по току, мощности и нагрузке
Правильный выбор сечения электрического провода обеспечит безопасность системы, и позволит линии выдержать даже максимальные нагрузки. Чтобы провести расчеты правильно, нужно учесть несколько факторов. Покупать варианты со слишком толстыми жилами нежелательно, так как они стоят намного дороже, а смысла в этом нет.
Отличия кабеля от провода
В первую очередь следует разобраться с терминологией, чтобы понимать, в чем разница. Провод – это одинарная токопроводящая жила, состоящая из одного или нескольких проводников. Она всегда изолирована для защиты материала и исключения поражения током окружающих.
Кабель может состоять из разного количества проводов, которые покрыты защитной оболочкой. Толщина и сечение зависят от характера использования. Кабель может быть и одножильным.
Почему выбор сечения проводов по нагрузке важен
К проводке предъявляются повышенные требования по надежности, безопасности и экономичности.
Можно использовать кабель с жилами большой толщины, чтобы исключить любые проблемы. Но тогда расходы увеличатся в разы, что нежелательно, особенно, если нужно прокладывать много проводки.
Все требования и нормативы по выбору сечения и другим важным аспектам, собраны в «Правилах устройства электроустановок», сокращенно этот документ называют ПУЭ. В справочнике есть все нужные данные. Так, при выборе сечения провода обязательно учесть несколько факторов:
-
Материал изготовления проводника.
-
Напряжение линии (может быть однофазным или трехфазным).
-
Место укладки кабеля.
-
Мощность (измеряется в кВт) или ток нагрузки (А).
По ПУЭ подбирается и ток вводного автомата, а также сечение провода, по которому электричеству подводится ток с линии. По правилам, он должен быть на ступень выше, чем используемый автомат. То есть, если номинальный ток оборудования 25 А, то применяется жила, рассчитанная на 35 А (это обычно 4-5 мм).
Выбор сечения провода по показателю мощности
Если подводится линия к одному потребителю, то все просто. Но если надо обеспечить электричеством квартиру, дом или другой объект, то придется рассчитать суммарную мощность подключаемых электроприборов, которые будет использоваться. Вот ориентировочные показатели в Ваттах:
-
Лампочки – от 15 до 250.
-
-
Калориферы и обогревательное оборудование с 500 по 3000
-
Утюг – от 1000 до 2000 (такой же показатель у посудомоечной машины, электрического чайника и гриля).
-
Кофеварка – от 500 до 1500 (такое же энергопотребление у кофемолки и у тостера).
-
Электрическая мясорубка – от 1500 до 3000 (столько же у микроволновки и духового шкафа).
-
Пылесос – от 400 до 2000.
-
Плита потребляет от 1000 до 6000 в зависимости от мощности.
-
Стиральная машина – 1000-3000.
-
Холодильник и морозильник – от 150 до 2000.
-
Телевизоры – от 100 до 400.
-
Компьютер или ноутбук – от 300 до 800.
Также используется и другое оборудование – фен, аудиосистема, принтер, светильник, бойлер, насос (в частных домах) и т.д. Важно учесть все, чтобы результат расчетов был как можно точнее.
Для начала подсчитывается общая суммарная мощность всего, что будет питаться от проложенного электрокабеля. Но по естественным причинам, все оборудование никогда не будет работать одновременно. Поэтому используется так называемый коэффициент одновременности, равный 0,75. То есть, если в результате расчетов получилось, 11 кВт, то после умножения на 0,75 итоговый показатель составит 8,25.
Важно!
Помните о том, что если нет провода, соответствующего по электропроводности рассчитанному показателю, округление всегда производится в большую сторону.
Запас сечения не помешает. Это позволит линии не греться под нагрузками, а также обеспечит нормальную эксплуатацию, если оборудования станет больше или его энергопотребление со временем возрастет.
Чтобы еще больше упростить расчет сечения кабеля по мощности, стоит использовать таблицы из ПУЭ. Это исключит ошибки и поможет быстро выбрать оптимальное решение.
Выбор сечения медного провода
Если провод из алюминия, параметры следует подбирать по другой таблице
Учитывается и допустимое напряжение, линия может быть как одно, так и трехфазной. Показатели указаны в кв. мм, это общепринятый стандарт.
Выбор сечения проводов и кабелей по току
Показатели тока, которые могут проходить через проводник, зависят от его сечения, длины, температуры и удельного сопротивления материала. Чем сильнее нагревается металл, тем хуже он проводит электричество. Несложно провести расчеты, таблица выбора сечения провода по току позволит сделать это быстро. Вначале представлены показатели прохождения тока для проводов из меди с резиновой и поливинилхлоридной изоляцией (сечение всегда указывается в мм 2).
Для алюминиевых вариантов следует применять показатели второй таблицы.
Как видите, имеет значение тип линии, если провод проложен открыто, используются одни показатели.
А при размещении двух одножильных или трех одножильных проводов в одной трубе параметры будут другими. Хотя, во втором случае более оправданным станет использование одного трехжильного кабеля, это упростит прокладку и снизит расходы.
При расчетах не всегда можно руководствоваться показателями потребляемой мощности. В отдельных случаях указано только значение тока. Ниже описан самый простой способ выбора кабеля с медными жилами для работы. Нужно показатель тока в Амперах разделить 10, а полученное значение округлить в большую сторону. Тогда можно обойтись и без таблиц. А если сила тока составляет от 40 до 80 А, делить следует уже на 8.
Чтобы выбрать сечение провода с алюминиевыми жилами, нужно делить на 6, так как проводимость у этого материала ниже, чем у меди. Если вместо медного провода сечением 2 мм применяют алюминий, то потребуется вариант на 3 мм.
Расчет по длине и мощности
Чем больше длина кабеля, тем выше показатели потери напряжения.
-
Чем больше длина, тем выше потери.
-
Поперечное сечение в квадратных миллиметрах. Чем оно больше, тем меньше потери, эт этого в основном и зависит показатель.
-
Справочное значение удельного сопротивления материала. Отражает показатели образца диаметром 1 мм длино 1 м.
Формула расчета выглядит как произведение тока и сопротивления. Итоговый результат не должен превышать 5%. Если показатель выше, необходимо применять кабель большего сечения. Формулы расчета нет, там используется целый алгоритм, поэтому проще всего найти онлайн-калькулятор или готовые таблицы.
Какой материал лучше использовать
Все помнят, что в Советском Союзе во всех строениях применяли алюминиевую проводку.
-
Невысокая цена, что важно при большой длине и крупном сечении проводки.
-
Небольшой вес.
-
Длительный срок службы благодаря современным изоляционным материалам.
-
Стойкость к окислению при повышенной влажности.
-
Кабель не очень гибкий и пластичный. Если перегнуть его несколько раз, он легко ломается. Именно поэтому часто укладывают четыре одножильных элемента вместо одного, чтобы при повреждении было проще проводить ремонтные работы.
-
Сделать надежную скрутку алюминия при подключении невозможно. Поэтому соединение со временем неизбежно начинает окисляться.
-
Выбирая этот вариант стоит уделить внимание допустимому показателю мощности, отдавая предпочтение кабелю с запасом по сечению в 1-2 кв. мм.
При большом количестве подключаемых электроприборов и перепадах энергопотребления при подборе лучше отдать предпочтение меди. Эта разновидность имеет ряд особенностей:
-
Электропроводность на порядок выше, чем у алюминия. Можно приобретать кабель с меньшим сечением.
-
Пластичность проводки, особенно у многожильных вариантов. Их можно перегибать много раз без ущерба целостности проводника.
-
Прочность элементов и стойкость к деформациям. Медь по своим физическим характеристикам превосходит алюминий.
-
Срок службы медных элементов больше, что позволяет сэкономить на модернизации и замене.
-
За счет гибкости медь намного проще прокладывать. Даже если проводка будет периодически двигаться, ничего страшного не произойдет.
-
Соединять медь также намного проще. Элементы можно спаивать, а если применяется многожильный вариант, сделать плотную скрутку несложно.
В квартире или доме лучше применять все-таки одножильный вариант. Это связано с тем, что даже через изоляцию со временем проникает воздух и поверхность металла начинает окисляться, если жила одна, повреждения будут намного меньше, чем в многожильном элементе.
Ввод линии в дом или квартиру и сегодня чаще всего сделан из алюминия. И если приходится соединять его с медью, нельзя делать это напрямую, так как оба металла начинают окисляться в разы быстрее. Чтобы исключить такую проблему, применяют специальную клемму, либо скручивают кабели через металлическую шайбу.
Зависит ли выбор кабеля от способа прокладки проводки?
В большинстве современных домов и квартир применяют скрытый вариант. Если строение из бетона, кирпича или блоков, делаются штробы, в которые проще всего закладывать медный многожильный кабель плоской формы. Лучше брать вариант с запасом по допустимому показателю нагрузки, если он вдруг возрастет из-за увеличения количества либо мощности подключаемых электроприборов, не придется переделывать линию.
В деревянных строениях используют специальный негорючий шланг, нередко его прокладывают и в штробах, но придется делать углубления на несколько кв. см. больше. Важно запомнить, где подключены провода и как они проложены. Если точных данных нет, при проведении ремонтных работ придется проверять стену специальным прибором.
Если используется открытый метод прокладки, лучше выбирать многожильный медный вариант с гибкой изоляцией круглой формы. Чаще всего ее скрывают в плинтусах и кабель-каналах.
Для расчета сечения проводки в квартире не нужны сложные формулы, можно разобраться по таблице. А если есть проект, в нем будут все необходимые данные.
Вернуться к списку
Выбор сечения проводов и кабелей для электропроводки по току и
и пожарную безопасность, а также экономичный бюджет вашего проекта.
При устройстве электропроводки необходимо заранее определить мощности потребителей. Это поможет в оптимальном выборе кабелей. Такой выбор позволит долго и безопасно эксплуатировать проводку без ремонта.
Кабельная и проводниковая продукция весьма разнообразна по своим свойствам и целевому назначению, а также имеет большой разброс в ценах. Статья рассказывает о важнейшем параметре проводки – сечении провода или кабеля по току и мощности, и как определить диаметр – рассчитать по формуле или выбрать с помощью таблицы.
Общая информация для потребителя
Токонесущая часть кабеля выполняется из металла. Часть плоскости, проходящей под прямым углом к проводу, ограниченная металлом, называется сечением провода.
В качестве единицы измерения используют квадратные миллиметры. Сечение определяет допустимые токи, проходящие в проводе и кабеле. Этот ток, по закону Джоуля-Ленца, приводит к выделению тепла (пропорционально сопротивлению и квадрату тока), которое и ограничивает ток.
Условно можно выделить три области температур:
- изоляция остается целой;
- изоляция обгорает, но металл остается целым;
- металл плавится от высокой температуры.
Из них только первая является допустимой температурой эксплуатации. Кроме того, с уменьшением сечения возрастает его электрическое сопротивление, что приводит к увеличению падения напряжения в проводах.
Однако, увеличение сечения приводит к увеличению массы и особенно стоимости или кабеля.
Из материалов для промышленного изготовления кабельной продукции используют чистую медь или алюминий. Эти металлы имеют различные физические свойства, в частности, удельное сопротивление, поэтому и сечения, выбираемые под заданный ток, могут оказаться различными.
Узнайте из этого видео, как правильно подобрать сечение провода или кабеля по мощности для домашней проводки:
Определение и расчет жил по формуле
Теперь разберемся, как правильно рассчитать сечение провода по мощности зная формулу. Здесь мы решим задачу определения сечения. Именно сечение является стандартным параметром, по причине того, что номенклатура включает как одножильный вариант, так и многожильные. Преимущество многожильных кабелей в их большей гибкости и стойкости к изломам при монтаже. Как правило, многожильные изготавливают из меди.
Проще всего определяется сечение круглого одножильного провода, d – диаметр, мм; S – площадь в квадратных миллиметрах:
Многожильные рассчитываются более общей формулой: n – число жил, d – диаметр жилы, S – площадь:
Диаметр жилы можно определить, сняв изоляцию и замерив диаметр по голому металлу штангенциркулем или микрометром.
