Вес кабеля – важнейшая характеристика силовой линии, учитываемая при проведении электромонтажных работ. Выражаемая в киллограмах на километр проводника она зависит от материала, из которого сделаны токопроводящие жилы, их количества, площади поперечного сечения. Также при данном расчете иногда учитываются такие характеристики кабельной продукции, как толщина и материал изоляционного слоя ее токопроводящих жил и внешней оболочки.
Кабельный калькулятор для расчета веса и длины
Таблица веса меди в проводе ШВП
Содержание меди в проводах ШВП
На заметку. Чтобы посчитать вес кабеля без помощи онлайн калькулятора, применяется следующая простая формула: Вк=πr2ρln , где r – радиус жилы, n – количество жил, l – длина проводника, ρ – плотность материала жил (для меди она равна 8,9 г/см3, для алюминия –2,7 г/см3).
Виды алюминиевого кабеля
Чтобы извлечь алюминий из кабеля, подойдут:
- отходы, которые были сформированы в результате ремонта;
- использованные, но снятые провода.
Второстепенные по ценности кабели:
- Гибкие монтажные.
- Контрольные. Пример: для сигнализации. Состав – алюминий или смесь алюминия и меди.
- Телефонные.
- Обмоточные.
Алюминий – ценный металл. Он используется в промышленной деятельности благодаря следующим характеристикам:
- прочность;
- легкость;
- высокая электропроводность.
Обратите внимание: свойства алюминия сохраняются только при должном качестве. Поэтому перед принятием лома, его проверяют на состояние старения. Помимо алюминия, пункты приема интересуются медью. О том, в каких кабелях содержится медь, описано в другой статье.
Маркировка кабеля при сдаче на металлолом:
- Кабель Al-lx_2a. В эту группу входит любой кабель, в основе которого лежит алюминий с толщиной жилы не менее 5 мм. Он не должен быть грязным, а также содержать посторонние металлы. Может быть принят в естественном виде. Допускаются следы воздействия повышенных температур и почернение провода.
- Ал_Al1 или «Электротех». Кабель, у которого отсутствует изоляция. Он не имеет дополнительных элементов. Цена такой модели примерно в два раза выше, чем у простого кабеля с изоляцией.
- Смесь. Если в проводе есть немного алюминия, но он не соответствует первым двум категориям, его принимают по невысокой стоимости.
Как правило, внутренний токопроводящий слой состоит из нескольких отсеков, каждый из которых имеет свою изоляцию и пропитанную смолой бумагу.
В некоторых случаях можно обнаружить компоненты бронирования:
- проволоки;
- стальных лент.
В качестве дополнительных элементов могут выступать:
- жгуты из бумаги;
- пленки из полимера;
- подушки из битума.
С наружной части кабель может быть покрыт:
- стекловолокном;
- ПВХ-составом;
- пряжей.
Эти компоненты потребуется счистить при сдаче кабеля в пункт приема металла. Но компании по приему использованного кабеля самостоятельно проводят подобную процедуру, и довольно успешно.
Калькулятор расчета потерь напряжения в кабеле
При проектировании силовых линий большой длины выбор проводника по сечению и материалу токопроводящих жил производится не только на основе мощности подключаемой нагрузки, но и с учетом потери напряжения (∆U).
Формулы для расчета падения напряжения в кабельной линии
Пример №1 Расчет потери линейного напряжения (между фазами)
Исходные данные
Линия длиной 100 метров подключена к трехфазному источнику (номинальное напряжение – 380 В, сила тока – 16 А, угол сдвига – 180) электрического тока с помощью силового проводника марки ВВГнг 4×6 мм кв. с индуктивным и активным сопротивлениями 0,09 и 3,09 Ом/км, соответственно.
Расчет
Согласно приведенной на картинке формуле, падение напряжения будет равно:
∆U = √3•I• (R•Сosȹ•L+X •Sinȹ•L) = 1,73•16•(3,09•0,95•0,1+0,09•(-0,75) •0,1)=27,68•0,287=7,93 В.
Таким образом, в данном случае на прокладываемом участке наблюдается потеря напряжения в размере 7,93 В или 2,09 % от номинального.
Пример №2 Расчет потерь фазного напряжения (между фазой и нулем)
Исходные данные
Линия длиной 50 метров подключена к однофазному источнику питания (номинальное напряжение – 220 В, сила тока – 5 А, угол сдвига – 180) электрического тока с помощью силового проводника марки ВВГнг-LS 3×4мм кв., индуктивное и активное сопротивления которого равны 0,095 и 4,65 Ом/км, соответственно.
Расчет
Согласно приведенной на картинке формуле, падение напряжения будет равно:
∆U = 2•I• (R•Сosȹ•L+X •Sinȹ•L) = 2•5•(4,65•0,95•0,05+0,095•(-0,75) •0,05)=10•0,216= 2,16 В.
Таким образом, в данном случае на прокладываемом участке наблюдается потеря напряжения в размере 2,16 В или 0,98 % от номинального.
Важно! Согласно ГОСТ Р 50571.5.52-2011, максимально допустимое падение напряжения на осветительных приборах, запитываемых от общей системы энергоснабжения, не должно превышать 3 % от номинального значения. Для других приборов допускается снижение питающего напряжения относительно номинального на 5%. При превышении данных нормативных значений подключенные к сети приборы и оборудование могут работать некорректно (снижаются их мощность и производительность, наблюдается самопроизвольное отключение). В некоторых случаях при наличии в электроприборах очень чувствительных к сетевому напряжению контроллеров последние могут выходить из строя, приводя тем самым в негодность управляемые ими отопительные газовые котлы, холодильники, насосные станции.
Как очищают кабель от ненужных элементов?
Провод избавляют от ненужных элементов, и остается только алюминий. Делать такое можно несколькими способами.
Существует машинный и ручной вариант. Сотрудники компании по приему металла обычно используют ручной вариант, так как материал не теряет качества, а вес алюминия сохраняется на должном уровне, начиная от 13 кг за километр.
Обратите внимание: ручной вариант отлично подойдет, если длина провода не превышает одного метра.
Способ очистки: кабель обрезают по диаметру и снимают поверхность. Если он многожильный, резать необходимо аккуратно, чтобы не нарушить целостность внутренних элементов. Как правило, при надрезе можно легко очистить провод от ненужного материала.
Желательно использовать специальные ножницы или мультитул. Скорость процесса с использованием специального инструмента значительно увеличивается.
Машинный вариант используется при большом количестве проводов в пункте приема. Для этого используется станок с вибро- и электромагнитным методом.
Он выполняет такие задачи, как:
- сортировка;
- гранулирование;
- сепарация;
- дробление;
- утилизация.
Перед обработкой на станке, оператор разделяет кабель:
- по размеру;
- по наличию других ценных металлов (медь, сталь и другие).
Отдельно перерабатываются кабели, в которых есть смола. Они нуждаются в более тщательной обработке. Наша компания занимается правильной очисткой, без снижения стоимости на конечный продукт.
Хотите сдать кабель по выгодной стоимости? Обратитесь в нашу компанию по указанному на сайте адресу или свяжитесь с нашими менеджерами по телефону.
Калькулятор расчета сечения кабеля по мощности и току
Алгоритм подбора сечения проводки по мощности нагрузки включает в себя следующие этапы:
- Вычисление общей мощности (Pобщ) всех подключаемых при помощи проводника электроприборов (P1 — Pn) по приведенной ниже формуле:
Pобщ= P1+ P2+ P3+ Pn.
При этом для таких потребителей, как электродвигатели, трансформаторы, приведенная в паспорте реактивная мощность переводится в активную по следующей формуле:
P = Q / cosφ.
- Поиск значений коэффициентов одновременности (К) и запаса (J). В практических расчетах используют значение К, равное 0,8-0,85, J – 2,0.
- Вычисление суммарной активной мощности (Pа) с учетом поправочных коэффициентов K и J по следующей формуле:
Pа = Pобщ• K• J.
- Выбор по справочной таблице (рис. ниже) проводника с оптимальной площадью сечения жилы.
Пример №1
Необходимо отдельной проложенной в стене кабельной линией подключить к вводному трехфазному щитку группу электроприборов общей мощностью 5000 Вт.
На заметку. Мощность любого электроприбора можно найти в его техническом паспорте, руководстве по эксплуатации или на специальной табличке, прикрепленной к его корпусу.
Суммарная активная мощность данной группы приборов с учетом коэффициентов одновременности и запаса будет равна:
Pа = Pобщ• K• J = 5000 • 0,8•2= 8 000 Вт или 8,0кВт.
Для такого значения мощности оптимальным будет медный проводник с сечением жилы 2,5 мм кв.
Расчёт сечения линии по подаваемому на нее току через кабельный калькулятор имеет схожий с предыдущим порядок действий:
- По каждому потребителю с помощью формулы I=P/U рассчитывается потребляемая сила тока;
- Рассчитанные для каждого прибора значения силы тока суммируются и умножаются на коэффициенты K и J;
- По справочной таблице (рис. ниже) подбирается проводник, имеющий сечение, способное пропускать расчетную силу тока.
Выбор сечения проводника по мощности и силе тока подключаемых с его помощью электроприборов
Пример №2
Суммарная сила тока подключаемых к однофазной сети приборов – 15 А. С учетом коэффициентов K и J она будет равна 18 А. Для прокладки такой закрытой проводки и подключения приборов с данным суммарным значением силы тока подходит медный провод сечением 4,1 мм кв.
История развития кабелей
Медь — один из древнейших известных металлов. Ее пластичность и электропроводность были использованы первыми экспериментаторами электричества, Бенджамином Франклином и Майклом Фарадеем. Она была использована в таких изобретениях, как телеграф, телефон и электродвигатель.
Медь является наиболее распространенным металлическим проводником. Международный стандарт отожженной меди (IACS) был принят в 1913 году. Согласно этому мировому стандарту коммерчески чистая отожженная медь характеризуется проводимостью 100% IACS. При этом такая медь, производимая сегодня, имеет более высокие значения проводимости IACS, потому что технология обработки с тех пор значительно улучшилась. Сегодня отожженный медный провод, используемый в электрических цепях, соответствует международным стандартам ASTM B3.
В 1960-х и 1970-х годах из-за высокой цены на медь стали использоваться алюминиевые силовые кабеля для подключения к электрическим сетям промышленных и жилищно-коммунальных объектов. Алюминиевые проводники состоят из различных сплавов, известных как серии AA-1350 и серии AA-8000. Серия AA-1350 содержит, как минимум, 99,5% алюминия. Алюминиевые сплавы серии AA-8000 соответствуют международному стандарту ASTM B800 и были разработаны, чтобы придать алюминию свойства ползучести и удлинения более близкие к характеристикам меди.
Кабель ГОСТ
Выбор марки кабельной продукции по сечению, материалу, способу укладки регламентируют такие нормативные документы, как:
- ГОСТ Р 50571.5.52-2011;
- ГОСТ 31947-2012;
- ГОСТ 10348-80;
- ГОСТ 7399-97;
- ПЭУ-7.
Требования данных документов необходимо знать не только специалистам, занимающимся электромонтажными работами, но и простым домашним мастерам, самостоятельно прокладывающим проводку в своих домах, квартирах.
Как правильно выбрать кабель по ПЭУ
В СССР большая часть жилищного фонда оснащались алюминиевыми силовыми кабелями, это было нормой, действующего стандарта. Это совершенно не означало, что страна бедствовала, и не могла позволить себе массово применять медь в электротехнике, скорее наоборот. Просто проектировщики электросетей решили, что экономически выгодно, применение алюминия, а не меди.
Надо признаться, что в то время темпы строительства были такими огромными, что электротехническая промышленность была обеспечена заказами на пятилетку вперед. В этот период были выстроены всем хорошо известные хрущевки, в которых до сих пор проживает значительная часть россиян. Поэтому экономический эффект от такой массового использования алюминиевой кабельной продукции действительно был существенным. Сегодня совершенно иные реалии, и алюминиевый силовой кабель в новых жилых домах не используют, а только исключительно медную кабельную продукцию, что соответствует п. 7.1.34 ПУЭ.
Для алюминиевого силового кабеля вышеназванный раздел ПУЭ оставил другую область применения. Так линии питающие распредсети, предпочтительно, выполнять с алюминиевыми токожилами, в проектах когда их проектное сечение будет равняться 16 мм2 и выше. Кроме того, большая область приемников тока, которая относится к обслуживанию электрооборудования объектов: насосные, вентиляторные и калориферные электроустановки могут запитывать кабеля с алюминиевыми токожилами сечением более 2.5 мм2.
Подводя итог вышесказанному, можно с уверенностью заявить, что существующие нормы четко разделили области применения алюминиевых и медных силовых кабелей с учетом всех их технических и стоимостных характеристик. Тем не менее, сегодня конструкторы, архитекторы, инженеры электрики, работающие с проектами электроснабжения должны преодолеть тенденциозность по отношению к использованию алюминиевой продукции, тем более что эта технологии шагнули далеко вперед по качеству этого металла. Такой подход даст возможность использовать экономичный алюминий при монтаже, что обеспечит значительную экономию в масштабах всей страны.
Кабель канал
Кабельные каналы – это электромонтажные короба, используемые для прокладки различных по уровню напряжения и предназначению линий (от силовых высоковольтных линий до кабельных каналов связи). В зависимости от материала изготовления бывают металлическими и пластиковыми.
Прокладывают короба, как по горизонтальным (пол, потолок), так и по вертикальным (стены) поверхностям. Для защиты размещаемой в них проводки от воздействия окружающей среды каналы закрывают специальными крышками.
Материал изготовления токоведущих жил
Конечно, основу цены лома кабеля создает используемый вид металла. Токопроводящие жилы магистрали могут быть изготовлены из следующих материалов:
медь;
алюминий;
сталь.
В эксклюзивных случая жилы могут изготавливаться из драгоценных металлов, конечно, в этом случае о ломе кабеля можно не говорить, т.к. кабеля такие будут иметь ограниченное количество и маленькие размеры:
серебро;
золото.
Наиболее распространены для большинства видов кабеля первые два варианта металлов. Также, в качестве токоведущей жилы, нередко используются сплавы или биметаллические материалы.
Важным фактором при демонтаже кабельного лома: очистке токопроводящей части от изоляции и оболочки, выступает диаметр сечения жилы, их количество. В частности, одножильный силовой медный кабель с поперечным сечением более 75 кв. мм. несложно зачистить самостоятельно без нарушения целостности металлической составляющей.
Диаметр кабеля
Данная характеристика кабельной продукции измеряется по наружной оболочке. На значение диаметра оказывают влияние такие конструктивные особенности проводника, как толщина наружной изоляции, количество и площадь поперечного сечения токопроводящих жил. Колеблется наружный диаметр от 5-5,5 до 80-100 мм.
Таким образом, используя, как онлайн калькулятор кабеля, так и расчет его веса и сечения по приведенным выше методикам, можно самостоятельно рассчитать количество и подобрать марку проводов (ВВГ, АВВГ ВБбШв, ПВС и т.д.), необходимых для подключения коттеджа или загородного дома к ближайшей линии электропередач.
Кабель из алюминия или меди: в чем разница
Исключительно два металла — медь и алюминий получили массовое распространение для передачи электричества. Их применение в данном качестве объясняется набором физических параметров и стоимостью. В современных системах электроснабжения для подключения жилых, общественных и промышленных объектов применяется в основном медь. Исключения составляют варианты, когда для подсоединения мощной нагрузки требуется большое сечение жилы — в этом случае используется алюминиевый силовой кабель. Трудно сразу однозначно сказать, что лучше для применения алюминиевый или медный кабель, нужно сравнивать в комплексе все характеристики:
- Ценовые преимущества;
- Физические свойства;
- Условия эксплуатации и безопасности.
Ценовые преимущества
Алюминий практически в три раза дешевле меди. Это делает его более желанным для использования, особенно в мощных проектах, большой протяженностью. Затраты на медь в этих вариантах могут значительно увеличить стоимость проекта электроснабжения.
Сравнительный анализ тенденций роста цен на эти два металла за последние сто лет, отчетливо демонстрирует, что цены на алюминий растут гораздо ниже чем на медь. Специалисты считают, что эта тенденция сохраниться и в ближайшем будущем. С начала 2021 года цена меди на Лондонской бирже достигла до 5 675 долл/тонну, при этом для алюминия — 1 725 долл/тонну. Перечисленное сопряжено с эффективностью производства и ростом выпуска алюминия, при доступном и дешевом сырьевом материале. При производстве кабелей, алюминий в цене окончательного продукта, достигает 25%.
Для меди — ситуация противоположная. Рудные запасы меди сокращаются, процент меди в руде уменьшается, также бедны чистой медью новые месторождения, которые становятся труднодоступными. По этой причине, затраты на медь в цене конечного продукта уже составляют более 50 % и продолжают расти. Всё перечисленное, говорит в пользу применения алюминия.
Весовые характеристики
Алюминий является легким материалом и очень гибким, что облегчает работу с ним. Эта характеристика полезна для быстрой установки, а при протяженных пролетах линий электропередач проволочные алюминиевые модификации монтируются намного быстрее. В качестве сырья алюминий примерно на 70 процентов легче по весу, чем медь. Это полезно в областях, где требуется снижение веса всех компонентов электрической сети.
Естественно, при использовании в электрических кабелях, меньший вес облегчает их установку. Поэтому высоковольтные линии уже давно прокладывают из алюминия. Низкий вес значительно уменьшает растягивающее усилие, прикладываемое к кабелю и мачте. Для схем электроснабжения, требующих гибких кабельных соединений, медь больше не является преимущественным выбором.
Проводимость кабелей и прочность на разрыв
Проводимость алюминия по сравнению с медью составляет только 61%, что приводит к тому, что при использовании алюминиевого кабеля требуются токопроводящие жилы большего диаметра, что естественно повышает вес линии.
Медь не подвержена высокому циклическому расширению/сжатию по сравнению с алюминием. Прочность на растяжение у меди позволяет ей выдерживать напряжения на износ длительное время без разрушительных последствий, как у алюминия.
Благодаря своим высоким пластическим свойствам, медь может выпускаться в форме очень тонкой жилы. Это добавляет универсальность медному силовому кабелю. Медь обладает высокой прочностью на разрыв, может подвергаться чрезвычайному напряжению, при этом проявляет минимальные признаки износа, поэтому такой силовой кабель практически не требует обслуживания.
Безопасность кабелей
Для плавления медной жилы требуется высокая температура — 1083 C. Поэтому с точки зрения безопасности, медный силовой кабель является одним из безопасных вариантов организации электроснабжения объектов. Даже если он перегружен, то вряд ли расплавится или сгорит. Это означает, что шансы возникновения пожара, при проблемах с питанием, будут значительно меньше.
Алюминиевый силовой кабель повышает потенциальный риск пожара на объекте, особенно, если не будет смонтирован в соответствие с ПУЭ. Циклы расширения и сжатия присущие алюминию, оказывают большое влияние на безопасность соединений, по сравнению с использованием меди.
Алюминий также подвержен окислению, особенно, когда он в контакте с влагой и разнородными металлами. В поврежденной зоне возникает сильное сопротивление провода, которое приводит к нагреву, способного расплавить защитную изоляцию и вызвать пожар.
Для предупреждения этих негативных явлений в алюминиевом силовом кабеле используют антиокислительные соединения. Такие линии требуют более высокого уровня обслуживания, чем медные силовые кабеля, что включает в себя проверку проводников на герметичность и наличие окисления.
Наконец, повышенная термотекучесть алюминия — это то, что необходимо учитывать при монтаже. Алюминий является более мягким металлом, чем медь, и имеет тенденцию расширяться или растягиваться с течением времени, особенно при воздействии более высокого давления и температуры. Классические обжимные соединения, страдающие от утечки, теряют прочность и перестают быть надежными.