Формула сечения кабеля

Расчет сечения кабеля для водонагревателя

Для современного человека уют и комфорт – это не только красивые стены и мебель, но еще и множество различных бытовых приборов и устройств, при помощи которых наша жизнь становится более легкой и «обустроенной». При этом их количество увеличивается с каждым годом. Если еще наши мамы и бабушки вполне обходились утюгом и телевизором, то мы не представляем своего существования без стиральных машин, фенов, кухонных комбайнов, соковыжималок, компьютеров и прочих «благ» человечества.

Увеличение единиц бытовой техники диктует особые требования к качеству и состоянию электрической проводки в доме. Особенного внимания требуют крупногабаритные приборы, имеющие большую мощность: стиральные и посудомоечные машины, водонагреватели и т.д. И, первый момент, с которым приходится сталкиваться при монтаже данных приспособлений: прокладка электрического кабеля, а если быть конкретнее, то выбор сечения кабеля.

Для чего это нужно

Для чего это вообще нужно? Для собственной же безопасности и удобства. Ведь, если вы в своей квартире произведете прокладку электрического кабеля, сечение которого не будет соответствовать будущим эксплуатационным нагрузкам, вы поставите свое жилище под угрозу возникновения пожара.

Результат будет более, чем печальным: во-первых, сгоревшие электроприборы и оборудование, во-вторых, порча всего остального имущества… А иногда такая беспечность и халатность может привести даже к человеческим жертвам…
Зачем же рисковать своим здоровьем и нажитым добром, если все неприятности можно предотвратить, заранее произведя расчет сечения кабеля и выбрав оптимальный вариант, который выдержит все последующие нагрузки.

Основные способы выбора сечения провода

Важно: для подключения мощных электрических приборов, к которым относится и водонагреватель, необходима прокладка отдельного кабеля соответствующего сечения, производимая от распределительного щита.

Расчет и выбор сечения кабеля для бытовых нужд, в том числе, связанных с подключением электрического водонагревателя, производится двумя основными способами:

• на основании специально разработанных таблиц;
• по формулам.

Последний вариант является более точным, но используется в тех ситуациях, когда необходимые данные невозможно найти в таблице.

Расчет сечения кабеля по формулам

Существует специальная формула выбора сечения кабеля, которая выражается следующим образом:

Сопротивление провода R вычисляется по формуле: R=рl/S, где р – это удельное сопротивление; l – длина проводника; S – площадь его поперечного сечения.

Если известен диаметр кабеля, то формула расчета приобретет следующий вид: R=1,27ρl/d², где где ρ – удельное сопротивление проводника, l – длина, d – диаметр провода.

Величина ρ — удельное сопротивление проводников, обычно, берется из справочников. А площадь поперечного сечения кабеля рассчитывается по формуле S=0,785d², где d – это диаметр провода.

Под понятием же «сечение кабеля» подразумевается площадь поперечного сечения токопроводящей жилы S. При этом количество таких жил, состоящих из отдельных проволочек, может быть различным. В этом случае величина поперечного сечения определяется путем суммирования площадей всех составляющих.

Как правило, стандартный кабель, используемый для подключения водонагревателя, состоит из двух-четырех жил, площади сечения которых определяются их диаметром.

Используя вышеуказанные формулы можно достаточно точно рассчитать и выбрать провод с необходимым сечением, однако, стоит иметь в виду, что сечение провода для подключения электрического водонагревателя необходимо подбирать, учитывая и следующие показатели:

• Способ прокладки кабеля: закрытый или открытый.
• Не менее важна также протяженность токоведущей линии по длине.

То есть при монтаже и проведении расчетов нужно учитывать месторасположение вордонагревателя, а также принимать во внимание количество водоразборных точек, которые он будет обслуживать. Это может быть раковина в кухне, ванная и т.п. Дело в том, что этот фактор оказывает непосредственное влияние на выбор мощности водонагревателя и последующий процесс его подключения.

