Расчёт сечения кабеля

Рекомендации по устройству

Устройство проводки, кроме всего прочего, требует навыков проектирования, что есть не у каждого, кто хочет ее сделать. Недостаточно иметь только хорошие навыки в электромонтаже. Некоторые путают проектирование с оформлением документации по каким-то правилам. Это совершенно разные вещи. Хороший проект может быть изложен на листках из тетрадки.

Прежде всего, нарисуйте план ваших помещений и отметьте будущие розетки и светильники. Узнайте мощности всех ваших потребителей: утюгов, ламп, нагревательных приборов и т. п. Затем впишите мощности нагрузок, наиболее часто потребляемых в разных помещениях. Это позволит вам выбрать наиболее оптимальные варианты выбора кабелей.

Вы удивитесь, сколько тут возможностей и какой резерв для экономии денег. Выбрав провода, подсчитайте длину каждой линии, которую вы ведете. Сложите все вместе, и тогда вы приобретете ровно то, что нужно, и столько, сколько нужно.

Каждая линия должна быть защищена своим автоматом (автоматическим выключателем), рассчитанным на ток, соответствующий допустимой мощности линии (сумма мощностей потребителей). Подпишите автоматы, расположенные в щитке, например: «кухня», «гостиная» и т. д.

Целесообразно иметь отдельную линию на все освещение, тогда вы сможете спокойно чинить розетку в вечернее время, не пользуясь спичками. Именно розетки чаще всего и бывают перегруженными. Обеспечивайте розетки достаточной мощностью – вы не знаете заранее, что вам придется туда включать.

В сырых помещениях используйте кабели только с двойной изоляцией! Используйте современные розетки («евро») и кабели с заземляющими проводниками и правильно подключайте заземление. Одножильные провода, особенно медные, изгибайте плавно, оставляя радиус в несколько сантиметров. Это предотвратит их излом. В кабельных лотках и каналах провода должны лежать прямо, но свободно, ни в коем случае нельзя натягивать их, как струну.

В розетках и выключателях должен быть запас в несколько лишних сантиметров. При прокладке нужно убедиться, что нигде нет острых углов, которые могут надрезать изоляцию. Затягивать клеммы при подключении необходимо плотно, а для многожильных проводов эту процедуру следует сделать повторно, у них есть особенность усадки жил, в результате чего соединение может ослабнуть.

Медные провода и алюминиевые «не дружат» между собой по электрохимическим причинам, непосредственно соединять их нельзя. Для этого можно использовать специальные клеммники или оцинкованные шайбы. Места соединений всегда должны быть сухими.Фазные проводники должны быть белого (или коричневого) цвета, а нейтрали – всегда синего

Предлагаем вашему вниманию интересное и познавательное видео, как правильно рассчитать сечение кабеля по мощности и длине:

Выбор проводов по сечению является главным элементом проекта электроснабжения любого масштаба, от комнаты, до больших сетей. От этого будет зависеть ток, который можно отбирать в нагрузку и мощность. Правильный выбор проводов также обеспечивает электро- и пожарную безопасность, и обеспечивает экономичный бюджет вашего проекта.

Делаем расчет

Любая электропроводка бытового уровня в квартире или в частном доме берет начало с вводного кабеля, на который ложится вся нагрузка от приборов и освещения. Чтобы выбрать этот кабель, нужно рассчитать сечение в соответствии со всем оборудованием в доме, так что для начала придется составить их полный список. Сюда входят холодильники, телевизоры, компьютеры, микроволновки, настольные лампы, климатическая техника – в общем, все то, для чего требуется розетка.

У каждого бытового прибора есть своя мощность, и вам нужно узнать суммарное значение мощностей, после чего умножить это число на 0,75 (коэффициент). Мощность можно посмотреть на самом устройстве (обычно на дне или тыльной стороне корпуса есть наклейка с нужной технической информацией). Таблица ниже включает самые распространенные бытовые приборы и их потребляемую мощность:

Найдя нужное значение, подобрать сечение кабеля не составит труда. Для этого есть еще одна таблица, на которой указана зависимости сечения кабеля, мощности и напряжения. В ней отображены данные для меднопроводных кабелей, поскольку алюминиевые сегодня никто не использует.

К слову, почему отказались от применения алюминиевых кабелей и проводов для электропроводок, ведь работали же подобные системы раньше, и все было нормально? Если разобраться, то алюминий, как материал, отлично подходит для изготовления проводов – он легкий, отлично проводит ток, не подвержен коррозии, а при монтаже ЛЭП и вовсе незаменим. Однако есть одно большое «НО», которое поставило крест на применении алюминиевых проводов – высокое удельное электросопротивление (выше чем у меди в 2 раза). Говоря проще, для обеспечения одной и той же проводимости нужен алюминиевый проводник в разы мощнее, а значит и тяжелее, чем при работе с медью.

