Расчет кабеля по току. Расчет сечения кабеля по току: как правильно подобрать провод для электропроводки

Как рассчитать необходимое сечение кабеля по току и мощности. Какие факторы влияют на выбор сечения провода. Почему важно правильно подобрать сечение кабеля для электропроводки. Какие могут быть последствия неправильного расчета.

Зачем нужен расчет сечения кабеля

Расчет сечения кабеля — важнейший этап при проектировании электропроводки. От правильного выбора сечения зависит безопасность и надежность всей электрической сети. Почему так важно уделить этому вопросу особое внимание?

Основная причина — нагрев проводов при протекании электрического тока. Чем меньше сечение, тем сильнее нагревается кабель при одинаковой нагрузке. Перегрев может привести к повреждению изоляции и даже возгоранию. Кроме того, при недостаточном сечении возникают значительные потери напряжения, что негативно сказывается на работе электроприборов.

С другой стороны, излишне большое сечение — это перерасход дорогостоящего металла и неоправданное удорожание проводки. Поэтому так важно найти оптимальный баланс, подобрав сечение в соответствии с реальной нагрузкой.

Факторы, влияющие на выбор сечения кабеля

При расчете сечения кабеля необходимо учитывать целый ряд факторов:

• Сила тока и мощность подключаемых электроприборов
• Материал жил (медь или алюминий)
• Тип изоляции кабеля
• Способ прокладки (открыто, в трубе, в земле и т.д.)
• Длина кабельной линии
• Температура окружающей среды
• Допустимые потери напряжения

Каждый из этих параметров оказывает существенное влияние на выбор оптимального сечения. Например, алюминиевые провода должны иметь большее сечение по сравнению с медными при одинаковой нагрузке. А при прокладке кабеля в земле нужно учитывать худшие условия охлаждения.

Методы расчета сечения кабеля

Существует несколько основных методов расчета необходимого сечения кабеля:

1. Расчет по допустимому току

Это наиболее распространенный метод. Суть его в том, что выбирается сечение, способное длительное время выдерживать расчетный ток нагрузки без перегрева. Для этого используются специальные таблицы допустимых токовых нагрузок для кабелей разного сечения.

2. Расчет по потере напряжения

При этом методе учитывается падение напряжения на участке кабеля определенной длины. Сечение подбирается таким образом, чтобы потеря напряжения не превышала допустимых значений (обычно 2-5%).

3. Расчет по экономической плотности тока

Этот метод применяется для мощных промышленных электроустановок. Он позволяет определить экономически целесообразное сечение с учетом стоимости кабеля и потерь электроэнергии.

Формулы для расчета сечения кабеля

Для точного расчета сечения кабеля используются специальные формулы. Рассмотрим основные из них.

Формула расчета по току для однофазной сети:

S = I / j

где:
S — сечение провода, мм²
I — ток нагрузки, А
j — допустимая плотность тока, А/мм²

Формула расчета по мощности для трехфазной сети:

S = P / (√3 * U * cosφ * j)

где:
P — мощность нагрузки, Вт
U — линейное напряжение, В
cosφ — коэффициент мощности

Формула расчета по потере напряжения:

S = (ρ * L * P) / (ΔU * U)

где:
ρ — удельное сопротивление проводника, Ом*мм²/м
L — длина кабеля, м
ΔU — допустимые потери напряжения, В

Онлайн калькуляторы для расчета сечения кабеля

Для упрощения расчетов можно воспользоваться специальными онлайн-калькуляторами. Они позволяют быстро подобрать оптимальное сечение кабеля с учетом различных параметров.

Преимущества использования онлайн калькуляторов:

• Высокая точность расчетов
• Учет множества факторов
• Простота и удобство использования
• Экономия времени
• Возможность быстрого пересчета при изменении параметров

При этом важно помнить, что даже самый совершенный калькулятор — лишь вспомогательный инструмент. Окончательное решение о выборе сечения кабеля должен принимать квалифицированный специалист.