Допустимая плотность электротока
Плотность тока определяется очень просто, это число ампер на сечение. Существует два варианта проводки: открытая и закрытая. Открытая допускает большую плотность тока, за счет лучшей теплоотдачи в окружающую среду. Закрытая требует поправки в меньшую сторону, чтобы баланс тепла не привел к перегреву в лотке, кабельном канале или шахте, что может вызвать короткое замыкание или даже пожар. Точные тепловые расчеты очень сложны, на практике исходят из допустимой температуры эксплуатации наиболее критичного элемента в конструкции, по которой и выбирают плотность тока.
Таким образом, допустимая плотность тока, это величина, при которой нагрев изоляции всех проводов в пучке (кабельном канале) остается безопасным, с учетом максимальной температуры окружающей среды.
Таблица сечения медного и алюминиевого провода или кабеля по току:
В таблице приводится допустимая плотность токов для температур, не выше комнатной.
Большинство современных проводов имеют ПВХ или полиэтиленовую изоляцию, допускающую нагрев при эксплуатации не более 70-90°C. Для «горячих» помещений плотность токов необходимо снижать с коэффициентом 0.9 на каждые 10°C до температур предельной эксплуатации проводов или кабеля.
Теперь о том, что считать открытой и что закрытой проводкой. Открытой является проводка, если она выполнена хомутами (шинкой) по стенам, потолку, вдоль несущего троса или по воздуху. Закрытая проложена в кабельных лотках, каналах, замурована в стены под штукатурку, выполнена в трубах, оболочке или проложена в грунте. Также следует считать проводку закрытой, если она находится в распределительных коробках или щитках. Закрытая охлаждается хуже.
Например, пусть в помещении сушилки градусник показывает 50°С. До какого значения следует уменьшить плотность тока медного кабеля, проложенного в этом помещении по потолку, если изоляция кабеля выдерживает нагрев до 90°C? Разница составляет 50-20 = 30 градусов, значит, нужно трижды использовать коэффициент.
Ответ:
Пример подсчета участка проводки и нагрузки
Пусть подвесной потолок освещается шестью светильниками мощностью по 80 Вт каждый и они уже соединены между собой. Нам требуется подвести к ним питание, используя алюминиевый кабель. Будем считать проводку закрытой, помещение сухим, а температуру комнатной. Теперь узнаем, как посчитать силу тока сечения провода по мощности медного и алюминиевого кабелей, для этого используем уравнение, определяющее мощность (сетевое напряжение по новым стандартам считаем равным 230 В):
Используя соответствующую плотность тока для алюминия из таблицы 1, найдем сечение, необходимое для работы линии без перегрева:
Если нам нужно найти диаметр провода, используем формулу:
Подходящим будет кабель АППВ2х1.5 (сечение 1.5 мм.кв). Это, пожалуй, самый тонкий кабель, какой можно найти на рынке (и один из наиболее дешевых). В приведенном случае он обеспечивает двухкратный запас по мощности, т.
е. на данной линии может быть установлен потребитель с допустимой мощностью нагрузки до 500 Вт, например, вентилятор, сушилка или дополнительные светильники.
Розетки на эту линию устанавливать недопустимо, так как в них может быть включен (а, скорее всего, и будет) мощный потребитель и это приведет к перегрузке участка линии.
Быстрый подбор: полезные стандарты и соотношение
Для экономии времени, расчеты обычно сводят в таблицы, тем более, что номенклатура кабельных изделий довольно ограничена. В следующей таблице приводится расчет сечения медного и алюминиевого проводов по потребляемой мощности и силе тока в зависимости от предназначения — для открытой и закрытой проводки. Диаметр получается как функция от мощности нагрузки, металла и типа проводки. Напряжение сети считается равным 230 В.
Таблица дает возможность быстро выбрать сечение или диаметр, если известна мощность нагрузки. Найденное значение округляется в большую сторону до ближайшего значения из номенклатурного ряда.
В следующей таблице сведены данные допустимых токов по сечениям и мощности материалов кабелей и проводов для расчета и быстрого выбора наиболее подходящих:
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. Заземление имеет желто-зеленый цвет. Это общепринятые правила расцветки и продажные кабели, как правило, имеют внутреннюю изоляцию именно таких цветов. Соблюдение расцветки повышает безопасность эксплуатации и ремонта.
Предлагаем вашему вниманию интересное и познавательное видео, как правильно рассчитать сечение кабеля по мощности и длине: