Расчет сечения провода
Начнем не с таблицы, а с расчета. То есть, каждый человек, не имея под рукой интернет, где в свободном доступе ПУЭ с таблицами имеется, может самостоятельно определить сечение кабеля по току. Для этого потребуется штангенциркуль и формула.
Если рассмотреть сечение кабеля, то это круг с определенным диаметром. Существует формула площади круга: S= 3,14*D²/4, где 3,14 – это Архимедово число, «D» — диаметр измеренной жилы. Формулу можно упростить: S=0,785*D².
Если провод состоит из нескольких жил, то замеряется диаметр каждой, вычисляется площадь, затем все показатели суммируются. А как вычислить сечение кабеля, если каждая его жила состоит из нескольких тоненьких проводков?
Процесс немного усложняется, но не сильно. Для этого придется подсчитать количество проводков в одной жиле, измерить диаметр одного проводка, вычислить его площадь по описанной формуле и умножить данный показатель на количество проводков. Это и будет сечение одной жилы. Теперь необходимо это значение умножить на количество жил.
Если нет желания считать проводки и измерять их размеры, надо просто замерить диаметр одной жилы, состоящий из нескольких проводов. Снимать размеры надо аккуратно, чтобы не смять жилу
Обратите внимание, что этот диаметр не является точным, потому что между проводками остается пространство
Соотношение тока и сечения
Чтобы понять, как работает электрический кабель, необходимо вспомнить обычную водопроводную трубу. Чем больше ее диаметр, тем больше воды через нее будет проходить. То же самое и с проводами.
Чем больше их площадь, тем большей силы ток, через них пройдет, тем большую нагрузку такой провод выдерживает. При этом кабель не будет перегреваться, что является самым важным требованием правил пожарной безопасности.
Поэтому связка сечение – ток является основным критерием, который используется в подборе электрических проводов в разводке. Поэтому вам необходимо сначала разобраться, сколько бытовых приборов и какой общей мощности будет подключены к каждому шлейфу.
| Сечение жилы провода, мм2 | Медные жилы | Алюминиевые жилы | ||
|---|---|---|---|---|
| Ток, А | Мощность, Вт | Ток, А | Мощность, Вт | |
| 0.5 | 6 | 1300 | ||
| 0.75 | 10 | 2200 | ||
| 1 | 14 | 3100 | ||
| 1.5 | 15 | 3300 | 10 | 2200 |
| 2 | 19 | 4200 | 14 | 3100 |
| 2.5 | 21 | 4600 | 16 | 3500 |
| 4 | 27 | 5900 | 21 | 4600 |
| 6 | 34 | 7500 | 26 | 5700 |
| 10 | 50 | 11000 | 38 | 8400 |
| 16 | 80 | 17600 | 55 | 12100 |
| 25 | 100 | 22000 | 65 | 14300 |
К примеру, на кухне обязательно устанавливается холодильник, микроволновка, кофемолка и кофеварка, электрочайник иногда посудомоечная машина. То есть, все эти прибору могут в один момент быть включены одновременно. Поэтому в расчетах и используется суммарная мощность помещения.
Узнать потребляемую мощность каждого прибора можно из паспорта изделия или на бирке.
- Для примера обозначим некоторые из них:
- Чайник – 1-2 кВт.
- Микроволновка и мясорубка 1,5-2,2 кВт.
- Кофемолка и кофеварка – 0,5-1,5 кВт.
- Холодильник 0,8 кВт.
Узнав мощность, которая будет действовать на проводку, можно подобрать ее сечение из таблицы. Не будем рассматривать все показатели данной таблицы, покажем те, которые преобладают в быту.
Подбираем сечение кабеля по токовой нагрузке с помощью нормативных таблиц ПУЭ
Выбираем сечение кабеля по току с помощью таблиц ПУЭ и ГОСТ.
По таблицам ПУЭ удобно подобрать оптимальное сечение проводов и кабелей по номинальной токовой нагрузке и прочим параметрам. Ошибки в выборе приводят как к повышенным финансовым затратам в лучшем случае, и повреждению электропроводки и приборов в худшем.
Значительный запас при расчетах также вреден, как и понижение площади поперечного сечения кабеля для экономии денег и в конечном итоге выборе неподходящего по мощности кабеля.
Ниже приводим все необходимые нормативные данные из ПУЭ на все случаи жизни. Используйте эти таблицы для подбора оптимального сечения провода при подключении бытовой техники.
таблица_1 ПУЭ
таблица_2 ПУЭ
таблица_3 ПУЭ
таблица_4 ПУЭ
таблица_5 ПУЭ
таблица_6 ПУЭ
таблица_7 ПУЭ
Для подборки кабеля при подключении электрооборудования и бытовой электротехники нужно учитывать его сечение. По простым формулам, с помощью измерительного инструмента и таблиц с этой задачей справится даже новичок.
Вся кабельно-проводниковая продукция сертифицирована и стандартизирована. Для России используются нормативные таблицы ПУЭ, в которых отображена вся необходимая информация для правильного выбора сечения провода.
Чтобы ориентироваться в цифрах и данных, достаточно знать напряжение и текущую токовую нагрузку сети.
Рассмотрим каждый вид кабеля подробнее.
— ПВС — на медной основе, скрученный, круглого сечения, отличается особой гибкостью. Используется в бытовых электроприборах, системах микроклимата, электроинструментах, садоводческой малой механизации, из него производят удлинители. Монтируется этот вид в температурном диапазоне от -15 до +40 градусов С. Изолирован провод ПВХ-пластикатом, в качестве токопроводящей жилы используется медная отожжённая проволока, имеющая особую гибкость.
— ВВГ — кабель силового назначения, выбор кабеля с такими параметрами подходит для передачи, распределения электричества в стационарных условиях при напряжении 0,66 и 1 кВ, температура окружения при этом желательна от -50 до +50 градусов С. Относительная влажность рекомендуется не менее 98% (если эксплуатация происходит при t около +35 градусов С). Очень хорошо себя зарекомендовал при прокладке в сухих, влажных помещениях на производстве, в блоках и на кабельных эстакадах.
Прокладку такого кабеля можно производить без предварительного прогрева, температура не ниже -15 градусов С. Радиус изгиба такого материала — не менее 6 его диаметров. В качестве токопроводящей жилы здесь одно-, а также многопроволочная жила, изолирован кабель ПВХ пластификатом. Оболочку составляет также пластификат.
— ВВГ кабель с индексом «НГ». Если выбор кабеля осуществляется для зон с повышенной пожароопасностью, то больше подойдёт образец с индексом «НГ», изолированный ПВХ-пластификатом пониженной горючести. Укладка данного вида должна предполагать радиус изгиба от 6 диаметров поперечных его сечений. Жила такого кабеля имеет круглое сечение, проволока медная. Если сечение достигает 16 мм2 и более, содержимое кабеля производят многопроволочным. Используется как в сухих помещениях, так и на воздухе, в зданиях с повышенной влажностью, а также в блоках и на кабельных эстакадах. Для траншей (прокладка в земле) такой вид не подходит.
— ВВГнг LS кабель — токопроводящая жила в нём имеет маркировку 1 или 2 класса (параметры ГОСТ), однопроволочная или многопроволочная, по форме круглая, секторная. Изолирован ВВГнгLS поливинилхлоридом с пониженной пожароопасностью. Все изолированные ПВХ жилы в кабеле имеют свою расцветку. Нулевые жилы обычно помечаются голубым цветом, а жилы заземления обычно желто-зеленой расцветки (двухцветные). Изолированные жилы двухжильных, трёх- и четырёхжильных конструкций скручены. Двухжильные, трёхжильные кабели имеют одинаковое сечение. В четырёхжильных обычно все жилы имеют одинаковое сечение, кроме одной меньшего (жила заземления, нулевая).
Кабель ВВГнгLS имеет огнеупорные качества, не способен распространять горение, со слабым газо- и дымовыделением. Передаёт и распределяет энергию на переменном номинальном напряжении 660 В, 1000 В при частоте 50 Гц. Это лучший выбор кабеля для промышленной эксплуатации, применяется для атомных станций. Налажена широкая поставка его на экспорт и внутренний рынок.
— NYM кабель — для промышленного, бытового монтажа электрических сетей внешнего и внутреннего порядка. Вне помещений его можно применять только если нет прямых лучей солнечного света. Часто прокладывается сверху штукатурки, в ней, под ней, в сухой, влажной, мокрой среде. Довольно часто выбор кабеля такого образца падает на способ прокладки в бетоне, кирпиче. Не следует применять в прямой запрессовке в виброзасыпной, штамповочный бетон — в таких случаях кабель прокладывают только в специальных установочных каналах или трубах.
Жила в таком кабеле однопроволочная медная, изолирована каждая ПВХ пластикатом определенной расцветки:
- двухжильные: чёрная, голубая
- трёхжильные: жёлто-зелёная, голубая, чёрная
- четырёхжильные: коричневая, жёлто-зелёная, голубая, чёрная
- пятижильные: чёрная + чёрная с особой маркировкой, жёлто-зелёная, коричневая, голубая
Промежуточная оболочка сделана из мелонаполненной резины, которая помогает легко расщеплять кабель, если это нужно при монтаже, повышает гибкость, повышает пожарную безопасность. Наружная оболочка — светло-серый ПВХ пластификат.
Открытая и закрытая прокладка проводов
Как все мы знаем, при прохождении тока по проводнику он нагревается. Чем больше ток, тем больше тепла выделяется. Но, при прохождении одного и того же тока, по проводникам, с разным сечением, количество выделяемого тепла изменяется: чем меньше сечение, тем больше выделяется тепла.
В связи с этим, при открытой прокладке проводников его сечение может быть меньше — он быстрее остывает, так как тепло передается воздуху. При этом проводник быстрее остывает, изоляция не испортится. При закрытой прокладке ситуация хуже — медленнее отводится тепло. Потому для закрытой прокладке — в кабель каналах, трубах, в стене — рекомендуют брать кабель большего сечения.
Выбор сечения кабеля с учетом типа его прокладки также можно провести при помощи таблицы. Принцип описывали раньше, ничего не изменяется. Просто учитывается еще один фактор.
Выбор сечения кабеля в зависимости от мощности и типа монтажа
Практические советы. Собираясь в магазин за кабелем, берите с собой штангенциркуль. Слишком часто заявленное сечение не соответствует действительности. Разница может составлять 30-40%, что очень много. Что это значит? Сгорание проводки со всеми вытекающими последствиями. Поэтому лучше прямо на месте проверить, действительно ли у этого кабеля необходимое сечение жилы (диаметры и соответствующие сечения кабеля указаны в таблице выше).
Что необходимо знать
Делая выбор сечения кабеля по току, главным параметром, на который ориентируются специалисты, является максимальный уровень токовой нагрузки. Иными словами, это величина электрического тока, которую он без проблем может пропускать через себя на протяжении длительного периода времени.
Для определения величины номинального тока следует определить суммарную мощность всех используемых электрических приборов. Точное значение мощности необходимо искать на корпусе прибора или в паспорте на него, мощность измеряется в ваттах (Вт).
Стоит отметить, что :
- На этапе планирования проводки вы можете еще не знать какие бытовые приборы будут подключаться, например, вы их еще не купили.
- К одной и той же розетке могут подключаться совершенно различные устройства, вплоть до очень мощных – утюга или фена.
- Рано или поздно к какой-либо розетке может быть подключен тройник или удлинитель, к которому, в свою очередь будет подключено несколько устройств.
Ниже предлагаем ознакомиться с таблицей, в которой приведены примеры значения мощностей (в правой колонке) различных бытовых приборов. Параметры, естественно, могут быть разными, в зависимости от технических характеристик самого оборудования.
I = P / U
Например, типовые холодильник, микроволновка и чайник на кухне будут потреблять 300 Вт 700 Вт 1200 Вт = 2200 Вт. Делим полученную мощность на напряжение сети 220 В получаем суммарную силу тока: 2200 Вт / 220 В = 10 А.
В основе расчета лежит один показатель, который называется допустимая токовая нагрузка. Что это такое? Это величина тока, которую провод может через себя пропустить без изменения технических характеристик кабеля. При этом эту токовую величину провод может пропускать длительное время.
Для того чтобы рассчитать эту величину, необходимо знать потребляемую мощность всех бытовых приборов и светильников, которые подсоединены к системе потребления электроэнергии дома. Понятно, что система эта разбита на участки, или как их называют электрики, шлейфы, у каждого из которых своя потребляемая мощность, зависящая от количества подключаемых к ней потребителям.
Но тут встает вопрос, как определить мощность каждого потребителя. И это не проблема. Во-первых, мощность измеряется в ваттах (Вт). Во-вторых, это значение есть у каждого потребителя, которое или записано в паспорте изделия, или выбито на бирке прибора. К примеру, на лампочке накаливания мощность написана прямо на стекле. Это может быть 60 Вт или 100 и так далее.
Вот несколько бытовых приборов и их мощности:
- Холодильник – 300 Вт.
- Телевизор – 140.
- Электрочайник – 1200.
- Стиральная машинка – 2500.
I=PK/U cosφ, где
Р – это суммарная мощность, о которой шел разговор выше.
U – это напряжение в сети, равное 220 вольт.
К – это коэффициент одновременности, равный 0,75. Данный коэффициент определяет, что в сеть одновременно могут быть включены сразу все потребители с определенной погрешностью. Проще говоря, не все и не сразу.
I=P/√3 U cosφ – здесь все то же самое, только напряжение берется равным 380 вольт.
Итак, токовая нагрузка определена, теперь необходима специальная таблица, в которой сопоставляются сила тока и сечение провода. Может получиться так, что расчетное значение токовой нагрузки будет отличаться от табличной. Ничего страшного в этом нет, просто придется выбирать большую величину. К примеру, расчетная у вас получилась 22 ампера, а в таблице ближайшая 27 ампер, соответствующая сечению медного кабеля 2,5 мм². Соответственно выбираем 27А.
Точно такая же существует и для алюминиевых проводников. Эти таблицы зафиксированы ПУЭ и ГОСТом 31996-2012. Так что сомневаться в их достоверности нет оснований.
Главный показатель, из которого производится расчёт необходимого сечения провода, это его допустимая токовая нагрузка. Токовая нагрузка – это та величина тока, которую он может проводить через себя в течение продолжительного времени.
Электроприбор | Мощность, Вт |
LCD телевизор | 140 |
Холодильник | 300 |
Бойлер | 2000 |
Пылесос | 650 |
Утюг | 1700 |
Электрочайник | 1200 |
Микроволновая печь | 700 |
Стиральная машина | 2500 |
Компьютер | 500 |
Освещение | 500 |
Всего | 10190 |
Сечение кабеля по мощности для однофазной электросети 220 В:
- P – мощность электрических приборов (суммарная), Вт;
- U – напряжение тока в электросети, В;
- КИ = 0.75 – коэффициент одновременности;
- cos(φ)= 1 – переменная для бытовых электроприборов.
