Особенности и правила разводки электропроводки в гараже своими руками

Причины падения напряжения

Каждому электромеханику известно, что кабель состоит из проводников — на практике используются жилы с медными или алюминиевыми сердечниками, обмотанные изоляционным материалом. Провод помещен в герметичную полимерную оболочку — диэлектрический корпус.

Поскольку металлические проводники расположены в кабеле слишком плотно, дополнительно прижаты слоями изоляции, при большой протяженности электромагистрали металлические сердечники начинают работать по принципу конденсатора, создающего заряд с емкостным сопротивлением.

Падение напряжения происходит по следующей схеме:

1. Проводник, по которому пущен ток, перегревается и создает емкостное сопротивление как часть реактивного сопротивления.
2. Под воздействием преобразований, протекающих на обмотках трансформаторов, реакторах, прочих элементах цепи, мощность электроэнергии становится индуктивной.
3. В результате резистивное сопротивление металлических жил преобразуется в активное сопротивление каждой фазы электрической цепи.
4. Кабель подключают на токовую нагрузку с полным (комплексным) сопротивлением по каждой токоведущей жиле.
5. При эксплуатации кабеля по трехфазной схеме три линии тока в трех фазах будут симметричными, а нейтральная жила пропускает ток, приближенный к нулю.
6. Комплексное сопротивление проводников приводит к потерям напряжения в кабеле при прохождении тока с векторным отклонением за счет реактивной составляющей.

Графически схему падения напряжения можно представить следующим образом: из одной точки выходит прямая горизонтальная линия — вектор силы тока. Из этой же точки выходит под углом к силе тока вектор входного значения напряжения U1 и вектор выходного напряжения U2 под меньшим углом. Тогда падение напряжения по линии равно геометрической разнице векторов U1 и U2.

Рисунок 1. Графическое изображение падения напряжения

На представленном рисунке прямоугольный треугольник ABC отражает падение и потери напряжения на линии кабеля большой длины. Отрезок AB — гипотенуза прямоугольного треугольника и одновременно падение, катеты AC и BC показывают падение напряжения с учетом активного и реактивного сопротивления, а отрезок AD демонстрирует величину потерь.

Производить подобные расчеты вручную довольно сложно. График служит для наглядного представления процессов, протекающих в электрической цепи большой протяженности при прохождении тока заданной нагрузки.

Как рассчитать кабель для удлинителя

Share

Как рассчитать кабель для удлинителя

  В домашних условиях мы часто применяем переносные удлинители – розетки для временного (как правило остающееся на постоянно) включения бытовых приборов: электронагревателя, кондиционера, утюга  с большими токами потребления.
Кабель для этого удлинителя обычно выбирается по принципу – что попало подруку, а это  не всегда соответствует необходимым электрическим параметрам.

В зависимости от диаметра (или от поперечного сечения провода в мм.кв.)провод обладает определенным электрическим сопротивлением для прохождения электрического тока.

Чембольше поперечное сечение проводника , тем меньше его электрическое сопротивление, тем меньше падение напряжения на нем. Соответственно меньше потеря мощности в проводе на его нагрев.

Проведем сравнительный анализпотери мощности  на нагрев в проводе в  зависимости от его поперечного сечения. Возьмем наиболее распространенные в быту кабели с паперечным сечением: 0,75;  1,5;  2,5 мм.кв. для двух удлинителей с длиной  кабеля:  L = 5 м. и L = 10м.

Возьмем для примера нагрузку в виде стандартного электронагревателя с электрическими параметрами:
— напряжение питания U = 220 Вольт;
— мощность электронагревателя Р = 2,2 КВт = 2200 Вт;
— ток потребления  I = P/ U = 2200 Вт / 220 В = 10 А.

Из справочной литературы, возьмем данные сопротивлений 1 метра провода разных поперечных сечений.

Приведена таблица сопротивлений 1 метра провода изготовленного из меди и алюминия.

Посчитаем потерю мощности, уходящей на нагрев для поперечного сечения провода  S = 0,75 мм.кв.  Провод изготовлен из меди.

Сопротивление 1 метра провода (из таблицы)   R1 = 0,023 Ом.
Длина кабеля L = 5 метров.
Длина провода в кабеле (туда и обратно)2 · L =2 · 5 =  10 метров.
Электрическое  сопротивление провода  в  кабеле   R = 2 · L · R1 = 2 · 5 · 0,023 = 0,23 Ом.

Падение напряжения в кабеле при прохождении тока I = 10 A будет: U = I · R = 10 А · 0,23 Ом = 2,3 B.
Потеря мощности на нагрев в самом кабеле составит:P = U · I = 2,3 В · 10 А = 23 Вт.

 Если  длина кабеляL = 10 м.  (того же сечения  S = 0,75 мм.кв.),потеря мощности в кабеле составит 46 Вт. Это составляет примерно 2 %мощности потребляемой электронагревателем от сети.

Для а кабеляс алюминиевыми жилами того же сечения  S = 0,75 мм.кв. показания увеличиваютсяи составляютдля L = 5 м-34,5 Вт.  Для L = 10 м— 69 Вт.

Все данные расчетовдля кабелей сечением 0,75; 1,5; 2,5 мм.кв. для длины кабелейL = 5  и   L = 10 метров,приведены в таблице.
Где : S – сечение провода в мм.кв.;
R1 – сопротивление 1 метра провода в Ом;
R -сопротивление кабеля в Омах;
U– падение напряжения в кабеле в Вольтах;
Р – потеря мощности в кабеле в ватах или в процентах.

Какие  же выводы нужно сделать из этих расчетов?

•   — При одном и том же поперечном сечении, медный кабель имеет больший запас надежности и меньше потерь электрической мощности на нагрев провода Р.
• — С увеличением длины кабеля увеличиваются потери Р.  Чтобы скомпенсировать потеринеобходимо увеличить поперечное сечение проводов кабеля S.
• — Кабель желательно выбирать в резиновой оболочке, а жилы кабеля многожильными. 

Соблюдение этих рекомендаций повысит надежность и механическую прочность устройства в целом.

 Для удлинителя желательно использовать евро-розетку и евро-вилку. Штырьки  евро-вилки имеют диаметр 5 мм. У простой электрической вилки диаметр штырьков 4 мм. Евро-вилки  рассчитаны на больший ток, чем простые розетка и вилка .  Чем больше диаметр штырьков  вилки, тем  больше площадь контакта в месте соединения вилки и розетки,  следовательно меньшее переходное сопротивление. Это способствует  меньшему  нагревув месте соединения вилки и розетки.

Share

Как защититься от электромагнитного излучения

По мере удаления от линии электропередачи магнитное излучение уменьшается. В СанПиН указана дистанция, когда оно достигает допустимого значения, но не исчезает полностью. Специалисты утверждают, что совершенно безопасное расстояние в 10 раз превышает допустимое.

Дополнительно в доме имеются провода и электрические приборы. Они тоже при работе излучают электромагнитные волны на расстоянии до 2 метров от компрессора и нагревательных элементов.

Самыми опасными являются утюги и холодильники. Наибольшее излучение получают люди от телевизоров, поскольку длительное время находятся перед ними. В результате все излучения суммируются, и получается значение, превышающее безопасное для человека.

Дома, находящиеся на расстоянии ближе 100 метров от линий с бытовым напряжением и 200 м от высоковольтных линий, необходимо защищать от электромагнитных излучений.

На закате

Необходимо учесть

Расположения зданий следует учитывать при строительстве и сразу экранировать фасад. В уже построенных домах, особенно старых, расположенных вблизи высоковольтных линий, необходимо сделать ремонт и защититься частично от наружного магнитного поля.

Крыша должна иметь металлическую кровлю. Стены обтянуты внутри стальной сеткой. Она укладывается на поверхность стены под штукатурку.

При строительстве нового дома надо использовать для кладки стен шлакоблок.

Охранная зона

Он лучше кирпича отражает и поглощает излучения. При этом крыша и сетка стен должны быть заземлены.

