Сопротивление греющего кабеля между жилами
Перейти к содержимому

Сопротивление греющего кабеля между жилами

  • автор:

Принцип работы саморегулируемого греющего кабеля, рекомендации по выбору, схема подключения и лучшие модели

Зимой, в период лютых морозов, собственники загородных домов рискуют остаться без водоснабжения. Ледяные пробки во внешнем водопроводе не только оставят жильцов без душа, работоспособной системы подачи воды в раковины и прочих благ цивилизации, но и станут причиной повреждения труб.

Согласитесь, перспектива малопривлекательная. Предотвратить такое развитие событий удастся, если вместе с трубами установить греющий кабель для водопровода и подключить его к электросети. Все работы вполне реально провести самостоятельно.

Мы расскажем, как устроен нагревательный элемент и опишем основные параметры его выбора. А также детально рассмотрим способы монтажа греющего кабеля и проиллюстрируем этапы работ наглядными фотографиями.

Зачем нужен греющий кабель?

Резонно возразить, что можно легко обойтись и без обогрева водопровода. Достаточно узнать уровень промерзания грунта в районе, а затем, опираясь на показатели, вырыть траншею необходимой глубины. Обычно это 1,5-1,7 м для средней полосы в зависимости от типа грунта.

Зарытые на такой глубине и утепленные трубы не замерзают, так как окружающий грунт имеет положительную температуру (предположим, +2-4°С).

Однако не все так просто. На заболоченных участках или на территориях, близких к водоемам, нередкое явление — высокий уровень грунтовых вод. Это значит, что в период половодья или таяния снегов коммуникации будут затоплены, что негативно скажется на их функциональных свойствах.

Если трубы зарывать всего на полметра, но при этом подключить электрический кабель и произвести правильную теплоизоляцию, то глубоких канав рыть не придется.

Ремонт водопровода

Случается так, что суровыми зимами промерзают даже заглубленные участки. Проживание в доме без автоматической подачи воды из скважины становится менее комфортным, а порой и невозможным. Приходится проводить авральные ремонтные работы

Не будем забывать и про критические зоны, наиболее подверженные воздействию холода — места ввода трубопровода в дом. Если здание построено на свайно-винтовом фундаменте, то под ним находится открытый участок трубопровода, который легче всего утеплить именно нагревающим кабелем.

Вывод: если есть техническая возможность прокладки нагревательной системы для водопровода, нужно обязательно ею воспользоваться, хотя бы ради подстраховки от промерзания.

При обращении в специализированную компанию вы можете столкнуться с некоторым разнообразием предложений. Разберемся с ассортиментом.

Установка греющего кабеля позволит исключить образование ледяных пробок в водопроводных системах, как следствие, предупредит повреждение трубопровода и разрыв труб замерзшей водой

Греющие системы для водопроводом представлены саморегулирующимися и резистивными кабелями, которыми оборачивают трубы, затем включают в обычную бытовую розетку 220 В

Греющие кабельные системы устанавливаются двумя способами: прокладываются поверх труб и протягиваются внутри труб

Прокладка внутри трубопровода сложнее в реализации, потому для бытовых систем чаще применяют способ оборачивания электрокабелем труб снаружи

Использование греющего кабеля позволяет прокладывать наружные линии водопровода открытым способом или не заглублять водопровод ниже уровня сезонного промерзания грунта

Если водопровод проходит по неотапливаемым помещениям, на всем протяжении трубы в них необходимо оснастить греющим кабелем и обернуть теплоизоляцией

В случае использования греющего кабеля в устройстве подземных мало заглубленных линий трубы с греющим кабелем защищают скорлупой из экструдированного пенополистирола

При прокладке труб с греющим кабелем в неотапливаемых помещениях необязательно применять водоотталкивающую гидроизоляцию. Подойдет вспененный полиэтилен

Саморегулируемый греющий кабель

Существует много способов, позволяющих выполнять подогрев воды в водопроводных трубах. Одним из наиболее распространенных из них является нагревание с помощью саморегулируемого греющего кабеля. Такое устройство отличается высокой эффективностью и экономичностью. Помимо обогрева водопровода, саморегулирующийся кабель используется для организации системы «теплые полы» в доме.

Принцип работы

Такие приспособления принято использовать не только в быту, но и в промышленных масштабах. Главными целями, которые позволяет достичь саморегулируемый кабель, являются:

  1. Круглогодичная защита всех труб от промерзания.
  2. Обеспечение безопасности на крышах и водостоках. С помощью саморегулируемого нагревательного кабеля можно избавиться от риска получения травм от сосулек.
  3. Постоянное поддержание заданной температуры.
  4. Реализация системы «теплый пол».

Саморегулирующийся нагревательный кабель

Некоторые умельцы также используют саморегулирующие греющие кабели для обогрева диванов и кресел.

Саморегулирующийся греющий кабель

Само устройство приспособления довольно простое. В него входит 5 элементов: медные жилы, экранирующая оплетка, внешняя защитная оболочка, полупроводниковая матрица и внутренняя изоляция. Полупроводниковая матрица предназначена для тепловыделения провода. Она позволяет регулировать тепловую мощность.

Когда окружающая температура понижается до заданного уровня, середина провода сжимается на микронный показатель. После этого кабель начинает вырабатывать дополнительное тепло, повышая окружающую температуру.

Советы по выбору

Важную роль играют конструктивные особенности саморегулирующего греющего кабеля. Наиболее качественными будут те модели, в которых содержатся все 5 элементов, упомянутых выше. В магазине следует тщательно проверять приспособления на наличие различных повреждений и брака. Помимо этого, рекомендуется учитывать следующие показатели:

  1. Уровень качества внутренней изоляции кабеля. Сопротивление этого пространства должно составлять более 1 Ома.
  2. Наличие экранирующей оплетки. Этот элемент позволяет увеличить прочность устройства, а также заземлить его.
  3. Наличие защитной оболочки. Лучшей защитой принято считать внешнюю изоляционную оболочку из фторопласта.
  4. Мощность нагрева. Различные модели греющих кабелей предназначены для разных температур. Необходимо подобрать вариант, который подойдет для труб.

Для большей безопасности рекомендуется спросить продавца о наличии всех необходимых сертификатов. Если планируется использовать устройство для бытового прогрева труб, то лучше всего приобрести систему маленького размера, которая отлично справится со своей задачей и позволит сэкономить.

Схема подключения

Существуют разные методы монтажа саморегулируемого греющего изделия. Каждый из них подходит для различных сфер применения приспособления. Для водопроводных и канализационных труб используется линейный монтаж. Он подразумевает установку провода вдоль трубы. Помимо линейного, можно воспользоваться спиральным способом установки. Для этого потребуется большая длина материала. В некоторых случаях выполняется внутренний монтаж вдоль трубы, но такой метод требует серьезных усилий по реализации.

Когда приспособление полностью установлено, необходимо подключить его к сети с помощью питающего шнура. Также следует ознакомиться с рекомендациями специалистов:

  1. При монтаже окружающая температура должна составлять не менее 15 градусов.
  2. Изгиб устройства должен быть равен сумме шести его диаметров.
  3. По завершении процедуры монтажа нужно проверить показатель сопротивления.

Популярные бренды

Саморегулируемый нагревательный кабель

Что касается цены саморегулирующегося нагревательного кабеля, то она несколько выше, чем стоимость стандартного приспособления. Однако в течение срока эксплуатации она успевает себя оправдать.

Стоимость таких кабелей варьируется от 100 до 1 тыс. рублей за 1 метр материала. Дешевые устройства предлагают отечественные производители. К тому же необходимо учитывать тот факт, что чем длиннее нужен провод покупателю, тем меньше цена за каждый метр.

Если верить отзывам, которые пишут сторонники такой продукции, наиболее популярными марками нагревательных кабелей являются Raychem, Lavita, Ensto и Devi.

Саморегулирующий греющий кабель

Продукция производителей Ensto и Lavita отличается качественным внутренним покрытием изделия. Самая дорогая продукция поставляется из Дании под маркой Devi. К бюджетным вариантам относятся модели брендов Ensto и Lavita. По сроку эксплуатации Ensto не уступает дорогим приспособлениям от Devi. В связи с этим большинство потребителей предпочитает нагревательные устройства от Ensto.

Если подробно изучить принцип работы и устройство саморегулируемого греющего кабеля, то можно найти довольно эффективное применение такому прибору у себя дома.

Устройство и принцип работы саморегулирующегося греющего кабеля

Саморегулирующийся кабель — это усовершенствованный вариант электрического греющего кабеля.

Впервые саморегулируемый нагревательный кабель был разработан специалистами американской компании Raychem Corporation. Выпуск этого кабеля принес компании всемирную известность, поскольку его свойства были сразу оценены там, где необходимо защитить от замерзания используемое оборудование или поддерживать неизменной температуру какого-либо объекта.

В настоящее время саморегулируемый греющий кабель выпускается многими известными мировыми производителями электротехнической продукции, в том числе и российскими предприятиями.

Греющий саморегулируемый кабель широко применяется в различных отраслях промышленности, в строительстве, в жилищно-коммунальной сфере и в быту. Такая востребованность изделия обусловлена его уникальными свойствами, а свойства эти определены его конструктивными особенностями и принципом действия.

Устройство

Конструктивно греющий кабель саморегулирующего типа сложнее резистивного кабеля постоянной мощности. Он содержит полимерную матрицу, которая изменяет сопротивление под действием внешней меняющейся температуры, в результате чего изменяется количество выделяемой тепловой энергии.

На рис. 1 представлено схематическое изображение саморегулирующегося греющего кабеля.

Нагревательная часть кабеля состоит из двух луженых медных жил (1), залитых пластичной смесью графита с полупроводниковым полимером, образующей саморегулирующуюся матрицу (2). Токопроводящие медные жилы замыкаются через матрицу.

Изолирующий слой нагревательной части (3), выполненный из фторполимерного термопласта, одновременно защищает ее от воды. Экранирующая оплетка из луженой меди (4) служит для заземления кабеля, механической и электрической защиты. Наружная оболочка (5) выполняется, в зависимости от условий эксплуатации нагревательного кабеля, из разных материалов. Для простых условий эксплуатации применяется оболочка из полиолефинового пластиката. Для сложных эксплуатационных условий (агрессивная среда, конденсат, ультрафиолетовое излучение и др.) используется фторполимер.

Обработка матрицы и внешней оболочки саморегулируемого кабеля производится методом радиационного сшивания.

Полупроводниковая матрица имеет высокий положительный температурный коэффициент сопротивления (ТКС): при увеличении температуры увеличивается ее сопротивление, уменьшается сила тока и выделяемая мощность, то есть количество выделяемого тепла, и наоборот — снижение температуры приводит к увеличению выделяемого тепла. Работает это следующим образом.

Полупроводник саморегулирующейся матрицы содержит проводящие частицы . Условно такая матрица может быть представлена в виде большого числа сопротивлений, включенных параллельно между токопроводящими жилами (рис. 2).

При подаче на токопроводящие жилы напряжения возникает ток, матрица нагревается, материал ее расширяется, в результате чего нарушаются контакты между отдельными проводящими частицами, что равносильно уменьшению количества параллельно включенных сопротивлений и увеличению общего сопротивление матрицы. В результате уменьшается ток и количество выделяемого тепла. Так поддерживается стабильный температурный режим.

Чем ниже температура участка, тем больше проводящих путей, меньше сопротивление, больше ток и сильнее нагрев (рис. 3).

На участке 1 с высокой температурой мало проводящих цепочек, велико сопротивление матрицы, величина тока мала и теплоотдача мала также. На участке 2 температура ниже, сопротивление матрицы меньше, больше ток и теплоотдача. На участке 3, где самая низкая температура, больше всего проводящих дорожек, сопротивление мало, ток и выделяемая мощность самые большие.

То есть при изменении температуры обогреваемого участка изменяется сопротивление матрицы соответствующей части кабеля и количество выделяемой тепловой энергии на этом участке.

Преимущества

Главные преимущества саморегулируемого кабеля — энергетическая и экономическая эффективность. Это связано с тем, что при повышении температуры на каком-либо участке автоматически снижается мощность нагрева, а соответственно и потребление электроэнергии.

Кроме того, структура кабеля позволяет при монтаже системы обогрева резать его на куски необходимой длины без ущерба для его физических свойств. Это дает возможность использовать такой нагревательный кабель только на проблемных участках, где особенно велика вероятность замерзания в холодное время года, что позволяет сэкономить средства.

Виды и характеристики

По своему назначению выпускаемые кабели условно делятся на промышленные и общестроительные.

Саморегулируемые кабели промышленного назначения используются для защиты от замерзания, обогрева или поддержания температуры промышленных трубопроводов, резервуаров, емкостей и другого технологического оборудования. на предприятиях добывающей, перерабатывающей, химической, металлургической, легкой и пищевой промышленности, в энергетике и машиностроении. В большинстве случаев эти кабели выпускаются во взрывозащищенном исполнении.

Общестроительный кабель не является взрывозащищенным, поэтому при своей достаточной универсальности не может применяться в зонах с повышенной взрыво- и огнеопасностью. Такие кабели предназначены для систем обогрева бытовых трубопроводов и антиобледенительных систем кровли, площадок, лестниц и т.п.

К основным техническим характеристикам относятся:

  • напряжение питания, В;
  • номинальная мощность погонного метра, Вт/м;
  • удельное сопротивление пускового тока, А;
  • сечение токопроводящих жил, мм 2 ;
  • максимальная рабочая температура кабеля, ° C ;
  • максимальная температура окружающей среды, ° C .

При выборе саморегулируемого греющего кабеля учитываются все параметры и характеристики изделия, а также его условия эксплуатации.

Для заказа услуги подбора и монтажа греющего кабеля оставьте заявку. Менеджер свяжется с вами в ближайшее время.

Читайте также:

  • Подсветка для кухни под шкафы светодиодная с использованием ленты и других светильников: как выбрать и установить самому
  • Что делать, если вентиляция в квартире и доме не работает? Обзор возможных причин и способов их устранения
  • Светильник напольный своими руками: этапы изготовления стойки и основы, варианты оформления абажура

Устройство и принцип работы саморегулирующегося греющего кабеля

Устройство и принцип работы саморегулирующегося греющего кабеля

Саморегулирующийся кабель — это усовершенствованный вариант электрического греющего кабеля.

Впервые саморегулируемый нагревательный кабель был разработан специалистами американской компании Raychem Corporation. Выпуск этого кабеля принес компании всемирную известность, поскольку его свойства были сразу оценены там, где необходимо защитить от замерзания используемое оборудование или поддерживать неизменной температуру какого-либо объекта.

В настоящее время саморегулируемый греющий кабель выпускается многими известными мировыми производителями электротехнической продукции, в том числе и российскими предприятиями.

Греющий саморегулируемый кабель широко применяется в различных отраслях промышленности, в строительстве, в жилищно-коммунальной сфере и в быту (например, для обогрева кровли). Такая востребованность изделия обусловлена его уникальными свойствами, а свойства эти определены его конструктивными особенностями и принципом действия.

Устройство

Конструктивно греющий кабель саморегулирующего типа сложнее резистивного кабеля постоянной мощности. Он содержит полимерную матрицу, которая изменяет сопротивление под действием внешней меняющейся температуры, в результате чего изменяется количество выделяемой тепловой энергии.

На рис. 1 представлено схематическое изображение саморегулирующегося греющего кабеля.

Схема саморегулирующего греющего кабеля

Нагревательная часть кабеля состоит из двух луженых медных жил (1), залитых пластичной смесью графита с полупроводниковым полимером, образующей саморегулирующуюся матрицу (2). Токопроводящие медные жилы замыкаются через матрицу.

Изолирующий слой нагревательной части (3), выполненный из фторполимерного термопласта, одновременно защищает ее от воды. Экранирующая оплетка из луженой меди (4) служит для заземления кабеля, механической и электрической защиты. Наружная оболочка (5) выполняется, в зависимости от условий эксплуатации нагревательного кабеля, из разных материалов. Для простых условий эксплуатации применяется оболочка из полиолефинового пластиката. Для сложных эксплуатационных условий (агрессивная среда, конденсат, ультрафиолетовое излучение и др.) используется фторполимер.

Обработка матрицы и внешней оболочки саморегулируемого кабеля производится методом радиационного сшивания.

Принцип работы

Полупроводниковая матрица имеет высокий положительный температурный коэффициент сопротивления (ТКС): при увеличении температуры увеличивается ее сопротивление, уменьшается сила тока и выделяемая мощность, то есть количество выделяемого тепла, и наоборот — снижение температуры приводит к увеличению выделяемого тепла. Работает это следующим образом.

Полупроводник саморегулирующейся матрицы содержит проводящие частицы . Условно такая матрица может быть представлена в виде большого числа сопротивлений, включенных параллельно между токопроводящими жилами (рис. 2).

Матрица греющего кабеля

При подаче на токопроводящие жилы напряжения возникает ток, матрица нагревается, материал ее расширяется, в результате чего нарушаются контакты между отдельными проводящими частицами, что равносильно уменьшению количества параллельно включенных сопротивлений и увеличению общего сопротивление матрицы. В результате уменьшается ток и количество выделяемого тепла. Так поддерживается стабильный температурный режим.

Чем ниже температура участка, тем больше проводящих путей, меньше сопротивление, больше ток и сильнее нагрев (рис. 3).

Схема температур в саморегулирующем греющем кабеле

На участке 1 с высокой температурой мало проводящих цепочек, велико сопротивление матрицы, величина тока мала и теплоотдача мала также. На участке 2 температура ниже, сопротивление матрицы меньше, больше ток и теплоотдача. На участке 3, где самая низкая температура, больше всего проводящих дорожек, сопротивление мало, ток и выделяемая мощность самые большие.

То есть при изменении температуры обогреваемого участка изменяется сопротивление матрицы соответствующей части кабеля и количество выделяемой тепловой энергии на этом участке.

Преимущества

Главные преимущества саморегулируемого кабеля — энергетическая и экономическая эффективность. Это связано с тем, что при повышении температуры на каком-либо участке автоматически снижается мощность нагрева, а соответственно и потребление электроэнергии.

Кроме того, структура кабеля позволяет при монтаже системы обогрева резать его на куски необходимой длины без ущерба для его физических свойств. Это дает возможность использовать такой нагревательный кабель только на проблемных участках, где особенно велика вероятность замерзания в холодное время года, что позволяет сэкономить средства.

Виды и характеристики

По своему назначению выпускаемые кабели условно делятся на промышленные и общестроительные.

Саморегулируемые кабели промышленного назначения используются для защиты от замерзания, обогрева или поддержания температуры промышленных трубопроводов, резервуаров, емкостей и другого технологического оборудования. на предприятиях добывающей, перерабатывающей, химической, металлургической, легкой и пищевой промышленности, в энергетике и машиностроении. В большинстве случаев эти кабели выпускаются во взрывозащищенном исполнении.

Общестроительный кабель не является взрывозащищенным, поэтому при своей достаточной универсальности не может применяться в зонах с повышенной взрыво- и огнеопасностью. Такие кабели предназначены для систем обогрева бытовых трубопроводов и антиобледенительных систем кровли, площадок, лестниц и т.п.

К основным техническим характеристикам относятся:

  • напряжение питания, В;
  • номинальная мощность погонного метра, Вт/м;
  • удельное сопротивление пускового тока, А;
  • сечение токопроводящих жил, мм 2 ;
  • максимальная рабочая температура кабеля, ° C ;
  • максимальная температура окружающей среды, ° C .

При выборе саморегулируемого греющего кабеля учитываются все параметры и характеристики изделия, а также его условия эксплуатации.

Для заказа услуги подбора и монтажа греющего кабеля оставьте заявку. Менеджер свяжется с вами в ближайшее время.

Принцип работы саморегулирующегося греющего кабеля

В зимнее время года кровля, карнизы, водопроводные, канализационные и водосточные трубы, да и многие другие коммуникационные элементы, склонны замерзать. Проблема заключается в том, что когда температура воздуха опускается ниже нуля, вода снаружи и внутри многих труб быстро замерзает. Образующийся лед мешает функционированию коммуникаций, а лед на крышах и карнизах — отдельная, всем известная и весьма острая проблема. Все эти проблемы помогает решить саморегулирующийся греющий кабель.

Саморегулирующийся греющий кабель, как следует из его названия, способен автоматически подстраивать степень оказываемого им подогрева. Причем разные участки кабеля, будучи установлены на различных элементах, находящихся при различной температуре, будут иметь именно ту температуру, какая необходима для поддержания правильной температуры подогреваемой поверхности. Чем ниже температура объекта подогрева — тем сильнее разогреется соответствующий участок кабеля. Чем выше температура подогреваемого объекта — тем слабее греть его будет кабель.

Принцип работы саморегулирующегося греющего кабеля

В конструкции саморегулирующегося подогревающего кабеля имеются две проводящие жилы из меди крупного сечения, они расположены вдоль кабеля по его краям, через них на греющие элементы кабеля подается питание. Между жилами по всей длине кабеля находятся поперечные проводники (собственно греющие элементы), присоединенные к жилам. Получается, что все поперечные проводники соединены друг с другом параллельно и параллельно получают питание. Данная матрица элементов служит саморегулирующимся нагревателем кабеля.

Вся конструкция параллельных нагревателей, с питающими их медными проводами по бокам, обернута слоем термозащитного материала. Сверху размещен экран по типу оплетки, он при монтаже заземляется и предохраняет кабель от электромагнитных воздействий извне. Наружное покрытие кабеля — механически изолирующая защита.

Пример использования саморегулирующегося кабеля

Функционирование греющего саморегулирующегося кабеля базируется на элементарном свойстве всех обычных проводников. При прохождении тока через любой проводник, он разогревается, так как выделяется джоулево тепло. При этом сопротивление проводника возрастает, следовательно при неизменном питающем напряжении ток уменьшается, соответственно уменьшается и потребляемая проводником мощность.

Принцип работы саморегулирующегося греющего кабеля

Тот участок греющего кабеля, который закреплен на более разогретом месте, обладает большим сопротивлением, и через его элементы течет меньший ток, кабель нагревается меньше, и место где он установлен подогревается меньше. А в тех местах где температура ниже — в более холодных местах — участок кабеля отличается меньшим сопротивлением (большей проводимостью), ток через этот участок течет больший, кабель разогревается сильнее, и греет это место более интенсивно.

В результате, уложив кабель например на карнизе или трубе, и включив его, сначала получаем полную мощность разогрева, а по мере прогрева — потребляемая кабелем мощность постепенно снижается.

Здесь нет автоматики, которая бы управляла температурой кабеля. Кабель попросту изменяет свое сопротивление — так и регулируется мощность. Он работает постоянно, нет моментов полного отключения и включения. Допустим, греющим кабелем зимой оснастили часть примыкающей к дому канализационной трубы с тем чтобы поддерживать ее температуру на уровне примерно +3 °C дабы не допустить промерзания. Кабель будет работать непрерывно, регулируя интенсивность тока, он не будет отключаться по достижении указанной температуры.

Характеристики саморегулирующегося греющего кабеля

Мощность на метр длины греющего кабеля может составлять всего 5-10 Вт, тогда как самые мощные модели достигают 150 Вт мощности на метр. Это не очень большая мощность, позволяющая держать кабель включенным постоянно на протяжении всего морозного периода. При этом важно помнить, что ресурс греющего материала ограничен, и лучше сразу установить термостат, чтобы кабель не был включен, когда в этом нет необходимости, то есть когда температура воздуха стала выше нуля.

  • Как устроены и работают датчики утечки газа
  • Как делают интегральные микросхемы
  • Цифровой микроскоп — устройство и принцип работы, разновидности микроскопов

Надеюсь, что эта статья была для вас полезной. Смотрите также другие статьи в категории Электрические приборы и устройства

Подписывайтесь на наш канал в Telegram: Домашняя электрика

Поделитесь этой статьей с друзьями:

Активное и реактивное сопротивление кабеля

Передача электроэнергии от источника до электроустановок осуществляется с помощью проводов и кабелей. Неизбежные потери энергии связаны с наличием сопротивления протекающему электрическому току, что характерно для всех металлических токопроводящих жил. При использовании постоянного тока сопротивление кабелей имеет только активную (омическую) компоненту. В случае переменного тока необходимо учитывать как активную, так и реактивную составляющие сопротивлений.

Разнообразие кабелей

Кабель и провод

Часто оба эти термина используются как синонимичные для обозначения похожих видов электротехнической продукции. Однако некоторая разница всё-таки имеется. На картинке ниже продемонстрировано, чем отличаются кабеля и изолированные провода друг от друга.

Разница между кабелем и проводом

Провод состоит из одной токопроводящей жилы, которая может быть моножилой, либо набором тонких жил, сплетённых в одно целое. Провод имеет защитное, диэлектрическое покрытие. Кабель — это несколько проводов, сгруппированных под общей изоляционной оболочкой.

Общепринятая терминология приведена в разделе 2 ПУЭ (данная аббревиатура означает «Правила устройства электроустановок»). Она касается:

  • проводов;
  • токопроводов;
  • кабельных линий напряжением от 0 до 220 кВ;
  • воздушных линий электропередач до 1 кВ и выше 1 кВ.

Активное сопротивление

В качестве исходных проводников для изготовления токопроводящих жил могут использоваться различные металлы. При производстве массовой кабельной продукции чаще всего применяются:

  • Медь.
  • Алюминий.
  • Сталеалюминевые комбинации.

Однонаправленный ток в металлах создаётся свободными электронами под действием приложенного электрического поля. Беспрепятственное движение электронов ограничивается атомами и ионами кристаллической решётки, которые непрерывно совершают тепловые колебания. Дополнительное сопротивление могут оказывать структурные дефекты и примеси. Потеря электрической энергии электронами приводит к тепловому нагреву металла.

Чем обусловлено сопротивление в металлах

Активное или омическое сопротивление проводов определяется по формуле:

Формула омического сопротивления

  • ρ — удельное сопротивление металла (Ом*мм 2 /м);
  • l — длина провода (м);
  • S — сечение провода (мм 2 ).

Формула для вычисления площади сечения одной жилы кабеля.

Удельное сопротивление металлических проводников можно узнать из справочной литературы.

Удельные сопротивления некоторых металлов

Полезной величиной, используемой на практике, является удельное активное сопротивление равное сопротивлению 1.0 км кабеля. Для некоторых часто применяемых марок этот параметр равен:

  • Провод АС 70 (одна стальная жила, обвитая алюминиевой проволокой) —0.42 Ом/км.
  • Провод АПвП (алюминиевая токопроводящая жила) — 0.160 Ом/км.
  • Кабель 1х70 (медная жила) — 0.28 Ом/км.
  • Провод СИП-3 1х50 (самонесущий изолированный провод с сечением 50 мм 2 ) — 0.923 Ом/км.

Физика активного электросопротивления

Определение индуктивного сопротивления

Полное сопротивление электрического кабеля при его использовании в электроцепях постоянного тока складывается из омических сопротивлений проводов, входящих в его состав. При работе с переменным током возникает реактивное сопротивление, которое разделяется на емкостное и индуктивное. Полное сопротивление — это корень квадратный из суммы квадратов этих составляющих. Графически оно отображается гипотенузой прямоугольного треугольника, катетами которого являются активное и реактивное сопротивление кабелей.

Определение полного электросопротивления

Для кабелей существенно индуктивное сопротивление. Физический механизм его возникновения заключается в том, что движущиеся электроны создают магнитное поле. При постоянном токе магнитное поле не меняется. Но как только происходит периодическое изменение тока, возникает эффект самоиндукции, открытый английским физиком М. Фарадеем. Самоиндукция тормозит ток, то есть, появляется дополнительная составляющая сопротивления.

Механизм возникновения индуктивного электросопротивления

Значение индуктивного сопротивления зависит от нескольких параметров:

  • Расстояния между электропроводами.
  • Диаметра электропровода (жилы).
  • Величины тока.
  • Частоты.

Определить величину реактивного сопротивления кабельной линии можно с помощью формул, учитывающих данные факторы. Чтобы быстро определить активное и реактивное сопротивление провода или кабеля, понадобится таблица с указанием основных характеристик самых распространенных видов электрокабелей.

Таблица активных и реактивных электросопротивлений

Зачастую возникает необходимость в определении индуктивного сопротивления кабельной линии определенной протяженности. В данном случае следует воспользоваться довольно простой формулой:

Формула электросопротивления

ХL определяется с помощью такой формулы:

Определение индуктивного электросопротивления

Чтобы самому не напрягаться с расчетом сопротивления, можно воспользоваться онлайн-калькулятором.

Греющий кабель

Интересной разновидностью кабельной продукции является греющий кабель (ГК). Его целевое назначение — эффективное преобразование электрической энергии в тепловую. Ток, проходя по всей длине кабеля, равномерно нагревает кабельное пространство. Примеры применения ГК:

  • Тёплые полы.
  • Системы подогрева бетона в осенне-зимний период.
  • Антиоблединительные системы, предотвращающие сходы льда и снега в жилищно-коммунальном хозяйстве.
  • Подогрев почвы в теплицах.

Сопротивление греющего кабеля можно легко измерить обычным мультиметром, имеющим такую опцию. Одним из паспортных параметров ГК является выделяемая тепловая мощность на погонный метр. Зная общую длину уложенного ГК, можно вычислить общую выделяемую мощность Р по общеизвестной формуле:

Формула мощности

Из этой формулы можно найти сопротивление:

Определение сопротивления

Если измеренное сопротивление ГК близко к тому, что рассчитано с помощью формулы, то в целостности и работоспособности кабеля можно не сомневаться.

Греющий кабель

Пользуясь формулой сопротивления, можно рассчитать сечение кабеля. Такой расчет необходим в связи с тем, что электропроводка является наиболее уязвимым местом в системе, обеспечивающей электроэнергией дома. Если сечение кабеля не будет соответствовать мощности электроприборов, то это может стать причиной довольно серьезных последствий. Ведь чем меньше диаметр провода, тем выше его сопротивление и, следовательно, провод будет нагреваться сильнее. Выделяемое тепло спровоцирует повреждение изоляции, что в свою очередь может стать причиной выхода из строя домашней проводки и даже пожара.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *