Sv1ca-4.ru

Строй журнал
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Сечение кабеля в сетях постоянного тока

На днях столкнулся с американским светодиодным светильником с рабочим напряжением питания 277 В и возник вопрос — что это вообще за стандарт напряжения? Оказалось, в русскоязычном сегменте сети об этом нет информации, поэтому спешу поделиться тем, что удалось накопать в американском секторе Интернета, а заодно и собственными знаниями об электроснабжении в США.

Электроснабжение в США и Канаде.

В большинстве стран Америки используется переменный ток частотой 60 Гц, и система с расщепленной фазой (сплит-фаза или однофазная трехпроводная система) на 120/240 Вольт в домах, и трехфазная система для более крупных установок.

Трансформаторы в Северной Америке обычно питают дома напряжением 240 Вольт. Это трёхпроводная система с расщепленной фазой, которая позволяет использовать напряжение 120 Вольт.

Расщепленная фаза, или однофазная трёхпроводная система — это тип однофазного распределения электроэнергии, прямой потомок оригинальной трёхпроводной системы постоянного тока Эдисона (Edison Machine Works). Основным преимуществом системы является то, что она экономит материалы проводников по сравнению с однофазной схемой электроснабжения.

Две линии 120 В переменного тока подаются в помещение от трансформатора с вторичной обмоткой 240 В переменного тока, центральный отвод которой подключен к земле. Это приводит к появлению двух линейных напряжений 120 В переменного тока, которые не совпадают друг с другом по фазе на 180 градусов. Нейтральный провод системы соединяется с землёй на центральном выводе трансформатора. Ниже — электрическая схема такого устройства.

Из схемы видно, что 240 В переменного тока получают, подключив нагрузку между двумя линиями 120 В.

Два фазных провода называются “Hot”​, т.е. «горячие», под напряжением. Вывод нейтрали, как и в Европе, обозначают латинской буквой N. Также обычно маркируют выводы электроприборов. Тут нужно обратить внимание, что на электроприборах фазный провод — черного цвета, а нулевой проводник — белого. Провод заземления либо имеет зеленую изоляцию, либо вообще без изоляции.

Итак, электропитание переменного тока, подаваемое и используемое в домашних и коммерческих зданиях в США, составляет, в основном, 120 В переменного тока с частотой 60 Гц, что подходит для большинства электроприборов в доме или офисе. Для более мощных приборов, таких как электрические осушители, кондиционеры и духовые шкафы, используют напряжение 208 или 240 В.

Читать еще:  Выключатель регулятор света реостат схема
120 Вольт

Как я уже упомянул выше, в Северной Америке питание 120В (110В) было принято в системе распределения постоянного тока, разработанной Томасом Эдисоном. После перехода на переменный ток, напряжение так и осталось вдвое ниже принятого в Европе.

Напряжение между фазой и нейтралью составляет половину линейного напряжения. Светильники и небольшие электроприборы, мощностью менее 1800 Вт, подключаются между линейным проводом и нейтралью, получая напряжение 120 В.

208 Вольт

Напряжение 208 В переменного тока получается путем подключения двух фаз трехфазного источника питания «Y» или «Звезда», как показано на диаграмме ниже.

Как видно, для получения такого напряжения нужен трехфазный трансформатор. Полагаю, это очень экзотическое напряжение, так как в США чаще всего используют однофазные трансформаторы с выходным напряжением 120/240В. Я не встречал ни одного устройства, расчитанного только на это напряжение.

240 Вольт

Приборы с более высокой мощностью, такие как кухонное оборудование, отопление помещений, водонагреватели, сушилки для одежды, кондиционеры и оборудование для зарядки электромобилей, подключаются к двум линейным проводам. Это означает, что (для подачи той же мощности) ток уменьшается вдвое. Следовательно, могут использоваться проводники меньшего сечения, чем потребовалось бы, если бы приборы были спроектированы для питания от более низкого напряжения.

Напряжение 240 В переменного тока получают от распределительного трансформатора, как показано на схеме ниже:

Такие трансформаторы располагаются в непосредственной близости от потребителя, часто питают одно домохозяйство. Их можно увидеть повсюду на улицах “одноэтажной Америки”. Хотя бы в кино. Хороший пример, который мне удалось снять в Чайна-тауне, почти в центре Сан-Франциско — два распределительных трансфарматора на одном столбе, один из которых питает сразу несколько домов на улице:

Можно увидеть высоковольтные провода, проходящие вверху, высоковольтые предохранители, ​и линию 120/240В, проходящую ниже. Видно, что к линии также подключено уличное освещение с индивидуальным сумеречным датчиком (это дешевле, чем прокладывать отдельную линию и собирать шкаф автоматики для управления освещением этой небольшой улицы).