Еще один минус в том, что в результате окисления при контакте с воздухом на поверхности алюминиевого изделия образуется характерная пленка, которая ухудшает его качества как проводника. В точке электрического контакта с таким окислом может получиться повышенное переходное сопротивление, контакт нагреется и еще больше усилит электрическое сопротивление, и проводка в результате сгорит.

Но вернемся к расчету сечения электропроводки. Когда вы разобрались с вводным кабелем, можно переходить к расчету сечения кабелей и проводов для розеток и осветительных приборов. Исходя из данных в таблице, становится видно, что для освещения надо использовать провода 0,5 мм², а для розеток – 1,5 мм². Но зачастую устанавливают провода помощнее: для освещения не меньше 1,5 мм², а для розеток – от 2,5 мм², если, конечно, мощность приборов соответствует техническим характеристикам провода.

Например, как можно увидеть в таблице, если напряжение в сети составляет 220 В, то провод с сечением в 2,5 мм² выдержит напряжение до 27 А или 5,9 кВт. В такой ситуации, чтобы защитить потребители электричества и провода, рекомендуется установить специальный автомат с максимальным током срабатывания не больше 25 А.

Помимо расчета нагрузки электропроводки необходимо учесть и длину магистрали питания конечного потребителя. Опять же воспользуемся таблицей и определим сечение для других типов нагрузки. В процессе проектирования и монтажа проводки не забывайте о селективности автоматов.

Где бы вы ни делали расчет нагрузки электропроводки – в частном доме или квартире, помните, что подобная работа не терпит халатности, а ошибки могут обернуться большими неприятностями. Если вы не уверены в своих возможностях, лучше доверить это профессиональным электрикам.

Как выбрать сечения проводника

Существует ещё несколько критериев, которым должно соответствовать сечение используемых проводов:

1. Длина кабеля. Чем больше провод по длине, тем большие в нём наблюдаются потери тока. Это происходит опять-таки в результате увеличения сопротивления, нарастающего по мере увеличения длины проводника. Особенно это ощущается при использовании алюминиевой проводки. При применении медных проводов для организации электропроводки в квартире, длина, как правило, не учитывается — стандартного запаса в 20–30% (при скрытой проводке) с лихвой достаточно, чтобы компенсировать возможные увеличения сопротивления, связанные с длиной провода.
2. Тип используемых проводов. В бытовом электроснабжении используются 2 типа проводников — на основе меди или алюминия. Медные провода качественнее и обладают меньшим сопротивлением, но зато алюминиевые дешевле. При полном соответствии нормам, алюминиевая проводка справляется со своими задачами не хуже медной, так что необходимо тщательно взвесить свой выбор перед покупкой провода.
3. Конфигурация электрощита. Если все провода, питающие потребителей, подключены к одному автомату, то именно он и будет являться слабым местом в системе. Сильная нагрузка приведёт к нагреву клеммных колодок, а несоблюдение номинала к его постоянному срабатыванию. Рекомендуется разделять электропроводку на несколько «лучей» с установкой отдельного автомата.

Для того, чтобы определить точные данные для выбора сечения кабелей электрической проводки, необходимо учитывать любые, даже самые незначительные параметры, такие как:

1. Вид и тип изоляции электрической проводки;
2. Длина участков;
3. Способы и варианты прокладки;
4. Особенности температурного режима;
5. Уровень и процент влажности;
6. Максимально возможная величина перегрева;
7. Разница в мощностях всех приемников тока, относящихся к одной и той же группе. Все эти и многие другие показатели позволяют значительно увеличить эффективность и пользу от использования энергии в любых масштабах. Кроме того, правильные расчеты помогут избежать случаев перегревания или быстрого истирания изоляционного слоя.

Для того, чтобы правильно определить оптимальное кабельное сечение для любых человеческих бытовых нужд, необходимо во всех общих случаях использовать стандартизированные следующие правила:

• для всех розеток, которые будут монтироваться в квартире, необходимо использовать провода с соответствующим сечением в 3,5 мм²;
• для всех элементов точечного освещения необходимо использовать кабеля электрической проводки с сечением в 1,5 мм²;
• что же касается приборов повышенной мощности, то для них следует использовать кабеля с сечением в 4-6 мм².

Если в процессе монтажа или расчетов возникают некоторые сомнения, лучше не действовать вслепую. Идеальным вариантом будет обратиться к соответствующей таблице расчетов и стандартов.

Таблица сечения медного кабеля

Таблица сечения алюминиевого кабеля

От верно подобранного сечения кабеля напрямую зависит безопасность объекта — поэтому необходимо подойти к процедуре выбора со всей ответственностью. Рекомендуется также проконсультироваться со специалистами перед приобретением проводов — опытный электрик подскажет наиболее оптимальный вариант.

Экономия при покупке часто выходит боком — нередко владельцы квартир или домов приобретают алюминиевый кабель взамен медного, не учитывая тот факт, что его сечение должно быть больше. В итоге смонтированная электропроводка сильно греется, и в течение достаточно малого времени требуется полная замена проводов, что не слабо ударит по кошельку собственника жилья. К тому же, это ещё и чрезвычайно опасно – многие любители сэкономить остались в итоге без крыши над головой.

Если возникли сомнения в собственных силах, рекомендуется обратиться к специалисту — только в этом случае можно гарантировать безопасность для жильцов и продолжительность работы новой электропроводки.

Калькулятор

Расчет сечения кабеля можно сделать с помощью калькулятора. Согласно действующим нормативно-техническим документам и условиям нормальной безаварийной работы, в ходе эксплуатации длительные токовые нагрузки на кабели обусловлены, в первую очередь, их диаметром и материалом, из которого таковые изготовлены.

Уменьшение нормативной поперечной площади токоведущих шин, конечно, экономично. Такой шаг значительно снижает расходы на требуемые материалы и работы, но критично повышает риск перегревов проводки, разрушения изоляционных покрытий и возникновения замыканий с дальнейшими, куда худшими, последствиями. Это может стать причиной возгораний и поражений электрическим током людей.

С другой стороны, чрезмерное превышение сечения проводников приводит к значительному повышению расходов на материалы и монтажные работы, что тоже нежелательно. Калькулятор расчета сечения провода по потребляемой мощности можно легко найти онлайн, но, как правило, подобного рода программы весьма требовательны к точности и количеству исходных параметров. Бывают моменты, когда калькулятор для расчета кабеля по нагрузке недоступен, либо информация по параметрам неполная, предположительная.

Так как же посчитать сечение и длину кабеля, чтобы внакладе не остаться и нормы безопасности соблюсти? Такие способы есть. Для начала расчета поперечного сечения провода по потребляемой мощности необходимо эту предполагаемую потребляемую мощность рассчитать. Делается это по формуле:

P = (P1+P2+..P n )*K*J

Где:

• P — суммарная мощность потребления;
• ( P 1… Pn ) — мощности потребителей с 1 по n ;
• K — коэффициент одновременности, показывает количество потребителей, одновременно использующих сеть(условно принято считать 0.8);
• J — коэффициент запаса, показывает предполагаемое значение запаса мощности для возможных будущих потребителей(принято брать равным 1.5-2).

Помимо мощности, немаловажным фактором при выборе кабеля является материал изготовления. Различные материалы имеют разное удельное сопротивление и, соответственно, выдают различные величины падения напряжения на константной длине. Преимущественно используются медь и алюминий. Выбор, в конечном счете, за потребителем. Данные для наиболее распространенных в быту и промышленности напряжений приведены в таблицах ниже.

Сечение кабеля по длине и нагрузке

В условиях повседневности, в процессе изготовления кабелей, проводов и удлинителей используется следующая формула:

I = P / U * cos φ, в которой:

• I — сила тока, (Амперы);
• P — мощность, (Ватты);
• U — напряжение сети, (Вольты);
• cos φ — безразмерный коэффициент, принято брать равным 0,95–1.

Применяя данную формулу и приведенную ниже таблицу, можно быстро подобрать оптимальный поперечный диаметр для конкретной длины токоведущей шины.

Зависимость мощности, тока и длины провода от сечения

Пример расчета выглядит следующим образом: для кабеля длиной 75 метров под ток 20 ампер с предполагаемой мощностью потребления 4,5 килоВатт следует выбирать провод общим поперечным сечением 10 квадратных миллиметров. Можно использовать одножильный кабель такой поперечной площади, либо многожильный, равной суммарной площади. Следует упомянуть о том обстоятельстве, что при определении длины предполагаемой проводки необходимо закладывать некоторый запас — порядка пятнадцати-двадцати сантиметров — на предполагаемую коммутацию (клеммы, сварка, пайка и т.д.).

Пример расчета переноски

Задача: рассчитать падение напряжения для медного провода с поперечным сечением одной жилы 1,5 мм2. Провод необходим для подключения однофазного электросварочного аппарата полной мощностью 7 кВт. Длина провода 20 м.

Желающим подключить бытовой сварочный аппарат к ветке электросети следует учесть ситу тока, на которую рассчитан применяемый кабель. Вполне возможно, что общая мощность работающих приборов может быть выше. Оптимальный вариант — подключение потребителей к отдельным веткам

Решение:

Шаг # 1. Рассчитываем сопротивление медного провода, используя таблицу 9:

R = 2*(0,0175 * 20) / 1,5 = 0,47 Ом

Шаг # 2. Сила тока, протекающая по проводнику:

I = 7000 / 220 = 31.8 А

Шаг # 3. Падение напряжения на проводе:

U_пад = 31,8 * 0,47 = 14,95 В

Шаг # 4. Вычисляем процент падения напряжения:

U_% = (14,95 / 220) * 100 = 6,8%

Вывод: для подключения сварочного аппарата необходим проводник с большим сечением.

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:

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.

Если выбирается кабель с алюминиевыми жилами, то лучше взять сечение жилы не 2,5, а 4 мм кв.

Как рассчитать сечения кабеля по мощности

При достаточном значении сечения кабеля электрический ток будет проходить до потребителя, не вызывая нагрева. Почему происходит нагрев? Постараемся объяснить максимально доступно. К примеру, в розетку включён чайник потребляемой мощностью 2 киловатта, но идущий к розетке провод может передать для него ток мощностью только 1 киловатт. Пропускная способность кабеля связана с сопротивлением проводника — чем оно больше, тем меньший ток может передаваться по проводу. В результате высокого сопротивления в проводке и происходит нагрев кабеля, постепенно разрушающий изоляцию.

При соответствующем сечении электрический ток доходит до потребителя в полном объёме, и нагревание провода не происходит. Поэтому, проектируя электропроводку, следует учитывать потребляемую мощность каждого электрического прибора. Это значение можно узнать из технического паспорта на электроприбор или из наклеенной на нём этикетки. Суммируя максимальные значения и используя нехитрую формулу:

и получаем значение общей силы тока.

Pn обозначает указанную в паспорте мощность электроприбора, 220 – номинальный вольтаж.

Для трехфазной системы (380 В) формула выглядит так:

Полученное значение I измеряется в Амперах, и на основании него и подбирается соответствующее сечение кабеля.

Известно, что пропускная способность медного кабеля составляет 10 А/мм, для алюминиевого кабеля значение пропускной способности составляет 8 А/мм.

Для того чтоб рассчитать сечение кабеля нужно величину тока разделить на 8 или 10, в зависимости от вида кабеля. Полученный результат и будет размером сечения кабеля.

Например рассчитаем величину сечения кабеля для подключения стиральной машины, потребляемая мощность которой составляет 2400 Вт.

I=2400 Вт/220 В=10,91 А, округлив получаем 11 А.

Дальше, чтоб увеличить запас прочности, согласно правилу “пяти ампер” к полученному значению силы тока нужно прибавить еще 5 А:

11 А+5 А=16 А.

Если учитывать, что в квартирах используют трехжильные кабеля и посмотреть по таблице, то к 16 А близкое значение 19 А, поэтому для установки стиральной машины потребуется провод, сечение которого не меньше 2 мм².

Таблица сечения кабеля относительно величины силы тока

Сечение токо-прово-дящей жилы(мм2) Ток(А), для проводов, проложенных

Что такое УЗО в электрике: разновидности, принцип работы
Подключение двухклавишного выключателя: схемы, советы, инструкция

Общая информация о кабеле

Протекая по проводам, ток способствует их нагреванию. Чем выше его сила, тем быстрее происходит нагрев. Основной показатель, по которому проводят расчет – максимальная токовая нагрузка. Это величина, показывающая, сколько кабель может выдержать нагрузки тока в течение длительного периода времени.

Найдя показатель номинальной силы тока, можно рассчитать мощность для однофазной сети, учитывая суммарную мощность для всех приборов, напряжение, коэффициент одновременности и переменную для электроприборов.

Если неправильно посчитать сечение провода, проводка будет перегреваться.

Причины перегрева кабеля:

• Недостаточная площадь сечения. Чем толще жилы кабеля, тем больше тока он передает, не нагреваясь. На кабельных изделиях значения указываются в маркировке.
• Тип кабеля. Провод бывает одножильным (одна жила состоит из одного стержня) и многожильным. Второй вариант гибче, но значительно уступает по максимальной нагрузке.
• Способ укладки проводника. Если кабель плотно уложен, он будет греться значительно быстрее.

Сами рассчитываете сечение кабеля?

Сам
70.78%

Советуюсь со специалистом
18.18%

Зависит от ситуации
11.04%

Проголосовало: 154

Материалы изготовления проводников

Для изготовления изолированных проводников используют алюминий и медь. Медные жилы обладают меньшим сопротивлением и меньше греются, поэтому считаются лучше, чем алюминиевые.

Провода изолируют поливинилхлоридом (ПВХ), резиной и иногда — фторопластами. Чем выше качество изолирующих материалов, тем больше устойчивость к возгоранию у провода.