Правильный выбор электрического кабеля для питания электрооборудования – залог длительной и стабильной работы установок. Использование неподходящего провода влечет за собой серьезные негативные последствия.
Физика процесса порчи электрической линии вследствие использования неподходящего провода такова: из-за недостатка места в кабельной жиле для свободного передвижения электронов повышается плотность тока; это приводит к избыточному выделению энергии и повышению температуры металла. Когда температура становится слишком высокой, оплавляется изоляционная оболочка линии, что может стать причиной пожара.
Чтобы избежать неприятностей, необходимо использовать кабель с жилами подходящей толщины. Один из способов определить площадь сечения кабеля – отталкиваться от диаметра его жил.
Калькулятор расчета сечения по диаметру
Для простоты вычислений разработан калькулятор расчета сечения кабеля по диаметру. В его основе лежат формулы, по которым можно найти площадь сечения одножильных и многожильных проводов.
Измерять сечение нужно измеряя жилу без изоляции иначе нечего не получится.
Когда речь идет о вычислении десятков и сотен значений, онлайн-калькулятор способен существенно упростить жизнь электрикам и проектировщикам электрических сетей за счет удобства и повышения скорости расчетов. Достаточно ввести значение диаметра жилы, а при необходимости указать количество проволок, если кабель многожильный, и сервис покажет искомое сечение провода.
Формула расчета
Вычислить площадь сечения электрического провода можно разными способами в зависимости от его типа. Для всех случаев применяется единая формула расчета сечения кабеля по диаметру. Она имеет следующий вид:
D – диаметр жилы.
Диаметр жилы обычно указывается на оплетке провода или на общем ярлыке с другими техническими характеристиками. При необходимости определить это значение можно двумя способами: с применением штангенциркуля и вручную.
Первым способом измерить диаметр жилы очень просто. Для этого ее необходимо очистить от изоляционной оболочки, после чего воспользоваться штангенциркулем. Значение, которое он покажет, и есть диаметр жилы.
Если провод многожильный, необходимо распустить пучок, пересчитать проволоки и измерить штангенциркулем только одну из них. Определять диаметр пучка целиком смысла нет – такой результат будет некорректным из-за наличия пустот. В этом случае формула расчета сечения будет иметь вид:
D – диаметр жилы;
а – количество проволок в жиле.
При отсутствии штангенциркуля диаметр жилы можно определить вручную. Для этого ее небольшой отрезок необходимо освободить от изоляционной оболочки и намотать на тонкий цилиндрический предмет, например, на карандаш. Витки должны плотно прилегать друг к другу. В этом случае формула вычисления диаметра жилы провода выглядит так:
L – длина намотки проволоки;
N – число полных витков.
Чем больше длина намотки жилы, тем точнее получится результат.
Выбор по таблице
Зная диаметр провода, можно определить его сечение по готовой таблице зависимости. Таблица расчета сечения кабеля по диаметру жилы выглядит таким образом:
| Диаметр проводника, мм | Сечение проводника, мм2 |
| 0.8 | 0.5 |
| 1 | 0.75 |
| 1.1 | 1 |
| 1.2 | 1.2 |
| 1.4 | 1.5 |
| 1.6 | 2 |
| 1.8 | 2.5 |
| 2 | 3 |
| 2.3 | 4 |
| 2.5 | 5 |
| 2.8 | 6 |
| 3.2 | 8 |
| 3.6 | 10 |
| 4.5 | 16 |
Когда сечение известно, можно определить значения допустимых мощности и тока для медного или алюминиевого провода. Таким образом удастся выяснить, на какие параметры нагрузки рассчитана токопроводящая жила. Для этого понадобится таблица зависимости сечения от максимального тока и мощности.
