Как подобрать кабель для подключения бытовых приборов самостоятельно, обеспечив безопасность проводки, и при этом не переплатив? Чем руководствоваться при выборе и как рассчитать сечение кабеля для группы потребителей? Об этом вы сможете узнать из данной статьи.
Сечение кабеля — это площадь поперечного сечения токоведущей жилы. В большинстве случаев срез жилы кабеля круглый, и площадь его сечения можно вычислить по формуле площади круга. Но, учитывая многообразие форм кабелей, для описания его главной физической характеристики применяется не линейный размер, а именно величина площади поперечного сечения. Данная характеристика во всех странах стандартизирована. В нашей стране она регулируется ПУЭ «Правила устройства электроустановок» .
Для чего необходимо подбирать сечение кабеля
Правильный подбор сечения кабеля — это, прежде всего, ваша безопасность. В случае если кабель не выдерживает токовую нагрузку, происходит его перегрев, оплавление изоляции, и, как результат, может возникнуть короткое замыкание и пожар.
Как же подобрать кабель нужного сечения, при этом избежав случаев, когда при одновременном включении нескольких приборов появляется запах плавящейся изоляции, и не переплачивать лишние деньги, используя провода с большим запасом?
Для электроснабжения жилых помещений применяются два основных вида кабелей: медные и алюминиевые. Медь более дорогой материал, по сравнению с алюминием. Но в современной проводке предпочтение отдается именно ей. Алюминий обладает более высоким внутренним сопротивлением и является хрупким металлом, который быстро окисляется. Медь — гибкий материал, менее склонный к окислению. В последнее время алюминиевые кабели применяются исключительно для восстановления проводки в постройках советских времен.
Для предварительного подбора необходимого сечения медного кабеля принято считать, что кабель сечением 1 мм 2 может пропустить через себя электрический ток до 10 А. Однако далее вы убедитесь, что такое соотношение годится исключительно для подбора сечения «на глаз», и справедливо для сечений не более 6 мм 2 (пользуясь предложенным соотношением, ток до 60 А). Электрического кабеля такого сечения вполне достаточно для ввода фазы в стандартную трехкомнатную квартиру.
Большинство электриков применяют кабели следующих сечений для подвода электричества к внутридомовым потребителям:
- 0,5 мм 2 — точечные светильники;
- 1,5 мм 2 — основное освещение;
- 2,5 мм 2 — розетки.
Однако это приемлемо для бытового потребления, при условии, что каждый электроприбор запитан от своей розетки, без использования двойников, тройников и удлинителей.
Более правильным будет при подборе кабеля воспользоваться специальными таблицами, которые позволяют подобрать сечение, исходя из известной мощности электроприбора (кВт), либо по токовой нагрузке (А). Токовая нагрузка в данном случае является более важной характеристикой, поскольку нагрузка в амперах всегда указывается на одну фазу, тогда как при однофазном потреблении (220 В) нагрузка в киловаттах будет указываться по одной фазе, а при трехфазном — суммарно по всем трем фазам.
При подборе сечения кабеля необходимо учитывать тип проводки: наружная или скрытая. Это связанно с тем, что при скрытой проводке теплоотдача провода уменьшается, в следствие чего происходит более интенсивный нагрев кабеля. Потому для скрытой проводки применяются кабели с площадью поперечного сечения примерно на 30% больше, чем при открытой.
Таблица для выбора площади сечения жилы медного кабеля при открытой и скрытой проводке:
| Площадь сечения | Открытая проводка | Скрытая проводка | ||||
| S | I | P | I | P | ||
| 220 В | 380 В | 220 В | 380 В | |||
| 0,5 | 11 | 2,4 | - | - | - | - |
| 0,75 | 15 | 3,3 | - | - | - | - |
| 1 | 17 | 3,7 | 6,4 | 14 | 3 | 5,3 |
| 1,5 | 23 | 5 | 8,7 | 15 | 3,3 | 5,7 |
| 2 | 26 | 5,7 | 9,8 | 19 | 4,1 | 7,2 |
| 2,5 | 30 | 6,6 | 11 | 21 | 4,6 | 7,9 |
| 4 | 41 | 9 | 15 | 27 | 5,9 | 10 |
| 5 | 50 | 11 | 19 | 34 | 7,4 | 12 |
| 10 | 80 | 17 | 30 | 50 | 11 | 19 |
| 16 | 100 | 22 | 38 | 80 | 17 | 30 |
| 25 | 140 | 30 | 53 | 100 | 22 | 38 |
| 35 | 170 | 37 | 64 | 135 | 29 | 51 |
Таблица для выбора площади сечения жилы алюминиевого кабеля при открытой и скрытой проводке:
| Площадь сечения | Открытая проводка | Скрытая проводка | ||||
| S | I | P | I | P | ||
| 220 В | 380 В | 220 В | 380 В | |||
| 2 | 21 | 4,6 | 7,9 | 14 | 3 | 5,3 |
| 2,5 | 24 | 5,2 | 9,1 | 16 | 3,5 | 6 |
| 4 | 32 | 7 | 12 | 21 | 4,6 | 7,9 |
| 5 | 39 | 8,5 | 14 | 26 | 5,7 | 9,8 |
| 10 | 60 | 13 | 22 | 38 | 8,3 | 14 |
| 16 | 75 | 16 | 28 | 55 | 12 | 20 |
| 25 | 105 | 23 | 39 | 65 | 14 | 24 |
| 35 | 130 | 28 | 49 | 75 | 16 | 28 |
S — площадь поперечного сечения кабеля (мм 2), — суммарная мощность электрооборудования (кВт).
Также необходимо производить корректировку при подборе сечения кабеля, учитывая его длину. Для этого, подобрав сечение кабеля из таблицы по силе тока, рассчитаем его сопротивление с учетом длины по формуле:
R = p ⋅ L / S
- R — сопротивление провода, Ом;
- p — удельное сопротивление материала, Ом⋅мм 2 /м (для меди — 0,0175, для алюминия — 0,0281);
- L — длина кабеля, м;
- S — площадь поперечного сечения кабеля, мм 2 .
По данной формуле можно получить сопротивление одной жилы кабеля. Поскольку ток приходит по одной жиле, а возвращается по другой, чтобы получить величину сопротивления кабеля необходимо сопротивление его жилы умножить на два:
dU = I ⋅ R общ
- dU — потери напряжения, Вт;
- I — сила тока, А;
- R общ — рассчитанное сопротивление кабеля, Ом.
Если подбор сечения кабеля проводился по суммарной мощности оборудования и сила тока не известна, можно ее вычислить по формуле:
I = P / U ⋅ cos φ — для однофазной сети 220 В
I = P / 1,732 ⋅ U ⋅ cos φ — для трехфазной сети 380 В
- Р — суммарная используемая мощность электрооборудования (Вт);
- U — напряжение (В);
- cos φ = 1 (для бытовых условий) и cos φ = 1,3
Если полученное значение не превышает 5%, то сечение кабеля с учетом его длины подобрано верно. Если же превышает, необходимо подобрать по таблице кабель большего сечения (следующий по ряду) и снова произвести расчет.
Данные таблицы применимы для кабелей в резиновой и пластмассовой изоляции, подобранный согласно им кабель по сечению будет эффективно работать, если он произведен согласно ГОСТу.
Подбор кабеля для группы потребителей
Для подбора сечения кабеля для группы потребителей (к примеру, вводного кабеля в квартиру) можно воспользоваться формулой для определения допустимой токовой нагрузки. Рассчитаем токовую нагрузку для сети 220 В, которая зачастую применяется в бытовом электроснабжении:
I = P ⋅ K / U ⋅ cos φ
- Р — суммарная используемая мощность электрооборудования (Вт), U — напряжение (В), К — коэффициент учета одновременного включения приборов (принимается равным 0,75);
- cos φ = 1 (для бытовых условий) и cos φ = 1,3 (для мощных электрических приборов).
Рассчитав допустимую токовую нагрузку для группы потребителей, можно, используя приведенные выше таблицы, подобрать кабель необходимого сечения. Если предполагается длительное одновременное включение всех возможных потребителей (например, электрическое отопление), расчет допустимой токовой нагрузки необходимо производить без учета коэффициента К.
Пример подбора кабеля для бытового бойлера
Исходя из всего вышесказанного, попробуем рассчитать и подобрать медный кабель необходимого сечения для однофазного электрического бойлера, с нагревательным элементом мощностью 2,0 кВт при условии, что прокладка кабеля к нему будет осуществлена в коробе. Длина кабеля будет составлять 10 метров.
Из таблицы видно, что близкое по мощности является значение 3,0 кВт, которому соответствует величина поперечного сечения кабеля 1 мм 2 . Проведем расчет с учетом длины кабеля:
- Вычислим силу тока: I = 2000 Вт / 220 В ⋅ 1 = 9,09 А.
- Рассчитаем сопротивление жилы кабеля: R = 0,0175 Ом⋅мм 2 /м ⋅ 10 м / 1 мм 2 = 0,175 Ом .
- Общее сопротивление кабеля: R общ = 2 ⋅ R = 0,35 Ом .
- Рассчитываем потери напряжения: dU = 9,09 А ⋅ 0,35 Ом = 3,18 В .
- Рассчитываем потери в процентном соотношении: (3,18 В / 220 В) ⋅ 100% = 1,45% (не превышает 5%).
Кабель сечением 1 мм 2 подходит для подключения указанного в примере электробойлера.
Часто производители в инструкции к оборудованию указывают необходимую площадь сечения кабеля для своего оборудования. В случае если имеется такое указание, необходимо ему следовать.
Правильный выбор электрического кабеля для питания электрооборудования – залог длительной и стабильной работы установок. Использование неподходящего провода влечет за собой серьезные негативные последствия.
Физика процесса порчи электрической линии вследствие использования неподходящего провода такова: из-за недостатка места в кабельной жиле для свободного передвижения электронов повышается плотность тока; это приводит к избыточному выделению энергии и повышению температуры металла. Когда температура становится слишком высокой, оплавляется изоляционная оболочка линии, что может стать причиной пожара.
Чтобы избежать неприятностей, необходимо использовать кабель с жилами подходящей толщины. Один из способов определить площадь сечения кабеля – отталкиваться от диаметра его жил.
Калькулятор расчета сечения по диаметру
Для простоты вычислений разработан калькулятор расчета сечения кабеля по диаметру. В его основе лежат формулы, по которым можно найти площадь сечения одножильных и многожильных проводов.
Измерять сечение нужно измеряя жилу без изоляции иначе нечего не получится.
Когда речь идет о вычислении десятков и сотен значений, онлайн-калькулятор способен существенно упростить жизнь электрикам и проектировщикам электрических сетей за счет удобства и повышения скорости расчетов. Достаточно ввести значение диаметра жилы, а при необходимости указать количество проволок, если кабель многожильный, и сервис покажет искомое сечение провода.
Формула расчета
Вычислить площадь сечения электрического провода можно разными способами в зависимости от его типа. Для всех случаев применяется единая формула расчета сечения кабеля по диаметру. Она имеет следующий вид:
D – диаметр жилы.
Диаметр жилы обычно указывается на оплетке провода или на общем ярлыке с другими техническими характеристиками. При необходимости определить это значение можно двумя способами: с применением штангенциркуля и вручную.
Первым способом измерить диаметр жилы очень просто. Для этого ее необходимо очистить от изоляционной оболочки, после чего воспользоваться штангенциркулем. Значение, которое он покажет, и есть диаметр жилы.
Если провод многожильный, необходимо распустить пучок, пересчитать проволоки и измерить штангенциркулем только одну из них. Определять диаметр пучка целиком смысла нет – такой результат будет некорректным из-за наличия пустот. В этом случае формула расчета сечения будет иметь вид:
D – диаметр жилы;
а – количество проволок в жиле.
При отсутствии штангенциркуля диаметр жилы можно определить вручную. Для этого ее небольшой отрезок необходимо освободить от изоляционной оболочки и намотать на тонкий цилиндрический предмет, например, на карандаш. Витки должны плотно прилегать друг к другу. В этом случае формула вычисления диаметра жилы провода выглядит так:
L – длина намотки проволоки;
N – число полных витков.
Чем больше длина намотки жилы, тем точнее получится результат.
Выбор по таблице
Зная диаметр провода, можно определить его сечение по готовой таблице зависимости. Таблица расчета сечения кабеля по диаметру жилы выглядит таким образом:
| Диаметр проводника, мм | Сечение проводника, мм2 |
| 0.8 | 0.5 |
| 1 | 0.75 |
| 1.1 | 1 |
| 1.2 | 1.2 |
| 1.4 | 1.5 |
| 1.6 | 2 |
| 1.8 | 2.5 |
| 2 | 3 |
| 2.3 | 4 |
| 2.5 | 5 |
| 2.8 | 6 |
| 3.2 | 8 |
| 3.6 | 10 |
| 4.5 | 16 |
Когда сечение известно, можно определить значения допустимых мощности и тока для медного или алюминиевого провода. Таким образом удастся выяснить, на какие параметры нагрузки рассчитана токопроводящая жила. Для этого понадобится таблица зависимости сечения от максимального тока и мощности.
| В воздухе (лотки, короба,пустоты,каналы) | Сечение,кв.мм | В земле | |||||||||
| Медные жилы | Алюминиевые жилы | Медные жилы | Алюминиевые жилы | ||||||||
| Ток. А | Мощность, кВт | Тон. А | Мощность, кВт | Ток, А | Мощность, кВт | Ток. А | Мощность,кВт | ||||
| 220 (В) | 380 (В) | 220(В) | 380 (В) | 220(В) | 380 (В) | 220(В) | |||||
| 19 | 4.1 | 17.5 | 1,5 | 77 | 5.9 | 17.7 | |||||
| 35 | 5.5 | 16.4 | 19 | 4.1 | 17.5 | 7,5 | 38 | 8.3 | 75 | 79 | 6.3 |
| 35 | 7.7 | 73 | 77 | 5.9 | 17.7 | 4 | 49 | 10.7 | 33.S | 38 | 8.4 |
| *2 | 9.7 | 77.6 | 37 | 7 | 71 | 6 | 60 | 13.3 | 39.5 | 46 | 10.1 |
| 55 | 17.1 | 36.7 | 47 | 9.7 | 77.6 | 10 | 90 | 19.8 | S9.7 | 70 | 15.4 |
| 75 | 16.5 | 49.3 | 60 | 13.7 | 39.5 | 16 | 115 | 753 | 75.7 | 90 | 19,8 |
| 95 | 70,9 | 67.5 | 75 | 16.5 | 49.3 | 75 | 150 | 33 | 98.7 | 115 | 75.3 |
| 170 | 76.4 | 78.9 | 90 | 19.8 | 59.7 | 35 | 180 | 39.6 | 118.5 | 140 | 30.8 |
| 145 | 31.9 | 95.4 | 110 | 74.7 | 77.4 | 50 | 775 | 493 | 148 | 175 | 38.5 |
| ISO | 39.6 | 118.4 | 140 | 30.8 | 97.1 | 70 | 775 | 60.5 | 181 | 710 | 46.7 |
| 770 | 48.4 | 144.8 | 170 | 37.4 | 111.9 | 95 | 310 | 77.6 | 717.7 | 755 | 56.1 |
| 760 | 57,7 | 171.1 | 700 | 44 | 131,6 | 170 | 385 | 84.7 | 753.4 | 795 | 6S |
| 305 | 67.1 | 700.7 | 735 | 51.7 | 154.6 | 150 | 435 | 95.7 | 786.3 | 335 | 73.7 |
| 350 | 77 | 730.3 | 770 | 59.4 | 177.7 | 185 | 500 | 110 | 379 | 385 | 84.7 |
Перевод ватт в киловатты
Чтобы правильно воспользоваться таблицей зависимости сечения провода от мощности, важно правильно перевести ватты в киловатты.
1 киловатт = 1000 ватт. Соответственно, чтобы получить значение в киловаттах, мощность в ваттах необходимо разделить на 1000. Например, 4300 Вт = 4,3 кВт.
Примеры
Пример 1. Необходимо определить значения допустимых тока и мощности для медного провода с диаметром жилы 2,3 мм. Напряжение питания – 220 В.
В первую очередь следует определить площадь сечения жилы. Сделать это можно по таблице или по формуле. В первом случае получается значение 4 мм 2 , во втором – 4,15 мм 2 .
Расчетное значение всегда более точное, чем табличное.
С помощью таблицы зависимости сечения кабеля от мощности и тока, можно выяснить, что для сечения медной жилы площадью 4,15 мм 2 допустима мощность 7,7 кВт и ток 35 А.
Пример 2. Необходимо вычислить значения тока и мощности для алюминиевого многожильного провода. Диаметр жилы – 0,2 мм, число проволок – 36, напряжение – 220 В.
В случае с многожильным проводом пользоваться табличными значениями нецелесообразно, лучше применить формулу расчета площади сечения:
Теперь можно определить значения мощности и тока для многожильного алюминиевого провода сечением 2,26 мм 2 . Мощность – 4,1 кВт, ток – 19 А.
Сечение электрического кабеля.
Сечение электрического кабеля – это одна из основополагающих составных частей правильной электропроводки в квартире. А значит, комфортной эксплуатации электроприборов и оборудования, а так же безопасности потребителей, т. е. всех нас. Цель этой статьи разъяснить, для квартирной электросети, исходя из мощности используемых электроприборов. А так же рассказать какой провод необходим для того или иного участка домашней электропроводки.
