В теории и практике, выбору площади поперечного сечения провода по току (толщине) уделяется особое внимание. В данной статье, анализируя справочные данные, познакомимся с понятием «площадь сечения».
Расчет сечения проводов.
В науке не используется понятие «толщина» провода. В литературных источниках используется терминология - диаметр и площадь сечения. Применимо к практике, толщина провода характеризуется площадью сечения .
Довольно легко рассчитывается на практике сечение провода . Площадь сечения вычисляется с помощью формулы, предварительно измерив его диаметр (можно измерить с помощью штангенциркуля):
S = π (D/2)2 ,
- S - площадь сечения провода, мм
- D- диаметр токопроводящей жилы провода. Измерить его можно с помощью штангенциркуля.
Более удобный вид формулы площади сечения провода:
S=0,8D.
Небольшая поправка - является округленным коэффициентом. Точная расчетная формула:
В электропроводке и электромонтаже в 90 % случаях применяется медный провод. Медный провод по сравнению с алюминиевым проводом, имеет ряд преимуществ. Он более удобен в монтаже, при такой же силе токе имеет меньшую толщину, более долговечен. Но чем больше диаметр (площадь сечения ), тем выше цена медного провода. Поэтому, несмотря на все преимущества, если сила тока превышает значение 50 Ампер, чаще всего используют алюминиевый провод. В конкретном случае используется провод, имеющий алюминиевую жилу 10 мм и более.
В квадратных миллиметрах измеряют площадь сечения проводов . Наиболее чаще всего на практике (в бытовой электрике), встречаются такие площади сечения: 0,75; 1,5; 2,5; 4 мм.
Существует иная система измерения площади сечения (толщины провода) - система AWG, которая используется, в основном в США. Ниже приведена таблица сечений проводов по системе AWG, а так же перевод из AWG в мм.
Рекомендовано прочитать статью про выбор сечения провода для постоянного тока. В статье приведены теоретические данные и рассуждения о падении напряжения, о сопротивлении проводов для разных сечений. Теоретические данные сориентируют, какое сечение провода по току наиболее оптимально, для разных допустимых падений напряжения. Также на реальном примере объекта, в статье о падении напряжения на трехфазных кабельных линиях большой длины, приведены формулы, а также рекомендации о том, как уменьшить потери. Потери на проводе прямо пропорциональны току и длине провода. И являются обратно пропорциональными сопротивлению.
Выделяют, три основные принципа, при выборе сечения провода .
1. Для прохождения электрического тока, площадь сечения провода (толщина провода), должна быть достаточной. Понятие достаточно означает, что когда проходит максимально возможный, в данном случае, электрический ток, нагрев провода будет допустимый (не более 600С).
2. Достаточное сечение провода, что бы падение напряжения не превышало допустимого значения. В основном это относится к длинным кабельным линиям (десятки, сотни метров) и токам большой величины.
3. Поперечное сечение провода, а также его защитная изоляция, должна обеспечивать механическую прочность и надежность.
Для питания, например люстры, используют в основном лампочки с суммарной потребляемой мощностью 100 Вт (ток чуть более 0,5 А).
Выбирая толщину провода, необходимо ориентироваться на максимальную рабочую температуру. Если температура будет превышена, провод и изоляция на нем будут плавиться и соответственно это приведет к разрушению самого провода. Максимальный рабочий ток для провода с определенным сечением ограничивается только максимально его рабочей температурой. И временем, которое сможет проработать провод в таких условиях.
Далее приведена таблица сечения проводов, при помощи которой в зависимости от силы тока , можно подобрать площадь сечения медных проводов. Исходные данные - площадь сечения проводника.
Максимальный ток для разной толщины медных проводов. Таблица 1.
|
Сечение токопроводящей жилы, мм 2 |
Ток, А, для проводов, проложенных |
||
|
открыто |
в одной трубе |
||
|
одного двух жильного |
одного трех жильного |
||
Выделены номиналы проводов, которые используются в электрике. «Один двужильный» - провод, имеющий два провода. Один Фаза, второй - Ноль - это считается однофазное питание нагрузки. «Один трехжильный» - используется при трехфазном питании нагрузки.
Таблица помогает определиться, при каких токах, а также в каких условиях эксплуатируется провод данного сечения .
Например, если на розетке написано «Мах 16А», то к одной розетке можно проложить провод сечением 1,5мм. Необходимо защитить розетку выключателем на ток не более чем 16А, лучше даже 13А, или 10 А. Эту тему раскрывает статья «Про замену и выбор защитного автомата».
Из данных таблицы видно, что одножильный провод - означает, что вблизи (на расстоянии менее 5 диаметров провода), не проходит более никаких проводов. Когда два провода рядом, как правило, в одной общей изоляции - провод двужильный. Здесь более тяжелый тепловой режим, поэтому меньше максимальный ток. Чем больше собрано в проводе или пучке проводов, тем меньше должен быть максимальный ток отдельно для каждого проводника, из-за возможности перегрева.
Однако, эта таблица не совсем удобна с практической стороны. Зачастую исходный параметр - это мощность потребителя электроэнергии, а не электрический ток. Следовательно, нужно выбирать провод.
Определяем ток, имея значение мощности. Для этого, мощность Р (Вт) делим на напряжение (В) - получаем ток (А):
I=P/U.
Для определения мощности, имея показатель тока, необходимо ток (А) умножить на напряжение (В):
P=IU
Данные формулы используют в случаях активной нагрузки (потребители в жилых помещениях, лампочки, утюги). Для реактивной нагрузки в основном используется коэффициент от 0,7 до 0,9 (для работы мощных трансформаторов, электродвигателей, обычно в промышленности).
В следующей таблице предложены исходные параметры - потребляемый ток и мощность, а определяемые величины - сечение провода и ток отключения защитного автоматического выключателя.
Исходя из потребляемой мощности и тока - выбор площади поперечного сечения провода и автоматического выключателя.
Зная мощность и ток, в нижеприведенной таблице можно выбрать сечение провода .
Таблица 2.
|
Макс. мощность, |
Макс. ток нагрузки, |
Сечение |
Ток автомата, |
Критические случаи в таблице выделены красным цветом, в этих случаях лучше перестраховаться, не экономя на проводе, выбрав более толстый провод, нежели указано в таблице. А ток автомата наоборот поменьше.
По таблице можно без труда выбрать сечение провода по току , или сечение провода по мощности . Под заданную нагрузку выбрать автоматический выключатель.
В данной таблице все данные приведены для следующего случая.
- Одна фаза, напряжение 220 В
- Температура окружающей среды +300С
- Прокладка в воздухе либо коробе (находится в закрытом пространстве)
- Провод трехжильный, в общей изоляции (провод)
- Используется наиболее распространенная система TN-S с отдельным проводом заземления
- В очень редких случаях потребитель достигает максимальную мощность. В таких случаях, максимальный ток может действовать длительно без отрицательных последствий.
Рекомендовано выбирать большее сечение (следующее из ряда), в случаях, когда температура окружающей среды будет на 200С выше, либо в жгуте будет несколько проводов. Это особо важно в тех случаях, если значение рабочего тока, приближено к максимальному.
В сомнительных и спорных моментах, таких как:
большие пусковые токи; возможное в будущем увеличение нагрузки; пожароопасные помещения; большие перепады температур (например, провод находится на солнце), необходимо увеличить толщину проводов. Либо же для достоверной информации, обратиться к формулам и справочникам. Но в основном, табличные справочные данные применимы для практики.
Также толщину провода можно узнать эмпирическим (полученным опытным путем) правилом:
Правило выбора площади сечения провода для максимального тока.
Нужную площадь сечения для медного провода , исходя из максимального тока, можно подобрать применяя правило:
Необходимая площадь сечения провода равна максимальному току, деленному на 10.
Расчеты по этому правилу без запаса, поэтому полученный результат нужно округлить в большую сторону до ближайшего типоразмера. Например, нужен провод сечением мм , а ток 32 Ампер. Необходимо брать ближайший, конечно, в большую сторону - 4 мм. Видно, что данное правило вполне укладывается в табличные данные.
Следует заметить, что данное правило хорошо работает для токов до 40 Ампер. Если же токи больше (за пределами жилого помещения, такие токи на вводе) - нужно выбирать провод с еще большим запасом, и делить уже не на 10, а на 8 (до 80 А).
Это же правило и для поиска максимального тока через медный провод , если известна его площадь:
Максимальный ток равен площади сечения, умножить на 10.
Про алюминиевый провод.
В отличие от меди, алюминий хуже пропускает электрический ток. Для алюминия (провод такого же сечения , что и медный), при токах до 32 А, максимальный ток будет меньше, чем для меди на 20 %. При токах до 80 А алюминий пропускает хуже ток на 30%.
Эмпирическое правило для алюминия :
Максимальный ток алюминиевого провода равен площади сечения , умножить на 6.
Имея знания, полученные в данной статье, можно выбрать провод по соотношениям «цена/толщина», «толщина/рабочая температура», а также «толщина/максимальный ток и мощность».
Основные моменты про площадь сечения проводов освещены, если же что-то не понятно, либо есть, что добавить - пишите и спрашивайте в комментариях. Подписывайтесь в блоге СамЭлектрик, для получения новых статей.
К максимально току в зависимости от площади сечения провода, немцы относятся несколько иначе. Рекомендация по выбору автоматического (защитного) выключателя, расположена в правом столбце.
Таблица зависимости электрического тока защитного автомата (предохранителя) от сечения. Таблица 3.
Данная таблица взята из «стратегического» промышленного оборудования, возможно поэтому может создаться впечатление, что немцы перестраховываются.
Для правильного и безопасного монтажа кабелей для проводки обязательно нужно произвести предварительный расчет предполагаемой потребляемой мощности. Невыполнение требований по подбору сечения кабеля, используемого для проводки, может привести к оплавлению изоляции и пожару.
Расчет сечения кабеля для определенной системы электропроводки можно разбить на несколько этапов:
- разбивка потребителей электроэнергии по группам;
- определение максимального тока для каждого сегмента;
- выбор сечения кабеля.
Все потребляющие электроприборы следует разделить на несколько групп так, чтобы суммарная мощность потребления одной группой не была выше примерно 2,5-3 кВт. Это позволит подобрать медный кабель сечением не больше 2,5 кв. мм. Мощность некоторых основных бытовых приборов приведена в Таблице 1.
Таблица 1. Значение мощности основных бытовых приборов.
Потребители, объединенные в одну группу, должны находиться территориально примерно в одном месте, так как они подключаются к одному кабелю. Если весь подключаемый объект питается от однофазной сети, то количество групп и распределение потребителей не играют существенной роли.
Тогда процент расхождения можно рассчитать по формуле = 100% — (Pmin/Pmax*100%) , где Pmax – максимальная суммарная мощность, приходящаяся на одну фазу, Pmin– минимальная суммарная мощность, приходящаяся на одну фазу. Чем меньше процент расхождения мощности, тем лучше.
Расчет максимального тока для каждой группы потребителей
После того, как для каждой группы была найдена потребляемая мощность, можно рассчитать максимальный ток. Коэффициент спроса (Кс) лучше принять везде равным 1, так как не исключается использование одновременно всех элементов одной группы (например, вы можете включить одновременно все бытовые приборы, относящиеся к одной группе потребителей). Тогда формулы для однофазной и трехфазной сети будут иметь вид:
Iрасч = Pрасч / (Uном * cosφ)
для однофазной сети, в этом случае напряжение в сети 220 В,
Iрасч = Pрасч / (√3 * Uном * cosφ)
для трехфазной сети, напряжение в сети 380 В.
При монтаже электропроводки в последние десятилетия особенную популярность получил метод с использованием . Это объясняется целым набором свойств, которыми обладает гофрированная труба, но вместе с тем, при работе с ней необходимо придерживаться определенных правил.
Часто можно встретить и в теории, и на практике термины соединение треугольником и звездой, напряжение фазное и линейное — разобраться в их различиях поможет интересная .
Значение косинуса для бытовых приборов и освещения лампами накаливания принимается равным 1, для светодиодного освещения – 0,95, для люминесцентного освещения – 0,92. Для группы находится среднеарифметический косинус. Его значение зависит от того, какой косинус у прибора, потребляющего наибольшую мощность в данной группе. Таким образом, зная токи на всех участках проводки, можно приступить к выбору сечения проводов и кабелей.
Подбор сечения кабеля по мощности
При известных значениях расчетного максимального тока можно приступить к подбору кабелей. Это можно сделать двумя способами, но проще всего подобрать нужное сечение кабеля по табличным данным. Параметры для подбора медного и алюминиевого кабеля приведены в таблице ниже.
Таблица 2. Данные для выбора сечения кабеля с медными жилами и кабеля из алюминия.
При планировании электропроводки предпочтительно выбирать кабели из одного материала. Соединение медных и алюминиевых проводов обычной скруткой запрещено правилами пожарной безопасности, так как при колебаниях температуры эти металлы расширяются по-разному, что приводит к образованию зазоров между контактами и выделению тепла. Если возникает необходимость подключения кабелей из разных материалов, то лучше всего воспользоваться специально предназначенными для этого клеммами.
Видео с формулами расчета сечения кабеля
Таблица мощности кабеля требуется чтобы правильно произвести расчет сечения кабеля , если мощность оборудования большая, а сечение кабеля маленькое, то будет происходить его нагревание, что приведет к разрушению изоляции и потере его свойств.
Для расчёта сопротивления проводника вы можете воспользоваться калькулятором расчета сопротивления проводника .
Для передачи и распределения электрического тока основным средством являются кабели, они обеспечивают нормальную работу всего, что связано с электрическим током и насколько качественной будет эта работа, зависит от правильного выбора сечения кабеля по мощности . Удобная таблица поможет сделать необходимый подбор:
|
Сечение токо- |
||||
|
Напряжение 220В |
Напряжение 380В |
|||
|
Ток. А |
Мощность. кВТ |
Ток. А |
Мощность кВТ |
|
|
Сечение Tоко- |
Алюминиевых жилы проводов и кабелей |
|||
|
Напряжение 220В |
Напряжение 380В |
|||
|
Ток. А |
Мощность. кВТ |
Ток. А |
Мощность кВТ |
|
Но чтобы пользоваться таблицей, необходимо рассчитать общую потребляемую мощность приборов и оборудования, которые используются в доме, квартире или другом месте, куда будет проведен кабель.
Пример расчета мощности.
Допустим, выполняется в доме монтаж закрытой электропроводки кабелем ВВ. На лист бумаги необходимо переписать список используемого оборудования.
Но как теперь узнать мощность ? Найти ее можно на самом оборудовании, где обычно есть бирка с записанными основными характеристиками.
Измеряется мощность в Ваттах (Вт, W) либо Киловаттах (кВт, KW). Теперь нужно записать данные, а затем их сложить.
Полученное число составляет, например, 20 000 Вт, это будет 20 кВт. Эта цифра показывает, сколько все электроприемники вместе потребляют энергии. Далее следует обдумать, какое количество приборов в течении длительного периода времени будет использоваться одновременно. Допустим получилось 80 %, в таком случае, коэффициент одновременности будет равен 0,8. Производим по мощности расчет сечения кабеля:
20 х 0,8 = 16 (кВт)
Для выбора сечения понадобится таблица мощности кабеля:
|
Сечение токо- |
Медные жилы проводов и кабелей |
|||
|
Напряжение 220В |
Напряжение 380В |
|||
|
Ток. А |
Мощность. кВТ |
Ток. А |
Мощность кВТ |
|
|
10 |
15.4 |
|||
Если трехфазная цепь 380 Вольт, то таблица будет выглядеть следующим образом:
|
Сечение токо- |
Медные жилы проводов и кабелей |
|||
|
Напряжение 220В |
Напряжение 380В |
|||
|
Ток. А |
Мощность. кВТ |
Ток. А |
Мощность кВТ |
|
|
16.5 |
||||
|
10 |
15.4 |
|||
Данные расчеты не составляют особой сложности, но рекомендуется выбирать провод или кабель наибольшего сечения жил, ведь может быть так, что будет необходимо подключить какой-нибудь прибор еще.
Дополнительная таблица мощности кабеля.
Качество проведения электромонтажных работ оказывает воздействие на безопасность целого здания. Определяющим фактором при проведении таких работ является показатель сечения кабеля. Для осуществления расчета нужно выяснить характеристики всех подключенных потребителей электричества. Необходимо провести расчет сечения кабеля по мощности. Таблица нужна, чтобы посмотреть требуемые показатели.
Качественный и подходящий кабель обеспечивает безопасную и долговечную работу любой сети
Оптимальная площадь сечения кабеля позволяет протекать максимальному количеству тока и при этом не нагревается. Выполняя проект электропроводки, важно найти правильное значение для диаметра провода, который бы подходил под определенные условия потребляемой мощности. Чтобы выполнить вычисления, требуется определить показатель общего тока. При этом нужно выяснить мощность всего оборудования, которое подключено к кабелю.
Перед работой вычисляется сечение провода и нагрузка. Таблица поможет найти эти значения. Для стандартной сети 220 вольт, примерное значение тока рассчитывается так, I(ток)=(Р1+Р2+….+Рn)/220, Pn – мощность. Например, оптимальный ток для алюминиевого провода – 8 А/мм, а для медного – 10 А/мм.
В таблице показано, как проводить расчеты, зная технические характеристики
Расчет по нагрузке
Даже определив нужное значение, можно произвести определенные поправки по нагрузке. Ведь нечасто все приборы работают одновременно в сети. Чтобы данные были более точными, необходимо значение сечения умножить на Кс (поправочный коэффициент). В случае, если будет включаться всё оборудование в одно и то же время, то данный коэф-т не применяется.
Чтобы выполнить вычисления правильно применяют таблицу расчетов сечения кабеля по мощности. Нужно учитывать, что существует два типа данного параметра: реактивная и активная.
В электрических сетях протекает ток переменного типа, показатель которого может меняться. Активная мощность нужна, чтобы рассчитать среднее показатели. Активную мощность имеют электрические нагреватели и лампы накаливания. Если в сети присутствуют электромоторы и трансформаторы, то могут возникать некоторые отклонения. При этом и формируется реактивная мощность. При расчетах показатель реактивной нагрузки отражается в виде коэффициента (cosф).
Полезная информация! В быту среднее значение cosф равняется 0,8. А у компьютера такой показатель равен 0,6-0,7.
Расчет по длине
Вычисления параметров по длине необходимы при возведении производственных линий, когда кабель подвергается мощным нагрузкам. Для расчетов применяют таблицу сечения кабеля по мощности и току. При перемещении тока по магистралям проявляются потери мощности, которые зависят от сопротивления, появляющегося в цепи.
По техническим параметрам, самое большое значение падения напряжения не должно быть больше пяти процентов.
Использование таблицы сечения проводов по мощности
На практике для проведения подсчетов применяется таблица. Расчет сечения кабеля по мощности осуществляется с учетом показанной зависимости параметров тока и мощности от сечения. Существуют специальные стандарты возведения электроустановок, где можно посмотреть информацию по нужным измерениям. В таблице представлены распространенные значения.
Чтобы подобрать кабель под определенную нагрузку, необходимо провести некоторые расчеты:
- рассчитать показатель силы тока;
- округлить до наибольшего показателя, используя таблицу;
- подобрать ближайший стандартный параметр.
Статья по теме:
Видео пошагового монтажа позволит всю работу произвести самостоятельно без обращения к специалистам. Что нужно подготовить для работы и как избежать ошибок мы и расскажем в статье.
Формула расчетов мощности по току и напряжению
Если уже имеются какие-то кабели в наличии, то чтобы узнать нужное значение, следует применить штангенциркуль. При этом измеряется сечение и рассчитывается площадь. Так как кабель имеет округлую форму, то расчет производится для площади окружности и выглядит так: S(площадь)= π(3,14)R(радиус)2. Можно правильно определить, используя таблицу, сечение медного провода по мощности.
Важная информация! Большинство производителей уменьшают размер сечения для экономии материала. Поэтому, совершая покупку, воспользуйтесь штангенциркулем и самостоятельно промеряйте провод, а затем рассчитайте площадь. Это позволит избежать проблем с превышением нагрузки. Если провод состоит из нескольких скрученных элементов, то нужно промерить сечение одного элемента и перемножить на их количество.
Какие есть примеры?
Определенная схема позволит вам сделать правильный выбор сечения кабеля для своей квартиры. Прежде всего, спланируйте места, в которых будут размещаться источники света и розетки. Также следует выяснить, какая техника будет подключаться к каждой группе. Это позволит составить план подсоединения всех элементов, а также рассчитать длину проводки. Не забывайте прибавлять по 2 см на стыки проводов.
Определение сечения провода с учетом разных видов нагрузки
Применяя полученные значения, по формулам вычисляется значение силы тока и по таблице определяется сечение. Например, требуется узнать сечение провода для бытового прибора, мощность которого 2400 Вт. Считаем: I = 2400/220 = 10,91 А. После округления остается 11 А.
Чтобы определить точный показатель площади сечения применяются разные коэффициенты. Особенно данные значения актуальны для сети 380 В. Для увеличения запаса прочности к полученному показателю стоит прибавить еще 5 А.
Стоит учитывать, что для квартир применяются трехжильные провода. Воспользовавшись таблицами, можно подобрать самое близкое значение тока и соответствующее сечение провода. Можно посмотреть какое нужно сечение провода для 3 кВт, а также для других значений.
У проводов разного типа предусмотрены свои тонкости расчетов. Трехфазный ток применяется там, где нужно оборудование значительной мощности. Например, такое используется в производственных целях.
Для выявления нужных параметров на производствах важно точно рассчитать все коэффициенты, а также учесть потери мощности при колебаниях в напряжении. Выполняя электромонтажные работы дома, не нужно проводить сложные расчеты.
Следует знать о различиях алюминиевого и медного провода. Медный вариант отличается более высокой ценой, но при этом превосходит аналог по техническим характеристикам. Алюминиевые изделия могут крошиться на сгибах, а также окисляются и имеют более низкий показатель теплопроводности. По технике безопасности в жилых зданиях используется только продукция из меди.
Основные материалы для кабелей
Так как переменный ток передвигается по трем каналам, то для монтажных работ используется трехжильный кабель. При установке акустических приборов применяются кабели, имеющие минимальное значение сопротивления. Это поможет улучшить качество сигнала и устранить возможные помехи. Для подключения подобных конструкций применяются провода, размер которых 2*15 или 2*25.
Подобрать оптимальный показатель сечения для применения в быту помогут некоторые средние значения. Для розеток стоит приобрести кабель 2,5 мм2, а для оформления освещения – 1,5 мм2. Оборудование с более высокой мощностью требует сечения размером 4-6 мм2.
Специальная таблица окажет помощь, если возникают сомнения при расчетах. Для определения точных показателей нужно учитывать все факторы, которые оказывают влияние на ток в цепи. Это длина отдельных участков, метод укладки, тип изоляции и допустимое значение перегрева. Все данные помогают увеличить производительность в производственных масштабах и более эффективно применять электрическую энергию.
Расчет сечения кабеля и провода по мощности и току, для подключения частного дома (видео)
Возможно Вам также будет интересно:
Светильники светодиодные для внутреннего освещения: преимущества, особенности работы и разновидности
Для того чтобы электропроводка функционировала безупречно, важно правильно подобрать сечение проводов и сделать грамотный расчет мощности, ведь от этих показателей зависят другие характеристики. Ток движется по проводам точно так же, как вода поступает по трубам.
От качества проведённых электромонтажных работ зависит безопасность всего помещения. Здесь особенно важно правильно выбрать такой параметр, как сечение кабеля. Для того чтобы провести расчёт сечения кабеля по мощности, необходимо знать технические характеристики всех потребителей электроэнергии, которые будут к нему подключены. Также следует учесть длину проводки и то, каким способом она будет установлена.
Ток движется по проводам подобно тому, как вода течёт по трубе. Как в водопроводную трубу нельзя поместить жидкость большего объёма, так и по кабелю невозможно пропустить больше определённого количества тока. Кроме того, стоимость кабеля напрямую зависит от его сечения. Чем больше сечение, тем цена кабеля будет выше.
Водопроводная труба по сечению большая, чем нужно, стоит дороже, а слишком узкая не пропустит нужного количества воды. То же самое происходит и с током с той лишь разницей, что выбор кабеля, по сечению меньше заданного значения, намного опаснее. Такой провод все время перегревается, мощность тока в нем повышается. Из-за этого свет в помещении будет произвольно вырубаться, а в худшем случае произойдёт короткое замыкание, начнётся пожар.
В том, что выбранное сечение кабеля будет больше необходимого, ничего страшного нет. Наоборот, проводка, где мощность и сечение превышают нужное значение, прослужит намного дольше, но стоимость всех электромонтажных работ сразу вырастет как минимум в 2-3 раза, ведь основные затраты на электроснабжение заключаются именно в стоимости проводов.
Правильно выбранное сечение позволит:
- избежать перегрева проводов;
- не допустить короткого замыкания;
- сэкономить на стоимости ремонта.
Вычисление с помощью формул
Достаточная площадь сечения даст возможность проходить максимальному току по проводам без перегрева. Поэтому при проектировании электропроводки, прежде всего, находят оптимальное сечение провода в зависимости от потребляемой мощности. Для вычисления этого значения следует подсчитать общий ток. Его определяют, исходя из мощности всех приборов, подключённых к кабелю.
Чтобы выбрать оптимальное сечение провода, зная мощность, следует вспомнить закон Ома, а также правила электродинамики и другие электромеханические формулы. Так, силу тока (I) для участка сети с напряжением 220 Вольт, а именно такое напряжение используется для домашней сети, рассчитывают формулой:
I=(P1+P2+…+Pn)/220, где:
(P1+P2+…+Pn) – суммарная мощность каждого используемого электроприбора.
Для сетей с напряжением 380 Вольт:
I=(P1+P2+…+Pn)/ √3/380.
Показатели мощности некоторых бытовых электроприборов
| Электроприбор | Мощность, Вт | Электроприбор | Мощность, Вт |
|---|---|---|---|
| Блендер | до 500 | Полотенцесушитель | 900-1700 |
| Вентилятор | 750-1700 | Посудомоечная машина | 2000 |
| Видеомагнитофон | до 500 | Пылесос | 400-2000 |
| Водонагреватель накопительный | 1200-1500 | Соковыжималка | до 1000 |
| Водонагреватель проточный | 2000-5000 | Стиральная машина | 3000 |
| Вытяжка (вентиляция) | 500-1000 | Стиральная машина с сушилкой | 3500 |
| Гриль | 1200-2000 | Сушка для рук | 800 |
| Духовка | 1000-2000 | Телевизор | 100-400 |
| Компьютер | 400-750 | Тостер | 600-1500 |
| Кондиционер | 1000-3000 | Увлажнитель воздуха | 200 |
| Кофеварка | 800-1500 | Утюг | 500-2000 |
| Кухонный комбайн | до 100 | Фен для волос | 450-2000 |
| Микроволновая печь | 850 | Фритюрница | 1500 |
| Микроволновая печь комбинированная | 2650 | Холодильник | 200-600 |
| Миксер | до 500 | Электробритва | до 100 |
| Мясорубка | 500-1000 | Электролампы | 20-250 |
| Обогреватель | 1000-2400 | Электроплита | 8000-10000 |
| Пароварка | 500-1000 | Электрочайник | 1000-2000 |
Но это расплывчатые формулы и упрощённый расчет. В подробных вычислениях учитывается величина допустимых нагрузок, которая для медного кабеля составит 10А/мм², а для алюминиевого – 8 А/мм². Нагрузка определяет, какой по силе ток может проходить через единицу площади беспрепятственно.
Коррекция показателей мощности
Также при расчете добавляют поправку в виде коэффициента спроса (Kс). Этот коэффициент показывает, какие приборы используются в сети постоянно, а какие в течение определенного времени. Специальный калькулятор и таблицы, где показан расчет мощности, упрощают все эти вычисления.
Коэффициенты спроса приемников собственных нужд (Kс)
Но как поступить, если в характеристиках указаны 2 вида мощности: активная и реактивная? Причём первая из них измеряет в привычных всем кВ, а вторая – кВА. В наших сетях течёт переменный ток, величина которого меняется во времени. Поэтому для всех потребителей существует активная мощность, которая рассчитывается как среднее значение всех мгновенных переменных тока и мощности. К приборам с активной мощностью относятся лампы накаливания, электронагреватели. У таких потребителей энергии фазы тока и напряжения совпадают. Если же в электрической цепи задействованы агрегаты, накапливающие энергию, например, трансформаторы или электродвигатели, то у них возможны отклонения по амплитуде. За счёт этого явления и возникает реактивная мощность.
Для сетей, где существует реактивная и активная мощность, надо взять в расчет ещё одну поправку – коэффициент мощности (cosφ) или реактивную составляющую.
Таким образом, получается формула:
S= Kс*(P1+P2+…+Pn)/(220*cosφ*Рд), где:
- S – площадь сечения,
- Рд – допустимая величина нагрузки.
Помимо этого, рассматриваются возможные потери мощности по току, которые возникают во время прохождения по проводам. При использовании кабеля с несколькими жилами нужно умножить величину потерь на число этих жил.
Важно! Для всех этих вычислений потребуется не просто калькулятор, но и глубокие познания в области физики. Сделать точный расчет сразу без теоретических знаний не получится.
