Чем отличается кабель от провода? На первый взгляд обычный вопрос, который не должен вызывать затруднения в ответе. Но, эти понятия очень близко сплелись, большое разнообразие продукции привело к тому, что понятия стали размытыми. Для понимания, что различие все-таки существует, скажем, что и у кабеля, и у провода изолирована каждая жила, но кабель также имеет общую изоляцию, которая покрывает все его жилы. А так же согласно ГОСТ 15845-80 есть исполнение кабелей, которые пригодны для прокладки под водой.
Кабели и провода выполняются из двух металлов: медь и алюминий. Между ними есть разница и нельзя однозначно сказать, какой лучше выбрать, для каждого случая подход должен быть индивидуальным.
В кабельных справочниках сказано, что срок службы медного и алюминиевого провода для одинарной изоляции – 15 лет, для двойной – 30 лет, так что сроком службы при правильной эксплуатации они не отличаются.
Преимущества медного провода:
— Выдерживает большое количество изгибов, около 80 штук, но это число характерно для испытания на заводском станке, где учитывается минимальный радиус изгиба провода. Если же Вы будете сгибать медный провод, то нормальным показателем считается 30-40 изгибов.
— При одинаковом сечении медный провод способен пропускать большие токи чем алюминиевый, то есть при заданных необходимых условиях его толщина будет меньше, что является положительным фактором при наружной прокладке.
— Имеет свойство быстро окисляться, что приводит к некачественному, плохому контакту. Но существуют специальные токопроводящие пасты, которые снимают окись с оголенного проводника и предотвращают повторное окисление.
— Количество изгибов алюминиевого проводника гораздо меньше, он способен выдержать до 12 изгибов.
— Цена алюминиевого кабеля – это пожалуй самое большое его преимущество, в 3-4 раза дешевле чем медный при том же показателе токопроводимости.
Рисунок 1 – Сечение провода
Сечение провода – это площадь токопроводящей части, в большинстве случаев проводники круглой формы. Расчет сечения провода:
Рисунок 2 – Сечение многожильного кабеля
На рисунке 2 изображен многожильный кабель, на котором: 1 – оболочка, 2 – токоведущая жила, 3 – изоляция.
Для проводов с сечением менее 6 мм 2 будет действительны следующие соотношения. 1 мм 2 медного провода без перегрева способен пропустить ток в 10 А, а 1 мм 2 алюминиевого провода меньшую силу тока – 8 А. Данное соотношение приведено если Вам не хочется осуществлять выбор по таблицам и применять к ним поправочные коэффициенты.
Есть смысл обращаться к таблицам, одна из которых приведена ниже. Они позволят более точно определится с выбором проводника.
Выбор сечения кабеля производят по параметрам:
— по току (так как именно ток, протекающий по проводнику, вызывает активные потери, которые в свою очередь способствуют нагреву);
— по мощности (например, вы хотите сами поменять проводку дома, тогда исходя из возможно подключаемых приборов, рассчитываете необходимое Вам сечение провода).
Для удобства в таблице приведены величины сечение кабеля для выбора по току, а так же по мощности предполагаемого оборудования, с учетом двух видов прокладки.
Обратите внимание, что приведенные параметры рассчитаны на длительные токовые нагрузки. не на мгновенные скачки.
Каждый изготовитель проводов может предоставлять данные о выборе сечения, которые он рекомендует.
В зависимости от условий эксплуатации, вида прокладки и других показателей применяются поправочные коэффициенты, которые увеличат требуемое сечение.
При прокладывании проводки в трубе или стене (скрытая прокладка) необходимо умножить возможный пропускаемый ток кабеля на поправочный коэффициент 0,8, то есть сечение проводника будет большим по сравнению с открытым прокладыванием. Применяется поправка из-за большего нагрева провода внутри стен – плохая теплоотдача.
Существует ряд поправочных коэффициентов (сечение кабеля по расположению его в блоке; с учетом температуры окружающей среды; число проложенных рядом кабелей; при прокладке кабелей по земле), которые при необходимости найдете в справочнике «Электрические кабели, провода, шнуры» Н.И.Белоруссов .
Всегда берите кабель с небольшим запасом, возможно, останется неучтенный Вами фактор влияния, а так с запасом сечения 15-20% можете спать спокойно.
Все эти показатели характерны для чистых металлов, для кабелей, которые выполнены по ГОСТ и стандартам. В продаже Вы можете наткнутся на некачественные товары, которые будут изготовлены из сплавов металлов, ну или же под видом медного провода будет продаваться алюминий, который покрыт слоем меди. Чтоб не быть обманутым, старайтесь придерживаться известной фирмы-производителя.
Комментарии
Электропровода и кабели, по которым проходит электронный ток, считаются важной частью проводки. Расчет сечения электропровода нужно вычислять затем, чтоб удостоверится, что избранный провод подходит всем требованиям надежности и неопасной эксплуатации проводки.
Сечение, а правильней будет сказать, площадь сечения наверное, основный аспект, которым следует руководствоваться в момент выбора проводов и силовых кабелей.
Но что же на самом деле такое «сечение» и как его измерить на практике?
Не стоит думать что сечение провода это его диаметр.
Площадь поперечного сечения (S) кабеля рассчитывается по формуле S = (Pi * D2)/4, где Pi – число пи, равное 3,14, а D – диаметр.
Безопасная эксплуатация состоит в том, что в случае если вы подберете сечение не соответственное его токовым перегрузкам, то это приведет к чрезмерному перегреву электропровода, плавлению изоляции, короткому замыканию и пожару.
Поэтому к вопросу о выборе сечения электропровода нужно отнестись довольно серьезно.
Что нужно знать для правильного выбора провода?
Главным признаком, по которому планируют провод, считается его продолжительно разрешенная токовая перегрузка. Не вдаваясь в пространные рассуждения, это такая величина тока, которую он способен пропускать в протяжении долгого времени.
Чтоб отыскать значение номинального тока, нужно подсчитать мощность всех подключаемых электрических приборов в жилище. Рассмотрим пример расчета сечения электропровода для обыкновенной двухкомнатной жилплощади. Список нужных устройств и их примерная мощность указана в таблице.
Принимая во внимание значение тока, сечение электропровода находят по таблице. В случае если окажется что расчетное и табличное значения токов не совпадают, то в данном случае подбирают наиблежайшее большее значение. К примеру расчетное значение тока составляет 23 А, избираем по таблице наиблежайшее большее 27 А — с сечением 2.5 мм2 (для медного многожильного электропровода прокладываемого по воздуху).
Предлагаю вашему вниманию таблицы возможных токовых нагрузок кабелей с медными и алюминиевыми жилами с изоляцией из поливинилхлоридного пластика.
Важно! Для четырехжильных и пятижильных кабелей, у которых все жилы одинакового сечения при применении их в четырех-проводных сетях значение из таблицы необходимо помножить на коэффициент 0,93.
К примеру у Вас трехфазная нагрузка мощностью Р=15 кв-т Нужно выбрать медный кабель (прокладка по воздуху). Как высчитать сечение? Сначала нужно высчитать токовую нагрузку отталкиваясь от этой мощности, чтобы достичь желаемого результата можем использовать формулу для трехфазной сети: I = P / √3 · 380 = 22.8 ≈ 23 А.
По таблице токовых нагрузок избираем сечение 2.5 мм2 (ему допускаемый ток 27А). Хотя потому что кабель у Вас четырехжильный (либо пяти- здесь уже особенной разницы нет) сообразно указаний ГОСТ 31996—2012 подобранное значение тока необходимо помножить на коэффициент 0.93. I = 0.93 * 27 = 25 А. Что возможно для нашей нагрузки (расчетного тока).
Хотя в виду того что почти все изготовители отпускают кабели с заниженным сечением в этом случае я бы рекомендовал брать кабель с запасом, с сечением намного выше — 4 мм2.
Важно! Когда нагрузка именуется в кВт — то идет речь о общей нагрузке. То есть для однофазного потребителя нагрузка будет указана по одной фазе, а для трехфазного — совокупно по всем 3. Когда значение нагрузки названо в амперах (А) — речь практически постоянно идет о нагрузке на 1 жилу (либо фазу).
Какой провод лучше использовать медный или алюминиевый?
На сегодня для монтажа как открытой проводки так и скрытой, конечно широкой известностью пользуются медные электропровода. Медь, сравнивая с алюминием, наиболее эффективна:
1) она прочнее, более мягенькая и в местах перегиба не ломается по сравнению с алюминием;
2) менее подвержена коррозии и окислению. Соединяя алюминий в разветвительной коробке, места скрутки с течением времени окисляются, что и ведет к утрате контакта;
3) проводимость меди повыше нежели алюминия, при схожем сечении медный провод способен вынести огромную токовую нагрузку нежели алюминиевый.
Недочетом медных проводов считается их большая цена. Цена их в 3-4 раза выше алюминиевых. Хотя медные электропровода по цене дороже все таки они считаются наиболее всераспространенными и пользующимися популярностью в применении нежели алюминиевые.
Расчет сечения медных проводов и кабелей
Подсчитав нагрузку и определившись с материалом (медь), рассмотрим пример расчета сечения проводов для отдельных групп потребителей, на случае двухкомнатной жилплощади.
Как понятно, вся нагрузка разделяется на 2 группы: силовую и осветительную.
В нашем случае главной силовой нагрузкой станет розеточная группа установленная в столовой и в ванной комнате. Потому что там устанавливается более сильная техника (электрочайник, микроволновка, морозильник, бойлер, стиральная машинка и т.д.).
Для данной розеточной группы выбираем провод сечением 2.5мм2. Если соблюдать условие, что силовая нагрузка станет разбросана по различным розеткам. Что это означает? К примеру в столовой для включения всей домашней техники необходимо 3-4 розетки присоединенных медным электропроводом сечением 2.5 мм2 каждая.
В случае если вся техника подключается через одну единственную розетку, то сечения в 2.5 мм2 станет мало, в данном случае необходимо применять провод сечением 4-6 мм2. В жилых комнат для питания электророзеток применяют провод сечением 1.5 мм2 но завершающий выбор необходимо брать на себя в последствии соответственных расчетов.
Питание всей осветительной нагрузки производится электропроводом сечением 1.5 мм2.
Нужно осознавать что мощность на различных участках проводки станет различной, в соответствии с этим и сечение питающих проводов также разным. Самое большое его значение станет на вводном участке жилплощади, потому что через него проходит вся нагрузка. Сечение вводного питающего электропровода подбирают 4 – 6 мм2.
При монтаже проводки используют электропровода и кабели марки ПВС, ВВГнг, ППВ, АППВ.
Наиболее распространенные марки проводов и кабелей:
Тема 6.2. Выбор сечения проводов и кабелей
Общее положение по расчету электрической сети.
Конечной целью расчета электрической сети жилого дома, как и всякого другого здания, является выбор сечений проводов и аппаратов защиты. Сечения проводов должны выбираться с учетом выполнения следующих основных положений:
1. Провода не должны перегреваться при прохождении расчетного тока нагрузки (11.1) сверх допустимой величины.
2. Отклонения, напряжения на зажимах электроприемников должны находиться в допустимых пределах по ГОСТ 13109-67 «Нормы качества, электрической энергии у ее приемников, присоединенных к электрическим сетям общего назначения».
3. Колебания напряжения, вызванные кратковременными, изменениями нагрузки, например включением короткозамкнутых асинхронных электродвигателей не должны превышать величин, установленныхГОСТ 13109-67, и вызывать нарушения работы действующих электроприемников.
4. Механическая прочность проводов должна быть не ниже допустимой для данного вида электропроводки.
5. При выборе схемы и расчетах питающих сетей целесообразно учитывать экономические факторы, характеризующиеся наименьшими приведенными затратами
6. Распределение допустимых, потерь напряжения по участкам внутренней сети целесообразно производить из условия наименьших затрат проводниковых материалов.
7. Аппараты защиты должны обеспечивать защиту всех участков сети от коротких замыканий, а в некоторых случаях, предусмотренных ПУЭ, и от перегрузки. Кроме того, эти аппараты не должны срабатывать при кратковременных повышениях токов нагрузки, возможных при нормальных режимах работы сети, например, при включениях короткозамкнутых электродвигателей, электромагнитов клапанов противопожарных устройств и т, д. Аппараты защиты должны по возможности работать избирательно, т. е. обеспечивать селективное отключение поврежденного участка.
11.1. Расчётный ток нагрузки – это величина тока, определяемого, исходя из величины расчётной мощности потребителей.
Основой расчета сети является определение электрических нагрузок,
которое подробно рассмотрено в темах 5, 6, 7.
Длительно допустимые нагрузки проводников
Определенному значению длительно проходящего тока при неизменных температурах окружающей среды и условиях прокладки соответствует и определенная температура проводника. Соответственно наибольшей допустимой температуре нагрева проводника устанавливается величина длительно допустимого тока, нормируемая ПУЭ. Эта величина зависит от материала, сечения проводника, температуры окружающей среды материала изоляции и способа прокладки.
Длительно допустимые токовые нагрузки (11.2) могут определяться на основе теплового расчета, однако, в особенности для изолированных проводов и кабелей, формулы получаются сложными, и поэтому в ПУЭ даются готовые таблицы допустимых токовых нагрузок, которые получены как расчётным, так и экспериментальным путем (табл. 11.1) В ПУЭ приведены средние температуры окружающей среды, для которых составлены таблицы (внутри помещений +25 °С). Если температура окружающей среды существенно отличается от нормированной, то допустимые токовые нагрузки следует пересчитать, умножая нормированную нагрузку на коэффициент по ПУЭ.
11.2. Длительнодопустимой токовой нагрузкойназывается такая величина силы тока, при длительном протекании которого установившаяся температура проводника не превышает установленной допустимой температуры по величине теплового износа изоляции или по тепловому воздействию на голый проводник.
Выбор сечения проводов по условиям нагрева
Предельно допустимые температуры нагрева для некоторых типов проводов и кабелей следующие: неизолированные провода — 70°С; изолированные провода в резиновой или полихлорвиниловай изоляции-55° С; провода в теплостойкой резиновой изоляции-65°С; кабели с бумажной изоляцией на напряжение до 3 кВ — 80°С; кабели с бумажной изоляцией на напряжение до 6 кВ—65°С; кабели с бумажной изоляцией на напряжение до 10 кВ — 60° С.
Исходя из этих значений, определяют длительно допустимые токовые нагрузки на провода и кабели потаблице 11.1.
Для выбора сечения жил определяют расчётный ток и по таблице 1.1 выбирается ближайшее большее значение допустимого тока, по которому и выбирается стандартное сечение соответствующее этому току.
Например. Определён расчётный ток IР =78 А, известно, что провод алюминиевый, проложенный открыто. По табл. 11.1 находим равное или ближайшее большее значение тока – 80 А. Для такого тока находим в таблице 11.1 сечение 16 мм 2 .
Аналогично выбираются сечение жил кабелей по таблицам длительно допустимых токовых нагрузок, которые приведены в справочной литературе в зависимости от материала жил, их изоляции и условий прокладки (открыто, в трубах, в земле и др.) и количества кабелей в одной трассе.
В зависимости от температуры окружающей среды допустимый ток при длительном режиме работы определяется по формуле
где Iмакс — расчетный ток нагрузки, А; Кп — поправочный коэффициент на температуру окружающей среды
Расчетный ток нагрузки определяется по формулам:
а) для трехфазной четырехпроводной и трехпроводной сетей
б) для двухфазной сети с нулевым проводом при включении электроприемников на фазное напряжение
в) для однофазной сети
где Рмакс — расчетная максимальная нагрузка, кВт; UН — номинальное линейное напряжение, В; Uф — номинальное фазное напряжение, В.
Для сетей, питающих люминесцентные лампы, при определении расчетного тока следует вводить повышающий коэффициент, учитывающий потери в пускорегулирующих аппаратах (ПРА) по следующим средним данным, которые приняты в проектной практике: при стартерных схемах зажигания 1,25, при бесстартерных 1,3.
Коэффициент мощности cosφ следует принимать для линий, питающих электроприемники квартир, на основе указаний для электроприемников встроенных помещений — по проектам электрооборудования этих помещений; Для люминесцентных светильников, устанавливаемых на лестницах в холлах, вестибюлях,0,9 для светильников с компенсированными ПРА и 0,5 с некомпенсированными ПРА.
При выборе сечений проводов по условиям допустимого нагрева кроме указанного выше, необходимо учитывать следующее.
1. В трехфазных четырехпроводных питающих линиях квартир имеет место неустранимая постоянная асимметрия токовых нагрузок в фазных проводах. Поэтому ПУЭ требуют принимать сечения нулевых проводов равными сечениям фазных проводов при сечениях последних до 25 мм 2 включительно (по алюминию). При больших сечениях фазных проводов сечения нулевых проводов должны выбираться сечением не менее 50% фазных проводов.
2. Для двухфазных и однофазных линий сечения нулевых проводов принимаются равными сечениям фазных проводов.
3. При выборе сечений нулевых проводов сетей люминесцентного освещения необходимо учитывать наличие в этих проводах токов высших гармонических кратных трем, которые существуют вследствие несинусоидальности кривых токов, даже при равномерной нагрузке фаз.В связи с тем, что в этих случаях ток в нулевом проводе может достигать, особенно при компенсированных ПРА. 85—90% тока в фазном проводе, сечения нулевых проводов следует принимать равными сечениям фазных проводов.
4. При прокладке проводов в коробах и лотках допустимую токовую нагрузку следует принимать:
а) при прокладке проводов в лотках в один горизонтальный ряд как для открыто проложенных проводов;
б) при прокладке проводов в коробах и лотках пучками как для проводов, проложенных в трубах.
5. При прокладке более четырех проводов в трубах, коробах, а также в лотках пучками следует принимать допустимую токовую нагрузку:
а) для 5-6 одновременно нагруженных проводов как для открыто проложенных проводов с коэффициентом 0,68;
б) для 7-9 одновременно нагруженных проводов как для открыто проложенных проводов с коэффициентом 0,63;
в) для 10-12 Одновременно нагруженных проводов как для открыто проложенных проводов с коэффициентом 0,6.
Сечения проводов, проложенных в каналах строительных конструкций, а также замоноличенных проводок можно выбирать как для проводов в трубах.
6. Для четырехпроводных линий, проложенных в трубах или каналах строительных конструкций, питающих электроприемники квартир и общедомовых потребителей (силовых и осветительных с лампами накаливания), допустимые токовые нагрузки принимаются как для трех одножильных проводов, прокладываемых в одной трубе. Для таких же линий, питающих люминесцентное освещение, как для четырех одножильных проводов, прокладываемых в одной трубе.
7. При повторно-кратковременном и кратковременном режимах работы сети (например, линии, питающие лифты) расчетную токовую нагрузку следует приводить к длительному режиму по формуле
Формула применяется для алюминиевых проводов сечением более 16мм 2. Для меньших сечений токовые нагрузки принимаются такими, как для длительного режима:
При этом имеется в виду, что Iмакс приведено к температуре окружающей среды.
Под повторно — кратковременным режимом работы согласно ПУЭ понимается такой режим, при котором общая длительность цикла Тц не превышает 10 мин, а продолжительность рабочего периода tp не превышает 4 мин. Продолжительность включения определяется из выражения
Кратковременным является режим работы, при котором проводник охлаждается до температуры окружающей среды за период паузы. При этом длительность рабочего периода не должна превышать 4мин.
Выбор сечений проводов и кабелей с учетом характеристик защитных аппаратов.
Правила устройства электроустановок регламентируют наряду с проверкой по допустимому нагреву определенные соотношения между токами защитных аппаратов и допустимым током, т. е. пропускной способностью проводов и кабелей. Эти соотношения в сетях, защищаемых от перегрузки, часто оказываются решающими при выборе сечений проводов и кабелей. Следует иметь в виду, что предохранители и автоматы, защищающие сети от перегрузок, одновременно надежно защищают их и от коротких замыканий.
Условие соответствия номинальному току или току трогания (срабатывания) защитного аппарата выражается следующим уравнением:
где Кз — кратность допустимого тока проводника по отношению к соответствующему току защитного аппарата. Величины К3 для сетей, защищаемых только от коротких замыканий, а также от коротких замыканий и перегрузки, приведены в табл. 11.2.
Как сказано выше, выбранные защитные аппараты и сечения проводов должны удовлетворять еще одному требованию. Должно быть обеспечено надежное срабатывание защиты при коротких замыканиях в конце линии. Однако при обеспечении соотношений, в сетях, защищаемых только от коротких замыканий, т. е. не требующих защиты от перегрузки, расчетная проверка кратностей токов короткого замыкания может не производиться.
1. У автоматов, имеющих одновременно тепловой и электромагнитный расцепители, Кз проверяется только для теплового расцепителя (регулируемого и нерегулируемого).
2. Сечения проводов и кабелей для ответвлений к короткозамкнутым электродвигателям в сетях, проложенных в невзрывоопасных помещениях и защищаемых от перегрузки, выбираются, по номинальным токам электродвигателей.
3. Если требуемая допустимая токовая нагрузка проводника, не совпадает с данными таблиц допустимых нагрузок по ПУЭ, то допускается применение проводника ближайшего меньшего сечения. Однако при этом допустимый ток проводника не должен быть меньше расчетного тока линии.
Выбор сечения проводов и кабелей по экономической плотности тока
В стоимость передачи электрической энергии входят стоимость потерь энергии в проводах электрических сетей и в трансформаторах, годовые эксплуатационные расходы, слагаемые из отчислений на амортизацию, расходы на текущий ремонт и обслуживание.
При проектировании электрических сетей важно обеспечить наименьшую стоимость электроэнергии. В значительной степени это зависит от выбранных сечений проводов. Если их занизить, то потери возрастут, а увеличить — уменьшится стоимость потерянной электроэнергии. Однако это приводит к росту первоначальных капитальных затрат на сооружение сети.
Сечение, соответствующее минимуму стоимости передачи электроэнергии, называют экономическим. Установлена экономическая плотность тока, которая соответствует минимуму приведенных затрат и удовлетворяет оптимальному соотношению между затратами цветного металла и потерями энергии в линии.
11.3 Экономическая плотность тока– это плотность, при которой обеспечивается минимум денежных затрат на эксплуатацию системы электроснабжения
ПУЭ рекомендуют пользоваться следующей формулой для определения экономического сечения жил проводов и кабелей (мм 2 ):
где Iмах — расчетный ток линии при нормальной работе сети, А;Iэк —экономическая плотность тока(11.3), А/мм 2. определяемая в зависимости от материала и времени использования максимальной нагрузки.
Расчетный ток линии принимают при нормальной работе сети без учета повышенной нагрузки при авариях и ремонтах.
Полученное сечение проводника округляют до ближайшего стандартного сечения.
В табл. 11.3 приведены экономические плотности тока, рекомендуемые ПУЭ.
Выбирают сечения проводов линии по экономической плотности тока. Выбранное сечение проверяют по допустимому нагреву, допустимой потере напряжения и механической прочности. Окончательно принимают наибольшее сечение, полученное в результате этих расчетов.
Согласно указаниям ПУЭ по экономической плотности тока, не выбирают:
а) сети промышленных предприятий и сооружений напряжением до 1000В при числе часов использования максимума нагрузки предприятия до 4000—5000 в год;
б) ответвления к отдельным электроприемникам напряжением до 1000 В, а также осветительные сети промышленных предприятий, жилых и общественных зданий, проверенные по потере напряжения;
в) сборные шины электроустановок всех напряжений;
г) сети временных сооружений, а также установки с малым сроком службы (3-5 лет)
д) провода, идущие к сопротивлениям, пусковым реостатам.
Для проводов и кабелей всех сечений экономическая плотность тока повышается на 40% при максимуме нагрузки в ночное время, а для изолированных проводов сечением до 16 мм 2 — независимо от времени максимума.
Источники: http://h4e.ru/komplektuyushchie/91-vybor-secheniya-kabelya, http://elektt.blogspot.ru/2015/11/provod.html, http://www.studfiles.ru/preview/5432913/page:3/