Выбор сечения медного провода по его эффективности

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

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.