Перед подключением нагрузки к сети важно убедиться в достаточной толщине жил питающего кабеля. В случае существенного превышения допустимой мощности возможно разрушение изоляции и даже самой жилы по причине её перегрева.

Расчет сечения кабеля по мощности и силе тока

Прежде чем производить расчет сечения кабеля по мощности, следует вычислить сумму мощностей подключаемых электроприборов. В большинстве современных квартир основными потребителями являются:

• Холодильник 300 Вт
• Стиральная машина 2650 Вт
• Компьютер 550 Вт
• Освещение 500 Вт
• Электрочайник 1150 Вт
• Микроволновая печь 700 Вт
• Телевизор 160 Вт
• Водонагреватель 1950 Вт
• Пылесос 600 Вт
• Утюг 1750 Вт
• Всего 10310 Вт = 10,3 кВт

В сумме большинство современных квартир потребляют приблизительно 10 кВт. В зависимости от времени суток данный параметр может существенно снижаться. Однако при выборе сечения проводника важно ориентироваться на большую величину.

Необходимо знать следующее: расчет сечения кабеля для однофазных и трехфазных сетей различается. Но и в том, и в другом случае следует учитывать в первую очередь три параметра:

Также имеется несколько других переменных, их значение различается для каждого конкретного случая.

Расчет сечения провода для однофазной сети

Расчет сечения провода по мощности осуществляется при помощи следующей формулы:

I = (P × K_и ) / (U × cos(φ) )

• I – сила тока;
• P – потребляемая мощность всех электроприборов в сумме;
• К_и – коэффициент одновременности, обычно для расчетов принимается стандартное значение 0.75;
• U – фазное напряжение, оно составляет 220 (В), но может колебаться в пределах от 210 до 240 (В);
• Cos (φ) – для бытовых однофазных приборов данная величина неизменна и равняется 1.

При необходимости быстро рассчитать ток можно опустить значение cos (φ) и даже К_и. Полученное значение будет отличаться в меньшую сторону (на 15 %) в случае применения формулы такого вида:

Найдя ток по расчетной формуле, можно смело приступать к выбору питающего кабеля. Точнее, его площади сечения. Существуют специальные таблицы, в которых представлены данные, позволяющие сопоставить величину тока, потребляемую мощность и сечение кабеля.

Данные сильно различаются для проводников, изготовленных из разных металлов. На сегодняшний день для квартирной электропроводки обычно используется только жесткий медный кабель. алюминиевый практически не применяется. Хотя во многих старых домах все линии проложены именно с применением алюминия.

Выбирается сечение медного кабеля по следующим параметрам:

Расчет сечения провода в квартире — Таблица

Часто случается, что в результате расчетов получается ток, находящийся между двумя значениями, представленными в таблице. В таком случае необходимо использовать ближайшее большее значение. Если в результате расчетов значение тока в одножильном проводе равно 25 (А), необходимо выбрать сечение 2,5 мм 2 и более.

Расчет сечения кабеля для трехфазной сети

Для расчета сечения питающего кабеля, используемого в трехфазной сети, необходимо воспользоваться следующей формулой:

I = P / (√3 × U × cos(φ))

• I – сила тока, по которой будет выбираться площадь сечения кабеля;
• U – фазное напряжение, 220 (В);
• Cos φ – угол сдвига фаз;
• P – показатель общей мощности всех электроприборов.

Cos φ в данной формуле очень важен. Так как непосредственно влияет на силу тока. Для различного оборудования он различен, чаще всего с этим параметром можно ознакомиться в технической сопроводительной документации, либо он указывается на корпусе.

Суммарная мощность потребителей находится очень просто: все мощности складываются, полученное значение используется для расчетов.

Отличительной особенностью выбора площади сечения кабеля для использования в трехфазной сети является то, что более тонкая жила может выдерживать большую нагрузку. Подбирается необходимое сечение по типовой таблице.

Выбор сечения кабеля для трехфазной сети — Таблица

Расчет сечения провода по мощности в трехфазной сети выполняется с применением такой величины, как √3. Данное значение необходимо для упрощения внешнего вида формулы.

