Провод для электродвигателей АИР

Кабель для подключения электродвигателя

Какой кабель нужен для подключения электродвигателя? Это зависит от мощности двигателя, напряжения электросети, в которой он работает, а также условий прокладки кабеля. В этой статье будет показано, как выбирать кабель для подключения электродвигателя 380 В.

На примере покажем, как проводить расчет сечения кабеля для подключения электродвигателя. Допустим, у нас есть двигатель типа АИР200М2, работающий в сети 380 В. Мощность двигателя 37 кВт. Необходимо подобрать кабель АВБШв, который будет проложен в траншее вместе с двумя другими кабелями расположенными в одной плоскости (расстояние между кабелями в свету 100 миллиметров), на глубине 0.7 м, длина – 150 м, температура грунта 20°С. Почва песчано-глинистая.

Используя данные из таблицы, определяем длительно допустимый ток:

В таблице 21 ГОСТ 31996-2012, в соответствии с которым изготавливается кабель АВБШв, находим сечение кабеля, при котором допустимая токовая нагрузка не ниже, чем Iрасч. Для данного кабеля, проложенного в земле, минимально допустимое сечение получается равным 16 мм² (Iд.т. = 77 А > Iрасч. = 70 А).

Однако ещё нужно учесть поправочные коэффициенты, которые могут изменять значение Iд.т.:

Коэффициент k1 зависит от температуры среды, в которой проложен кабель, и равен 0.96 (при 20°С). Коэффициент k2 зависит от удельного сопротивления земли, для песчано-глинистой почвы равен 1.05. Коэффициент k3 зависит от количества проложенных кабелей (у нас 3) и расстояния между ними (у нас 100 мм) и в нашем случае равен 0.85. Зная соответствующие данные, подставляем их в форму и производим расчет:

Так как условия с учетом дополнительных условий не выполняются, то выбираем следующий номинал по сечению (25 мм²) и производим расчёт для него:

Далее необходимо произвести расчет и сравнить допустимую потерю напряжения ∆U для электродвигателя и для кабеля. Стоит отметить, что расчетное падение напряжения для кабеля должно быть меньше, чем у двигателя, в противном случае необходимо использовать кабель с большим сечением. Падение напряжения для двигателя составляет 5% (0,05) от номинального напряжения, при котором он работает, то есть:

∆U = 380*0,05 = 19 В

Рассчитаем ∆U для кабеля сечением 25 мм²:

где Iрасч – расчетный ток,

L – длина кабеля в км,

r0 и x0 – соответственно активное и индуктивное сопротивление (таблица),

cosф – коэффициент мощности двигателя,

sinф вычисляется исходя из значения cosф, исходя из условия, что сумма квадратов косинуса и синуса равна единице.

Поскольку ранее выбранное сечение не удовлетворяет нашим условиям, берём кабель сечением 35 мм² и рассчитываем ∆U для него:

Вычисляем потерю напряжения при пуске двигателя для данного кабеля:

Значения cosф = 0.3 и sinф = 0.95 – средние значения, наблюдаемые при пуске двигателя. Коэффициент kпуск = 0.75 определяется характеристиками двигателя.

Минимальное напряжение, при котором возможен пуск двигателя, составляет 70% (0.7) напряжения сети при лёгких условиях пуска (длительность 0.5-2 секунд) и 80% (0.8) при тяжёлых (5-10 секунд).

В нашем случае длительность пуска 10 секунд, потому пуск возможен при:

Uост >= 0.8 * 380 = 304 В.

Для нашего кабеля (сечение 35 мм²) Uост = 380 — 44.71 ≈ 335 В > 304 В, то есть условие выполняется.

Питающий кабель для электродвигателей АИР

Правильный выбор сечения кабеля питающей сети – краеугольный камень успешной работы любого промышленного предприятия, где используются электрические машины, среди которых львиную долю составляют электродвигатели АИР.

«Слабая» электрическая проводка может привести к перегрузке и аварийным отключениям двигателя. Кроме того, это небезопасно и чревато несчастными случаями на производстве – перегрев провода, плавление изоляции, короткое замыкание и пожар!

А с другой стороны, излишне толстое сечение кабеля – неразумная трата бюджета, а ведь в экономике важен расчет и планирование.

Заказать электродвигатель по телефону

Факторы, влияющие на выбор провода

Выбор токоведущего проводника зависит от нескольких критериев, среди которых:

• Материал проводника (медь или алюминий);
• Общая длина кабеля проводки (важный параметр ввиду токовых потерь);
• Токовая нагрузка (зависит от общей потребляемой мощности);

Медный проводник имеет ряд преимуществ по сравнению с алюминиевым – выше проводимость, гибкость, прочность, меньшая подверженность окислению. Стоимость меди выше, но плюсы медной проводки неоспоримы.

Мы остановимся на методике определения сечения кабеля по токовой нагрузке – наиболее актуальная схема для промышленности, где используются двигатели АИР. Используем следующую формулу для трехфазной сети 380 В.

• I – ток, протекающий в проводнике
• P – потребляемая мощность
• U – напряжение питания
• cos⁡φ – выберем равным 0,7

Расчет сечения кабеля

Допустим, на производстве используются три двигателя АИР180М4 30 кВт, 3000 об/мин, приводящие насосное оборудование, и два двигателя АИР132М6 по 7,5 кВт, 1000 об/мин которые приводят в движение конвейер. Суммарная потребляемая мощность (при одновременной работе всех электродвигателей АИР)

30х3+7,5х2 =105 кВт

Таким образом, путем несложных расчетов выясняем величину тока. Она составляет

Далее используем табличные данные ГОСТ 31996—2012 «КАБЕЛИ СИЛОВЫЕ С ПЛАСТМАССОВОЙ ИЗОЛЯЦИЕЙ»

Сечение медных жил кабеля двигателя, мм.кв.	25	35	50	70	95	120	150	185
Допустимый длительный ток, А	95	120	145	180	220	260	305	350

 Итак, необходимо выбрать кабель с сечением медных жил не менее 95 мм 2 , ведь двигатели АИР180М4 и АИР132М6 должны непрерывно работать в течение 8-часовой рабочей смены, а может и дольше.

Следует также учесть поправки на температуру окружающей среды, на прокладку сети питания в земле/бетонных перекрытиях/воздухе и некоторые другие. Поэтому необходимо остановиться на площади сечения 100-105 мм2.

Электродвигатель	Мощность, кВт	Сила тока, А	Медный провод		Алюминиевый провод
			Диаметр жилы, мм	Макс ток, А	Диаметр жилы, мм	Макс ток, А
АИР71В2	1,1	2,55	1,12	14	1,59	14
АИР80А4		2,75
АИР80В6		3,05
АИР90LB8		3
АИР80А2	1,5	3,3
АИР80В4		3,52
АИР90L6		4,1
АИР100L8		4
АИР80В2	2,2	4,6
АИР90L4		5
АИР100L6		5,6
АИР112МА8		6,16
АИР112МВ8	3	7,8
АИР112МА6		4
АИР100S4		6,8
АИР90L2		3,3
АИР100S2	4	7,9
АИР100L4		8,5
АИР112МВ6		9,1
АИР132S8		10,5
АИР100L2	5,5	10,7
АИР112М4		11,3
АИР132S6		12,3
АИР132М8		13,6
АИР112M2	7,5	14,7	1,38	15	1,78	16
АИР132S4		15,1	1,59	19
АИР132М6		16,5			2,26	21
АИР160S8		18
АИР132M2	11	21,1	2,26	27	2,76	26
АИР132М4		22,2
АИР160S6		23
АИР160М8		26		3,57	38
АИР160S2	15	30	2,76			34
АИР160S4		29
АИР160М6		31
АИР180М8		31,3
АИР160M2	18,5	35	3,57			50
АИР160M4		35
АИР180М6		36,9
АИР200М8		39		4,51	55
АИР180S2	22	41,5
АИР180S4		42,5
АИР200М6		44
АИР200L8		49,5
АИР180M2	30	55,4	4,51	80	5,64	65
АИР180M4		57
АИР200L6		59,6
АИР225М8		62,2

Заниженное сечение жил приводит к затруднённому запуску электродвигателя и перегреву кабеля, вплоть до его повреждения, избыточное сечение — к лишним затратам.

Какие марки кабеля лучше всего использовать для подключения двигателя?

Подбирая марки кабелей для питания асинхронных электрических двигателей, учитывают условия, в которых они будут работать. Для обеспечения питания передвижных электроустановок, которые часто перемещаются между объектами строительства или других работ, предпочтение следует отдавать гибким маркам кабельной продукции. Существует ряд механизмов, приводимых асинхронными электродвигателями, которые в процессе работы совершают постоянные перемещения. Например, кран-балки, электротали и другая грузоподъёмная техника. Электропривод таких механизмов подключается к электросети только гибкими медными кабелями с резиновой изоляцией. Токовые жилы гибких кабелей набраны пучками тонкой медной проволоки, поэтому выдерживают многократные изгибы.

Наиболее подходящие и популярные марки для таких двигателей КГ, КПГС, КПГ1У

Для прокладки в земле целесообразно выбрать бронированный кабель (например, ВБШв или АВБШв), чтобы исключить возможность его случайного повреждения в твёрдом грунте. Допускается прокладка в траншеях с подушкой из песка кабелей в ПВХ оболочке. Эти типы кабелей могут прокладываться и в лотках.

Как рассчитать сечение кабеля для электродвигателя?

В общем случае выбор сечения и марки кабеля для подключения двигателя входит в задачи проектирования. Ввод нового объекта, ремонт или реконструкция уже эксплуатирующегося, выполняются в соответствии с проектом. Проектировщики в своей работе учитывают различные факторы, влияющие на результаты выбора:

• мощность подключаемого электродвигателя;
• материал токопроводящих жил кабеля;
• длину питающей кабельной линии;
• вид кабельной трассы и способ прокладки.

Кроме этого, проверяется термическая стойкость кабеля при протекании ударного тока короткого замыкания в течение времени срабатывания защит.

Упрощенные методы расчета сечения для двигателя

Для самостоятельного подбора кабеля для трёхфазного двигателя можно пользоваться приближёнными методами. Для оценки величины номинального тока трёхфазного электродвигателя напряжением 380 вольт нужно мощность двигателя, выраженную в киловаттах умножить на два. Полученное значение приблизительно соответствует рабочему току в амперах. Как правило, оно несколько больше фактического значения, что создаёт определённый запас. Если есть возможность, то значение тока стоит уточнить на шильдике двигателя.

Шильдик двигателя

По одной из таблиц, приведённых в ГОСТ или Правилах Устройства Электроустановок, подбирается требуемое сечение, соответствующее найденному значению тока. Нужная таблица выбирается с учётом материала жил и метода прокладки проводников. Полученное сечение соответствует условиям нагрева при длительном протекании заданной величины тока. Если кабель предполагается прокладывать во взрывоопасной зоне категории В – 1а, расчётное значение тока умножается на поправочный коэффициент 1,25.

При большой протяжённости питающего кабеля (более 70 – 100 метров) может происходить существенное падение напряжения. Расчёт величины падения напряжения проводится для значения пускового тока.

Для очень грубой оценки при выборе кабеля по мощности двигателя в «полевых условиях» допустимо применять правило: одному киловатту мощности соответствует 1 мм 2 сечения кабельной жилы. Во всяком случае, при мощности электродвигателя до 50 кВт включительно, такой способ выбора допустим.

В случае необходимости этот принцип может быть использован при подборе моторного кабеля для питания асинхронного двигателя от частотного преобразователя.

Выбор сечения кабеля по мощности двигателя

В качестве примера выполним расчёт сечения кабеля для подключения асинхронного электродвигателя напряжением 380 вольт.

Исходные данные: мощность электродвигателя — 30 кВт, коэффициент мощности 0,86, кпд 0,9. Прокладка кабеля предполагается в траншее. Марка кабеля АВВГ.

Рассчитаем величину номинального тока двигателя, который будет принят в качестве длительно допустимого при выборе кабеля:

Отмечаем совпадение с результатами грубой оценки величины тока по методике, приведённой выше (30х2 = 60 А).

Теперь определим требуемое сечение алюминиевой жилы по ГОСТ 31996 – 2012. Интересующие нас данные находятся в таблице 21, в соответствии с которыми сечение многожильного кабеля, обеспечивающего длительное протекание переменного тока 59 ампер должно составлять 10 мм 2 при подземной прокладке. Данные в этом столбце таблицы относятся к трёхжильным кабелям.

Таким образом, может быть выбран кабель АВВГ 3х10 мм 2 . В сноске к таблице имеется уточнение, касающееся применения поправочного коэффициента 0,93 для кабелей с четырьмя жилами одинакового сечения с нагрузкой на каждой из них. В случае, когда нагрузкой служит трёхфазный асинхронный двигатель, поправку можно не применять, даже если кабель четырёхжильный, так как нулевой провод не несёт нагрузку. Четвёртая жила кабеля окажется загруженной только при подключении распределённой по трём фазам однофазной нагрузки.

Для дополнительной проверки выбора сечения можно воспользоваться таблицей 1.3.7 из Правил Устройства Электроустановок. Нас интересует последний столбик, где приведены длительно допустимые значения токов для трёхжильных кабелей, проложенных в земле. Ближайшим значением, равным или большим величине тока нагрузки является 70 ампер. Данному значению соответствует сечение 10 мм 2 . То есть, данные в основном совпадают, хотя таблица из ПУЭ допускает несколько большую загрузку кабеля.

Возврат к списку