Методика определения необходимого сечения кабеля питания

Выбор сечения кабеля питания К настоящему моменту разобрались с такими задачами, как — расчет архива системы видеонаблюдения, расчет времени автономной работы системы видеонаблюдения, определение необходимой пропускной способности канала для системы видеонаблюдения.

На уроках по проектированию системы видеонаблюдения, так же были рассмотрены программы полезные в проектировании систем видеонаблюдения — IP Video System Design Tool, VideoCad Starter.

Сегодня, перед тем как приступить к оформлению проектной документации еще один важный урок.

Выбор сечения кабеля питания оборудования системы видеонаблюдения

Необходимое сечение кабеля питания определяется по методике приведенной в статье — расчет сечения кабеля для слаботочных систем, т.е. следующим образом:

Расчет осуществляется по формуле:

S = 2 * p / (Uнач — Uкон) * I * L

  1. S – необходимое сечение кабеля (мм2);
  2. p – удельное сопротивление (Ом);
  3. Uнач – напряжение выдаваемое источником бесперебойного питания (Вольт);
  4. Uкон – напряжение при котором работает оповещатель (Вольт);
  5. I – ток нагрузки (Ампер);
  6. L – длинна линии оповещения (Метров).

Необходимо учитывать, что удельное удельное сопротивление (p) зависит от выбранного сечения кабеля.

Вопросы, которые возникают при расчете сечения по приведенной выше формуле:

1. Что делать, если для оборудования вместо тока потребления приведено значение потребляемой мощности

Потребляемая мощность видеокамер

Ответ: для того, чтобы перевести  мощность потребляемую оборудованием (Вт) в амперы необходимо разделить мощность потребляемую оборудованием на напряжение питания (Вольт).

Например:

Ток потребления для SDC-415PD будет равен – 0,21 Ампера (2,5/12)

2. Чему равно удельное сопротивление меди для кабелей различного сечения

Ответ: Удельное сопротивление медного кабеля для сечений:

  1. 0,75 мм² –> 0,0466 Ом/м
  2. 1 мм² –> 0,035 Ом/м
  3. 1,5 мм² –> 0,02334 Ом/м
  4. 2,5 мм² –> 0,014 Ом/м
  5. 4 мм² –> 0,00876 Ом/м
  6. 6 мм² –> 0,00584 Ом/м

Удельное сопротивление медного кабеля рассчитывается по формуле:

R = (p*l/S)*2

  • p — сопротивление меди, 0,0175, Ом;
  • l — длина кабеля, м;
  • S — сечение кабеля, мм2.

Например, сопротивление одного метра кабеля сечением 0,75 мм2:

R = (p*l/S)*2 = R = (0,0175*1/0,75)*2 = 0,046666 Ом

Теперь с выбором сечения кабеля в зависимости от потребляемой мощности или тока проблем возникать не должно.

Калькулятор расчет максимальной длины линии питания

Для того, чтобы автоматизировать расчет максимальной длины линии питания в зависимости от потребляемой мощности или тока оборудованияразработал калькулятор аналогичныйкалькулятору — Расчет видеоархива и пропускной способности сети.

Внешний вид калькулятора представлен ниже (калькулятор расположен здесь).

Калькулятор расчет максимальной длины линии питания

Предвижу некоторые вопросы, оставляйте их в комментариях, буду отвечать.

Обсуждение: 34 комментария
  1. Павел:

    есть некоторые неточности: Единица измерения удельного сопротивления в СИ — Ом·м; также измеряется в Ом·см и Ом·мм²/м,, то есть в пункте 2, правильнее говорить о приведенном сопротивлении к определенному сечению.

    Ответить
    1. Согласен.

      Ответить
  2. Павел:

    S = 2 * p / (Uнач — Uкон) * I * L ?? наверное все таки так S = 2 * p * I * L / (Uнач — Uкон), а то выходит чем больше длина и сила тока, тем меньше сечение необходимо.

    Ответить
    1. Вариант 1

      Файл с расчетом в Excel (удален 16.06.16)

      C обоими вариантами получаю один результат. Оба правильные. В итоге: перестановка на итоговое значение не влияет. Или я где-то не прав?

      Ответить
  3. Павел:

    все правилльно эксель считает и математически верно., но когда формулу с дробью пишешь в строчку, то воспринимается, что после «/» все в знаменателе как будто так S = 2 * p / ((Uнач — Uкон) * I * L ).

