Сечение кабеля для систем постоянного тока

Поделиться ссылкой на статью

Обновлено 15 января, 2024

Рекомендованное сечение проводов для солнечных электростанций

Сечение провода в системах с солнечными батареями и аккумуляторами выбирается по 2 параметрам — по максимально допустимому току для кабеля, и по допустимому падению напряжения на кабеле. При этом сечение кабеля, выбранное по допустимому падению напряжения обычно в 2 раза больше, чем минимально допустимое по току. Мы подготовили рекомендации по подбору правильного сечения кабелей для солнечных электростанций. Эта информация будет полезна тем, кто собирается монтировать станцию своими силами. 

Рекомендуем не экономить на проводах, выбирать кабель не только достаточного сечения, но и по условиям эксплуатации. Каждая марка кабеля имеет свою область применения, необходимо строго соблюдать рекомендации по выбору марки и сечения кабеля для того, чтобы они служили долго и не стали причиной пожара или выхода из строя дорогостоящего электронного оборудования системы электроснабжения.

В интернете существует множество программ для расчета сечения кабеля по различным критериям. Сечение кабеля зависит от его марки, способа прокладки, количества проводов в кабеле, и, конечно же, его длины.

сечение кабеля для солнечных электростанцийОсобенностью выбора сечения кабеля для аккумуляторов является то, что напряжение в системе относительно низкое, и каждый вольт падения напряжения на кабеле сильно влияет на эффективность работы инверторов и контроллеров, а также на точность режимов заряда-разряда аккумуляторов. Дело в том, что практически во всех контроллерах и инверторах измерение напряжения проводится в самом электронном устройстве, поэтому всегда есть погрешность измерения. Эта погрешность будет больше, если падение напряжения на кабеле изменяется в широком диапазоне в зависимости от загрузки. Более того, если кабель выбран совсем неправильно, это может приводить к защитному отключению инвертора по падению напряжения на аккумуляторе даже при мощностях меньших, чем номинальная.

В батарейных мониторах, где нужна высокая точность определения напряжения на аккумуляторе, применяются специальные сигнальные провода для измерения напряжения непосредственно на аккумуляторной батарее.

От правильности выбора сечения проводов зависит надёжность, эффективность и безопасность работы всей системы. Для выбора сечения кабеля нужно знать:

  1. токи, протекающие через кабель — максимальный и номинальный
  2. постоянный или переменный ток протекает через кабель
  3. сколько жил у кабеля
  4. напряжение в системе
  5. способ прокладки (в помещении или снаружи, скрытая или открытая прокладка кабеля, подверженность воздействию влаги и ультрафиолета, и т.п.)
  6. материал кабеля (медь или алюминий)

Вы можете воспользоваться онлайн калькуляторами сечения кабеля

  1. Расчёт сечения проводов
  2. Расчет потери напряжения на кабеле в зависимости от его сечения и мощности/тока.
  3. Калькулятор расчета сечения кабеля по мощности и току
  4. Калькулятор электрического кабеля
  5. Калькулятор расчета сечения кабеля по мощности или току

Также, есть приложения для смартфонов. Например,

Как рассчитать необходимое сечение кабеля по длине и мощности?

sechenie kabelya сечение кабеляРасчет сечения кабеля по длине предполагает, что владелец заранее определил, какое количество метров проводника потребуется для электропроводки. Например, для соединения инвертора и аккумуляторной батареи обычно достаточно длины кабеля 1-2 м.  Для расчета потребуются данные:

  • L – длина проводника, м. Для примера взято значение 1 м.
  • ρ – удельное сопротивление материала (медь или алюминий), Ом/мм2·м: 0,0175 для меди и 0,0281 для алюминия.
  • I – номинальная сила тока, А.

Шаг 1. Определить номинальную силу тока по формуле:

I = P  / U ,

где P – мощность инвертора в ваттах,  U – номинальное напряжение АБ, В,
Шаг 2. Определить сечение проводника. Для этого нужно воспользоваться формулой (2):

R = ρ · L/S.

Потеря напряжения по длине проводника должна быть не более 2%:

dU = 0,02 · U.

Потери напряжения dU = I · R, отсюда R = dU/I , Ом. Тогда сечение проводника должно быть не меньше:

S = ρ · L/R .

Пример. Для инвертора мощностью 3 кВт, 24В, допустимой потери напряжения 1% и длины кабеля 1 м минимальное сечение кабеля должно быть 10 мм2.

Однако этот расчет произведен для голого проводника. При расчетах сечения кабеля специалист должен также учитывать методы прокладки кабеля: в лотках, пучками и т.п.
Кроме того, величины из таблиц о допустимых токовых нагрузках должны быть откорректированы следующими снижающими коэффициентами:

  • поправочный коэффициент, соответствующий сечению кабеля и расположению его в блоке;
  • поправочный коэффициент на температуру окружающей среды;
  • поправочный коэффициент для кабелей, прокладываемых в земле;
  • поправочный коэффициент на различное число работающих кабелей, проложенных рядом.

Для проводов в изоляции существует таблица максимально допустимых токов в зависимости от типа изоляции и количества проводников в кабеле.

image013 сечение кабеля

Видим, что минимальное значение для тока 125А для одножильного кабеля должно быть не менее 25мм2.

Минимальное сечение кабеля для двухжильных кабелей в зависимости от тока и материала проводника

Сечение жилы провода, мм2 Медные жилы Алюминиевые жилы
  Ток, А Ток, А
0.5 6  
0.75 10  
1 14  
1.5 15 10
2 19 14
2.5 21 16
4 27 21
6 34 26
10 50 38
16 80 55
25 100 65
35 135  
50 175  
70 215  
90 260  
120 300  

 

Рекомендуемое сечение кабеля для длины 2 м в зависимости от мощности инвертора и напряжения АБ

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
inverter cable table сечение кабеля
Рекомендованное сечение кабеля между аккумулятором и инвертором

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.

сечение кабеляВо 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

Еще полезные параметры для расчета параметров «падение напряжения» и «сечение кабеля»

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

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

Кабель для соединения инверторов и аккумуляторов  и специальные «солнечные» провода  можно купить у нас в Интернет-магазине

Использовались материалы: Wind and Sun Ltd

Эта статья прочитана 66695 раз(а)!

Продолжить чтение

  • 10000
    Соединение солнечных панелей - 2 важных правилаКак правильно соединять солнечные модули в солнечную батарею? Для увеличения мощности солнечной батареи несколько фотоэлектрических модулей соединяют последовательно и/или параллельно. Увеличение мощности солнечной батареи позволяет больше использовать экологически чистую солнечную энергию для питания различных потребителей электроэнергии. Очень часто наши клиенты…
  • 10000
    Основы безопасности электроустановок DCАвтоматы, предохранители, DC отключатели Важность использования основного отключателя постоянного тока Большинство инверторов и даже некоторые контроллеры заряда имеют внутри очень большие конденсаторы. Когда вы подключаете аккумуляторную батарею к большому инвертору или контроллеру заряда, часто в течение доли секунды происходит значительное…
  • 10000
    Путеводитель по теме "Системы электроснабжения"Резервное электроснабжение Автономное электроснабжение Системы с солнечными батареями Библиотека См. также полную карту нашего сайта со списком всех статей. Купить готовые системы электроснабжения вы можете у нас, мы бесплатно подберем вам комплект оборудования, если вы заполните "Форму заявки" Примеры комплектации…
Реклама

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *