Системы безопасности / Формула для расчета сечения провода СО  

Конечно же, в тексте есть небольшая опечатка - расчет приведен для кабеля 1х2х0.75, хотя и указан 1х2х1.5. А вот все остальное верно
Добрый волшебник Ээх...

"Для маломощных потребителей cos(f) легко может быть равен 0.5-0.6" - почему ? Откуда взяты эти данные и чем они подкреплены? Я имею в виду именно системы звукоусиления, трансляционные системы, а не системы электроснабжения.
Динамик по-сути - электромеханический линейный двигатель, который нагружен на поршень для перекачки воздуха. Cos(fi) для двигателей меняется от 0.3 для микроскопических до 0.95 для очень мощных. Кроме того, он еще зависит и от нагрузки - на ХХ он существенно меньше, чем при полной. Поэтому взять среднее значение вполне благоразумно. Если так уж волнует этот вопрос, то нет особой сложности измерить его практически именно для динамика.

Если брать отдельную периодическую гармонику (упрощая, в электроснабжении мы и имеем дело с этим), тогда cos имеет практическое значение. Каким образом Вы так просто его определяете для сигналов со сложным спектром?
Пользуясь принципом суперпозиции: сигнал - это сумма частот, каждая из которых абсолютно самостоятельна. Поэтому можно рассмотреть поведение динамика на одной частоте, а для остальных только ввести поправки исходя из реальных характеристик динамика.

Правильно спроектированная трансляционная система (как и любая другая) предполагает "согласование" всех компонентов. В том числе и по частотным характерситикам. Поэтому, в правильно спроектированной трансляционной системе влияние реактивной составляющей громкоговорителях будет крайне незначительно и им можно легко пренебречь.
Никуда реактивная составляющая не денется и пренебрегать ею можно лишь будучи четко уверенным в том, что погрешность допущения не превысит погрешности расчетов. В данном случае я не согласен с таким упрощением, либо нужно заложить существенный запас, гарантирующий покрытие этого допущения.
Вообще, в системах электросвязи (акустических системах) большинство измерений напряжения, тока или уровня звукового давления приводится в среднеквадратичных значениях (RMS). И это очень и очень удобно, т.к. можно рассматривать только энергетику линии СОУЭ, не вдаваясь в глубину и тонкости протекающих физических процессов. А это именно закон Ома в его классическом виде.
Это только вопрос удобства измерений и вычислений. А процессы то остаются на месте и никак от этого не меняются.

Да и вообще - смысл "играть" сечением кабеля есть только тогда, когда кабеля много и он дорогой (например километры бронированного кабеля по территории). В остальных случаях, можно, конечно, изобразить на бумаге все что угодно (много и красиво оформленным), рассчитав метраж между каждым оповещателем и "оптимизировав" кабели. Только на реальном объекте это все легко может полететь в тар-тарары по причинам уже озвученным + из-за изменения маршрутов прокладки трасс.
Да, может. Но тогда пусть не лень будет просчитать все по новому и определиться с критериями выбора в новых условиях. Не спорю, что уменьшение номенклатуры сечений - важный вопрос. Но не единственный и в каждом конкретном случае его вес может меняться.

Так это и не замечание . То была мысль о том, что падение напряжения на проводнике пропорционально отношению сопротивления проводника к сопротивлению нагрузки, т.е. если общее напряжение 100 В, сопротивление проводника 30 Ом, сопротивление нагрузки 70 Ом, то и падения напряжения будут соотвестсвенно 30 В на проводе и 70 В на нагрузке (из 100 В источника). А если сопротивление нагрузки в сотни раз больше сопротивления провода, до и падение напряжения на проводе будет несоизмеримо мало.
З.Ы. Я не в коем случае не считаю себя правым давать замечания в этой теме, т.к. не являюсь специолистом в данной области .

Леониду:

Динамик по-сути - электромеханический линейный двигатель, который нагружен на поршень для перекачки воздуха. Cos(fi) для двигателей меняется от 0.3 для микроскопических до 0.95 для очень мощных. Кроме того, он еще зависит и от нагрузки - на ХХ он существенно меньше, чем при полной. Поэтому взять среднее значение вполне благоразумно. Если так уж волнует этот вопрос, то нет особой сложности измерить его практически именно для динамика.

Смело Вы отождествляете динамик и двигатель Только для ПРАКТИЧЕСКИХ ИНЖЕНЕРНЫХ задач подобный подход – это изобретение велосипеда, езда на котором либо невозможна, либо чрезвычайно трудна. Теоретические основы давным-давно разработаны и описаны в соответствующей литературе.

Поэтому можно рассмотреть поведение динамика на одной частоте, а для остальных только ввести поправки исходя из реальных характеристик динамика.

Попробуйте реализовать подобный подход на практике, пусть даже и с непонятной целью…

Поэтому взять среднее значение вполне благоразумно. Если так уж волнует этот вопрос, то нет особой сложности измерить его практически именно для динамика.

Я не понимаю термина «благоразумно». Я могу лишь понять «обоснованно». Советую для начала присмотреться еще к советским ГОСТам в которых описана методика измерения параметров громкоговорителей. Также советую присмотреться к техническим данным, указываемым изготовителями. Потом делать вывод о том есть сложность или нет…

Никуда реактивная составляющая не денется

Естественно она есть. Только вот в полосе рабочих частот она пренебрежимо мала и ее на практике не учитывают. В большинстве случаев, в полосе рабочих частот громкоговорителя импеданс принимают чисто активной величиной, или говорят о модуле полного импеданса. Исключение составляют сложные и мощные акустические колонки, но и даже там применяют компенсацию реактивной составляющей с помощью RLC цепочек.   

Это только вопрос удобства измерений и вычислений. А процессы то остаются на месте и никак от этого не меняются

Это, если хотите, стандартный инженерный подход к построению распределенных высокоимпедансных систем объектового уровня. Этот подход принят в отраслевой индустрии аудиосистем и это зафиксировано в соответствующих документах. А физические процессы они всегда есть. Можете, любопытства ради, попробовать оценить и, например, влияние  скин-эффекта. Будет тянуть на кандидатскую

тогда пусть не лень будет просчитать все по новому и определиться с критериями выбора в новых условиях

Особенно здорово это будет выглядеть на крупных объектах Особенно когда куча смежников, согласований, утрясок и экспертиз. И когда рабочая документация выполняется по ходу строительства. Вот заказчик порадуется…

Господа, давайте о высоких материях в другую ветку. Здесь обсуждаем только тему.

Господа, давайте о высоких материях в другую ветку. Здесь обсуждаем только тему.
Именно тему и обсуждаем - выяснить характер нагрузки представляется необходимым, чтобы знать, на что расчитывать.

Смело Вы отождествляете динамик и двигатель. Только для ПРАКТИЧЕСКИХ ИНЖЕНЕРНЫХ задач подобный подход – это изобретение велосипеда, езда на котором либо невозможна, либо чрезвычайно трудна.
Тем не менее ездят - без особых усилий и с удовольствием, поскольку удобно.

Я не понимаю термина «благоразумно». Я могу лишь понять «обоснованно».
Сначала инженер, исходя из своего видения решения задачи, предполагает разумное с его точки зрения решение, а затем уже обосновывает - подкрепляет вычислениями, рассуждениями и здравым смыслом. Например - запас в 30% принятый у меня. Кто-то другой вполне удовлетворится 10-20%. А кто-то рискнет сделать тютелька в тютельку. Кто-то будет считать динамик активной нагрузкой, ну а я предпочту считать его активно-индуктивной.

Советую для начала присмотреться еще к советским ГОСТам в которых описана методика измерения параметров громкоговорителей. Также советую присмотреться к техническим данным, указываемым изготовителями. Потом делать вывод о том есть сложность или нет…
Они определяют методику измерения параметров громкоговорителей, а мы должны пойти дальше - ведь у нас система линия-громкоговоритель.

Никуда реактивная составляющая не денется

Естественно она есть. Только вот в полосе рабочих частот она пренебрежимо мала и ее на практике не учитывают. В большинстве случаев, в полосе рабочих частот громкоговорителя импеданс принимают чисто активной величиной, или говорят о модуле полного импеданса. Исключение составляют сложные и мощные акустические колонки, но и даже там применяют компенсацию реактивной составляющей с помощью RLC цепочек.
Вот, например, такой график - https://www.avreport.ru/fileadmin/Files/02_tests/3_AUDIO/akustika/komplekty/KEF/iQ7SE_iQ2c_iQ1_PSW_2500/kefiq7se.GIF. В речевом диапазоне 300-3000Гц сопротивление меняется от 4.5 Ом до 23 Ом. Можно ли считать такую нагрузку чисто активной и пренебрегать реактивностью? В принципе, это графики для АС, но и одиночный динамик ведет себя аналогичным образом. Тем более, что сейчас для оповещения используют гораздо более широкую полосу частот, чем 300-3000Гц.
Вот результаты практических измерений https://users.iptelecom.net.ua/~miroshko/mirspeaker/speakers_tests.gif трех динамиков - гитарный Celestion Seventy 80, 3ГД-38, 10ГДШ1 после перемотки. Единственно, что отражено не сопротивление динамиков, а напряжение на нем при питании от генератора тока - через резистор 1К.

Вообще, в системах электросвязи (акустических системах) большинство измерений напряжения, тока или уровня звукового давления приводится в среднеквадратичных значениях (RMS). И это очень и очень удобно, т.к. можно рассматривать только энергетику линии СОУЭ, не вдаваясь в глубину и тонкости протекающих физических процессов.

RMS, как я подстраховался и проверил - синоним эффективного значения сигнала. Так и в электроснабжении тоже пользуются именно эффективным значением напряжения. Именно поэтому после выпрямления эффективных 220В получаем 310В постоянного, что соответствует амплитудному значению.

тогда пусть не лень будет просчитать все по новому и определиться с критериями выбора в новых условиях

Особенно здорово это будет выглядеть на крупных объектах Smiley Особенно когда куча смежников, согласований, утрясок и экспертиз. И когда рабочая документация выполняется по ходу строительства. Вот заказчик порадуется…
А что ему радоваться? Для таких ситуаций давно уже придуманы организационные мероприятия и рычаги воздействия как на нерадивых проэктантов/исполнителей, так и на радостных заказчиков.

Дело Ваше как и на чем ездить

Только путаница большАя:

1) Характер нагрузки - считать надо в RMS и все будет прекрасно работать. Это очень просто - все нормальные производители эти данные представляют, дальше только посчитать ПОТЕРИ на проводах. Все!

2) Как считать запас мощности усилителя - это совершенно другой компот, не имеющий прямого отношения к обсуждаемому вопросу (выбору сечения проводника). Выбор будет зависеть и от нормативных требований, и от характеристик оборудования. Запас в 30% - нормально. "Тютельку в тютельку" - подход неправильный. В своих проектах я оставляю запас около 15% (но это для конкретной аппаратуры).

3) Система "линия-громкоговоритель" - это система с СОСРЕДОТОЧЕННЫМИ параметрами. Не надо усложнять тут ничего В теории цепей все расписано давным-давно - пользуйтесь

4) Хорошие графики. Иллюстрируют физику процеса, налицо механический и электро-механический резонансы. Так и должно быть. Только причем тут "реактивности", которые Вы упорно призываете считать и брать в расчет.

5) Электроснабжение - это, конечно же, здорово. Его следует иметь в виду, запитывая аппаратуру от сети ~220В 50Гц. А акустические линии высокоимедансных систем объектового уровня (трансляционные системы с трансформаторными громкоговорителями) считать по закону Ома. В расчете применять RMS значения импеданса или потребляемой мощности. Естесственно согласовывая применяемую аппаратуру по техническим характеристикам для рабочего диапазона частот
 
6) Оргмероприятия "давно придуманы" - да мы тут с элементарной физикой и радиотехникой разобраться не можем, как применять на практике то, что тоже уже давном давно и придумано и задокументировано

Все это теория динамики сферического коня в вакууме.
Вот что сказал Кноринг в 1981 - это относится к расчетам освещенности - но я думаю можно применить и к нашей ситации "Массовый характер расчет по методу коэф. Использования вызвал появление целого ряда приемов расчета упрощающих вычисления по этому методу. Это понятно, так как, например, сократить лишь одну операцию умножения, требующую 15 с, значит в маштабах нашей страны сберечь не менее 5 лет человеческого труда ежегодно. Вместе с тем все упрощенные приемы расчета связаны с неизбежным, хотя и обычно и допустимым, уменьшением точности расчета…"
Так что эконоьте свое время и деньги государства которое вам платит - используйте упращенные методики - например готовые таблицы моментов.

Когда платит государство - то может быть и пройдет. Сейчас же зачастую платит частный инвестор, который, в отличие от государства, в результате зачастую заинтересован, а часто и очень заинтересован. Особенно не заплатить, придравшись к каким-либо нарушениям или отступлениям. А в случае действительного прокола - все переделки за счет ошибшегося.

В системах оповещения, как впрочем и освещения, очень часто вместо измерения параметров довольствуются просто оценкой: видно хорошо, слышно достаточно громко. Вот поэтому зачастую ошибка в расчетах и проходит. К тому же усилители зачастую имеют существенный запас мощности, который позволяет исправить ошибку простым поворотом ручки. (С активными извещателями еще проще). Но такое решение проблемы сродни заметанию мусора под ковер. Применительно к нашему спору - когда кто-то сдавал оповещение с замерами уровня?
Когда мы сдавали стадион, то на поле целый день размечали контрольные точки (84) с точностью до сантиметра и ночью по всем ним прошлись с люксометром.

Может у кого есть методика расчета или считалка падения переменного напряжения 24В?

Уважаемые проектировщики , хорошая ветка форума , одно жаль никто практически особо из Вас не поделился своими рассчетами  СОУЭ (Систем оповещения)что бы не относиться к этому большинству в принципе не жалко могу выложить для Всех пару материалов расчетов , они есть в Нете только
разрозненно и долго искать , смотрите прикрепленные файлы .
С уважением semen511 .

Могу еще добавить материал .... ниже прикреплен

По файлу ПОТЕРИ СОУЭ-3-2009.doc:
1. В примере удельное сопротивление кабеля выбрано неправильно, посему и весь расчет поплыл.
2. Легкомысленно предполагается, что cos(fi) динамиков равен 1. На самом деле динамик - очень плохой преобразователь электрической мощности в звуковую (читай - механическую), поэтому этот параметр у него весьма низок и гуляет в зависимости от частоты.

РАСЧЕТ КАБЕЛЯ ДЛЯ ОПОВЕЩЕНИЯ-2008.doc
Примеры неправильны даже для тех формул, которые взяты за исходные. (Опять же рассматриваются динамики как чисто активная нагрузка)

"ЗАДАЧА №1:
Линия 100 В, кабель 0,75 мм.кв., нагрузка максимальна (200 Вт для релейной группы). Рассчитать протяженность линии. Максимальное падение напряжения в линии составляет 15 В.
РЕШЕНИЕ:
   U(пад)= I(лин)*R(лин),
15В=(I=200/100)*(R=2*(10 в степени -8)*L/(0.75*(10 в степени-6)), 15=2*0,02*L/0.75, 15=0.04*L/0.75,
L=281,25 м."

На самом деле:
U=I*R=I*ro*L/S.
Отсюда:
L=U*S/(I*ro) = 15*0.75/(2*0.017) = 331м. С учетом двух проводов - 165.5м.

"ЗАДАЧА №2:
Линия 100 В, нагрузка максимальна (200 Вт для релейной группы). Протяженность линии 500 м. Рассчитать сечение кабеля.
Максимальное падение напряжения в линии составляет 15 В.

РЕШЕНИЕ:
   U(пад)= I(лин)*R(лин),
15=(I=200/100)*(R=2*(10 в степени -8)*500/(S*(10 в степени-6)), 15=2*10/S,
S=1,33 мм. кв. "

На самом деле:
U=I*R=I*ro*L/S.
Отсюда:
S=I*ro*L/U = 2*0.017*(500*2)/15 = 2.26мм2 или стандартное сечение - 2.5мм2

Уважаемый Леонид Мирошко , спасибо что подредактировали мои выложенные материалы , и хотел узнать - проект оповещения стадиона с расчетами могли бы Вы выложить здесь для ознакомления , если это возможно .

Я не редактировал эти материалы - я только проверил примеры.

Оповещение стадиона делали не мы, поэтому проекта у меня нет.

ОЧЕНЬ ЖАЛЬ ХОТЕЛОСЬ ПОСМОТРЕТЬ ХОРОШИЙ ПРОЕКТ РАСЧЕТОВ СОУЭ СТАДИОНА С РАСЧЕТАМИ

На стадионе классическая СО только в админздании. Оповещением и эвакуацией с трибун руководит специальный комиссар в реальном времени и реальной обстановке. Для этого используется система озвучивания чаши стадиона. У него прямая связь с пожарным постом. Оповещение прилегающих территорий тоже отдельное, но кто им руководит - не помню.

⚠️РНТЦ: «Ценообразование в строительстве. Учитываем на практике нормы законодательства».
Темы видеосеминара: ЗП в сметах, стоимость пусконаладки, транспортные расходы, разработка индивидуальных нормативов расхода, проекты для многократного применения в строительстве .