Расчет сечения кабеля по таблице

Как уже упоминалось ранее, таблица выбора сечения кабеля и провода используется для удобства при проведении расчетов при подключении и монтаже бытовых электроприборов. Работать с ней гораздо удобнее и проще, чем со сложными формулами.

Для начала отметим, что параметр, оказывающий непосредственное влияние на выбор сечения кабеля по нагрузке: его тип, то есть необходимо учитывать сопротивление проводника. Известно, что у различных металлов оно может иметь разные значения: к примеру, самым низким показателем сопротивления обладают представители группы благородных металлов. Однако производство электрического кабеля из золота или платины является недопустимой роскошью, так что для обеспечения электроснабжения чаще всего используются медные и алюминиевые проводники.

В нашем же случае мы как раз таки и будем рассматривать таблицы для кабелей из меди и алюминия в резиновой или пластиковой оплетке, используемых в электросетях бытового назначения.

В таблице ниже сечение кабеля рассчитывается по току или мощности– взаимосвязанным между собой параметрам. Работать с такими таблицами несложно. Единственная особенность, которую необходимо учитывать при определении искомой величины: показатели мощности или тока необходимо округлять в сторону увеличения.

Расчет сечения кабеля по мощности

Приведем простой пример, объясняющий, каким образом можно осуществить правильный выбор сечения кабеля по мощности для водонагревателя в случае, если этот показатель у него равняется 5 кВт.

Из таблицы же нам следует смотреть его значение для 5,7 кВт. Сечение медной токопроводящей жилы для провода в этом случае будет 2,0 кв.мм. Но, так как данная величина является рекомендуемой. то лучше всего брать кабель с запасом. Для этого принимаем следующее значение из данной таблицы – 2,5 кв. мм. Таким образом, расчет сечения кабеля по мощности водонагревателя окончен.

Имейте в виду, что в ряду рекомендуемых величин сечений для алюминиевого кабеля нужно выбирать более высокие показатели, чем для проводников из меди, так как их пропускная способность гораздо ниже. В общем, если при расчете максимальной нагрузки для меди вы получите цифру в 2,5 кв.мм, то для алюминия следует использовать сечение в 4 кв.мм. и так далее.

Расчет сечения кабеля по току

Расчет сечения кабеля по току можно произвести также используя таблицу, в которой имеются значения потребляемого тока наиболее часто использующимися бытовыми приборами. Кроме того, интересующие вас цифры, можно узнать из технической документации или этикеток, имеющихся на данном изделии.

Как правило, большинство электриков для того, чтобы выбрать сечение кабеля очень часто принимают соответствие каждого 1 кв.мм. сечения 10А, одна такой метод даёт только ориентировочные показания и в основном подходит только для кабеля сечением менее 6 кв.мм.

В нашем же случае с водонагревателем расчет также будет более и менее правильный, поскольку по таблице мощности 5 кВт соответствует ток 23А, а это значит, что сечение кабеля будет 2,3 кв.мм, что не намного меньше, чем рассчитанное по мощности прибора сечение в 2,5 кв.мм, тем более что мы значение со значительным запасом.

К вышеперечисленному остается добавить, что при прокладке электрических коммуникаций всегда лучше перестраховаться и использовать кабель большего диаметра. Так вы будете застрахованы от возможных проблем и неприятностей в будущем.

Расчет сечения кабеля. Таблица расчета сечения кабеля

Для долгой и надежной службы кабеля его необходимо правильно выбрать и рассчитать. Электрики при монтаже проводки большей частью выбирают сечение жил, основываясь в основном на опыте. Порой это приводит к ошибкам. Расчет сечения кабеля необходим, прежде всего, в плане электробезопасности. Будет неправильно, если диаметр проводника будет меньше или больше требуемого.

Сечение кабеля занижено

Этот случай является наиболее опасным, поскольку проводники перегреваются от высокой плотности тока, при этом изоляция плавится и происходит короткое замыкание. При этом может также разрушиться электрооборудование, произойти пожар, а работники могут попасть под напряжение. Если для кабеля установить автоматический выключатель, он будет слишком часто срабатывать, что создаст определенный дискомфорт.

Сечение кабеля выше требуемого

Здесь главный фактор — экономический. Чем больше сечение провода, тем он дороже. Если сделать проводку всей квартиры с большим запасом, это обойдется в большую сумму. Иногда целесообразно делать главный ввод большего сечения, если предполагается дальнейшее увеличение нагрузки на домашнюю сеть.

Если для кабеля установить соответствующий автомат, будут перегружены следующие линии, когда на какой-либо из них не сработает свой автоматический выключатель.

Как рассчитать сечение кабеля?

Перед монтажом целесообразно произвести расчет сечения кабеля по нагрузке. Каждый проводник обладает определенной мощностью, которая не должна быть меньше, чем у подключаемых электроприборов.

Расчет мощности

Самым простым способом является расчет суммарной нагрузки на вводной провод. Расчет сечения кабеля по нагрузке сводится к определению общей мощности потребителей. У каждого из них имеется свой номинал, указанный на корпусе или в паспорте. Затем суммарную мощность умножают на коэффициент 0,75. Это связано с тем, что все приборы не могут быть включены одновременно. Для окончательного определения необходимого размера применяется таблица расчета сечения кабеля.

Расчет сечения кабеля по току

Более точным методом является вычисление по токовой нагрузке. Расчет сечения кабеля производится через определение проходящего через него тока. Для однофазной сети применяется формула:

где P — мощность нагрузки, U_ном. — напряжение сети (220 В).

Если общая мощность активных нагрузок в доме составляет 10 кВт, то расчетный ток I_расч. = 10000/220 ≈ 46 А. Когда делается расчет сечения кабеля по току, вводится поправка на условия прокладки шнура (указываются в некоторых специальных таблицах), а также на перегрузку при включении электроприборов приблизительно в сторону увеличения на 5 А. В результате I_расч. = 46 + 5 = 51 А.

Толщина жил определяется по справочнику. Расчет сечения кабеля с применением таблиц позволяет легко найти нужный размер по длительно допустимому току. Для трехжильного кабеля, проложенного в дом по воздуху, надо выбрать значение в сторону большего стандартного сечения. Оно составляет 10 мм 2. Правильность самостоятельного расчета можно проверить, применив онлайн-калькулятор — расчет сечения кабеля, который можно найти на некоторых ресурсах.

Нагрев кабеля при прохождении тока

При работающей нагрузке в кабеле выделяется тепло:

где I — ток, R — электрическое сопротивление, n — количество жил.

Из выражения следует, что количество выделяемой мощности пропорционально квадрату проходимого по проводу тока.

Расчет допустимой силы тока по температуре разогрева проводника

Кабель не может бесконечно нагреваться, так как тепло рассеивается в окружающую среду. В конце концов наступает равновесие и устанавливается постоянная температура проводников.

Для установившегося процесса справедливо соотношение:

где ∆t = t_ж -t_ср — разница между температурой среды и жилы, ∑S — температурное сопротивление.

Длительно допустимый ток, проходящий по кабелю, находится из выражения:

где t_доп — допустимая температура разогрева жил (зависит от типа кабеля и способа прокладки). Обычно она составляет 70 градусов в обычном режиме и 80 — в аварийном.

Условия отвода тепла при работающем кабеле

Когда кабель проложен в какой-либо среде, теплоотвод определяется ее составом и влажностью. Расчетное удельное сопротивление грунта обычно принимается равным 120 Ом∙°С/Вт (глина с песком при влажности 12-14 %). Для уточнения следует знать состав среды, после чего можно найти сопротивление материала по таблицам. Для увеличения теплопроводности траншею засыпают глиной. Не допускается наличие в ней строительного мусора и камней.

