Используя таблицу ПУЭ можно правильно выбрать сечение кабеля по току. Так, например если кабель будет меньшего сечения, то это может привести к преждевременному выходу из строя всей системы проводки или порче включённого оборудования. Так же неправильный выбор толщины кабеля может стать причиной пожара, который произойдёт из-за плавления изоляции провода при его перегреве из-за высокой мощности.
При обратном процессе, когда толщина кабеля будет взята со значительным запасом по мощности, может произойти лишняя трата денег для приобретения более дорогостоящего провода.
Как показывает практика, в большинстве случаев выбирать сечение кабеля по току следует исходя из показателя его плотности.
Таблицы ПУЭ и ГОСТ
Плотность тока
При проведении выбора сечения провода необходимо знать некоторые показатели. Так, например величина плотности тока в таком материале как медь составляет от 6 до 10 А/мм2. Такой показатель является результатом многолетних наработок специалистов и принимается исходя из основных правил регламентирующих устройство электрических установок.
В первом случае при плотности в шесть единиц предусмотрена работа электрической сети в длительном рабочем режиме. Если же показатель составляет десять единиц, то следует понимать, что работа сети возможна не длительное время во время периодических коротких включений.
Поэтому производить выбор толщины необходимо именно по данному допустимому показателю.
Приведенные выше данные соответствуют медному кабелю. Во многих электрических сетях до сих пор применяются и алюминиевые провода. При этом медный кабель в сравнении с последним типом провода имеет свои неоспоримые преимущества.
К таковым можно отнести следующее:
- Медный кабель обладает намного большей мягкостью и в тоже время показатель его прочности выше.
- Изделия, изготовленные из меди более длительное время не подвержены процессам окисления.
- Пожалуй, самым главным показателем медного кабеля есть его более высокая степень проводимости, а значит и лучший показатель по плотности тока и мощности.
Наши читатели рекомендуют! Для экономии на платежах за электроэнергию наши читатели советуют ‘Экономитель энергии Electricity Saving Box’. Ежемесячные платежи станут на 30-50% меньше, чем были до использования экономителя. Он убирает реактивную составляющую из сети, в результате чего снижается нагрузка и, как следствие, ток потребления. Электроприборы потребляют меньше электроэнергии, снижаются затраты на ее оплату.
К самому главному недостатку такого кабеля можно отнести более высокую цену на него.
Показатель плотности тока для алюминиевого провода находится в диапазоне от четырёх до шести А/мм2. Поэтому его можно применять в менее ответственных сооружениях. Так же данный тип проводки активно применялся в прошлом веке при строительстве жилых домов.
Проведение расчетов сечения по току
При расчете рабочего показателя толщины кабеля, необходимо знать какой ток будет протекать по сети данного помещения. Например, в самой обычной квартире необходимо суммировать мощность всех электрических приборов, которые подключаются к сети.
В качестве примера для расчета можно привести стандартную таблицу потребляемой мощности основными бытовыми приборами, использующимися в обычной квартире.
Исходя и суммарной мощности, производится расчет тока, который будет течь по кабелям сети.
В этой формуле Р означает общую мощность, измеряемую в Ваттах, К1 – коэффициент, который определяет одновременную работу всех бытовых приборов (его величина обычно равняется 0,75) и U – напряжение в домашней сети равное обычно 220 Вольтам.
Данный показатель расчета тока поможет сделать оценку нужного сечения для общей сети. При этом необходимо так же учитывать и рабочую плотность тока.
Такой расчет можно принимать как приблизительный выбор. При этом более точные показатели могут быть получены с использованием выбора из специальной таблицы ПУЭ. Такая таблица ПУЭ является элементом специальных правил устройства электрических установок.
Ниже приведен пример таблицы ПУЭ, по которой возможно производить выбор сечения.
Как видно такая таблица ПУЭ кроме зависимости сечений от показателя по току ещё предусматривает и учёт материала, из которого изготавливаются провода, а так же и его расположение. Кроме этого в таблице регламентируется количество жил и величина напряжения, которая может быть как 220, так и 380 Вольт.
Расчет по току с применением дополнительных параметров
При расчете сечения на основе тока с использованием таблицы ПУЭ можно пользоваться и дополнительными параметрами.
Например, есть возможность учитывать диаметр жилы. Поэтому при определении сечения жилы применяют специальное оборудование под названием микрометр. На основе его данных определяется толщина каждой жилы. Потом с использованием значений ранее полученных токов и специальной таблицы производится окончательный выбор величины сечения жилы провода.
Если же кабель состоит из нескольких жил, то следует произвести замер одной из них и посчитать её сечение. После этого для нахождения окончательного значения толщины, показатель, полученный для одной жилы, умножается на их количество в проводе.
Полученное таким образом с использованием расчетов и таблицы ПУЭ значение сечения кабеля позволит создать в доме или квартире проводку, которая будет служить хозяевам на протяжении довольно долгого периода времени без возникновения аварийных или внештатных ситуаций.
При проектировании электротехнических сетей или подобных им систем особое внимание уделяется правильности выбора кабеля, которая традиционно оценивается по типоразмеру входящих в его состав проводов. Грамотный подход к этому выбору предполагает необходимость учета допустимой величины токовой нагрузки в данной цепи (иначе – потребляемой или рассеиваемой в ней мощности), которая напрямую зависит от выбранного провода. Для выражения этой зависимости используется классическая таблица токов, приведенная на размещенном ниже рисунке. В ней указываются вид и сечения жил одножильного или многожильного кабеля и значения максимального тока, который они способны пропускать через себя без перегрева и угрозы последующего разрушения.
В этом случае специалисты говорят о том, какая нагрузка на кабель допускается без опасных последствий, а используемые при этом данные сводятся в таблицы токовых нагрузок к сечению медных кабелей. Для расшифровки приводимых здесь понятий далее будет рассмотрен порядок их введения и привязки к конкретным физическим величинам.
Основные понятия
Сечение провода
Потребность в правильном выборе сечения для каждого включенного в электротехническую цепь провода продиктована следующей необходимостью. Дело в том, что грамотно рассчитанная токовая нагрузка по сечению кабеля позволяет долго и без особых проблем эксплуатировать данную цепь с полной уверенностью в том, что она не откажет в самый неподходящий момент.
Под термином «сечение провода» в электротехнике понимается его поперечный типоразмер, в простейшем случае высчитываемый по классической формуле (смотрите фото ниже).
Входящие в эту запись величины для упрощения взяты для круглого одножильного провода. Они означают:
- d – диаметр одной жилы без изоляции, мм;
- S – площадь, измеряемая в миллиметрах квадратных.
Обратите внимание! Эта формула справедлива для выбора одножильных проводов, которые в реальных условиях эксплуатации используются крайне редко.
На практике, как правило, применяются провода из n жил, для вычисления суммарного сечения которых потребуется другая формула. Она приводится на размещенном ниже рисунке (обозначения те же).
Исходя из данных таблицы нагрузок на кабель, допустимая величина тока в жиле с типоразмером один квадратный миллиметр, например, для алюминия составляет 4 Ампера, а для медного провода она будет равна 10-ти Амперам (при прокладке в трубе).
Таким образом, для тока в 10 Ампер потребуется медный провод с единичным сечением 1 кв. мм (коэффициент пересчета – 10). На основе этого соотношения строятся все приблизительные расчеты параметров токовых цепей. Далее будет рассмотрен еще один важный параметр, называемый плотностью тока (он имеет непосредственное отношение к данной теме).
Плотность тока
Этот показатель для проводника определяется предельно просто: он вычисляется как число ампер, приходящееся на единицу его сечения. При рассмотрении факторов, оказывающих влияние на плотность тока в кабеле, в первую очередь, выделяют способ прокладки проводов (открытая и скрытная). При первом варианте допускается больший по величине показатель плотности, что объясняется лучшими условиями теплообмена с окружением.
При скрытной или закрытой прокладке уложенные и замурованные в штробах провода практически лишены контакта с атмосферой, и теплоотдача у них сведена к минимуму. То же можно сказать и про кабели, размещаемые в специальных защитных коробах или кабельных каналах. При выборе параметров прокладываемых в этом случае проводов должна вноситься определенная поправка, учитывающая отсутствие рассеяния тепла в атмосферу.
Этот подход к выбору провода позволяет учесть фактор скрытности, независимо от того, какая нагрузка подключена к данной линии или сети.
Проведение качественных тепловых расчетов в бытовых условиях практически невозможно, поэтому в реальности они сводятся к выбору самого уязвимого элемента системы и вычислению общей плотности с учетом ее параметров.
К сведению. Вносимые при этом поправки справедливы лишь в том случае, если температура окружающего воздуха также учитывается в своем максимальном значении.
Во всех рассмотренных ранее таблицах показатели по току и потребляемой нагрузкой мощности указаны для нормальных комнатных температур. С другой стороны, большинство образцов современной кабельной продукции с изоляцией из ПВХ или полиэтилена допускает эксплуатацию при ее прогреве до 70-90°C.
Примеры вычисления
В качестве примера рассмотрим конкретную ситуацию для нагрузки мощностью до 4 кВт (4000 Ватт) при напряжении в сети 220 Вольт. В этом случае протекающий по ней ток равен 4000/220=18,18 Ампер, а для нормальной работы подводящего кабеля достаточно, чтобы он состоял из медного одножильного провода сечением 18,18/10=1,818 кв. мм (10 – коэффициент пересчета).
Важно! В рассмотренном примере провода будут эксплуатироваться на пределе своих возможностей, так что потребуется некоторый запас по сечению, величиной не менее 15 %.
В итоге получаем примерно 2,08 квадрата, а после выбора по специальной таблице ближайшего нормируемого значения берем провод на 2,0 кв. мм.
При желании узнать, сколько киловатт 2 и 5 квадрата сечения провода смогут обеспечить в токовой нагрузке, можно воспользоваться еще одним сводным документом, называемым специалистами «таблицей мощностей». Она, как правило, представляется в виде, совмещенном с таблицей токов (смотрите рисунок ниже).
Из нее находим, что для сечения 2,5 кв. мм допустимая мощность будет равна 4,6 кВт (при токе 21 Ампер), что очень близко к расчетным данным для 2,0 кв. мм.
Обратите внимание! Эти показатели справедливы лишь для отдельного медного проводника, независимо от других прокладываемых в металлической трубе.
В иных условиях прокладки и материалах проводов (алюминиевых, например) цифры будут другими.
Многожильный кабель
Для комбинированного кабеля, состоящего из нескольких проложенных вплотную медных жил расчет предельной нагрузки (ее токового значения) и мощности в ней будет выглядеть иначе. Это связано с тем, что при близком расположении отдельных проводников их тепловые поля перекрываются. Вследствие этого показатели предельного тока и мощности в нагрузке имеют меньшие значения (фото многожильного кабеля приводится ниже).
В качестве примера рассмотрим, кабель 3х4 квадрата сколько выдерживает киловатт. Многожильный провод, состоящий из 3-х жил сечением по 4 кв. мм каждая, согласно таблицам токов, мощностей и нагрузок способен выдерживать ток до 27 Ампер при мощности в нагрузке до 6-ти кВт.
То же самое можно сказать и о мощности кабеля в квт, выбираемой по той же таблице. Продукция этого класса, рассчитанная на значительные токи, обычно используется для подключения таких энергоемких потребителей, как:
- Силовое загородное оборудование (насосы, электродвигатели и т.п.);
- Стиральные машины и электропечи (духовки);
- Автоматические системы управления раздвижными воротами и другие механизмы.
Многожильные кабельные изделия широко применяются при прокладке электропроводки в квартирах и частных домах и рассчитываются по тем же таблицам (в общем случае это таблица нагрузок).
Длительно допустимые токи
Еще один фактор, обязательно учитываемый при выборе сечения электропровода, шины или кабельной укладки, – нагрев их за счет протекающего тока, который меняет свойства большинства проводящих материалов. Чрезмерный нагрев грозит не только постепенным разрушением изоляции, но и способствует нарушению имеющихся контактных соединений, что со временем может привести к непоправимым последствиям.
Максимальный ток, соответствующий предельной температуре нагрева проводников или контактных соединений, называется длительно допустимым. Его величина для каждой конкретной цепи определяется не только материалом провода, но и его сечением, типом изоляции, а также условиями охлаждения.
Соответствующая этому току длительно допустимая температура нагрева жил лежит в диапазоне от 50-ти до 80-ти градусов по Цельсию (конкретное ее значение зависит от типа изоляции и прикладываемого напряжения).
Дополнительная информация. Второй из этих параметров может быть взят из таблицы напряжений, которая, как правило, совмещена со всеми рассмотренными ранее табличными данными.
В заключительной части раздела отметим, что при проведении практических вычислений тепловых режимов следует пользоваться уже готовыми таблицами.
В них обычно указываются данные по длительно допустимым значениям токов, определяемым по показателю нагрева медных или алюминиевых проводников при различных условиях их прокладки (в трубах, открыто, на воздухе или в земле).
Видео
Каждый мастер желает знать... как рассчитать сечение кабеля для той или иной нагрузки. С этим приходится сталкиваться при проведении проводки в доме или гараже, даже при подключении станков - нужно быть уверенным, что выбранный сетевой шнур не задымится при включении станка...
Я решил создать калькулятор расчета сечения кабеля по мощности, т.е. калькулятор считает потребляемый ток, а затем определяет требуемое сечение провода, а также рекомендует ближайший по значению автоматический выключатель.
Силовые кабели ГОСТ 31996-2012
Расчет сечения кабеля по мощности производится в соответствии с таблицами нормативного документа ГОСТ 31996-2012 «Кабели силовые с пластмассовой изоляцией». При этом сечение указывается с запасом по току во избежания нагрева и возгорания провода, работающего на максимальном токе. А также я ввел коэффициент 10%, т.е. к максимальному току добавляется еще 10% для спокойной работы кабеля 🙂
Например, берем мощность нагрузки 7000 Вт при напряжении 250 Вольт, получаем ток 30.8 Ампер (добавив про запас 10%), будем использовать медный одножильный провод с прокладкой по воздуху, в результате получим сечение: 4 кв.мм., т.е. кабель с максимальным током 39 Ампер. Кабель сечением 2.5 кв.мм. на ток 30 Ампер использовать не рекомендуется, т.к. провод будет эксплуатироваться на максимально допустимых значениях силы тока, что может привести к нагреву провода с последующим разрушением электро изоляции.
Таблица сечения кабеля по току и мощности для медного провода
Ознакомьтесь также с этими статьями
| Сечение жилы мм 2 | Для кабеля с медными жилами | |||
|---|---|---|---|---|
| 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 | 46 | 10,1 | 40 | 26,4 |
| 10 | 70 | 15,4 | 50 | 33,0 |
| 16 | 85 | 18,7 | 75 | 49,5 |
| 25 | 115 | 25,3 | 90 | 59,4 |
| 35 | 135 | 29,7 | 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 |
Данные в таблицах приведены для ОТКРЫТОЙ проводки!!!
Таблица сечения алюминиевого провода по потребляемой мощности и силе тока
| Сечение жилы мм 2 | Для кабеля с алюминиевыми жилами | |||
|---|---|---|---|---|
| Напряжение 220 В | Напряжение 380 В | |||
| Ток А | Мощность кВт | Ток А | Мощность кВт | |
| 2,5 | 20 | 4,4 | 19 | 12,5 |
| 4 | 28 | 6,1 | 23 | 15,1 |
| 6 | 36 | 7,9 | 30 | 19,8 |
| 10 | 50 | 11 | 39 | 25,7 |
| 16 | 60 | 13,2 | 55 | 36,3 |
| 25 | 85 | 18,7 | 70 | 46,2 |
| 35 | 100 | 22 | 85 | 56,1 |
| 50 | 135 | 29,7 | 110 | 72,6 |
| 70 | 165 | 36,3 | 140 | 92,4 |
| 95 | 200 | 44,0 | 170 | 112,2 |
| 120 | 230 | 50,6 | 200 | 132,0 |
Калькулятор расчета сечения кабеля
Онлайн калькулятор предназначен для расчета сечения кабеля по мощности.
Вы можете выбрать требуемые электроприборы, отметив их галочкой, для автоматического определения их мощности, либо ввести мощность в ватах (не в киловатах!) в поле ниже, затем выбрать остальные данные: напряжение сети, металл проводника, тип кабеля, где прокладывается и калькулятор произведет расчет сечения провода по мощности и подскажет какой автоматический выключатель поставить.
Надеюсь, мой калькулятор поможет многим мастерам.
Расчет сечения кабеля по мощности:
Требуемая мощность (выберите потребителей из таблицы):Правильный выбор типа, материала и сечения проводки является залогом безопасности, долговечности, надежности электросети. Процесс подбора не сложный, но требует определенных знаний, подготовки. Для гарантии начинающим мастерам рекомендуется посоветоваться с более опытными электриками. Фурнитуры подбирают по мощности и току. Каждый показатель определяют отдельно, затем, пользуясь таблицами, подбирают подходящий вариант.
Проводка обеспечивает передачу и распределение электрической энергии между потребителями. Если толщина провода подобрана неверно, он нагревается, изоляция постепенно разрушается. Следствием этого становится нестабильная работа оборудования, возможно возгорание. Неправильный выбор провода по мощности и току с превышением толщины приводит к увеличению массы и необоснованному удорожанию электросети.
Принцип метода
Выбор сечения проводов по разным показателям ведется в определенной последовательности. Общий порядок выглядит так:
- определяют тип силовой линии;
- рассчитывают нагрузку;
- определяют силу тока;
- подбирают проводник.
Подбор сечения проводов по общей нагрузке заключается в определении максимальной нагрузки, которую должна выдерживать электрическая сеть. Выделяют три основных принципа:
- Площадь жилы должна быть достаточной, чтобы пропустить требуемый ток. Допустимый нагрев жилы – не более 60 градусов.
- Напряжение не должно падать более чем на установленную величину.
- Толщина жилы и ее изоляции должна обеспечивать механическую прочность.
Небольшой пример поможет осознать взаимосвязь этих принципов. Питание люстры с лампочкой на 100 Вт обеспечит ток 0,5 А. Если воспользоваться таблицей, можно принять кабель толщиной 0,5 мм2. Однако ни один электрик не будет закладывать в потолок такую жилу. Он возьмет минимум 1,5 мм2.
Расчет начинают с определения суммарной нагрузки существующих и проектируемых электроприборов. Единицы мощности ‑ ватты (Вт) или киловатты (кВт). Перевод единиц прост: 1 кВт равен 1000 Вт.
Показатели электроприборов, используемые в вычислениях, подставляют в одинаковых единицах измерения.
Расчет основан на необходимости выполнения условия по допустимой токовой нагрузке на поперечную площадь жилы. Для открытой проводки это значение составляет:
- медь – 10 А на мм2;
- алюминий – 8 А на мм2.
Если предусмотрена скрытая прокладка сети , тогда допустимое значение по току уменьшают на коэффициент 0,8. При этом нужно учесть, что при выборе сечения провода по мощности для открытой прокладки его принимают не менее 4 мм2. Такая толщина обеспечит защиту от механических повреждений. Для внутренних силовых сетей ПУЭ допускает применять только медные провода. Они обладают долговечностью, механической прочностью, удобны при монтаже. К минусам относят высокую стоимость.
Что позволит проще и быстрее подобрать сечение проводов по мощности таблица, калькулятор, формулы? Таблицы есть в электротехнических справочниках. Пользоваться ими несложно, предварительно понадобится подсчитать нагрузку. Калькулятор поможет рассчитать сечение медного провода по току и мощности. Точно также выполняют необходимые вычисления для алюминия. Форма позволяет выбрать металл, задать длину сети, нагрузку, напряжение, коэффициент, допустимые потери, температуру, способ прокладки. Одно нажатие клавиши, и результат готов. Способ удобен тем, что позволяет за пару минут перебрать разные варианты. Какой из них выбрать, каждый решает сам.
Расчет кабеля по мощности
Перед тем, как перейти непосредственно к вычислениям, потребуется собрать данные об эксплуатируемых и планируемых к установке электроприборах. Потребляемую ими мощность можно найти в техническом паспорте, посмотреть на корпусе. Если производитель техники Россия, Беларусь, Украина, ее проставляют в кВт. На технике из Европы, Азии, Америки обозначают TOT (иногда TOT MAX), измеряют в W.
Если техника новая, то проблем с поиском нужной информации обычно не возникает. Узнать данные о приборах, которые еще не куплены или информация утеряна, можно, воспользовавшись среднестатистическими данными. Иногда возникает проблема с тем, что производитель дает несколько величин. Лучше опираться на большее значение. Возможно, это несколько завысит итоговый результат. Утешением может служить тот факт, что трасса большой толщины меньше греется, значит, прослужит дольше.
Толщина провода подбирается по-разному: при помощи онлайн-калькулятора, рассчитывается по формулам. Проще всего сделать это поможет таблица сечения. С ее помощью можно подобрать сечение медного провода по имеющимся показателям, затем сделать все аналогично для алюминиевых жил. При этом нужно учитывать напряжение, которое подается в сеть.
Разберемся на примере. Пусть суммарная мощность электроприборов составит 3,7 кВт, предполагается подключение к однофазной сети (220 В). Порядок определения:
- Находим в таблице материал.
- В соответствующей колонке подбираем число, которое максимально соответствует искомому. Если нужно, округляем до ближайшего большего.
- Опираясь на полученный результат, выписываем сечение, диаметр проводника, соответствующий ему ток.
Результат для данных из примера: медный кабель толщиной 2 мм2, сила тока – 19 А. Если рассмотреть вариант с алюминиевой жилой, при тех же исходных данных получим поперечную площадь 4 мм2, силу тока – 21 А.
Аналогичный расчет можно провести, чтобы подобрать сечение провода по току и мощности. Для этого потребуются данные о потребляемом токе. Его можно отыскать в паспорте прибора, на его корпусе или рассчитать: I=P/220 (или 380). Рассчитывая вводный кабель, рекомендуется умножить результат на коэффициент запаса 1,5-2. Подобрать его материал поможет простой совет: передать нагрузку до 15 кВт помогут медные провода, больше – алюминиевые.
Собираясь за кабелем, нужно взять с собой штангенциркуль: указанные производителем параметры зачастую не соответствуют действительности.
Кроме расчета по мощности и току протяженные сети требуют учитывать потери, которые происходят по длине. Их появление характерно на участках, соединяющих дом с линией электропередач. Такие подсчеты обычно выполняют энергоснабжающие организации, для подстраховки можно сделать их самостоятельно. Потребуется узнать выделенную на дом мощность, измерить расстояние, затем подобрать сечение по соответствующей таблице.
Выбор сечения провода по мощности и току
Разница между медными и алюминиевыми проводами
На электротехнических форумах часто поднимается тема, какие лучше брать провода в зависимости от материала. Еще недавно электрики использовали только алюминий. На сегодняшний момент при выполнении капитального ремонта или прокладке новой проводки внутри зданий рекомендуется использовать медь. Для этого есть несколько причин:
- Гибкость. Металл отлично поддается изгибу, не ломается.
- Электропроводность. Металл хорошо проводит электричество, поэтому для передачи одинаковой нагрузки сечение медного кабеля будет меньше, чем алюминиевого.
- Стойкость к коррозии. На алюминии под воздействием влаги возникает оксидная пленка, которая ухудшает электропроводность. Место контакта постепенно начинает греться.
Казалось бы, решение должно быть в пользу меди. Однако ответ неоднозначен. В тех случаях, когда есть возможность полной замены проводки в доме или квартире, ее нужно менять на медную. Если рассматривать наружную сеть, где требуется кабель большого сечения, огромной длины, на первый план выходит цена. Алюминий значительно дешевле, поэтому его активно применяют при обустройстве трансформаторов, электродвигателей, электросетей поперечной площадью более 16 мм2.
Определившись с материалом, важно не забывать правило: алюминий и медь между собой «не дружат». Следовательно, что соединять их напрямую недопустимо. Место соединения можно выполнять посредством оцинкованных шайб, специальных клеммников.
Ошибки при выборе сечения проводов
Перед вами встал вопрос выбора провода (кабеля). Не важно для чего вы его выбираете, для квартиры, дома, гаража, дачи или для подключения электродвигателя, нагревательного прибора, компрессора, электролампы или любого другого электрического прибора, все равно нужен расчет сечения проводника, который будет использоваться для подключения.
Для чего нужен расчет? Если сказать простыми словами, то у любого электрического прибора (оборудования) или помещения есть потребляемый ток, нагрузка. Чтобы этот провод (кабель) выдерживал потребляемую нагрузку потребителем электроэнергии и нужен расчет.
Естественно расчет проводят после сбора данных о потребителе, то есть надо подсчитать нагрузку для каждого потребителя электроэнергии в отдельности и общую, если это требуется.
Но для начала нужно знать, как определяется сечение провода. Расчет ведется по формуле:
S = πD² ⁄ 4 = 0,785 D ²
где: S – сечение провода; π – 3,14; D – диаметр провода.
Диаметр провода можно легко измерить с помощью штангенциркуля или микрометра. Если жила провода многопроволочная, то нужно измерить одну проволоку, произвести расчет и помножить на их количество. Получится сечение проводника.
Возьмем однокомнатную квартиру. Какими электроприборами мы пользуемся? Ниже вы увидите таблицу, в которой указаны электроприборы и инструменты, используемые в быту:
Таблица 1.
| Бытовой электроприбор | Мощность, Вт | Бытовой электроприбор | Мощность, Вт |
| Лампочка | 15 – 250 | Духовка | 1000 – 3000 |
| Принтер струйный | 30 – 50 | СВЧ печь | 1500 – 3000 |
| Весы | 40 – 300 | Пылесос | 400 – 2000 |
| Аудиосистема | 50 – 250 | Мясорубка | 1500 – 2200 |
| Компьютер | 300 – 800 | Тостер | 500 – 1500 |
| Принтер лазерный | 200 – 500 | Гриль | 1200 – 2000 |
| Копировальный аппарат | 300 – 1000 | Кофемолка | 500 – 1500 |
| Телевизор | 100 – 400 | Кофеварка | 500 – 1500 |
| Холодильник | 150 – 2000 | Посудомоечная машина | 1000 – 2000 |
| Стиральная машина | 1000 – 3000 | Утюг | 1000 – 2000 |
| Электрочайник | 1000 –2000 | Обогреватель | 500 – 3000 |
| Электроплита | 1000 – 6000 | Кондиционер | 1000 – 3000 |
Подсчитаем общую потребляемую мощность электроприборов, используемых в однокомнатной квартире. Возьмем по минимуму:
- Лампы энергосберегающие – 14 штук по 15 Вт;
- Телевизор – 200 Вт;
- Аудиосистема – 150 Вт;
- Компьютер – 500 Вт;
- Принтер лазерный – 300 Вт;
- Холодильник – 500 Вт;
- Стиральная машина – 2000 Вт;
- Электрочайник – 2000 Вт;
- Кофеварка – 1000 Вт;
- СВЧ печь – 2000 Вт;
- Пылесос – 1200 Вт;
- Утюг – 1000 Вт;
- Кондиционер – 2000 Вт.
Произведем подсчет:
14 × 15 = 210 Вт (лампы энергосберегающие);
210 + 200 + 150 + 500 + 300 + 500 + 2000 + 1000 + 2000 + 1200 + 1000 + 2000 = 11 060 Вт = 11,06 кВт
Мы подсчитали общую нагрузку, которую может потреблять квартира, но этого не будет никогда. Почему? Представьте себе, что вы включили одновременно все электроприборы. Может такое быть с вами? Конечно нет. Зачем вам включать, например, одновременно телевизор, аудиосистему, пылесос и кондиционер зимой или другое сочетание бытовых приборов. Конечно вы делать этого не будите.
К чему я это все пишу, а к тому, что существует так называемый коэффициент одновременности, который равен̴̴̴ ~ 0.75.
11,06 × 0,75 = 8,295 ~ 8,3 кВт. Такую максимальную нагрузку вы сможете подключить, имея электроприборы, перечисленные выше, короткое время. Это для информации.
Но для расчета сечения провода (кабеля), все-таки нужно брать общую нагрузку без коэффициента. Для данного примера 11, 06 ~ 11 кВт.
Данный подсчет мы сделали для вводного провода (кабеля), который будет питать всю квартиру напряжением 220 В.
Таблица выбора сечения жил провода (кабеля) по мощности и току
Таблица 2.
Как пользоваться таблицей? Смотрим в таблицу и выбираем «Медные жилы проводов и кабелей» > «Напряжение 220 В» > «Мощность, кВт», так как у нас общая мощность 11 кВт, выбираем всегда с запасом и получаем 15,4 что соответствует сечение 10 мм². Смотрите ниже:
Советую всегда брать сечение жилы кабеля с запасом, потому что жилы кабеля не будут нагреваться при большой нагрузки и в будущем возможно вы увеличите свой арсенал бытовых электроприборов и инструментов не только в количестве, но и по мощности.
Глядя на эту таблицу также можно определить сечение медного проводника для напряжения 380 В, а также алюминиевого на 220 и 380 В.
380 В (3 фазы и нуль) применяется для подключения коттеджей и там, где без трехфазной системы нельзя обойтись, например, подключение 3-х фазных электродвигателей, калориферов, холодильных установок и другое.
Давайте посмотрим какое сечение проводника нужно для каждого в отдельности электроприбора на 220 В зная его мощность по паспорту:
Таблица 3.
| Сечение медной жилы, мм ² | Мощность электроприбора, Вт |
| 0,35 | 100 – 500 |
| 0,5 | 700 |
| 0,75 | 900 |
| 1,0 | 1200 |
| 1,2 | 1500 |
| 1,5 | 1800 – 2000 |
| 2,0 | 2500 |
| 2,5 | 3000 – 3500 |
| 3,0 | 4000 |
| 3,5 | 4500 – 5000 |
| 5,0 | 6000 |
Ниже представлена таблица применения медных проводов (кабелей) по сечению:
Таблица 4.
| Сечение медных жил, мм² | Номинальная сила тока автоматического выключателя, А | Пример применения | ||
| 1,5 | 19 | 10 | 4,1 | Освещение |
| 2,5 | 27 | 16 | 5,9 | Розетки |
| 4 | 38 | 25 | 8,3 | Кондиционеры, водонагреватели |
| 6 | 46 | 32 | 10,1 | Электрические плиты, шкафы |
| 10 | 70 | 50 | 15,4 | Ввод в квартиру |
Необходимо узнать, какое взять сечение провода для электродвигателя подключаемый к напряжению (U) 220 В. Его мощность (P) не известна.
На короткое время подключаем электродвигатель к сети 220 В и замеряем ток (I) с помощью электрических клещей. К примеру ток равен 10 А.
Можно использовать формулу, по которой можно быстро все рассчитать:
Из этой формулы находим мощность (P):
P = IU
P = 10 × 220 = 2200 Вт = 2,2 кВт
Итак, мощность электродвигателя равна 2,2 кВт и потребляемая мощность 10 А. По таблице 2 определяем сечение провода, «Медные жилы проводов и кабелей» > «Напряжение 220 В» > «Ток, А». Первая цифра начинается с 19, а у нас 10 А, напротив этой цифры сечение провода 1,5 мм². Для нашего примера 1,5 мм² более, чем достаточно.
В этой же таблице видим, что подойдет и алюминиевый провод (кабель) сечением 2,5 мм².
Мы с помощью не сложных вычислений узнали ток и сечение провода, а заодно и мощность электродвигателя для напряжения 220 В. Таким же способом вы можете узнать сечение проводов для других потребителей электроэнергии.
Выбор сечения провода по длине
Вы должны знать о том, что длина провода (кабеля) влияет на напряжение. Чем длиннее линия, тем больше потеря напряжения. Чтобы этого избежать нужно увеличивать сечение проводника. Как это все подсчитать?
У вас в быту есть некие потребители электроэнергии, в сумме они составляют 5000 Вт или 5 кВт. Длина до этих потребителей от автоматического выключателя равно 25 м. Так как электроэнергия поступает по одному проводу, а возвращается по другому проводу, то длина увеличивается вдвое и равна 50 м.
I = 5000/220 = 22,72 А
С помощью силы тока (А) или мощности (Р) в таблице 2 определяем сечение провода. По таблице это 1,5 мм² медного провода.
Так как провод имеет свое сопротивление ® мы производим расчет с учетом следующих данных по формуле:
R – сопротивление проводника, Ом;
p – удельное сопротивление, Ом · мм²/м;
L – длина провода, м;
S – площадь поперечного сечения, мм².
Из формулы: величина (р) это всегда постоянная величина. Для меди она равна 0,0175, а для алюминия – 0,0281.
Вычисляем:
R = 0,0175 × 50/1,5 = 0,583 Ом
dU – потеря напряжения, В;
I– сила тока, А;
R– сопротивление проводника, ОМ.
dU = 22,72 × 0,583 = 13,24 В
После этого расчета нужно узнать процентное соотношение потерь напряжения. Если оно будет выше 5 %, то проводник следует выбрать на одну позицию выше ссылаясь на таблицу 2.
13,24 В / 220 В × 100% = 6,01%
Так как процентное соотношение потерь напряжения выше 5%, то сечение провода (кабеля) вместо 1.5 мм² выбираем 2.5 мм².
Вот и весь расчет. Трудно? Нет.
Заключение
Вы узнали, как правильно выбирать для бытового (и не только) использования сечение провода (кабеля). Как видите не так трудно все это сделать. Один раз стоит посчитать и все. После такого расчета вы будите полностью уверены, что подобранные вами провода или кабели не подведут вас и прослужат многие лета.
С вами, Алексей Даренский.
