Статья:

Выбор сечения медного провода по его эффективности

Конференция: XLVI Студенческая международная заочная научно-практическая конференция «Молодежный научный форум: технические и математические науки»

Секция: Технические науки

Выходные данные
Бекетова Н.А., Мартынова Т.В. Выбор сечения медного провода по его эффективности // Молодежный научный форум: Технические и математические науки: электр. сб. ст. по мат. XLVI междунар. студ. науч.-практ. конф. № 6(46). URL: https://nauchforum.ru/archive/MNF_tech/6(46).pdf (дата обращения: 21.10.2018)
Лауреаты определены. Конференция завершена
Эта статья набрала 28 голосов
Мне нравится
Дипломы
лауреатов
Сертификаты
участников
Дипломы
лауреатов
Сертификаты
участников
на печатьскачать .pdfподелиться

Выбор сечения медного провода по его эффективности

Бекетова Наталья Андреевна
студент второго курса УПС, РФ, Республика Бурятия, г Улан-Удэ
Мартынова Татьяна Владимировна
студент второго курса УПС, РФ, Республика Бурятия, г Улан-Удэ
Павлова Светлана Валерьевна
научный руководитель, преподаватель, Улан-Удэнский институт железнодорожного транспорта филиал ИрГУПС, РФ, Республика Бурятия, г. Улан-Удэ

 

Цель исследования: Проанализировать и выбрать наиболее эффективный медный провод по стандартным и расчётным характеристикам.

Задачи исследования:

1.  Изучить техническую и научную литературу.

2.  Сделать анализ и построить диаграммы характеристик.

3.  Выбрать наиболее эффективный провод.

Методы исследования:

1.  Аналитический.

2.  Теоретический.

3.  Экспериментальный.

Актуальность: На сегодняшний день проводов одного диаметра и материала множество, но по техническим характеристикам они отличаются по их эффективности.

 

Рисунок 1. Три разновидностей провода

 

Область применения: Провода ВВГ широко применяются в стационарных установках для передачи и распределения электроэнергии с напряжением от 0,66 до 1,0 кВ, при частоте 50 герц. Используется в жилых помещениях, а также промышленных зданиях, электростанциях, специализированные кабельные эстакады, распределительные и осветительные устройства, туннели, каналы, коллекторы и другие аналогичные участки.

1.2 Провод ПВ-1

Описание и технические характеристики провода ПВ 1

Применение. Провода ПВ 1 применяются для электрических установок при стационарной прокладке в осветительных и силовых сетях, а также для монтажа электрооборудования, машин, механизмов и станков на номинальное напряжение до 450 В, частотой до 400 Гц или постоянное напряжение до 1000 В. Провод марки и ПВ-1 предназначены для прокладки в стальных трубах, пустотных каналах строительных конструкций, на лотках и других для монтажа электрических цепей.

Конструкция.

Токопроводящая жила – у проводов марки ПВ-1 – медная, однопроволочная или многопроволочная, класса 1 – для сечений от 0,5 до 10 мм2 вкл., класса 2 – для сечений от 16 до 95 мм2 вкл. по ГОСТ 22483.

Технические характеристики.

·     Провода стойки к воздействию температуры окружающей среды от –50°С до +70°С.

·     Провода стойки к воздействию относительной влажности воздуха 100% при температуре +35°С.

·     Провода стойки к воздействию механических ударов, линейного ускорения, изгибов, вибрационных нагрузок, акустических шумов.

·     Радиус изгиба при монтаже – не менее 10 диаметров провода.

·     Гарантийный срок эксплуатации – 2 года со дня ввода проводов в эксплуатацию.

·     Срок службы проводов – не менее 15 лет

1.3 Провод ПВ 3.

Строение ПВ 3: Основой силового провода ПВ3 является многопроволочная медная жила. Выпускаются разновидности кабеля с сечением жилы от 0,5 до 240 мм2. Значение удельного сопротивления жилы при температуре окружающей среды, равной +20°С, не превышает 0,01724 Ом•мм2/м. Для организации заземления всегда применяется провод ПВ 3, изоляционная оболочка которого имеет зелено-желтую окраску. Сопротивление изоляции весьма высоко: оно составляет как минимум 10 кОм/км.

Сфера применения провода ПВ 3

Кабель силовой с медными жилами ПВ 3 благодаря своим преимуществам, которые были описаны выше, находит применение в самых разных областях. Он пригоден для передачи:

· переменного электротока: его напряжение может достигать 400 вольт, частота – 400 герц; – постоянного тока: его напряжение может достигать 1000 вольт. Провод ПВ 3 может прокладываться в бытовых, общественных, административных и иных помещениях. Широкое распространение получило использование провода в промышленности и сельском хозяйстве, не в последнюю очередь благодаря его высокой гибкости.