| В воздухе (лотки, короба,пустоты,каналы) | Сечение,кв.мм | В земле | |||||||||
| Медные жилы | Алюминиевые жилы | Медные жилы | Алюминиевые жилы | ||||||||
| Ток. А | Мощность, кВт | Тон. А | Мощность, кВт | Ток, А | Мощность, кВт | Ток. А | Мощность,кВт | ||||
| 220 (В) | 380 (В) | 220(В) | 380 (В) | 220(В) | 380 (В) | 220(В) | |||||
| 19 | 4.1 | 17.5 | 1,5 | 77 | 5.9 | 17.7 | |||||
| 35 | 5.5 | 16.4 | 19 | 4.1 | 17.5 | 7,5 | 38 | 8.3 | 75 | 79 | 6.3 |
| 35 | 7.7 | 73 | 77 | 5.9 | 17.7 | 4 | 49 | 10.7 | 33.S | 38 | 8.4 |
| *2 | 9.7 | 77.6 | 37 | 7 | 71 | 6 | 60 | 13.3 | 39.5 | 46 | 10.1 |
| 55 | 17.1 | 36.7 | 47 | 9.7 | 77.6 | 10 | 90 | 19.8 | S9.7 | 70 | 15.4 |
| 75 | 16.5 | 49.3 | 60 | 13.7 | 39.5 | 16 | 115 | 753 | 75.7 | 90 | 19,8 |
| 95 | 70,9 | 67.5 | 75 | 16.5 | 49.3 | 75 | 150 | 33 | 98.7 | 115 | 75.3 |
| 170 | 76.4 | 78.9 | 90 | 19.8 | 59.7 | 35 | 180 | 39.6 | 118.5 | 140 | 30.8 |
| 145 | 31.9 | 95.4 | 110 | 74.7 | 77.4 | 50 | 775 | 493 | 148 | 175 | 38.5 |
| ISO | 39.6 | 118.4 | 140 | 30.8 | 97.1 | 70 | 775 | 60.5 | 181 | 710 | 46.7 |
| 770 | 48.4 | 144.8 | 170 | 37.4 | 111.9 | 95 | 310 | 77.6 | 717.7 | 755 | 56.1 |
| 760 | 57,7 | 171.1 | 700 | 44 | 131,6 | 170 | 385 | 84.7 | 753.4 | 795 | 6S |
| 305 | 67.1 | 700.7 | 735 | 51.7 | 154.6 | 150 | 435 | 95.7 | 786.3 | 335 | 73.7 |
| 350 | 77 | 730.3 | 770 | 59.4 | 177.7 | 185 | 500 | 110 | 379 | 385 | 84.7 |
Перевод ватт в киловатты
Чтобы правильно воспользоваться таблицей зависимости сечения провода от мощности, важно правильно перевести ватты в киловатты.
1 киловатт = 1000 ватт. Соответственно, чтобы получить значение в киловаттах, мощность в ваттах необходимо разделить на 1000. Например, 4300 Вт = 4,3 кВт.
Примеры
Пример 1. Необходимо определить значения допустимых тока и мощности для медного провода с диаметром жилы 2,3 мм. Напряжение питания – 220 В.
В первую очередь следует определить площадь сечения жилы. Сделать это можно по таблице или по формуле. В первом случае получается значение 4 мм 2 , во втором – 4,15 мм 2 .
Расчетное значение всегда более точное, чем табличное.
С помощью таблицы зависимости сечения кабеля от мощности и тока, можно выяснить, что для сечения медной жилы площадью 4,15 мм 2 допустима мощность 7,7 кВт и ток 35 А.
Пример 2. Необходимо вычислить значения тока и мощности для алюминиевого многожильного провода. Диаметр жилы – 0,2 мм, число проволок – 36, напряжение – 220 В.
В случае с многожильным проводом пользоваться табличными значениями нецелесообразно, лучше применить формулу расчета площади сечения:
Теперь можно определить значения мощности и тока для многожильного алюминиевого провода сечением 2,26 мм 2 . Мощность – 4,1 кВт, ток – 19 А.
Определять сечение вводного кабеля по имеющейся в квартире мощности электроприборов нельзя. Завтра Вы купите, например, масляный обогреватель мощностью в 2.2 киловатта или стиральную машину автомат тоже мощностью 2 киловатта или кондиционер мощностью 1 киловатт. И что? Менять проводку в квартире? (может даже появиться дополнительная розетка). Ну самой квартирной проводкой все просто. По СНиП на каждые два квадратных метра жилой площади должна быть одна розетка, причем двойная или тройная розетка тоже считается одной розеткой. Вот и надо сначала выбрать число розеток и их место расположения, причем, если в комнате будут мощные электроприемники, то нужно минимум две группы линий на розетки,для общего пользования и для мощного потребителя. На кухне может быть и электрическая плита, на нее провод нужен не меньше 6 миллиметров квадратных по меди и автомат на номинальный ток 25 ампер, на 32 ампера уже много. А на другие розетки -провод 2.5 миллиметра квадратного по меди и автомат на каждую линию на номинальный ток 16 ампер. На освещение по характеру работы в квартирном щитке выбираем автомат на номинальный ток 10 ампер и провод сечением 1.5 миллиметра квадратного по меди. При этом нужно подумать и о том, что если в какую либо розетку включат слишком большую нагрузку, то, согласно время токовым характеристикам автомата,16 амперный автомат может "держать" ток 24-25 ампер в течении 40-50 минут,хотя одновременная перегрузка нескольких линий на розетки маловероятна.Ну вот, определились с количеством линий и автоматов, их номиналами. Теперь определяем максимально возможную нагрузку по току на квартиру, учитывая, что любой автомат может быть нагружен на 100 % по току и он не отключится. Суммируем номинальные токи всех автоматов и умножаем на коэффициент использования 0.7. Например, у нас получилось 120 ампер. 120 *0.7=84 ампера. Да,конечно,такая нагрузка возможна в редких случаях, кратковременно и, если мы для освещения использовали светодиодные лампы, то автомат на номинальный ток в 10 ампер никогда не будет нагружен током в 10 ампер,но вводной кабель должен работать надежно в любом случае. Для такой нагрузки годится только счетчик на 60 ампер, на больший номинальный ток счетчики облэнерго разрешает ставить только в исклюительных случаях. Ну раз мы используем светодиодные лампы на освещение, то такой счетчик подойдет. Очень кратковременную перегрузку он выдержит. Теперь вводной автомат, должен быть на такой номинальный ток, что бы допускать кратковременную перегрузку без отключения. Учитывая, что к счетчику на номинальный ток в 60 ампер можно подключить максимум кабель или провод сечением 10 миллиметров квадратных по меди,выбираем вводной автомат на 40 ампер.Он надежно защитит счетчик. По время -токовым характеристикам автомата группы С видно, что он в течении 40-50 минут выдерживает ток в 60 ампер. Теперь нужно померить сопротивление петли фаза- ноль в месте установки квартирного щитка, что бы убедиться в работоспособности токовой отсечки автомата. Оно должно быть не больше 0.5 Ом, иначе придется снижать номинальный ток автомата и переделывать весь квартирный щиток. Убедилисьчто все в порядке. Теперь проверяем сечение вводного кабеля или провода. Номинальный ток двухжильного медного кабеля или провода -55ампер по ПУЭ. По нагрузке и пергрузке он проходит. Проверяем его по температуре нагрева при температуре окружающей среды в 40 градусов Цельсия. Летом вводная линия даже без тока может нагреться до такой температуры, особенно в закрытом квартирном щитке, где тепло выделяют и автоматы и реле, а номинальная температура окружающей среды по ПУЭ -25 градусов Цельсия. Поэтому применяем понижающий коэффициент по токовой нагрузке 0.81. Значит летом в жару вводной кабель выдержит не ьолее 40* 0.81=44.55 ампер, примерно 45 ампер. Этого не достаточно по запасу тока в случае возникновения перегрузки в 60-70 ампер.Кабель может выйти мз строя.Кроме того, один кабель ввода в квартиру не отвечает СНиП по надежности электроснабжения.Поэтому окончательно принимаем -проложить ввод двумя независимыми линиями по схеме "два за один" кабелем или проводом сечением 10 миллиметров квадратный по меди. Проверяем. В наихудшем случае каждый кабель или провод выдерживает до 45 ампер по току, два -85-90 ампер. Даже при перегрузке в 50% процентов кабели выдержат нагрузку в любую жару. В этажном щитке ставим клеммник, участок от счетчика прокладываем одножильным медным проводом сечением 10 миллиметров квадратных по меди, выдерживающем номинальный ток в 80 ампер согласно ПУЭ, от клеммника два кабеля или провода прокладываем параллельно по трассе к квартирному щитку, подключив их параллельно на клеммнике и в на вводном автомате. В случае выхода из строя одного кабеля просто выкусываем его и меняем, а квартира получает питание по оставшемуся кабелю, что удовлетворяет требованиям СНиП по надежности электроснабжения. Ну и остался стояк в подъезде. Если он выполнена алюминиевым проводом в 6 миллиметров квадратных можно временно снизить номинал вводного автомата в квартирном щитке до 25 ампер или 32 ампера или пользоваться квартирной проводкой с учетом этого обстоятельства, иначе будет срабатывать защита от перегрузки в щитовой дома. Но суть в том, что Ваша зона ответственности и разграничения полномочий начинается на концах провода или кабеля,подключенного к счетчику. А все остальное - не Ваша компетенция. Вот пусть и меняют проводку на своих участках в соответствии с современными нагрузками и требованиями к ней.
В данной статье я расскажу вам, как правильно выбрать сечение кабеля для дома или квартиры. Если — это «сердце» нашей системы электроснабжения, то кабели, подключенные к автоматам электрощита – это «кровеносные сосуды», питающие электроэнергией наши бытовые электроприемники.
При монтаже электропроводки в доме или квартире, ко всем этапам, начиная от проектирования электроснабжения частного дома, квартиры, и заканчивая конечным монтажом розеток или выключателей, надо подходить с полной ответственностью, ведь от этого зависит ваша личная электробезопасность, а также пожаробезопасность вашего дома или квартиры. Поэтому к выбору сечения кабеля подходим со всей серьезностью, ведь другого способа передачи электроэнергии в частном доме, квартире пока еще не придумали.
Важно правильно выбрать сечение кабеля, именно для конкретной линии (группы) электроприемников. В противном случае, если мы выберем заниженное сечение кабеля – это приведет к его перегреву, разрушению изоляции и далее к пожару , если вы прикоснетесь к кабелю с поврежденной изоляцией, получите удар током. Если выбрать сечение кабеля для дома или квартиры завышенным, это приведет к увеличению затрат, а также возникнуть трудности при электромонтаже кабельных линий, ведь чем больше сечение кабеля, тем труднее с ним работать, не в каждую розетку «влезет» кабель сечением 4 кв.мм.
Привожу общую универсальную таблицу , которой сам пользуюсь для выбора номинального тока автоматов для защиты кабельных л иний.
Я не буду забивать вам голову заумными формулами расчетов сечения кабеля из книжек по электротехнике, чтобы вы могли правильно выбрать сечение кабеля. Всё давно уже подсчитано и сведено в таблицы.
Обратите внимание,что при разных способах монтажа электропроводки (скрытая или открытая) , кабели с одинаковым сечением, имеют разные длительно-допустимые токи.
Т.е. при открытом способе монтажа электропроводки, кабель меньше нагревается из-за лучшего охлаждения. При з акрытом способе монтажа электропроводки (в штробах, трубах и т.д.), наооборот - греется сильнее.Это важный момент, потому что при неверном выборе автомата для защиты кабеля, номинал автомата может получится завышенным относительно длительно-допустимого тока кабеля, из-за чего кабель может сильно нагреваться, а автомат при этом не отключится.
Приведу пример , например у нас сечение кабеля 6 кв.мм.:
- при открытом способе его длительно-допустимый ток равен 50А, следовательно автомат нужно ставить на 40А;
- при скрытом способе его длительно-допустимый ток равен 34А, в этом случае автомат на 32А.
Предположим, мы выбирали сечение кабеля для квартиры, которые проложены в штробах или под штукатуркой (закрытым способом). Если мы перепутаем и поставим для защиты автоматы на 50А, то кабель будет перегреваться, т.к. при закрытом способе прокладки его Iн=34 А, что приведет к разрушению его изоляции, затем короткое замыкание и пожар.
ТАБЛИЦЫ НЕАКТУАЛЬНЫ. ПРИ ВЫБОРЕ АВТОМАТА ДЛЯ КАБЕЛЕЙ, ПОЛЬЗОВАТЬСЯ ТАБЛИЦЕЙ ВЫШЕ.
Сечение кабеля для скрытой электропроводки
Сечение кабеля для открытой электропроводки
Чтобы воспользоваться таблицами и правильно выбрать сечение кабеля для дома или квартиры, нам необходимо знать силу тока, или знать мощность всех бытовых электроприемников.
Ток рассчитывается по следующим формулам:
— для однофазной сети напряжением 220 Вольт :
где Р — сумма всех мощностей бытовых электроприемников, Вт;
U — напряжение однофазной сети 220 В;
Cos(фи) — коэффициент мощности, для жилых зданий равен 1, для производства будет 0.8, а в среднем 0,9 .
— для трехфазной сети напряжением 380 Вольт :
в этой формуле все тоже самое, как и для однофазной сети, только в знаменатель, т.к. сеть трехфазная, добавляем корень 3 и напряжение будет равно 380 В.
Чтобы выбрать сечение кабеля для дома или квартиры, по вышеуказанным таблицам, достаточно знать сумму мощностей электроприемников данной кабельной линии (группы). Расчет тока все равно нам будет нужен при проектировании электрощита (выбор автоматов, УЗО или диф.автоматов).
Ниже приведены средние значения мощностей, наиболее распространенных бытовых электроприемников :
Зная мощность электроприемников, можно точно выбрать сечение кабеля для конкретной кабельной линии (группы) в доме или квартире, а значит и автомат (дифавтомат) для защиты этой линии, у которого номинальный ток должен быть ниже длительно-допустимого тока кабеля, определенного сечения. Если мы выбираем сечение кабеля из меди 2,5 кв.мм., который проводит сколько угодно долго ток до 21 А (скрытый способ прокладки), то автомат (дифавтомат) в электрощите для этого кабеля должен быть с номинальным током на 20 А, чтобы автомат отключался до того, как кабель начнет перегреваться.
Типовые сечения кабелей для электромонтажа в быту:
- В квартирах, коттеджах или частных домах, на розеточные группы прокладывают медный кабель 2,5 кв.мм .;
- Для осветительной группы — сечение кабеля из меди 1,5 кв.мм ;
- Для однофазной варочной поверхности (электроплиты) — сечение кабеля 3х6 кв.мм ., для трехфазной электроплиты — 5х2,5 кв.мм. или 5х4 кв.мм. в зависимости от мощности;
- Для остальных групп (духовые шкафы, бойлеры и т.д.) — по их мощности . А также от способа подключения, через розетку или черех клеммы. Например, если мощность духового шкафа более 3,5 кВт, то прокладывают кабель 3х4 и подключают духовку через клеммы, если мощность духовки меньше 3,5 кВт, то достаточно кабеля сечением 3х2,5 и подключение через бытовую розетку.
Чтобы правильно выбрать сечение кабеля и номиналы автоматов для электрощита частного дома, квартиры, нужно знать важные моменты , не знание которых, может привести к печальным последствиям.
Например:
- На розеточные группы выбирают сечение кабеля 2,5 кв.мм , но автомат при этом выбирают, с номинальным током не 20А, а 16А, т.к. бытовые розетки рассчитаны на ток не более 16 А.
- Для освещения использую кабель 1,5 кв.мм., но автомат не более 10А , т.к. выключатели рассчитаны на ток не более 10А.
- Необходимо знать, что автомат пропускает ток до 1,13 раза больше своего номинала, сколько угодно долго, а при превышении номинала до 1,45 раза может отключиться только через 1 час . И всё это время кабель будет греться.
- Сечение кабеля правильно выбирать по скрытому способу прокладки, чтобы был необходимый запас прочности.
- ПУЭ п.7.1.34. запрещает использовать алюминиевую проводку внутри зданий.
Спасибо за внимание.
При прокладке электропроводки требуется знать, кабель с жилами какого сечения вам надо будет прокладывать. Выбор сечения кабеля можно делать либо по потребляемой мощности, либо по потребляемому току. Также учитывать надо длину кабеля и способ укладки.
Выбираем сечение кабеля по мощности
Подобрать сечение провода можно по мощности приборов, которые будут подключаться. Эти приборы называются нагрузкой и метод может еще называться «по нагрузке». Суть его от этого не меняется.
Собираем данные
Для начала находите в паспортных данных бытовой техники потребляемую мощность, выписываете ее на листочек. Если так проще, можно посмотреть на шильдиках — металлических пластинах или стикерах, закрепленных на корпусе техники и аппаратуры. Там есть основная информация и, чаще всего, присутствует мощность. Опознать ее проще всего по единицам измерения. Если изделие произведено в России, Белоруссии, Украине обычно стоит обозначение Вт или кВт, на оборудовании из Европы, Азии или Америки стоит обычно английское обозначение ваттов — W, а потребляемая мощность (нужна именно она) обозначается сокращением «TOT» или TOT MAX.
Если и этот источник недоступен (информация затерлась, например, или вы только планируете приобрести технику, но еще не определились с моделью), можно взять среднестатистические данные. Для удобства они сведены в таблицу.
Находите ту технику, которую планируете ставить, выписываете мощность. Дана она порой с большим разбросом, так что иногда трудно понять, какую цифру брать. В данном случае, лучше брать по-максимуму. В результате при расчетах у вас будет несколько завышена мощность оборудования и потребуется кабель большего сечения. Но для вычисления сечения кабеля это хорошо. Горят только кабели с меньшим сечением, чем это необходимо. Трассы с большим сечением работают долго, так как греются меньше.
Суть метода
Чтобы подобрать сечение провода по нагрузке, складываете мощности приборов, которые будут подключаться к данному проводнику. При этом важно, чтобы все мощности были выражены в одинаковых единицах измерения — или в ваттах (Вт), или в киловаттах (кВт). Если есть разные значения, приводим их к единому результату. Для перевода киловатты умножают на 1000, и получают ватты. Например, переведем в ватты 1,5 кВт. Это будет 1,5 кВт * 1000 = 1500 Вт.
Если необходимо, можно провести обратное преобразование — ватты перевести в киловатты. Для это цифру в ваттах делим на 1000, получаем кВт. Например, 500 Вт / 1000 = 0,5 кВт.
| Сечение кабеля, мм2 | Диаметр проводника, мм | Медный провод | Алюминиевый провод | ||||
| Ток, А | Мощность, кВт | Ток, А | Мощность, кВт | ||||
| 220 В | 380 В | 220 В | 380 В | ||||
| 0,5 мм2 | 0,80 мм | 6 А | 1,3 кВт | 2,3 кВт | |||
| 0,75 мм2 | 0,98 мм | 10 А | 2,2 кВт | 3,8 кВт | |||
| 1,0 мм2 | 1,13 мм | 14 А | 3,1 кВт | 5,3 кВт | |||
| 1,5 мм2 | 1,38 мм | 15 А | 3,3 кВт | 5,7 кВт | 10 А | 2,2 кВт | 3,8 кВт |
| 2,0 мм2 | 1,60 мм | 19 А | 4,2 кВт | 7,2 кВт | 14 А | 3,1 кВт | 5,3 кВт |
| 2,5 мм2 | 1,78 мм | 21 А | 4,6 кВт | 8,0 кВт | 16 А | 3,5 кВт | 6,1 кВт |
| 4,0 мм2 | 2,26 мм | 27 А | 5,9 кВт | 10,3 кВт | 21 А | 4,6 кВт | 8,0 кВт |
| 6,0 мм2 | 2,76 мм | 34 А | 7,5 кВт | 12,9 кВт | 26 А | 5,7 кВт | 9,9 кВт |
| 10,0 мм2 | 3,57 мм | 50 А | 11,0 кВт | 19,0 кВт | 38 А | 8,4 кВт | 14,4 кВт |
| 16,0 мм2 | 4,51 мм | 80 А | 17,6 кВт | 30,4 кВт | 55 А | 12,1 кВт | 20,9 кВт |
| 25,0 мм2 | 5,64 мм | 100 А | 22,0 кВт | 38,0 кВт | 65 А | 14,3 кВт | 24,7 кВт |
Чтобы найти нужное сечение кабеля в соответствующем столбике — 220 В или 380 В — находим цифру, которая равна или чуть больше посчитанной нами ранее мощности. Столбик выбираем исходя из того, сколько фаз в вашей сети. Однофазная — 220 В, трехфазная 380 В.
В найденной строчке смотрим значение в первом столбце. Это и будет требуемое сечение кабеля для данной нагрузки (потребляемой мощности приборов). Кабель с жилами такого сечения и надо будет искать.
Немного о том, медный провод использовать или алюминиевый. В большинстве случаев, при , используют кабели с медными жилами. Такие кабели дороже алюминиевых, но они более гибкие, имеют меньшее сечение, работать с ними проще. Но, медные кабели с большого сечения, ничуть не более гибкие чем алюминиевые. И при больших нагрузках — на вводе в дом, в квартиру при большой планируемой мощности (от 10 кВт и больше) целесообразнее использовать кабель с алюминиевыми проводниками — можно немного сэкономить.
Как рассчитать сечение кабеля по току
Можно подобрать сечение кабеля по току. В этом случае проводим ту же работу — собираем данные о подключаемой нагрузке, но ищем в характеристиках максимальный потребляемый ток. Собрав все значения, суммируем их. Затем пользуемся все той же таблицей. Только ищем ближайшее большее значение в столбике, подписанном «Ток». В той же строке смотрим сечение провода.
Например, надо с пиковым потреблением тока 16 А. Будем прокладывать медный кабель, потому смотрим в соответствующей колонке — третья слева. Так как нет значения ровно 16 А, смотрим в строчке 19 А — это ближайшее большее. Подходящее сечение 2,0 мм 2 . Это и будет минимальное значение сечения кабеля для данного случая.
При подключении мощных бытовых электроприборов от тянут отдельную линию электропитания. В этом случае выбор сечения кабеля несколько проще — требуется только одно значение мощности или тока
Обращать внимание не строчку с чуть меньшим значением нельзя. В этом случае при максимальной нагрузке проводник будет сильно греться, что может привести к тому, что расплавится изоляция. Что может быть дальше? Может сработать , если он установлен. Это самый благоприятный вариант. Может выйти из строя бытовая техника или начаться пожар. Потому выбор сечения кабеля всегда делайте по большему значению. В этом случае можно будет позже установить оборудование даже немного больше по мощности или потребляемому току без переделки проводки.
Расчет кабеля по мощности и длине
Если линия электропередачи длинная — несколько десятков или даже сотен метров — кроме нагрузки или потребляемого тока необходимо учитывать потери в самом кабеле. Обычно большие расстояния линий электропередачи при . Хоть все данные должны быть указаны в проекте, можно перестраховаться и проверить. Для этого надо знать выделенную мощность на дом и расстояние от столба до дома. Далее по таблице можно подобрать сечение провода с учетом потерь на длине.
Вообще, при прокладке электропроводки, лучше всегда брать некоторый запас по сечению проводов. Во-первых, при большем сечении меньше будет греться проводник, а значит и изоляция. Во-вторых, в нашей жизни появляется все больше устройств, работающих от электричества. И никто не может дать гарантии, что через несколько лет вам не понадобиться поставить еще пару новых устройств в дополнение к старым. Если запас существует, их можно будет просто включить. Если его нет, придется мудрить — или менять проводку (снова) или следить за тем, чтобы не включались одновременно мощные электроприборы.
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 , 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.
И напоследок несколько практических советов. Отправляясь на рынок за кабелем, возьмите с собой штангенциркуль. Слишком часто заявленное сечение не совпадает с реальностью. Разница может быть в 30-40%, а это очень много. Чем вам это грозит? Выгоранием проводки со всеми вытекающими последствиями. Потому лучше прямо на месте проверять действительно ли у данного кабеля требуемое сечение жилы (диаметры и соответствующие сечения кабеля есть в таблице выше). А подробнее про определение сечения кабеля по его диаметру можно прочесть тут .
В статье рассмотрены основные критерии выбора сечения кабеля, даны примеры расчетов.
На рынках часто можно увидеть написанные от руки таблички, указывающие, какой необходимо приобрести покупателю в зависимости от ожидаемого тока нагрузки. Не верьте этим табличкам, так как они вводят Вас в заблуждение. Сечение кабеля выбирается не только по рабочему току, но и еще по нескольким параметрам.
Прежде всего, необходимо учитывать, что при использовании кабеля на пределе его возможностей жилы кабеля нагреваются на несколько десятков градусов. Приведенные на рисунке 1 величины тока предполагают нагрев жил кабеля до 65 градусов при температуре окружающей среды 25 градусов. Если в одной трубе или лотке проложено несколько кабелей, то вследствие их взаимного нагрева (каждый кабель нагревает все остальные кабели) максимально допустимый ток снижается на 10 - 30 процентов.
Также максимально возможный ток снижается при повышенной температуре окружающей среды. Поэтому в групповой сети (сеть от щитков до светильников, штепсельных розеток и других электроприемников) как правило, используют кабели при токах, не превышающих значений 0,6 - 0,7 от величин, приведенных на рисунке 1.
Рис. 1. Допустимый длительный ток кабелей с медными жилами
Исходя из этого повсеместное использование автоматических выключателей с номинальным токов 25А для защиты розеточных сетей, проложенных кабелями с медными жилами сечением 2,5 мм2 представляет опасность. Таблицы снижающих коэффициентов в зависимости от температуры и количества кабелей в одном лотке можно посмотреть в Правилах устройства электроустановок (ПУЭ).
Дополнительные ограничения возникают, когда кабель имеет большую длину. При этом потери напряжения в кабеле могут достичь недопустимых значений. Как правило, при расчете кабелей исходят из максимальных потерь в линии не более 5%. Потери рассчитать не сложно, если знать величину сопротивления жил кабелей и расчетный ток нагрузки. Но обычно для расчета потерь пользуются таблицами зависимости потерь от момента нагрузки. Момент нагрузки вычисляют как произведение длины кабеля в метрах на мощность в киловаттах.
Данные для расчета потерь при однофазном напряжении 220 В показаны в таблице1. Например для кабеля с медными жилами сечением 2,5 мм2 при длине кабеля 30 метров и мощности нагрузки 3 кВт момент нагрузки равен 30х3=90, и потери составят 3%. Если расчетное значение потерь превышает 5%, то необходимо выбрать кабель большего сечения.
Таблица 1. Момент нагрузки, кВт х м, для медных проводников в двухпроводной линии на напряжение 220 В при заданном сечении проводника
По таблице 2 можно определить потери в трехфазной линии. Сравнивая таблицы 1 и 2 можно заметить, что в трехфазной линии с медными проводниками сечением 2,5 мм2 потерям 3% соответствует в шесть раз больший момент нагрузки.
Тройное увеличение величины момента нагрузки происходит вследствие распределения мощности нагрузки по трем фазам, и двойное - за счет того, что в трехфазной сети при симметричной нагрузке (одинаковых токах в фазных проводниках) ток в нулевом проводнике равен нулю. При несимметричной нагрузке потери в кабеле возрастают, что необходимо учитывать при выборе сечения кабеля.
Таблица 2. Момент нагрузки, кВт х м, для медных проводников в трехфазной четырехпроводной линии с нулем на напряжение 380/220 В при заданном сечении проводника (чтобы увеличить таблицу, нажмите на рисунок)
Потери в кабеле сильно сказываются при использовании низковольтных, например галогенных ламп. Это и понятно: если на фазном и нулевом проводниках упадет по 3 Вольта, то при напряжении 220 В мы этого скорее всего не заметим, а при напряжении 12 В напряжение на лампе упадет вдвое до 6 В. Именно поэтому трансформаторы для питания галогенных ламп необходимо максимально приближать к лампам. Например при длине кабеля 4,5 метра сечением 2,5 мм2 и нагрузке 0,1 кВт (две лампы по 50 Вт) момент нагрузки равен 0,45, что соответствует потерям 5% (Таблица 3).
Таблица 3. Момент нагрузки, кВт х м, для медных проводников в двухпроводной линии на напряжение 12 В при заданном сечении проводника
Приведенные таблицы не учитывают увеличения сопротивления проводников от нагрева за счет протекания по ним тока. Поэтому если кабель используется при токах 0,5 и более от максимально допустимого тока кабеля данного сечения, то необходимо вводить поправку. В простейшем случае если Вы рассчитываете получить потери не более 5%, то рассчитывайте сечение исходя из потерь 4%. Также потери могут возрасти при наличии большого количества соединений жил кабелей.
Кабели с алюминиевыми жилами имеют сопротивление в 1,7 раза большее по сравнению с кабелями с медными жилами, соответственно и потери в них в 1,7 раза больше.
Вторым ограничивающим фактором при больших длинах кабеля является превышение допустимого значения сопротивления цепи фаза - ноль. Для защиты кабелей от перегрузок и коротких замыканий, как правило, используют автоматические выключатели с комбинированным расцепителем. Такие выключатели имеют тепловой и электромагнитный расцепители.
Электромагнитный расцепитель обеспечивает мгновенное (десятые и даже сотые доли секунды) отключение аварийного участка сети при коротком замыкании. Например автоматический выключатель, имеющий обозначение С25, имеет тепловой расцепитель на 25 А и электромагнитный на 250А. Автоматические выключатели группы «С» имеют кратность отключающего тока электромагнитного расцепителя к тепловому от 5 до 10. Но при берется максимальное значение.
В общее сопротивление цепи фаза - ноль включаются: сопротивление понижающего трансформатора трансформаторной подстанции, сопротивление кабеля от подстанции до вводного распределительного устройства (ВРУ) здания, сопротивление кабеля, проложенного от ВРУ к распределительному устройству (РУ) и сопротивление кабеля собственно групповой линии, сечение которого необходимо определить.
Если линия имеет большое количество соединений жил кабеля, например групповая линия из большого количества светильников, соединенных шлейфом, то сопротивление контактных соединений также подлежит учету. При очень точных расчетах учитывают сопротивление дуги в месте замыкания.
Полное сопротивление цепи фаза- ноль для четырехжильных кабелей приведены в таблице 4. В таблице учтены сопротивления как фазного, так и нулевого проводника. Значения сопротивлений приведены при температуре жил кабелей 65 градусов. Таблица справедлива и для двухпроводных линий.
Таблица 4. Полное сопротивление цепи фаза - ноль для 4-жильных кабелей, Ом/км при температуре жил 65 о С
В городских трансформаторных подстанциях, как правило, установлены трансформаторы мощностью от 630 кВ. А и более, имеющие выходное сопротивление Rтп менее 0,1 Ома. В сельских районах могут быть использованы трансформаторы на 160 - 250 кВ. А, имеющие выходное сопротивление порядка 0,15 Ом, и даже трансформаторы на 40 - 100 кВ. А, имеющие выходное сопротивление 0,65 - 0,25 Ом.
Кабели питающей сети от городских трансформаторных подстанций к ВРУ домов, как правило используют с алюминиевыми жилами с сечением фазных жил не менее 70 - 120 мм2. При длине этих линий менее 200 метров сопротивление цепи фаза - ноль питающего кабеля (Rпк) можно принять равным 0,3 Ом. Для более точного расчета необходимо знать длину и сечение кабеля, либо измерить это сопротивление. Один из приборов для таких измерений (прибор Вектор) показан на рис. 2.
Рис. 2. Прибор для измерения сопротивления цепи фаза-ноль "Вектор"
Сопротивление линии должно быть таким, чтобы при коротком замыкании ток в цепи гарантированно превысил ток срабатывания электромагнитного расцепителя. Соответственно, для автоматического выключателя С25 ток короткого замыкания в линии должен превысить величину 1,15х10х25=287 А, здесь 1,15 - коэффициент запаса. Следовательно, сопротивление цепи фаза - ноль для автоматического выключателя С25 должно быть не более 220В/287А=0,76 Ом. Соответственно для автоматического выключателя С16 сопротивление цепи не должно превышать 220В/1,15х160А=1,19 Ом и для автомата С10 - не более 220В/1,15х100=1,91 Ом.
Таким образом, для городского многоквартирного дома, принимая Rтп=0,1 Ом; Rпк=0,3 Ом при использовании в розеточной сети кабеля с медными жилами с сечением 2,5 мм2, защищенного автоматическим выключателем С16, сопротивление кабеля Rгр (фазного и нулевого проводников) не должно превышать Rгр=1,19 Ом - Rтп - Rпк = 1,19 - 0,1 - 0,3 = 0,79 Ом. По таблице 4 находим его длину - 0,79/17,46 = 0,045 км, или 45 метров. Для большинства квартир этой длины бывает достаточно.
При использовании автоматического выключателя С25 для защиты кабеля сечением 2,5 мм2 сопротивление цепи должно быть менее величины 0,76 - 0,4 = 0,36 Ом, что соответствует максимальной длине кабеля 0,36/17,46 = 0,02 км, или 20 метров.
При использовании автоматического выключателя С10 для защиты групповой линии освещения, выполненной кабелем с медными жилами сечением 1,5 мм2 получаем максимально допустимое сопротивление кабеля 1,91 - 0,4 = 1,51 Ом, что соответствует максимальной длине кабеля 1,51/29,1 = 0,052 км, или 52 метра. Если такую линию защищать автоматическим выключателем С16, то максимальная длина линии составит 0,79/29,1 = 0,027 км, или 27 метров.