    Ответить
    1. Денис Mаркевич:

      Понял вас.

      Ответить
  4. Салават:

    Здравствуйте!
    У меня вопрос относительно формулы: S = 2 * p / (Uнач — Uкон) * I * L, где р — удельное сопротивление, которое, в свою очередь, также зависит от сечения!!!!?????
    приведено удельное сопротивление кабеля в зависимости от сечения, а также приведена формула R = (p*l/S)*2, где р — уже сопротивление меди????!!!!
    Теперь при подстановке формулы удельного сопротивления в первоначальную формулу получим: S = 4*p*I*I*L/(S*(Uнач-Uкон)). Если дальше решать относительно S, то получим: S=2*I*(p*L/(Uнач-Uкон))^1/2. Правильно ли я все понял? если нет — поправьте…

    Ответить
    1. Денис Mаркевич:

      Прочитал бегло, времени вникать сейчас нет. Результат получается такой же как по формуле приведенной в статье?

      Ответить
  5. Салават:

    Нет. Результат однозначно получится другим.

    Ответить
    1. Денис Mаркевич:

      Тогда неправильно. Значения свои сверял с программой по расчету сечения кабеля.

      Ответить
  6. Салават:

    Я просто хочу уточнить:
    р — удельное сопротивление, измеряться, в нашем случае оно будет в Ом*кв.мм/м (если принята другая единица измерения, например, Ом/м, то в формулу нужно вводить поправки), а не в Ом или Ом/м. Это величина константа и зависит только от материала и температуры проводника.

    R — сопротивление проводника, Ом; из курса физики R=р*L/S, где L — длина проводника, м; S — площадь поперечного сечения, кв.мм. Сопротивление проводника зависит от площади поперечного сечения. (у Вас написано: "Удельное сопротивление медного кабеля рассчитывается по формуле: R = (p*l/S)*2")

    Из курса физики: R=U/I, где U — напряжение, В; I — сила тока, А.

    Допустимое падение напряжения: Uнач — Uкон, или дельта U.

    Таким образом: р*L/S = дельта U/I — для одной жилы;

    для двух жил: 2*р*L/S = дельта U/I;

    Таким образом: S=2L*I*p/дельта U.

    Отсюда, кстати, можно найти падение напряжения (дельта U) при известных параметрах кабеля.

    А если считать по формуле, представленной здесь для постоянного тока, то значения расходятся.

    вопрос: где правда?

    Ответить
  7. Салават:

    Да…
    программа по расчету не является догмой. Она тоже может ошибаться…

    Ответить
  8. Денис Mаркевич:

    Я считаю, что правда в формуле приведенной как мной так и вами (дают один результат): 

    Салават:

    Таким образом: S=2L*I*p/дельта U.

    Формулу R = (p*l/S)*2 использую при расчете максимальной длины кабельной линии для кабелей различного сечения. Ей я вас очевидно и запутал.

    Салават:

    Да…

    программа по расчету не является догмой. Она тоже может ошибаться…

    Все возможно. Именно по этому расчет программы проверял. Программа упоминается здесь.

    Ответить
  9. Леонид:

    Удельное сопротивление медного кабеля для сечения 1 мм2 составляет ~0,017 ом/м. Падение напряжения довольно точно можно расчитать здесь или здесь.
    Падение напряжения для постоянного тока расчитывается по формуле ΔU(в)=I·R·L, для переменного ΔU(в)=I(R·cosφ·L+X·sinφ·L), соответственно S=(ρ·J·L)/ΔU.

    Ответить
  10. Сергей Крейдич:

    Столкнулся с замечанием очень уважаемого эксперта: рассчитывая сечения проводов питания в проекте, нужно учитывать, что фактическая длинна кабеля после монтажа может оказаться больше на 5-10 (и более) процентов. А значит в проекте нужно закладывать кабель большего сечения, чем получился по калькулятору при расчетной длинне. Каков должен быть коэффициент запаса — я не нашел в нормативке. Если кому-то известен — подскажите.
    Ну а тем, кто не верит в точность представленного калькулятора, могу сказать, что мой личный калькулятор дает такие же значения, а его точность я в свое время проверил тестером.

