Расчет допустимой силы тока по температуре разогрева проводника
Кабель не может бесконечно нагреваться, так как тепло рассеивается в окружающую среду. В конце концов наступает равновесие и устанавливается постоянная температура проводников.
Для установившегося процесса справедливо соотношение:
P = ∆t/∑S = (tж — tср)/(∑S),
где ∆t = tж-tср — разница между температурой среды и жилы, ∑S — температурное сопротивление.
Длительно допустимый ток, проходящий по кабелю, находится из выражения:
Iдоп = √((tдоп — tср)/( Rn∑S)),
где tдоп— допустимая температура разогрева жил (зависит от типа кабеля и способа прокладки). Обычно она составляет 70 градусов в обычном режиме и 80 — в аварийном.
Возможная поправка сечения жилы на сопротивление линии
Любой проводник обладает собственным сопротивлением – об этом мы говорили в самом начале статьи, когда приводили значения удельного сопротивления материалов, меди и алюминия.
Оба этих металла обладают весьма достойной проводимостью, и на участках небольшой протяженности собственное сопротивление линии не оказывает сколь-нибудь значимого влияния на общие параметры цепи. Но если планируется прокладка линии большой протяженности, или, например, изготавливается удлинитель-переноска большой длины для работы на значительном удалении от дома, то собственное сопротивление желательно просчитать, и сравнить вызываемое им падение напряжения с напряжением питания. Если падение напряжения получается более 5% от номинала напряжения в цепи, правила эксплуатации электроустановок предписывают брать кабель с жилами большего сечения.
Например, изготавливается переноска для сварочного инвертора. Если сопротивление самого кабеля будет чрезмерным, провода под нагрузкой будут сильно перегреваться, а напряжения и вовсе может оказаться недостаточно для корректной работы аппарата.
Собственное сопротивление кабеля можно вычислить по формуле:
Rk = 2 × ρ × L / S
Rk — собственное сопротивление кабеля (линии), Ом;
2 — длина кабеля удваивается, так как учитывается весь путь прохождения тока, то есть «туда и обратно»;
ρ — удельное сопротивление материала жил кабеля;
L — длина кабеля, м;
S — площадь поперечного сечения жилы, мм².
Предполагается, что нам уже известно, с каким током придется иметь дело при подключении нагрузки — об этом уже не раз рассказывалось в настоящей статье.
Зная силу тока, несложно по закону Ома вычислить падение напряжения, а затем сравнить его с номиналом.
Ur = Rk × I
ΔU (%) = (Ur / Uном) × 100
Если проверочный результат получается более 5%, то следует увеличить сечение жил кабеля на один шаг.
Быстро провести такую проверку поможет еще один онлайн-калькулятор. Дополнительных пояснений он, думается, не потребует.
Калькулятор проверки падения напряжения на линии большой протяженности
Как уже говорилось, при значении до 5% можно ничего не менять. Если получается больше – увеличивается сечение жилы кабеля, также с последующей проверкой.
* * * * * * *
Итак, были рассмотрены основные вопросы, касающиеся необходимого сечения кабеля в зависимости от планируемой нагрузки на него. Читатель волен выбрать любой из предлагаемых способов расчета, какой ему больше понравится.
Завершим статью видеосюжетом на эту же тему.
Длина основного силового кабеля в многоэтажке сколько метров 10 этажный дом
Расчет длины и сечения основного силового кабеля в многоэтажном доме может понадобиться при ремонте электропроводки. Так, жители старых квартир нередко меняют проводку в пользу более мощной. При этом, напряжение на силовой кабель увеличивается. Из-за этого кабель греется и приходит в негодность. Возникает резонный вопрос о замене главного силового кабеля в подъезде на кабель с большим сечением. Основные проблемы, с которыми могут столкнуться жильцы – это получение разрешения от коммунальщиков ЖЭУ или ТСЖ, очередь на исполнение заявки ремонтной бригадой и стоимость самого кабеля.
Так как основной кабель проходит только от ВРУ до последнего этажа, рассчитать его протяженность не составит большого труда: она будет равняться высоте дома с учетом необходимых технологических зазоров.
Для десятиэтажного дома длина кабеля составит порядком 35 метров. Но все эти предварительные расчеты можно использовать только для вычисления ориентировочной стоимости кабеля. Точную длину и сечение необходимо узнавать только у работников соответствующего коммунального предприятия, к которому относится ваш дом.
Расчет токовой нагрузки
Это самое точное значение вычисления, проводимого по нагрузке тока. Для этого используется формула:
I=P/U cos φ, где
- I – это сила тока;
- P – суммарная мощность;
- U – напряжение в сети ( в данном случае 220 В);
- cos φ – коэффициент мощности.
Есть формула и для трехфазной электрической сети:
I=P/(U cos φ)*√3.
Именно по показателю силы тока определяется сечение кабеля по тем же таблицам в ПУЭ. И опять приведем несколько примеров.
- Сила тока 19 А – сечение кабеля 1,5 мм².
- 27 А – 2,5 мм².
- 46 А – 6 мм².
Как и в случае определения сечения по мощности, здесь также лучше всего умножить показатель силы тока на повышающий коэффициент 1,5.
Условия отвода тепла при работающем кабеле
Когда кабель проложен в какой-либо среде, теплоотвод определяется ее составом и влажностью. Расчетное удельное сопротивление грунта обычно принимается равным 120 Ом∙°С/Вт (глина с песком при влажности 12-14 %). Для уточнения следует знать состав среды, после чего можно найти сопротивление материала по таблицам. Для увеличения теплопроводности траншею засыпают глиной. Не допускается наличие в ней строительного мусора и камней.
Теплоотдача от кабеля через воздух очень низкая. Она еще больше ухудшается при прокладке в кабель-канале, где появляются дополнительные воздушные прослойки. Здесь нагрузку по току следует снижать по сравнению с расчетной. В технических характеристиках кабелей и проводов приводят допустимую температуру короткого замыкания, составляющую 120 °С для изоляции ПВХ. Сопротивление грунта составляет 70 % от общего и является основным при расчетах. Со временем проводимость изоляции возрастает из-за ее высыхания. Это необходимо учитывать в расчетах.
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».
Как правильно произвести расчет по другим показателям
При прокладке электрокоммуникаций стоит понимать зависимость сечения от силы тока, длины материала, напряжению и нагрузке. На этих критериях необходимо основывать выбор.
По току
Величина тока при прохождении через проводник в условиях комнатной температуры зависит от ширины, длины, удельного сопротивления и температурного режима. В квартирах и домах чаще всего используют медный провод, поэтому при подборе сечения ориентируются на данные ПУЭ.
| Сечение, мм2 | Ток, А по типу прокладки | |||||
| Открытый | Одна труба | |||||
| 2 одножильных | 3 одножильных | 4 одножильных | 1 двухжильный | 1 трехжильный | ||
| 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 | 21 |
| 2,5 | 30 | 27 | 25 | 25 | 25 | 24 |
| 3 | 34 | 32 | 28 | 26 | 28 | 24 |
| 4 | 41 | 38 | 35 | 30 | 22 | 27 |
По длине
В случае высокого токопотребления стоит выбирать короткий материал. Излишняя длина приведет к потере качества электропередачи – напряжение на отдельных участках будет «прыгать». Зависимость сечения от расстояния до точки запитки прописана в нормативной таблице.
| Мощность, Вт | Ток, А | 1,5 мм2 | 2,5 мм2 | 4 мм2 | 6 мм2 |
| 500 | 2,5 | 100 м | 165 м | 265 м | 395 м |
| 1000 | 4,6 м | 30 м | 84 м | 135 м | 200 м |
| 1500 | 6,8 м | 33 м | 57 м | 90 м | 130 м |
| 2000 | 9 м | 25 с | 43 м | 68 м | 100 м |
| 2500 | 11,5 м | 20 м | 34 м | 54 м | 80 м |
| 3000 | 13,5 м | 17 м | 29 м | 45 м | 66 м |
| 3500 | 16 м | 14 м | 24 м | 39 м | 56 м |
| 4000 | 18 м | – | 21 м | 34 м | 49 м |
| 4500 | 20 м | – | 19 м | 30 м | 44 м |
По нагрузке
Для трехфазной сети свойственно тройное увеличение момента нагрузки. Двойной скачок нагрузки в режиме симметричного напряжения происходит, поскольку ток нулевого проводника равняется нулю. Точные данные можно узнать из таблицы.