Читать еще:  Кнопочный механизм выключателя света

Большинство приборов, расчитанных на это напряжение, можно использовать в нашей сети без какой-либо переделки.

277 Вольт

На более крупных объектах, в дополнение к 120/240 В переменного тока, в здание подается трехфазное напряжение 480 В переменного тока в конфигурации «Звезда» (или Y), как показано на диаграме:

Трехфазное напряжение 480 В используется для питания крупного электрического оборудования. Например такого, как зарядные устройства вилочных погрузчиков и промышленные станки. При этом, более высоком напряжении, нагрузка потребляет меньше тока, что позволяет использовать провода меньшего сечения, а ток равномерно сбалансирован в каждой фазе. Это улучшает как распределение энергии, так и эффективность генерации.

Измерив фазное напряжение (между фазой и нейтралью), мы получим 277В переменного тока (480В, деленное на квадратный корень из 3). Это напряжение используется в США для питания больших систем освещения и HVAC (отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха). Использование 277В вместо 120В снижает токи, потребляемые осветительными приборами, более чем на 50%, обеспечивая меньшее сечение проводов (с меньшим весом), т.е. более дешевую электропроводку. К источнику питания 277 В можно подключить больше осветительных приборов, чем к источнику на 120 В. Также снижаются потери мощности в проводке (P = I² x R).

Сам факт существования источников питания 277 В в коммерческих зданиях был малоизвестен до появления в конце 2000-х годов светодиодного освещения. До этого индустрия источников питания была сосредоточена на устройствах, работающих в диапазоне от 85 до 265 В переменного тока. Поскольку для светодиодов требуется постоянный ток низкого напряжения, на рынке появились драйверы светодиодов, способные работать при входном напряжении от 90 до 305 В переменного тока. Этот диапазон напряжения охватывает номиналы 100 В, 120 В, 230 В и 277 В переменного тока (с нормативным допуском +/- 10%), что позволяет использовать их во всем мире.

В настоящее время, в некоторых системах управления автоматизацией зданий для питания автоматики жалюзи и маркиз, поддержания климата, и безопасности также применяется напряжение 277 В. Часто контроллеры и мониторы располагаются в местах, где нет 120 В, но присутствует 277 В.

Читать еще:  У тока ватт у света

Надеюсь, эта информация будет полезной, и я не слишком утомил Вас физикой процесса извлечения нужного напряжения. Статья поможет Вам с выбором электроприборов, способных работать в европейских сетях 230 Вольт.

Допустимое падение напряжение в кабеле

Значение потери электронапряжения регламентируется и нормируется сразу несколькими правилами и инструкциями устройства электроустановок. Так, согласно правилу СП 31-110-2003, суммарная потеря напряжения от входной точки в помещении до максимально удаленного от нее потребителя электроэнергии не должно быть больше 7.5 %. Это правило работает на всех электроцепях с напряжением не более 400 вольт. Данное правило используется при монтаже и проектировке сетей, а также при их проверке службами Ростехнадзора.

Важно! Этот документ обобщает и отклонение электронапряжения в сетях однофазного тока бытового назначения. Оно должно быть не более 5 % при нормальной работе и 10 % после аварийной ситуации. Если сеть низковольтная, то есть до 50 вольт, то нормальным падением считается +-10 %.

Для кабелей питающей сети используют правило РД 34.20.185-94. Оно допускает параметр потерь не более 6 %, если напряжение составляет 10 кВ и не более 4–6 % при электронапряжении 380 вольт. Чтобы одновременно соблюсти эти правила и инструкции, добиваются потерь 1.5 % для малоэтажных знаний и 2.5 % для многоэтажных.


Падение напряжения на резисторе

Таблица сопротивления медного провода

Узнать резистентность проводника можно по таблицам. В них содержатся готовые результаты вычислений для разных кабелей.

Таблица меди на метр 1

Например, сопротивление меди на метр для различных сечений можно определить без вычислений, из соответствующей таблицы.

Таблица меди на метр 2

Важно! Таблицы не содержат данные о всех сечениях. Если нужно узнать величину импеданса для неуказанного кабеля, то находится среднее значение между двумя ближайшими известными сопротивлениями.

Расчет сопротивления кабеля является важной задачей при проектировании электрической системы. Воспользовавшись формулами или таблицами, можно успешно ее решить.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector