Для долгой и надежной службы кабеля его необходимо правильно выбрать и рассчитать. Электрики при монтаже проводки большей частью выбирают сечение жил, основываясь в основном на опыте. Порой это приводит к ошибкам. Расчет необходим, прежде всего, в плане электробезопасности. Будет неправильно, если диаметр проводника будет меньше или больше требуемого.
Сечение кабеля занижено
Этот случай является наиболее опасным, поскольку проводники перегреваются от высокой при этом изоляция плавится и происходит короткое замыкание. При этом может также разрушиться электрооборудование, произойти пожар, а работники могут попасть под напряжение. Если для кабеля установить автоматический выключатель, он будет слишком часто срабатывать, что создаст определенный дискомфорт.
Сечение кабеля выше требуемого
Здесь главный фактор - экономический. Чем больше тем он дороже. Если сделать проводку всей квартиры с большим запасом, это обойдется в большую сумму. Иногда целесообразно делать главный ввод большего сечения, если предполагается дальнейшее увеличение нагрузки на домашнюю сеть.
Если для кабеля установить соответствующий автомат, будут перегружены следующие линии, когда на какой-либо из них не сработает свой
Как рассчитать сечение кабеля?
Перед монтажом целесообразно произвести расчет сечения кабеля по нагрузке. Каждый проводник обладает определенной мощностью, которая не должна быть меньше, чем у подключаемых электроприборов.
Расчет мощности
Самым простым способом является расчет суммарной нагрузки на вводной провод. Расчет сечения кабеля по нагрузке сводится к определению общей мощности потребителей. У каждого из них имеется свой номинал, указанный на корпусе или в паспорте. Затем суммарную мощность умножают на коэффициент 0,75. Это связано с тем, что все приборы не могут быть включены одновременно. Для окончательного определения необходимого размера применяется таблица расчета сечения кабеля.
Расчет сечения кабеля по току
Более точным методом является вычисление по токовой нагрузке. Расчет сечения кабеля производится через определение проходящего через него тока. Для однофазной сети применяется формула:
I расч. = P/(U ном ∙cosφ),
где P - мощность нагрузки, U ном. - напряжение сети (220 В).
Если общая мощность активных нагрузок в доме составляет 10 кВт, то расчетный ток I расч. = 10000/220 ≈ 46 А. Когда делается расчет сечения кабеля по току, вводится поправка на условия прокладки шнура (указываются в некоторых специальных таблицах), а также на перегрузку при включении электроприборов приблизительно в сторону увеличения на 5 А. В результате I расч. = 46 + 5 = 51 А.
Толщина жил определяется по справочнику. Расчет сечения кабеля с применением таблиц позволяет легко найти нужный размер по длительно допустимому току. Для трехжильного кабеля, проложенного в дом по воздуху, надо выбрать значение в сторону большего стандартного сечения. Оно составляет 10 мм 2 . Правильность самостоятельного расчета можно проверить, применив онлайн-калькулятор - расчет сечения кабеля, который можно найти на некоторых ресурсах.
Нагрев кабеля при прохождении тока
При работающей нагрузке в кабеле выделяется тепло:
Q = I 2 Rn вт/см,
где I - ток, R - электрическое сопротивление, n - количество жил.
Из выражения следует, что количество выделяемой мощности пропорционально квадрату проходимого по проводу тока.
Расчет допустимой силы тока по температуре разогрева проводника
Кабель не может бесконечно нагреваться, так как тепло рассеивается в окружающую среду. В конце концов наступает равновесие и устанавливается постоянная температура проводников.
Для установившегося процесса справедливо соотношение:
P = ∆t/∑S = (t ж - t ср)/(∑S),
где ∆t = t ж -t ср - разница между температурой среды и жилы, ∑S - температурное сопротивление.
Длительно допустимый ток, проходящий по кабелю, находится из выражения:
I доп = √((t доп - t ср)/(Rn∑S)),
где t доп - допустимая температура разогрева жил (зависит от типа кабеля и способа прокладки). Обычно она составляет 70 градусов в обычном режиме и 80 - в аварийном.
Условия отвода тепла при работающем кабеле
Когда кабель проложен в какой-либо среде, теплоотвод определяется ее составом и влажностью. Расчетное удельное сопротивление грунта обычно принимается равным 120 Ом∙°С/Вт (глина с песком при влажности 12-14 %). Для уточнения следует знать состав среды, после чего можно найти сопротивление материала по таблицам. Для увеличения теплопроводности траншею засыпают глиной. Не допускается наличие в ней строительного мусора и камней.
Теплоотдача от кабеля через воздух очень низкая. Она еще больше ухудшается при прокладке в кабель-канале, где появляются дополнительные воздушные прослойки. Здесь нагрузку по току следует снижать по сравнению с расчетной. В технических характеристиках кабелей и проводов приводят допустимую температуру короткого замыкания, составляющую 120 °С для изоляции ПВХ. Сопротивление грунта составляет 70 % от общего и является основным при расчетах. Со временем проводимость изоляции возрастает из-за ее высыхания. Это необходимо учитывать в расчетах.
Падение напряжения в кабеле
В связи с тем, что проводники обладают электрическим сопротивлением, часть напряжения уходит на их нагрев, и к потребителю его приходит меньше, чем было в начале линии. В результате по длине провода теряется потенциал из-за тепловых потерь.
Кабель надо не только выбирать по сечению, чтобы обеспечить его работоспособность, но также учитывать расстояние, на которое передается энергия. Увеличение нагрузки приводит к росту тока через проводник. При этом возрастают потери.
На точечные светильники подается небольшое напряжение. Если оно незначительно снижается, это сразу заметно. При неправильном выборе проводов дальше расположенные от блока питания лампочки выглядят тусклыми. Напряжение существенно снижается на каждом следующем участке, и это отражается на яркости освещения. Поэтому необходим расчет сечения кабеля по длине.
Самым важным участком кабеля является потребитель, расположенный дальше остальных. Потери считаются преимущественно для этой нагрузки.
На участке L проводника падение напряжения составит:
∆U = (Pr + Qx)L/U н,
где P и Q- активная и r и x - активное и реактивное сопротивление участка L, а U н - номинальная величина напряжения, при котором нагрузка нормально работает.
Допустимые ∆U от источников питания до главных вводов не превышают ±5 % для освещения жилых зданий и силовых цепей. От ввода до нагрузки потери не должны быть больше 4 %. Для линий с большой протяженностью нужно учитывать индуктивное сопротивление кабеля, которое зависит от расстояния между соседними проводниками.
Способы подключения потребителей
Нагрузки могут подключаться по-разному. Наиболее распространенными являются следующие способы:
- в конце сети;
- потребители распределены по линии равномерно;
- к протяженному участку подключается линия с равномерно распределенными нагрузками.
Пример 1
Мощность электроприбора составляет 4 кВт. Длина кабеля равна 20 м, удельное сопротивление ρ = 0,0175 Ом∙мм 2 .
Ток определяется из соотношения: I = P/U ном = 4∙1000/220 = 18,2 А.
Затем берется таблица расчета сечения кабеля, и выбирается соответствующий размер. Для провода из меди он составит S = 1,5 мм 2 .
Формула расчета сечения кабеля: S = 2ρl/R. Через нее можно определить электрическое сопротивление кабеля: R = 2∙0,0175∙20/1,5 = 0,46 Ом.
По известной величине R можно определить ∆U = IR/U∙100 % = 18,2*100∙0,46/220∙100 = 3,8 %.
Результат расчета не превышает 5 %, значит, потери будут допустимыми. В случае больших потерь следовало бы увеличить сечение жил кабеля, выбрав соседнее, большей величины из стандартного ряда - 2,5 мм 2 .
Пример 2
Три цепи освещения подключены параллельно друг с другом на одну фазу трехфазной линии, сбалансированной по нагрузкам, состоящей из четырехжильного кабеля на 70 мм 2 длиной 50 м и проводящего ток 150 А. По каждой линии освещения длиной 20 м проходит ток 20 А.
Межфазные потери при действующей нагрузке составляют: ∆U фаз = 150∙0, 05∙0,55 = 4,1 В. Теперь следует определить потери между нейтралью и фазой, поскольку освещение подключается на напряжение 220 В: ∆U ф-н = 4,1/√3 = 2,36 В.
На одной подключенной цепи освещения падение напряжения составит: ∆U = 18∙20∙0,02=7,2 В. Общие потери определяются через сумму U общ = (2,4+7,2)/230∙100 = 4,2 %. Расчетное значение находится ниже допустимых потерь, которые составляют 6 %.
Заключение
Для предохранения проводников от перегрева при длительно работающей нагрузке с помощью таблиц делается расчет сечения кабеля по длительно допустимому току. Кроме того, необходимо правильно рассчитать провода и кабели, чтобы потери напряжения в них не были больше нормы. При этом с ними суммируются потери в цепи питания.
Различие между кабелем и проводом
Вопрос, между прочим, не простой. В частности, в соответствии со СН еще с времен СССР и до настоящего времени работы с кабелем дорогостоящие, нежели с проводом. Однако весьма отчетливой классификации в этом плане не имелось ни в прошлые времена, ни сегодня. Различные источники предоставляют разнообразные точки зрения. Практически, характеристика «кабель» или «провод» присваивается ГОСТом/ ТУ на выпуск конкретной марки. В частности, кабель марки ВВП от ОАО «Одескабель» разнится от провода марки ПВС лишь конфигурацией оболочки: кабель ВВП- плоский, а провод ПВС — круглый. И ни в каком справочнике о кабелях форма оболочки кабеля/провода не указывается как малозначимый фактор. Поэтому смотреть надо в сертификат — там непременно будет заявлено: это кабель или провод.
Расчет сечения кабеля
Есть справочные таблички, указавающие, какое сечение алюминиевой/ медной жилы нужно для назначенной нагрузки. Однако большинство электриков применяют легкую формулу (рассмотрим нагрузку в 8кВт.): сечение медного кабеля в 1 мм2 может пропустить сквозь себя 10А или 2,2кВт (мощность = 10А х 220В).
Следовательно, нагрузка в 8 кВт в А будет равна 36 А (нагрузка=8кВт/220В), а для подобного объема тока будет хватать кабеля, у которого сечение равно 4мм2 .
Этот расчет более — менее подходит для кабелей из сечением не больше 6 мм2. Для больших сечений нужны таблицы «Допустимых токовых нагрузк».
При равной нагрузке сечение алюминиевого кабеля должно составлять почти на 30% больше, чем у медного. Сечение кабеля — это площадь жилы в срезе, которая проводит ток.
Сечение круглой проводящей ток жилы кабеля получают согласно формуле площади круга S = π × r2, где число π=3,14, а r — радиус.
Когда в жиле пару проволок, тогда сечение жилы будет равняться сумме сечений всех проволок. Радиус проволочки замеряется штангенциркулем, а весьма тонких проволок — микрометром. Каков запас по сечению необходим? Запас, бесспорно, не будет лишним. Однако надо знать предел.
Например, предел обычных бытовых розеток-выключателей — 16А (3,2кВт=16А х 220В) и подключение розетки с помощью кабеля в 4 мм2, с пропускной способностью 8кВт — это нецелесообразный расход финансов.
А также, кабель сечением 4 мм2 вместится совсем не в каждой розетке.
Рациональные сечения в бытовых электросетях по меди: 1,5-2,5 мм2 на розетки и 0,75-1,5 мм2 на освещение.
Какой кабель выбрать: медный или алюминиевый?
Многие » эксперты» с абсолютной уверенностью скажут — медь. Почему? Для потребителя медь по сопоставлению с алюминием выгодна в том, что медь рано или поздно не так живо разрушается, а это весьма значимо при замене светильников, и др. Надо ли за это уплачивать в три раза больше — вывод за потребителем.
Объединять медный и алюминиевый кабеля надо лишь с помощью клеммника так, чтобы алюминий не соприкоснулся с медью.
Потому-что через некоторые физические явления в точке прикосновения алюминия и меди через какое-то время сопротивление тока повышается. В следствие, точка соединения чрезвычайно интенсивно нагревается, кабель ломается, появляется короткое замыкание, а в крайнем случае — пожар.Между прочим, соединение всяких неоднородных материалов с различным сопротивлением повергает к похожему результату.
Вследствие этого, дотачивать проводку первым повстречавшимся проводом путем скрутки не нужно.
Смотря на область использования кабеля, токопроводящая жила производится из разнообразных материалов: сначала медь и алюминий, потом — нихром, сталь, и др. Когда вы не заверены в однородности материала объединяемых кабелей — используйте клеммник.
Какой кабель оптимальный: гибкий или жесткий?
Жесткий кабель, обычно, это кабель одножильный, а гибкий — с многожильный. Чем большее число проволок в жиле и насколько тоньше будет каждая проволочка — тем эластичнее кабель.
За гибкостью кабель разделяют на 7 классов: моножила — это 1-й класс, а 7-й класс – наиболее гибкий.
С повышением класса гибкости кабеля повышается его цена. Жесткий кабель служит для вделки в стены и укладывания в землю, а гибкий — для подсоединения маневренных устройств или электрических приборов. С точки зрения эксплуатации, какой выбирать кабель — жесткий или гибкий, не важно. С точки зрения установки — всякий электрик имеет свои пожелания. Между прочим: кончики гибкого кабеля, которые вделываются в розетки (выключатели), непременно должны пропаиваться или обжиматься с помощью специальных оконцевателей. Для жесткого кабеля подобная процедура не нужна. Для подсоединения осветительного оснащения лучше приобретать гибкий кабель, потому что осветительные приборы нередко заменяются, а жесткий кабель поломается скорее при подключении нового электрического оборудования.
Как самостоятельно определить качество кабеля?
Много производителей не все время соблюдают стандарты при изготовке кабеля. Главным их » ухищрением » является занижение сечения токопроводящей жилы. И порой существенно. Безусловно, обследовать сечение на месте приобретения сложно. В магазине можно измерить всякую проволочку штангенциркулем и микрометром.
Попадается кабель и с заниженной толщиной оболочки или с оболочкой из материала низкого качества, а это снижает срок эксплуатации кабеля.
Для обследования неплохо иметь при себе в качестве эталона кусок «правильного» кабеля. В магазинах можно наткнуться на китайский кабель из алюминия, укрытого медью (реализуется как медный с маркировкой на кириллице).
Подобный кабель обследовать легко: срез токопроводящей жилы на кабеле отблескивает белой окраской – это алюминий.
Есть производители, которые для снижения себестоимости применяют медь или алюминий низкого качества. У подобных кабелей срок эксплуатации и токопроводимость жилы намного ниже, нежели за ГОСТом. Испытать качество металла проводящей ток жилы возможно так:
- попробуйте пару раз изогнуть и распрямить кабель. На заводах подобное испытание совершается на особом гибочном механизме под определенным радиусом изгиба. Конечно у Вас число изгибов будет меньшим, предусмотренных в ГОСТе. Однако, во всяком случае, алюминий должен выдержать самое меньшее 7-8 изгибов, а медь — 30-40. После этого возможна деформация изоляции и обрыв жилы. Эксперимент лучше проводить на конце кабеля, чтобы потом его просто отрезать.
- кабель из высококачественной меди/алюминия должен сгибаться и не пружиниться;
- медная/алюминиевая жила на зачищенном кабеле должна обладать ярким (бликующим) цветом. Когда жила — разнородна по цвету и есть беспросветные пятнышки — это свидетельствует и больших примесях в металле и о его низком качестве..
И тем не менее любитель самостоятельно не сможет на 100% установить качество кабеля. В этом случае рекомендация одна — полагаться на торговую марку и преобретать его в крупных проверенных магазинах.
Какую именно изоляцию и оболочку должен иметь кабель
Лучше всего, когда изоляция и оболочка у кабеля будут иметь двойную изоляцию. Кабель с одинарной изоляцией обладает сроком эксплуатации до 15 лет, а в двойной — обычно в 2 раза дольше. Обычно «изоляция» и «оболочка» это 2 разных материала. Изоляция — пласт диэлектрического материала, идущий сразу за токопроводящей жилой, а оболочка — все слои сверху изоляции. Оболочка предназначается для предохранения кабеля от разных механических влияний. Кабель может иметь пару слоев оболочки из разных видов материала. Отдельные виды оболочки, которые могут пригодиться:
- термостойкие кабели предназначены для протягивания в помещениях с высокой температурой (сауне). Обычно используется материал фторопласт, а поверху — стеклоткань. Особые обозначения для подобных кабелей отсутствуют, т.е. при надобности нужно обратиться за помощью в справочники или каталоги, где значение «температуры эксплуатации» указано точно;
- не поддерживающие горение с маркированием «нг» — обозначает способность самозатухать при исчезновении пламени, однако не переносить высокие температуры
- когда в марке кабеля есть « FR» (огнестойкий) и далее E30, E90 или E120 — то этот кабель может » функционировать» в открытом огне на протяжении 30, 90 или 120 минут;
- кабеля с полиэтиленовой оболочкой можно протягивать как в почве, так и отрытым способом (к примеру, по стенам домов);
- кабеля с изоляцией и оболочкой из ПВХ (поливинилхлорид) служат для протягивания внутри зданий (под штукатуркой) или в кабельных каналах.
Самые известные марки кабеля
- провод ППВ (медь), АППВ (алюминий) в одинарной изоляции — для протягивания внутри стен;
- кабель ПВС (медь), ВВП (медь) в двойной изоляции — для протягивания внутри зданий;
- кабеля термостойкие РКГМ (медь) — до 180°С, БПВЛ (луженая медь)- до 250°С;
- кабель ВВГ (медь), АВВГ (алюминий) — для протягивания по стенам домов и в земле;
- кабель ВПП (медь) водопогружной — для протягивания в воде;
- кабель ТПП (медь) телефонный парный — для протягивания в земле;
- провод ТРП (медь) телефонный распределительный для абонентской связи (включение ТА)
- кабель «витая пара» UTP, FTP — для организации компьютерных сетей, включение домофонов и др.;
- провод сигнальный «Alarm» для подсоединения домофонов, охранно-пожарной сигнализации и др.;
- кабель коаксиальный RG-6 для подсоединения телевизоров, антенн, камер видеонаблюдения.
Интернет кабель
Понятие «интернет-кабель» обобщающее многие виды кабельных изделий. Для трансляции информации используются разнообразные информационные кабеля. Если имеется в виду подключение к Интернету, то нужно уточнить у оператора — какой именно кабель надо протягивать по стенам. При этом надо выяснить и марку кабеля и производителя, чтобы точно определить совместимые кабельные изделия.
К примеру, для Интернета используют обычный телевизионный кабель ТМ Finmark, кабель «витая пара» или имеющийся абонентский кабель (так называемая «лапша»), к которому подсоединен телефон.
На выделенных интернет -линиях могут прокладывать оптический кабель.
Компьютерный кабель
Термин также обобщающий.
Как правило, для связи ПК между собой и с сервером используют кабель «витая пара», однако могут употребляться и прочие информационные кабеля.
Технология свивать две жилы в пару употребляется в телефонии еще с прошлого столетия. За счет правильно рассчитанного шага витья и качества материала была достигнута максимальная скорость передачи информации, нежели у стандартного парного телефонного кабеля. Имеется довольно много видов кабеля «витая пара» в зависимости от числа жил, диаметра каждой жилы, мест прокладки и т.д. Смотря на то, какая скорость передачи данных, кабель «витая пара» делят на группы:
- 3-я категория (стандартный телефонный кабель),
- 5-я категория (офисные сети),
- 6-я категория (кабель нового поколения для смены 5-й категории).
«Витая пара», приобретшая в наше время наибольшую популярность — это кабель категории 5 из 8 попарно скрученных жил, диаметр жилы составляет минимум 0,45мм и максимум 0,51мм.
Телевизионный кабель
Это бытовое наименование коаксиального кабеля с сопротивлением 75 Ом.
А также «спутниковый кабель » является коаксиальным кабелем. Всякий коаксиальный кабель на 75 Ом можно применять для подсоединения спутниковой и всякой иной антенны, и для подключения к кабельному телевидению. Имеет значение только одно — хороший ли это кабель или не очень.
Важными характеристиками коаксиального кабеля являются затухание сигнала и помехоустойчивость.
Все прочие характеристики кабеля устремлены на усовершенствование собственно данных 2 показателей и обладают второстепенным значением. В частности, наш кабель марки РК делают лишь из медной проволоки (порой даже посеребренной), однако затухание кабеля РК будет почти в четыре раза хуже, нежели у всякого нынешнего кабеля марки RG, произведенного из недорогих материалов: стали и алюминия. Это достигается за счет специальной технологии производства кабеля.
Вид электрического тока
Вид тока зависит от системы электроснабжения и подключаемого оборудования.
Выберите вид тока
: Выбрать Переменный ток Постоянный ток
Материал проводников кабеля
Материал проводников определяет технико-экономические показатели кабельной линии.
Выберите материал проводников:
Выбрать Медь (Cu) Алюминий (Al)
Суммарная мощность подключаемой нагрузки
Мощность нагрузки для кабеля определяется как сумма потребляемых мощностей всех электроприборов, подключаемых к этому кабелю.
Введите мощность нагрузки: кВт
Номинальное напряжение
Введите напряжение: В
Только для переменного тока
Система электроснабжения: Выбрать Однофазная Трехфазная
Коэффициент мощности cosφ определяет отношение активной энергии к полной. Для мощных потребителей значение указано в паспорте устройства. Для бытовых потребителей cosφ принимают равным 1.
Коэффициент мощности cosφ:
Способ прокладки кабеля
Способ прокладки определяет условия теплоотвода и влияет на максимальную допустимую нагрузку на кабель.
Выберите способ прокладки:
Выбрать Открытая проводка Скрытая проводка
Количество нагруженных проводов в пучке
Для постоянного тока нагруженными считаются все провода, для переменного однофазного - фазный и нулевой, для переменного трехфазного - только фазные.
Выберите количество проводов:
Выбрать Два провода в раздельной изоляции Три провода в раздельной изоляции Четыре провода в раздельной изоляции Два провода в общей изоляции Три провода в общей изоляции
Минимальное сечение кабеля: 0
Кабель с рассчитанным сечением не будет перегреваться при заданной нагрузке. Для окончательного выбора сечения кабеля необходимо проверить падение напряжения на токонесущих жилах кабельной линии.
Длина кабеля
Введите длину кабеля: м
Допустимое падение напряжения на нагрузке
Введите допустимое падение: %
Минимальное сечение кабеля с учетом длины: 0
Рассчитанное значение сечения кабеля является ориентировочным и не может использоваться в проектах систем электроснабжения без профессиональной оценки и обоснования в соответствии с нормативными документами!
Таблица сечения кабеля по мощности и току
|
Сечение |
Медные жилы проводов и кабелей | |||
|
Токопроводящие жилы |
Напряжение 220В | Напряжение 380В | ||
|
мм.кв. |
Мощность, кВт |
Мощность, кВт |
||
|
Сечение |
Алюминиевые жилы, проводов и кабелей | |||
|
токопроводящие жилы |
Напряжение, 220В | Напряжение, 380В | ||
|
мм.кв. |
ток, А |
Мощность, кВт |
Ток, А |
Мощность, кВт |
Для чего нужен расчет сечения?
Электрические кабели и провода – основа энергетической системы, если они подобраны неправильно, это сулит множество неприятностей. Делая ремонт в доме или квартире, а особенно при возведении новой конструкции, уделите должное внимание схеме проводки и выбору корректного сечения кабеля для питания мощности, которая в процессе эксплуатации может возрастать.
Специалисты нашей компании при монтаже стабилизаторов напряжения и систем резервного электропитания сталкиваются с халатным отношением электриков и строителей к организации проводки в частных домах, в квартирах и на промышленных объектах. Плохая проводка может быть не только в тех помещениях, где длительное время не было капитального ремонта, а также когда дом проектировался одним владельцем под однофазную сеть, а новый владелец решил «завести» трехфазную сеть, но уже не имел возможности подключить нагрузку равномерно к каждой из фаз. Нередко провод сомнительного качества и недостаточного сечения встречается в тех случаях, когда строительный подрядчик решил сэкономить на стоимости провода, а также возможны любые другие ситуации, когда рекомендуется делать энергоаудит.
Современный набор бытовых приборов требует индивидуального подхода для расчета сечения кабеля, поэтому нашими инженерами был разработан этот онлайн калькулятор по расчету сечения кабеля по мощности и току. Проектируя свой дом или выбирая стабилизатор напряжения, вы всегда можете проверить, какое сечение кабеля требуется для этой задачи. Все что от вас требуется, это внести корректные значения соответствующие вашей ситуации.
Обращаем ваше внимание, что недостаточное сечение кабеля ведет к перегреванию провода, тем самым существенно повышая возможность возникновения короткого замыкания в электрической сети, выходу из строя подключенного оборудования и возникновению пожара. Качество силовых кабелей и корректность выбора их сечения гарантирует долгие годы службы и безопасность эксплуатации.
Расчет сечения кабеля для постоянного тока
Данный калькулятор хорош также тем, что позволяет корректно рассчитать сечение кабеля для сетей постоянного тока. Это особенно актуально для систем резервного питания на основе мощных инверторов, где применяются аккумуляторы большой емкости, а разрядный постоянный ток может достигать 150 Ампер и более. В таких ситуациях учитывать сечение провода для постоянного тока крайне важно, поскольку при заряде аккумуляторов важна высокая точность напряжения, а при недостаточном сечении кабеля могут возникать ощутимые потери и, соответственно, аккумулятор будет получать недостаточный уровень напряжения заряда постоянного тока. Подобная ситуация может послужить ощутимым фактором сокращения срока службы батареи.
Отправим материал вам на e-mail
Сечение жил электрических проводов и кабелей, используемых для подключения освещения и бытовых приборов, силовых установок и различного оборудования, зависит от величины электрической мощности этих потребителей и, соответственно, электрического тока, протекающего по ним. Величина максимально допустимого тока, протекающего по токоведущей жиле для разных марок проводов и кабелей, в соответствии с их сечением и способом прокладки, регламентирована «Правилами устройства электроустановок» (ПУЭ) главой 1.3 «Выбор проводников по нагреву, экономической плотности тока и по условиям короны». О том, как выбрать кабель для домашней электропроводки, а также таблица мощности кабеля по сечению, которая пригодится для многих работ, об этом расскажем в сегодняшней публикации сайт
ПУЭ – основной документ, регламентирующий все сферы работ в электроустановках различного назначения
Для того чтобы определить допустимое сечение кабеля, необходимо знать мощность нагрузки, подключаемой с его использованием. Для этого можно воспользоваться двумя способами:
- собрать информацию о подключаемых устройствах, используя паспорта этих изделий или технические характеристики, размещённые в сети Интернет;
- воспользоваться усреднёнными значениями для каждой категории бытовых приборов.
Усреднённые значения различных бытовых приборов приведены в следующей таблице.
| Наименование устройства | Электрическая мощность, кВт |
|---|---|
| Посудомоечная машина | 1,8 |
| Электрический чайник | 1,2 |
| Духовой шкаф | 2,3 |
| Фен | 1,3 |
| Микроволновая печь | 1,5 |
| Утюг | 1,1 |
| Кондиционер | 4 |
| Стиральная машина | 0,5 |
| Телевизор | 0,3 |
| Холодильник | 0,2 |
| Спутниковое ТВ | 0,15 |
| Компьютер | 0,12 |
| Принтер | 0,05 |
| Монитор | 0,15 |
| Ручной электрический инструмент | 1,2 |
В данной таблице приведены не все виды бытовых приборов и инструмента, т.к. номенклатура их достаточно велика, поэтому при необходимости найти требуемые значения следует обратиться к сети Интернет, где с помощью «поисковика» найти величину мощности искомого объекта нагрузки.
Зная значения мощности электрической нагрузки, можно рассчитать значение тока, который будет протекать по проводникам во время их использования. Для этого следует воспользоваться формулой:
I = P / U , где
- P – мощность подключаемых бытовых приборов и электрического освещения;
- U – напряжение электрической сети;
- I – ток, протекающий по токоведущим жилам при включении приборов заданной мощности.
К сведению! При выполнении данного расчёта значение мощности берётся в киловаттах (кВт), а при суммировании этой величины − в Ваттах (Вт), полученное значение необходимо перевести в кВт, для чего следует его разделить на одну тысячу.
Вычислив силу тока, протекающего по проводнику при подключении максимально возможной нагрузки на заданном участке электрической цепи, можно определить его сечение.
Важно! Для медных и алюминиевых токоведущих жил значения максимально допустимого тока разнятся, поэтому это следует учитывать в обязательном порядке при выполнении подбора сечения кабеля (провода).
Выбор сечения медного или алюминиевого провода по мощности и силе тока
Как видно из формулы (по которой определялся электрический ток), при подключении определённой мощности, значение тока напрямую зависит от напряжения электрической сети, на котором работают подключаемые устройства. В связи с этим значения максимально допустимого тока на разных классах напряжения приводятся в технической литературе раздельно также, как и для разных марок токоведущих жил, а именно:
- Для алюминиевых проводников.
- Для медных проводников.
- Для проводников, используемых на низких классах напряжения (12/24 В).
К сведению! AWG - это американская система калибровки проводов (American Wire Gauge System), обусловленная технологией их изготовления и определяющая зависимость показателя AWG от толщины токоведущей жилы. Чем меньше калибр AWG, тем толще провод.
Выбор сечения кабеля по ПУЭ
Как уже было написано выше, в преамбуле к настоящей статье, соответствие сечения кабеля (провода) и прочих электрических величин (ток и мощность, длина и способ прокладки) регламентированы «Правилами устройства электроустановок». В соответствии с этим техническим документом, значения допустимых токов, кроме выше рассматриваемых показателей, классифицируются ещё и по способу их прокладки, а также типу изоляции, используемой при изготовлении проводов и кабелей, а именно:
- Для медных проводников.
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.