Поиск площади по диаметру
Иногда даже скрупулезный расчет не помогает, в цепи происходит короткое замыкание. Это связано с тем, что заявленные технические характеристики часто не соответствуют реальному значению. Поэтому, чтобы узнать, как сделать расчет мощности, важно быть уверенным в том, что в магазине предложат подходящий электропровод по сечению. Для этого воспользуемся простой формулой:
S=0,785d 2 , где:
- d – это диаметр жилы;
- S – площадь сечения.
Определить точный , сделать расчет сечения можно с помощью штангенциркуля или микрометра, что точнее.
Если кабель состоит из нескольких тонких проводов, то сначала смотрят диаметр одного из них, а потом полученные данные умножают на их количество:
Sобщ=n*0,785di 2 , где:
- di – это площадь отдельного провода;
- n – количество проводов;
- Sобщ – общая площадь сечения.
Таблицы для вычислений
Каждый раз прибегать к сложным вычислениям для расчета не совсем правильно. Промышленность выпускает провода определенного сечения. Если после точных подсчетов и вычислений получится сечение кабеля по мощности размером 3,2 квадратных миллиметра, то найти такой провод не удастся, потому что существуют провода по сечению 2,5 мм 2 , 3 или 4 мм 2 .
Внимание! Для того чтобы узнать сечения кабеля необходима таблица, где все данные регламентированы, а также составлены в соответствии с ПУЭ – правилами устройства электроустановок.
Для того чтобы определить сечение кабеля при известной нагрузке, надо:
- рассчитать силу тока;
- округлить до большего значения по данным в таблице;
- затем найти самую близкую стандартную величину сечения.
Допустимый длительный ток для проводов и шнуров с резиновой и поливинилхлоридной изоляцией с медными жилами
| Сечение токо- прово- дящей жилы, мм 2 | Ток, А, для проводов, проложенных | |||||
|---|---|---|---|---|---|---|
| Откры- то | в одной трубе | |||||
| двух одно- жильных | трех одно- жильных | четырех одно- жильных | одного двух- жильного | одного трех- жильного |
||
| 0,5 | 11 | - | - | - | - | - |
| 0,75 | 15 | - | - | - | - | - |
| 1 | 17 | 16 | 15 | 14 | 15 | 14 |
| 1,2 | 20 | 18 | 16 | 15 | 16 | 14,5 |
| 1,5 | 23 | 19 | 17 | 16 | 18 | 15 |
| 2 | 26 | 24 | 22 | 20 | 23 | 19 |
| 2,5 | 30 | 27 | 25 | 25 | 25 | 21 |
| 3 | 34 | 32 | 28 | 26 | 28 | 24 |
| 4 | 41 | 38 | 35 | 30 | 32 | 27 |
| 5 | 46 | 42 | 39 | 34 | 37 | 31 |
| 6 | 50 | 46 | 42 | 40 | 40 | 34 |
| 8 | 62 | 54 | 51 | 46 | 48 | 43 |
| 10 | 80 | 70 | 60 | 50 | 55 | 50 |
| 16 | 100 | 85 | 80 | 75 | 80 | 70 |
| 25 | 140 | 115 | 100 | 90 | 100 | 85 |
| 35 | 170 | 135 | 125 | 115 | 125 | 100 |
| 50 | 215 | 185 | 170 | 150 | 160 | 135 |
| 70 | 270 | 225 | 210 | 185 | 195 | 175 |
| 95 | 330 | 275 | 255 | 225 | 245 | 215 |
| 120 | 385 | 315 | 290 | 260 | 295 | 250 |
| 150 | 440 | 360 | 330 | - | - | - |
| 185 | 510 | - | - | - | - | - |
| 240 | 605 | - | - | - | - | - |
| 300 | 695 | - | - | - | - | - |
| 400 | 830 | - | - | - | - | - |
Сделать такой расчет просто. Сначала надо определить суммарную мощность всех используемых в сети электроприборов. Для этого будет нужна таблица, а недостающие данные по каждому электроприбору можно будет взять из паспорта изделий. Полученную сумму нужно умножить на 0,8 – коэффициент спроса, если электроприборы не будут использоваться все сразу, или оставить без изменения при постоянной работе. Теперь полученное значение нужно разделить на величину напряжения в сети и добавить постоянную величину 5. Это и будет необходимый показатель по току. Допустим, ток имеет значение 20А.
Обратите внимание! В жилых помещениях используется трехжильный электропровод и закрытая проводка. Это надо помнить, когда расчет делается по таблице.
Далее понадобится таблица из ПУЭ. Берем колонку, где даны значения силы тока для трехжильной жилы, и выбираем самые близкие: 17 и 22. Лучше брать сечение с запасом, поэтому в рассматриваемом примере искомая величина будет равна 22. Как видно, этому значению соответствует трехжильный кабель по сечению 2 мм 2 .
Можно дополнительно рассмотреть, как производят этот расчет для алюминиевого кабеля по ПУЭ, хотя по технике безопасности такие провода нельзя применять в жилых сооружениях. В старых домах ещё сохранилась алюминиевая проводка, но во время капитального ремонта рекомендуется ее заменить. Кроме того, алюминиевый электропровод крошится на сгибах и имеет меньшую проводимость на стыках. Оголенные части алюминия быстро окисляются на воздухе, что приводит к значительным потерям электроэнергии в местах соединения.
Калькулятор
Сегодня специалистами для определения сечения применяется не только таблица, но и специальный калькулятор. Такой расчет значительно упрощает вычисления. Калькулятор легко найти в интернете. Для вычислений размера по сечению надо знать следующие параметры:
- переменный или постоянный ток используется;
- материал проводов;
- мощность всех используемых приборов;
- напряжение сети;
- систему электроснабжения (одна или трехфазная);
- тип проводки.
Эти показатели загружают в калькулятор и получают необходимое значение проводов по сечению.
Расчет по длине
Рассчитать сечение по длине важно при строительстве сетей промышленного масштаба, когда участки подвергаются постоянной большой нагрузке, а кабель надо тянуть на значительные расстояния. Ведь за время прохождения тока по проводам происходят потери мощности, связанные с электрическим сопротивлением в цепи. Потеря мощности (dU) подсчитывается следующим образом:
dU = I*p*L/S, где:
- I – сила тока;
- p – удельное сопротивление (медь – 0,0175, алюминий – 0,0281);
- L – длина кабеля;
- S – уже посчитанная нами площадь поперечного сечения.
Согласно техническим условиям, максимальная величина падения напряжения по длине провода не должна превышать 5 процентов. Иначе следует подобрать провод с сечением большего размера.
Особенности
Существуют определенные нормативы, согласно которым и проводят расчет кабеля по сечению. Если нет уверенности, какой электропровод необходим, то можно воспользоваться этими правилами: электроприборы в квартире делят на осветительную группу и остальные; для мощных электроприборов, например, стиральных машин или электрических печей используют подключение из отдельных проводов; стандартное сечение провода для осветительной группы в квартире – 1,5 мм 2 , а для остальных проводов – 2,5 мм 2 . Такие стандарты используются, потому что нормативная мощность входящего тока не может быть большей.
Трехфазный ток необходим, когда используются приборы производственного значения большой мощности. Поэтому для определения сечения кабеля на предприятиях необходимо точно рассчитывать все добавочные коэффициенты, а также обязательно учитывать потери мощности и колебания напряжения. Для электромонтажных работ в квартире или частном доме таких сложных вычислений не проводят.
Для монтажа акустического оборудования используют провода, обладающие минимальным сопротивлением. Это необходимо для того, чтобы максимально убрать искажения и повысить качество передаваемого сигнала. Поэтому для акустических систем лучше подходят кабели размером 2х2,5 или 2х1,5 при длине не менее 3 метров, а сабвуфер подсоединяется самым коротким кабелем 2,5-4 мм 2 .
Примеры
Рассмотрим общую схему для выбора сечения кабеля в квартире:
- Сначала необходимо определить места, где будут находиться розетки и осветительные приборы;
- Далее нужно определить, какие приборы будут задействованы на каждом выходе;
- Теперь можно составить общую схему подключения и подсчитать длину кабеля, прибавляя как минимум по 2 см на соединения проводов;
- Исходя из полученных данных, считаем размер сечения кабеля по формулам, приведенным выше.
I=2400Вт/220В=10,91А, округляем и получаем 11А.
Как мы уже знаем, для точного определения площади сечения используются разные коэффициенты, но практически все эти данные относятся к сети с напряжением в 380В. Чтобы увеличить запас прочности добавим к нашему значению силы тока ещё 5А:
Для квартир используют трехжильные кабели. Таблица покажет значение тока, близкое к нашим 16А, это будет 19А. Получаем, что для установки одной стиральной машинки необходим провод сечением как минимум 2 мм 2 .
Общая теория
Для определения оптимального сечения кабеля для бытовых нужд в общем случае используют следующие правила:
- для розеток необходимы провода с сечением 2,5 мм²;
- для освещения – 1,5 мм²;
- для приборов с повышенной мощностью – 4-6 мм².
Если возникают сомнения в расчёте сечения, то используется таблица ПУЭ. Для определения точных данных по сечению кабеля учитывают все факторы, влияющие на прохождение тока по цепи. К ним относятся:
- вид изоляции провода;
- длина каждого участка;
- способ прокладки;
- температурный режим;
- влажность;
- допустимая величина перегрева;
- разность мощности приемников тока в одной группе.
Все эти показатели позволяют повысить в промышленных масштабах эффективность использования электроэнергии, а также избежать перегрева.
Выбор сечения. Видео
В этом видео своим опытом по выбору сечения кабеля и номинала автомата делится мастер. Он указывает на возможные ошибки и дает дельные советы новичкам.
Если после прочтения статьи все еще остались какие-то сомнения, то таблица или калькулятор, описанные выше, помогут найти точное сечение провода по мощности.