U_{линейное} = √3 × U_фазное

Таким образом при необходимости можно заменить произведение корня и фазного напряжения на напряжение линейное. Эта величина равна 380 (В) ( U_{линейное} = 380 В).

При выборе сечения кабеля, как для трехфазной сети, так и для однофазной, необходимо учитывать допустимый длительный ток. Данный параметр указывает на силу тока (измеряется в амперах), которую может выдерживать проводник в течение неограниченного количества времени. Определяется он по специальным таблицам, они имеются в ПУЭ. Для алюминиевых и медных проводников данные существенно различаются.

Допустимая длительность тока — Таблица

При превышении указанного в таблице значения проводник начинает нагреваться. Температура нагрева обратно пропорциональна силе тока.

Обязательно ознакомьтесь с материалом про то, как правильно соединять провода.

Скрутка проводов остается а прошлом, читайте и узнавайте про современные способы соединения проводов

Температура на определенном участке может увеличиваться не только из-за неправильно подобранного сечения, но и по причине плохого контакта. Например, в месте скрутки проводов. Довольно часто такое происходит в результате непосредственного контакта алюминиевых кабелей и медных. Поверхность металлов окисляется, покрывается оксидной пленкой, что существенно ухудшает контакт. В этом месте кабель нагревается.

Навигация по записям

Добавить комментарий Отменить ответ

Наконец хоть кто-то выложил стать про сечение и силу тока. Знаю, как многие, просто предлагают купить, не вдаваясь в технические подробности и взаимосвязь силы тока и толщиной изолятора.

Наконец хоть кто-то выложил стать про сечение и силу тока. Знаю, как многие, просто предлагают купить, не вдаваясь в технические подробности и взаимосвязь силы тока и толщиной изолятора.

Как выбрать сечение кабеля — советы проектировщика

В статье рассмотрены основные критерии выбора сечения кабеля, даны примеры расчетов.

На рынках часто можно увидеть написанные от руки таблички, указывающие, какой кабель необходимо приобрести покупателю в зависимости от ожидаемого тока нагрузки. Не верьте этим табличкам, так как они вводят Вас в заблуждение. Сечение кабеля выбирается не только по рабочему току, но и еще по нескольким параметрам.

Прежде всего, необходимо учитывать, что при использовании кабеля на пределе его возможностей жилы кабеля нагреваются на несколько десятков градусов. Приведенные на рисунке 1 величины тока предполагают нагрев жил кабеля до 65 градусов при температуре окружающей среды 25 градусов. Если в одной трубе или лотке проложено несколько кабелей, то вследствие их взаимного нагрева (каждый кабель нагревает все остальные кабели) максимально допустимый ток снижается на 10 – 30 процентов.

Также максимально возможный ток снижается при повышенной температуре окружающей среды. Поэтому в групповой сети (сеть от щитков до светильников, штепсельных розеток и других электроприемников) как правило, используют кабели при токах, не превышающих значений 0,6 – 0,7 от величин, приведенных на рисунке 1.

Рис. 1. Допустимый длительный ток кабелей с медными жилами

Исходя из этого повсеместное использование автоматических выключателей с номинальным токов 25А для защиты розеточных сетей, проложенных кабелями с медными жилами сечением 2,5 мм2 представляет опасность. Таблицы снижающих коэффициентов в зависимости от температуры и количества кабелей в одном лотке можно посмотреть в Правилах устройства электроустановок (ПУЭ) .

Дополнительные ограничения возникают, когда кабель имеет большую длину. При этом потери напряжения в кабеле могут достичь недопустимых значений. Как правило, при расчете кабелей исходят из максимальных потерь в линии не более 5%. Потери рассчитать не сложно, если знать величину сопротивления жил кабелей и расчетный ток нагрузки. Но обычно для расчета потерь пользуются таблицами зависимости потерь от момента нагрузки. Момент нагрузки вычисляют как произведение длины кабеля в метрах на мощность в киловаттах.

Данные для расчета потерь при однофазном напряжении 220 В показаны в таблице1. Например для кабеля с медными жилами сечением 2,5 мм2 при длине кабеля 30 метров и мощности нагрузки 3 кВт момент нагрузки равен 30х3=90, и потери составят 3%. Если расчетное значение потерь превышает 5%, то необходимо выбрать кабель большего сечения.

