Как выбрать сечение кабеля. Расчет сечения провода может выполнить каждый
В данной статье будет рассказано о том, как провести расчет сечения провода по потребляемой мощности самостоятельно. Знать это нужно не только при в доме, но и при проведении работ в автомобилях, например. Если сечение провода окажется недостаточным, то он начнет нагреваться очень сильно, что приведет к существенной потере уровня безопасности. Учитывая все рекомендации, которые будут изложены ниже, вы сможете самостоятельно рассчитать параметры проводов для монтажа электроснабжения в доме. Но если не уверены в своих силах, лучше обратитесь к специалистам в этой области. Причем нужно отметить, что расчет сечения провода по потребляемой мощности (12В и 220В) производится аналогично.
Проведение расчета длины электропроводки
Для любого типа электронной системы самым главным условием стабильной и безаварийной работы является грамотный расчет сечений всех проводов по току и мощности. Первым делом следует вычислить максимальную длину всей электропроводки. Существует несколько способов это сделать:
- Измерение расстояния от щитков до розеток, выключателей согласно схеме монтажа. Причем сделать это можно линейкой на заранее приготовленном плане электропроводки - достаточно полученные значения длин умножить на масштаб.
- И второй, более точный способ - это вооружиться линейкой и пройтись по всем комнатам, проводя замеры. Причем нужно учитывать, что провода должны как-то соединяться, поэтому всегда должен присутствовать запас - хотя бы по одному-два сантиметра с каждого края проводки.
Теперь можно приступить к следующему шагу.
Расчет нагрузки на проводку
Чтобы вычислить суммарную нагрузку, нужно сложить все минимальные мощности потребителей по дому. Допустим, вы проводите расчет для кухни, в ней установлены светильники, микроволновая печь, электрические чайник и плита, посудомоечная машина и так далее. Все мощности необходимо суммировать (смотрите на задних крышках потребляемую мощность, но придется вычислить самостоятельно по этому параметру еще ток). После умножаете на поправочный коэффициент 0,75. Он еще называется коэффициентом одновременности. Суть его ясна из самого названия. Эта цифра, которая получится в результате вычислений, вам необходима будет в дальнейшем для проведения расчетов параметров проводов. Обратите внимание на то, что вся система электроснабжения должна быть безопасной, надежной и прочной. Это основные требования, которые необходимо учитывать, когда производится расчет сечения провода по потребляемой мощности 12В и 220В.
Ток потребления электроустановок
Теперь о том, как произвести расчет потребляемого тока электрического прибора. Можно сделать это в уме, а можно и на калькуляторе. Смотрите инструкцию к прибору, какое значение потребляемой мощности у него. Само собой, в бытовой электросети течет переменный ток с напряжением 220 вольт. Следовательно, воспользовавшись простой формулой (потребляемую мощность разделить на напряжение питания), можно вычислить ток. Например, электрочайник имеет мощность 1000 Вт. Значит, если разделить 1000 на 220, получим значение, примерно равное 4,55 ампера. Производится очень просто по потребляемой мощности. Как осуществить это, рассказано в статье. В режиме работы чайник потребляет из сети 4,55 ампера (для защиты необходимо устанавливать автоматический выключатель большего номинала). Но обратите внимание на то, что не всегда это точное значение. Например, если в конструкции электроприбора имеется двигатель, можно увеличить примерно на 25 % полученное значение - ток потребления мотора в режиме запуска значительно больше, нежели во время работы на холостом ходу.
Но можно воспользоваться сводом правил и стандартов. Имеется такой документ, как Правила устройства электроустановок, именно он регламентирует все нормы проведения монтажа проводки не только в частных владениях, но и на заводах, фабриках и т. д. По этим правилам стандарт электропроводки - это способность выдержать нагрузку в 25 ампер длительное время. Поэтому в квартирах вся электропроводка должна выполняться только с использованием медного провода, сечение его - не меньше 5 кв. мм. Каждая жила должна иметь сечение свыше 2,5 кв. мм. Диаметр проводника должен быть 1,8 мм.
Чтобы вся электропроводка работала максимально безопасно, на вводе производится монтаж автоматического выключателя. Он обезопасит квартиру от коротких замыканий. Также в последнее время большинством владельцев жилплощадей производится монтаж устройств защитного отключения, которые моментально действуют на изменение сопротивления в цепи. Другими словами, если вы случайно коснетесь под напряжением, они моментально обесточатся и вы не получите удар. необходимо рассчитывать по току, причем выбирать обязательно с запасом, чтобы всегда имелась возможность установить в доме какой-либо электроприбор. Грамотный расчет сечения провода по потребляемой мощности (как осуществить правильный выбор проводов, вы узнаете из данного материала) - это залог того, что функционировать электроснабжение будет правильно и эффективно.
Материалы для изготовления проводов
Как правило, монтаж электропроводки в частном доме или квартире делают с использованием трехжильных проводов. Причем у каждой жилы - отдельная изоляция, все они имеют различную расцветку - коричневый, синий, желто-зеленый (стандарт). Жила - это именно та часть провода, по которой протекает ток. Она может быть как однопроволочной, так и многопроволочной. В некоторых марках провода используется хлопчатобумажная оплетка поверх жил. Материалы для изготовления жил проводов:
- Сталь.
- Медь.
- Алюминий.
Иногда можно встретить комбинированные, например, медный провод многопроволочный с несколькими стальными проводниками. Но такие использовались для осуществления полевой телефонной связи - по медным передавался сигнал, а стальные использовались по большей части для проведения крепления к опорам. Поэтому в этой статье о таких проводах разговор идти не будет. Для квартир и частных домов идеальным оказывается медный провод. Он долговечный, надежный, характеристики намного выше, нежели у дешевого алюминия. Конечно, цена медного провода кусается, но стоит упомянуть о том, что его срок службы (гарантированный) - 50 лет.
Марки проводов
Для прокладки электропроводки лучше всего использовать две марки проводов - ВВГнг и ВВГ. Первый имеет окончание «-нг», что говорит о том, что изоляция не горит. Используется он для осуществления электропроводки внутри сооружений и зданий, а также в земле, на открытом воздухе. Стабильно работает в диапазоне температур -50... +50. Гарантированный срок службы - не менее 30 лет. Кабель может быть с двумя, тремя или четырьмя жилами, сечение каждой - в диапазоне 1,5... 35 кв. мм. Обратите также внимание на то, что необходимо проводить расчет сечения провода по потребляемой мощности и длине (в случае с воздушной длинной линией).
Внимательно смотрите на то, чтобы перед названием провода не было буквы «А» (например, АВВГ). Это говорит о том, что внутри жилы изготовлены из алюминия. Имеются также зарубежные аналоги - кабель марки NYM, имеющий круглую форму, соответствует стандартам, принятым в Германии (VDE0250). Жилы медные, изоляция не подвержена горению. Круглая форма провода намного удобнее в том случае, если необходимо проводить монтаж сквозь стену. А вот для проведения проводки внутри помещений оказывается удобнее плоский отечественный.
Провода из алюминия
Они имеют маленький вес, а самое главное, низкую стоимость. Поэтому пригодятся для тех случаев, когда нужно прокладывать длинные линии по воздуху. Если все работы проводить грамотно и правильно, вы получите идеальную воздушную линию, так как у алюминия имеется одно огромное преимущество - он не подвержен окислению (в отличие от меди). Но часто проводка из алюминия использовалась и в домах (как правило, в старых). Провод раньше было проще достать, и стоил он копейки. Необходимо отметить, что расчет сечения провода по потребляемой мощности (особенности этого процесса известны каждому электрику) является главным этапом в создании проекта электроснабжения дома. Но нужно обращать внимание на одну особенность - сечение алюминиевого провода должно быть больше, нежели медного, чтобы выдержать одинаковую нагрузку.
Таблица для расчета сечения по мощности
Также нужно упомянуть и о том, что на предельно допустимая токовая нагрузка намного меньше, нежели для медных. Таблица ниже поможет рассчитать сечение жил
Сечение проводов в зависимости от типа проводки
Существует два типа монтажа электрической проводки в домах - открытый и закрытый. Как вы понимаете, нужно учитывать и этот нюанс при проведении расчетов. Скрытая монтируется внутри перекрытий, а также в бороздках и каналах, в трубах и т. д. Закрытая проводка имеет более высокие требования, так как у нее меньшая способность к охлаждению. А любой провод при длительном воздействии большой нагрузки нагревается очень сильно. Поэтому в случае когда осуществляете расчет сечения провода по потребляемой мощности, влияние на нагрев обязательно учитывайте. Необходимо также принимать во внимание еще следующие параметры:
- Длительную токовую нагрузку.
- Потерю напряжения.
При увеличении длины провода уменьшается напряжение. Следовательно, чтобы уменьшить потери по напряжению, необходимо увеличить сечение жил провода. Если речь идет о небольшом доме или даже комнате, то значение потерь крайне низкое, ими можно пренебречь. Но если же проводится расчет длинной линии, от этого не уйти. Ведь расчет сечения провода по потребляемой мощности (влияние длины очень большое) зависит от такого параметра, как протяженность линии.
Расчет провода по мощности
Итак, вам потребуется знать следующие характеристики:
- Материал, из которого состоят жилы кабеля.
- Максимальную потребляемую мощность.
- Напряжение питания.
Обратите внимание на то, что при протекании любого тока происходит повышение температуры и выделение некоторого количества тепла. Причем количество тепла пропорционально всей мощности, которая рассеивается на куске электропроводки. Если подобрать неверное сечение, то произойдет чрезмерный нагрев, а результат может быть плачевным - воспламенение электропроводки и пожар. Поэтому стоит провести точный расчет сечения провода по потребляемой мощности. Факторы риска слишком большие, и их много.
Оптимальные параметры
Оптимальные сечения:
- Для разводки розеток - 2,5 кв. мм.
- Осветительная группа - 1,5 кв. мм.
- Электрические приборы высокой мощности (электроплитка) - 4-6 кв. мм.
При этом обратите внимание на то, что медные провода могут выдержать следующие нагрузки:
- Провод 1,5 кв. мм - до 4,1 кВт (нагрузка по току - 19 ампер).
- 2,5 кв. мм - до 5,9 кВт (по току - до 27 ампер).
- 4-6 кв. мм - более 8-10 кВт.
Поэтому при увеличении нагрузки у вас всегда будет довольно большой резерв.
Заключение
Теперь вы знаете, как произвести расчет сечения провода по потребляемой мощности (определение важных характеристик и прочих мелких факторов вам отныне известно). Исходя из всех вышеперечисленных данных, вы сможете самостоятельно, не прибегая к помощи профессионалов, составить правильно план электроснабжения для своего дома или квартиры.
Уметь правильно рассчитать сечение прокладываемого кабеля, должен прежде всего, электрик, поскольку при неправильном выборе сечения, электросеть долго не прослужит. В бытовых условиях, данные знания пригодятся всем, кто делает ремонт, меняет проводку, приобретает новое электрооборудование, и при этом задумывается о надежности работы электросети и собственной безопасности.
Точно подобранное сечение проводки обеспечит следующее:
- Обеспечит длительную, бесперебойную работу вашей технике.
- Исключит возможность возникновения пожаров.
- Избавит от необходимости замены проводки.
- Позволит избежать дополнительных затрат на приобретения изделия с большим сечением.
Как выбрать сечение кабелей по мощности?
Для правильного расчета необходимо:
- Подсчитать количество бытовых приборов в помещении (желательно учитывать и приборы, которые вы планируете приобрести в будущем), их общую мощность.
- Все приборы разделить на 2 группы: которые будут работать непрерывно, и те, которые будут использоваться редко, после чего суммировать их мощности и определить примерное время работы проводки при полной нагрузке.
- Добавить к получившемуся значению 5% – «запас прочности».
- Конечное значение необходимо разделить на коэффициент работы сети, в результате получится требуемый показатель мощности провода, после чего при помощи специальной таблицы протекания токов определяем сечение жил для полученного значения.
- Выбрать изделие из алюминия, меди, либо алюмомеди, сечение которого подходит для вашего значения мощности, учитывая значение напряжения сети (220В для бытовой электросети, 380В – для промышленной).
Необходимо знать, что материалами для токопроводящих изделий являются алюминий, медь и алюмомедь, при этом, каждый из них обладает преимуществами и недостатками.
Особенности алюминиевого кабеля:
- Легче и дешевле , чем медные.
- Обладают в 1,73 раза меньшей проводимостью, чем медные.
- Подвержены окислению , после чего теряют проводимость.
- После длительной эксплуатации перестают держать форму.
- В домашних условиях невозможно произвести пайку.
Особенности медного кабеля:
- Обладают высокой эластичностью и механической прочностью.
- Отличаются небольшой величиной электрического сопротивления.
- Отлично поддаются пайке и лужению.
- Стоят намного больше, чем алюминиевые.
Алюмомедный кабель представляет собой алюминиевую жилу, снаружи плакированную медью (количество меди составляет 10-30%) термомеханическим способом.
Особенности алюмомедного кабеля:
- Проводимость лучше , чем у алюминиевого изделия, но хуже, чем у медного.
- Со временем , характеристики данного изделия не ухудшаются, в отличии от алюминиевых проводов.
- Намного меньшая стоимость , по сравнению с медью.
- Алюмомедь , в отличие от меди и алюминия, не вызывает интереса у воров, поскольку приемщики цветных металлов алюмомедь не принимают – из-за сложности разделения 2 металлов.
Как узнать мощность?
Мощность измеряется в ваттах, киловаттах (Вт, кВт, w, kWt). На каждом современном электрооборудовании (бытовом и промышленном) мощность указывается на бирке наряду с остальными характеристиками изделия. Если данный параметр по каким-либо причинам отсутствует, рекомендуем воспользоваться Таблицей 1.
Таблица 1 – усредненные значения мощностей бытовых электроприборов:
| Электроприбор | Усредненная мощность, Вт | |
| 1. | Бойлер | 1500 |
| 2. | Водонагреватель (проточный) | 5000 |
| 3. | Газонокосилка | 1500 |
| 4. | Дрель | 800 |
| 5. | Духовка | 2000 |
| 6. | Камин масляной | 900 |
| 7. | Компьютер (ноутбук) | 500 |
| 8. | Микроволновая печь | 1500 |
| 9. | Насос водяной | 1000 |
| 10. | Сварочный аппарат | 2500 |
| 11. | Стиральная машина | 2500 |
| 12. | Перфоратор | 1300 |
| 13. | Принтер | 500 |
| 14. | Телевизор | 300 |
| 15. | Тостер | 800 |
| 16. | Холодильник | 700 |
| 17. | Фен бытовой | 1200 |
| 18. | Фен промышленный | 1500 |
| 19. | Электрическая жаровня (духовка) | 2000 |
| 20. | Электрическая плита | 2000 |
| 21. | Электрический чайник | 1400 |
Примеры расчёта
Допустимый ток для кабелей и проводов:
Пример 1. Расчет для однофазной сети напряжением 220В.
Чаще всего, многоквартирные дома запитываются от однофазной сети с напряжением 220В. Допустим, суммарная мощность домашних электроприборов с учетом дополнительных 5% – «запаса прочности», составляет 7,6 кВт (усредненный показатель электронагрузки в квартире) – теперь можно приступать к выбору материала кабеля.
Для этого находим значение ближайшего подходящего сечения кабеля в соответствующей таблице издания «Правила устройства электроустановок» (Таблица 2), в нашем случае он составит:
- 4 мм кв. для меди (рассчитан на длительные нагрузки в 8,3 кВт);
- 6 мм. кв. для алюминия (рассчитан на длительные нагрузки 7,9 кВт);
- 6 мм. кв. для алюмомеди (см. раздел советы профессионалов);
Пример 2. Расчет для трехфазной сети напряжением 380В.
В данном случае, подключение осуществляется к одной из 3-х фаз и общему «нолю» – данное правило касается исключительно однофазных приборов, которых в современном доме подавляющее большинство.
Не стоит забывать и про трехфазную домашнюю технику – насосы, сварочные аппараты, двигатели, и т.д., при подключении которой нагрузку требуется равномерно распределить между 3-мя фазами (7,6 кВт / 3-и фазы = 2,6 кВт на фазу).
Поэтому при подключении нагрузки к 3-х фазной сети, значение суммарной мощности умножается на специальный коэффициент, благодаря чему происходит уменьшение значения сечения. Например, подключая нагрузку 7,6 кВт, для 1-о фазной сети потребуется медный провод – 4 мм кв., для 3-х фазной – 1,5 мм кв.
Отметим, что проводить расчеты для домашних условий намного проще, чем для промышленных мощностей, поскольку в последнем случае к показателям, которые необходимо учитывать при расчете, добавляются:
- сезонные нагрузки;
- коэффициент одновременности;
- коэффициент спроса;
Онлайн-калькуляторы
Для облегчения расчетов и точного подбора требуемого размера сечения мы подобрали рабочие онлайн-калькуляторы, которые быстро и точно выполнят за вас расчет по определению необходимого сечения:
Последствия неправильного подбора сечения
Выбор сечения по мощности – чрезвычайно ответственный процесс. Например, если сечение кабеля домашней электросети рассчитано на мощность до 6 кВт, при нагрузке в 7,5 кВт (лишь подключение к домашней электросети всего лишь одного бытового прибора, такого, как микроволновая печь, или электрочайник) кабель будет перегреваться.
Когда перегрев достигнет критического значения, сначала он начнет плавиться, а затем возгораться изоляция кабеля:
- Именно неправильно подобранное сечение проводов является наиболее распространенной причиной бытовых пожаров.
- Также, при разрушении изоляции , может произойти замыкание, в результате чего может выйти из строя вся бытовая техника.
- В любом случае , на восстановление и замену, как минимум проводки дома, вам придется значительно потратиться.
- На промышленном предприятии неверно подобранные кабели могут привести к намного более трагическим последствиям.
Именно поэтому, к данному вопросу необходимо отнестись очень серьезно.
- Алюминиевую проводку лучше всего заменять алюмомедной – такого же диаметра (данное правило применимо и для Таблицы 2). Если же вы заменяете медный кабель алюмомедным, сечение нового кабеля должно соотносится с медным как 5 к 6.
- При трехфазном питании приборы лучше всего разбить на группы таким образом, чтобы нагрузка на каждую из фаз была приблизительно одинаковой.
- При покупке
, необходимо обратить внимание на маркировку, поскольку продавцы могут мошенничать – выдавать алюмомедные кабеля за медные, тем самым нанося существенный урон вашему кошельку. Чтобы этого не случилось, необходимо:
- Обратить внимание на маркировку (отечественные алюмомедные изделия маркированы буквосочетанием АМ).
- Если маркировка отсутствует, либо кабель произведен за границей (не учитывая страны СНГ), достаточно соскоблить верхний слой – медная жила однородна, в отличии от алюмомеди.
- В последнее время
все более распространенным становится прокладывание кабелей при помощи гофрированных труб (гофр). Ниже приведены преимущества гофр, а также особенности эксплуатации:
- Пониженная воспламеняемость гофр сводит к минимуму вероятность возникновения пожара при замыкании проводки.
- Гофра защищает проводку от механических воздействий и повреждений.
- Продеть провод в гофру тем сложнее, чем больше ее длина; поэтому его конец сначала прикрепляют к тонкой проволоке, которую намного проще продеть через гофру.
- Для прокладывания бытовой электропроводки рекомендуется использовать многожильные провода, поскольку они являются более гибкими.
Сечение электропроводки зависит от материала и нагрузки. Алюминий сейчас используется редко. Остаются только медь и композитный материал – алюмомедь, из которых производят электрическую проволоку. Величина сечения не всегда известна по следующим причинам: отсутствуют маркировки, не соответствует диаметр жилы указанному в сопроводительных документах.
Какие бывают виды кабелей и проводов
Провод и кабель
Для обозначения проводника часто применяют 2 понятия: провод и кабель. Их часто путают, хотя им присущи некоторые различия.
Провод представляет собой один проводник и делится на 2 группы: сплошной провод в изоляции или без нее, сплетенный из тонких проволочек гибкий провод.
Кабель состоит из группы жил, заключенных в отдельные и общую изоляции. Жилы могут быть сплошными (ВВГ, ВВГнг, NYM) или сплетенными (ПВС).
Материалы проводников
Количество передаваемой энергии зависит, прежде всего, от материала проводника. Им может быть один из следующих цветных металлов:
- Медь – малое электрическое сопротивление; высокая прочность и эластичность; легко сваривается и паяется; малое переходное сопротивление на контактах; высокая стоимость.
- Алюминий – легкий и дешевый материал; электропроводность в 1,7 раза ниже, чем у меди; легко деформируется; высокое переходное сопротивление окисленных поверхностей; сварка возможна в среде инертного газа, а для пайки требуются специальные припои и флюсы.
- Алюмомедь – композит с алюминиевой основой и медным покрытием; проводимость немного ниже, чем у меди; кабель и провод имеют меньший вес; недорогой материал.
Способы определения площади сечения проводов и жил мало чем отличаются. Прежде всего, нужно измерить диаметр проводников. Им обеспечивается надежная изоляция, которую необходимо удалить. Для этого есть 3 способа.
Приборы для измерений
В качестве приборов применяются микрометр и штангенциркуль. Обычно используют механические устройства, хотя есть и электронные с цифровым дисплеем. Один из этих приборов всегда найдется среди инструментов домашнего хозяина.
Чаще всего применяется штангенциркуль, подходящий для измерения провода в действующей сети, например, в щитке или розетке. Площадь сечения проводника находится так:
S Кр = 3.14D 2 /4,
где D – диаметр провода.
Замер диаметра делают не менее трех раз, при повороте кабеля на 120 0 . За результат принимается средняя величина.
Измерение диаметра провода штангенциркулем
При отсутствии приборов диаметр провода определяют с помощью линейки. Для этого у жилы очищают изоляцию и накручивают плотными витками вокруг карандаша (не менее 15 витков). Затем измеряют длину намотки и делят ее на количество витков. Витки должны быть ровно уложены и прилегать друг к другу без зазоров.
Измерение диаметра провода с помощью линейки
Делают несколько измерений с разных сторон. Тогда результат получится точней. Жилы большой толщины навить на карандаш не получится, а в магазине проверку можно произвести только после покупки продукции. Величину сечения можно определить по формуле или прибегнуть к таблице.
- Алюминий легко отличить от меди, которая имеет характерный насыщенный цвет. Вместо нее может быть сплав металлов, что легко определить по внешнему виду.
- При возникновении сомнений в материале и сроке давности проводника берется большее сечение. Правильность выбора после проверяется по нагреву провода при номинальной нагрузке. Если он не нагревается, значит, расчет верный.
- Кабель имеет в своем составе несколько жил. Для подбора необходимого сечения определяют диаметр индивидуально для каждой из них, а после объединяют между собой необходимое количество, чтобы получить нужную площадь:
S общ = S 1 + S 2 +…+S n ,
S общ – общее поперечное сечение,
S 1 , S 1 , S n – поперечные сечения отдельных проводников.
Многожильный провод
Кабель ПВС для подключения электроинструмента и электроприборов производится гибким, так как все жилы являются многопроволочными. Измерение диаметра жгута одновременно даст неправильный результат, поскольку внутри есть воздушные зазоры. Правильный принцип расчета тот же, что и для кабеля. Жилу следует распушить, пересчитать, сколько в ней проволочек, а затем измерить диаметр одной из них. Зная их общее количество в жиле, можно рассчитать общее сечение по предыдущей формуле. Только замеры лучше производить микрометром. Им удобней пользоваться, так как штангенциркуль легко продавливает тонкие проволочки.
Cегментный кабель
Кабель сечением до 10 мм 2 всегда выполняется круглым. Им всегда можно обеспечить бытовые нужды квартиры или частного дома. При большем сечении кабеля жилы ввода от наружной электросети делаются сегментными, которые сложно рассчитать. Удобно определять площадь сечения, когда есть готовая таблица расчета.
Для этого надо сначала измерить высоту и ширину сегмента.
Таблица расчета площади сегмента жилы кабеля
| Кабель | Площадь сечения сегмента, мм2 | ||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 35 | 50 | 70 | 95 | 120 | 150 | 185 | 240 | ||
| Трехжильные секторные однопроволочные, 6(10) кВ | в | 5.5 | 6.4 | 7.6 | 9 | 10.1 | 11.3 | 12.5 | 14.4 |
| ш | 9.2 | 10.5 | 12.5 | 15 | 16.6 | 18.4 | 20.7 | 23.8 | |
| Трехжильные секторные многопроволочные, 6(10) кВ | в | 6 | 7 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13.2 | 15.2 |
| ш | 10 | 12 | 14 | 16 | 18 | 20 | 22 | 25 | |
| Четырехжильные секторные однопроволочные, до 1 кВ | в | - | 7 | 8.2 | 9.6 | 10.8 | 12 | 13.2 | - |
| ш | - | 10 | 12 | 14.1 | 16 | 18 | 18 | - | |
Расчет сечения жил
По мощности
Метод расчета является предпочтительным, так как в документации к приборам и на бирках к ним указывается количество средней и максимальной потребляемой мощности. Для проводки важно знать предельно допустимое значение. Стиральная машина может потреблять от десятков ватт при полоскании до 2,5 кВт в процессе нагрева. Кроме того, на одной жиле может быть несколько потребителей. Общую мощность определяют путем суммирования всех максимальных значений.
Средняя величина нагрузки в квартире не превышает 7,5 кВт для однофазной сети, где напряжение составляет 220 В. Сюда входят все электрические приборы и освещение. Им подбирается ближайший размер сечения кабеля в сторону увеличения мощности. Для медной жилы сечением 4 мм 2 соответствует 8,3 кВт. У алюминиевой жилы площадь составит 6 мм 2 на 7,9 кВт.
Выбирая сечение каждого проводника, следует учитывать возможное увеличение нагрузки в будущем. Поэтому обычно берут следующую по величине площадь в сторону увеличения.
В частных домах применяется трехфазное электроснабжение на 380 В, а большая часть электроприборов на это не рассчитана. Создать им напряжение 220 В можно подключением через нулевой провод с равномерным распределением нагрузки на все фазы. Трехфазная техника также учитывается. Это могут быть станки, насосы, котлы отопления.
Таблица соответствия сечения кабеля току и мощности
| Сечение токо- проводящих жил, мм | Медные жилы проводов и кабелей | |||
|---|---|---|---|---|
| Напряжение 220 В | Напряжение 380 В | |||
| Ток, А | Мощность, кВт | Ток, А | Мощность, кВт | |
| 1,5 | 19 | 4,1 | 16 | 10,5 |
| 2,5 | 27 | 5,9 | 25 | 16,5 |
| 4 | 38 | 8,3 | 30 | 19,8 |
| 6 | 50 | 11 | 40 | 26,4 |
| 10 | 70 | 15,4 | 50 | 33 |
| 16 | 90 | 19,8 | 75 | 49,5 |
| 25 | 115 | 25,3 | 90 | 59,4 |
| 35 | 140 | 30,8 | 115 | 75,9 |
| 50 | 175 | 38,5 | 145 | 95,7 |
| 70 | 215 | 47,3 | 180 | 118,8 |
| 95 | 260 | 57,2 | 220 | 145,2 |
| 120 | 300 | 66 | 260 | 171,6 |
По току
Иногда мощность прибора не известна по следующим причинам: в характеристике нет значения мощности, а номинальный ток указан, отсутствует бирка и описание.
Поскольку ток с напряжением известны, мощность можно рассчитать следующим образом:
P = UI∙cos φ,
I – сила тока, А;
U – приложенное напряжение, В.
Если не известна величина тока, ее можно измерить, включив прибор в другом месте. Когда определена потребляемая мощность по формуле, таблица дает возможность сразу узнать требуемый размер кабеля. Приведенная таблица также показывает зависимость сечения проводника от величины тока.
По нагрузке
Расчет кабеля по токовой нагрузке необходим для защиты от перегрева. Если ток слишком большой для сечения кабеля, происходит перегрев, оплавление и разрушение изоляции.
Под предельно допустимой длительной нагрузкой подразумевается значение тока, который можно пропускать по кабелю в условиях прокладки достаточно долго без перегрева. При расчете суммируются все мощности приборов, подключенных на определенные жилы. Затем делается расчет по нагрузке для бытовых сетей:
I = P ∑ ∙K и /U – однофазная;
I = P ∑ ∙K и /(√3∙U) – трехфазная;
P ∑ – общая мощность потребителей;
По длине
Обычно требуется рассчитывать удлинители на большие расстояния. В условиях квартиры это не требуется, поскольку длина линий небольшая. Но везде необходимо оставлять запас, особенно для щитков, где подключается защита и нужна аккуратная укладка провода.
Кабель прокладывается следующим образом:
- Отмечаются места расположения подключений: розеток, автоматов, распределительных коробок, выключателей.
- Измеряются расстояния с помощью рулетки или специального ручного измерителя длины. Им удобней пользоваться, а результат получается более точный. После с запасом отрезается провод.
- Укладка и крепление провода производится с соблюдением требований ПУЭ .
Измеритель длины кабеля
Любой проводник имеет электрическое сопротивление, на которое влияют факторы:
- выбор материала;
- сечение;
- длина.
Если величина падения напряжения превышает 5 %, то принимают меры по его снижению. Если выбрать проводник большего сечения, можно уменьшить сопротивление участка, определяемое из формулы:
p – удельное сопротивление (Ом·мм 2 /м);
R – общее сопротивление участка провода (Ом);
S – площадь сечения (мм 2);
L – длина участка провода (м).
При расчете следует учитывать, что ток идет по одной жиле, а возврат происходит по другой. Поэтому длину L удваивают. Несмотря на то, что сопротивление провода получается небольшим, им создается существенное падение напряжения. Если R = 0,5 Ом, то при силе тока в 20 А падение составит:
∆U = I·R = 20·0,5 = 10 В.
В процентном отношении это будет 10/220·100 = 4,5 %. Значение потерь получается близким к предельно допустимому.
В помещении необходимо учитывать различие между силовой и осветительной нагрузками. Для ламп можно брать сечение провода из меди на 1,5 мм 2 , а с розетками нужно быть осторожнее. Они наиболее нагружены на кухне и в ванной комнате, где постоянно включают микроволновку, электрическую плиту, стиральную машину, посудомойку, электроприборы. Нагрузку стараются распределить равномерно по розеточным группам, а провод подбирается сечением 4 мм 2 и даже больше. Под величину тока устанавливают соответствующие розетки и выключатели.
Сечение провода. Видео
Представленное ниже видео расскажет, как подобрать сечение провода наиболее оптимальным для каждой конкретной ситуации.
Расчет кабеля по длине и в поперечном сечении – важный процесс, не допускающий просчетов. Учитывать необходимо наибольшее количество факторов, доверяя только собственным расчетам. Они должны совпадать с тем, что показывает таблица справочника. Особые требования нужно выставлять качеству материалов проводки и характеристики подключаемых потребителей.
Правильный подбор электрического кабеля важен для того чтобы обеспечить достаточный уровень безопасности, экономически эффективно использовать кабель и полноценно применить все возможности кабеля. Грамотно рассчитанное сечение должно быть способно постоянно работать под полной нагрузкой, без повреждений, выдерживать короткие замыкания в сети, обеспечивать нагрузку с соответствующим напряжением тока (без чрезмерного падения напряжения тока) и обеспечивать работоспособность защитных приспособлений во время недостатка заземления. Именно поэтому производится скрупулёзный и точный расчёт сечения кабеля по мощности, что сегодня можно сделать при помощи нашего онлайн-калькулятора достаточно быстро.
Вычисления делаются индивидуально по формуле расчёта сечения кабеля отдельно для каждого силового кабеля, для которого нужно подобрать определённое сечение, или для группы кабелей со схожими характеристиками. Все методы определения размеров кабеля в той или иной степени следуют основным 6 пунктам:
- Сбор данных о кабеле, условиях его установки, нагрузки, которую он будет нести, и т. д
- Определение минимального размера кабеля на основе расчёта силы тока
- Определение минимального размера кабеля основанные на рассмотрении падения напряжения тока
- Определение минимального размера кабеля на основе повышении температуры короткого замыкания
- Определение минимального размера кабеля на основе импеданса петли при недостатке заземления
- Выбор кабеля самых больших размеров на основе расчётов пунктов 2, 3, 4 и 5
Онлайн калькулятор расчета сечения кабеля по мощности
Чтобы применить онлайн калькулятор расчёта сечения кабеля необходимо произвести сбор информации, необходимой для выполнения расчёта размеров. Как правило, необходимо получить следующие данные:
- Детальную характеристику нагрузки, которую будет поставлять кабель
- Назначение кабеля: для трёхфазного, однофазного или постоянного тока
- Напряжение тока системы и (или) источника
- Полный ток нагрузки в кВт
- Полный коэффициент мощности нагрузки
- Пусковой коэффициент мощности
- Длина кабеля от источника к нагрузке
- Конструкция кабеля
- Метод прокладки кабеля
Таблицы сечения медного и алюминиевого кабеля
Таблица сечения медного кабеля
Таблица сечения алюминиевого кабеля
При определении большинства параметров расчётов пригодится таблица расчёта сечения кабеля, представленная на нашем сайте. Так как основные параметры рассчитываются на основании потребности потребителя тока все исходные могут быть достаточно легко посчитаны. Однако так же важную роль влияет марка кабеля и провода, а также понимание конструкции кабеля.
Основными характеристиками конструкции кабеля являются:
- Материал-проводника
- Форма проводника
- Тип проводника
- Покрытие поверхности проводника
- Тип изоляции
- Количество жил
Ток, протекающий через кабель создаёт тепло за счёт потерь в проводниках, потерь в диэлектрике за счёт теплоизоляции и резистивных потерь от тока. Именно поэтому самым основным является расчёт нагрузки, который учитывает все особенности подвода силового кабеля, в том числе и тепловые. Части, которые составляют кабель (например, проводники, изоляция, оболочка, броня и т. д.), должны быть способны выдержать повышение температуры и тепло, исходящее от кабеля.
Пропускная способность кабеля - это максимальный ток, который может непрерывно протекать через кабель без повреждения изоляции кабеля и других компонентов. Именно этот параметр и является результатом при расчёте нагрузки, для определения общего сечения.
Кабели с более большими зонами поперечного сечения проводника имеют более низкие потери сопротивления и могут рассеять тепло лучше, чем более тонкие кабели. Поэтому кабель с 16 мм2 сечения будет иметь большую пропускную способность тока, чем 4 мм2 кабель.
Однако такая разница в сечении - это огромная разница в стоимости, особенно когда дело касается медной проводки. Именно поэтому следует произвести очень точный расчёт сечения провода по мощности, чтобы его подвод был экономически целесообразным.
Для систем переменного тока обычно используется метод расчёта перепадов напряжения на основе коэффициента мощности нагрузки. Как правило, используются полные токи нагрузки, но если нагрузка была высокой при запуске (например, двигателя), то падение напряжения на основе пускового тока (мощность и коэффициент мощности, если это применимо), должны также быть просчитаны и учтены, так как низкое напряжение так же является причиной выхода из строя дорогостоящего оборудования, несмотря на современные уровни его защиты.
Видео-обзоры по выбору сечения кабеля
Воспользуйтесь другими онлайн калькуляторами.
Расчет сечения провода является очень важной составляющей качественной и надежной электропроводки. Ведь в эти расчеты закладываются потребляемая мощность электро оборудования и длительно допустимые токи, которые способен выдержать провод в нормальном рабочем режиме. К тому же все мы хотим иметь гарантию и быть уверенными в электро и пожаробезопасности электропроводки, поэтому расчет сечения провода является таким важным.
Давайте посмотрим, к чему же может привести неправильный выбор сечения провода.
В большинстве случаев электрики работающие сейчас на рынке в данной сфере услуг не утруждают себя выполнением вообще каких либо расчетов, а просто завышают или занижают сечение провода. Связано это как правило с тем, что они по прошествии длительного времени после окончания учебных заведений не помнят как это делается, так как полученные знания вовремя не закреплялись на практике. В большинстве своем этими знаниями обладает некоторая часть энергетиков и главных инженеров и то в силу того, что их знания изо дня в день эксплуатируются в данном направлении.
Если сечение провода меньше требуемого
Рассмотрим пример, если сечение провода занижено, то есть выбрано меньше потребляемой мощности.
Данный случай является самым опасным из всех рассмотренных, так как может привести к порче электрооборудования, пожару, поражению людей электрическим током, а нередко и летальному исходу. Почему так происходит, все очень просто. Допустим мы имеем электрический водонагреватель мощностью 3 кВт, а провод заложенный специалистом способен выдержать только 1,5 кВт. При включении водонагревателя провод будет очень сильно нагреваться, что со временем приведет к повреждению изоляции, а в дальнейшем и полному ее разрушению, произойдет короткое замыкание.
Если сечение провода больше требуемого
Теперь, рассмотрим пример с завышенным сечением провода, выбранным больше чем требуется для оборудования. Про запас в народе даже поговорки всякие разные есть, не лишний мол он. В разумных приделах он действительно не лишний, но обойдется гораздо дороже требуемого. На приведённый в примере выше водонагреватель мощностью 3 кВт, по расчету, нам требуется сечение провода 2,5 мм 2 , смотрим по таблице 1.3.4 приведенной в ПУЭ (правила устройства электроустановок). А в нашем случае допустим был использован провод 6 мм 2 , стоимость этого провода буде в 2,5 раза выше чем 2,5 мм 2 , допустим 2,5 стоит 28 рублей, а 6 стоит 70 рублей за метр. Потребуется нам допустим 20 метров, в первом случае мы потратим 560 рублей, а во втором 1400 рублей, разница в деньгах очевидна. А представьте, если вы сделайте сделайте завышенными проводами всю квартиру, сколько денег в этом случае вы выкинете на ветер. Отсюда вопрос, а нужен ли вам такой запас?
Подводя промежуточные итоги, мы узнали что неправильный расчет сечения проводов имеет очень неприятные, а в некоторых случаях серьезные последствия, поэтому подходить к выбору сечения проводов просто необходимо правильно, грамотно и серьезно.
Формула расчета сечения провода
I расч =P/U ном
где I расч – расчетный ток,
P – мощность оборудования,
U ном – номинальное напряжение =220 вольт
Для примера рассчитаем электрический водонагреватель 3 кВт.
3 кВт = 3000 Вт, I расч =3000/220=13,636363..., округлим I расч =14 А
Существуют так же различные поправочные коэффициенты, по условиям среды и прокладки провода, а так же коэффициент повторно кратковременного включения. В большей степени эти коэффициенты имеют вес в трехфазных сетях 380 вольт на производстве, где присутствуют большие пусковые токи. А в нашем случае мы имеем бытовые электроприборы рассчитанные на напряжение 220 вольт, поэтому рассчитывать мы его не будем, но обязательно учтем и определим его средним значением равным 5 А и добавим к расчетному току.
В итоге I расч =14 +5=19 А,
используемый провод медный трехжильный (фаза, ноль, земля), смотрим по таблице.
Таблица сечения медных проводов по длительно допустимому току (ПУЭ таблица 1.3.4)
Если, значение находиться в интервале между двумя токами различных сечений, в нашем случае 15 А и 21 А, всегда берем большее. Расчетное сечение провода необходимое для подключения водонагревателя мощностью 3 кВт 2,5 мм 2 .
Итак, на приведенном в примере водонагревателе мощностью 3 кВт, мы произвели расчет сечения проводов, выяснили почему нельзя занижать и завышать сечение проводов. Научились определять длительно допустимые токи, а так же правильно выбирать сечение провода.
Аналогично по формуле также можно выполнить , благодаря чему вы достигните оптимальной освещенности не напрягающей зрение и качественное распределение светового потока.
Выполнив расчет сечения провода своими руками вы сэкономите:
- На закупке проводов, стоимость провода увеличивается с сечением. Например, 1 метр негорючего провода марки довольно неплохо зарекомендовавшего себя в монтаже внутренней электропроводки сечением 1,5 квадрата стоит 15 рублей, а такой же провод сечением 2,5 квадрата стоит 23 рубля, разница в 8 рублей с одного метра, со 100 метров это уже 800 рублей.
- На закупке устройств защиты автоматические выключатели, УЗО. Чем больше ток срабатывания устройства, тем больше цена. Например однополюсный автоматический выключатель на 16 Ампер стоит 120 рублей, а на 25 Ампер уже 160 рублей, разница в 40 рублей. Средний силовой щиток набирает порядка 12 автоматических выключателей с каждого по 40 рублей получится 480 рублей. Разница стоимости УЗО буде еще больше, порядка 200-300 рублей.