| Разность напряжения, % | Момент нагрузки по сечению провода | |||
| 1,5 | 2,5 | 4 | 6 | |
| 1 | 108 | 180 | 288 | 432 |
| 2 | 216 | 360 | 576 | 864 |
| 3 | 324 | 540 | 864 | 1296 |
| 4 | 432 | 720 | 1152 | 1728 |
| 5 | 540 | 900 | 1440 | 2160 |
Трёхфазная электрическая сеть
Расчет сечения провода по нагрузке предусматривает коэффициент одновременности 0,75 и может осуществляться математически:
- Составляется список домашних электроприборов.
- На основании документации или таблицы указывается номинальная мощность.
- Устанавливается возможность эксплуатации техники при единовременной нагрузке.
- Рассчитывается поправочный коэффициент по времени использования за сутки в процентном отношении к 24 ч для каждого из приборов.
- Номинальная мощность оборудования умножается на поправочный коэффициент.
- Все данные суммируются.
- Находится значение в таблице и к нему прибавляется еще 15 %.
По напряжению
Программа для расчета падения напряжения на кабеле
Если планируется укладка кабеля на большое расстояние, принимаются во внимание риски падения напряжения. Показатель находится под влиянием:
- длины провода – при увеличении напряжение падает;
- площадь поперечного сечения – при увеличении снижается падение напряжения;
- удельное сопротивление проводника – стандартный размер 1 мм2/1 м.
Падение напряжения равно ток, умноженный на сопротивление. Показатель рассчитывается следующим образом:
- Вычисляется ток по формуле I=P/(U*cosф). Величина cosф для бытовой электросети – 1.
- На основании таблиц ПУЭ устанавливается сечение провода по току.
- Рассчитывается общее сопротивление проводника. Используется формула Rо=ρ*l/S, где ρ – удельное сопротивление материала, l – длина проводника, S – площадь поперечного сечения. Общее значение сопротивления при прохождении тока к потребителю и обратно увеличивается на 2.
- Находится падение напряжения по формуле ΔU=I*R.
- Вычисляется процент падения напряжения ΔU/U.
Если результат больше 5 %, подбирается кабель с большим сечением.
По плотности тока
Медные материалы с жилой сечением 1 мм2 имеют среднюю плотность тока 6-10 А. Токи данной величины протекают без перегрева или обгорания изоляции. Согласно ПУЭ, дополнительно на защиту оболочек нужно прибавить 40 %.
Предел в 6 А обеспечивает эксплуатацию проводки без привязки к времени. Верхний предел в 10 А указывает допустимую кратковременную нагрузку. При увеличении силы тока до 12 А повышается и его плотность, что приводит к обгоранию изоляции.
По маркировке проводов
Кабель ВВГ-нг
Квартирная проводка монтируется при помощи кабелей ВВГ-нг и ВВГ. Первый не подвергается возгораниям, предназначен для внутренних, земельных и наружных работ. Материал выпускается с 2-4 жилами, с сечением каждой от 1,5 до 35 мм2.
Специалисты считают, что для точечного освещения хватит кабеля с сечением 0, 5 мм², для люстры – 1,5 мм², розеточных устройств – 2,5 мм².
Зачем производится расчет
Провода и кабели, по которым протекает электрический ток, являются важнейшей частью электропроводки.
Безопасная эксплуатация заключается в том, что если вы выберете сечение, не соответствующее его токовым нагрузкам, то это приведет к чрезмерному перегреву провода, плавлению изоляции, короткому замыканию и пожару.
Поэтому к вопросу о выборе сечения провода необходимо отнестись очень серьезно.
Что нужно знать
Основным показателем, по которому рассчитывают провод, является его длительно допустимая токовая нагрузка. Проще говоря, это такая величина тока, которую он способен пропускать на протяжении длительного времени.
Чтобы найти величину номинального тока, необходимо подсчитать мощность всех подключаемых электроприборов в доме. Рассмотрим пример расчета сечения провода для обычной двухкомнатной квартиры.
| 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 |
После того как мощность будет известна расчет сечения провода или кабеля сводится к определению силы тока на основании этой мощности. Найти силу тока можно по формуле:
1) Формула расчета силы тока для однофазной сети 220 В:
расчет силы тока для однофазной сети
где Р — суммарная мощность всех электроприборов, Вт;
U — напряжение сети, В;
КИ= 0.75 — коэффициент одновременности;
cos для бытовых электроприборов- для бытовых электроприборов.
2) Формула для расчета силы тока в трехфазной сети 380 В:
расчет силы тока для трехфазной сети
Зная величину тока, сечение провода находят по таблице. Если окажется что расчетное и табличное значения токов не совпадают, то в этом случае выбирают ближайшее большее значение. Например, расчетное значение тока составляет 23 А, выбираем по таблице ближайшее большее 27 А — с сечением 2.5 мм2.
Какой провод лучше использовать
На сегодняшний день для монтажа, как открытой электропроводки, так и скрытой, конечно же большой популярностью пользуются медные провода.
Медь, по сравнению с алюминием, более эффективна:
- она прочнее, более мягкая и в местах перегиба не ломается по сравнению с алюминием;
- меньше подвержена коррозии и окислению. Соединяя алюминий в распределительной коробке, места скрутки со временем окисляются, это приводит к потере контакта;
- проводимость меди выше чем алюминия, при одинаковом сечении медный провод способен выдержать большую токовую нагрузку чем алюминиевый.
Недостатком медных проводов является их высокая стоимость. Стоимость их в 3-4 раза выше алюминиевых. Хотя медные провода по стоимости дороже все же они являются более распространенными и популярными в использовании чем алюминиевые.
Последовательность расчета сечения проводников
Так как мы рассчитываем проводку для своего дома, то в нашей статье мы попытаемся привести и учесть и другие нормы ПУЭ, касающиеся частных домовладений и квартир.
Главным из них для нас является п.6.2.2 ПУЭ, который нормирует, что в квартирах и домах все групповые линии должны питаться от автоматических выключателей на ток не более 25А. Исходя из этого, и провода для питания таких групповых сетей не должны рассчитываться на больший ток. Исключение составляет только расчет проводов ввода питания на квартиру.
Расчет номинальной мощности
Исходя из всего вышесказанного, главным критерием для нас является мощность приборов, подключаемых к сети. Именно поэтому расчет стоит начать с суммарной нагрузки.
Прежде всего, считаем мощные потребители, такие как: кондиционеры, электрические печи, электронагреватели и бойлеры. Если мощность таковых приборов превышает 1,5 – 2кВт, то целесообразно рассмотреть их питание отдельной линией.
Итак:
Если вы делаете расчет своими руками, то желательно отдельно посчитать суммарную мощность электроприборов и сети освещения.
На фото представлены номинальные мощности различных электроприборов
- Если у вас есть мощные бытовые приборы, то их не учитывайте при подсчете суммарной мощности. Для них мы выделим отдельную линию.
- При расчёте принимайте подключение к каждой розетке самого мощного электроприбора. При этом маломощную видео и другую бытовую технику можно округлить. Главное, не посчитайте один и тот же прибор дважды.
- В большинстве случаев суммарная нагрузка будет около 3-5кВт на каждую жилую комнату. Не пугайтесь таких цифр.
- Если количество розеток в квартире превышает 10, то суммарную нагрузку, согласно п.4.4 ВСН 59-88, умножаем на поправочный коэффициент 0,9. Если розеток больше 20, — на 0,8.
Расчет номинального тока
Так как у нас имеется только формула расчета сечения провода по току, то переводим мощность в номинальный ток.
Для этого используем формулу: I=P/U×cosα, где I – наш номинальный ток; P – полученная у нас суммарная мощность, U – номинальное напряжение сети (для однофазной сети 220В, для трехфазной сети 380В); а cosα – коэффициент мощности.
Если вы найдете его на всех приборах, то можете получить путем умножения суммарный коэффициент мощности. А можно пренебречь им и принять его равным единице, это создаст определенный запас нашим расчетам.
Приведем пример. Допустим, суммарная мощность у нас получилась 10кВт. Приняв коэффициент мощности равный единице, для однофазной сети получаем номинальный ток равный 45,45А.
Сведенная таблица выбора сечения провода по номинальному току
Но как мы уже отмечали, питание электроприборов в квартире должно осуществляться от автоматических выключателей на ток не более 25А. Поэтому в нашем случае мы разделяем нагрузки на две группы, питающихся от автоматов по 25А, либо на три группы, питающиеся от автоматов на 16А. Здесь уже определяющим становится цена материалов и удобство, поэтому перед нами открывается свобода выбора.
Влияние на расчет остальных параметров
Но расчет сечения проводов по току на этом не заканчивается. Теперь нам следует учесть все дополнительные параметры и возможные условия прокладки.
Итак:
- Если предполагается, что ваши провода будут улаживаться пучками, то к номинальным токам, указанным в таблицах, следует применить поправочные коэффициенты. Так, согласно п.1.3.10 ПУЭ, если количество проводов в пучке больше 4-х, то коэффициент будет 0,68. Если больше 6, то 0,63, если больше десяти, то 0,6.
- Если предполагается, что провода будут проложены в помещениях или на улице, где средняя температура отличается от +15⁰С, то следует воспользоваться температурными поправочными коэффициентами из таблицы 1.3.3 ПУЭ.
Устройство кабеля
Чтобы определить сечение кабеля по мощности, следует понимать его принцип и устройство. Его можно сравнить, например, с водяным или газовым трубопроводом. Точно так же, как по этим коммуникациям, по электропроводнику протекает поток. Его мощность ограничивает сечение проводника.
Сечение кабеля при помощи показателя мощности может быть выполнено неправильно в двух случаях:
- Токоведущий канал будет слишком узким. Это приведет к возрастанию плотности тока и, следовательно, к перегреву изоляции. Такое состояние проводника через время будет характеризоваться наличием слабых мест, где возможна утечка. Такое состояние канала может стать причиной пожара.
- Слишком широкая токоведущая жила. Это, конечно, не самый плохой вариант. Простор транспортировки электрического потока позволит более функционально и долговечно использовать проводник. Однако с возрастанием сечения увеличивается и стоимость кабеля.
Первый вариант представляет собой опасность для жизни, здоровья и имущества. Второй способ безопасен, но материалы довольно дорого обойдется при покупке.
Чем отличается кабель от провода
Прежде чем перейти к основному содержимому, нам необходимо понять, что же мы все-таки хотим рассчитать, сечение провода или кабеля, в чем различия одного от другого!? Несмотря на то, что обыватель применяет эти два слова как синонимы, подразумевая под этим что-то свое, но если быть дотошными, то разница все же имеется.
Так провод это одна токопроводящая жила, будь то моножила или набор проводников, изолированная в диэлектрик, в оболочку. А вот кабель, это уже несколько таких проводов, объединенных в единое целое, в своей защитной и изоляционной оболочке. Для того, чтобы вам было лучше понятно, что к чему, взгляните на картинку.
Так вот, теперь мы в курсе, что рассчитывать нам необходимо именно сечение провода, то есть одного токопроводящего элемента, а второй будет уже уходить от нагрузки, обратно к питанию.
Однако мы порой и сами забываемся не лучше Вашего, так что если вы нас подловите на том, что где-то все же встретится слово кабель, то не сочтите уж за невежество, стереотипы делают свое дело.
Сечение и способы укладки кабеля
Линию размещают с учетом возможного ухудшения теплообмена, чтобы исключить перегрев. Поэтому при выборе кабельной продукции необходимо учитывать технологию укладки.
Открытая прокладка проводов
Применение этого способа подразумевает монтаж линии на поверхности стен. Закрепление на специальных опорах обеспечивает ускоренный отвод тепла, что позволяет уменьшить диаметр проводника для подключения аналогичной нагрузки закрытой проводкой.
Минимальная площадь сечения, мм кв. | Ток, А | Допустимая мощность (220 V/380V), кВт | ||
Медь | Алюминий | Медь | Алюминий | |
2 | 26 | 21 | 5,7/9,8 | 4,6/7,9 |
2,5 | 30 | 24 | 6,6/11 | 5,2/9,1 |
4 | 41 | 32 | 9/15 | 7/12 |
Для создания внешней трассы применяют иные табличные данные. Дополнительными коэффициентами учитывают температуру окружающей среды. Эти значения определяют по средним показателям для региона.
Закрытая
Этот способ применяют для монтажа кабельной линии внутри строительных конструкций, сделанных из негорючих материалов. После укладки каналы закрывают штукатуркой и декоративным покрытием.
Минимальная площадь сечения, мм кв. | Ток, А | Допустимая мощность (220 V/380V), кВт | ||
Медь | Алюминий | Медь | Алюминий | |
2 | 19 | 14 | 4,1/7,2 | 3/5,3 |
2,5 | 21 | 16 | 4,6/7,9 | 3,5/6 |
4 | 27 | 21 | 5,9/10 | 4,6/7,9 |
Особенности сечения электропроводки из разных материалов
Проводка из алюминия, использовавшаяся еще в советское время, сейчас запрещена для монтажа внутренней электропроводки, но все еще применяется как самый бюджетный вариант, несмотря на сравнительно низкий срок эксплуатации и общую надежность. При перегревах она начинает крошиться, быстрее окисляется на воздухе и имеет меньшую электропроводность – это значит, что при одинаковом сечении проводов, медный способен пропустить через себя большее количество тока, чем алюминиевый.
Медный кабель обладает значительной прочностью и стойкостью к коррозии, поэтому если приходится менять всю проводку, то настоятельно рекомендуется использовать медную, тем более, что это прямое требование ПУЭ. Так как медный провод дороже алюминиевого, то знать подходящие значения сечения провода по мощности при его использовании будет существенной экономией для сметы.
При прокладывании скрытой проводки в домашних условиях лучше выбрать однопроволочный кабель, так как он проще в монтаже и не требует дополнительных действий.
Изначально рассчитанный на множественные изгибы многопроволочный имеет больший срок эксплуатации, но при подключении к нему розеток концы жил нужно будет залудить, так как со временем проволочки в жиле «утрясутся» и контакт ухудшится.
Чаще всего такие провода применяют для подключения к сети нестационарных приборов: фен, утюг, бритва и прочие.
Для стандартной проводки квартир, домов, коттеджей существует общий расчет. Согласно ему при продолжительной нагрузке в 25А применяют сечения провода по току (медный) 4,0 мм² и диаметром – 2,26 мм. В соответствии с этими расчетами, на линию устанавливается автоматический выключатель (автомат) который обычно монтируется во вводном щитке в месте ввода проводов в квартиру или дом.
Расчет сечения кабеля по мощности: таблица с важными характеристиками
Оптимальная площадь сечения кабеля позволяет протекать максимальному количеству тока и при этом не нагревается
Выполняя проект электропроводки, важно найти правильное значение для диаметра провода, который бы подходил под определенные условия потребляемой мощности. Чтобы выполнить вычисления, требуется определить показатель общего тока
При этом нужно выяснить мощность всего оборудования, которое подключено к кабелю.
Такая таблица поможет подобрать оптимальные параметры
Перед работой вычисляется сечение провода и нагрузка. Таблица поможет найти эти значения. Для стандартной сети 220 вольт, примерное значение тока рассчитывается так, I(ток)=(Р1+Р2+….+Рn)/220, Pn – мощность. Например, оптимальный ток для алюминиевого провода – 8 А/мм, а для медного – 10 А/мм.
В таблице показано, как проводить расчеты, зная технические характеристики
Расчет по нагрузке
Даже определив нужное значение, можно произвести определенные поправки по нагрузке. Ведь нечасто все приборы работают одновременно в сети. Чтобы данные были более точными, необходимо значение сечения умножить на Кс (поправочный коэффициент). В случае, если будет включаться всё оборудование в одно и то же время, то данный коэф-т не применяется.
Чтобы выполнить вычисления правильно применяют таблицу расчетов сечения кабеля по мощности. Нужно учитывать, что существует два типа данного параметра: реактивная и активная.
Так проводится расчет с учетом нагрузки
В электрических сетях протекает ток переменного типа, показатель которого может меняться. Активная мощность нужна, чтобы рассчитать среднее показатели. Активную мощность имеют электрические нагреватели и лампы накаливания. Если в сети присутствуют электромоторы и трансформаторы, то могут возникать некоторые отклонения. При этом и формируется реактивная мощность. При расчетах показатель реактивной нагрузки отражается в виде коэффициента (cosф).
Особенности потребления тока
Расчет по длине
Вычисления параметров по длине необходимы при возведении производственных линий, когда кабель подвергается мощным нагрузкам. Для расчетов применяют таблицу сечения кабеля по мощности и току. При перемещении тока по магистралям проявляются потери мощности, которые зависят от сопротивления, появляющегося в цепи.
По техническим параметрам, самое большое значение падения напряжения не должно быть больше пяти процентов.
Применение таблицы помогает узнать значение сечения кабеля по длине
Выбор и расчет сечения кабелей напряжением до 1кВ (для квартиры, дома)
Электрические сети до 1кВ самые многочисленные – это как паутина, которая обвивает всю электроэнергетику и в которой такое бесчисленное множество автоматов, схем и устройств, что голова у неподготовленного человека может пойти кругом. Кроме сетей 0,4кВ промышленных предприятий (заводов, ТЭЦ), к этим сетям относится и проводка в квартирах, коттеджах. Поэтому вопросом выбора и расчета сечения кабеля задаются и люди, которые далеки от электричества – простые владельцы недвижимости.
Кабель используется для передачи электроэнергии от источника к потребителю. В квартирах мы рассматриваем участок от электрического щитка, где установлен вводной автоматический выключатель на квартиру, до розеток, в которые подключаются наши приборы (телевизоры, стиральные машины, чайники). Всё, что отходит от автомата в сторону от квартиры в ведомстве обслуживающей организации, туда лезть мы права не имеем. То есть рассматриваем вопрос прокладки кабелей от вводного автомата до розеток в стене и выключателей на потолке.
В общем случае для освещения берут 1,5 квадрата, для розеток 2,5, а расчет необходим, если требуется подключать что-то нестандартное с большой мощностью – стиралку, бойлер, тэн, плиту.
Пример 2
Три цепи освещения подключены параллельно друг с другом на одну фазу трехфазной линии, сбалансированной по нагрузкам, состоящей из четырехжильного кабеля на 70 мм2 длиной 50 м и проводящего ток 150 А. По каждой линии освещения длиной 20 м проходит ток 20 А.
Межфазные потери при действующей нагрузке составляют: ∆Uфаз= 150∙0, 05∙0,55 = 4,1 В. Теперь следует определить потери между нейтралью и фазой, поскольку освещение подключается на напряжение 220 В: ∆Uф-н = 4,1/√3 = 2,36 В.
На одной подключенной цепи освещения падение напряжения составит: ∆U = 18∙20∙0,02=7,2 В. Общие потери определяются через сумму Uобщ = (2,4+7,2)/230∙100 = 4,2 %. Расчетное значение находится ниже допустимых потерь, которые составляют 6 %.