    Ответить
    1. Денис Mаркевич:

      Спасибо, Сергей за подтверждение достоверности расчетов.
      По поводу замечания эксперта — мнение интересное, но не чем не подтвержденное (имею ввиду нормативку).
      Как проектировщик скажу так, заложить кабель сечения больше необходимого (длина кабеля учтена в кабельном журнале) не могу, т.к. это завышение объемов и это как раз то место за которое, как правило цепляется любая экспертиза (такие замечания встречаются со стороны экспертов проверяющих сети оповещения).
      А вот в кабельном журнале накинуть несколько процентов при необходимости (сечение кабеля на границе допустимого) можно.
      Про запас кабелей в нормативке, по памяти не скажу где написано, но помню, что для площадки это значение не должно превышать 1%.

      Ответить
  11. Иван:

    Денис! А как быть если камера 24v AC? Очень интересен данный расчет. Заранее спасибо!

    Ответить
    1. Денис Mаркевич:

      Считаю точно также, данные совпадают с теми длинами которые приводит в паспортах Pelco на свои ~24В блоки питания.

      Ответить
  12. Александр:

    «Удельное сопротивление медного кабеля рассчитывается по формуле:
    R = (p*l/S)*2

    p — сопротивление меди, 0,0175, Ом;
    l — длина кабеля, м;
    S — сечение кабеля, мм2.»

    Это не удельное сопротивление!!! Это просто СОПРОТИВЛЕНИЕ кабеля, зависящее ио длины и сечения. Длина у вас 1метр, сечение меняется — следовательно, меняется и сопротивление. НЕ ПУТАЙТЕ ЛЮДЕЙ!!! Исправте, пожалуйста. Удалите слово «удельное»!
    Если есть сомнения, то произведите расчёт в единицах: ((Ом*мм2/м * м)/мм2) = (Ом*мм2)/мм2 = Ом, а в Омах измеряется сопротивление.

    П.С. Почитайте ГОСТ 22483-2012. Полезно. В нём удельное сопротивление для медных жил любого сечения принято 0,018 Ом*мм2/м и не зависит от сечения жилы.

    Ответить
    1. Денис Mаркевич:

      Интересное замечание и ГОСТ. Ознакомлюсь.

      Ответить
    2. Сергей Крейдич:

      0.018 — это и есть округленное 0,0175.
      А если померить тестером — получается 0,0173 — 0,0175. Проверял уже много лет назад и до сих пор исходя из этого считаю.

      Слово «Удельное» действительно лишнее, но умный это и так поймет, а дураку эта статья в любом случае ничем не поможет. Не цепляйтесь к словам в таком резком тоне!
      А Денису спасибо за проделываемый труд!

      Ответить
      1. Александр:

        Сергей Крейдич, это не резкий тон. Слова написаны прописными буквами лишь для внимания.
        На сколько умным должен быть человек, чтобы понять, что в формулу надо подставить значение удельного сопротивления материала, из которого изготовлена токопроводящая жила (для меди — 0,018), если ему в статье чётко дают понять, что «Необходимо учитывать, что удельное удельное сопротивление (p) зависит от выбранного сечения кабеля.», а ниже приведено «Удельное сопротивление медного кабеля для сечений:»?
        Это не единственная статья автора, где есть указание на то, что удельное сопротивление меди изменяется в зависимости от сечения кабеля! В реалии изменяется лишь сопротивление токопроводящей жилы, а не удельное сопротивление материала, из которого она изготовлена.
        Вы сами попробуйте произвести расчёт без Экселя, запутаетесь.

        Ответить
  13. Денис:

    Ну это и так очевидно. Удельное сопротивление обозначается греческой буквой ρ. В отличие от электрического сопротивления, являющегося свойством проводника и зависящего от его материала, формы и размеров, удельное электрическое сопротивление является свойством только вещества. Как по мне, говорить о том что удельное сопротивление меди меняется в зависимости от сечения используемого кабеля — несколько непрофессионально.
    В остальном же нормальный калькулятор, дает те же значения что и написанный мной. Впрочем это не удивительно, поскольку законы физики и математики в этом мире для всех одинаковы 8)

    Ответить
    1. Денис Mаркевич:

      Честно сказать уже чувствую, что физику мне надо вспоминать. Буду вместе с дочкой и сыном скоро повторять.

