Как подобрать сечение провода для квартиры. Пример расчета сечения кабеля. Какой провод не подходит для проводки в квартире
В процессе проведения ремонта обычно всегда осуществляют замену старой электропроводки. Это связано с тем, что в последнее время появилось много полезных бытовых приборов, которые облегчают жизнь домохозяек. Причем, потребляют они немало энергии, чего старая проводка, просто может не выдержать. К таким электроприборам следует отнести стиральные машины, электрические духовки, электрочайники, микроволновые печи и т.д.
Прокладывая электропровода, следует знать, какого сечения провод нужно проложить, чтобы запитать тот или иной электроприбор или группу электроприборов. Как правило, выбор осуществляется как по потребляемой мощности, так и по силе тока, который потребляют электроприборы. При этом, нужно учитывать, как способ укладки, так и длину провода.
Довольно просто осуществить выбор сечения прокладываемого кабеля по мощности нагрузки. Это может быть одна нагрузка или совокупность нагрузок.
Каждый бытовой прибор, тем более новый, сопровождается документом (паспортом), где указаны его основные технические данные. Кроме этого, такие же данные имеются на специальных табличках, прикрепленных к корпусу изделия. На этой табличке, которая располагается сбоку или сзади прибора, указывается страна изготовитель, его заводской номер и, конечно же, его потребляемая мощность в ватах (W) и ток, который потребляет аппарат в амперах (А). На изделиях отечественного производителя мощность может указываться в ваттах (Вт) или киловаттах (кВт). На импортных моделях присутствует буква W. Кроме этого, потребляемая мощность обозначается как «ТОТ» или «ТОТ MAX».
Пример подобной таблички, где указана основная информация о приборе. Такую табличку можно найти на любом техническом устройстве.
В случае, если узнать нужную информацию не удается (на табличке затерлась надпись или бытовой техники еще нет) можно узнать приблизительно, какую мощность имеют самые распространенные бытовые приборы. Все эти данные реально отыскать в таблице. В основном, электроприборы стандартизированы по потребляемой мощности и особого разброса данных нет.
В таблице выбираются именно те электроприборы, которые планируется приобрести, и записываются их потребляемый ток и мощность. Из списка лучше выбирать показатели, которые имеют максимальные величины. В таком случае не удастся просчитаться и проводка окажется более надежной. Дело в том, что чем толще кабель, тем лучше, так как проводка греется гораздо меньше.
Как осуществляется выбор
При выборе провода, следует просуммировать все нагрузки, которые будут подключены к этому проводу. При этом, следует проконтролировать, чтобы все показатели были выписаны или в ваттах, или киловаттах. Чтобы перевести показатели к одному значению, следует цифры или поделить, или умножить на 1000. Например, чтобы перевести в ватты, следует все цифры (если они в киловаттах) умножить на 1000: 1,5 кВт = 1,5х1000 = 1500 Вт. При обратном переводе действия производятся в обратном порядке: 1500 Вт = 1500/1000 = 1,5 кВт. Обычно, все расчеты производятся в ватах. После подобных расчетов производится выбор кабеля, воспользовавшись соответствующей таблицей.
Воспользоваться таблицей можно следующим образом: находят соответствующий столбик, где указано напряжение питания (220 или 380 вольт). В этом столбике находится цифра, которая соответствует мощности потребления (нужно брать чуть большее значение). В строчке, которая соответствует потребляемой мощности, в первом столбце указано сечение провода, которое допустимо использовать. Отправляясь в магазин за кабелем, следует искать провод, сечение которого соответствует записям.
Какой провод использовать – алюминиевый или медный?
В данном случае все зависит от потребляемой мощности. К тому же, медный провод выдерживает нагрузку в два раза больше, чем алюминиевый. Если нагрузки большие, то лучше отдать предпочтение медному проводу, так как он будет тоньше и его легче прокладывать. К тому же, его проще подключать к электрооборудованию, в том числе и к розеткам, и к выключателям. К сожалению, провод из меди имеет существенный минус: он стоит намного дороже провода из алюминия. Несмотря на это, он прослужит гораздо дольше.
Как рассчитать сечение кабеля по току
Большинство мастеров рассчитывают диаметры проводов по потребляемому току. Иногда это упрощает задачу, тем более, если знать какой ток выдерживает провод, имеющий ту или иную толщину. Для этого необходимо выписать все показатели потребляемого тока и просуммировать. Сечение провода можно подобрать по той же таблице, только теперь нужно искать столбик, где указан ток. Как правило, всегда выбирается большее значение для надежности.
Например, для подключения варочной поверхности, которая может потреблять максимальный ток до 16А, обязательно выбирается медный провод. Обратившись за помощью к таблице, искомый результат можно найти в третьей колонке слева. Поскольку там нет значения 16А, то выбираем ближайшее, большее – 19А. Под этот ток подходит значение сечения кабеля, равное 2,0 мм квадратных.
Как правило, подключая мощные бытовые приборы, их запитывают отдельными проводами, с установкой отдельных автоматов включения. Это существенно упрощает процесс подбора проводов. К тому же, это часть современных требований к электропроводке. Плюс ко всему, это практично. В аварийной ситуации не придется отключать электричество полностью, во всем жилище.
Не рекомендуется выбирать провода по меньшему значению. Если кабель постоянно будет работать при максимальных нагрузках, то это может привести к аварийным ситуациям в электрической сети. Результатом может послужить пожар, если неправильно подобраны автоматические выключатели. При этом, следует знать, что они от возгорания оболочки провода не защищают, а подобрать точно по току не удастся, чтобы он смог защитить провода от перегрузки. Дело в том, что они не регулируются и выпускаются на фиксированное значение тока. Например, на 6А, на 10А, на 16А и т.д.
Выбор провода с запасом позволит в дальнейшем установить на эту линию еще один электроприбор или даже несколько, если это будет соответствовать норме потребления по току.
Расчет кабеля по мощности и длине
Если взять во внимание среднестатистическую квартиру, то длина проводов не достигает таких величин, чтобы принимать во внимание этот фактор. Несмотря на это, бывают случаи, когда при выборе провода следует учитывать и их длину. Например, требуется подключить частный дом от ближайшего столба, который может находиться на значительном расстоянии от дома.
При значительных токах потребления, длинный провод может оказывать влияние на качество электропередачи. Это связано с потерями в самом проводе. Чем больше будет длина провода, тем больше окажутся потери в самом проводе. Другими словами, чем больше будет длина провода, тем больше окажется падения напряжения на данном участке. Применительно к нашему времени, когда качество электропитания оставляет желать лучшего, подобный фактор играет существенную роль.
Чтобы это знать, опять придется обратиться к таблице, где можно определить сечение провода, в зависимости от расстояния до точки питания.
Таблица определения толщины провода, в зависимости от мощности и расстояния.
Открытый и закрытый способ прокладки проводов
Ток, проходящий по проводнику, заставляет его нагреваться, так как он имеет определенное сопротивление. Итак, чем больше ток, тем больше тепла на нем выделяется, при условиях одинакового сечения. При одном и том же токе потребления, тепла выделяется на проводниках меньшего диаметра больше, чем на проводниках, имеющих большую толщину.
В зависимости от условий прокладки, изменяется и количество тепла, выделяемое на проводнике. При открытой прокладке, когда провод активно охлаждается воздухом, можно отдать предпочтение тоньшему проводу, а когда провод прокладывается закрытым и охлаждение его сведено к минимуму, то лучше выбирать более толстые провода.
Подобную информацию так же можно найти в таблице. Принцип выбора такой же, но с учетом еще одного фактора.
И, наконец, самое главное. Дело в том, что в наше время производитель пытается экономить на всем, в том числе и на материале для проводов. Очень часто, заявленное сечение не отвечает действительности. Если продавец не ставит в известность покупателя, то лучше на месте провести измерение толщины провода, если это критично. Для этого достаточно взять с собой штангенциркуль и замерить толщину провода в миллиметрах, после чего посчитать его сечение по простой формуле 2*Pi*D или Pi*R в квадрате. Где Pi — это постоянное число равное 3,14, а D – это диаметр провода. В другой формуле – соответственно Pi=3,14, а R в квадрате – это радиус в квадрате. Радиус вычислить очень просто, достаточно диаметр поделить на 2.
Некоторые продавцы прямо указывают на несоответствие заявленного сечения и действительного. Если провод выбирается с большим запасом – то это совсем не существенно. Главная проблема состоит в том, что цена провода, по сравнению с его сечением, не занижается.
Замена проводки в квартире или доме - ответственный процесс, который требует грамотного выполнения монтажных работ и правильного выбора электротехнических приборов, расходных материалов.
Основная нагрузка приходится на розетки, к которым подключают мощные бытовые электроприборы. Возникает вопрос: какого сечения должен быть провод для розеток? Диаметр должен быть таким, чтобы кабель выдержал токовую нагрузку и не перегревался в процессе эксплуатации энергозависимой техники.
Особенности монтажа розеток
Ремонтные работы по замене электропроводки должны выполняться в соответствие с Правилами эксплуатации электроустановок. Для самостоятельного монтажа токоведущих проводников нужно иметь элементарный опыт в проведении такой работы.
Устанавливать розетки для использования в бытовых целях необходимо с соблюдением следующих условий:
- От прибора отсчета потребляемой электроэнергии подключают несколько автоматов - по одному на каждое помещение квартиры или дома.
- Автоматы должны срабатывать на отключение подачи электроэнергии в случае перегрузки сети, замыкания и прочих неприятностей.
- Каждая комната квартиры или дома должна обслуживаться отдельной распределительной коробкой и автоматом отсечения.
- Нельзя объединять в одну сеть нагруженные розеточные группы и провода освещения.
- Сечение провода для розетки выбирают в зависимости от мощности электроприборов, которые планируется подключать в сеть.
- Рекомендуется использовать для бытовых нужд медные, а не алюминиевые проводники, поскольку они обладают большим сроком службы.
- Диаметр сечения кабеля для розетки должен составлять 2,5 мм2 при условии, что суммарная потребляемая мощность электроприборов не превышает 3 кВт.
- На кухне для розеток, в которые подключают мощные бытовые приборы, выбирают кабель сечением 6 мм2 - оптимальный вариант, но не менее 4 мм2, способный выдержать большие нагрузки.
Если в комнате подключают в сеть только маломощные приборы, можно проложить для розетки кабель сечением 1,5 мм2. Но это минимально допустимое значение, потому при крайней необходимости включать в такую розетку мощный прибор небезопасно - провод будет сильно нагреваться.
Характеристики кабеля
В жилых помещениях для монтажа проводки преимущественно используют двухжильные и трехжильные провода. Первые подходят для розеток без заземления, вторые - для розеток с заземлением. Для организации освещения достаточно провода сечением в 1,5 мм2.
Чаще всего применяют следующие виды кабелей:
- ВВГ и ВВГ негорючий - силовой провод, который может работать в сетях с напряжением 220 и 380 В. ВВГ расшифровывается как кабель «винил-винил-голый», то есть в качестве оболочки и изоляции используется поливинилхлоридный пластикат, а в качестве токопроводящей жилы - многопроволочный медный проводник. Сечение провода – от 1,5 до 50 мм2 для 1, 2, 3, 4 жил и от 1,5 до 25 мм2 для пяти- и шестижильных проводников.
- ПВС - кабель из скрученных медных проводников в виниловой оболочке, изоляция которого выполнена с использованием поливинилхлоридной смолы. Отличается хорошей гибкостью, устойчивостью к коррозии, безупречными эксплуатационными характеристиками. Подходит для организации проводки от распределительной коробки в жилых помещениях, подключения розеток для электроприборов. Количество токоведущих жил - 2 – 5, сечение - 0,75 – 2,5 мм2.
- NYM - провод для монтажа стационарной электропроводки, изготовленный по немецкой технологии. Конструкция провода состоит из медных жил, пространство между которыми заполнено негорючей невулканизированной резиновой смесью, а оболочка проводника изготовлена из негорючего поливинилхлоридного пластиката. Силовой кабель работает в сетях с напряжением до 660 В при частоте тока 50 Гц. Исполнение кабеля - 2, 3, 4, 5 жил, сечение - от 1,5 до 70 мм2.
Какого сечения должен быть провод для розеток в жилых помещениях? Для бытовой проводки при подключении розеток рационально использовать двух- и трехжильный медный проводник сечением 2,5 – 6 мм2, токоведущие части которого изолированы друг от друга и защищены внешней оболочкой из негорючего поливинилхлорида.
Расчет проводника по мощности
Все энергозависимые приборы, используемые в быту, отличаются показателем потребляемой мощности. Главное правило организации электропроводки - просчитать суммарную мощность техники и освещения, чтобы выбрать подходящий вводный кабель.
В представленной ниже таблице указана средняя мощность бытовых электроприборов. Ориентируясь на нее, можно определить нагрузку на проводку в каждой комнате.
| Название электроустановки | Средняя потребляемая мощность, Вт |
|---|---|
| Тостер | 800 – 1200 |
| Кофеварка | 1000 |
| Электрический чайник | 1200 |
| Духовка, духовой шкаф | 1200 – 2000 |
| Электрическая плита | 2500 – 3000 |
| Холодильник | 400 – 600 |
| Микроволновая печь | 1400 – 1800 |
| Компьютер | 500 – 550 |
| Принтер | 500 |
| Телевизор | 200 – 300 |
| Утюг | 1000 – 1700 |
| Фен | 1000 – 1200 |
| Пылесос | 1000 – 1600 |
| Кондиционер | 1500 |
| Вентилятор | 1000 |
| Нагревательный бак | 1500 |
| Водяной насос | 1000 |
| Стиральная машина-автомат | 2500 |
| Осветительные приборы | 2000 |
Нужно учесть, что по мере необходимости в сеть могут быть подключены строительные электроприборы, сварочное, компрессорное, насосное и генераторное оборудование.
Максимальная длина и сечение кабеля в зависимости от мощности
Суммарную мощность приборов умножают на коэффициент 0,75 и получают значение, которому должен соответствовать вводный кабель. Аналогично просчитывают мощность приборов для каждого помещения.
При выборе сечения кабеля исходят из технических характеристик - диаметр, напряжение, ток, мощность. Характеристики медного силового кабеля при монтаже скрытой и открытой проводки для розеток следующие:
| Скрытая электропроводка | |||
|---|---|---|---|
| Сечение, мм2 | Ток, А | При напряжении в 220 В | При напряжении в 380 В |
| 1,0 | 14 | 3,0 | 5,3 |
| 1,5 | 15 | 3,3 | 5,7 |
| 2,5 | 21 | 4,6 | 7,9 |
| 4,0 | 27 | 5,9 | 10,0 |
| 6,0 | 34 | 7,4 | 12,0 |
| 10,0 | 50 | 11,0 | 19,0 |
| 16,0 | 80 | 17,0 | 30,0 |
| 25,0 | 100 | 22,0 | 38,0 |
| Открытая электропроводка | |||
| Сечение, мм2 | Ток, А | При напряжении в 220 В | При напряжении в 380 В |
| 0,5 | 11 | 2,4 | – |
| 0,75 | 15 | 3,3 | – |
| 1,0 | 17 | 3,7 | 6,4 |
| 1,5 | 23 | 5,0 | 8,7 |
| 2,5 | 30 | 6,6 | 11,0 |
| 4,0 | 41 | 9,0 | 15,0 |
| 6,0 | 50 | 11,0 | 19,0 |
| 10,0 | 80 | 17,0 | 30,0 |
| 16,0 | 100 | 22,0 | 38,0 |
| 25,0 | 140 | 30,0 | 53,0 |
Обязательно нужно обратить внимание на марку кабеля и число жил - проводники рассчитаны на различную нагрузку в сети. Так, к примеру, трехжильный провод ВВГ сечением 2,5 мм2 выдержит ток в 21 А, кабель ПВС из трех жил такого же сечения работает при нагрузке до 27 А, а силовой провод NYM с тремя жилами сечением 2,5 мм2 можно эксплуатировать при токовой нагрузке до 30 А.
При установке розеток используют два варианта прокладки токоведущих жил - скрытая и открытая проводка к распределительной коробке. Монтаж скрытых проводников осуществляют в штробах на негорючих основаниях - стены из кирпича, цемента.
Обратите внимание! Кабель укладывают в штробу строго перпендикулярно линии горизонта и ведут до распределительной коробки только под прямым углом.
Открытый монтаж выполняют с размещением силового провода в кабель-канале или защитном рукаве, гофре, плинтусе, чтобы исключить возгорание пожароопасных конструкций или повреждение проводников.
После выбора сечения кабеля учитывают основные правила прокладки проводов при установке розеток:
- При скрытом монтаже глубина штробы составляет минимум 20 мм.
- Горизонтальные повороты кабеля выполняют на высоте 2500 мм от пола.
- Открытый монтаж по горючим основаниям запрещен без укладки провода в рукав.
- Использование автомата для каждой комнаты - обязательное условие монтажа.
- При выборе силового кабеля для розеток руководствуются не только сечением и числом жил, но и диаметром провода с обмоткой, чтобы поместить его в штробу или кабель-канал.
Самостоятельная установка розеток производится только после обесточивания комнаты.
Устройства защитного отключения электрической энергии должны соответствовать мощности электротехнических установок. Это позволяет исключить ситуации, когда при включении нескольких мощных приборов автомат срабатывает в результате превышения показателя силы тока на конкретном участке электрической цепи.
В статье рассмотрены основные критерии выбора сечения кабеля, даны примеры расчетов.
На рынках часто можно увидеть написанные от руки таблички, указывающие, какой 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 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.
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.