Таблица 1. Момент нагрузки, кВт х м, для медных проводников в двухпроводной линии на напряжение 220 В при заданном сечении проводника

По таблице 2 можно определить потери в трехфазной линии. Сравнивая таблицы 1 и 2 можно заметить, что в трехфазной линии с медными проводниками сечением 2,5 мм2 потерям 3% соответствует в шесть раз больший момент нагрузки.

Тройное увеличение величины момента нагрузки происходит вследствие распределения мощности нагрузки по трем фазам, и двойное – за счет того, что в трехфазной сети при симметричной нагрузке (одинаковых токах в фазных проводниках) ток в нулевом проводнике равен нулю. При несимметричной нагрузке потери в кабеле возрастают, что необходимо учитывать при выборе сечения кабеля.

Таблица 2. Момент нагрузки, кВт х м, для медных проводников в трехфазной четырехпроводной линии с нулем на напряжение 380/220 В при заданном сечении проводника (чтобы увеличить таблицу, нажмите на рисунок)

Потери в кабеле сильно сказываются при использовании низковольтных, например галогенных ламп. Это и понятно: если на фазном и нулевом проводниках упадет по 3 Вольта, то при напряжении 220 В мы этого скорее всего не заметим, а при напряжении 12 В напряжение на лампе упадет вдвое до 6 В. Именно поэтому трансформаторы для питания галогенных ламп необходимо максимально приближать к лампам. Например при длине кабеля 4,5 метра сечением 2,5 мм2 и нагрузке 0,1 кВт (две лампы по 50 Вт) момент нагрузки равен 0,45, что соответствует потерям 5% (Таблица 3).

Таблица 3. Момент нагрузки, кВт х м, для медных проводников в двухпроводной линии на напряжение 12 В при заданном сечении проводника

Приведенные таблицы не учитывают увеличения сопротивления проводников от нагрева за счет протекания по ним тока. Поэтому если кабель используется при токах 0,5 и более от максимально допустимого тока кабеля данного сечения, то необходимо вводить поправку. В простейшем случае если Вы рассчитываете получить потери не более 5%, то рассчитывайте сечение исходя из потерь 4%. Также потери могут возрасти при наличии большого количества соединений жил кабелей.

Кабели с алюминиевыми жилами имеют сопротивление в 1,7 раза большее по сравнению с кабелями с медными жилами, соответственно и потери в них в 1,7 раза больше.

Вторым ограничивающим фактором при больших длинах кабеля является превышение допустимого значения сопротивления цепи фаза – ноль. Для защиты кабелей от перегрузок и коротких замыканий, как правило, используют автоматические выключатели с комбинированным расцепителем. Такие выключатели имеют тепловой и электромагнитный расцепители.

Электромагнитный расцепитель обеспечивает мгновенное (десятые и даже сотые доли секунды) отключение аварийного участка сети при коротком замыкании. Например автоматический выключатель, имеющий обозначение С25, имеет тепловой расцепитель на 25 А и электромагнитный на 250А. Автоматические выключатели группы «С» имеют кратность отключающего тока электромагнитного расцепителя к тепловому от 5 до 10. Но при расчете линии на ток короткого замыкания берется максимальное значение.

В общее сопротивление цепи фаза – ноль включаются: сопротивление понижающего трансформатора трансформаторной подстанции, сопротивление кабеля от подстанции до вводного распределительного устройства (ВРУ) здания, сопротивление кабеля, проложенного от ВРУ к распределительному устройству (РУ) и сопротивление кабеля собственно групповой линии, сечение которого необходимо определить.

Если линия имеет большое количество соединений жил кабеля, например групповая линия из большого количества светильников, соединенных шлейфом, то сопротивление контактных соединений также подлежит учету. При очень точных расчетах учитывают сопротивление дуги в месте замыкания.

Полное сопротивление цепи фаза- ноль для четырехжильных кабелей приведены в таблице 4. В таблице учтены сопротивления как фазного, так и нулевого проводника. Значения сопротивлений приведены при температуре жил кабелей 65 градусов. Таблица справедлива и для двухпроводных линий.

Таблица 4. Полное сопротивление цепи фаза — ноль для 4-жильных кабелей, Ом/км при температуре жил 65 о С

В городских трансформаторных подстанциях, как правило, установлены трансформаторы мощностью от 630 кВ. А и более, имеющие выходное сопротивление Rтп менее 0,1 Ома. В сельских районах могут быть использованы трансформаторы на 160 – 250 кВ. А, имеющие выходное сопротивление порядка 0,15 Ом, и даже трансформаторы на 40 – 100 кВ. А, имеющие выходное сопротивление 0,65 – 0,25 Ом.

Кабели питающей сети от городских трансформаторных подстанций к ВРУ домов, как правило используют с алюминиевыми жилами с сечением фазных жил не менее 70 – 120 мм2. При длине этих линий менее 200 метров сопротивление цепи фаза – ноль питающего кабеля (Rпк) можно принять равным 0,3 Ом. Для более точного расчета необходимо знать длину и сечение кабеля, либо измерить это сопротивление. Один из приборов для таких измерений (прибор Вектор) показан на рис. 2.

Рис. 2. Прибор для измерения сопротивления цепи фаза-ноль «Вектор»

Сопротивление линии должно быть таким, чтобы при коротком замыкании ток в цепи гарантированно превысил ток срабатывания электромагнитного расцепителя. Соответственно, для автоматического выключателя С25 ток короткого замыкания в линии должен превысить величину 1,15х10х25=287 А, здесь 1,15 – коэффициент запаса. Следовательно, сопротивление цепи фаза – ноль для автоматического выключателя С25 должно быть не более 220В/287А=0,76 Ом. Соответственно для автоматического выключателя С16 сопротивление цепи не должно превышать 220В/1,15х160А=1,19 Ом и для автомата С10 – не более 220В/1,15х100=1,91 Ом.

Таким образом, для городского многоквартирного дома, принимая Rтп=0,1 Ом; Rпк=0,3 Ом при использовании в розеточной сети кабеля с медными жилами с сечением 2,5 мм2, защищенного автоматическим выключателем С16, сопротивление кабеля Rгр (фазного и нулевого проводников) не должно превышать Rгр=1,19 Ом – Rтп – Rпк = 1,19 – 0,1 – 0,3 = 0,79 Ом. По таблице 4 находим его длину – 0,79/17,46 = 0,045 км, или 45 метров. Для большинства квартир этой длины бывает достаточно.

При использовании автоматического выключателя С25 для защиты кабеля сечением 2,5 мм2 сопротивление цепи должно быть менее величины 0,76 – 0,4 = 0,36 Ом, что соответствует максимальной длине кабеля 0,36/17,46 = 0,02 км, или 20 метров.

При использовании автоматического выключателя С10 для защиты групповой линии освещения, выполненной кабелем с медными жилами сечением 1,5 мм2 получаем максимально допустимое сопротивление кабеля 1,91 – 0,4 = 1,51 Ом, что соответствует максимальной длине кабеля 1,51/29,1 = 0,052 км, или 52 метра. Если такую линию защищать автоматическим выключателем С16, то максимальная длина линии составит 0,79/29,1 = 0,027 км, или 27 метров.

Электрик Инфо — электротехника и электроника, домашняя автоматизация, статьи про устройство и ремонт домашней электропроводки, розетки и выключатели, провода и кабели, источники света, интересные факты и многое другое для электриков и домашних мастеров.

Информация и обучающие материалы для начинающих электриков.

Кейсы, примеры и технические решения, обзоры интересных электротехнических новинок.

Вся информация на сайте Электрик Инфо предоставлена в ознакомительных и познавательных целях. За применение этой информации администрация сайта ответственности не несет. Сайт может содержать материалы 12+

Перепечатка материалов сайта запрещена.

Как подобрать сечение кабеля по мощности? Примеры расчета

Уметь правильно рассчитать сечение прокладываемого кабеля, должен прежде всего, электрик, поскольку при неправильном выборе сечения, электросеть долго не прослужит. В бытовых условиях, данные знания пригодятся всем, кто делает ремонт, меняет проводку, приобретает новое электрооборудование, и при этом задумывается о надежности работы электросети и собственной безопасности.

Точно подобранное сечение проводки обеспечит следующее:

1. Обеспечит длительную, бесперебойную работу вашей технике.
2. Исключит возможность возникновения пожаров.
3. Избавит от необходимости замены проводки.
4. Позволит избежать дополнительных затрат на приобретения изделия с большим сечением.

Как выбрать сечение кабелей по мощности?

Для правильного расчета необходимо:

1. Подсчитать количество бытовых приборов в помещении (желательно учитывать и приборы, которые вы планируете приобрести в будущем), их общую мощность.
2. Все приборы разделить на 2 группы: которые будут работать непрерывно, и те, которые будут использоваться редко, после чего суммировать их мощности и определить примерное время работы проводки при полной нагрузке.
3. Добавить к получившемуся значению 5% — «запас прочности».
4. Конечное значение необходимо разделить на коэффициент работы сети, в результате получится требуемый показатель мощности провода, после чего при помощи специальной таблицы протекания токов определяем сечение жил для полученного значения.
5. Выбрать изделие из алюминия, меди, либо алюмомеди, сечение которого подходит для вашего значения мощности, учитывая значение напряжения сети (220В для бытовой электросети, 380В – для промышленной).

Необходимо знать, что материалами для токопроводящих изделий являются алюминий, медь и алюмомедь, при этом, каждый из них обладает преимуществами и недостатками.

Особенности алюминиевого кабеля:

1. Легче и дешевле. чем медные.
2. Обладают в 1,73 раза меньшей проводимостью, чем медные.
3. Подвержены окислению. после чего теряют проводимость.
4. После длительной эксплуатации перестают держать форму.
5. В домашних условиях невозможно произвести пайку.

Особенности медного кабеля:

1. Обладают высокой эластичностью и механической прочностью.
2. Отличаются небольшой величиной электрического сопротивления.
3. Отличноподдаются пайке и лужению.
4. Стоят намного больше, чем алюминиевые.

Алюмомедный кабель представляет собой алюминиевую жилу, снаружи плакированную медью (количество меди составляет 10-30%) термомеханическим способом.

Особенности алюмомедного кабеля:

1. Проводимость лучше. чем у алюминиевого изделия, но хуже, чем у медного.
2. Со временем. характеристики данного изделия не ухудшаются, в отличии от алюминиевых проводов.
3. Намного меньшая стоимость. по сравнению с медью.
4. Алюмомедь. в отличие от меди и алюминия, не вызывает интереса у воров, поскольку приемщики цветных металлов алюмомедь не принимают – из-за сложности разделения 2 металлов.

Как узнать мощность?

Мощность измеряется в ваттах, киловаттах (Вт, кВт, w, kWt). На каждом современном электрооборудовании (бытовом и промышленном) мощность указывается на бирке наряду с остальными характеристиками изделия. Если данный параметр по каким-либо причинам отсутствует, рекомендуем воспользоваться Таблицей 1.

Таблица 1 — усредненные значения мощностей бытовых электроприборов:

Усредненная мощность, Вт

Примеры расчёта

Допустимый ток для кабелей и проводов:

Пример 1. Расчет для однофазной сети напряжением 220В.

Чаще всего, многоквартирные дома запитываются от однофазной сети с напряжением 220В. Допустим, суммарная мощность домашних электроприборов с учетом дополнительных 5% — «запаса прочности», составляет 7,6 кВт (усредненный показатель электронагрузки в квартире) – теперь можно приступать к выбору материала кабеля.

Для этого находим значение ближайшего подходящего сечения кабеля в соответствующей таблице издания «Правила устройства электроустановок» (Таблица 2), в нашем случае он составит:

• 4 мм кв. для меди (рассчитан на длительные нагрузки в 8,3 кВт);
• 6 мм. кв. для алюминия (рассчитан на длительные нагрузки 7,9 кВт);
• 6 мм. кв. для алюмомеди (см. раздел советы профессионалов);

Пример 2. Расчет для трехфазной сети напряжением 380В.

В данном случае, подключение осуществляется к одной из 3-х фаз и общему «нолю» – данное правило касается исключительно однофазных приборов, которых в современном доме подавляющее большинство.

Не стоит забывать и про трехфазную домашнюю технику – насосы, сварочные аппараты, двигатели, и т.д. при подключении которой нагрузку требуется равномерно распределить между 3-мя фазами (7,6 кВт / 3-и фазы = 2,6 кВт на фазу).

Поэтому при подключении нагрузки к 3-х фазной сети, значение суммарной мощности умножается на специальный коэффициент, благодаря чему происходит уменьшение значения сечения. Например, подключая нагрузку 7,6 кВт, для 1-о фазной сети потребуется медный провод — 4 мм кв. для 3-х фазной – 1,5 мм кв.

Отметим, что проводить расчеты для домашних условий намного проще, чем для промышленных мощностей, поскольку в последнем случае к показателям, которые необходимо учитывать при расчете, добавляются:

• сезонные нагрузки;
• коэффициент одновременности;
• коэффициент спроса;

Онлайн-калькуляторы

Для облегчения расчетов и точного подбора требуемого размера сечения мы подобрали рабочие онлайн-калькуляторы, которые быстро и точно выполнят за вас расчет по определению необходимого сечения:

Последствия неправильного подбора сечения

Выбор сечения по мощности – чрезвычайно ответственный процесс. Например, если сечение кабеля домашней электросети рассчитано на мощность до 6 кВт, при нагрузке в 7,5 кВт (лишь подключение к домашней электросети всего лишь одного бытового прибора, такого, как микроволновая печь, или электрочайник) кабель будет перегреваться.

Когда перегрев достигнет критического значения, сначала он начнет плавиться, а затем возгораться изоляция кабеля:

1. Именно неправильно подобранное сечение проводов является наиболее распространенной причиной бытовых пожаров.
2. Также, при разрушении изоляции. может произойти замыкание, в результате чего может выйти из строя вся бытовая техника.
3. В любом случае. на восстановление и замену, как минимум проводки дома, вам придется значительно потратиться.
4. На промышленном предприятии неверно подобранные кабели могут привести к намного более трагическим последствиям.

Именно поэтому, к данному вопросу необходимо отнестись очень серьезно.

Советы профессионалов

1. Алюминиевую проводку лучше всего заменять алюмомедной – такого же диаметра (данное правило применимо и для Таблицы 2). Если же вы заменяете медный кабель алюмомедным, сечение нового кабеля должно соотносится с медным как 5 к 6.
2. При трехфазном питании приборы лучше всего разбить на группы таким образом, чтобы нагрузка на каждую из фаз была приблизительно одинаковой.
3. При покупке. необходимо обратить внимание на маркировку, поскольку продавцы могут мошенничать – выдавать алюмомедные кабеля за медные, тем самым нанося существенный урон вашему кошельку. Чтобы этого не случилось, необходимо:
   

• Обратить внимание на маркировку (отечественные алюмомедные изделия маркированы буквосочетанием АМ).
• Если маркировка отсутствует, либо кабель произведен за границей (не учитывая страны СНГ), достаточно соскоблить верхний слой – медная жила однородна, в отличии от алюмомеди.

В последнее время все более распространенным становится прокладывание кабелей при помощи гофрированных труб (гофр). Ниже приведены преимущества гофр, а также особенности эксплуатации:

• Пониженная воспламеняемость гофр сводит к минимуму вероятность возникновения пожара при замыкании проводки.
• Гофра защищает проводку от механических воздействий и повреждений.
• Продеть провод в гофру тем сложнее, чем больше ее длина; поэтому его конец сначала прикрепляют к тонкой проволоке, которую намного проще продеть через гофру.

Для прокладывания бытовой электропроводки рекомендуется использовать многожильные провода, поскольку они являются более гибкими.

• 

Инструкция о том, как соединить алюминиевые провода

Инструкция по подключению электроплиты своими руками

Инструкция о том, как провести проводку в доме своими руками

Источники: http://postroiv.ru/2014/10/kak-pravilno-rasschitat-sechenie-kabelya-chtoby-on-ne-peregrevalsya/, http://electrik.info/main/sekrety/626-kak-vybrat-secheniya-kabelya-sovety-proektirovschika.html, http://slarkenergy.ru/provodka/cable/vybor-secheniya-po-moshhnosti.html