Перед тем как начать разговор по основной теме статьи, напомню некоторые термины.
● Жила
– это, в общем понимании, отдельный проводник (медный или алюминиевый), который может быть, как цельным проводником, так и состоять из нескольких скрученных между собой в жгут или, облаченных в общую оплетку, отдельных проволочек.
● Провод
– это изделие, которое состоит из одной однопроволочной или многопроволочной жилы, облаченной в легкую защитную оболочку.
● Установочный провод
– это провод, который используется для электропроводки, предназначенной для осветительных или силовых сетей. Может быть одно — , двух – или трехжильным.
– это провод, имеющий сечение жилы до 1,5 мм2. Шнуры используются для питания легких мобильных (переносных) электроприборов и оборудования. Он стоит из многопроволочной жилы, в силу чего имеет повышенную пластичность.
● Электрический кабель
– это изделие, состоящее из нескольких изолированных проводов, поверх которых находится от одной до нескольких защитных оболочек.
Чтобы подобрать кабель (провод) необходимого сечения для внутриквартирной разводки нужно воспользоваться таблицей, приведенной выше, а для определения токовой нагрузки на кабель можно использовать формулу, используемую ранее:
I
рас. = P
/U
ном.
где:
I
рас. – расчетная длительно допустимая токовая нагрузка;
P
– мощность подключаемого оборудования;
U
ном. – напряжение в сети;
Допустим, нужно подобрать кабель для подключения электрического бойлера мощностью 3 кВт. Подставив исходные значения в формулу, получим:
Iрас. = 3000 Вт/220 В = 13,63 А,
округлив это значение в большую сторону, получим 14 А.
Для более точного расчета токовой нагрузки существуют различные коефициенты, зависящие от условий окружающей среды и способов прокладки кабеля. Есть и коефициент повторно-кратковременного режима. Но они все, в большей степени, относятся к трехфазной сети 380 В, поэтому для наших расчетов они не требуются. Но для увеличения запаса прочности проводника применим усредненное значение 5 А. И получим:
14 А + 5 А = 19 А
В графе таблицы 1. 3. 4. «Трехжильные провода» ищем значение 19 А. Если его нет, нужно выбрать ближайшее к нему большее. Таким является значение 21 А. Такую длительно допустимую токовую нагрузку способен выдержать кабель с сечением жилы 2,5 мм². Делаем вывод – для подключения электрического бойлера (или другого электрооборудования), имеющего (потребляющего) мощность 3 кВт, необходим трехжильный медный кабель с сечением токопроводящей жилы 2,5 мм².
В том случае, когда необходимо подключить розетку (или блок розеток) от которой будет запитано несколько электроприборов, можно воспользоваться приведенной выше формулой, в которой значение «P» будет равно сумме мощностей приборов или оборудования, одновременно подключаемых к розетке (блоку розеток).
Так как все электроприборы, мощность которых превышает 2 кВт, рекомендуется подключать к электропитанию через отдельный подвод (отдельная ветка от внутриквартирного электрощита), можно сделать вывод, что для розеточной группы квартирной электропроводки требуется медный (желательно) кабель с сечением жилы 2,5 мм². В силу того, что осветительные приборы не имеют большой мощности, то провод для электропроводки, снабжающей их электричеством, должен иметь сечение жилы не менее 1,5 мм².
Это то, что касается электропроводки с медными жилами. А как же быть с проводкой, имеющей алюминиевые проводники. Есть простой способ расчета сечения алюминиевой жилы провода.
В связи с тем, что электропроводность алюминия составляет 65,9% от электропроводности меди, то при подсоединении к ним (проводам или кабелям) приборов с одинаковой потребляемой мощностью, сечение алюминиевой жилы должно быть больше, чем медной. Например. Обратившись к расчетам, произведенным выше по тексту, определено, что сечение медной жилы в проводе для подключения бойлера мощностью 3 кВт, должно быть 2,5 мм². При использовании кабеля с алюминиевым проводником, согласно табл. 1.3.4, сечение жилы нужно выбирать на коефициент выше, т. е. — 4 мм².
Обратившись к ПУЭ гл. 1. п. 3. табл. 1. 3. 5 можно подтвердить это предположение.
Табл. 1. 3. 5.
При выборе кабеля для электропроводки необходимо пользоваться не только принципами экономии, но и принимать во внимание механическую прочность провода, а так же руководствоваться Правилами Устройства Электроустановок. Которые гласят, что для проводки внутри жилых помещений необходимо использовать кабель с сечением жилы не менее 1,5 мм 2 (ПУЭ гл. 7; раздел 7.1; таблица 7.1.1). Таким образом, если согласно Вашим расчетам, для электропроводки достаточно кабеля с сечением менее 1,5 мм 2 , то руководствуясь Правилами и нормами безопасности, выбирайте рекомендуемую проводку.
Все необходимые нормы и правила, а также таблицы можно просмотреть, а при необходимости и скачать, в файле «Правила Устройства Электроустановок» .
Есть еще один, простейший, способ для подбора поперечного сечения провода для электропроводки. Им, наверное, пользуются все электрики. Суть его состоит в том, что сечение рассчитывается из расчета силы тока 6 – 10 А на 1 мм 2 площади поперечного сечения для проводов с медными жилами и 4 – 6 А на 1 мм 2 для алюминиевой жилы. Таким образом, можно сказать, что эксплуатация электропроводки с медной жилой при силе тока 6 А на 1 мм 2 сечения, является самой комфортной и безопасной. Тогда как при плотности тока в 10 А на 1 мм 2 – может применяться только в кратковременном режиме. То же самое можно сказать и об алюминиевых проводниках.
Попробуем по этому методу подобрать провод для подсоединения оборудования, мощностью 3 кВт, как в примере, рассмотренном выше. Произведя подсчеты, было получено значение 14 А (3000 Вт / 220 В = 14 А). Для выбора кабеля с медным проводником возьмем наименьшее (для большего запаса прочности) значение (из «вилки» 6 – 10 А на 1 мм 2) – 6 А. Отсюда видно, для силы тока 14 А нужен провод с сечением жилы
14 А / 6 А = 2,3 мм 2 ≈ 2,5 мм 2 .
Что подтверждает наши предыдущие подсчеты.
В качестве дополнительной информации могу добавить: если у Вас отсутствует проводник нужного сечения, то его можно заменить несколькими проводами с меньшим сечением, соединенных параллельно. Так, к примеру, нужен кабель сечением 4 мм². В Вашем распоряжении имеются провода нужной длины, но сечением 1 мм², 1,5 мм² и 2,5 мм². Достаточно взять провода, суммарное сечение которых не меньше требуемого (один провод 1,5 мм² и один провод 2,5 мм² или два провода 1,5 мм² и один провод 1 мм²) и, соединить их параллельно (уложить вдоль рядом друг с другом и, «скрутить» концы). Примером этому может служить многожильный провод для удлинителей. Как Вы, наверное, заметили, каждый ее проводник состоит из множества тонких проводков. А соединенные параллельно, в один «жгут» они дают проводник (жилу) нужного сечения. Этим достигается его эластичность при сохранении необходимой пропускной способности. Но это подходит только для проводки, к которой подсоединяются маломощные электрические приборы или если она подвергается кратковременной пиковой нагрузке. Для остальных видов проводок рекомендуется провод (кабель), у которого жилы состоят из цельного (одного, однопроволочного или многопроволочного) проводника.
Узнав, как определить сечение провода, имеющего жилу из одной (цельной) проволоки, остается открытым вопрос: «Как рассчитать сечение провода, жила которого состоит из множества проволочек?».
Сечение многопроволочной жилы.
Следуя логике, нужно узнать сечение одной отдельной проволочки и умножить на количество их в жиле. Это совершенно правильно, но волоски могут быть слишком тонкими и, поэтому не всегда представляется возможным измерить их. Можно, конечно, измерить диаметр всего «жгута» проводков и, пользуясь формулой, указанной на фото «Расчет сечения жилы провода относительно ее диаметра», определить сечение всей жилы. Этого, в принципе, достаточно для очень приблизительных расчетов. Но здесь нужно учесть то, что проволочки, составляющие жилу, круглые в поперечном разрезе и, поэтому в скрутке между ними остается пространство. Что бы произвести более точный расчет нужно значение, полученное после вычисления по формуле с фото, умножить на 0,91. Именно этот коефициент исключает площадь зазоров между волосками в многопроволочной жиле. Например, имеется провод с многопроволочной жилой, диаметром 2, 5 мм. Подставим значения в формулу и получим:
S = 3, 14 × D ² / 4 = 3, 14 × 2, 5 ² / 4 = 4,90625 мм² ≈ 4,9 мм².
4,9 × 0,91 = 4,459 ≈ 4,5 мм².
Таким образом, сечение многопроволочной жилы диаметром 2,5 мм составляет 4,5 мм². (это всего лишь пример, поэтому не нужно привязывать его к реальным размерам).
Вот, пожалуй, и все, что я хотел сказать о том, как рассчитать сечение кабеля . Вооружившись полученной информацией, Вы можете самостоятельно подобрать электрический провод или кабель, который будет удовлетворять требованиям безопасности.
Помните: неправильно подобранные провода для электропроводки могут стать причиной пожара!
Для того чтобы сделать сайт более интересным и информативным, прошу вас ответить на пару простых вопросов. Нажмите на кнопку.
Тем читателям, которые пользуются Яндексом и желают получать сообщения о публикации новых статей на сайте,предлагаю разместить на домашней странице виджет моего блога, используя ссылку: http://www.yandex.ru/?add=147158&from=promocode
Оформить подписку с получением обновлений на E – mail, можно в форме «Подписка на новые статьи сайта», которая находится на главной странице.
Выбору площади поперечного сечения проводов (иначе говоря, толщины) уделяется большое внимание на практике и в теории.
В этой статье попробуем разобраться с понятием “площадь сечения” и проанализируем справочные данные.
Расчет сечения провода
Строго говоря, понятие “толщина” для провода используется в разговорной речи, а более научные термины – диаметр и площадь сечения. На практике толщину провода всегда характеризуют площадью сечения.
S = π (D/2) 2 , где
- S – площадь сечения провода, мм 2
- π – 3,14
- D – диаметр токопроводящей жилы провода, мм. Его можно измерить, например, штангенциркулем.
Формулу площади сечения провода можно записать в более удобном виде: S = 0,8 D² .
Поправка. Откровенно говоря, 0,8 – округленный коэффициент. Более точная формула: π (1 /2) 2 = π / 4 = 0,785. Спасибо внимательным читателям;)
Рассмотрим только медный провод , поскольку в 90% в электропроводке и электромонтаже применяется именно он. Преимущества медных проводов перед алюминиевыми – удобство в монтаже, долговечность, меньшая толщина (при том же токе).
Подписывайтесь! Будет интересно.
Но с ростом диаметра (площади сечения) высокая цена медного провода съедает все его преимущества, поэтому алюминий в основном применяют там, где ток превышает значение 50 Ампер. В данном случае используют кабель с алюминиевой жилой 10 мм 2 и толще.
Площадь сечения проводов измеряется в квадратных миллиметрах. Самые распространенные на практике (в бытовой электрике) площади сечения: 0,75, 1,5, 2,5, 4 мм 2
Есть и другая единица измерения площади сечения (толщины) провода, применяемая в основном в США, – система AWG . На Самэлектрике есть и перевод из AWG в мм 2 .
По поводу подбора проводов – я обычно пользуюсь каталогами интернет-магазинов, вот пример медного . Там самый большой выбор, какой я встречал. Ещё хорошо, что всё подробно описывается – состав, применения, и т.д.
Рекомендую почитать также мою статью там много теоретических выкладок и рассуждений о падении напряжения, сопротивлении проводов для разных сечений, и какое сечение выбрать оптимальнее для разных допустимых падений напряжения.
В таблице одножильный провод – означает, что рядом (на расстоянии менее 5 диаметров провода) не проходит больше никаких проводов. Двужильный провод – два провода рядом, как правило, в одной общей изоляции. Это более тяжелый тепловой режим, поэтому максимальный ток меньше. И чем больше проводов в кабеле или пучке, тем меньше должен быть максимальный ток для каждого проводника из-за возможного взаимного нагрева.
Эту таблицу я считаю не совсем удобной для практики. Ведь чаще всего исходный параметр – это мощность потребителя электроэнергии, а не ток, и исходя из этого нужно выбирать провод.
Как найти ток, зная мощность? Нужно мощность Р (Вт) поделить на напряжение (В), и получим ток (А):
Как найти мощность, зная ток? Нужно ток (А) умножить на напряжение (В), получим мощность (Вт):
Эти формулы – для случая активной нагрузки (потребители в жилах помещениях, типа лампочек и утюгов). Для реактивной нагрузки обычно используется коэффициент от 0,7 до 0,9 (в промышленности, где работают мощные трансформаторы и электродвигатели).
Предлагаю вам вторую таблицу, в которой исходные параметры – потребляемый ток и мощность , а искомые величины – сечение провода и ток отключения защитного автоматического выключателя.
Выбор толщины провода и автоматического выключателя, исходя из потребляемой мощности и тока
Ниже – таблица выбора сечения провода, исходя из известной мощности или тока. А в правом столбце – выбор автоматического выключателя, который ставится в этот провод.
Таблица 2
| Макс. мощность,
кВт |
Макс. ток нагрузки,
А |
Сечение
провода, мм 2 |
Ток автомата,
А |
| 1 | 4.5 | 1 | 4-6 |
| 2 | 9.1 | 1.5 | 10 |
| 3 | 13.6 | 2.5 | 16 |
| 4 | 18.2 | 2.5 | 20 |
| 5 | 22.7 | 4 | 25 |
| 6 | 27.3 | 4 | 32 |
| 7 | 31.8 | 4 | 32 |
| 8 | 36.4 | 6 | 40 |
| 9 | 40.9 | 6 | 50 |
| 10 | 45.5 | 10 | 50 |
| 11 | 50.0 | 10 | 50 |
| 12 | 54.5 | 16 | 63 |
| 13 | 59.1 | 16 | 63 |
| 14 | 63.6 | 16 | 80 |
| 15 | 68.2 | 25 | 80 |
| 16 | 72.7 | 25 | 80 |
| 17 | 77.3 | 25 | 80 |
Красным цветом выделены критические случаи, в которых лучше перестраховаться и не экономить на проводе, выбрав провод потолще, чем указано в таблице. А ток автомата – поменьше.
Глядя в табличку, можно легко выбрать сечение провода по току , либо сечение провода по мощности .
А также – выбрать автоматический выключатель под данную нагрузку.
В этой таблице данные приведены для следующего случая.
- Одна фаза, напряжение 220 В
- Температура окружающей среды +30 0 С
- Прокладка в воздухе или коробе (в закрытом пространстве)
- Провод трехжильный, в общей изоляции (кабель)
- Используется наиболее распространенная система TN-S с отдельным проводом заземления
- Достижение потребителем максимальной мощности – крайний, но возможный случай. При этом максимальный ток может действовать длительное время без отрицательных последствий.
Если температура окружающей среды будет на 20 0 С выше, или в жгуте будет несколько кабелей, то рекомендуется выбрать большее сечение (следующее из ряда). Особенно это касается тех случаев, когда значение рабочего тока близко к максимальному.
Вообще, при любых спорных и сомнительных моментах, например
- возможное в будущем увеличение нагрузки
- большие пусковые токи
- большие перепады температур (электрический провод на солнце)
- пожароопасные помещения
нужно либо увеличивать толщину проводов, либо более детально подойти к выбору – обратиться к формулам, справочникам. Но, как правило, табличные справочные данные вполне пригодны для практики.
Толщину провода можно узнать не только из справочных данных. Существует эмпирическое (полученное опытным путем) правило:
Правило выбора площади сечения провода для максимального тока
Подобрать нужную площадь сечения медного провода исходя из максимального тока можно, используя такое простое правило:
Необходимая площадь сечения провода равна максимальному току, деленному на 10.
Это правило дается без запаса, впритык, поэтому полученный результат необходимо округлять в большую сторону до ближайшего типоразмера. Например, ток 32 Ампер. Нужен провод сечением 32/10 = 3,2 мм 2 . Выбираем ближайший (естественно, в бОльшую сторону) – 4 мм 2 . Как видно, это правило вполне укладывается в табличные данные.
Важное замечание. Это правило работает хорошо для токов до 40 Ампер . Если токи больше (это уже за пределами обычной квартиры или дома, такие токи на вводе) – надо выбирать провод с ещё большим запасом – делить не на 10, а на 8 (до 80 А)
То же правило можно озвучить для поиска максимального тока через медный провод при известной его площади:
Максимальный ток равен площади сечения умножить на 10.
И в заключение – опять про старый добрый алюминиевый провод.
Алюминий пропускает ток хуже, чем медь. Этого знать достаточно, но вот немного цифр. Для алюминия (того же сечения, что и медный провод) при токах до 32 А максимальный ток будет меньше, чем для меди всего на 20%. При токах до 80 А алюминий пропускает ток хуже на 30%.
Для алюминия эмпирическое правило будет таким:
Максимальный ток алюминиевого провода равен площади сечения умножить на 6.
Считаю, что знаний, приведенных в данной статье, вполне достаточно, чтобы выбрать провод по соотношениям “цена/толщина”, “толщина/рабочая температура” и “толщина/максимальный ток и мощность”.
Вот в принципе и всё что хотел рассказать про площадь сечения проводов . Если что-то не понятно или есть что добавить – спрашивайте и пишите в комментариях. Если интересно, что я буду публиковать на блоге СамЭлектрик дальше – подписывайтесь на получение новых статей .
Таблица выбора защитного автомата для разного сечения проводов
Как видно, немцы перестраховываются, и предусматривают больший запас по сравнению с нами.
Хотя, возможно, это от того, что таблица взята из инструкции из “стратегического” промышленного оборудования.
По поводу подбора проводов - я обычно пользуюсь каталогами интернет-магазинов, вот пример медного . Там самый большой выбор какой я встречал. Ещё хорошо, что все подробно описывается - состав, применения, и т.д.
Хорошая советская книга на тему статьи:
/ Брошюра из Библиотеки электромонтера. Приведены указания и расчеты, необходимые для выбора сечений проводов и кабелей до 1000 В. Полезно для тех, кто интересуется первоисточниками., zip, 1.57 MB, скачан: 385 раз./
В данной статье будет рассказано о том, как провести расчет сечения провода по потребляемой мощности самостоятельно. Знать это нужно не только при в доме, но и при проведении работ в автомобилях, например. Если сечение провода окажется недостаточным, то он начнет нагреваться очень сильно, что приведет к существенной потере уровня безопасности. Учитывая все рекомендации, которые будут изложены ниже, вы сможете самостоятельно рассчитать параметры проводов для монтажа электроснабжения в доме. Но если не уверены в своих силах, лучше обратитесь к специалистам в этой области. Причем нужно отметить, что расчет сечения провода по потребляемой мощности (12В и 220В) производится аналогично.
Проведение расчета длины электропроводки
Для любого типа электронной системы самым главным условием стабильной и безаварийной работы является грамотный расчет сечений всех проводов по току и мощности. Первым делом следует вычислить максимальную длину всей электропроводки. Существует несколько способов это сделать:
- Измерение расстояния от щитков до розеток, выключателей согласно схеме монтажа. Причем сделать это можно линейкой на заранее приготовленном плане электропроводки - достаточно полученные значения длин умножить на масштаб.
- И второй, более точный способ - это вооружиться линейкой и пройтись по всем комнатам, проводя замеры. Причем нужно учитывать, что провода должны как-то соединяться, поэтому всегда должен присутствовать запас - хотя бы по одному-два сантиметра с каждого края проводки.
Теперь можно приступить к следующему шагу.
Расчет нагрузки на проводку
Чтобы вычислить суммарную нагрузку, нужно сложить все минимальные мощности потребителей по дому. Допустим, вы проводите расчет для кухни, в ней установлены светильники, микроволновая печь, электрические чайник и плита, посудомоечная машина и так далее. Все мощности необходимо суммировать (смотрите на задних крышках потребляемую мощность, но придется вычислить самостоятельно по этому параметру еще ток). После умножаете на поправочный коэффициент 0,75. Он еще называется коэффициентом одновременности. Суть его ясна из самого названия. Эта цифра, которая получится в результате вычислений, вам необходима будет в дальнейшем для проведения расчетов параметров проводов. Обратите внимание на то, что вся система электроснабжения должна быть безопасной, надежной и прочной. Это основные требования, которые необходимо учитывать, когда производится расчет сечения провода по потребляемой мощности 12В и 220В.
Ток потребления электроустановок
Теперь о том, как произвести расчет потребляемого тока электрического прибора. Можно сделать это в уме, а можно и на калькуляторе. Смотрите инструкцию к прибору, какое значение потребляемой мощности у него. Само собой, в бытовой электросети течет переменный ток с напряжением 220 вольт. Следовательно, воспользовавшись простой формулой (потребляемую мощность разделить на напряжение питания), можно вычислить ток. Например, электрочайник имеет мощность 1000 Вт. Значит, если разделить 1000 на 220, получим значение, примерно равное 4,55 ампера. Производится очень просто по потребляемой мощности. Как осуществить это, рассказано в статье. В режиме работы чайник потребляет из сети 4,55 ампера (для защиты необходимо устанавливать автоматический выключатель большего номинала). Но обратите внимание на то, что не всегда это точное значение. Например, если в конструкции электроприбора имеется двигатель, можно увеличить примерно на 25 % полученное значение - ток потребления мотора в режиме запуска значительно больше, нежели во время работы на холостом ходу.
Но можно воспользоваться сводом правил и стандартов. Имеется такой документ, как Правила устройства электроустановок, именно он регламентирует все нормы проведения монтажа проводки не только в частных владениях, но и на заводах, фабриках и т. д. По этим правилам стандарт электропроводки - это способность выдержать нагрузку в 25 ампер длительное время. Поэтому в квартирах вся электропроводка должна выполняться только с использованием медного провода, сечение его - не меньше 5 кв. мм. Каждая жила должна иметь сечение свыше 2,5 кв. мм. Диаметр проводника должен быть 1,8 мм.
Чтобы вся электропроводка работала максимально безопасно, на вводе производится монтаж автоматического выключателя. Он обезопасит квартиру от коротких замыканий. Также в последнее время большинством владельцев жилплощадей производится монтаж устройств защитного отключения, которые моментально действуют на изменение сопротивления в цепи. Другими словами, если вы случайно коснетесь под напряжением, они моментально обесточатся и вы не получите удар. необходимо рассчитывать по току, причем выбирать обязательно с запасом, чтобы всегда имелась возможность установить в доме какой-либо электроприбор. Грамотный расчет сечения провода по потребляемой мощности (как осуществить правильный выбор проводов, вы узнаете из данного материала) - это залог того, что функционировать электроснабжение будет правильно и эффективно.
Материалы для изготовления проводов
Как правило, монтаж электропроводки в частном доме или квартире делают с использованием трехжильных проводов. Причем у каждой жилы - отдельная изоляция, все они имеют различную расцветку - коричневый, синий, желто-зеленый (стандарт). Жила - это именно та часть провода, по которой протекает ток. Она может быть как однопроволочной, так и многопроволочной. В некоторых марках провода используется хлопчатобумажная оплетка поверх жил. Материалы для изготовления жил проводов:
- Сталь.
- Медь.
- Алюминий.
Иногда можно встретить комбинированные, например, медный провод многопроволочный с несколькими стальными проводниками. Но такие использовались для осуществления полевой телефонной связи - по медным передавался сигнал, а стальные использовались по большей части для проведения крепления к опорам. Поэтому в этой статье о таких проводах разговор идти не будет. Для квартир и частных домов идеальным оказывается медный провод. Он долговечный, надежный, характеристики намного выше, нежели у дешевого алюминия. Конечно, цена медного провода кусается, но стоит упомянуть о том, что его срок службы (гарантированный) - 50 лет.
Марки проводов
Для прокладки электропроводки лучше всего использовать две марки проводов - ВВГнг и ВВГ. Первый имеет окончание «-нг», что говорит о том, что изоляция не горит. Используется он для осуществления электропроводки внутри сооружений и зданий, а также в земле, на открытом воздухе. Стабильно работает в диапазоне температур -50... +50. Гарантированный срок службы - не менее 30 лет. Кабель может быть с двумя, тремя или четырьмя жилами, сечение каждой - в диапазоне 1,5... 35 кв. мм. Обратите также внимание на то, что необходимо проводить расчет сечения провода по потребляемой мощности и длине (в случае с воздушной длинной линией).
Внимательно смотрите на то, чтобы перед названием провода не было буквы «А» (например, АВВГ). Это говорит о том, что внутри жилы изготовлены из алюминия. Имеются также зарубежные аналоги - кабель марки NYM, имеющий круглую форму, соответствует стандартам, принятым в Германии (VDE0250). Жилы медные, изоляция не подвержена горению. Круглая форма провода намного удобнее в том случае, если необходимо проводить монтаж сквозь стену. А вот для проведения проводки внутри помещений оказывается удобнее плоский отечественный.
Провода из алюминия
Они имеют маленький вес, а самое главное, низкую стоимость. Поэтому пригодятся для тех случаев, когда нужно прокладывать длинные линии по воздуху. Если все работы проводить грамотно и правильно, вы получите идеальную воздушную линию, так как у алюминия имеется одно огромное преимущество - он не подвержен окислению (в отличие от меди). Но часто проводка из алюминия использовалась и в домах (как правило, в старых). Провод раньше было проще достать, и стоил он копейки. Необходимо отметить, что расчет сечения провода по потребляемой мощности (особенности этого процесса известны каждому электрику) является главным этапом в создании проекта электроснабжения дома. Но нужно обращать внимание на одну особенность - сечение алюминиевого провода должно быть больше, нежели медного, чтобы выдержать одинаковую нагрузку.
Таблица для расчета сечения по мощности
Также нужно упомянуть и о том, что на предельно допустимая токовая нагрузка намного меньше, нежели для медных. Таблица ниже поможет рассчитать сечение жил
Сечение проводов в зависимости от типа проводки
Существует два типа монтажа электрической проводки в домах - открытый и закрытый. Как вы понимаете, нужно учитывать и этот нюанс при проведении расчетов. Скрытая монтируется внутри перекрытий, а также в бороздках и каналах, в трубах и т. д. Закрытая проводка имеет более высокие требования, так как у нее меньшая способность к охлаждению. А любой провод при длительном воздействии большой нагрузки нагревается очень сильно. Поэтому в случае когда осуществляете расчет сечения провода по потребляемой мощности, влияние на нагрев обязательно учитывайте. Необходимо также принимать во внимание еще следующие параметры:
- Длительную токовую нагрузку.
- Потерю напряжения.
При увеличении длины провода уменьшается напряжение. Следовательно, чтобы уменьшить потери по напряжению, необходимо увеличить сечение жил провода. Если речь идет о небольшом доме или даже комнате, то значение потерь крайне низкое, ими можно пренебречь. Но если же проводится расчет длинной линии, от этого не уйти. Ведь расчет сечения провода по потребляемой мощности (влияние длины очень большое) зависит от такого параметра, как протяженность линии.
Расчет провода по мощности
Итак, вам потребуется знать следующие характеристики:
- Материал, из которого состоят жилы кабеля.
- Максимальную потребляемую мощность.
- Напряжение питания.
Обратите внимание на то, что при протекании любого тока происходит повышение температуры и выделение некоторого количества тепла. Причем количество тепла пропорционально всей мощности, которая рассеивается на куске электропроводки. Если подобрать неверное сечение, то произойдет чрезмерный нагрев, а результат может быть плачевным - воспламенение электропроводки и пожар. Поэтому стоит провести точный расчет сечения провода по потребляемой мощности. Факторы риска слишком большие, и их много.
Оптимальные параметры
Оптимальные сечения:
- Для разводки розеток - 2,5 кв. мм.
- Осветительная группа - 1,5 кв. мм.
- Электрические приборы высокой мощности (электроплитка) - 4-6 кв. мм.
При этом обратите внимание на то, что медные провода могут выдержать следующие нагрузки:
- Провод 1,5 кв. мм - до 4,1 кВт (нагрузка по току - 19 ампер).
- 2,5 кв. мм - до 5,9 кВт (по току - до 27 ампер).
- 4-6 кв. мм - более 8-10 кВт.
Поэтому при увеличении нагрузки у вас всегда будет довольно большой резерв.
Заключение
Теперь вы знаете, как произвести расчет сечения провода по потребляемой мощности (определение важных характеристик и прочих мелких факторов вам отныне известно). Исходя из всех вышеперечисленных данных, вы сможете самостоятельно, не прибегая к помощи профессионалов, составить правильно план электроснабжения для своего дома или квартиры.
