Сечение кабеля или как правильно выбрать кабель
При выборе сечения кабеля проектировщики руководствуются ПУЭ глава 1.3 «Выбор проводников по нагреву, экономической плотности тока и по условиям короны». В этом разделе представлены специальные таблицы сечения кабеля по мощности и току.
В данном ПУЭ расчеты даны для медных и алюминиевых кабелей, но с июня 2003 года алюминиевая электропроводка запрещена приказом Минэнерго ввиду высокой пожароопасности. С ноября 2017 алюминий снова разрешили применять в жилых и административных зданиях, но только определенные сплавы.
Производителям все-таки удалось получить сплав алюминия, не уступающий по характеристикам меди. Кроме того, у алюминия есть определенные преимущества перед медью: например, легкость, относительная дешевизна.
На сегодняшний день этот кабель протестирован ведущими строительными компаниями, но на рынок Екатеринбурга активно не поставляется, и массово еще не применяется.
Когда прокладывается новая силовая проводка, берется трехжильный (220В) либо пятижильный (380В) кабель следующих маркировок: ПВС, ВВГ, NYM. Кабель (провод) ПВС используется ограниченно, как правило, для бытовых нужд, в домашней электропроводке – подключить светильник, тройник. В определенных случаях его используют при проведении слаботочных сетей. Кабель NYM используется редко в силу высокой цены. Особо останавливаться на них не будем. Рассмотрим подробнее маркировку ВВГ.
Двойная буква В обозначает, что у кабеля 2 оболочки и обе изготовлены из поливинилхлорида. Буква Г – значит «голый», то есть такой кабель нельзя укладывать, например, под землей без дополнительной защиты.
Чаще всего используются следующие разновидности кабеля ВВГ: ВВГнг LS (для всех электроснабжающих сетей) и ВВГнг frLS (для систем пожаробезопасности).
Буквы «нг» обозначают, что кабель не поддерживает горение. Кабель с такой маркировкой отвечает современным требованиям пожарной безопасности. Маркировка LS говорит о том, что в случае возгорания выделения дыма сведены к минимуму. Буквы fr указывают на то, что дополнительно для защиты от возгорания при изготовлении кабеля использованы материалы из слюды.
Далее рассмотрим цифровые обозначения. Например, маркировка ВВГнг
LS 3*2,5, указывает на то, что в данном кабеле 3 жилы (провода), а сечение жилы кабеля равно 2,5 мм.кв.
С обозначениями разобрались. Итак, как сделать расчет сечения кабеля по мощности? Для этого нужно рассмотреть все существующие и потенциальные электроприемники на объекте, суммировать мощности этого оборудования и умножить на поправочный коэффициент. Поправочный коэффициент (К одновременности) получают, прикинув, какое оборудование будет использовано одновременно в течение длительного времени.
Например, сложив мощности всего электрооборудования, мы получили 50000 Вт (50 кВт), при этом одновременно работает не более 75% всех приборов.
50 * 0.75 = 37,5 (кВт)
Теперь смотрим по таблице, какое сечение кабеля необходимо использовать, чтобы провести сеть. Подобных таблиц более или менее повторяющих друг друга существует множество в разных источниках. Напомним, что все они основаны на ПУЭ плюс на опыте конкретного специалиста.
Медные провода | Сечение жилы, мм.кв. | |||
Напряжение 220 В | Напряжение 380 В | |||
Ток, А | Мощность, кВт | Ток, А | Мощность, кВт | |
19 | 4,1 | 16 | 10,5 | 1,5 |
27 | 5,9 | 25 | 16,5 | 2,5 |
38 | 8,3 | 30 | 19,8 | 4 |
46 | 10,1 | 40 | 26,4 | 6 |
70 | 15,4 | 50 | 33,0 | 10 |
85 | 18,7 | 75 | 49,5 | 15 |
115 | 25,3 | 90 | 59,4 | 25 |
135 | 29,7 | 115 | 75,9 | 35 |
175 | 38,5 | 145 | 95,7 | 50 |
215 | 47,3 | 180 | 118,8 | 70 |
260 | 57,2 | 220 | 145,2 | 95 |
300 | 66,0 | 260 | 171,6 | 120 |
Выбираем наиболее приближенные к полученному результату значения.
