Al reparar y diseñar equipos eléctricos, se hace necesario elegir el alambres. Puede usar una calculadora especial o un libro de referencia. Pero para esto necesita conocer los parámetros de carga y las características de tendido de cables.
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¿Para qué sirve el cálculo de la sección del cable?
Se imponen los siguientes requisitos a las redes eléctricas:
- la seguridad;
- fiabilidad;
- economía.
Si el área de la sección transversal del cable seleccionado es pequeña, entonces las cargas actuales en cables y alambres será grande, lo que provocará un sobrecalentamiento. Como resultado, puede surgir una situación de emergencia que dañará todos los equipos eléctricos y se volverá peligrosa para la vida y la salud de las personas.
Si monta cables con un área de sección transversal grande, se garantiza un uso seguro. Pero desde un punto de vista financiero, habrá sobrecostos.La elección correcta de la sección del cable es la clave para una operación segura a largo plazo y un uso racional de los recursos financieros.
Se dedica un capítulo aparte en el PUE a la correcta selección del conductor: “Capítulo 1.3. La elección de conductores para calefacción, densidad de corriente económica y condiciones de corona.
La sección transversal del cable se calcula por potencia y corriente. Veamos ejemplos. Para determinar qué tamaño de cable se necesita para 5 kilovatios, necesitará usar las tablas PUE ("Reglas para la instalación de instalaciones eléctricas."). Este manual es un documento reglamentario. Indica que la elección de la sección del cable se realiza según 4 criterios:
- Tensión de alimentación (monofásico o trifásico).
- material conductor
- Corriente de carga, medida en amperios (PERO), o poder - en kilovatios (kilovatios).
- Ubicación de los cables.
No hay valor en el PUE 5 kilovatios, por lo que debe elegir el siguiente valor más grande: 5,5 kilovatios. Para la instalación en un apartamento hoy, necesita usar alambre de cobre. En la mayoría de los casos, la instalación se realiza por aire, por lo que una sección transversal de 2,5 mm² es adecuada según las tablas de referencia. En este caso, la carga de corriente máxima admisible será de 25 A.
La referencia anterior también regula la corriente para la que está diseñada la máquina introductora (Virginia). De acuerdo a "Reglas para la instalación de instalaciones eléctricas.“, con una carga de 5,5 kW, la corriente VA debe ser de 25 A. El documento establece que la corriente nominal del cable que se ajusta a la casa o apartamento debe ser un paso más alta que la de VA. En este caso, después de 25 A hay 35 A. El último valor debe tomarse como el calculado. Una corriente de 35 A corresponde a una sección transversal de 4 mm² y una potencia de 7,7 kW. Entonces, se completa la elección de la sección transversal del cable de cobre por potencia: 4 mm².
Para averiguar qué tamaño de cable se necesita para 10 kilovatiosUsemos la guía de nuevo. Si consideramos el caso del cableado abierto, entonces debemos decidir sobre el material del cable y el voltaje de suministro.
Por ejemplo, para un alambre de aluminio y una tensión de 220 V, la potencia grande más cercana será de 13 kW, la sección correspondiente es de 10 mm²; para 380 V, la potencia será de 12 kW y la sección transversal será de 4 mm².
Elige por potencia
Antes de elegir la sección transversal del cable para la alimentación, es necesario calcular su valor total, elaborar una lista de los aparatos eléctricos ubicados en el territorio al que se tiende el cable. En cada uno de los aparatos se deberá indicar la potencia, junto a ella se escribirán las unidades de medida correspondientes: W o kW (1 kw = 1000 W). Luego, debe sumar la potencia de todos los equipos y obtener el total.
Si se selecciona un cable para conectar un dispositivo, solo la información sobre su consumo de energía es suficiente. Puede seleccionar las secciones transversales de los cables para la alimentación en las tablas del PUE.
Tabla 1. Selección de la sección transversal del cable por potencia para un cable con conductores de cobre.
| Sección transversal del conductor, mm² | Para cable con conductores de cobre | |||
| Voltaje 220 V | Voltaje 380 V | |||
| corriente, un | potencia, kWt | corriente, un | potencia, kWt | |
| 1,5 | 19 | 4,1 | 16 | 10,5 |
| 2,5 | 27 | 5,9 | 25 | 16,5 |
| 4 | 38 | 8,3 | 30 | 19,8 |
| 6 | 46 | 10,1 | 40 | 26,4 |
| 10 | 70 | 15,4 | 50 | 33 |
| 16 | 85 | 18,7 | 75 | 49,5 |
| 25 | 115 | 25,3 | 90 | 59,4 |
| 35 | 135 | 29,7 | 115 | 75.9 |
| 50 | 175 | 38.5 | 145 | 95,7 |
| 70 | 215 | 47,3 | 180 | 118,8 |
| 95 | 260 | 57,2 | 220 | 145,2 |
| 120 | 300 | 66 | 260 | 171,6 |
Tabla 2. Selección de la sección transversal del hilo por potencia para un cable con conductores de aluminio
| Sección transversal del conductor, mm² | Para cable con conductores de aluminio | |||
| Voltaje 220 V | Voltaje 380 V | |||
| corriente, un | potencia, kWt | corriente, un | potencia, kWt | |
| 2,5 | 20 | 4,4 | 19 | 12,5 |
| 4 | 28 | 6,1 | 23 | 15,1 |
| 6 | 36 | 7,9 | 30 | 19,8 |
| 10 | 50 | 11,0 | 39 | 25,7 |
| 16 | 60 | 13,2 | 55 | 36,3 |
| 25 | 85 | 18,7 | 70 | 46,2 |
| 35 | 100 | 22,0 | 85 | 56,1 |
| 50 | 135 | 29,7 | 110 | 72,6 |
| 70 | 165 | 36,3 | 140 | 92,4 |
| 95 | 200 | 44,0 | 170 | 112,2 |
| 120 | 230 | 50,6 | 200 | 132,2 |
Además, debe conocer el voltaje de la red: trifásico corresponde a 380 V y monofásico - 220 V.
El PUE proporciona información tanto para cables de aluminio como de cobre. Ambos tienen sus ventajas y desventajas.Ventajas de los cables de cobre:
- alta resistencia;
- elasticidad;
- resistencia a la oxidación;
- conductividad eléctrica es mayor que la del aluminio.
La desventaja de los conductores de cobre. - precio alto. En las casas soviéticas, se utilizó cableado de aluminio durante la construcción. Por lo tanto, si se produce un reemplazo parcial, es recomendable instalar cables de aluminio. Las únicas excepciones son aquellos casos en que, en lugar de todo el cableado antiguo (a la centralita) se instala uno nuevo. Entonces tiene sentido usar cobre. Es inaceptable que el cobre y el aluminio entren en contacto directo, ya que esto conduce a la oxidación. Por lo tanto, se utiliza un tercer metal para conectarlos.
Puede calcular de forma independiente la sección transversal del cable por potencia para un circuito trifásico. Para hacer esto, use la fórmula: I=P/(U*1.73), dónde PAGS - Potencia, W; tu - voltaje, V; yo - corriente, A. Luego, de la tabla de referencia, se selecciona la sección del cable en función de la corriente calculada. Si no hay un valor requerido, entonces se selecciona el más cercano, que excede el calculado.
Cómo calcular por corriente
La cantidad de corriente que pasa por el conductor depende de la longitud, anchura, resistividad de este último y de la temperatura. Cuando se calienta, la corriente eléctrica disminuye. La información de referencia se indica para temperatura ambiente (18°C). Para seleccionar la sección del cable para la corriente, utilice las tablas PUE (PUE-7 p.1.3.10-1.3.11 CORRIENTES CONTINUAS PERMISIBLES PARA ALAMBRES, CORDONES Y CABLES CON AISLAMIENTO DE CAUCHO O PLÁSTICO).
Tabla 3 Corriente eléctrica para alambres y cordones de cobre con aislamiento de caucho y PVC
| Área de la sección transversal del conductor, mm² | Corriente, A, para cables tendidos | |||||
| abierto | en una pipa | |||||
| dos de un solo núcleo | tres de un solo núcleo | cuatro de un solo núcleo | uno de dos núcleos | uno de tres núcleos | ||
| 0,5 | 11 | - | - | - | - | - |
| 0,75 | 15 | - | - | - | - | - |
| 1 | 17 | 16 | 15 | 14 | 15 | 14 |
| 1,2 | 20 | 18 | 16 | 15 | 16 | 14,5 |
| 1,5 | 23 | 19 | 17 | 16 | 18 | 15 |
| 2 | 26 | 24 | 22 | 20 | 23 | 19 |
| 2,5 | 30 | 27 | 25 | 25 | 25 | 21 |
| 3 | 34 | 32 | 28 | 26 | 28 | 24 |
| 4 | 41 | 38 | 35 | 30 | 32 | 27 |
| 5 | 46 | 42 | 39 | 34 | 37 | 31 |
| 6 | 50 | 46 | 42 | 40 | 40 | 34 |
| 8 | 62 | 54 | 51 | 46 | 48 | 43 |
| 10 | 80 | 70 | 60 | 50 | 55 | 50 |
| 16 | 100 | 85 | 80 | 75 | 80 | 70 |
| 25 | 140 | 115 | 100 | 90 | 100 | 85 |
| 35 | 170 | 135 | 125 | 115 | 125 | 100 |
| 50 | 215 | 185 | 170 | 150 | 160 | 135 |
| 70 | 270 | 225 | 210 | 185 | 195 | 175 |
| 95 | 330 | 275 | 255 | 225 | 245 | 215 |
| 120 | 385 | 315 | 290 | 260 | 295 | 250 |
| 150 | 440 | 360 | 330 | - | - | - |
| 185 | 510 | - | - | - | - | - |
| 240 | 605 | - | - | - | - | - |
| 300 | 695 | - | - | - | - | - |
| 400 | 830 | - | - | - | - | - |
Se utiliza una tabla para calcular los alambres de aluminio.
Tabla 4 Corriente eléctrica para alambres y cordones de aluminio con aislamiento de caucho y PVC
| Área de la sección del conductor, mm² | Corriente, A, para cables tendidos | |||||
| abierto | en una pipa | |||||
| dos de un solo núcleo | tres de un solo núcleo | cuatro de un solo núcleo | uno de dos núcleos | uno de tres núcleos | ||
| 2 | 21 | 19 | 18 | 15 | 17 | 14 |
| 2,5 | 24 | 20 | 19 | 19 | 19 | 16 |
| 3 | 27 | 24 | 22 | 21 | 22 | 18 |
| 4 | 32 | 28 | 28 | 23 | 25 | 21 |
| 5 | 36 | 32 | 30 | 27 | 28 | 24 |
| 6 | 39 | 36 | 32 | 30 | 31 | 26 |
| 8 | 46 | 43 | 40 | 37 | 38 | 32 |
| 10 | 60 | 50 | 47 | 39 | 42 | 38 |
| 16 | 75 | 60 | 60 | 55 | 60 | 55 |
| 25 | 105 | 85 | 80 | 70 | 75 | 65 |
| 35 | 130 | 100 | 95 | 85 | 95 | 75 |
| 50 | 165 | 140 | 130 | 120 | 125 | 105 |
| 70 | 210 | 175 | 165 | 140 | 150 | 135 |
| 95 | 255 | 215 | 200 | 175 | 190 | 165 |
| 120 | 295 | 245 | 220 | 200 | 230 | 190 |
| 150 | 340 | 275 | 255 | - | - | - |
| 185 | 390 | - | - | - | - | - |
| 240 | 465 | - | - | - | - | - |
| 300 | 535 | - | - | - | - | - |
| 400 | 645 | - | - | - | - | - |
Además de la corriente eléctrica, deberá seleccionar el material y el voltaje del conductor.
Para un cálculo aproximado de la sección transversal del cable por corriente, debe dividirse por 10. Si la tabla no contiene la sección transversal resultante, entonces es necesario tomar el siguiente valor más grande. Esta regla solo es adecuada para los casos en que la corriente máxima permitida para cables de cobre no exceda los 40 A. Para el rango de 40 a 80 A, la corriente debe dividirse por 8. Si se instalan cables de aluminio, entonces debe dividirse por 6. Esto se debe a que para asegurar las mismas cargas, el espesor del conductor de aluminio es mayor que el del cobre.
Cálculo de la sección transversal del cable por potencia y longitud.
La longitud del cable influye en la pérdida de tensión. Así, al final del conductor, la tensión puede disminuir y ser insuficiente para el funcionamiento del aparato eléctrico. Para las redes eléctricas domésticas, estas pérdidas pueden despreciarse. Será suficiente tomar un cable 10-15 cm más largo. Esta reserva se destinará a maniobras y conexiones. Si los extremos del cable están conectados al blindaje, entonces la longitud de repuesto debería ser aún más larga, ya que estarán conectados rompedores de circuito.
Al tender cables a largas distancias, debe tener en cuenta caída de voltaje. Cada conductor se caracteriza por su resistencia eléctrica. Esta configuración se ve afectada por:
- Longitud del cable, unidad de medida - m. A medida que aumenta, aumentan las pérdidas.
- Área de la sección transversal, medida en mm². A medida que aumenta, la caída de tensión disminuye.
- resistividad de materiales (valor de referencia). Muestra la resistencia de un alambre cuyas dimensiones son 1 milímetro cuadrado por 1 metro.
La caída de tensión es numéricamente igual al producto de la resistencia por la corriente. Está permitido que el valor especificado no exceda el 5%. De lo contrario, debe tomar un cable más grande. Algoritmo para calcular la sección transversal del cable según la potencia y longitud máximas:
- Según potencia P, tensión U y coeficiente cosph encontramos la corriente por la fórmula: I=P/(U*cosf). Para las redes eléctricas que se utilizan en la vida cotidiana, costo = 1. En la industria, el cosf se calcula como la relación entre la potencia activa y la potencia aparente. Esta última está formada por potencia activa y reactiva.
- Usando las tablas PUE, se determina la sección transversal actual del cable.
- Calculamos la resistencia del conductor usando la fórmula: Ro=ρ*l/S, donde ρ es la resistividad del material, l es la longitud del conductor, S es el área de la sección transversal. Es necesario tener en cuenta la corriente, el hecho de que la corriente fluye a través del cable no solo en una dirección, sino también hacia atrás. Entonces la resistencia total es: R \u003d Ro * 2.
- Encontramos la caída de voltaje de la relación: ∆U=I*R.
- Determine la caída de voltaje en porcentaje: ΔU/U. Si el valor obtenido supera el 5%, seleccionamos la sección transversal más grande más cercana del conductor del libro de referencia.
Cableado abierto y cerrado
Dependiendo de la ubicación, el cableado se divide en 2 tipos:
- cerrado;
- abierto.
Hoy en día, se está instalando cableado oculto en los apartamentos.Se crean huecos especiales en las paredes y los techos, diseñados para acomodar el cable. Después de instalar los conductores, los huecos están enlucidos. Se utilizan alambres de cobre. Todo está planeado con anticipación, porque con el tiempo, para construir cableado eléctrico o reemplazar elementos, deberá desmontar el acabado. Para acabados ocultos, se utilizan con mayor frecuencia alambres y cables que tienen una forma plana.
Con tendido abierto, los cables se instalan a lo largo de la superficie de la habitación. Se dan ventajas a los conductores flexibles, que tienen una forma redonda. Son fáciles de instalar en canales de cable y pasan a través de la corrugación. Al calcular la carga en el cable, tienen en cuenta el método de tendido del cableado.
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