1.  Анализ и техническая характеристика проводов – ВВГ; ПВ 1;ПВ 3.

1.1 Провод ВВГ

Применение провода ВВГ считается наиболее безопасным и выгодным вариантом. Его защита гораздо лучше, чем у обычных проводов. При строительстве новых домов используется именно этот провод. Для подключения розеток сечение составляет 2,5 мм2, а для освещения – 1,5 мм2. Электрические плиты подключаются более мощным проводим, из расчета 1 мм2 на 2 кВт нагрузки.

Условия хранения: В первую очередь необходимо определиться с местом, сроками и условиями хранения кабельной продукции. Эти параметры тесно связаны между собой. Например, максимальный срок хранения проводов на открытых площадках составляет 2 года. Хранение под навесами достигает 5 лет, а в помещениях складов – 10 лет. Нижний конец должен быть выведен наружу сквозь отверстие и закреплен с помощью листовой жести. Верхний конец закрепляется на внутренней щеке барабана.

2.  Предложено три медных провода марки ВВГ, ПВ 1,ПВ 3.

2.1  Расчёт параметров провода марки ВВГ.

1.  Рассчитаем силу тока : I=[А]; I = = 4,25А

2.  Проводимость j= j=1/ 2=0,5 См.

3.  Мощность нагрузки  = R[Вт]; = 18,1*2= 36,13 Вт

4.  Мощность источника  = IE [Вт]; =4,25*9=38,25 Вт

5.  КПД цепи провода = *100% = *100% =36,13/38,25 *100% =94,5 %

6.  Расчёт сопротивления участка провода = [Ом]; =1,07 Ом.

7.  Площадь поперечного сечения проводника =3,14*1,56=4,9.

2.2 Расчёт параметров провода марки ПВ 1.

1.   Рассчитаем силу тока : I=[А]; I=8,5/1,6=5,3 А;

2.  Проводимость j=J=1/1,6=0,6 См.

3.  Мощность нагрузки  = R[Вт]; 28,09*1,6=44,94 Вт;

4.  Мощность источника  = IE [Вт]; =5,3*9=47,7 Вт;

5.  КПД цепи провода = *100% = *100% (44,94/47,7)*100%=94,2%

6.  .Расчёт сопротивления участка провода = [Ом]

=1,07 Ом;

7.  Площадь поперечного сечения проводника .3,14*1,56=4,9.

2. 3.Расчёт параметров провода марки ПВ 3

1.  Рассчитаем силу тока: I=[А]; I=5,8/2,2=2,6 А.

2.  Проводимость j=J=1/2,2=0,5 См.

3.  Мощность нагрузки  = R[Вт]; 6,76*2,2=18,9 Вт;

4.  Мощность источника  = IE [Вт]; =2,6*9=23,4Вт;

5.  КПД цепи провода = *100% = *100% (18,8/23,4)*100%=80,3%

6.  Расчёт сопротивления участка провода = [Ом]

=1,07 Ом;

7.  Площадь поперечного сечения проводника .

S=3,14*1,56=4,9 .

2.4 Заполним таблицу с расчётными и исходными данными

Таблица 1.

Расчётные и исходные данные

Марка провода

I, А

E ,В

Rизм ,Ом

J,См

,Вт

%

L,м

U,В

ВВГ

4,25

9

2,0

0,5

36,13

38,25

94,5

1,07

0,3

8,5

4,9

ПВ 1

5,3

9

1,6

0,6

44,94

47,7

94,2

1,07

0,3

8,5

4,9

ПВ 3

2,6

9

2,2

0,5

18,9

23,4

80,3

1,07

0,3

5,8

4,9

 

Построим диаграммы:

 

Рисунок 2. Мощность и КПД проводов

 

Рисунок 3. Расчётное и измерительное сопротивление проводов

 

Рисунок 4.ЭДС и напряжение проводов

 

Вывод: При анализе и выборе проводов, мы с помощью расчётных и стандартных параметров определили наиболее эффективные провода. Самый эффективный из них является провод ВВГ, так как при включении его в цепь КПД выше.

 

Список литературы:
1. Белоруссов Н.И. Электрические кабели, провода и шнуры Справочник (1988).
2. Попов В.С., С.А.Николаев. Общая электротехника с основами электроники. Издательство «Энергия», Москва, М-114. Шлюзовая наб.,10.
3. Скороходов Е.А.. Общетехнический справочник /, О-28 В.П. Законников, А.Б. Пакнис и др.; Под общ. ред. Е.А.Скороходова. – 4-е изд., исп. – М.: Машиностроение, 1990. – 496 с.:ил.– (Серия справочников для рабочих).