Получаем, что для 220 В нужен кабель сечения 50 кв.мм, а для трехфазной цепи 380 В – ближе всего 10 кв.мм. Обычно рекомендуется брать сечение с запасом (на случай увеличения числа электроприборов на объекте, либо подключения оборудования большей мощности), но данная таблица уже содержит в себе некоторый запас.
Как правильно выбрать сечение кабеля
Одной из важнейших характеристик кабельной продукции является длительно допустимая величина тока, приходящегося на жилу. Во всех соответствующих справочниках, включая Правила Устройства Электроустановок, приводятся таблицы, позволяющие, зная сечение и условия прокладки, определить токовую нагрузку. Однако для их правильного использования необходимо принимать во внимание еще ряд параметров. В противном случае, может возникнуть неприятная ситуация, когда во время последующей эксплуатации из-за нагрева изоляция жил кабеля повреждается, со всеми вытекающими последствиями.
Допустимое значение тока
Известно, что зная мощность устройства-потребителя и напряжение сети, путем нехитрых расчетов можно получить значение тока и, найдя ближайшее число в соответствующей таблице ПУЭ, подобрать кабель.
Однако сечение, выбранное по длительно допустимому току, предполагает, что кабель будет нагреваться до температуры +65 градусов при воздухе +25. Холодными такие жилы назвать нельзя, поэтому если расчетное и табличное значения находятся слишком близко (например, 14 и 16 А), то имеет смысл использовать кабель с более толстыми жилами. Исключения составляют случаи, когда подключенное устройство потребляет максимальный ток кратковременно (около 10 минут), давая возможность кабелю остыть. Таким образом, подбор без учета особенностей эксплуатации является ошибочным и может применяться лишь для ориентировочных «прикидок».
Поправка на нагерв
Если посмотреть более внимательно, то в справочной таблице видно, что с увеличением количества токопроводящих жил уменьшается допустимый ток – это связано с взаимным нагревом. Таким образом, при прокладке нескольких кабелей в одном кабельном коробе, что сейчас является нормой, необходимо учитывать этот момент. Для этого в ПУЭ существует таблица, в которой приводятся коэффициенты, позволяющие более правильно подобрать сечение жил кабеля и их материал, в зависимости от температуры воздуха.
Рассмотрим конкретный пример: по току выбран кабель, жилы и изоляция которого, согласно паспортным данным, допускают длительную работу при нагреве +65 градусов и температуре окружающей среды +25. Используя таблицу поправок, получаем, что при морозе -5 допустимый ток будет на 1,32 раза больше, а вот при воздухе +35 составит всего лишь 0,87 от полученного согласно сечения. К примеру, устройство с мощностью 3 кВт, работающее продолжительно, в сетях 220 В потребляет около 16 А. В номинальном режиме допускается использовать двужильный медный кабель с сечением 1 мм.кв., что составляет 15 А. Однако если учитывать возможные «прыжки» температуры (времена года или особенности прокладки), то может потребоваться использование поправки вплоть до 0,61 (при воздухе +50). То есть, в этом случае для такого кабеля продолжительно допустимый ток составит не более 9,15 А (3).
Часто монтажникам приходится подбирать кабельную продукцию для прокладки в коробах, размещенных внутри помещений со стабильной температурой.
Не исключение и прокладка многомодового оптического кабеля в сетях ВОЛС. В этом случае для упрощения подбора можно воспользоваться очередной таблицей справочника. При ее использовании также нужно учитывать степень загрузки потребителей.
Момент нагрузки
Как известно, чем больше длина кабельной линии, тем выше потеря напряжения, вызванная сопротивлением проводника. В большинстве случаев данную величину потерь принимают равной или меньшей 5%. Для получения более точных данных можно воспользоваться классической формулой Ома, учитывающей проходящий ток и измеренную единицу сопротивления материала жил. Однако можно поступить иначе и прибегнуть к табличным данным, где уже указывается величина потерь в зависимости от параметра «момент нагрузки». Его значение получают путем умножения длины используемой кабельной трассы в метрах на потребляемую устройством мощность в киловаттах. Обычно корректировка необходима при длине линии от 30 метров.
Приведем пример. Длина трассы 20 метров; мощность потребителя 3 кВт; сетевое напряжение 220 В; выбранное сечение 1,5 мм.
кв. медь, две жилы. Вычисляем нагрузочный момент: 20 м*3 кВт=60 м*кВт. По таблице дельта U для этого значения составляет от 3 до 4%, что ниже 5%. Следовательно, при таких условиях выбранный кабель пригоден. Иначе необходимо выбирать большее сечение жил кабеля.
Подобные таблицы существуют для низковольтных цепей. При проектировании и монтаже сетей с действующим значением менее 220 В обязательно необходимо учитывать момент нагрузки. Это объясняется тем фактом, что небольшое падение напряжения оборудование, рассчитанное на 220 В, даже «не заметит», а вот низковольтное может «отказаться» работать, так как нет запаса мощности. Именно поэтому источники ЭДС с малым действующим значением напряжения следует размещать как можно ближе к потребителям. Например, существует сеть на 12 В, в которой используется двужильный кабель (медь) длиной 3 м, сечением жил 1,5 мм.кв. и лампа мощностью 0,1кВт. Момент нагрузки составит 3 м*0,1 кВт=0,3 м*кВт. По таблице видно, что потери превышают 5%, следовательно, для нормальной работы нужно выбирать кабель с большим сечением жил или же уменьшать длину линии и/или мощность лампы.
Разумеется, на работу ламп накаливания это особо не повлияет, но для измерительных приборов или галогенных светильников с трансформаторами может оказаться существенным. В рассмотренном примере нагрузка подключена в конце трассы. Для параллельного соединения потребителей применяются другие формулы.
Данный «табличный» способ расчета не учитывает изменения сопротивления из-за нагрева проводников. Поэтому, в зависимости от условий эксплуатации, при подборе кабеля рекомендуется использовать поправочные коэффициенты.
Табица сечения кабеля и его нагрузки
Выбор сечения кабеля по току
В Правилах контроля электроустановок четко указано, сколько тока в сумме должна потреблять городская квартира, а, следовательно, и какое сечение кабеля в ней следует использовать. Его параметры таковы: площадь сечения 2,5 мм², диаметр 1,8 мм, токовая нагрузка 16 А. Конечно, увеличение количества бытовых приборов меняет эти показатели, поэтому рекомендуется использовать медный кабель площадью 4 мм², диаметром 2,26 мм, который выдержит токовую нагрузку 25 А.
Для частного дома эти эксплуатационные показатели также приемлемы. Но необходимо учитывать тот факт, что в квартире или доме электрическая цепь разбита на цепи (шлейфы), которые будут подвергаться различным нагрузкам в зависимости от мощности потребителя. Поэтому вам придется подбирать сечение кабеля по току (таблица ПУЭ в этом случае хороший помощник).
Расчет сечения провода
Начнем не с таблицы, а с расчета. То есть каждый человек, не имея под рукой интернета, где в свободном доступе есть ПУЭ с таблицами, может самостоятельно рассчитать сечение кабеля по току. Для этого потребуется штангенциркуль и формула.
Если рассматривать сечение кабеля, то это круг определенного диаметра. Есть формула площади круга:
S = 3,14*D²/4, где 3,14 — число Архимеда, «D» — диаметр измеряемой жилы. Формулу можно упростить: S=0,785*D².
Если провод состоит из нескольких жил, то измеряется диаметр каждой, вычисляется площадь, затем все показатели суммируются.
А как рассчитать сечение кабеля, если каждая его жила состоит из нескольких тонких проводов? Процесс немного сложнее, но ненамного. Для этого вам придется посчитать количество проводов в одной жиле, измерить диаметр одного провода, вычислить его площадь по описанной формуле и умножить этот показатель на количество проводов. Это будет сечение одной жилы. Теперь нужно умножить это значение на количество ядер.
Если нет желания считать провода и измерять их размеры, нужно просто измерить диаметр одной жилы, состоящей из нескольких проводов. Делайте замеры аккуратно, чтобы не раздавить сердцевину. Обратите внимание, что этот диаметр не является точным, поскольку между проводами есть пространство. Поэтому полученное значение необходимо умножить на понижающий коэффициент – 0,91.
Соотношение тока и сечения
Чтобы понять, как работает электрический кабель, нужно вспомнить обычную водопроводную трубу. Чем больше его диаметр, тем больше воды пройдет через него. То же самое и с проводами.
Следовательно, сечение тока присоединения является основным критерием, который используется при выборе электрических проводов в электропроводке. Поэтому необходимо предварительно прикинуть, сколько бытовых приборов и какой общей мощности будет подключено к каждому шлейфу. Например, на кухне обязательно должны быть установлены холодильник, микроволновая печь, кофемолка и кофеварка, электрочайник и иногда посудомоечная машина. То есть все эти устройства могут быть включены одновременно в одно и то же время. Поэтому в расчетах используется общая вместимость помещения.
Потребляемую мощность каждого устройства можно узнать из паспорта изделия или на бирке. Рассмотрим на примере некоторые из них:
- Чайник — 1-2 кВт.
- Микроволновка и мясорубка 1,5-2,2 кВт.
- Кофемолка и кофеварка — 0,5-1,5 кВт.
- Холодильник 0,8 кВт.
Узнав мощность, которая будет действовать на проводку, можно подобрать ее сечение по таблице. Мы не будем рассматривать все показатели этой таблицы, покажем те, которые преобладают в повседневной жизни.
- Сила тока 16 А, сечение кабеля 2,7 мм², диаметр провода 1,87 мм.
- 25 А — 4,2 — 2,32.
- 32 А — 5,3 — 2,6.
- 40 А — 6,7 — 2,92.
Но тут есть нюансы. Например, вам нужно подключить стиральную машину. Специалисты рекомендуют выполнять для таких мощных устройств отдельную схему от распределительного щита, подавая ее на отдельный автомат. Итак, потребляемая мощность стиральной машины 4 кВт, а это сила тока 18 А. Данного показателя нет в таблице ПУЭ, поэтому необходимо привести его к следующему большему, который равен 20 А, к которому подойдет контур сечением 3,3 мм² диаметром 2,05 мм. Опять же, провода с таким номиналом нет, значит, подводим к следующему, большему. Это 4 мм².
Внимание! Если кабеля нужного сечения под рукой не оказалось, то можно заменить его двумя, тремя и так далее проводами меньшего размера, которые соединяются параллельно. При этом их суммарное сечение должно совпадать с номинальным сечением. Например, для замены кабеля сечением 10 мм² можно использовать либо два провода по 5 мм², либо три по 2, 3 и 5 мм², либо четыре: два по 2 и два по 3.
Трехфазное подключение
Трехфазная сеть представляет собой три провода, по которым течет ток. Соответственно нагрузка устройства, подключенного к трем фазам, снижается в три раза на каждой фазе. Поэтому для каждой фазы можно использовать кабель меньшего сечения. Здесь тоже соотношение троекратное. То есть, если сечение кабеля в однофазной сети 4 мм², то для трехфазной сети можно принять 4/1,75=2,3 мм².
Переводим в стандартный больший размер по таблице ПУЭ – 2,5 мм².
В достаточно большом количестве домов и квартир до сих пор существует электропроводка с алюминиевым кабелем. Ничего плохого о нем сказать нельзя. Алюминиевый трос служит отлично, и как показала жизнь, срок его службы практически не ограничен. Конечно, если правильно подобрать для него ток и правильно подключить.
Как и в случае с медным кабелем, сравним алюминиевый по сечению, силе тока и мощности. Опять же, все рассматривать не будем, возьмем только ходовые параметры.
- Кабель сечением 2,5 мм² выдерживает силу тока 16 А и мощность потребителя 3,5 кВт.
- 4 мм² — 21 А — 4,6 кВт.
- 6 – 26 – 5,7.
- 10 – 38 – 8,4.
Выбор провода
Внутреннюю проводку лучше всего делать из медных проводов. Хотя алюминий им не уступит. Но есть один нюанс, который связан с правильным соединением секций в распределительной коробке. Как показывает практика, соединения часто выходят из строя из-за окисления алюминиевой проволоки.
Еще вопрос, какой провод выбрать: одножильный или многожильный? Одножильный обладает наилучшей проводимостью тока, поэтому рекомендуется для использования в бытовой электропроводке. Многожильный обладает высокой гибкостью, что позволяет сгибать его в одном месте несколько раз без ущерба для качества.
Выбор кабеля по марке. Здесь лучший вариант – кабель ВВГ. Это медные провода с двойной пластиковой изоляцией. Если вам попадется марка NYM, то считайте, что это тот же ВВГ, только иностранного исполнения.
Внимание! Сегодня запрещено использовать провода марки ПУНП. Для этого существует постановление Главгосэнергонадзора, действующее с 1990 года.
Заключение по теме
Как видите, подобрать сечение кабеля по силе тока в сети потребителя не очень сложно. Практически нет необходимости заниматься какими-то сложными математическими манипуляциями. Для удобства всегда можно воспользоваться таблицами из правил ПУЭ. Главное правильно рассчитать суммарную мощность всех потребителей, установленных на одной электрической цепи.
Выделение круговой диаграммы, пропорциональной площади, в PowerBI
Вы подчеркиваете хороший момент в дизайне перекрестной фильтрации и круговых диаграмм в Power BI, тем более что радиусы обычно не являются тем, на что люди нажимают, чтобы сравнить сегменты круговой диаграммы с друг друга*.
Простой ответ: нет, вы не можете изменить встроенный визуальный элемент Power BI, чтобы отображать основные моменты (кросс-фильтр) пропорционально площади.
Однако есть несколько альтернатив, которые я хотел бы предложить:
1. Используйте встроенный визуальный элемент пончика.
Она имеет тот же недостаток, что и круговая диаграмма (кросс-фильтрация выполняется по радиальной длине, а не по площади). Однако внутренние 50 % пончика не так резко отличаются по площади, как внешние 50 % (по сравнению с круговой диаграммой). Это быстрая и грязная альтернатива, если важно круговое изображение, и вы хотите удалить как можно больше искажений (хотя и не идеально).
2. Используйте встроенный визуальный элемент карты дерева.
Это не круговая диаграмма, но квадратные сегменты обеспечивают более точное выделение областей.
3. Используйте гистограмму со стопроцентным накоплением
Это, опять же, не круговые диаграммы, но они позволяют точно увидеть, какая часть каждого сегмента представлена выделенным цветом (как а также сравнивать сегменты друг с другом). Хотя это не так гламурно, как пироги или деревья, такие тонкости, как 48% против 52%, были бы более очевидными. Если цель состоит в том, чтобы сравнить выбранный год с итоговыми значениями, я бы рекомендовал использовать круговую диаграмму, даже если круговая диаграмма может выделяться по областям.
4. Измените способ взаимодействия визуальных элементов друг с другом.
Если ваша цель в первую очередь состоит в том, чтобы увидеть разбивку фруктов в 2016 году (а не посмотреть, как числа за 2016 год влияют на общее количество), то рекомендуется изменить диаграмму на фильтрацию, а не на выделение.
Обратите внимание, что по данным вашей выборки пропорции 2016 года идентичны общим пропорциям. Тем не менее, если пропорции различаются для разных лет или когда у вас много лет, так что какой-либо отдельный год не является значительной частью общего числа, это очень хороший вариант.
Чтобы перейти от выделения к перекрестной фильтрации:
- Щелкните диаграмму, на которую вы нажимаете, чтобы выделить другие диаграммы (правая диаграмма выше)
- Выберите «Формат» > «Редактировать взаимодействия» на ленте
- Продолжая нажимать на первую диаграмму, щелкните маленький значок фильтра, который появляется над диаграммой, которую вы хотите отфильтровать, а не выделять.
Я знаю, что приведенные выше варианты не позволяют выполнить то, что вы хотите, так, как вы хотите. Как правило, один из вариантов, когда Power BI не делает того, что вы ожидаете, — отправить идею (или проголосовать за существующую идею) на их форуме идей: https://ideas.
