Расчет сечения проводов и кабелей по потребляемой мощности, таблицы
В современном технологическом мире электричество практически стало на один уровень по значимости с водой и воздухом. Применяется оно в практически любой сфере человеческой деятельности. Появилось такое понятие, как электричество еще в далеком 1600 году, до этого мы знали об электричестве не больше древних греков. Но со временем оно начало более широко распространяться, и только в 1920 году оно начало вытеснять керосиновые лампы с освещения улиц. С тех пор электрический ток начал стремительно распространяться, и сейчас он есть даже в самой глухой деревушке как минимум освещая дом и для коммуникаций по телефону.Само электричество представляет из себя поток направленных зарядов, движущихся по проводнику. Проводником является вещество способное пропускать через себя эти сами электрические заряды, но у каждого проводника есть сопротивление (кроме так называемых сверхпроводников, сопротивление у сверхпроводников равняется нулю, такое состояние достижимо за счет понижения температуры до -273,4 градуса по Цельсию).
Но в быту сверхпроводников, конечно же, еще нету, да и появиться в промышленных масштабах еще нескоро. В повседневности, как правило, ток пропускается через провода, а в качестве жилы используется в основном медные или алюминиевые провода. Медь и алюминий популярны прежде всего, за счет своих свойств проводимости, которая обратно электрическому сопротивлению, а также из-за дешевизны, по сравнению, например, с золотом или серебром.Как разобраться в сечениях медных и алюминиевых кабелей, для прокладки проводки?
Данная статья предназначена научить вас как рассчитать сечение провода. Это как чем больше воды вы хотите подать, тем большего диаметра труба вам нужна. Так и здесь, чем больше потребление электрического тока, тем больше должно быть сечение кабелей и проводов. Вкратце опишу что это такое: если вы перекусите кабель или провод, и посмотреть на него с торца, то вы как раз и увидите его сечение, то есть толщину провода, которая определяет мощность которую данный провод способен пропустить, разогреваясь до допустимой температуры.
Для того чтобы правильно подобрать сечение силового провода нам нужно учитывать максимальную величину потребляемой нагрузки тока. Определить значения токов можно, зная паспортную мощность потребителя, определяется по такой формуле: I=P/220, где P — это мощность потребителя тока, а 220 — это количество вольт в вашей розетке. Соответственно если розетка на 110 или 380 вольт, то подставляем данное значение.
Важно знать, что расчет значения для однофазных, и трехфазных сетей различается. Для того чтобы узнать на сколько фаз сеть вам нужно, требуется подсчитать общую сумму потребления тока в вашем жилище. Приведем пример среднестатистического набора техники, которая может быть у вас дома.
Простой пример расчета сечения кабеля по потребляемому току, сейчас мы вычислим сумму мощностей подключаемых электроприборов. Основными потребителями в среднестатистической квартире являются такие приборы:
- Телевизор — 160 Вт
- Холодильник — 300 Вт
- Освещение — 500 Вт
- Персональный компьютер — 550 Вт
- Пылесос — 600 Вт
- СВЧ-печь — 700 Вт
- Электрочайник — 1150 Вт
- Утюг — 1750 Вт
- Бойлер (водонагреватель) — 1950 Вт
- Стиральная машина — 2650 Вт
- Всего 10310 Вт = 10,3 кВт.
Когда мы узнали общее потребление электричества, мы можем по формуле рассчитать сечение провода, для нормального функционирования проводки. Важно помнить что для однофазных и трехфазных сетей формулы будут разные.
Расчет сечения провода для сети с одной фазой (однофазной)
Расчет сечения провода осуществляется с помощью следующей формулы:
I = (P × K и ) / (U × cos(φ) )
где:
I — сила тока;
- P — мощность всех потребителей энергии в сумме
- K и — коэффициент одновременности, как правило, для расчетов принимается общепринятое значение 0,75
- U — фазное напряжение, которое составляет 220V но может колебаться в пределах от 210V до 240V.
- cos(φ) — для бытовых однофазных приборов эта величина сталая, и равняется 1.
Если есть необходимость рассчитать ток быстрее, то можно опустить значение cos(φ) и значение K и . Результат в таком случае отличается в меньшую сторону на 15%, если мы применим формулу:
I = P / U
Когда мы нашли мощность потребления тока по формуле, можно начать выбирать кабель, который подходит нам по мощности. Вернее, его площади сечения. Ниже приведена специальная таблица в которой предоставлены данные, где сопоставляется величина тока, сечение кабеля и потребляемая мощность.Данные могут различаться для проводов изготовленных из разных металлов. Сегодня для применения в жилых помещениях, как правило, используется медный, жесткий кабель. Алюминиевый кабель практически не применяется. Но все же во многих старых домах, алюминиевый кабель все еще присутствует.
Таблица расчетной мощности кабеля по току. Выбор сечения медного кабеля, производится по следующим параметрам:
Также приведем таблицу для расчета потребляемого тока алюминиевого кабеля:
Если значение мощности получилось среднее между двумя показателями, то необходимо выбрать значение сечения провода в большую сторону. Так как запас мощности должен присутствовать.
Расчет сечения провода сети с тремя фазами (трехфазной)
А теперь разберем формулу подсчета сечения провода для трехфазных сетей.
Для рассчета сечения питающего кабеля воспользуемся следующей формулой:
I = P / (√3 × U × cos(φ))
Где:
- I — сила тока, по которой выбирается площадь сечения кабеля
- U — фазовое напряжение, 220V
- Cos φ — угол сдвига фаз
- P — показывает общее потребление всех электроприборов
Cos φ — в приведенной формуле крайне важен, так как самолично влияет на силу тока. Он различается для разного оборудования, с этим параметром чаще всего можно ознакомиться в технической документации, или соответствующей маркировкой на корпусе.
Общая мощность находится очень просто, мы суммируем значение всех показателей мощности, и используем получившееся число в расчетах.
Отличительной особенностью в трехфазной сети, является то, что более тонкий провод способен выдержать большую нагрузку. Подбирается необходимое нам сечение провода, по нижеприведенной таблице.
Расчет сечения провода по потребляемому току применяемый в трехфазной сети, используется с применением такой величины как √3. Это значение нужно для упрощения внешнего вида самой формулы:
U линейное = √3 × U фазное
Данным образом при возникновении необходимости заменяется произведение корня и фазного напряжения на линейное напряжение. Эта величина равняется 380V (U линейное = 380V).
Понятие длительного тока
Также один не менее важный момент при выборе кабеля для трехфазной и однофазной сети состоит в том, что необходимо учитывать такое понятие, которое звучит как допустимый длительный ток. Этот параметр показывает нам силу тока в кабеле, которую может выдержать провод в течение неограниченного количества времени. Определить эго можно в специальной таблице. Также для алюминиевых и медных проводников они существенно различаются.
В случае когда данный параметр превышает допустимые значения, начинается перегрев проводника. Температура нагрева является обратно пропорциональной силе тока.Температура на некоторых участках может увеличиваться не только из-за неверно подобранного сечения провода, а и при плохом контакте. К примеру, в месте скрутки проводов. Такое довольно часто происходит в месте контакта медных кабелей и алюминиевых. В связи с этим поверхность металлов подвергается окислению, покрываясь оксидной пленкой, что весьма сильно ухудшает контакт. В таком месте кабель будет нагреваться выше допустимой температуры.
Когда мы провели все расчеты, и сверились с данными из таблиц, можно смело идти в специализированный магазин и покупать необходимые Вам кабели для прокладки сети у себя дома или на даче. Главное ваше преимущество перед, например, вашим соседом будет в том что вы полностью разобрались в данном вопросе с помощью нашей статьи, и сэкономите кучу денег, не переплачивая за то, что вам хотел продать магазин. Да и знать о том, как рассчитать сечение тока для медных или алюминиевых проводов никогда не будет лишним, и мы уверены что знания полученные у нас, неоднократно пригодятся на вашем жизненном пути.
как выбрать марку кабеля, варианты для разных классов
Ссылка на статью успешно отправлена!
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 HomeMyHome.ru
ПУЭ – основной документ, регламентирующий все сферы работ в электроустановках различного назначения
Содержание статьи
Как выбрать сечение кабеля по нагрузкам из таблицы
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.
Сечение токоведущей жилы провода и кабеля определяет его диаметр
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).
Диаметр токоведущей жилы можно измерить с помощью микрометра
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 проводов и кабелей с резиновой и ПВХ изоляцией с медными жилами.
- Для проводов и кабелей с резиновой и ПВХ изоляцией с алюминиевыми жилами.
- Для проводов и кабелей с резиновой изоляцией с медными жилами и защитной оболочкой.
- Для проводов и кабелей с резиновой и ПВХ изоляцией с алюминиевыми жилами и защитной оболочкой.
Калькулятор расчета сечения кабеля по мощности
Чем объясняется отличие в выборе сечения кабеля для скрытой и открытой проводки
Во время протекания электрического тока по токоведущим жилам они нагреваются, вследствие чего происходит выделение тепла с их поверхности, и в итоге изменяются диэлектрические свойства изоляции, используемой при изготовлении проводов и кабелей. При открытой проводке охлаждение происходит более интенсивно, поэтому и значения максимально допустимых токов для данного способа прокладки выше, а при скрытой – охлаждение менее эффективно, и, соответственно, величина сечения жилы меньше.
Марки проводов для разных видов электрической проводки
Что делать, если нужно срочно проложить проводку, но нужного сечения кабеля нет
В настоящее время в продаже можно найти электрические провода и кабели различных марок и в широком ассортименте сечений, тем не менее, при монтаже электропроводки могут возникнуть ситуации, когда кабель нужного сечения закончился, и нет возможности его оперативно приобрести. В этом случае подобную проблему можно решить двумя путями:
- изменить схему электроснабжения, тем самым перераспределить нагрузки в магистральных и групповых электрических цепях;
- использовать провода и кабели меньшего сечения, но включить их параллельно, прокладывая на участке монтируемой цепи в несколько линий (две, три и т.д.).
Важно! При использовании кабеля меньшего сечения, чем требуется согласно расчётной схеме, суммарное значение сечений прокладываемых жил должно соответствовать сечению расчётной жилы.
Электрические провода и кабели различаются по типу изоляции и токоведущей жилы, что определяет возможность их использования для разных типов электропроводок
Как выбрать марку кабеля для домашней проводки
При выборе марки кабеля для выполнения электромонтажных работ основным документом, на основании которого можно сделать правильный выбор, являются «Правила устройства электроустановок», раздел 2 «Канализация электроэнергии».
Важно! В настоящее время для электрических проводок жилых зданий разрешены к монтажу только провода и кабели с медными жилами.
Общими критериями выбора кабеля для домашней электропроводки будут такие показатели:
- Способ прокладки – скрытая или открытая.
- Материал строительных конструкций, по которым будет осуществляться прокладка,− горючий или не горючий.
- Класс помещения по агрессивности среды – влажные, пожароопасные, взрывоопасные.
- Способ крепления к строительным конструкциям – скобки и лоток, трос и кабель-канал, а также прочие варианты.
- Сечение токоведущей жилы.
- Надёжность производителя.
- Стоимость.
Провода и кабели, рекомендованные для домашней электропроводки
Способ прокладки по строительным конструкциям, их типам и марка кабеля (провода) регламентированы ПУЭ, как и требования к электропроводкам в помещениях различного типа, а вот о способе крепления проводов и кабелей нет жёстких требований. По этому показателю каждый пользователь решает для себя сам, какой провод ему лучше использовать, потому как жёсткие марки (однопроволочные) легче подключать к электроустановочным изделиям и выполнять соединение в распределительных коробках, а гибкие (многопроволочные) – легче монтировать. Надёжность кабельной продукции напрямую связана с брендом производителя и, соответственно, отражается на её стоимости – чем известнее компания, тем дороже стоит предлагаемое к реализации изделие.
Кабельную продукцию можно купить у крупных компаний, специализирующихся на электротехнической продукции, или в хозяйственных магазинах шаговой доступности
Пользуясь выше приведёнными критериями выбора, а также руководствуясь требованиями ПУЭ, каждый пользователь может самостоятельно выбрать марку кабеля или провода, допустимую к использованию для конкретного объекта – квартиры, дачи или загородного дома.
Видео: как выбрать кабель для домашней электропроводки и не ошибиться
Экономьте время: отборные статьи каждую неделю по почте
таблица и формула, фото и видео урок как рассчитать сечение кабеля по мощности и длине
Электрическая проводка – это важнейшая часть большой коммуникационной системы, которая снабжает дом электроэнергией. От ее качественной и долгой эксплуатации зависит качество работы освещения и бытовых электрических приборов, которых в последнее время становится в каждом доме все больше и больше. Поэтому все чаще встречаются на строительных порталах вопросы, которые касаются именно электропроводки. И один из таких вопросов, как правильно провести расчет сечения кабеля по мощности, а точнее сказать, по нагрузке.
Опытные электрики на глаз определяют приблизительно данный показатель. Инженеры пользуются специальными таблицами, которых в Интернете в свободном доступе большое количество. Но давайте рассуждать здраво. В каждом доме есть определенное количество бытовых приборов, у которых разная мощность. Это первое. Второе – количество комнат и служебных помещений может быть сильно отличаться в каждом доме. А это влияет на потребляемую мощность по освещению. К тому же у кого-то в доме висят многорожковые люстры, а кто-то обходится и точечными светильниками. Плюс разнообразие всевозможных ламп.
Таблица расчета сечения кабеляТретье – это опять-таки мощность бытовых приборов, которую подсчитывают по фактическим показателям. То есть, практически пересчитывают по пальцам, какими приборами и с какой мощностью владельцы домов пользуются. И самое важное, что при подсчете общей мощности нет необходимости учитывать фактор, который влияет на то, как работают приборы и освещение: постоянно или периодически. Важно знать общую нагрузку на кабель.
Формула расчета
I=P*K/U*cos φ – эта формула применяется для однофазных сетей с напряжением в 220 В.
В ней
- «Р» – это суммарная мощность всех бытовых приборов и освещения.
- «К» – это тот самый коэффициент одновременности, то есть, он выравнивает показатель мощности по временному показателю. Ведь не все время же мы пользуемся освещением или приборами. Это величина постоянная и равна 0,75.
- «U» – напряжение 220 В.
- cos φ – это также постоянная величина, равная единице.
Практически в этой формуле все величины, кроме общей мощности, постоянные. Поэтому в основе расчета лежат именно нагрузки, которые создают бытовые приборы и светильники. То есть, величина тока зависит от потребляемой мощности. Эти показатели обычно указываются в технической документации, которая поступает в комплекте с электрическим прибором. Нередко производители указывают ее на бирках. Вот только некоторые показатели мощности основных бытовых приборов, используемых чаще других.
- Освещение от 300 Вт до 1500 Вт. Как было сказано выше, все зависит от количества и вида ламп.
- Телевизор от 140 до 300 Вт. Это мощность современных моделей.
- Холодильник от 300 до 800.
- Утюг от 1000 до 200. Это один из самых энергопотребляемых агрегатов.
- К этой же категории относится электрочайник: 1000-2500 Вт.
- Добавим сюда же стиральную и посудомоечную машину – 2500 Вт.
- Микроволновая печь в среднем в пределах 1000 Вт.
- Компьютер от 300 до 600 Вт.
Можно было бы сюда добавить и другие приборы, к примеру, фен, музыкальный центр, пылесос, бойлер и так далее. То есть, для подсчета сечения электрического кабеля по мощности необходимо сначала определить, сколько приборов есть в доме. Складывая их мощность, устанавливается суммарная общая потребляемая мощность, которая и будет действовать на электрическую проводку.
Итак, все величины вставляются в формулу, по которой определяется сила тока. Давайте подсчитаем мощность всех вышеперечисленных приборов по минимальной ставке. И определим, какой кабель будет необходим. Общая мощность составляет – 6540 Вт или 6,54 кВт. Вставляем ее в формулу:
I=6540*0,75/220=22,3 А
Теперь для определения сечения кабеля потребуется таблица, в которой установлено соотношение двух величин.
Внимание! Величина электрического тока в таблицах обычно показана целыми цифрами. Поэтому стоит округлить наш полученный результат до большей величины. Это создаст определенный запас прочности. В нашем случае это будет 27 А по медным проводам, и 28 А по алюминиевым. Соответственно сечение кабеля будет 2,5 мм² по меди и 4 мм² по алюминию.
Теперь вы знаете, как рассчитать сечение кабеля.
Расчет сечения кабеля по помещениям
Вышеописанный расчет с формулой предназначается для вводного кабеля в дом. Но давайте рассмотрим внутреннюю разводку по комнатам и помещениям. Все дело в том, что с освещением все более или менее понятно. Бросаете под него во все комнаты кабель сечением 1,5 мм², и будьте уверены, что все вы сделали правильно. Ни перегрева, ни замыкания у вас не будет.
С розетками все не так просто. Есть в доме комнаты, где наличие бытовых приборов зашкаливает. Это кухня и ванная. В последней обычно часто работает стиральная машина и фен. Кстати, у него немаленькая мощность от 1000 до 2500 Вт. Так что нагрузку этот небольшой прибор создает приличную.
Так вот необходимо решить одну очень важную задачу – правильно распределить нагрузку по розеточным группам. К примеру, на кухне. Сначала рассчитывается сила тока по вышеописанной формуле, где в качестве потребляемой мощности складываются мощности всех присутствующих на кухне бытовых электрических приборов, плюс освещение. Производится выбор сечение кабеля
Таблица расчета сечения кабеля по длинеМногие могут сказать, не много ли розеток для одного небольшого помещения? Есть альтернатива, запитать на блок розеток (двойную или тройную) кабель большего сечения. Придется провести еще один расчет. То есть, вариаций на схему разводки электрических контуров может быть много. Но во всех случаях придется использовать формулу и таблицы определения кабельного сечения. Хотя специалисты уверяют, что оптимальный вариант – это под каждый прибор свою розетку.
И еще один момент, касающийся длины кабеля и его потери напряжения. По законам физики, чем длиннее провод, тем больше у него потери напряжения. Поэтому электрики проводят расчет сечения провода по его длине. Правда, внутреннюю разводку такому расчету не подвергают. Слишком мизерны потери.
Какой кабель лучше: медный или алюминиевый
Не будем глубоко вникать в этот вопрос. Просто сделаем небольшой сравнительный анализ.
- Медный кабель более прочный и гибкий. При многократном изгибе он не ломается.
- Медь хоть и окисляется, но не так интенсивно, как алюминий. Поэтому контакты эксплуатируются дольше.
- Показатель проводимости медных жил почти в два раза больше, чем у медных. Отсюда и более высокая нагрузка, которую медный кабель выдерживает.
- Алюминиевый провод почти в четыре раза дешевле медного.
Для внутренней разводки электропроводки рекомендуется применять медный кабельСуществуют современные правила проведения электрической разводки. Так вот в них рекомендуется внутреннюю разводку проводить медными проводами, а внешнюю алюминиевыми.
Заключение по теме
Итак, подводя итог всему вышесказанному, необходимо сделать заключение, что расчет мощности приборов и сечения кабеля по нагрузке – ответственный процесс. Допущенная в расчетах ошибка может обойтись очень дорого. Так что внимательность и только внимательность.
Расчет сечения кабеля. По мощности, току, длине
Как рассчитать кабель по току, напряжению и длине. Кабели, как известно, бывают разного сечения, материала и с разным количеством жил. Какой из них надо выбрать, чтобы не переплачивать, и одновременно обеспечить безопасную стабильную работу всех электроприборов в доме. Для этого необходимо произвести расчет кабеля. Расчет сечения проводят, зная мощность приборов, питающихся от сети, и ток, который будет проходить по кабелю. Необходимо также знать несколько других параметров проводки.
Основные правила
При прокладке электросетей в жилых домах, гаражах, квартирах чаще всего используют кабель с резиновой или ПВХ изоляцией, рассчитанный на напряжение не более 1 кВ. Существуют марки, которые можно применять на открытом воздухе, в помещениях, в стенах (штробах) и трубах. Обычно это кабель ВВГ или АВВГ с разной площадью сечения и количеством жил.
Применяют также провода ПВС и шнуры ШВВП для подсоединения электрических приборов.
После расчета выбирается максимально допустимое значение сечения из ряда марок кабеля.
Основные рекомендации по выбору сечения находятся в Правилах устройства электроустановок (ПУЭ). Выпущено 6-е и 7-е издания, в которых подробно описывается, как прокладывать кабели и провода, устанавливать защиту, распределяющие устройства и другие важные моменты.
За нарушение правил предусмотрены административные штрафы. Но самое главное состоит в том, что нарушение правил может привести к выходу из строя электроприборов, возгоранию проводки и серьезным пожарам. Ущерб от пожара измеряется порой не денежной суммой, а человеческими жертвами.
Важность правильного выбора сечения
Почему расчет сечения кабеля так важен? Чтобы ответить, надо вспомнить школьные уроки физики.
Ток протекает по проводам и нагревает их. Чем сильнее мощность, тем больше нагрев. Активная мощность тока вычисляют по формуле:
P=U*I* cos φ=I²*R
R – активное сопротивление.
Как видно, мощность зависит от силы тока и сопротивления. Чем больше сопротивление, тем больше выделяется тепла, то есть тем сильнее провода нагреваются. Аналогично для тока. Чем он больше, тем больше греется проводник.
Сопротивление в свою очередь зависит от материала проводника, его длины и площади поперечного сечения.
R=ρ*l/S
ρ – удельное сопротивление;
l – длина проводника;
S– площадь поперечного сечения.
Видно, что чем меньше площадь, тем больше сопротивление. А чем больше сопротивление, тем проводник сильнее нагревается.
Если покупаете провод и замеряете его диаметр, то не забудьте, что площадь рассчитывается по формуле:
S=π*d²/4
d – диаметр.
Не стоит также забывать удельное сопротивление. Оно зависит от материала, из которого сделаны провода. Удельное сопротивление алюминия больше, чем меди. Значит, при одинаковой площади сильнее нагреваться будет алюминий. Сразу становится понятно, почему алюминиевые провода рекомендуют брать большего сечения, чем медные.
Чтобы каждый раз не вдаваться в длинный расчет сечения кабеля, были разработаны нормы выбора сечения проводов в таблицах.
Расчет сечения провода по мощности и току
Расчет сечения провода зависит от суммарной мощности, потребляемой электрическими приборами в квартире. Ее можно рассчитать индивидуально, или воспользоваться средними характеристиками.
Для точности расчетов составляют структурную схему, на которой изображены приборы. Узнать мощность каждого можно из инструкции или прочитать на этикетке. Наибольшая мощность у электрических печек, бойлеров, кондиционеров. Суммарная цифра должна получиться в диапазоне приблизительно 5-15 кВт.
Зная мощность, по формуле определяют номинальную силу тока:
I=(P*K)/(U*cos φ)
P – мощность в ваттах
U=220 Вольт
K=0,75 – коэффициент одновременного включения;
cos φ=1 для бытовых электроприборов;
Если сеть трехфазная, то применяют другую формулу:
I=P/(U*√3*cos φ)
U=380 Вольт
Рассчитав ток, надо воспользоваться таблицами, которые представлены в ПУЭ, и определить сечение провода. В таблицах указан допустимый длительный ток для медных и алюминиевых проводов с изоляцией различного типа. Округление всегда производят в большую сторону, чтобы был запас.
Можно также обратиться к таблицам, в которых сечение рекомендуют определять только по мощности.
Разработаны специальные калькуляторы, по которым определяют сечение, зная потребляемую мощность, фазность сети и протяженность кабельной линии. Следует обращать внимание на условия прокладки (в трубе или на открытом воздухе).
Влияние длины проводки на выбор кабеля
Если кабель очень длинный, то возникают дополнительные ограничения по выбору сечения, так как на протяженном участке происходят потери напряжения, которые в свою очередь приводят к дополнительному нагреву. Для расчета потерь напряжения используют понятие «момент нагрузки». Его определяют как произведение мощности в киловаттах на длину в метрах. Далее смотрят значение потерь в таблицах. Например, если потребляемая мощность составляет 2 кВт, а длина кабеля 40 м, то момент равняется 80 кВт*м. Для медного кабеля сечением 2,5 мм². это означает, что потери напряжения составляют 2-3%.
Если потери будут превышать 5%, то необходимо брать сечение с запасом, больше рекомендованного к использованию при заданном токе.
Расчетные таблицы предусмотрены отдельно для однофазной и трехфазной сети. Для трехфазной момент нагрузки увеличивается, так как мощность нагрузки распределяется по трем фазам. Следовательно, потери уменьшаются, и влияние длины уменьшается.
Потери напряжения важны для низковольтных приборов, в частности, газоразрядных ламп. Если напряжение питания составляет 12 В, то при потерях 3% для сети 220 В падение будет мало заметно, а для низковольтной лампы оно уменьшится почти вдвое. Поэтому важно размещать пускорегулирующие устройства максимально близко к таким лампам.
Расчет потерь напряжения выполняется следующим образом:
∆U = (P∙r0+Q∙x0)∙L/ Uн
P — активная мощность, Вт.
Q — реактивная мощность, Вт.
r0 — активное сопротивление линии, Ом/м.
x0 — реактивное сопротивление линии, Ом/м.
Uн – номинальное напряжение, В. (оно указывается в характеристиках электроприборов).
L — длинна линии, м.
Ну а если попроще для бытовых условий:
ΔU=I*R
R – сопротивление кабеля, рассчитывается по известной формуле R=ρ*l/S;
I – сила тока, находят из закона Ома;
Допустим, у нас получилось, что I=4000 Вт/220 В=18,2 А.
Сопротивление одной жилы медного провода длиной 20 м и площадью 1,5 мм кв. составило R=0,23 Ом. Суммарное сопротивление двух жил равняется 0,46 Ом.
Тогда ΔU=18,2*0,46=8,37 В
В процентном соотношении
8,37*100/220=3,8%
На длинных линиях от перегрузок и коротких замыканий устанавливают автоматические выключатели с тепловыми и электромагнитными расцепителями.
Похожие темы:
Как правильно рассчитать нагрузку на кабель | Полезные статьи
Для того чтобы правильно проложить электропроводку, обеспечить бесперебойную работу всей электросистемы и исключить риск возникновения пожара, необходимо перед закупкой кабеля осуществить расчет нагрузок на кабель для определения необходимого сечения.
Существует несколько видов нагрузок, и для максимально качественного монтажа электросистемы необходимо производить расчет нагрузок на кабель по всем показателям. Сечение кабеля определяется по нагрузке, мощности, току и напряжению.
Расчет сечения по мощности
Для того чтобы произвести расчет сечения кабеля по мощности, необходимо сложить все показатели электрооборудования, работающего в квартире. Расчет электрических нагрузок на кабель осуществляется только после этой операции.
Расчет сечения кабеля по напряжению
Расчет электрических нагрузок на провод обязательно включает в себя расчет сечения кабеля по напряжению. Существует несколько видов электрической сети — однофазная на 220 вольт, а также трехфазная — на 380 вольт. В квартирах и жилых помещениях, как правило, используется однофазная сеть, поэтому в процессе расчета необходимо учитывать данный момент — в таблицах для расчета сечения обязательно указывается напряжение.
Расчет сечения кабеля по нагрузке
Таблица 1. Установленная мощность (кВт) для кабелей, прокладываемых открыто
| Сечение жил, мм2 | Кабели с медными жилами | Кабели с алюминиевыми жилами | ||
|---|---|---|---|---|
| 220 В | 380 В | 220 В | 380 В | |
| 0,5 | 2,4 | |||
| 0,75 | 3,3 | |||
| 1 | 3,7 | 6,4 | ||
| 1,5 | 5 | 8,7 | ||
| 2 | 5,7 | 9,8 | 4,6 | 7,9 |
| 2,5 | 6,6 | 11 | 5,2 | 9,1 |
| 4 | 9 | 15 | 7 | 12 |
| 5 | 11 | 19 | 8,5 | 14 |
| 10 | 17 | 30 | 13 | 22 |
| 16 | 22 | 38 | 16 | 28 |
| 25 | 30 | 53 | 23 | 39 |
| 35 | 37 | 64 | 28 | 49 |
Таблица 2. Установленная мощность (кВт) для кабелей, прокладываемых в штробе или трубе
| Сечение жил, мм2 | Кабели с медными жилами | Кабели с алюминиевыми жилами | ||
|---|---|---|---|---|
| 220 В | 380 В | 220 В | 380 В | |
| 0,5 | ||||
| 0,75 | ||||
| 1 | 3 | 5,3 | ||
| 1,5 | 3,3 | 5,7 | ||
| 2 | 4,1 | 7,2 | 3 | 5,3 |
| 2,5 | 4,6 | 7,9 | 3,5 | 6 |
| 4 | 5,9 | 10 | 4,6 | 7,9 |
| 5 | 7,4 | 12 | 5,7 | 9,8 |
| 10 | 11 | 19 | 8,3 | 14 |
| 16 | 17 | 30 | 12 | 20 |
| 25 | 22 | 38 | 14 | 24 |
| 35 | 29 | 51 | 16 | |
Каждый электроприбор, установленный в доме, имеет определенную мощность — данный показатель указывается на шильдиках приборов или в техническом паспорте оборудования. Чтобы осуществить расчет нагрузок на провод, необходимо подсчитать общую мощность. Производя расчет сечения кабеля по нагрузке, необходимо переписать все электрооборудование, а также нужно продумать, какое оборудование может добавиться в будущем. Поскольку монтаж производится на долгий срок, необходимо позаботиться о данном вопросе, чтобы резкое увеличение нагрузки не привело к аварийной ситуации.
Например, у вас получилась сумма общего напряжения 15 000 Вт. Поскольку в подавляющем большинстве жилых помещений напряжение составляет 220 В, мы рассчитаем систему электроснабжения с учетом однофазной нагрузки.
Далее необходимо продумать, какое количество оборудования может работать одновременно. В итоге у вас получится значительная цифра: 15 000 (Вт) х 0,7 (коэффициент одновременности 70 %) = 10 500 Вт (или 10,5 кВт) — на эту нагрузку должен быть рассчитан кабель.
Также вам необходимо определить, из какого материала будут выполнены жилы кабеля, поскольку разные металлы имеют разные проводящие свойства. В жилых помещениях в основном используют медный кабель, поскольку его проводящие свойства намного превышают показатели алюминия.
Стоит учитывать, что кабель обязательно должен иметь три жилы, поскольку в помещениях для системы электроснабжения требуется заземление. Кроме того, необходимо определить, какой вид монтажа вы будете использовать — открытый или скрытый (под штукатуркой или в трубах), поскольку от этого также зависит расчет сечения кабеля. После того как вы определились с нагрузкой, материалом жилы и видом монтажа, вы можете посмотреть нужное сечение кабеля в таблице.
Расчет сечения кабеля по току
Сначала необходимо осуществить расчет электрических нагрузок на кабель и выяснить мощность. Допустим, что мощность получилась 4,75 кВт, мы решили использовать медный кабель (провод) и прокладывать его в кабель-канале. Расчет сечения кабеля по току производится по формуле I = W/U, где W — мощность, а U — напряжение, которое составляет 220 В. В соответствии с данной формулой, 4750/220 = 21,6 А. Далее смотрим по таблице 3, у нас получается 2,5 мм.
Таблица 3. Допустимые токовые нагрузки для кабеля с медными жилами прокладываемого скрыто
| Сечение жил, мм | Медные жилы, провода и кабели | |
|---|---|---|
| Напряжение 220 В | Напряжение 380 В | |
| 1,5 | 19 | 16 |
| 2,5 | 27 | 25 |
| 4 | 38 | 30 |
| 6 | 46 | 40 |
| 10 | 70 | 50 |
| 16 | 85 | 75 |
| 25 | 115 | 90 |
| 35 | 135 | 115 |
| 50 | 175 | 145 |
| 70 | 215 | 180 |
| 95 | 260 | 220 |
| 120 | 300 | 260 |
115 фото, видео инструкции и таблицы соответствия
Всезнающая статистика констатирует факт возникновения множества пожаров из-за повреждений электропроводки. Ее неисправности дают о себе знать, как правило, в двух случаях: несвоевременная замена проводов или же неграмотный расчет нужного сечения кабеля для обеспечения потребляемой мощности электропотребления.
Что касается замены проводов, то здесь все ясно – сообразно сроку их службы необходимо своевременно осуществлять новую прокладку.
А проведение квалифицированного расчета нагрузки надо начинать с выбора материала кабелей.
Краткое содержимое статьи:
Выбор материала для устройства разводки электропроводов
В настоящее время используются два типа проводов – это алюминий и медь. Еще 20-25 лет назад основным материалом для изготовления кабелей был алюминий. Кабеля из этого материала были популярны и неприхотливы.
Дальнейший прогресс, коснувшись бытовых приборов, потребовал значительного увеличения их мощности, которое алюминиевые жилы обеспечить не могли. На смену алюминию пришла медь.
Сравнение свойств медных кабелей с алюминиевыми:
- обратно пропорциональная зависимость между силой тока и сечением проводов значительно выше у меди;
- пластичность меди больше, увеличивается возможность перегибов материала кабеля, что говорит об увеличении срока его службы;
- медь обеспечивает гораздо более высокую надежность контакта благодаря сравнительно большей устойчивости к окислению;
- значительная стоимость медных проводов, но ее вышеперечисленные преимущества очевидны.
Таблица подбора сечения кабеля
Кабели и провода играют основную роль в процессе передачи и распределения электрического тока. Являясь основными проводниками электричества к потребителям электрической энергии (холодильник, стиральная машина, чайник, телевизор и т.д.), кабели и провода для всей электрической сети должны быть подобраны в соответствии с потреблением и нагрузками всех электроприборов. Для бесперебойного прохождения электрического тока необходимо сделать точный расчет сечения кабеля как по силе тока, так и по мощности нагрузки.
Для подбора сечения кабеля и провода по мощности и силе тока можно воспользоваться следующими таблицами:
| Сечение токопроводящей жилы, мм2 | 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 |
| 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 |
| Сечение токопроводящей жилы, мм2 | 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 | 170 | 112,2 |
| 120 | 230 | 50,6 | 200 | 132 |
Данные взяты из таблиц ПУЭ.
При разработке и проектировании электрической сети, необходимо правильно рассчитывать сечение кабеля по мощности и силе тока. Неправильные расчеты приведут к перегреву кабеля, что, в свою очередь, приведет к разрушению изоляции и, как следствие, к замыканию и возгоранию. Грамотный расчет позволит Вам избежать аварийной ситуации и больших затрат на ремонт электропроводки и замены электроприборов.
Материалы, близкие по теме: