Artellie.ru

Дизайн интерьеров
4 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Падение напряжения на проводах — расстояние от трансформатора до ламп или ленты

Падение напряжения на проводах — расстояние от трансформатора до ламп или ленты

Нас часто спрашивают, можно ли светодиодные лампы на 12 вольт такой-то мощности в таком-то количестве отдалить от трансформатора на такое-то расстояние?

Общая рекомендация — это расстояние не должно превышать 5 метров. Это известный факт.

Но что делать, если требуется больше 5 метров? Часто из-за конструктивных ограничений невозможно уложиться в такое короткое расстояние.

Потери на проводах — суть проблемы

В некоторых ситуациях можно превратить число 5 в гораздо большее значение. Для этого нужно оценить падение напряжения на проводах.

Именно оно является причиной ограничений — сам провод имеет внутреннее сопротивление и поэтому «съедает» часть напряжения источника тока. И когда провод слишком длинный, может случиться так, что лампам останется такая малая часть исходного напряжения, что они не загорятся.

Вторая часть проблемы — провод не просто «съедает» часть напряжения, а превращает его в тепло. Помимо того, что это просто бестолковое расходование электричества, так оно ещё и несёт в себе пожарную проблему — провод может нагреться слишком сильно.

Чтобы быть уверенным, что требуемые, например, 15 метров между трансформатором и лампой не принесут неприятностей, нужно оценить, сколько именно вольт потеряется на этих 15 метрах.

Рассчитать падение напряжения на проводе очень просто. Все необходимые для этого данные у Вас, как правило, есть: длина провода, суммарная мощность подключаемых ламп (ленты), напряжение питания и площадь поперечного сечения проводника. Нужно лишь дополнительно узнать удельное электрическое сопротивление материала, из которого изготовлен провод.

Формула для расчёта падения напряжения на проводах

Достаточно легко выводится простая общая формула для расчёта падения напряжения, применимая в любой ситуации.

Нам понадобится только закон Ома R = V ∕ I и формула связи электрической мощности, напряжения и силы тока W = V · I.

Также для оценки сопротивления провода нужно знать значение удельного электрического сопротивления [википедея] материала проводника.

Проведя простые выкладки, получим вот такую формулу, дающую оценку значения падения напряжения на проводах:

Оценка падения напряжения на проводах

Падение напряжения зависит от типа материала провода, сечения провода, его длины, мощности потребителей и напряжения источника питания. В этой формуле обозначено:

  • W — мощность в ваттах потребителей тока на конце провода;
  • V — напряжение источника тока в вольтах, как правило, 12 вольт или 24 вольта;
  • L — длина провода в метрах, т.е. удалённость потребителей от трансформатора;
  • S — площадь сечения провода в мм²;
  • ρ — значение удельного электрического сопротивление в Ом·мм²/м, для меди это примерно 0.018 Ом·мм²/м

Формула проста, но применима только в случае, если ожидаемое падение напряжения невелико, не более нескольких процентов, т.е. когда расстояние между трансформатором и потребителем не превышает 10 метров, а мощность менее 10-20 ватт.

В иных случаях следует воспользоваться более точной формулой:

Точное значение падения напряжения на проводах

Теперь, вычислив значение падение напряжения на проводах, мы можем оценить, какая мощность будет теряться — просто расходоваться на нагрев проводов. Нужно полученное значение падения напряжения умножить на мощность потребителей тока W и поделить на напряжение трансформатора V:

Оценка падения мощности на проводах

Если эта мощность получится слишком большой, то, очевидно, нужно увеличить толщину провода. Иначе можно получить различные неприятности вплоть до пожара.

Выводы

Как легко видеть из формул, чем толще провод, тем падение напряжения меньше.

При этом падение напряжения обратно пропорционально площади сечения проводника.

Также возможным решением проблемы может быть увеличение значения напряжения источника тока. Если, конечно, потребители тока это позволяют.

Читайте так же:
Схема выключателя для точечных светильников

Падение напряжения на проводе линейно падает с увеличением напряжения источника тока.

Например, наши низковольтные лампы Е27 на 12-24 вольт одинаково светят и от 12 и от 24 вольт. И в этом случае имеет смысл перейти на трансформатор на 24 вольта.

Также становится понятно, что для мощных потребителей (порядка 100 ватт) понадобятся очень толстые провода.

Пример

Оценим падение напряжения на медном проводе сечением 1.5 мм² и длиной 20 м при 24 вольтах и мощности подключенной ленты 50 ватт.

Подставив в первую формулу эти значения, мы получим, что на проводах «потеряется» примерно 1 вольт и около 2 ватт. В принципе, это не много, но если есть возможность увеличить толщину провода, лучше это сделать.

Можно, конечно, увеличить напряжение источника тока, заложив падение напряжение, но это совсем не лучший выход. Например, если мощность светильников на конце провода 180 ватт, то падение напряжения на проводе составит уже 3.5 вольта, а мощности — 25 ватт. Светильникам останется только 20 вольт, и драйверы некоторых светильников от недостатка напряжения могут войти в нештатный режим работы и начать перегреваться, потребляя гораздо больше заявленной мощности (хотя светодиоды при этом будут выдавать ту же яркость), что только увеличит падения напряжения на проводе. В этой ситуации останется только гадать, что случится раньше — возгорание проводов или выход из строя светильников.

А для трансформаторов на 12 вольт падение напряжения и расход мощности будут ещё в два раза больше.

Единственное правильное решение — увеличить толщину проводника. Как уже было сказано, увеличиваем сечение провода в два раза — примерно в два раза уменьшаем потери на проводах.

Какой кабель выбрать для освещения

Кабельную продукцию различают по сечению, типу изоляции, наличию брони, количеству жил и их классу гибкости. Если говорить об освещении, то для стационарных светильников, типа люстры или бра, то они предполагают стационарный (неподвижный) монтаж, для этого подходит жесткий провод или кабель с однопроволочной (монолитной) жилой. Для подключения настольной лампы или светильника, который может изменять своё положение, нужна гибкая жила.

Сразу оговоримся, что в домашней электропроводке, в том числе для освещения, использование проводов с алюминиевыми жилами запрещено требованиями ПУЭ. Поэтому современные электрики в этих целях всегда используют медные провода и кабели. Также стоит помнить о том, что в деревянном доме рекомендуется прокладывать наружную проводку в гофре, трубах или кабель-каналах.

Сечение жилы подбирается исходя из подключенной к нему нагрузки. Для начала рассмотрим таблицу допустимых длительных токов через токопроводящие жилы:

Таблица токов и сечений

Обычно электрики пользуются упрощенным правилом: для розеток использовать кабель сечением 2,5 кв. мм. и больше, для осветительных цепей 1,5 кв. мм.

Почему нецелесообразно применять жилы толстого сечения для всех потребителей? Дело в том, что разница в стоимости между 1,5 и 2,5 кв. мм. примерно в 1,3 раза, в отдельных случаях и больше. Соответственно стоимость электропроводки будет необоснованной и избыточной.

Но это справедливо для прокладки линии от вводного автоматического выключателя до распределительной коробки. Дальнейшая разводка может проводиться более тонким проводом. Например:

  1. Вы собираетесь подключать люстру с пятью рожками и установить в них лампы накаливания на 100 Вт. Тогда ток будет равен 5*100/220=2,2 А.
  2. Нужно подключить настенный светильник, например, бра с одной лампочкой. Он будет использоваться для создания рассеянного приглушенного освещения, и вы установите светодиодную лампу на 7 Вт. Ток в этом случае будет крайне слабым 0,03 А.

В обоих случаях провод с сечением жил в 1,5 кв. мм является избыточным, исходя из таблицы допустимых токов. Слишком тонкий провод выбирать тоже нежелательно, так как в этом случае сложно получить надежный контакт в винтовых и зажимных клеммниках. Поэтому в большинстве случаев для подключения освещения достаточно провода 0,75 кв. мм. Он выдержит ток до 14 А (больше 3 кВт), а стоит дешевле, чем 1,5 кв. мм.

Читайте так же:
Схема подключения через розетку светильника

Условия эксплуатации

В квартире и частном доме

Выбирая кабель для электропроводки, чаще всего одну и ту же марку используют для розеток, освещения и отдельных мощных потребителей. Поэтому на свет вы можете использовать тот же вариант, что и для розеточной группы. Наиболее популярный кабель для освещения в квартире и доме — это ВВГ. При скрытом монтаже проводки он является одним из лучших вариантов. В деревянном доме следует использовать кабель, который не распространяет горение — ВВГнг, ВВГнг-LS или NYM.

ВВГнг vs NYM

На улице или в гараже

Для начала нужно определиться, как будет проложена проводка. Дело в том, что при открытой проводке кабель прокладывают в трубах или в гофре. В случае подземной прокладки можно использовать бронированные кабели или обычные, но проложенные в ПВХ-трубе. Для освещения в гараже рекомендации аналогичны – прокладка наружной проводки в защитной гофре, она защитит провод от механических повреждений и грызунов.

Интересно сколько жил нужно для освещения? Вы можете использовать 2 или 3 жильный провод. Использование 3 жильного провода даст возможность установить две группы светильников, подключив к третьей жиле еще одну фазу. Также трехжильный провод является обязательным в использовании при наличии заземления. Если же у вас нет заземления, все равно лучше при монтаже проводки использовать трехжильный проводник, чтобы в будущем не было необходимости менять кабель.

На балконе или на крыльце дома

В случае установки уличного светильника на крыльце провод для освещения вполне может быть проложен как внутренним способом, так и наружным. А в случае прокладки в стене прекрасно подойдет кабель ВВГ 2х0,75. Для наружной прокладки можно использовать его же, но обязательно прокладывать в защитной гофре или трубе. Также подойдет в данном случае провод круглый марки ПВС или плоский ШВВП – они гибкие и их будет легче завести в гофру.

Медные провода и кабели

Важно! При использовании провода с многопроволочной жилой концы, которые будут подключаться к светильнику, в случае если вы будете использовать винтовой клеммник, нужно обязательно залудить или же оконцевать наконечниками типа НШВИ. Если вы будете использовать клеммы WAGO – делать этого не обязательно.

В саду

Провод для подключения освещения в саду необходимо прокладывать воздушным либо подземным способом. Воздушная прокладка в этом случае не всегда возможна, т.к. для неё нужно столбики, также возможна прокладка провода по забору. В таком случае рекомендации следующие:

  • Если предполагается несколько групп мощных светильников для освещения всего участка, то подойдет ВВГ 3х1,5 или гибкие вышеперечисленные марки провода.
  • Кабель должен быть обязательно защищен гофрой.

Применение гофры

Для прокладки кабеля в траншее подойдет вариант марки ВБбШв – это бронированный медный кабель. Он подходит для закапывания в землю без дополнительной защиты, если нет сильных нагрузок на почву. То есть, если вы будете прокладывать кабель в земле под площадкой для заезда автомобилей, лучше на этом участке защитить его, проложив в трубе ПНД или канализационной ПВХ-трубе. В трубе под землей можно использовать и марку ВВГ и другие «незащищенные» марки проводов.

В бане или санузле

Особенностью подключения света в бане или сауне является высокая влажность и температура. Поэтому рекомендуется использовать для освещения термостойкий провод РКГМ, проложенный в пластиковой гофре. Так вы получите защиту от повреждения жил, а также от оплавления изоляции при работе в высоком температурном режиме. Расчет сечения жил проводов в данном случае ничем не отличается от предыдущих вариантов.

Читайте так же:
Светильники для подсветки картин с выключателем

РКГМ

Чтобы подключить свет в ванной можно использовать как РКГМ, так и вышеперечисленные марки кабельной продукции, но рекомендуется использовать внутреннюю прокладку или использовать кабель-каналы для наружной проводки.

Важно! Все распредкоробки должны быть герметичны, потому что в помещениях с повышенной влажностью повышается риск поражения электрическим током. По возможности следует отдать предпочтение светильникам, которые питаются от 12В.

Напоследок рекомендуем просмотреть полезное видео по теме:

Теперь вы знаете, какого сечения и марки должен быть кабель для освещения в квартире, частном доме или даже на улице. Надеемся, предоставленная информация была для вас полезной и понятной!

Подбор сечения кабеля для подключения светодиодной ленты

Правильно выбранное сечение кабеля поможет избежать заметные потери яркости светодиодной ленты (СДЛ). Поэтому данному расчету следует выделить особое внимание.

Требования к величине сечения кабеля при подключении LED-ленты с напряжением 12, 24 В гораздо выше, чем для сетей на 220 В. Это связано с тем, что падение напряжения (потери мощности) в проводах при протекании одного и того же тока в единицы вольт при напряжении 220 В незначительно, а для 12 В — существенно.

Пример расчёта сечения кабеля

Например, подключаем светодиодную ленту суммарной мощностью P = 60 Вт, постоянное напряжение 12 В, длина медных проводов от блока питания (БП) до ленты L = 6 м. Ток I = P/U = 60/12 = 5 А. Если выбрать сечение жилы провода по таблице 1, которая составлена для переменного напряжения 220 В, то сечение провода будет S = 0,5 мм².

Таблица 1. Для подбора сечения кабеля для медного кабеля при напряжении 220 и 380 В.

Теперь подсчитаем потери напряжения на двухжильном кабеле по формуле (1):

Uk = ((ρ × 2 × L) / S) × I, (1)

где ρ — удельное сопротивление провода [Ом·мм 2 /м], для медного провода оно равно 0,0175. В результате расчета получим потери напряжения на кабеле Uk = 2,1 В. То есть до ленты «дойдет» всего 9,9 В (рис. 2) вместо 12 В. Таким образом, сечение 0,5 мм² нам явно не подходит.

Для расчета кабеля есть специальные таблицы, в которых кабель подбирается исходя из падения напряжения. Но для практических расчетов мы используем упрощенные формулы (2) и (3):

S = 0,5×I, если длина двухжильных проводов менее 10 м; (2)

S = 0,75×I, если длина двухжильных проводов от 10 м до 30 м. (3)

То есть для нашего случая сечение кабеля должно быть S = 0,5 × 5 = 2,5 мм². Разница в пять раз между тем, что мы подсчитали, и между тем, что неправильно выбирают по привычке по таблице 1. Теперь подсчитаем потери напряжения в нашем кабеле с сечением 2,5 мм²: Uk = 0,42 В, что вполне приемлемо, поскольку непосредственно на светодиодной ленте будет 11,58. Блок питания обычно имеют подстроечный резистор (рис. 3), который позволяет отрегулировать напряжение до 12,42 В. Тогда на светодиодной ленте будут положенные 12 В. На БП производители обычно выставляют напряжение 12,5 В, по всей видимости, уже предполагая, что будут какие-то разумные потери.

Рис. 3. Подстрочный резистор у блока питания.

Обращаем внимание, что сечения кабеля можно уменьшить в 2 раза если использовать светодиодную ленту с напряжением питания 24 В. Так, для нашего примера, если бы мы использовали ленту на 24В той же мощности 60 Вт, ток был бы 2,5 А, тогда по формуле (2) требуемое сечение кабеля 1,25 мм². Для систем с большой мощностью рекомендуем использовать светодиодные ленты на 24 В.

Читайте так же:
Светильник с акустическим выключателем схема
Заключительные рекомендации

Используйте вышеуказанные формулы (2) и (3) для расчета сечения кабеля, поскольку из-за неправильного выбора сечения можно потерять заметную часть светового потока. Проверяйте напряжение на концах кабеля перед подключением ленты. Лучше использовать кабель хорошего качества, соответствующий ГОСТу. Некоторые производители могут использовать медь с большим числом примесей, тогда удельное сопротивление ρ будет больше и, соответственно, потери напряжения будут еще больше, чем теоретически рассчитано выше.

Проводка освещения на подвесном потолке

В современном строительстве подвесные потолки, самых разнообразных конструкций и материалов, давно перешли из разряда ноу-хау в область повсеместного использования. Монтаж удобен и прост, выглядит красиво, стильно и современно. Однако, зачастую неправильно и не безопасно.

В чем опасность, спросит неискушенный в строительстве потребитель? Ответ прост – во всех подвесных потолках используются системы освещения в виде точечных или растровых светильников, а для обеспечения их работоспособности необходима проводка. Вот при ее организации и допускаются основные ошибки:

1. Согласно ПУЭ (раздел «Освещение») монтаж электропроводки должен производиться в соответствии с правилами, что и при прокладке наружной проводки. Это означает, что как минимум, следует прокладывать провода, шнуры или кабели, используя металлорукава или гофротрубы из самозатухающей ПВХ композиции. И кто это делает? Да практически никто, потому что обычно подключают освещение те же «специалисты на все руки», которые просто бросают провода поверх профилей, а это может привести при наличии повреждений у кабеля к пожару.

2. В большинстве случаев систему освещения «запитывают» от одного автоматического выключателя, что в последствии, при возникновении короткого замыкания, может приводить к обесточиванию всего осветительного оборудования. 3. Основное правило при монтаже всех осветительных систем – выключатель должен размыкать фазу, а не ноль. Этому правилу необходимо следовать во всех случаях! Однако если освещение монтируют непрофессионалы, которые не следуют данному правилу, в таком случае при замене лампочки существует опасность «удара» электрическим током.

4. Постоянно можно наблюдать опаснейшие нарушения при монтаже освещения на подвесных потолках в помещениях, в которых значительно повышена влажность воздуха – санузлах, ванных или кухнях. Для организации в них освещения, требуется следовать жестким правилам: прокладка кабельно-проводниковой продукции должна осуществляться трубах и рукавах, обеспечивающих защиту от попадания влаги. Распределение в таких помещениях должно производится в «распаечных» коробках, имеющих степень защиты IP 44. Кроме того, в электрощите должно быть установлено дифференциальный автоматический выключатель и реле. Кто это делает? Если честно, то практически никто. Как следствие – возникновение угрозы жизни человека.

5. Но вышеперечисленные ошибки опасны, но не самые страшные. А вот случаи, когда сечение кабеля или провода выбирают не из расчета нагрузки, а преследуя экономию средств (то есть выбирается провод по стоимости) действительно недопустимы. Именно такая проводка, в большинстве случаев ведет к катастрофическим последствиям – к постоянным перегрузкам, которые могут привести к возгоранию провода и кабеля.

Правильный монтаж освещения на подвесных потолках

Самый надежный и простой вариант – это заменить освещение 220 В на 24 или 12 В. Такая система является более безопасней и имеет целый ряд преимуществ: снижение потребления электроэнергии, за счет использования светодиодных источников света или галогеновых ламп, а так же экономия на проводах, так как можно использовать меньшие сечения, чем в системе 220 В. Эти факторы обеспечивают значительную экономию на материалах, при одинаковых затратах на монтаж системы освещения. Естественно, если сравнивать только ПРАВИЛЬНО смонтированные системы 220 В и 24, 12 В.

Нюансы монтажа освещения

При осуществлении монтажа осветительных систем необходимо придерживаться следующих пунктов:

Читайте так же:
Светодиодный светильник netxt с сенсорным выключателем длина 1200 мм

1. Для подвода питания необходимо использовать провода или кабели с изоляцией из полимерных (например, ППГнг-HF) или ПВХ композиций (к примеру, ПВ и ПВС). Сечения следует подбирать исходя из нагрузки, но в 24 или 12 В системе обычно достаточно проводов с сечением 0,5 или 0,75 мм 2 .

2. При формировании низковольтной системы освещения, необходимо правильно подбирать трансформаторы. Электронные или тороидальные трансформаторы предназначенные для этих целей, рассчитаны на определенную мощность и обладают несколькими выходными обмотками, по которым необходимо равномерно распределять нагрузку. К примеру, используется трансформатор на номинальную мощность 220 Вт, имеющий 4 клеммные пары, следовательно, на каждую обмотку допустима нагрузка не более 55 Вт.

4. При распределении управления освещением не необходимо использовать несколько трансформаторов, на каждую из групп светильников. 5. Выключатель или диммер (светорегулятор) в цепи управления освещением должен устанавливаться до трансформаторов, а не после.

6. Необходимо предусмотрительно обеспечить защиту низковольтной сети от механических повреждений и влаги (если помещение обладает повышенной влажностью.)

Маленькие светильники

В некоторых случаях потребители отказываются от 12/24 В системы освещения, потому что в основном низковольтные светильники маленькими размерами. Если площадь подвесного потолка значительна, то такие светильники будут «теряться». Решается такая проблема двумя способами: во-первых, совершенно спокойно можно вставить в «большие» светильники «маленькие» — они для этого идеально подходят (кстати, такой прием можно использовать, если принято решение о замене системы 220В на 12/24 В); во-вторых, в серьезных магазинах, специализирующихся на освещении, имеются светильники любых размеров. Не нужно забывать, что переход на 12/24 В открывает и неограниченные возможности для дизайна (применять любые светодиоды – от простых, до моргающих), при этом обеспечивая 100%-ную безопасность.

Осветительная система на 220 В

В случае если по каким-либо причинам низковольтная система освещения не подходит, и выбор останавливается на системе

220В, в таком случае необходимо воспользоваться следующими советами, которые позволят обойти «грабли», на которые наступали многие потребители:

1. Для правильного подбора осветительных систем необходимо обратиться в специализированные компании, которые правильно рассчитают необходимый уровень освещенности, подберут осветительные приборы и рассчитают мощность осветительной системы.

2. Исходя из номинальной нагрузки, необходимо подобрать требуемое сечение провода или кабеля – исходя из таблиц допустимых токовых нагрузок. Ток можно вычислить по формуле I=P/U*cosφ (где Р – мощность светильника, U – напряжение сети (220-230 В), cosφ – 0,92-0,95). Обычно, при расчете получается число меньше 10. В этом случае можно использовать провода с сечением 0,75 мм 2 . Если полученный результат деления находится в пределах 10 – 15, то мин. сечение проводов должно быть 1 мм 2 . Если же система освещения будет реализовываться при помощи кабелей (например, NYM или ВВГ), то в данном случае необходимо выбирать кабель из расчета 1,5 мм 2 для нагрузки до 3 кВт.

3. Осуществить просчет и определить расположение распределительных коробок. В идеале для каждой группы освещения должна быть своя коробка, которая устанавливается над выключателем или системой управления освещением.

4. При прокладке, необходимо обеспечить защиту от механических повреждений и попадания влаги при помощи гофрированных труб. Кроме того, использование гофрорукавов, изготовленных из самозатухающего ПВХ пластиката, обеспечивает так же защиту от пожара.

5. Расключение систем освещения должно производиться в распределительных коробках, с использованием клеммных соединений, соединительных наконечников или при помощи пайки контактов.

Соблюдайте эти достаточно простые правила, и риск возгорания будет сведен к минимуму. А, следовательно, и риск для вашей жизни.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector