Выбор автомата по сечению кабеля и мощности нагрузки

Расчет сечения кабеля в соответствии с ПУЭ

Правильный расчет сечения кабеля является важным этапом проектирования сети электроснабжения. В соответствии с Правилами устройства электроустановок (ПУЭ) необходимо учитывать нагрузки, протекающие через кабель, а также длину и материал кабеля, чтобы обеспечить безопасность и эффективность его работы.

Сечение кабеля определяется по формуле:

Сечение кабеля (мм2) = (Мощность нагрузки (в Вт) / (Напряжение сети (в В) * Коэффициент мощности * Плотность тока (А/мм2))

При расчете сечения кабеля следует учитывать следующие факторы:

1. Мощность нагрузки: необходимо определить общую мощность всех приборов и оборудования, подключенных к кабелю.
2. Напряжение сети: обычно это значение известно и указывается в электрической сети.
3. Коэффициент мощности: для повышения точности расчета следует учитывать коэффициент мощности, который характеризует использование активной и реактивной мощности.
4. Плотность тока: необходимо учитывать допустимую плотность тока для выбранного типа и материала кабеля. Допустимая плотность тока может быть найдена в специальных таблицах для различных типов кабеля.

После получения значения сечения кабеля следует округлить его до ближайшего наибольшего стандартного значения, указанного в используемом каталоге.

Важно отметить, что правильный расчет сечения кабеля в соответствии с ПУЭ является гарантией безопасной работы системы электроснабжения и предотвращает перегрузку кабеля, что может привести к возгоранию или повреждению оборудования

Выбор сечения кабеля по мощности

Параметры автоматических выключателей

Необходим правильный подбор номинала Функция защитного автомата заключается в том, чтобы защищать электрическую проводку до того, как ток превысит допустимое значение. Это означает, что автоматический выключатель по току выбирается всегда меньшим, чем допустимый длительный ток электрической проводки.

Поэтому алгоритм выбора защитного автомата сводится к таким действиям:

• В первую очередь следует рассчитать толщину провода для конкретного участка, в зависимости от величины нагрузки.
• По таблице находится, какой силы ток выдерживают провода, в зависимости от сечения.
• Из всех имеющихся номиналов автоматов выбирается наиболее близкий по параметрам, но меньший, чем нагрузочная способность проводов. Номиналы автоматов имеют привязку к показателям длительного допустимого тока проводов и кабелей.

В качестве примера

Алгоритм выбора, не связан ни с какими сложностями и эффективно работает. Ниже представлена таблица, в которой отмечены максимальные величины электрического тока для проводников, которые прокладываются в домах или в квартирах. В этой же таблице в отдельной графе отмечены автоматы с номинальным рабочим током, которые рекомендовано применять в цепях таких проводников. Чтобы электропроводка не перегревалась и нормально работала, выбираются автоматы с показателями рабочего тока, которые меньше допустимых значений рабочего тока электропроводки.

Сначала следует подобрать сечение провода. Оно выбирается согласно расчетам, исходя из величины нагрузки. Например, чтобы запитать одну из нагрузок, по расчету нужно взять проводник, сечением 2,5 мм квадратных. Из таблицы видно, что этот проводник без проблем выдерживает ток до 27 ампер. Здесь же можно увидеть, что для защиты данного проводника следует установить автомат с рабочим током в 16 А.

Цепь работает следующим образом: до достижения 16 ампер, автомат работает нормально, как и электропроводка. Если ток начинает увеличиваться до определенной величины, автоматический выключатель начинает на него реагировать. Начинает работать тепловая защита. Чем больше превышается рабочий ток автомата, тем быстрее сработает защита. В случае короткого замыкания в сети, автоматический выключатель отключается мгновенно, поскольку защита от коротких замыканий и тепловая защита работают по-разному принципу.

Как рассчитать мощность потребителя

Как правило, характеристики автоматических выключателей выбираются в зависимости от мощности нагрузки. Проще сделать расчеты, если к электрической линии подключен только один электроприбор. Как правило, к одной линии подключают мощные бытовые приборы, а их потребляемая мощность всегда указывается в паспорте. Сложнее с линиями, к которым время от времени подключаются различные бытовые приборы, например, пылесосы, электроутюги, кухонные комбайны и т.д.

Но если учесть, что их работа кратковременная, то электропроводка выбирается в зависимости от того, сколько таких приборов может работать одновременно. Что касается вводного автомата, то он выбирается в зависимости от суммарной мощности всех потребителей. Можно воспользоваться простой формулой, а можно воспользоваться данными, указанными в паспорте. Как правило, в паспорте указывается не только мощность электроприбора, но и его реальный рабочий ток.

Формула расчета мощности потребителя

После того, как определена величина нагрузок, выбирается соответствующий автоматический выключатель по рабочему току. Его номинал может быть намного меньше или немного больше, но в любом случае он должен защищать электропроводку и его показатели не должны завышаться, по отношению к допустимому току электрических проводов.

Как правило, стараются выбирать электрические провода с запасом, хотя и здесь следует придерживаться разумных пределов. В таком случае, автоматы выбираются по току нагрузки и также с запасом, хотя также в разумных пределах. Автомат всегда должен выдерживать ток нагрузки, с некоторым запасом, или же работа приборов окажется не устойчивой и автомат может в любой момент отключить такую нагрузку, что совсем неправильно.

Разновидности защитных устройств

Подключение проводов к УЗО

При подключении УЗО своими руками надо знать, куда подключать провода от нагрузки, а куда фазное напряжение и ноль. Клеммы для подключения проводов находятся на лицевой панели корпуса: сверху и снизу. Для двухполюсных автоматов — по два, для четырехполюсных — по четыре.

Внешний вид УЗО и назначение элементов

В верхние гнезда подключаются провода от счетчика или вышестоящего оборудования. К нижним подключается нагрузка или устройства низшего уровня. Если говорить о подключении противопожарного УЗО, то к нему подключаются провода, которые идут от счетчика. С выхода нейтраль заводится на шину, фазы (или фаза) идут дальше. В любом случае соблюдается правило: вход сверху, нагрузка или нижестоящие устройства — снизу.

Еще пару слов о том, как крепить провода. Это зависит это от фирмы-производителя и конкретной модели. Обычно используются винтовые зажимы. В этом случае надо винт открутить на пару оборотов, завести провод, затянуть винт, несколько раз основательно «дернуть» провод, проверяя качество затяжки. Через пару часов винты желательно подтянуть. За это время медь немного просядет, что ухудшит контакт.

УЗО в разрезе

В более дорогих моделях фирм Legrand («Легранд»), Shnaider Elektric («Шнайдер Электрик») — стоят пружинные зажимы. В них провода просто вставляются. Внутри расположена пластина, которая этот провод зажимает.

Еще пару советов насчет подключения многожильных проводов. Их в зажимы завести бывает проблематично, поэтому перед подключением на каждый провод надевают наконечник и опрессовывают его. Для подключения к защитным устройствам обычно используют обжимные гильзы подходящего диаметра. После этого завести провод в разъем несложно.

Выбор правильного автомата для защиты кабеля

Правильный выбор автомата для защиты кабеля является одним из ключевых аспектов проектирования электрических систем. Неправильный выбор автомата может привести к непредвиденным проблемам, таким как перегрузка кабеля, короткое замыкание и повреждение оборудования. При выборе автомата необходимо учитывать несколько важных факторов.

1. Ток, на котором автомат должен сработать. Для правильного выбора автомата необходимо узнать номинальный ток кабеля, который нужно защитить. Номинальный ток должен быть меньше или равен значению тока, при котором автомат должен сработать.
2. Тип автомата. В зависимости от требований и особенностей системы могут использоваться разные типы автоматов. Наиболее распространенные типы автоматов: автоматический выключатель и дифференциальный автомат. Автоматический выключатель обычно применяется для защиты от перегрузки и короткого замыкания, а дифференциальный автомат также обеспечивает защиту от утечки тока.
3. Характеристика автомата. Каждый автомат имеет свою характеристику, которая определяет его поведение при перегрузке или коротком замыкании. Некоторые характеристики автоматов: B (разомкнутая характеристика), С (полуразомкнутая характеристика), D (дифференциальная характеристика). Характеристика выбирается в зависимости от типа нагрузки и требуемой защиты.
4. Дополнительные функции. Некоторые автоматы имеют дополнительные функции, такие как защита от дугового короткого замыкания или защита от перенапряжения. При необходимости можно выбрать автоматы с такими функциями для повышения надежности и безопасности системы.

Выбор правильного автомата для защиты кабеля не является простой задачей, и требует учета множества факторов. Рекомендуется обратиться к специалистам, которые помогут определить оптимальный вариант автомата, и провести расчет сечения кабеля с учетом выбранного автомата.

Важно помнить, что автоматы следует выбирать и устанавливать в соответствии с требованиями действующих нормативных документов, таких как Правила устройства электроустановок (ПУЭ), чтобы обеспечить безопасность и надежность работы электрической системы

Определяемся с номиналом

Измерение сечения проводников по диаметру

Существует несколько способов, как определить сечение кабеля или провода. Разница при определении площади сечения проводов и кабелей будет заключаться в том, что в кабельной продукции требуется производить замеры каждой жилы в отдельности и суммировать показатели.

Приборы и процесс измерения

Приборами для замеров могут выступать штангенциркуль или микрометр. Используют обычно механические приспособления, но могут применяться и электронные аналоги с цифровым экраном.

Внешний вид механического микрометра

В основном, замеряют диаметр проводов и кабелей посредством штангенциркуля, так как он найдется в почти каждом домашнем хозяйстве. Им также можно замерять диаметр проводов в работающей сети, например, розетке или щитовом устройстве.

Замер диаметра механическим штангенциркулем

Определение сечения провода по диаметру совершается по следующей формуле:

S = (3,14/4)*D2, где D – диаметр провода.

Если кабель в своем составе имеет больше одной жилы, то необходимо произвести замеры диаметра и расчет сечения по вышеприведенной формуле для каждой из них, после объединить полученный результат, воспользовавшись формулой:

Sобщ= S1 + S2 +…+Sn, где:

• Sобщ – общая площадь поперечного сечения;
• S1, S2, …, Sn – поперечные сечения каждой жилы.

На заметку. Для точности полученного результата рекомендуется производить измерения не менее трех раз, поворачивая проводник в разные стороны. Результатом будет являться средний показатель.

Определение диаметра жилки цифровым штангенциркулем

При отсутствии штангенциркуля или микрометра диаметр проводника можно определить посредством обычной линейки. Для этого необходимо выполнить следующие манипуляции:

1. Очистить изоляционный слой жилы;
2. Накрутить плотно друг другу витки вокруг карандаша (их должно быть не менее 15-17 шт.);
3. Произвести замер длины намотки;
4. Разделить полученную величину на количество витков.

После измерения диаметра площадь сечения провода рассчитывается по вышеописанной формуле или определяется по специальной таблице, где каждому диаметру соответствует величина площади сечения.

Измерение диметра проводникового изделия посредством линейки

Диаметр провода, имеющего в своем составе сверхтонкие жилы, лучше замерять микрометром, так как штангенциркуль может с легкостью проломить ее.

Выбор сечения кабеля по силе тока

Рассчитать сечение медного кабеля по силе тока поможет следующая таблица:

Например, при закрытой проводке для подключения приборов с суммарной силой тока 17,5 А потребуется провод сечением не менее 2 мм2.

При расчете сечения провода по силе тока не имеет значение, переменный это ток или постоянный, а также величина и частота изменения напряжения в электропроводке.

Для более скрупулезных расчетов сечений жил кабелей, проводов по мощности и силе тока учитывают каждый фактор — способ прокладки электропроводки, длину, вид изоляции и др. Все эти показатели регламентируются Правилами устройства электроустановок (ПЭУ).

В целом электропроводка в квартире обязательно должна отвечать требованиям безопасности, надежности и экономичности. Электричество – это очень серьезно. И если вы не уверены в своем опыте и знаниях, лучшим решением будет обратиться к услугам специалистов.

Звоните! +7 (343) 219-22-56

ООО «Энергомодуль»

* Таблица потребляемой мощности и тока бытовыми электроприборами при напряжении питания 220В

Бытовой электроприбор	Потребляемая мощность в зависимости от модели электроприбора, кВт (BA)	Потребляемый ток, А	Примечание
Лампа накаливания	0,06 – 0,25	0,3 – 1,2
Электрочайник	1,0 – 2,0	5 – 9	Время непрерывной работы до 5 минут
Электроплита	1,0 – 6,0	5 – 60	При мощности более 2 КВ требуется отдельная проводка
Микроволновая печь	1,5 – 2,2	7 – 10	Во время работы максимальный ток потребляется периодически
Электромясорубка	1,5 – 2,2	7 – 10	Во время работы в зависимости от нагрузки потребляемый ток изменяется
Тостер	0,5 – 1,5	2 – 7
Кофемолка	0,5 – 1,5	2 – 8	Во время работы в зависимости от нагрузки потребляемый ток изменяется
Кофеварка	0,5 – 1,5	2 – 8
Электродуховка	1,0 – 2,0	5 – 9	Во время работы максимальный ток потребляется периодически
Посудомоечная машина	1,0 – 2,0	5 – 9	Максимальный ток потребляется с момента включения до нагрева воды
Стиральная машина	1,2 – 2,0	6 – 9	Максимальный ток потребляется с момента включения до нагрева воды
Утюг	1,2 – 2,0	6 – 9	Во время работы максимальный ток потребляется периодически
Пылесос	0,8 – 2,0	4 – 9	Во время работы в зависимости от нагрузки потребляемый ток изменяется
Стационарный компьютер	0,3 – 0,8	1 – 3	Во время работы максимальный ток потребляется периодически
Электроинструмент (дрель, лобзик и т.п.)	0,5 – 2,5	2 – 13	Во время работы в зависимости от нагрузки потребляемый ток изменяется

Какие действуют тарифы для сельской местности и для города?

В значительной степени тарифы на электроэнергию зависят от местности, в которой потребитель проживает (город либо сельская местность). Так, тариф в сельской местности будет на 30% дешевле, чем в городской черте.

Этот момент имеет свои нюансы, а именно: действие сниженного (льготного) тарифа применяется лишь в населенных пунктах сельских. Тогда как в случае, когда поселок, как дачный, так и коттеджный (к примеру: ДНТ, СНТ и пр.) статуса сельского муниципального образования не имеет(не находится в черте сельского населенного пункта), то жителям придется платить за электричество по тарифам, предусмотренным для города. Это же правило в полной мере относится и к ПГТ (поселкам городского типа). Хоть уровень жизни в них, впрочем, как и их благоустройство не имеет существенных отличий от деревень и сел, но жители таких ПГТ должны платить за потребленное электричество по тарифам, предусмотренным для города.

В дополнение к вышеизложенной информации предлагаем читателям посмотреть видео, которое подскажет, как именно рассчитать стоимость 1 кВт электроэнергии и из чего складывается эта сумма.

В заключение следует отметить, что оплачивать счета за электроэнергию следует в установленный срок и по тарифам, которые предусмотрены в конкретном регионе. Лишь в этом случае никаких проблем с контролирующими органами у абонентов возникать не будет.

Как рассчитать номинал автоматического выключателя

Основной функцией АВ является защита электропроводки. По этой причине сначала обеспечивают соответствие номинала выключателя в амперах, сечения и материала (медь, алюминий) жил кабеля.

Определение суммарной мощности потребителей

Сколько электричества необходимо для функционирования светильников и других изделий, отмечено в сопроводительной документации. Мощность указывают на корпусе. Эти данные можно получить на официальном сайте производителя. Однако простого суммирования киловатт недостаточно.

Активная и номинальная компонента

cos(f) – параметр, с помощью которого можно определить полную (номинальную) мощность по активной (потребляемой)

Простой алгоритм вычислений, показанный в примере, описывает ситуацию с резистивной нагрузкой. Именно эту составляющую (активную мощность – P) указывают в техническом паспорте соответствующего изделия. Она определяется счетчиком для регулярных оплат потребленной энергии.

Однако при подключении станка или другой техники с электроприводом придется учесть индуктивную компоненту. Аналогичным образом действуют при наличии в цепи конденсатора.

Формулы и пояснения:

• P = S * cos ϕ;
• Q = S * sin ϕ;
• S = P/ cos ϕ;
• ϕ – угол между векторами P и S (фазовый сдвиг).

Реактивная составляющая (Q) обозначает цикличный обмен энергией между источником питания и нагрузкой. Сумма векторов P и Q поможет определить итоговую полную мощность (S).

Повышенные стартовые токи

Включения мощного насоса (другой реактивной нагрузки) сопровождается броском тока и последующим колебательным процессом с переходом в обычный рабочий режим. Длительность импульса, как правило, не превышает 1,5-2 секунд. Такая длительность недостаточна для разогрева биметаллической пластины. Но этого может хватить для перемещения штока соленоида.

В перечне представлены типовые уровни превышения номинала, которые активизируют отключение электромагнитной катушкой. В скобках приведены временные задержки до разрыва цепи биметаллической пластиной (сек):

• А – 30% (20-30);
• B – 200% (4-5);
• C – 5 раз (1,5);
• D – 10 раз (0,4).

Соответствующие режимы учтены при создании профильных стандартов. Чтобы предотвратить ошибочное отключение, надо выбирать подходящий тип автомата.

Учет коэффициента спроса

Этот поправочный множитель (Кс) применяют для учета нагрузок в реальных условиях эксплуатации: Расчетная = S * Кс. Его значение (интервал от 0 до 1) обозначает количество подключенных потребителей. Такой способ удобно применять при создании офисных и производственных проектов, где подразумевается использование однотипного оборудования: станков, компьютеров и др.

Расчет потребляемой мощности

Измерение напряжения мультиметром

Приведенные формулы с фазовым сдвигом используют для коррекции индуктивных и емкостных нагрузок. Резистивные учитывают по паспортным данным без пересчета. Значение cos ϕ берут из сопроводительной документации.

Вычислить силу тока можно следующим образом:

• P/U – постоянные источники питания, резистивные нагрузки;
• P/ (U * cos ϕ) = P/ (220 * cos ϕ) – одна фаза, ~220V, реактивные характеристики потребителя;
• P/ (U * √3 * cos ϕ) = P/ (380 * 1.7321 * cos ϕ) – трехфазная сеть ~380V, индуктивные (емкостные) параметры техники.

Измерить реальные напряжения можно с помощью мультиметра. Методика выполнения рабочих операций приведена в официальной инструкции производителя.

Выбор сечения жил

Необходимые сведения о нагрузочных способностях содержит официальная документация производителей кабельной продукции. Рекомендуется выбрать большее из серийного ряда сечение, чтобы исключить перегрев и повреждения в процессе эксплуатации. По действующим правилам для жилых помещений пригодны проводники с площадью от 1,5 мм и более.

Видео по теме

https://youtube.com/watch?v=YK6f4Imfh0E

Приветствую вас, уважаемые читатели сайта http://elektrik-sam.info!

Этот материал будет посвящен тому, как НЕ НАДО выбирать сечение кабеля.

Часто встречаю, что необходимое сечения кабеля выбирают по количеству киловатт, которые можно «нагрузить» на этот кабель.

Обычно аргумент звучит так: «Кабель сечением 2,5 мм2 выдерживает ток 27 ампер (иногда и 29 ампер), поэтому ставим автомат на 25 А.»

И на практике иногда попадаются розеточные группы, защищенные автоматом на 25А, а освещение — автоматом 16А.

Такой подход при выборе автоматических выключателей приводит к перегреву, оплавлению и повреждению изоляции, и как результат — к короткому замыканию и возгоранию.

Обратимся к таблице 1.3.4. из ПУЭ.

Допустимый длительный ток для медных проводов проложенных скрыто — 25 А. Вроде бы все правильно, так ли это?

Если установить автомат на 25А, что называется «в лоб», а из курса по автоматическим выключателям мы помним, что тепловая защита автомат а сможет сработать при превышении номинального тока на 13%, что в нашем случае составит 25х1,13=28,25А. И время срабатывания будет более часа.

А при перегрузке на 45% тепловой расцепитель сработает за время менее 1 часа, т.е. 25Ах1,45=36,25 А. Но может сработать и за час.

Понятно, что при таких токах кабель просто сгорит.

В случае установки на освещение автомата 16А результат будет аналогичный, можете посчитать самостоятельно.

К тому же розетки выпускаются на максимальный ток 16А, а выключатели — 10А. Если установить на розетки и освещение завышенные номиналы автоматических выключателей — это приведет к их оплавлению, разрушению контактов и потенциально к возгоранию. Я думаю, вы встречали оплавленные розетки — результат подключения очень мощной нагрузки, на которую розетки не рассчитаны.

ЗАПОМНИТЕ! В наших квартирах и домах розеточные группы выполняются кабелем 2,5 мм2 с установкой автоматического выключателя 16А, группы освещения выполняются кабелем 1,5 мм2 с установкой автомата 10А. Меньший номинал можно, больший нельзя!

Разновидность такого подхода: выбивает автомат, особенно для розеточной группы кухни, где подключаются мощные приборы. Про запас, чтобы «не выбивало», устанавливается автомат 32А и даже 40А. И это при проводке, выполненной кабелем 2,5 мм2. Последствия очевидны и рассмотрены выше.

Еще встречаются ситуации, когда до ответвительной коробки закладывают кабель большего сечения (например 4 мм2), а затем разводят линии по 2,5 мм2 и в электрическом щите устанавливают автомат на 25А или 32А.

Ток автоматического выключателя необходимо выбирать, исходя из самого слабого места в линии, в нашем примере — это кабель 2,5 мм2. Поэтому такую группу все равно необходимо защищать автоматом на 16А.

Если установить автомат на 25А, то при включении в одну из розеток нагрузки, близкой к 25А, кабель до ответвительной коробки сгорит, а для кабеля сечением 4 мм2 от ответвительной коробки до автоматического выключателя — это будет нормальный режим.

Все эти моменты необходимо учитывать при расчете сечения кабеля.

Смотрите подробное видео:

Расчет сечения кабеля. Ошибки

Рекомендую прочитать:

Друзья приветствую всех на сайте «Электрик в доме». Мне на почту часто приходят письма с просьбой разъяснить правильно ли выбран автомат. Я понял, что для вас этот вопрос актуален, поэтому в данной статье будет таблица автоматов по мощности и току, по которой Вы с легкостью сможете выбрать автоматический выключатель под свою нагрузку и сечение кабеля.

Главной функцией автомата является защита электропроводки от перегрузки, которая приводит к разрушению изоляции электрического кабеля, короткому замыканию и пожару. Для того чтобы избежать проблем с электропроводкой в обязательном порядке устанавливают автоматические выключатели.

Конструктивно такой аппарат состоит из теплового и электромагнитного механизмов отключения (расцепителей).

Главной задачей электромонтажника является грамотный расчет характеристик автомата для его долговечной, стабильной работы и выполнения тех функций, которые на него возложены.

Ремонтные работы вследствие выхода из строя электропроводки – сложное и очень дорогое дело

Более того, от правильного выбора защитных устройств зависит жизнь и здоровье человека, поэтому важно подойти к этому вопросу очень ответственно

В этой статье будет представлен правильный алгоритм выбора автоматических выключателей в зависимости от номинала и других характеристик.

Как рассчитать мощность автомата