Выбор сечения кабеля

Выбор сечения кабеля

Источник: Wind and Sun Ltd
Перевод: «Ваш Солнечный Дом»

По кабелям, соединяющим инвертор и аккумуляторные батареи, протекает очень большой ток. Поэтому необходимо правильно выбрать сечение кабеля исходя из максимальных токов, которые может потреблять инвертор. Очень важно, чтобы соединения были надежными и имели малое сопротивление.

Для того, чтобы минимизировать падение напряжения в проводах между аккумуляторной батареей и, тем самым, увеличить эффективность использования инвертора, кабель должен быть достаточно толстым и максимально коротким.

Рекомендуемое сечение кабеля для длины 2 м:

Сечение кабеля от АБ до инвертора (длина 2 м)
Мощность инвертора, Вт Напряжение АБ, В
12 24 48
150 10 мм2 6 мм2
250 16 мм2 6 мм2
500 35 мм2 10 мм2
1000 50 мм2 25 мм2
1500 50 мм2 35 мм2
2000 70 мм2 50 мм2
2500 95 мм2 70 мм2 50 мм2
3000 95 мм2 50 мм2
3500 95 мм2 70 мм2
4500 70 мм2

Во многих инструкция к оборудованию, произведенному в Америке или для американского рынка, упоминаются размеры проводов в калибре AWG (American Wire Gauge). Ниже приведена таблица для перевода AWG в метрическую систему измерений.

Преобразование American Wire Gauge в мм2
AWG Максимальный ток на 1 проводник, А Сечение, мм2
20 7 0.52
18 10 0.82
16 15 1.31
14 20 2
12 25 3.31
10 40 6.68
8 65 8.37
6 95 13.3
4 125 21.15
2 170 33.62
1 195 42.41
1/0 230 53.5
2/0 265 67.43
3/0 310 85
4/0 360 107.2
250 405 126.7
300 445 152
500 620 253.4
750 785 300.66
1000 935 506.7

Для того, чтобы рассчитать необходимое сечение провода для конкретной установки, нужно знать мощность инвертора или зарядного устройства, или максимальный протекающий ток через эти провода. Также нужно знать расстояние от АБ до инвертора и напряжение постоянного тока в системе.

Обычно, большинство систем с напряжением 12В работает при напряжении в диапазоне от 11 до 12 В. Но, если это возможно, нужно выбирать кабель таким образом, чтобы падение напряжения в проводах было не более 2%, т.е. не более 0,25В. (См. Таблицу 2.)

Можно воспользоваться следующей формулой для выбора сечения провода:
R = E / I x L

R = удельное сопротивление провода в Ом/м

E = максимально допустимое падение напряжение в проводе, В

I = пропускаемый ток, А

L = общая длина кабеля в системе в метрах (умножить на 2 для положительного и отрицательного провода).

Например:

Нагрузка мощностью 60 Вт (ток будет равен 60/12 = 5A) находится на расстоянии 10 м от АБ напряжением 12В. Максимально допустимое падение напряжения составляет 2% (0.25 В):

R = 0.25 В / [(5 A)x(20м)]  =  0.0025 Ом/м.

Удельное сопротивление провода должно быть меньше 0.0025 Ом/м. Из Таблицы 1 получаем минимальное сечение провода 6 мм2. Чем толще провод, тем меньше будет потерь при передаче энергии от АБ к нагрузке.

В более высоковольтных системах падение напряжения не так сильно сказывается на работе — так, для системы с напряжением 48 В те же допустимые 2% составляют уже 1 В, и для передачи одинаковой мощности требуется провод меньшим сечением.

Таблица 1

Сечение провода Максимальный допустимый ток, А Сопротивление
Количество проводов в кабеле Cable Clipped Direct To Open Surface Ом/м
мм2 2-жильный 3-жильный 2-жильный 3-жильный на жилу
1.0 11 9 12 10 0.018
1.5 13 12 15 13 0.012
2.5 18 16 21 18 0.0074
4.0 24 22 27 24 0.0046
6.0 30 27 35 30 0.0031
10.0 40 37 48 41 0.0018
16.0 53 47 64 54 0.0012
25.0 60 53 71 62 0.00073
35.0 74 65 87 72 0.00049

Таблица 2

Максимальная длина кабеля (в метрах) от источника энергии до потребителя при падении напряжения меньше 2% для 12В систем.

Сечение кабеля (мм2)
Ток, А 1 1.5 2.5 4 6 10 16 25 35 50 75 100
1 7 10.91 17.65 28.57 42.86 70.6 109.1 176.5 244.9
2 3.53 5.45 8.82 14.29 21.4 35.3 54.5 88.2 122.4 171.4
4 1.76 2.73 4.41 7.14 10.7 17.6 27.3 44.1 61.2 85.7 130.4
6 1.18 1.82 2.94 4.76 7.1 11.7 18.2 29.4 40.8 57.1 87 117.6
8 0.88 1.36 2.2 3.57 5.4 8.8 13.6 22 30.6 42.9 65.25 88.2
10 0.71 1 1.76 2.86 4.3 7.1 10.9 17.7 24.5 34.3 52.2 70.6
15 0.73 1.18 1.9 2.9 4.7 7.3 11.8 16.3 22.9 34.8 47.1
20 0.88 1.43 2.1 3.5 5.5 8.8 12.2 17.1 26.1 35.3
25 1.14 1.7 2.8 4.4 7.1 9.8 13.7 20.9 28.2
30 1.4 2.4 3.6 5.9 8.2 11.4 17.4 23.5
40 1.8 2.7 4.4 6.1 8.5 13 17.6
50 2.2 3.5 4.9 6.9 10.4 14.1
100 1.7 2.4 3.4 5.2 7.1
150 2.3 3.5 4.7
200 2.6 3.5

Для систем с 24 или 48В длина кабеля может быть в 2 или 4 раза больше. Для напряжения 220В длина может быть в 20 раз больше.

Еще полезные параметры:

  • Плотность меди — 8,93*103кг/м3;
  • Удельный вес меди — 8,93 г/cм3;
  • Удельная теплоемкость меди при 20oC — 0,094 кал/град;
  • Температура плавления меди — 1083oC ;
  • Удельная теплота плавления меди — 42 кал/г;
  • Температура кипения меди — 2600oC ;
  • Коэффициент линейного расширения меди
  • (при температуре около 20oC) — 16,7 *106(1/град);
  • Коэффициент теплопроводности меди — 335ккал/м*час*град;
  • Удельное сопротивление меди при 20oC — 0,0167 Ом*мм2/м;

Сопротивление кабелей нормируется ГОСТ 22483-77 ЖИЛЫ ТОКОПРОВОДЯЩИЕ МЕДНЫЕ И АЛЮМИНИЕВЫЕ ДЛЯ КАБЕЛЕЙ, ПРОВОДОВ И ШНУРОВ

Похожие записи

  • 83
    Аккумуляторные батареи Основы: аккумуляторы Много полезной информации содержится в разделе "Библиотека" Зачастую представляет определенные трудности использовать напрямую энергию, генерируемую солнечными, ветровыми или микрогидроэлектрическими установками. Поэтому электричество обычно сохраняется в специальных аккумуляторных батареях для последующего использования. Эти батареи очень часто работают…
    Метки: аккумулятор, энергии, аккумулирование
  • 80
    Технологии аккумулирования энергии в системах автономного электроснабжения По материалам сайта:modernoutpost.com В этой заметке содержатся общие советы по выбору аккумуляторов для систем с возобновляемыми источниками энергии. В заметке затронуты 3 основные технологии: литий-ионные, никель-металл-гидридные и свинцово-кислотные (AGM, или Gel). Мы постараемся…
    Метки: аккумулятор, энергии, аккумулирование
  • 63
    Основные характеристики аккумуляторов Для безопасной эксплуатации аккумуляторных батарей необходимо придерживаться следующих правил: Не создавать цепь короткого замыкания между клеммами батареи, поскольку значительный ток короткого замыкания заряженной батареи способен расплавить контакты клемм и нанести термический ожог. Не хранить аккумуляторные батареи в…
    Метки: аккумулятор, энергии, ток, аккумулирование
  • 59
    Типы свинцово-кислотных аккумуляторов Серийный выпуск и массовая эксплуатация свинцово-кислотных аккумуляторных батарей были начаты еще в конце 19 века. В начале 20 века они начали широко применяться в автомобилях, развивая далее сферу своего применения, легко перешагнули рубеж тысячелетия и до сих…
    Метки: аккумулятор, энергии, аккумулирование
  • 53
    Техническая спецификация AGM аккумуляторных батарей Leoch Вы можете посмотреть основные параметры аккумуляторных батарей в таблице ниже; по соответствующим ссылкам можно скачать спецификации на эти АБ (грузятся pdf файлы с характеристиками аккумуляторов с сайта производителя, на английском языке). Цены на батареи…
    Метки: аккумулятор, аккумулирование, энергии
  • 52
    Какой тип аккумулятора выбрать - AGM, гелевый или с жидким электролитом? Определяющими факторами при выборе аккумуляторных батарей для вашей системы являются цена, условия, при которых будет работать батарея (температура, условия обслуживания, наличие специального помещения и т.п.), а также ожидаемый срок…
    Метки: энергии, аккумулятор, аккумулирование

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *