Расчет потерь в кабеле

Жилы любого кабеля при прохождении по ним электрического тока выделяют тепло. Чем больше величины тока и сопротивления жил, тем выше потери в кабеле. Зная сопротивление жил кабеля и величину проходящего по ним тока можно вычислить потери практически в любой цепи. Потери выражают в процентах от номинального напряжения и рассчитывают по формуле:

ΔU,%=(Uном-U)∙100/ Uном,

где Uном – номинальное напряжение на входе кабеля, U – напряжение, подведенное к нагрузке.

На практике удобнее пользоваться специальными таблицами, предложенными Кноррингом, которые широко используются при проектировании электропроводки. Эти таблицы связывают потери в кабеле с параметром «момент нагрузки», вычисляемый как произведение мощности Р нагрузки в кВт на длину линии L в метрах.

В таблице 1 даны зависимости потерь в кабеле от моментов нагрузки для медных проводников двухпроводных линий при напряжении 220 В.

В Таблице 2 представлены зависимости потерь в кабеле от моментов нагрузки для четырехпроводных трехфазных линий с нулем на напряжение 380/220 В или трехпроводных без нуля на напряжение 380 В. Таблица 2 справедлива только для случая равенства нагрузок во всех трех фазах. В этом случае в четырехпроводной линии с нулем ток в нулевой жиле кабеля равен нулю.

Следует иметь ввиду, что при несимметричной нагрузке в трехфазной линии потери увеличиваются. Чтобы избежать ошибок при большой асимметрии нагрузки в линии с нулем целесообразно потери вычислять для наиболее нагруженной фазы по Таблице 1.

В таблице 3 даны зависимости потерь в кабеле от моментов нагрузки для медных проводников двухпроводных линий при напряжении 12 Вольт. Таблица предназначена для расчета потерь в линиях, питающих низковольтные светильники от понижающих трансформаторов.

В данных таблицах индуктивное сопротивление линий не учитывается, так как оно при использовании кабелей пренебрежимо мало по сравнению с активным сопротивлением.

Таблица 1

ΔU, %	Момент нагрузки для медных проводников, кВт∙м, двухпроводных линий на напряжение 220 В
	При сечении проводника s, мм2, равном
	1,5	2,5	4	6	10	16
0,2	4	6	10	14	24	38
0,4	7	12	19	29	48	77
0,6	11	18	29	43	72	115
0,8	14	24	38	58	96	154
1	18	30	48	72	120	192
1,2	22	36	58	86	144	230
1,4	25	42	67	101	168	269
1,6	29	48	77	115	192	304
1,8	32	54	86	130	216	346
2	36	60	96	144	240	384
2,2	40	66	106	158	264	422
2,4	43	72	115	173	288	461
2,6	47	78	125	187	312	499
2,8	50	84	134	202	336	538
3	54	90	144	216	360	576
3,2	58	96	154	230	384	614
3,4	61	102	163	245	408	653
3,6	65	108	173	259	432	691
3,8	68	144	182	274	456	730
4	72	120	192	288	480	768
4,2	76	126	202	302	504	806
4,4	79	132	211	317	528	845
4,6	83	138	221	331	552	883
4,8	86	144	230	346	576	922
5	90	150	240	360	600	960

Таблица 2

ΔU, %	Момент нагрузки для медных проводников, кВт∙м, линий четырехпроводных трехфазных с нулем на напряжение 380/220 В или трехпроводных трехфазных без нуля на 380 В при сечении проводника s, мм2, равном
ΔU, %	1.5	2,5	4	6	10	16	25	35	50	70	95	120	150	185
0,2	22	36	58	86	144	230	360	504	720	1 008	1 368	1 728	2 160	2 664
0,4	43	72	115	173	288	461	720	1 008	1 440	2 016	2 736	3 456	4 320	5 328
0,6	65	108	173	259	432	691	1 080	1 512	2 160	3 024	4 104	5 184	6 480	7 992
0,8	86	144	230	346	576	922	1 440	2 016	2 880	4 032	5 472	6 912	8 640	10 656
1	108	180	288	432	720	1 152	1 800	2 520	3 600	5 040	6 840	8 640	10 800	13 320
1,2	130	216	346	518	864	1 382	2 160	3 024	4 320	6 048	8 208	10 368	12 960	15 984
1,4	151	252	403	605	1 008	1 613	2 520	3 528	5 040	7 056	9 576	12 096	15 120	18 648
1,6	173	288	462	691	1 152	1 843	2 880	4 032	5 760	8 064	10 944	13 824	17 280	21 312
1,8	194	324	518	778	1 296	2 074	3 240	4 536	6 480	9 072	12 312	15 552	19 440	23 976
2	216	360	576	864	1 440	2 304	3 600	5 040	7 200	10 080	13 680	17 280	21 600	26 640
2,2	238	396	636	950	1 584	2 534	3 960	5 544	7 920	11 088	15 048	19 008	23 760	29 304
2,4	259	432	691	1 037	1 728	2 765	4 320	6 048	8 640	12 096	16 416	20 736	25 920	31 968
2,6	281	478	749	1 121	1 872	2 995	4 780	6 552	9 360	13 104	17 784	22 464	28 100	34 632
2,8	302	504	806	1 210	2 016	3 226	5 040	7 056	10 080	14 112	19 152	24 192	30 200	37 296
3	324	540	864	1 296	2 160	3 456	5 400	7 560	10 800	15 120	20 520	25 920	32 400	39 960
3,2	346	576	922	1 386	2 304	3 686	5 760	8 064	11 520	16 128	21 888	27 648	34 560	42 624
3,4	367	612	979	1 469	2 448	3 917	6 120	8 568	12 240	17 136	23 256	29 376	36 720	45 280
3,6	389	648	1 037	1 555	2 592	4 147	6 480	9 072	12 960	18 144	24 624	31 104	38 880	47 952
3,8	410	684	1 094	1 642	2 736	4 378	6 840	9 576	13 680	19 152	25 992	32 832	41 040	50 616
4	432	720	1 152	1 728	2 880	4 608	7 200	10 080	14 400	20 160	27 360	34 560	43 200	53 280
4,2	454	756	1 210	1 814	3 024	4 838	7 560	10 584	15 120	21 168	28 728	36 288	45 360	55 944
4,4	475	792	1 267	1 901	3 168	5 069	7 920	11 088	15 840	22 176	30 096	38 016	47 520	58 608
4,6	497	828	1 325	1 987	3 321	5 299	8 280	11 592	16 560	23 184	31 464	39 744	49 680	61 272
4,8	518	864	1 382	2 074	3 454	5 530	8 640	12 096	17 280	24 192	32 832	41 472	51 840	63 936
5	540	900	1 440	2 160	3 600	5 760	9 000	12 600	18 000	25 200	34 200	43 200	54 000	66 600

Таблица 3

ΔU, %	Момент нагрузки для медных проводников, кВт∙м, двухпроводных линий на напряжение 12 В
	При сечении проводника s, мм2, равном
	1,5	2,5	4	6	10	16
1	0,05	0,09	0,14	0,22	0,36	0,58
2	0,1	0,18	0,29	0,43	0,72	1,15
3	0,16	0,27	0,43	0,65	1,08	1,73
4	0,22	0.36	0,58	0,86	1,44	2,3
5	0.27	0,45	0,72	1,08	1,8	2,88
6	0,32	0,54	0,86	1,3	2,16	3,46
7	0,38	0,63	1,0	1,51	2,52	4,03
8	0,44	0,72	1,16	1,72	2,88	4,6
9	0,49	0,81	1,3	1,94	3,24	5,18
10	0,54	0,9	1,44	2,16	3,6	5,76

Приведенные таблицы справедливы для случая, когда нагрузка Рн подключена в конце линии длиной L, как показано на Рис. 1. В этом случае момент нагрузки М вычисляется как М=L∙Рн.

Если нагрузка представляет собой большое количество равных по мощности отдельных нагрузок Рн, которые равномерно распределены по всей длине линии длиной L, как показано на Рис. 2, то в этом случае момент нагрузки М вычисляется как М=L∙Рн∙n/2, где n – количество равных между собой нагрузок.

Часто встречается случай, показанный на Рис. 3. В этом случае имеется линия L1, к которой подключена линия L2 с равномерно подключенными по ее длине нагрузками. В этом случае потери напряжения определяются как сумма потерь в линиях L1 и L2. Сечение кабелей в обеих линиях может быть различным. При этом момент нагрузки М1=L1∙Рн∙n, а М2= L2∙Рн∙n/2.

24 февраля 2013 г.

К ОГЛАВЛЕНИЮ