      Ответить
  14. Сергей:

    Здравствуйте.
    Немного запутался с Вашим расчётом. Потери напряжения на участке провода, насколько я знаю, определяются по формуле dU=(pL/S)*I, где p — удельное сопротивление материала, из которого сделан проводник, L — длина проводника, S — его сечение, I — сила тока, протекающего по данному участку. Предположим, имеем медный кабель сечением 1,5мм2 длинной 100м, и по нему протекает ток силой 2 А. Тогда величина падения напряжения будет равна ((0,0175*100)/1,5)*2=2,3В. Если же подставить эти значения в Вашу формулу, мы получим ((2*0,0175)/2,3)*2*100=3,04, т. е. сечение получается в 2 раза больше, чем мы приняли в 1-й формуле.

    Ответить
    1. Денис Mаркевич:

      Здравствуйте Сергей, в статье свой ход мыслей подробно расписал, в комментариях есть файл с расчетом в Excel. Все прозрачно, проверять ваш расчет у меня нет времени.

      Для себя сделал калькулятор, им пользуюсь, заберите у меня сейчас эту статью я долго буду вспоминать как рассчитывал. Всего знать и помнить вечно не могу. Сделал, наладил, законспектировал — забыл.

      Ответить
      1. Сергей:

        Пересмотрел Вашу статью, и, похоже, нашёл причину расхождений. Если вспомните и найдёте время, скажите, пожалуйста, откуда Вы взяли формулу R = (p*l/S)*2? Во всех источниках, что попадались мне, сопротивление проводника определялось как R = (p*l/S). Или Вы умножаете данный результат на 2 потому, что у нашего провода 2 жилы?

        Ответить
        1. Денис Mаркевич:

          Сергей, здесь в комментариях — //markevich.by/sistema-opoveshheniya-lyudej-o-pozhare-so/raschet-secheniya-kabelya-dlya-slabotochnyx-sistem.html найдете ответ на свой вопрос.

          Ответить
        2. Александр:

          Сергей, если бы автор статьи формулу записал по-другому, более правильно, тогда такого вопроса не возникало бы. Например:
          R = (p*2L)/S — таже формула, записанная по-другому.
          Отсюда понятно, что длина кабеля умножается на 2, т.к. обе жилы образуют одну цепь и ток протекает по одной и другой жиле.

          Ответить
          1. Сергей:

            Смысл понятен, но несколько сомневаюсь в необходимости считать сопротивление на «обратной» жиле. Прошу прощения за глупый вопрос, но зачем это делать? Понятно, что мы должны обеспечить определённое напряжение на нагрузке, но по этому участку цепи, если я правильно понимаю физику процесса, ток идет обратно от нагрузки к источнику питания. Понятно — запас никогда не помешает, но сейчас я смотрю на видеокамеру PCB-443HDK-36, потребляющую почти 1,5 А при напряжении 12В и понимаю, что даже для размещения её метрах в 70 от источника питания потребуется кабель сечением 2х4…

            Ответить
            1. Александр:

              Курс ТОЭ (теоретические основы электротехники) вам в помощь. Условную схему с сопротивлениями на участках цепи зарисуйте. Сомнения отпадут.

              Ответить
  15. Петр:

    Да… судя по некоторым комментариям и ответам, среднее образование сильно ухудшилось с моих времен…. Я заканчивал школу в 1991 году. И уж чего-чего, а закон Ома для замкнутой цепи знали все, включая двоечников…

    Ответить
  16. Константин:

    Добрый день.
    Подскажите по такому вопросу.
    У меня в системе видео наблюдения (4 камеры) две ветки по питанию (эти две ветки подключены к одному блоку питания). В одной ветке три камеры (запараллелены по питанию — от каждой камеры идет питание на следующую) и вторая ветка с одной камерой.
    Скажите, как по вашему калькулятору длин рассчитывается максимальная длина для каждой ветки?
    Я так понимаю первая ветка — суммируется токи потребления каждой камеры. А для ветки с одной камерой ничего не суммируется — рассчитывается только по одному току потребления. Верно?

    Ответить
    1. Денис Mаркевич:

      Калькулятор не рассчитывает ветки, считает, что вся нагрузка «сидит» в конце одной линии.

      Ответить

Ваш комментарий

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

© 2017 Денис Маркевич · Копирование материалов сайта без разрешения запрещено
Дизайн и поддержка: GoodwinPress.ru