Внутри дома надо устанавливать розетки с заземлением для включения в них всех энергоемких приборов. Конструкцию заземления можно сделать одну:

1. На расстоянии от 5 м разметить равнобедренный треугольник со сторонами по 2 м.
2. Прокопать канаву по периметру глубиной 20–25 см.
3. По углам забить прутья диаметром 10–12 мм. Длина их составляет 2 м.
4. Соединить штыри железной полосой шириной 20 мм. Толщина ее не менее 1,5–2 мм. Обвязку приварить к каждому штырю или прикрепить болтами, зачистив предварительно места контакта от окалины и грязи.
5. Полосу металла приварить к контуру и провести по канаве глубиной 20 см в дом.
6. Засыпать землей все траншеи.

По дому следует сделать проводку с расчетом сделанной конструкции. Все провода от 3 фазы провести и подключить к клеммнику, приваренному к полосе от заземления.

Дистанция от крана до столба

Разрешенную удаленность от опор, требования СанПиН и СНиП следует обязательно соблюдать при строительстве дома и подсобных помещений. Причем это одинаковые правила как для домов в городе, так и для построек в СНТ и ИЖС, находящихся в деревне или в сельской местности.

Границы санитарно-защитных зон для лэп согласно сн № 2971-84

Напряжение ЛЭП
Размер санитарно-защитной (охранной) зоны

Границы
санитарно-защитных зон для ЛЭП в г.
Москве

Напряжение ЛЭП
Размер санитарно-защитной зоны

К
размещению ВЛ ультравысоких напряжений
(750 и 1150 кВ) предъявляются дополнительные
требования по условиям воздействия
электрического поля на население. Так,
ближайшее расстояние от оси проектируемых
ВЛ 750 и 1150 кВ до границ населенных пунктов
должно быть, как правило, не менее 250 и
300 м соответственно.

Как
определить класс напряжения ЛЭП? Лучше
всего обратиться в местное энергетическое
предприятие, но можно попробовать
визуально, хотя не специалисту это
сложно:

330
кВ — 2 провода, 500 кВ — 3 провода, 750 кВ — 4
провода. Ниже 330 кВ по одному проводу на
фазу, определить можно только приблизительно
по числу изоляторов в гирлянде: 220 кВ
10 -15 шт., 110 кВ 6-8 шт., 35 кВ 3-5 шт., 10 кВ и ниже
— 1 шт.

Допустимые
уровни воздействия электрического поля
ЛЭП

ПДУ, кВ/м	Условия облучения
	внутри жилых зданий
	на территории зоны жилой застройки
	в населенной местности вне зоны жилой застройки; (земли городов в пределах городской черты в границах их перспективного развития на 10 лет, пригородные и зеленые зоны, курорты, земли поселков городского типа в пределах поселковой черты и сельских населенных пунктов в пределах черты этих пунктов) а также на территории огородов и садов;
	на участках пересечения воздушных линий электропередачи с автомобильными дорогами 1 – IV категорий;
	в ненаселенной местности (незастроенные местности, хотя бы и часто посещаемые людьми, доступные для транспорта, и сельскохозяйственные угодья);
	в труднодоступной местности (недоступной для транспорта и сельскохозяйственных машин) и на участках, специально выгороженных для исключения доступа населения.

В
пределах санитарно-защитной зоны ВЛ
запрещается
:

размещать
жилые и общественные здания и сооружения;

устраивать
площадки для стоянки и остановки всех
видов транспорта;

размещать
предприятия по обслуживанию автомобилей
и склады нефти и нефтепродуктов;

производить
операции с горючим, выполнять ремонт
машин и механизмов.

Территории
санитарно-защитных зон разрешается
использовать как сельскохозяйственные
угодья, однако рекомендуется выращивать
на них культуры, не требующие ручного
труда.

В
случае, если на каких-то участках
напряженность электрического поля за
пределами санитарно-защитной зоны
окажется выше предельно допустимой 0,5
кВ/м внутри здания и выше 1 кВ/м на
территории зоны жилой застройки (в
местах возможного пребывания людей),
должны быть приняты меры для снижения
напряженности. Для этого на крыше здания
с неметаллической кровлей размещается
практически любая металлическая сетка,
заземленная не менее чем в двух точках
В зданиях с металлической крышей
достаточно заземлить кровлю не менее
чем в двух точках. На приусадебных
участках или других местах пребывания
людей напряженность поля промышленной
частоты может быть снижена путем
установления защитных экранов, например
это железобетонные, металлические
заборы, тросовые экраны, деревья или
кустарники высотой не менее 2 м.

Всем известно, что выделяемые линиями электропередач электромагнитные поля негативно воздействуют на здоровье человека. Специалисты проводили ряд исследований людей, которые живут вблизи ЛЭП или трансформаторных подстанций. Так вот выявилось, что у них возникают расстройства нервной системы, снижается иммунитет, нарушаются обменные процессы. В конечном счете приобретается большой букет различных заболеваний, где сердце, эндокринная и нейрогормональные системы – самые уязвимые. Поэтому существуют правила, в которых определена охранная зона ЛЭП.

С годами правила ужесточались за счет изменения результатов исследования. Поэтому в настоящее время все пользуются новыми правилами, которые были разработаны и утверждены в 2009 году. Конечно, под требования новых правил попали уже эксплуатируемые строения, которые по законодательству у владельцев не изымаются. Их можно использовать и даже продавать с учетом определенных ограничений. При продаже в текст договора обязательно вносятся обременения (ограничения).

Сами же обременения определяются несколькими позициями, где две являются основными:

• Нельзя в таких домах проживать постоянно.
• Нельзя в них проводить капитальный ремонт или делать капитальные пристройки.

Как рассчитать потерю напряжения?

Калькулятор в режиме онлайн позволяет правильно вычислить необходимые параметры, которые в дальнейшем сократят появление различного рода неприятностей. Для самостоятельного вычисления потери электрического напряжения используют следующую формулу:

U =(P*ro+Q*xo)*L/U ном:

• Р – это активная мощность. Её измеряют в Вт;
• Q – реактивная мощность. Единица измерения вар;
• ro – выступает в качестве активного сопротивления (Ом);
• хо – реактивное сопротивление (м);
• U ном – это номинальное напряжение (В). Оно указывается в техническом паспорте устройства.

Согласно правилам устройства электроустановок (ПУЭ) допустимой нормой возможных отклонений напряжения принято считать:

• в силовых цепях оно может составлять не выше +/- 6%;
• в жилом пространстве и за его пределами до +/- 5%;
• на производственных предприятиях от +/- 5% до -2%.

Потери электрического напряжения от трансформаторной установки до жилого помещения не должны превышать +/- 10%.

В процессе проектирования, рекомендуется сделать равномерную нагрузку на трехфазной линии. Допустимая норма составляет 0,5 кВ. В ходе монтажных работ электродвигатели необходимо подключить к линейным проводникам. Линия освещения будет заключена между фазой и нейтралью. В результате этого, нагрузка правильно распределяется между проводниками.

Когда рассчитывают потерю напряжения в кабеле, за основу берут данные значения тока или мощности. На протяженной электрической линии учитывают индуктивное сопротивление.

Как снизить потери ?

Одним из способов снижения потери напряжения в проводнике, является увеличение его сечения. Помимо этого, рекомендуется сократить его протяженность и удаленность от точки назначения. В некоторых случаях эти способы не всегда можно применить по техническим причинам.В большинстве случаем, сокращение сопротивления позволяет нормализовать работу линии.

Главным недостатком большой площади сечения кабеля, являются существенные материальные затраты в процессе использования. Именно поэтому правильный расчёт и подбор нужного диаметра, позволяют избавиться от этой неприятности. Калькулятор в режиме онлайн применяют для проектов с высоковольтными линиями. Здесь программа помогает правильно рассчитать точные параметры для электрической цепи.

Основные причины появления потери напряжения

Большие потери электрического напряжения возникают в из – за чрезмерного рассеивания энергии. В результате этого, поверхность кабеля сильно нагревается, тем самым провоцируя деформирование изоляционного слоя. Такое явление распространено на высоковольтных линиях, где отмечают большие нагрузки.

Чаще всего существенные потери наблюдают на протяженных электролиниях. Помимо этого, здесь отмечают большие финансовые расходы на электричество в процессе эксплуатации.

Таблица потерь напряжения по длине кабеля

Определение потерь напряжения по длине кабеля

Воспользуйтесь другими онлайн калькуляторами:

• Расчет веса электрического кабеля
• Онлайн расчет силы тока в цепи
• Перевод Ватт в Амперы
• Расчет катушки индуктивности
• Онлайн расчет сечения кабеля

Расстояние от ЛЭП и магнитное излучение

При прохождении по проводам электроны создают вокруг своего носителя электромагнитное поле. В зависимости от вида тока значение излучения постоянное или переменное. Непрерывное изменение значения тока с плюса на минус и наоборот заставляет поле менять свою величину в 2 раза чаще.

Вечером

Воздействие магнитного излучения отрицательно сказывается на физическом состоянии человека, как и облучение радиацией.

Исследования по воздействию электромагнитных излучений на человека и живую природу начали проводить в конце 70 годов. По результатам обследования людей в разных странах ВОЗ – Всемирная организация здравоохранения определило максимально допустимые нормы излучений в герцах за единицу времени. В РФ и других странах были разработаны нормативные документы, запрещающие промышленное и гражданское строительство на близком расстоянии от ЛЭП.

Охранная зона

У людей, длительное время находящихся в зоне сильного поля, обнаруживали онкологические заболевания, сердечные болезни. Женщины страдали от бесплодия. Мужчин преследовали патологии мочеполовой системы. Появлялись общая слабость. Сокращалась продолжительность жизни.

Дешевая земля вблизи охранной зоны

Основываясь на нормах СанПиН, были разработаны правила застройки, и созданы под высоковольтными линиями санитарные зоны. Детские учреждения, находящиеся в опасном поясе, должны быть закрыты. Запрещено строительство жилых домов постоянного и временного проживания ближе, чем указана дистанция до высоковольтных линий в СанПиН 2971-84.

Продать дом, расположенный в опасной зоне, невозможно. Санитарные и противопожарные организации не утвердят такой документ. При застройке участков ИЖС надо учитывать расстояние до ЛЭП, расположенной поблизости.

Схема распространения электромагнитных волн

Насколько опасно излучение высоковольтных линий, демонстрируют цены на землю. Вблизи линий электропередачи стоимость участков низкая. По мере удаления повышается каждые 50 м. Соблазняться дешевизной не стоит. Надо подумать о здоровье своей семьи.

Применение сервис-калькулятора

Расчеты, таблицы, графики, диаграммы — точные инструменты для вычисления падения напряжения по длине кабеля. Упростить работу можно, если выполнить расчеты с помощью онлайн-калькулятора. Преимущества очевидны, но стоит проверить данные на нескольких ресурсах и отталкиваться от среднего полученного значения.

Как это работает:

1. Онлайн-калькулятор разработан для быстрого выполнения расчетов на основе исходных данных.
2. В калькулятор нужно ввести следующие величины — ток (переменный, постоянный), проводник (медь, алюминий), длина линии, сечение кабеля.
3. Обязательно вводят параметры по количеству фаз, мощности, напряжению сети, коэффициенту мощности, температуре эксплуатации линии.
4. После введения исходных данных программа определяет падение напряжения по линии кабеля с максимальной точностью.
5. Недостоверный результат можно получить при ошибочном введении исходных величин.

Пользоваться такой системой можно для проведения предварительных расчетов, поскольку сервис-калькуляторы на различных ресурсах показывают не всегда одинаковый результат: итог зависит от грамотной реализации программы с учетом множества факторов.

Тем не менее, можно провести расчеты на трех калькуляторах, взять среднее значение и отталкиваться от него на стадии предварительного проектирования.

Калькулятор онлайн расчета необходимого сечения кабеля и учёт потерь

Как правильно и точно сделать расчет сечения кабеля по потере напряжения? Очень часто при проектировании сетей электроснабжения требуется грамотный расчет потерь в кабеле. Точный результат важен для выбора материала с необходимой площадью сечения жилы.

Если кабель выбран неправильно, это повлечет за собой множественные материальные затраты, ведь система быстро выйдет из строя и перестанет функционировать.

Благодаря сайтам помощникам, где имеется уже готовая программа для расчета сечения кабеля и потери на нем, сделать это можно легко и оперативно.

Как воспользоваться калькулятором онлайн?

В готовую таблицу нужно ввести данные согласно выбранному материалу кабеля, мощность нагрузки системы, напряжение сети, температуру кабеля и способ его прокладки. После нажать кнопку «вычислить» и получить готовый результат.
Такой расчет потерь напряжения в линии можно смело применять в работе, если не учитывать сопротивление кабельной линии при определенных условиях:

1. Указывая коэффициент мощности косинус фи равен единице.
2. Линии сети постоянного тока.
3. Сеть переменного тока с частотой 50 Гц выполненная проводниками с сечениями до 25.0–95.0.

Полученные результаты необходимо использовать согласно каждому индивидуальному случаю, учитывая все погрешности кабельно-проводниковой продукции.

Обязательно заполняйте все значения!

 Расчет потери мощности в кабеле по школьной формуле

Получить нужные данные можно следующим образом, используя для подсчетов такую комбинацию показателей: ΔU=I·RL (потери напряжения в линии = ток потребления*сопротивление кабеля).

Зачем нужно делать расчет потерь напряжения в кабеле?

Излишне рассеивание энергии в кабеле может повлечь за собой существенные потери электроэнергии, сильному нагреву кабеля и повреждению изоляции. Это опасно для жизни людей и животных. При существенной длине линии это скажется на расходах за свет, что также неблагоприятно отразиться на материальном состоянии владельца помещения.

Помимо этого неконтролируемые потери напряжения в кабеле могут стать причиной выхода из строя многих электроприборов, а также полного их уничтожения. Очень часто жильцы используют сечения кабелей меньше чем нужно (с целью экономии),  что вскоре вызывает короткое замыкание.

А будущие затраты на замену или ремонт электропроводки не окупают кошельки «экономных» пользователей

Вот почему так важно правильно подобрать нужное сечение кабелей прокладываемых проводов. Любой электромонтаж в жилом доместоит начинать только после тщательного расчета потерь в кабеле

Важно помнить, электричество — не дает второго шанса, а потому все нужно делать изначально правильно и качественно

Пути снижения потерь мощности в кабеле

Потери можно снизить несколькими способами:

• увеличением площади сечения кабеля;
• уменьшением длины материала;
• снижением нагрузки.

Часто с последними двумя пунктами сложнее, а потому приходится это делать за счет увеличения площади сечения жилы электро–кабеля. Это поможет снизить сопротивление.

Такой вариант имеет несколько затратных моментов.

Во–первых, стоимость использования такого материала для многокилометровых систем очень ощутима, а потому необходимо выбирать кабель правильного сечения, дабы снизить порог потери мощности в кабеле.

Онлайн–расчет потерь напряжения позволяет сделать это за несколько секунд, с учетом всех дополнительных характеристик. Для тех, кто желает перепроверить результат вручную, существует физико–математическая формула расчета потерь напряжения в кабеле. Безусловно, это прекрасные помощники для каждого проектировщика электросетями.

Таблица по расчету сечения провода по мощности

Сечение кабеля, мм2	Открытая проводка	Прокладка в каналах
Медная	Алюминиевая	Медная	Алюминиевая
Ток	Мощность, кВт	Ток	Мощность, кВт	Ток	Мощность, кВт	Ток	Мощность, кВт
А	220В	380В	А	220В	380В	А	220В	380В	А	220В	380В
0,5	11	2,4	–	–	–	–	–	–	–	–	–
0,75	15	3,3	–	–	–	–	–	–	–	–	–
1,0	17	3,7	6,4	–	–	14	3,0	5,3	–	–	–
1,5	23	5,0	8,7	–	–	15	3,3	5,7	–	–	–
2,0	26	5,7	9,8	21	4,6	7,9	19	4,1	7,2	14,0	3,0	5,3
2,5	30	6,6	11,0	24	5,2	9,1	21	4,6	7,9	16,0	3,5	6,0
4,0	41	9,0	15,0	32	7,0	12,0	27	5,9	10,0	21,0	4,6	7,9
6,0	50	11,0	19,0	39	8,5	14,0	34	7,4	12,0	26,0	5,7	9,8
10,0	80	17,0	30,0	60	13,0	22,0	50	11,0	19,0	38,0	8,3	14,0
16,0	100	22,0	38,0	75	16,0	28,0	80	17,0	30,0	55,0	12,0	20,0
25,0	140	30,0	53,0	105	23,0	39,0	100	22,0	38,0	65,0	14,0	24,0
35,0	170	37,0	64,0	130	28,0	49,0	135	29,0	51,0	75,0	16,0	28,0