Введение
Системы оповещения широко применяются в различных сферах человеческой деятельности, например, системы оповещения и управления эвакуацией СОУЭ, системы оповещения о чрезвычайных ситуациях (локальные ЛСО и централизованные ЦСО системы оповещения). Основное назначение системы оповещения – оповещение людей о той или иной угрозе, донесение до них информации, касающейся их личной безопасности в случае каких-либо экстренных ситуаций: пожаров, техногенных катастроф, террористических угрозах. Системы оповещения являются обязательной составляющей практически любой системы безопасности, в которой являются конечным исполнительным элементом – посредником между техническими средствами и человеком. Достоверность передачи информации в системе оповещения подтверждается электроакустическим расчетом, частью которого является расчет оптимального сечения токопроводящей жилы провода, минимизирующего потери.
Системы оповещения, в зависимости от условий применения и способа передачи, можно разделить на беспроводные и проводные. Проводные системы, транслирующие звуковую или речевую информацию называются трансляционными системами.
Трансляционные системы, в зависимости от принципа построения, можно разделить на локальные и распределенные. В распределенных системах звуковой трансляции используется принцип трансформаторного согласования, в котором к трансляционным усилителям – усилителям с трансформаторным выходным каскадом, подключаются специализированные трансформаторные громкоговорители. При построении распределенных систем громкоговорители, являющиеся нагрузкой, подключаются к соединительной линии параллельно и распределяются вдоль нее. При трансформаторном согласовании звуковая информация передается на повышенном напряжении, что позволяет снизить токи, а следовательно, и нагрузку на провода, увеличить длину соединительной линии и дальность передачи сигнала. Протяженные трансляционные линии строятся следующим образом: вначале прокладывается основная линия, к которой через распределительные коробки подключается нагрузка.
В трансляционных линиях неизбежно возникают потери вызванные наличием собственного сопротивления токопроводящей жилы
Большие потери могут привести к снижению уровня и качества передаваемого сигнала, поэтому не маловажной является задача расчета потерь на проводах и сопряженная с ней задача расчета оптимального сечения токопроводящей жилы провода соединительной линии
Определение сечения по диаметру
После определения диаметра провода можно приступить к вычислению площади сечения в квадратах (мм2). Для кабелей типа ВВГ, состоящих из трех одножильных проводников, применяются методы вычисления по формуле или по готовой таблице соответствия диаметров и площадей. Методики применимы и для продукции с другой маркировкой.
По формуле
Основным способом является вычисление по формуле вида — S=(п/4)*D2, где π=3,14, а D — измеренный диаметр. Например, чтобы рассчитать площадь при диаметре 1 мм, потребуется вычислить значение: S=(3.14/4)*1²=0,785 мм2.
В сети доступны онлайн-калькуляторы, которые позволяют производить расчет площадей окружности по диаметру. Перед покупкой кабеля рекомендуется заранее просчитать значения, свести в таблицу и пользоваться ей в магазине.
В видеоролике от пользователя Александр Кваша демонстрируется проверка сечения жил провода.
По таблице с часто встречаемыми диаметрами
Для упрощения расчета удобно воспользоваться готовой таблицей.
Порядок пользования числами из таблицы:
- Выбрать тип провода, который предполагается приобретать, например, ВВГ 3*4.
- Определить диаметр по таблице — сечению 4 мм2 соответствует диаметр 2,26 мм.
- Проверить реальное значение диаметра провода. В случае совпадения продукцию можно приобретать.
Ниже приведена таблица соотношения сечений основных типов медной проводки к диаметрам и току (при напряжении 220 В).
| Диаметр жилы провода, мм | Сечение жилы, мм2 | Допустимый ток, А |
| 1,12 | 1 | 14 |
| 1,38 | 1,5 | 15 |
| 1,59 | 2,0 | 19 |
| 1,78 | 2,5 | 21 |
| 2,26 | 4,0 | 27 |
| 2,76 | 6,0 | 34 |
| 3,57 | 10,0 | 50 |
| 4,51 | 16,0 | 80 |
| 5,64 | 25,0 | 100 |
| 6,68 | 35,0 | 135 |
Дополнительным критерием соответствия сечения диаметру является вес провода. Способ определения диаметра по весу применяется при проверке тонкой проволоки для намотки трансформаторов. Толщина продукции начинается от 0,1 мм, и ее проблематично измерить при помощи микрометра.
Краткая таблица соответствия диаметров жилки по весу приведена ниже. Развернутые данные имеются в магазинах, специализирующихся на продаже электронных компонентов.
| Диаметр, мм | Сечение, мм2 | Вес, гр/км |
| 0,1 | 0,0079 | 70 |
| 0,15 | 0,0177 | 158 |
| 0,2 | 0,0314 | 281 |
| 0,25 | 0,0491 | 438 |
| 0,3 | 0,0707 | 631 |
| 0,35 | 0,0962 | 859 |
| 0,4 | 0,1257 | 1,122 |
При расчете диаметра провода для предохранителей следует учитывать материал проводника. Краткая таблица соответствия диаметров кабеля из распространенных типов материала и силы тока приведена ниже.
| Ток разрыва, А | Медь | Алюминий | Никелин | Железо | Олово | Свинец |
| 0,5 | 0,03 | 0,04 | 0,05 | 0,06 | 0,11 | 0,13 |
| 1 | 0,05 | 0,07 | 0,08 | 0,12 | 0,18 | 0,21 |
| 5 | 0,16 | 0,19 | 0,25 | 0,35 | 0,53 | 0,60 |
| 10 | 0,25 | 0,31 | 0,39 | 0,55 | 0,85 | 0,95 |
| 15 | 0,32 | 0,40 | 0,52 | 0,72 | 1,12 | 1,25 |
| 25 | 0,46 | 0,56 | 0,73 | 1,00 | 1,56 | 1,75 |
| 50 | 0,73 | 0,89 | 1,15 | 1,60 | 2,45 | 2,78 |
| 100 | 1,15 | 1,42 | 1,82 | 2,55 | 3,90 | 4,40 |
| 200 | 1,84 | 2,25 | 2,89 | 4,05 | 6,20 | 7,00 |
| 300 | 2,40 | 2,95 | 3,78 | 5,30 | 8,20 | 9,20 |
Для многожильного кабеля
Диаметр многожильного кабеля определяется размером сечения одного проводника, умноженным на их количество. Основной проблемой является измерение диаметра тонкого провода.
Примером является кабель, состоящий из 25 жил с диаметром 0,2 мм. По приведенной выше формуле сечение равно: S=(3.14/4)*0.2²=0,0314 мм2. При 25 жилах оно составит: S=0,0314*25=0.8 мм2. Затем по таблицам соответствия определяют — пригоден он для передачи тока требуемой силы или нет.
Еще одним способом приблизительного расчета силы тока является методика умножения диаметра многожильного кабеля на корректировочный показатель 0,91. Коэффициент предусматривает немонолитную структуру провода и воздушные зазоры между витками. Замер наружного диаметра ведется с небольшим усилием, поскольку поверхность легко деформируется и сечение становится овальным.
При расчете сегментной части кабеля применяются формулы или табличные значения. В таблице приведены стандартные величины ширины и высоты сегмента.
| Площадь сечения, мм2 | 35 | 50 | 70 | 95 | 120 | 160 | 185 | 240 |
| Высота/ширина для трехжильного монолитного кабеля, мм | 5,5/9,2 | 6,4/10,5 | 7,6/12,5 | 9/15 | 10,1/16,6 | 11,3/18,4 | 12,5/20,7 | 14,4/23,8 |
| Высота/ширина для трехжильного кабеля из тонких жил, мм | 6/10 | 7/12 | 9/14 | 10/16 | 11/18 | 12/20 | 13,2/22 | 15,2/25 |
| Высота/ширина для четырехжильного монолитного кабеля, мм | нет | 7/10 | 8,2/12 | 9,6/14,1 | 10,8/16 | 12/18 | 13,2/18 | нет |
Выбираем по мощности
Перед выбором сечения кабеля по мощности надо рассчитать ее суммарное значение, составить перечень электроприборов, находящихся на территории, к которой прокладывают кабель. На каждом из устройств должна быть указана мощность, возле нее будут написаны соответствующие единицы измерения: Вт или кВт (1 кВт = 1000 Вт). Затем потребуется сложить мощности всего оборудования и получится суммарная.
Если же выбирается кабель для подключения одного прибора, то достаточно информации только о его энергопотреблении. Можно подобрать сечения провода по мощности в таблицах ПУЭ.
Таблица 1. Подбор сечения провода по мощности для кабеля с медными жилами
Таблица 2. Подбор сечения провода по мощности для кабеля с алюминиевыми жилами
Кроме того, надо знать напряжение сети: трехфазной соответствует 380 В, а однофазной — 220 В.
В ПУЭ дана информация и для алюминиевых, и для медных проводов. У обоих есть свои преимущества и недостатки. Достоинства медных проводов:
- высокая прочность;
- упругость;
- стойкость к окислению;
- электропроводность больше, чем у алюминия.
Недостаток медных проводников — высокая стоимость. В советских домах использовалась при постройке алюминиевая электропроводка. Поэтому если происходит частичная замена, то целесообразно поставить алюминиевые провода. Исключение составляют только те случаи, когда вместо всей старой проводки (до распределительного щита) устанавливается новая. Тогда есть смысл применять медь. Недопустимо, чтобы медь с алюминием контактировали напрямую, т. к. это приводит к окислению. Поэтому для их соединения используют третий металл.
Можно самостоятельно произвести расчет сечения провода по мощности для трехфазной цепи. Для этого надо воспользоваться формулой: I=P/(U*1.73), где P — мощность, Вт; U — напряжение, В; I — ток, А. Затем из справочной таблицы выбирается сечение кабеля в зависимости от рассчитанного тока. Если же там не будет необходимого значение, тогда выбирается ближайшее, которое превышает расчетное.
Для трехфазной цепи 380 Вольт это будет выглядеть вот так:
Как видите, не сложно. Хочу также добавить, советую выбирать кабель или провод наибольшего сечения жил, на случай если вы захотите подключить что-нибудь еще.
Различие между кабелем и проводом
Вопрос, между прочим, не простой. В частности, в соответствии со СН еще с времен СССР и до настоящего времени работы с кабелем дорогостоящие, нежели с проводом. Однако весьма отчетливой классификации в этом плане не имелось ни в прошлые времена, ни сегодня. Различные источники предоставляют разнообразные точки зрения. Практически, характеристика «кабель» или «провод» присваивается ГОСТом/ ТУ на выпуск конкретной марки. В частности, кабель марки ВВП от ОАО «Одескабель» разнится от провода марки ПВС лишь конфигурацией оболочки: кабель ВВП- плоский, а провод ПВС — круглый. И ни в каком справочнике о кабелях форма оболочки кабеля/провода не указывается как малозначимый фактор. Поэтому смотреть надо в сертификат — там непременно будет заявлено: это кабель или провод.
Климатические зоны для некоторых городов:
- 2 зона: Москва, Санкт-Петербург, Архангельск, Владимир, Вологда, Иваново, Йошкар-Ола, Кострома, Казань, Курган, Липецк, Петрозаводск, Рязань, Северодвинск, Смоленск, Сургут, Тамбов, Тула, Ульяновск, Ханты-Мансийск, Чебоксары, Челябинск, Череповец, Ярославль
- 3 зона: Пермь, Абакан, Барнаул, Белгород, Брянск, Великий Новгород, Владикавказ, Волжский, Воронеж, Екатеринбург, Ижевск, Иркутск, Калуга, Киров, Красноярск, Махачкала, Мурманск, Нижний Новгород, Новосибирск, Омск, Пенза, Псков, Саранск, Саратов, Сыктывкар, Тверь, Томск, Тюмень, Улан-Удэ, Чита, Элиста
- 4 зона: Благовещенск, Владивосток, Волгоград, Калининград, Кемерово, Курск, Магнитогорск, Набережные Челны, Нижний Тагил, Новокузнецк, Орел, Оренбург, Ростов-на-Дону, Самара, Тольятти, Уфа, Хабаровск
- 5 зона: Грозный, Краснодар, Майкоп, Нальчик, Ставрополь, Черкесск
- 6 зона: Анапа, Новороссийск, Петропавловск-Камчатский, Сочи, Южно-Сахалинск
Благодарим за участие в опросе!
Это интересно: Можно ли сделать электрический контакт без пробки? (видео)