Основные положения
Для начала следует ознакомиться со значением букв аббревиатуры, которая используется в маркировке электрических кабелей и проводов. Ниже приведена таблица с расшифровкой таких символов.
| Буква аббревиатуры | Значение |
| A | Размещена первой и указывает на алюминиевую жилу. При отсутствии A по умолчанию подразумевается медь. |
| Б | Означает бронирование со стальным нержавеющим покрытием в два слоя. |
| B | Указывает на изоляцию из винила (поливинилхлорид или ПВХ). |
| B | Указывает на второй слой винила (ПВХ). |
| Г | Если в начале маркировки, это кабель для шахтёров, а если в конце — жила без брони, «голая». |
| C | Наличие оболочки из свинца. |
| O | Оболочка сделана отдельно для каждой фазы. |
| P | Резиновая изоляция. |
| HP | Из резины сделаны и оболочка, и изоляция. |
| НГ | Не горюч (не воспламеняется, но плавится). |
| LS | Low Smoke. У изоляции минимальное газо- и дымовыделение. |
| КГ | Кабель гибкий. |
| Бб | Бронирование стальной лентой. |
| Ш | В начале аббревиатуры — шнур |
| П | В конце аббревиатуры — плоский |
| Шв | Шланг из винила (ПВХ) наружный. |
| Шп | Шланг из полиэтилена (ПЭ) для наружного покрова. |
| Шпс | Шланг из полиэтилена самозатухающего для наружного покрова. |
Таблица расшифровки аббревиатуры для часто встречающихся маркировок электрокабелей и проводов
Шнур в виниловой изоляции и виниловой оболочке, плоский (ШВВП)
В помещениях (частный дом, квартира, гараж, хозпостройки) для бытовых потребностей типа розеток и освещения, то есть, для напряжения не более 1 кВ (1000 В) применяют кабели с резиновой или виниловой изоляцией. Для открытых участков, например, для ввода с электроопоры на утку, из дома в подсобное помещение, при маскировке в штробах и упаковке в трубах (кабель-каналах) есть специальные марки. Чаще всего, это ВВГ или АВВГ – кабель медный с двойной виниловой изоляцией без брони и кабель алюминиевый с двойной ПВХ изоляцией без брони соответственно. Для подключения таких электроприборов, как электробойлер, стиральная машина-автомат и др., обычно прокладывают ПВС (провод виниловый соединительный) или ШВВП (см. фото вверху).
Примечание. Полный текст с требованиями по выбору сечения кабелей можно найти в 6-м и 7-м издании правил устройства электроустановок (ПУЭ), но здесь мы рассмотрим исключительно бытовые потребности.
Важно! Нарушение ПУЭ может спровоцировать выход из строя подключенных электроприборов и даже возгорание. В случае пожара виновный несёт административную ответственность, но если есть человеческие жертвы, то это уже уголовное наказание.
Устройство кабеля
Для лучшего понимания процесса расчета проводника по сечению в зависимости от мощности потребляемого тока, необходимо понимать суть процесса передачи электричества. Для наглядности лучше представить несколько тонких водопроводных труб, которые необходимо располагать по окружности параллельно друг другу.
Чем шире эта окружность, тем большее количество таких труб поместится при плотном расположении. Напор на выходе крупной систем будет гораздо больше, чем у маленькой. С электричеством также, в силу того, что ток течет по поверхности проводника, толстые кабели смогут поддерживать большие нагрузки.
Неправильное вычисление сечения по мощности выполняется, когда:
- Токоведущая жила слишком широкая. Затраты на проводку возрастают существенно, нерационально используется ресурс кабеля.
- Ширина токоведущего канала меньше необходимой. Плотность тока возрастает, нагревая проводник и изоляцию, что приводит к утечке электричества и образованию «слабых мест» на кабеле, повышая пожароопасность проводки.
В первом случае для жизни опасности нет, но неоправданно высокие затраты на материал.
Токовые нагрузки в сетях с постоянным током
В сетях с постоянным током расчет сечения идет несколько по-другому. Сопротивление проводника постоянному напряжению гораздо выше, чем переменному (при переменном токе сопротивлением на длинах до 100 м вообще пренебрегают).
Есть формула, определяющая насколько упадет напряжение на концах по сравнению с базовым напряжением, в зависимости от длины проводника, его удельного сопротивления и силы тока в цепи:
U = ((p l) / S) I
где:
- U — напряжение постоянного тока, В
- p — удельное сопротивление провода, Ом*мм2/м
- l — длина провода, м
- S — площадь поперечного сечения, мм2
- I — сила тока, А
Зная величины указанных показателей достаточно легко рассчитать нужное Вам сечение: методом подстановки, или с помощью простейших арифметических действий над данным уравнением.
Если же падение постоянного напряжения на концах не имеет значения, то для выбора сечения можно пользоваться таблицей для переменного тока, но при этом корректировать величины тока на 15% в сторону уменьшения, т.е. при постоянном токе справочные сечения кабеля могут пропускать тока на 15 % меньше, чем указано в таблице.
Кабель, передающий электрический ток, – один из важнейших элементов электрической сети. В случае выхода кабеля из строя работа всей системы становится невозможной, поэтому для предотвращения отказов, а также опасности возгорания от перегрева, следует произвести точный расчёт сечения кабеля по нагрузке.
Такой расчёт дает уверенность в безопасной и надёжной работе сети и приборов, но что ещё важнее – безопасности людей.
Выбор сечения, недостаточного для токовой нагрузки, приводит к перегреву, оплавлению и повреждению изоляции, а это, в свою очередь, – к короткому замыканию и даже пожару. Так что для проведения расчётов и тщательного выбора подходящего кабеля есть масса причин.
Основной показатель, помогающий рассчитать сечение и марку кабеля – предельно допустимая длительная нагрузка (по току). Если проще, то это – величина тока, которую кабель способен пропускать в условиях его прокладки без перегрева достаточно долго.
Для этого необходимо простое арифметическое суммирование мощностей всех электроприборов, которые будут включаться в сеть.
Следующим важным этапом, позволяющим достичь безопасности, является расчёт сечения кабеля по нагрузке, для чего необходимо подсчитать силу тока, используя формулу:
Для однофазной сети напряжением 220 В:
Где:
- Р – это суммарная мощность для всех электроприборов, Вт;
- U — напряжение сети, В;
- COSφ — коэффициент мощности.
Для трёхфазной сети напряжением 380 В:
| Наименование прибора | Примерная мощность, Вт |
|---|---|
| LCD-телевизор | 140-300 |
| Холодильник | 300-800 |
| Пылесос | 800-2000 |
| Компьютер | 300-800 |
| Электрочайник | 1000-2000 |
| Кондиционер | 1000-3000 |
| Освещение | 300-1500 |
| Микроволновая печь | 1500-2200 |
Получив точное значение величины тока, следует обратиться к таблицам, позволяющим найти кабель или провод требуемого сечения и материала. Но если полученное значение величины тока не совсем совпадает с табличным значением, то не стоит «экономить», а лучше выбрать ближайшее, но большее значение сечения кабеля.
Пример: при напряжении сети 220 В полученное значение величины тока составило 22 ампера, ближайшее большее значение (27 А) имеет медный провод или кабель из меди, сечением 2,5 мм кв. Это означает, что оптимальным выбором станет именно такой кабель, а не с сечением 1,5 мм кв., имеющим значение допустимого длительного тока 19 А.
| Сечение токо- проводящих жил, мм | Медные жилы проводов и кабелей | |||
|---|---|---|---|---|
| Напряжение 220В | Напряжение 380В | |||
| 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 |
Если выбирается кабель с алюминиевыми жилами, то лучше взять сечение жилы не 2,5, а 4 мм кв.
| Сечение токо- проводящих жил, мм | Алюминиевые жилы проводов и кабелей | |||
|---|---|---|---|---|
| Напряжение 220В | Напряжение 380В | |||
| 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 |
Какой кабель выбрать: алюминиевый или медный?
Не станем сильно вникать в данный вопрос. Просто проведем краткий сравнительный анализ.
- Медь хотя и подвержена окислению, но не настолько активно, как алюминий. Потому контакты дольше эксплуатируются.
- Медный провод более гибкий и прочный. При частом изгибе он не сломается.
- Алюминиевый кабель практически в пять раза дешевле медного.
- Степень проводимости медных проводов практически в два раза выше, чем у алюминиевых. То есть, и более высокая мощность, которую медный провод может выдержать.
Есть современные правила выполнения электроразводки. И в них рекомендуется внутреннюю разводку делать медным кабелем, а наружную алюминиевым.
Таким образом, подводя итог всему сказанному выше, можно сделать вывод, что расчет мощности электроприборов и сечения провода по нагрузке – это ответственный и очень важный процесс. Допущенная ошибка в расчетах может стоить очень дорого. Поэтому здесь нужна внимательность и точность.
Как рассчитать по току
Величина тока, проходящего через проводник, зависит от длины, ширины, удельного сопротивления последнего и от температуры. При нагревании электрический ток уменьшается. Справочная информация указывается для комнатной температуры (18°С). Для выбора сечения кабеля по току используют таблицы ПУЭ (ПУЭ-7 п.1.3.10-1.3.11 ДОПУСТИМЫЕ ДЛИТЕЛЬНЫЕ ТОКИ ДЛЯ ПРОВОДОВ, ШНУРОВ И КАБЕЛЕЙ С РЕЗИНОВОЙ ИЛИ ПЛАСТМАССОВОЙ ИЗОЛЯЦИЕЙ).
Таблица 3.Электрический ток для медных проводов и шнуров с резиновой и ПВХ-изоляцией
| Площадь сечение проводника, мм² | Ток, А, для проводов, проложенных | |||||
| открыто | в одной трубе | |||||
| двух одножильных | трех одножильных | четырех одножильных | одного двухжильного | одного трехжильного | ||
| 0,5 | 11 | – | – | – | – | – |
| 0,75 | 15 | – | – | – | – | – |
| 1 | 17 | 16 | 15 | 14 | 15 | 14 |
| 1,2 | 20 | 18 | 16 | 15 | 16 | 14,5 |
| 1,5 | 23 | 19 | 17 | 16 | 18 | 15 |
| 2 | 26 | 24 | 22 | 20 | 23 | 19 |
| 2,5 | 30 | 27 | 25 | 25 | 25 | 21 |
| 3 | 34 | 32 | 28 | 26 | 28 | 24 |
| 4 | 41 | 38 | 35 | 30 | 32 | 27 |
| 5 | 46 | 42 | 39 | 34 | 37 | 31 |
| 6 | 50 | 46 | 42 | 40 | 40 | 34 |
| 8 | 62 | 54 | 51 | 46 | 48 | 43 |
| 10 | 80 | 70 | 60 | 50 | 55 | 50 |
| 16 | 100 | 85 | 80 | 75 | 80 | 70 |
| 25 | 140 | 115 | 100 | 90 | 100 | 85 |
| 35 | 170 | 135 | 125 | 115 | 125 | 100 |
| 50 | 215 | 185 | 170 | 150 | 160 | 135 |
| 70 | 270 | 225 | 210 | 185 | 195 | 175 |
| 95 | 330 | 275 | 255 | 225 | 245 | 215 |
| 120 | 385 | 315 | 290 | 260 | 295 | 250 |
| 150 | 440 | 360 | 330 | – | – | – |
| 185 | 510 | – | – | – | – | – |
| 240 | 605 | – | – | – | – | – |
| 300 | 695 | – | – | – | – | – |
| 400 | 830 | – | – | – | – | – |
Для расчета алюминиевых проводов применяют таблицу.
Таблица 4.Электрический ток для алюминиевых проводов и шнуров с резиновой и ПВХ-изоляцией
| Площадь сечения проводника, мм² | Ток, А, для проводов, проложенных | |||||
| открыто | в одной трубе | |||||
| двух одножильных | трех одножильных | четырех одножильных | одного двухжильного | одного трехжильного | ||
| 2 | 21 | 19 | 18 | 15 | 17 | 14 |
| 2,5 | 24 | 20 | 19 | 19 | 19 | 16 |
| 3 | 27 | 24 | 22 | 21 | 22 | 18 |
| 4 | 32 | 28 | 28 | 23 | 25 | 21 |
| 5 | 36 | 32 | 30 | 27 | 28 | 24 |
| 6 | 39 | 36 | 32 | 30 | 31 | 26 |
| 8 | 46 | 43 | 40 | 37 | 38 | 32 |
| 10 | 60 | 50 | 47 | 39 | 42 | 38 |
| 16 | 75 | 60 | 60 | 55 | 60 | 55 |
| 25 | 105 | 85 | 80 | 70 | 75 | 65 |
| 35 | 130 | 100 | 95 | 85 | 95 | 75 |
| 50 | 165 | 140 | 130 | 120 | 125 | 105 |
| 70 | 210 | 175 | 165 | 140 | 150 | 135 |
| 95 | 255 | 215 | 200 | 175 | 190 | 165 |
| 120 | 295 | 245 | 220 | 200 | 230 | 190 |
| 150 | 340 | 275 | 255 | – | – | – |
| 185 | 390 | – | – | – | – | – |
| 240 | 465 | – | – | – | – | – |
| 300 | 535 | – | – | – | – | – |
| 400 | 645 | – | – | – | – | – |
Кроме электрического тока, понадобится выбрать материал проводника и напряжение.
Для примерного расчета сечения кабеля по току его надо разделить на 10. Если в таблице не будет полученного сечения, тогда необходимо взять ближайшую большую величину. Это правило подходит только для тех случаев, когда максимально допустимый ток для медных проводов не превышает 40 А. Для диапазона от 40 до 80 А ток надо делить на 8. Если устанавливают алюминиевые кабели, то надо делить на 6. Это объясняется тем, что для обеспечения одинаковых нагрузок толщина алюминиевого проводника больше, чем медного.
Быстрый подбор: полезные стандарты и соотношение
Для экономии времени, расчеты обычно сводят в таблицы, тем более, что номенклатура кабельных изделий довольно ограничена. В следующей таблице приводится расчет сечения медного и алюминиевого проводов по потребляемой мощности и силе тока в зависимости от предназначения — для открытой и закрытой проводки. Диаметр получается как функция от мощности нагрузки, металла и типа проводки. Напряжение сети считается равным 230 В.
Таблица дает возможность быстро выбрать сечение или диаметр, если известна мощность нагрузки. Найденное значение округляется в большую сторону до ближайшего значения из номенклатурного ряда.
В следующей таблице сведены данные допустимых токов по сечениям и мощности материалов кабелей и проводов для расчета и быстрого выбора наиболее подходящих:
Как определить сечение провода по току
Учитывая, что современное бытовое оборудование достаточно емкое в плане потребления энергии, необходимо помнить: недостаточное сечение провода при большой силе тока, проходящего по нему, может вызвать перегрев кабеля. Следствия – разрыв цепи, который трудно обнаружить, и обесточивание части квартиры. Еще чаще в месте, где сечение особенно мало или идет скрутка проводов, возникает возгорание в результате перегрева.
В целом сила тока в сети определяется для однофазной сети по формуле
- Где P – суммарная мощность приборов-потребителей, в Ваттах;
- U – напряжение в проводке, 220 или 380 Вольт;
- КИ – коэффициент одновременности включения, обычно принимаю КИ=0,75;
- cos(φ) – переменная для бытового электрооборудования, принимается равной единице.
Для трехфазной электропроводки формула меняется:
Здесь не принимается во внимание коэффициент одновременности включения, вводится информация о наличии трех фаз
Пример расчета
В частном доме используется освещение светодиодными лампами, общая мощность всех осветительных приборов – до 1 кВт. Установлен электрический котел отопления с паспортной мощностью 12 кВт, два проточных водонагревателя мощностью 4 и 8 кВт, холодильник (1,2кВт), стирально-сушильная машина с максимальной мощностью 2 кВт, другое крупное и мелкое оборудование с пиковой мощностью 3 кВт. Проводка разделена на четыре линии – осветительная (общая), три силовые (для котла, водонагревателей, стиральной машины, холодильника и утюга), для группы обычных розеток. Сила тока в каждой из цепей будет определяться или по приведенной выше формуле.
- Для двух наиболее мощных силовых линий (по 12 кВт) рассчитываем силу тока
I= 12000/(√3×220×1)=31 А - Для третьей силовой линии 6,2 кВт
I= 6200/(√3×220×1)=16,2 А - Для розеток обычного типа
I= 3000/(√3×220×1)=7,8 А - Для освещения
I= 1000/(√3×220×1)=2,6
Из таблицы сечения медных и алюминиевых проводов ниже выбираем нормальный размер сечения медного провода по току, принимая ближайшее большее значение. Получаем для:
- первых двух силовых линий сечение 4 кв.мм, диаметр жилы 2,26 мм;
- третьей силовой – 1 кв.мм, 1,12 мм в диаметре;
- розеток и освещения – сечение 0,5 кв.мм и диаметр 0,8 мм.
Интересно: часто при расчете по силе тока используется правило «плюс 5 А», то есть к полученной путем вычислений цифре добавляется 5А и размер сечения выбирается по увеличенному току.
На практике для осветительной линии принимают провода с сечением 1,5 кв.мм, а для розеток – 2,5…4 кв.мм. Для наиболее «тяжелых» приборов типа электрокотла и нагревателей можно увеличить сечение до 6 кв.мм.
Увеличение сечения и диаметра жилы производится с уменьшением числа розеток. Так, если в одну розетку необходимо включить одновременно холодильник, чайник и утюг (с помощью тройника), лучше использовать проводку большего диаметра, чем при включении электроприборов в три разные розетки.
Интересно: для ускоренных вычислений можно определять сечение жилы как сила тока в линии, деленная на 10. Например, для силовой линии 1 при токе 31 А получаем 3,1 кв.мм, ближайшее большее из таблицы – 4 кв.мм, что вполне отвечает приведенным расчетам.
Расчет сечения провода электропроводки по мощности подключаемых электроприборов
Для выбора сечения жил провода кабеля при прокладке электропроводки в квартире или доме нужно проанализировать парк имеющихся электробытовых приборов с точки зрения одновременного их использования. В таблице представлен перечень популярных бытовых электроприборов с указанием потребляемого тока в зависимости от мощности.
Вы можете узнать потребляемую мощность своих моделей самостоятельно из этикеток на самих изделиях или паспортам, часто параметры указывают на упаковке. В случае если сила потребляемого тока электроприбором не известна, то ее можно измерять с помощью амперметра.
Обычно мощность потребления электроприборов указывается на корпусе в ваттах (Вт или VA) или киловаттах (кВт или kVA). 1 кВт=1000 Вт.
Таблица потребляемой мощности/силы тока бытовыми электроприборами
| Электроприбор | Потребляемая мощность, Вт | Сила тока, А |
|---|---|---|
| Стиральная машина | 2000 – 2500 | 9,0 – 11,4 |
| Джакузи | 2000 – 2500 | 9,0 – 11,4 |
| Электроподогрев пола | 800 – 1400 | 3,6 – 6,4 |
| Стационарная электрическая плита | 4500 – 8500 | 20,5 – 38,6 |
| СВЧ печь | 900 – 1300 | 4,1 – 5,9 |
| Посудомоечная машина | 2000 – 2500 | 9,0 – 11,4 |
| Морозильники, холодильники | 140 – 300 | 0,6 – 1,4 |
| Мясорубка с электроприводом | 1100 – 1200 | 5,0 – 5,5 |
| Электрочайник | 1850 – 2000 | 8,4 – 9,0 |
| Электрическая кофеварка | 630 – 1200 | 3,0 – 5,5 |
| Соковыжималка | 240 – 360 | 1,1 – 1,6 |
| Тостер | 640 – 1100 | 2,9 – 5,0 |
| Миксер | 250 – 400 | 1,1 – 1,8 |
| Фен | 400 – 1600 | 1,8 – 7,3 |
| Утюг | 900 –1700 | 4,1 – 7,7 |
| Пылесос | 680 – 1400 | 3,1 – 6,4 |
| Вентилятор | 250 – 400 | 1,0 – 1,8 |
| Телевизор | 125 – 180 | 0,6 – 0,8 |
| Радиоаппаратура | 70 – 100 | 0,3 – 0,5 |
| Приборы освещения | 20 – 100 | 0,1 – 0,4 |
Ток потребляют еще холодильник, осветительные приборы, радиотелефон, зарядные устройства, телевизор в дежурном состоянии. Но в сумме эта мощность составляет не более 100 Вт и при расчетах ее можно не учитывать.
Если Вы включите все имеющиеся в доме электроприборы одновременно, то необходимо будет выбрать сечение провода, способное пропустить ток 160 А. Провод понадобится толщиной в палец! Но такой случай маловероятен. Трудно представить, что кто-то способен одновременно молоть мясо, гладить утюгом, пылесосить и сушить волосы.
Пример расчета. Вы встали утром, включили электрочайник, микроволновую печь, тостер и кофеварку. Потребляемый ток соответственно составит:
7 А + 8 А + 3 А + 4 А = 22 А
С учетом включенного освещения, холодильника и в дополнение, например, телевизора, потребляемый ток может достигнуть 25 А.
Выбор сечения провода для подключения электроприборов к трехфазной сети 380 В
При работе электроприборов, например, электродвигателя, подключенных к трехфазной сети, потребляемый ток протекает уже не по двум проводам, а по трем и, следовательно, величина протекающего тока в каждом отдельном проводе несколько меньше. Это позволяет использовать для подключения электроприборов к трехфазной сети провод меньшего сечения.
Для подключения электроприборов к трехфазной сети напряжением 380 В, например электродвигателя, сечение провода для каждой фазы берется в 1,75 раза меньше, чем для подключения к однофазной сети 220 В
Внимание, при выборе сечения провода для подключения электродвигателя по мощности следует учесть, что на шильдике электродвигателя указывается максимальная механическая мощность, которую двигатель может создать на валу, а не потребляемая электрическая мощность
Например, нужно подключить электродвигатель потребляющий мощность от сети 2,0 кВт. Суммарный ток потребления электродвигателем такой мощности по трем фазам составляет 5,2 А. По таблице получается, что нужен провод сечением 1,0 мм2, с учетом вышеизложенного 1,0 / 1,75 = 0,5 мм2. Следовательно, для подключения электродвигателя мощностью 2,0 кВт к трехфазной сети 380 В понадобится медный трехжильный кабель с сечением каждой жилы 0,5 мм2.
Гораздо проще выбрать сечение провода для подключения трехфазного двигателя, исходя из величины тока его потребления, который всегда указывается на шильдике. Например, ток потребления двигателя мощностью 0,25 кВт по каждой фазе при напряжении питания 220 В (обмотки двигателя подключены по схеме «треугольник») составляет 1,2 А, а при напряжении 380 В (обмотки двигателя подключены по схеме «звезда») всего 0,7 А.
Взяв силу тока, указанную на шильдике, по таблице для выбора сечения провода для квартирной электропроводки выбираем провод сечением 0,35 мм2 при подключении обмоток электродвигателя по схеме «треугольник» или 0,15 мм2 при подключении по схеме «звезда».
Параллельное соединение проводов электропроводки
Бывают безвыходные ситуации, когда срочно нужно проложить проводку, а провода требуемого сечения в наличии нет. В таком случае, если есть провод меньшего, чем необходимо, сечения, то можно проводку сделать из двух и более проводов, соединив их параллельно. Главное, чтобы сумма сечений каждого из них была не меньше расчетной.
Например, есть три провода сечением 2, 3 и 5 мм2, а нужен по расчетам 10 мм2. Соединяете их все параллельно, и проводка будет выдерживать ток до 50 ампер. Да Вы и сами многократно видели параллельное соединение большего количества тонких проводников для передачи больших токов. Например, для сварки используется ток до 150 А и для того, чтобы сварщик мог управлять электродом, нужен гибкий провод. Его и делают из сотен параллельно соединенных тонких медных проволочек. В автомобиле аккумулятор к бортовой сети тоже подключают с помощью такого же гибкого многожильного провода, так как во время пуска двигателя стартер потребляет от аккумулятора ток до 100 А. А при установке и снятии аккумулятора необходимо провода отводить в сторону, то есть провод должен быть достаточно гибким.
Способ увеличения сечения электропровода путем параллельного соединения нескольких проводов разного диаметра можно использовать только в крайнем случае. При прокладке домашней электропроводки допустимо соединять параллельно только провода одинакового сечения, взятые из одной бухты.