Таблицы для выбора сечения кабеля

Помимо расчетов, при выборе сечения кабеля широко используются специальные таблицы. Они составлены на основе нормативных документов и позволяют быстро определить необходимое сечение по току нагрузки.

Рассмотрим пример таблицы для выбора сечения медного кабеля при открытой прокладке:

Сечение, мм²	Допустимый ток, А
1.5	19
2.5	27
4	38
6	46
10	70
16	85
25	115
35	135
50	175

При использовании таких таблиц важно учитывать поправочные коэффициенты на условия прокладки, количество проводников в кабеле, температуру окружающей среды и другие факторы.

Последствия неправильного выбора сечения кабеля

Ошибки при расчете сечения кабеля могут привести к серьезным проблемам. Какие последствия может иметь неправильный выбор сечения?

При недостаточном сечении:

• Перегрев кабеля и повреждение изоляции
• Повышенный риск короткого замыкания и пожара
• Значительные потери напряжения
• Нестабильная работа электроприборов
• Повышенный расход электроэнергии

При избыточном сечении:

• Неоправданное удорожание электропроводки
• Сложности при монтаже из-за большого диаметра кабеля
• Повышенная нагрузка на кабельные конструкции

Поэтому так важно уделить должное внимание правильному расчету сечения кабеля на этапе проектирования электропроводки.

Особенности выбора сечения для разных типов проводки

Расчет сечения кабеля имеет свои особенности в зависимости от типа электропроводки. Рассмотрим основные моменты для наиболее распространенных случаев.

Внутренняя проводка в квартире или доме:

• Учет одновременности работы электроприборов
• Разделение на группы освещения и розеточные группы
• Обязательное применение ПУЭ и других нормативных документов

Проводка на дачном участке:

• Учет возможного расширения сети в будущем
• Выбор кабеля с усиленной изоляцией для наружной прокладки
• Расчет на максимально возможную нагрузку

Силовая проводка на производстве:

• Учет пусковых токов мощного оборудования
• Применение кабелей с повышенной термостойкостью
• Расчет по экономической плотности тока

В каждом случае необходимо учитывать специфику конкретного объекта и требования нормативных документов.

Рекомендации по выбору сечения кабеля

На основе вышесказанного можно сформулировать ряд общих рекомендаций по выбору сечения кабеля:

1. Всегда производите расчет сечения, не полагайтесь на «интуицию» или опыт.
2. Учитывайте перспективу увеличения нагрузки в будущем.
3. Используйте проверенные методики расчета и актуальные нормативные документы.
4. При сомнениях выбирайте кабель с небольшим запасом по сечению.
5. Для ответственных объектов привлекайте к расчетам профессиональных проектировщиков.
6. Не экономьте на качестве кабельной продукции.
7. Регулярно проверяйте состояние проводки, особенно при увеличении нагрузки.

Следование этим рекомендациям поможет создать надежную и безопасную электропроводку, которая прослужит долгие годы.

Расчёт сечения кабеля по мощности и току: формулы и примеры

При строительстве дома или замене старой электропроводки необходимо произвести расчет проводника по его пропускной способности. Это защитит домашнюю сеть от перегрузки. Как производить расчет, что влияет на пропускную способность кабеля? Об этом будет указано ниже, но сначала вспомним, что такое электрический ток.

• Для чего необходим расчет кабеля
• Что необходимо знать для правильного выбора провода?
• Что будет, если неправильно рассчитать сечение
• Что влияет на нагрев проводов
• Как рассчитать сечение кабеля по мощности?
• Таблица сечения медного кабеля по току, ПУЭ-7
• Таблица сечения алюминиевого кабеля по току, ПУЭ-7
• Выбор сечения кабеля по силе тока
• Расчет сечения кабеля по длине

Для чего необходим расчет кабеля

Металл, из которого изготавливают жилы провода или кабеля, имеет какое-то сопротивление. Когда электроны, а в металлах именно они являются основными носителями заряда, сталкиваются с таким сопротивлением, они производят работу, нагревая проводник. Если сечение или диаметр провода достаточный, то такой нагрев незначительный, в противном случае нагрев будет существенным, а это уже грозит плохими последствиями.

Расчет необходимого сечения кабеля позволяет создать такие рабочие условия, при которых температура не будет повышаться выше допустимого значения. Второстепенная задача, которая стоит при расчете, может предусматривать подключение в дальнейшем дополнительного электрооборудования.

Для протяженных линий такое вычисление поможет определить потерю напряжения в самой дальней точке линии. При неправильном расчете для дальних потребителей напряжения может не хватить, особенно в час пик, что приведет к их неправильной работе или отказу вообще.

Может возникнуть и такая ситуация: расчет сечения проводов и кабелей был произведен правильно, но не был учтен график работы мощных потребителей. В этом случае может возникнуть перегрузка линии.

Что необходимо знать для правильного выбора провода?

При покупке провода или кабеля стремятся достичь оптимального соотношения цена – надежность. Что в это входит? Рассмотрим несколько составляющих:

• материал металла;
• количество проволок в жиле;
• защитные оболочки;
• соотношение цен проводов разного сечения;
• минимальный диаметр проводника.

В основном используют кабеля с медными или алюминиевыми жилами. Алюминий дешевле, но имеет большее сопротивление по сравнению с медью. С другой стороны, он легче и имеет защитную пленку из оксида алюминия.

Предостережение! Алюминий легко ломается, особенно если его надрезать при зачистке. Оксидная пленка имеет большое сопротивление, а это мешает соединять такой проводник с медью, которая усиливает окисление.

Поскольку электроны в основном движутся во внешнем слое проводника, то многопроволочные жилы способны пропускать больший ток, чем однопроволочные. Увеличение сечения провода в два раза увеличит его пропускную способность менее чем в два раза. Поэтому для экономии металла берут два и более провода меньшего сечения вместо одного с большим сечением.

Совет! Кабели с дополнительной защитой хуже сгибаются, тяжелее и уменьшают теплоотдачу. Кроме того, они дороже, поэтому без крайней необходимости ими лучше не пользоваться.

Используемые формулы выбора сечения кабеля позволяют подобрать нужный кабель, но они не учитывают автоматические выключатели, стоящие на защите сети. Поэтому необходимо также ориентироваться на используемые в квартире автоматы, а точнее, на их ток отсечки. Если выбранный провод не выдержит такой нагрузки, его нужно заменить проводом с большим сечением.

org/ImageObject»>

Что будет, если неправильно рассчитать сечение

Неправильный расчет может привести к двум противоположным результатам:

• кабель будет иметь недостаточное сечение;
• кабель будет иметь избыточное сечение.

В первом случае жилы кабеля будут перегреваться, изоляция будет быстрее стареть, при худшем сценарии возможно возгорание провода. Малое сечение может вызвать большое падение напряжение на самых дальних разъемах, это может вызвать отключение электроприбора или его неправильную работу. Несоответствие сечения кабеля к установленным автоматам, может сделать их бесполезными.

Если у кабеля сечение больше необходимого это приведет к ненужным материальным расходам, утяжелению проводки. С другой стороны, небольшой запас по сечению позволит в дальнейшем подключать дополнительные электроприборы, не меняя проводки.

Что влияет на нагрев проводов

Нагревание провода зависит от двух факторов:

• источника теплоты;
• эффективность охлаждения.

Тепло дают электроны. При движении по материалу они сталкиваются с атомами, вернее, с их внешними электронами и выбивают их с орбитали. В этот момент высвобождается энергия, в металлах это тепловая энергия. Поэтому, используя формулу расчета провода, обязательно нужно учитывать силу и плотность тока. Разберем это подробнее.

Упрощенно говоря плотность – количество электронов в поперечном срезе проводника. Зависит от самого материала и частично от напряжения. Особенно это заметно в полупроводниках, когда при увеличении напряжения увеличивается число носителей заряда. Сила тока – количество электронов, проходящих через поперечный срез за определенное время. Напрямую зависит от напряжения и сопротивления проводника.

Вывод. Чем больше плотность и сила тока, тем быстрее происходит нагрев металла.

Охлаждение кабеля зависит:

• от окружающей температуры;
• конструкции кабеля;
• способа прокладки;
• метода охлаждения.

Чем выше температура окружающей среды, тем большее сопротивление имеет кабель. Это увеличивает нагрев. Повышенная окружающая температура к тому же уменьшает охлаждение.

Чем больше слоев изоляции и чем она толще, тем хуже происходит отдача тепла. Открытые кабели охлаждаются быстрее, чем уложенные в каналы или короба. В горизонтальных коробах, где воздух стоит на месте, охлаждение хуже, чем в вертикальных, так как в последних происходит естественная циркуляция воздуха, улучшающая вентиляцию. Провода, проложенные на сквозняках или там, где работает вентилятор, будут охлаждаться лучше.

Как рассчитать сечение кабеля по мощности?

Для такого расчета имеются:

• таблицы;
• электронные калькуляторы;
• формулы.

Таблицы позволяют быстро, без дополнительных расчетов получить ответ. Однако это больше будет иметь рекомендательный расчет, не учитывающий особенности сети. Калькуляторы позволяют внести дополнительные условия и получить более точный ответ. Кто желает самостоятельно произвести расчет должен знать схему проведения вычислений. Формула сечения кабеля по мощности включает в себя:

• определение активной мощности для однофазной и полной мощности для трехфазной сети;
• по таблицам узнать коэффициенты: тепловые, потери, запас мощности и другие;
• определить силу тока;
• по таблице определить сечение, руководствуясь полученным значением тока.

Таблица сечения медного кабеля по току, ПУЭ-7

Пример расчета сечения кабеля по таблице можно посмотреть в ПУЭ – правила устройства электроустановок. Разные таблицы предназначены для определения сечения кабельных жил и проводов. Учитываются количество проводов, способ укладки. Для домашней сети, если провод уложен в лоток, это приравнивается к прокладке в трубе.

Таблица сечения алюминиевого кабеля по току, ПУЭ-7

Из-за разной проводимости ток для медного и алюминиевого провода с одинаковым сечением будет разный. Это отображено в таблицах. Причем таблицы могут быть отдельными для каждого металла или общими.

Выбор сечения кабеля по силе тока

Рассмотрим на практике, как можно пользоваться формулой расчета кабеля по току. Для однофазной сети используют следующую формулу: P = UI, где P – мощность в ваттах, U – напряжение в вольтах, I – сила тока в амперах. Определяем суммарную мощность электроприборов обычно работающих одновременно. Допустим, она составила 9, 85 кВт. Переводим в ватты, получается 9 850 Вт. Напряжение сети равно 230 В. Мощность делим на напряжение и получаем ток силой 42,8 А.

Будем покупать медный провод, проложенный в кабельном канале (трубе). Согласно таблице, два одножильных провода в трубе могут пропустить ток 46 А, если имеют сечение 6 мм2. Для алюминиевого провода это сечение будет равно 8 мм2, причем максимальный допустимый ток будет только 43 А. 

Расчет сечения кабеля по длине

Иногда нужно рассчитать сечение длинного провода, например, переноску. Для этого нужно знать, какая максимальная мощность будет подключаться к нему. Пусть это будет 2,5 кВт или 2 500 Вт. По формуле выше находим ток:

округлим до 12 А. Определяем сечение по таблице для открытого провода, оно будет равно для медного провода 1,5 мм2. Падение напряжения на конце переноски не должно превышать 5%.

Возьмем провод длиной 30 метров и рассчитаем его сопротивление по формуле:

Такое значение вполне допустимо.

Зная, как произвести расчет сечения кабеля, помогает прокладывать надежные линии электроснабжения, не прибегая к помощи специалистов.

Понравилась статья? Расскажите друзьям:

Оцените статью, для нас это очень важно:

Проголосовавших: 2 чел.
Средний рейтинг: 5 из 5.

Калькулятор расчета сечения кабеля по мощности и току

Важность правильного расчета сечения кабеля неоднократно упоминалась в наших публикациях. С целью упростить эту задачу и исключить вероятность ошибки, на нашем сайте был запущен онлайн-калькулятор, при помощи которого не составит труда выбрать сечение провода в зависимости от силы тока или мощности нагрузки. В качестве альтернативы можно воспользоваться табличными данными, но учитывая современные реалии, Интернет более доступен, чем справочная литература.

Длина линии (м) / Материал кабеля:			МедьАлюминий
Мощность нагрузки (Вт) или ток (А):
Напряжение сети (В):		Мощность	1 фаза
Коэффициент мощности (cosφ):		Ток	3 фазы
Допустимые потери напряжения (%):
Температура кабеля (°C):
Способ прокладки кабеля:	Открытая проводкаДва одножильных в трубеТри одножильных в трубеЧетыре одножильных в трубеОдин двухжильный в трубеОдин трёхжильный в трубеГр. прокладка в коробах, 1-4 кабеляГр. прокладка в коробах, 5-6 кабелейГр. прокладка в коробах, 7-9 кабелейГр. прокладка в коробах, 10-11 кабелейГр. прокладка в коробах, 12-14 кабелейГр. прокладка в коробах, 15-18 кабелей
Сечение кабеля не менее (мм²)
Плотность тока (А/мм²)
Сопротивление провода (ом)
Напряжение на нагрузке (В)
Потери напряжения (В / %)

Приведем краткую инструкцию, позволяющую быстро освоить навыки работы с данным ресурсом:

1. Указываем длину линии и выбираем материал токопроводящих жил кабеля.
2. Вводим расчетную мощность нагрузки (в качестве альтернативы можно указать силу тока) и напряжение электросети (отображается автоматически при выборе типа сети).
3. Коэффициент мощности, процент допустимых потерь и температуру провода можно оставить по умолчанию (0,92, 5% и 35°С, соответственно).
4. Выбираем тип проводки и нажимаем кнопку «Вычислить».

В результате расчетов выводится информация об оптимальном сечении провода, плотности тока, а также информация о потерях (сопротивление участка цепи, падение напряжения вольтах и процентах).

Расчет зарядного тока в кабелях/проводниках

Хасан Махмуд

Хасан Махмуд

Инженер технической поддержки @ SKE|Huawei Fusion Solar Products UK/IRE

Опубликовано 6 января 2020 г.

+ Подписаться

Ток заряда — это ток, необходимый для зарядки конденсатора. Как мы обсуждали ранее (Статья-1) Емкость кабеля. Конденсатор образован между двумя проводящими слоями и изоляционной средой. Например, в ВЛ (надземный проводник) емкость будет находиться между двумя проводящими линиями, где воздух ведет себя как изолирующая среда. Таким образом, как и в кабелях, между двумя проводящими слоями должна быть емкость, где ПВХ/XLPE ведет себя как изолирующая среда.

Как мы рассчитали емкость в Статье-1 по формуле

Емкость = Ɛr/18log(D/d)   мкФ/км

Всегда существует ток, необходимый для зарядки конденсатора.

Закон Ома гласит, что

V=IxR

Зарядный ток I=V/R

Для емкости Сопротивление = Xc (емкостное реактивное сопротивление) анс = 1,03 мкФ/км

Xc=80,95 Ом/км

Допустим для 3ө системы V=415 В

• Коэффициент отравления и уменьшение площади материалов

  1 июня 2020 г.

  

• ПРИЧИНЫ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ МЕДНОЙ ЛЕНТЫ НА КАБЕЛЯХ СН/ВН

  27 апр. 2020 г.

• ПОЛУПРОВОДЯЩИЙ СОСТАВ ДЛЯ КАБЕЛЕЙ СН/ВН

  21 марта 2020 г.

• Расчет диэлектрических потерь в кабеле

  3 марта 2020 г.

• Базовое понимание поведения овальной/эллиптической формы

  20 февраля 2020 г.

  

• Закон Ампера и расчет взаимной индуктивности между двумя кабелями

  8 февр. 2020 г.

• Проектирование кабелей СН/ВН – оптимальный расчет толщины изоляции

  30 января 2020 г.

• Стресс-напряжение, оптимальный расчет толщины изоляции.

  21 января 2020 г.

• Как уменьшить скин-эффект?

  14 января 2020 г.

  

• Расчет сопротивления переменного тока кабеля

  26 декабря 2019 г.

РАСЧЕТ СЕЧЕНИЯ КАБЕЛЯ НН

Перейти к содержимому Расчет сечения кабеля — низкое напряжение

ВХОДНЫЕ ДАННЫЕ

Напряжение системы	415 В
Тип изоляции	СПЭ
Тип проводника	Медь
Максимальная температура окружающего воздуха	40°
Температура грунта	30°
Постоянная температура кабеля	90°
Максимальная температура короткого замыкания кабеля	250°

Детали груза
Номинальная мощность двигателя	90 кВт
Напряжение источника	415 В
Эффективность	0,9
Коэффициент мощности	0,85
Детали кабеля
Длина	120 м
Сопротивление проводника (95 мм 2 )	0,247 Ом/км (согласно каталогу кабелей)
Реактивное сопротивление проводника (95 мм 2 )	0,0734 Ом/км (согласно каталогу кабелей)

КРИТЕРИИ РАСЧЕТА СЕЧЕНИЯ КАБЕЛЯ

Минимальное поперечное сечение кабелей низкого напряжения должно быть рассчитано на основе следующих методов:

1. Допустимый ток короткого замыкания
2. Допустимая нагрузка по току
3. Падение напряжения кабеля

1. Допустимый ток короткого замыкания

Этот критерий определяет минимальное поперечное сечение кабеля.

А	=	Площадь поперечного сечения кабеля в кв. мм
	=	Ток короткого замыкания
К	=	Константа, 143 для XLPE Cu. Кабель
т	=	Продолжительность короткого замыкания в секундах

Ток короткого замыкания при 415 В составляет 40 кА, а продолжительность t считается равной 0,1 на основе времени задержки реле и времени размыкания выключателя.

Ближайший доступный размер кабеля будет 95 кв. мм

2. Допустимая токовая нагрузка

23 Факторы снижения характеристик, учитываемые для многожильных кабелей, проложенных в канале Способ установки : Прямой заглубленный Температура грунта : 30°С Удельное тепловое сопротивление грунта : 2,5 км/Вт Глубина укладки : 75 см Группа кабелей: Количество кабелей в группе : 1 Расстояние между центрами воздуховодов : 0 мм Поправочный коэффициент Понижающий коэффициент для изменения температуры грунта при 30°C к1 : 0,93 (согласно IEC 60364-5-52,

Таблица B. 52.15)

Понижающий коэффициент глубины прокладки кабеля к2 : 1 (Согласно каталогу кабелей) Понижающий коэффициент для грунта и удельного теплового сопротивления к3 : 1 (согласно IEC 60364-5-52,

Таблица B.52.16)

Коэффициент снижения характеристик для коэффициента группировки кабелей к4 : 1 (согласно IEC 60364-5-52, таблица B.52.17) Общий поправочный коэффициент для кабелей, проложенных в подземных каналах (k1 x k2 x k3 x k4) : 0,93

Количество циклов/фаз	:	1
Номинальный ток для 95 кв. мм Cu. Кабель (канал)	:	211	(согласно МЭК 60502-1)
Коэффициент снижения характеристик	:	0,93
Пониженная допустимая токовая нагрузка   I (снижение )	:	196,23

Допустимая нагрузка по току кабеля в условиях снижения номинальных характеристик должна быть больше, чем ток полной нагрузки ( I < I _(Derated ) ). Если не больше, то увеличьте сечение кабеля или количество прогонов.

• Увеличение сечения кабеля или количества витков зависит от области применения и области применения.
• Иногда увеличение поперечного сечения кабеля ограничивает плавное подключение кабеля к клемме двигателя.
• Иногда увеличение числа участков также вызывает помехи, поэтому в этом случае будет использоваться увеличивающееся поперечное сечение.

3.