Теплоотдача от кабеля через воздух очень низкая. Она еще больше ухудшается при прокладке в кабель-канале, где появляются дополнительные воздушные прослойки. Здесь нагрузку по току следует снижать по сравнению с расчетной. В технических характеристиках кабелей и проводов приводят допустимую температуру короткого замыкания, составляющую 120 °С для изоляции ПВХ. Сопротивление грунта составляет 70 % от общего и является основным при расчетах. Со временем проводимость изоляции возрастает из-за ее высыхания. Это необходимо учитывать в расчетах.

Падение напряжения в кабеле

В связи с тем, что проводники обладают электрическим сопротивлением, часть напряжения уходит на их нагрев, и к потребителю его приходит меньше, чем было в начале линии. В результате по длине провода теряется потенциал из-за тепловых потерь.

Кабель надо не только выбирать по сечению, чтобы обеспечить его работоспособность, но также учитывать расстояние, на которое передается энергия. Увеличение нагрузки приводит к росту тока через проводник. При этом возрастают потери.

На точечные светильники подается небольшое напряжение. Если оно незначительно снижается, это сразу заметно. При неправильном выборе проводов дальше расположенные от блока питания лампочки выглядят тусклыми. Напряжение существенно снижается на каждом следующем участке, и это отражается на яркости освещения. Поэтому необходим расчет сечения кабеля по длине.

Самым важным участком кабеля является потребитель, расположенный дальше остальных. Потери считаются преимущественно для этой нагрузки.

На участке L проводника падение напряжения составит:

где P и Q- активная и реактивная мощность, r и x — активное и реактивное сопротивление участка L, а U_н — номинальная величина напряжения, при котором нагрузка нормально работает.

Допустимые ∆U от источников питания до главных вводов не превышают ±5 % для освещения жилых зданий и силовых цепей. От ввода до нагрузки потери не должны быть больше 4 %. Для линий с большой протяженностью нужно учитывать индуктивное сопротивление кабеля, которое зависит от расстояния между соседними проводниками.

Способы подключения потребителей

Нагрузки могут подключаться по-разному. Наиболее распространенными являются следующие способы:

• в конце сети;
• потребители распределены по линии равномерно;
• к протяженному участку подключается линия с равномерно распределенными нагрузками.

Мощность электроприбора составляет 4 кВт. Длина кабеля равна 20 м, удельное сопротивление ρ = 0,0175 Ом∙мм 2 .

Ток определяется из соотношения: I = P/U_ном = 4∙1000/220 = 18,2 А.

Затем берется таблица расчета сечения кабеля, и выбирается соответствующий размер. Для провода из меди он составит S = 1,5 мм 2 .

Формула расчета сечения кабеля: S = 2ρl/R. Через нее можно определить электрическое сопротивление кабеля: R = 2∙0,0175∙20/1,5 = 0,46 Ом.

По известной величине R можно определить ∆U = IR/U∙100 % = 18,2*100∙0,46/220∙100 = 3,8 %.

Результат расчета не превышает 5 %, значит, потери будут допустимыми. В случае больших потерь следовало бы увеличить сечение жил кабеля, выбрав соседнее, большей величины из стандартного ряда — 2,5 мм 2 .

Три цепи освещения подключены параллельно друг с другом на одну фазу трехфазной линии, сбалансированной по нагрузкам, состоящей из четырехжильного кабеля на 70 мм 2 длиной 50 м и проводящего ток 150 А. По каждой линии освещения длиной 20 м проходит ток 20 А.

Межфазные потери при действующей нагрузке составляют: ∆U_фаз = 150∙0, 05∙0,55 = 4,1 В. Теперь следует определить потери между нейтралью и фазой, поскольку освещение подключается на напряжение 220 В: ∆U_ф-н = 4,1/√3 = 2,36 В.

На одной подключенной цепи освещения падение напряжения составит: ∆U = 18∙20∙0,02=7,2 В. Общие потери определяются через сумму U_общ = (2,4+7,2)/230∙100 = 4,2 %. Расчетное значение находится ниже допустимых потерь, которые составляют 6 %.

Заключение

Для предохранения проводников от перегрева при длительно работающей нагрузке с помощью таблиц делается расчет сечения кабеля по длительно допустимому току. Кроме того, необходимо правильно рассчитать провода и кабели, чтобы потери напряжения в них не были больше нормы. При этом с ними суммируются потери в цепи питания.

Непростительные ошибки в фильмах, которых вы, вероятно, никогда не замечали Наверное, найдется очень мало людей, которые бы не любили смотреть фильмы. Однако даже в лучшем кино встречаются ошибки, которые могут заметить зрител.

Эти 10 мелочей мужчина всегда замечает в женщине Думаете, ваш мужчина ничего не смыслит в женской психологии? Это не так. От взгляда любящего вас партнера не укроется ни единая мелочь. И вот 10 вещей.

Топ-10 разорившихся звезд Оказывается, иногда даже самая громкая слава заканчивается провалом, как в случае с этими знаменитостями.

Что форма носа может сказать о вашей личности? Многие эксперты считают, что, посмотрев на нос, можно многое сказать о личности человека. Поэтому при первой встрече обратите внимание на нос незнаком.

Каково быть девственницей в 30 лет? Каково, интересно, женщинам, которые не занимались сексом практически до достижения среднего возраста.

10 загадочных фотографий, которые шокируют Задолго до появления Интернета и мастеров «Фотошопа» подавляющее большинство сделанных фото были подлинными. Иногда на снимки попадали поистине неверо.

Пример расчета сечения кабеля.

Кабельная продукция сейчас представлена на рынке в широком ассортименте, поперечное сечение жил составляет от 0,35 мм.кв. и выше, в данной статье будет приведен пример расчета сечения кабеля .

Для расчёта сопротивления проводника вы можете воспользоваться калькулятором расчета сопротивления проводника .

Неправильный выбор сечения кабеля для бытовой проводки, может привести к таким результатам:

1. Погонный метр чересчур толстой жилы будет стоить дороже, что нанесет значительный "удар" по бюджету.

2. Жилы вскоре начнут нагреваться и будут плавить изоляцию, если будет выбран неподходящий диаметр проводника (меньший, чем необходимо) и это вскоре может привести к короткому замыканию или самовозгоранию электропроводки.

Чтобы не потратить средства впустую, необходимо перед началом монтажа электропроводки в квартире или доме, выполнить правильный расчет сечения кабеля в зависимости от силы тока, мощности и длины линии.

Расчет сечения кабеля по мощности электроприборов.

Каждый кабель имеет номинальную мощность, которую при работе электроприборов он способен выдержать. Когда мощность всех электроприборов в квартире будет превышать расчетный показатель проводника, то аварии в скором времени не избежать.

Рассчитать мощность электроприборов в квартире или доме можно самостоятельно, для этого необходимо выписать на лист бумаги характеристики каждого прибора отдельно (телевизора, пылесоса, плиты, светильников). Затем все полученные значения суммируются, а готовое число используется для выбора оптимального диаметра.

Формула расчета мощности имеет такой вид:

Pобщ = (P1+P2+P3+…+Pn)*0.8. где: P1..Pn–мощность каждого электроприбора, кВт

Стоит обратить внимание на то, что число, которое получилось нужно умножить на поправочный коэффициент – 0,8. Обозначает этот коэффициент то, что одновременно будет работать только 80% из всех электроприборов. Такой расчет будет более логичным, потому что, пылесос или фен, точно не будет находиться в использовании длительное время без перерыва.

Пример расчета сечения кабеля по мощности указан в таблицах:

Для проводника с алюминиевыми жилами.

Для проводника с медными жилами.

Как видно из таблиц, свои данные имеют значения для каждого определенного вида кабеля. потребуется лишь найти ближайшее из значений мощности и посмотреть соответствующее сечение жил.

На примере расчет сечения кабеля по мощности выглядит так:

Допустим, что в квартире суммарная мощность всех приборов составляет 13 кВт. Необходимо полученное значение умножить на коэффициент 0,8, в результате это даст 10,4 кВт действительной нагрузки. Затем подходящее значение нужно найти в колонке таблицы. Ближайшая цифра 10,1 при однофазной сети (220В напряжение) и при трехфазной сети цифра 10,5. Значит останавливаем выбор сечения при однофазной сети на 6-милимметровом проводнике или при трехфазной на 1,5-милимметровом.

Расчет сечения кабеля по токовой нагрузке.

Более точный расчет сечения кабеля по току. поэтому пользоваться им лучше всего. Суть расчета аналогична, но в данном случает необходимо только определить какая будет токовая нагрузка на электропроводку. Сначала нужно рассчитать по формулам силу тока для каждого из электроприборов.

Средняя мощность бытовых электроприборов

Пример отображения мощности электроприбора (в данном случае ЖК телевизор)

Для расчета необходимо воспользоваться такой формулой, если в квартире однофазная сеть:

I=P/(U×cosφ)

Когда же сеть трехфазная, то формула будет иметь такой вид:

I=P/(1,73×U×cosφ). где P — электрическая мощность нагрузки, Вт;

• U — фактическое напряжение в сети, В;
• cosφ — коэффициент мощности.

Далее суммируются все токи и нужно выбрать сечение кабеля по току по табличным значениям.

Следует учесть, что значения табличных величин будут зависеть от условий прокладки проводника. Мощность и токовые нагрузки будут значительно большими при монтаже открытой электропроводки, чем если прокладка проводки будет в трубе.

Полученное суммарное значение токов для запаса рекомендуется умножить в 1,5 раза, ведь со временем в квартиру могут приобретаться более мощные электроприборы.

Расчет сечения кабеля по длине.

Также можно по длине рассчитать сечение кабеля. Суть таких вычислений заключается в том, каждый из проводников имеет свое сопротивление, которое способствует потерям тока с увеличением протяженности линии. Необходимо выбирать проводник с жилами покрупнее, если величина потерь превысит 5%.

Вычисления происходят следующим образом:

• Рассчитывается суммарная мощность всех электроприборов и сила тока.
• Затем рассчитывается сопротивление электропроводки по формуле. удельное сопротивление проводника (p) * длину (в метрах).
• Необходимо разделить получившееся значение на выбранное поперечное сечение кабеля:

R=(p*L)/S, где p — табличная величина

Следует обратить внимание на то, что должна длина прохождения тока умножаться в 2 раза, так как изначально ток идет по одной жиле, а назад возвращается по другой.

• Производится расчет потери напряжения: сила тока умножается на рассчитанное сопротивление.
• Далее определяется величина потерь: потери напряжения делятся на напряжение в сети и умножаются на 100%.
• Анализируется итоговое число. Если полученное значение меньше 5%, то выбранное сечение жилы можно оставить, но если больше, то необходимо выбрать проводник более "толстый".

Таблица удельных сопротивлений.

Обязательно нужно производить расчет с учетом потерь по длине, если протягивается линия на довольно протяженное расстояние, иначе существует высокая вероятность выбрать сечение кабеля неправильно.

Источники: http://nash-remont.com/remont_komnat/raschet_secheniya_kabelya_dlya_vodonagrevatelya, http://fb.ru/article/258779/raschet-secheniya-kabelya-tablitsa-rascheta-secheniya-kabelya, http://www.calc.ru/Primer-Rascheta-Secheniya-Kabelya.html