C'è solo una via d'uscita in una situazione del genere: calcolare tu stesso utilizzando la formula.

La potenza è determinata dalla formula:

P = U*I, dove:

• P – potenza, misurata in watt (W);
• I – intensità della corrente elettrica, misurata in ampere (A);
• U è la tensione elettrica applicata, misurata in volt (V).

Quando non si conosce l'intensità della corrente elettrica, è possibile misurarla con strumenti di controllo e misurazione: un amperometro, un multimetro e una pinza amperometrica.

Dopo aver determinato il consumo energetico e la corrente elettrica, è possibile utilizzare la tabella seguente per determinare la sezione del cavo richiesta.

Il calcolo della sezione trasversale dei prodotti via cavo in base al carico corrente deve essere effettuato per proteggerli ulteriormente dal surriscaldamento. Quando nei conduttori passa troppa corrente elettrica rispetto alla loro sezione, può verificarsi la distruzione e la fusione dello strato isolante.

Il carico di corrente massimo consentito a lungo termine è il valore quantitativo della corrente elettrica che può passare a lungo nel cavo senza surriscaldarsi. Per determinare questo indicatore è inizialmente necessario sommare le potenze di tutti i consumatori di energia. Successivamente, calcola il carico utilizzando le formule:

1. I = P∑*Ki/U (rete monofase),
2. I = P∑*Kи/(√3*U) (rete trifase), dove:

• P∑ – potenza totale dei consumatori di energia;
• Ki – coefficiente pari a 0,75;
• U – tensione elettrica nella rete.

Tablitz per far corrispondere l'area della sezione trasversale dei conduttori in rameprodotti conduttori corrente e potenza *

*Importante! I conduttori con conduttori in alluminio hanno valori diversi.

La determinazione della sezione trasversale di un cavo è un processo particolarmente importante in cui gli errori di calcolo sono inaccettabili. Devi tenere conto di tutti i fattori, parametri e regole, fidandoti solo dei tuoi calcoli. Le misurazioni effettuate devono coincidere con le tabelle sopra descritte: se non contengono valori specifici, si possono trovare nelle tabelle di molti libri di consultazione di ingegneria elettrica.

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