Сечение кабеля и нагрузка

Выбор сечения провода (кабеля) — по току, мощности и длине: таблица

Перед вами встал вопрос выбора провода (кабеля). Не важно для чего вы его выбираете, для квартиры, дома, гаража, дачи или для подключения электродвигателя, нагревательного прибора, компрессора, электролампы или любого другого электрического прибора, все равно нужен расчет сечения проводника, который будет использоваться для подключения.

Для чего нужен расчет? Если сказать простыми словами, то у любого электрического прибора (оборудования) или помещения есть потребляемый ток, нагрузка. Чтобы этот провод (кабель) выдерживал потребляемую нагрузку потребителем электроэнергии и нужен расчет.

Естественно расчет проводят после сбора данных о потребителе, то есть надо подсчитать нагрузку для каждого потребителя электроэнергии в отдельности и общую, если это требуется.

Но для начала нужно знать, как определяется сечение провода. Расчет ведется по формуле:

S = πD² ⁄ 4 = 0,785D²

где: S – сечение провода; π – 3,14; D – диаметр провода.

Диаметр провода можно легко измерить с помощью штангенциркуля или микрометра. Если жила провода многопроволочная, то нужно измерить одну проволоку, произвести расчет и помножить на их количество. Получится сечение проводника.

Выбор сечения провода по мощности

Довольно просто осуществить выбор сечения прокладываемого кабеля по мощности нагрузки. Это может быть одна нагрузка или совокупность нагрузок.

Сбор информации о нагрузках

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.

Расчет токовой нагрузки

Это самое точное значение вычисления, проводимого по нагрузке тока. Для этого используется формула:

• I – это сила тока;
• P – суммарная мощность;
• U – напряжение в сети ( в данном случае 220 В);
• cos φ – коэффициент мощности.

Есть формула и для трехфазной электрической сети:

Именно по показателю силы тока определяется сечение кабеля по тем же таблицам в ПУЭ. И опять приведем несколько примеров.

• Сила тока 19 А – сечение кабеля 1,5 мм².
• 27 А – 2,5 мм².
• 46 А – 6 мм².

Как и в случае определения сечения по мощности, здесь также лучше всего умножить показатель силы тока на повышающий коэффициент 1,5.

Как определить сечения проводов для электрической проводки

Определить сечение кабеля по мощности нагрузки и потребляемому ею току можно при помощи следующей таблицы.

Сечение кабеля, кв. мм

Диаметр кабеля, мм

Сечение кабеля, кв. мм

Диаметр кабеля, мм

Как вы можете видеть, кабели, проложенные открытым способом, допускают большие нагрузки по мощности и силе тока, то есть имеют большую пропускную способность. Это связано с тем, что открыто проложенные проводники имеют повышенное естественное охлаждение.

Важно! Не стоит забывать, что открытая прокладка проводов подразумевает наличие специальных кабель-каналов, в которые укладываются данные провода. Соответственно, указанные в таблице значения применимы только для прокладки в перфорированных кабель-каналах, которые обладают высокими вентиляционными свойствами.

Чтобы воспользоваться вышеприведенными табличными данными, необходимо знать, какие устройства будут подключены к электрической сети посредством выбираемого провода, а также их технические характеристики. Получить необходимую информацию возможно из паспортных данных либо ознакомившись со сведениями, представленными на так называемом шильдике (металлическая пластинка или наклейка на корпусе прибора).

Совет! Приотсутствии доступа к обоим источникам информации вы можете попробовать найти необходимые данные в сети Интернет, введя наименование энергоприемника в строку поисковика.

Итак, для того, чтобы произвести расчет электропроводки, можно воспользоваться одним из существующих методов:

• выбор диаметра провода по мощности потребителя;
• определение сечения кабеля по токовой нагрузке;

Принципиальных различий они не имеют. Для самопроверки можно использовать оба способа одновременно. Существует также методика расчета кабеля по мощности и длине.

Расчет сечения провода по потребляемой мощности

Для того, чтобы осуществить выбор кабеля по мощности подключаемой посредством него нагрузки, необходимо просуммировать заявленные в технической документации мощности всех приборов, подключенных к данному кабелю.

Одновременно потребляемая мощность

Пример. Необходимо выбрать кабель с медными жилами для скрытого типа прокладки и подключения к однофазной электрической сети тройной розетки, в которую будут включаться микроволновая печь мощностью 1200 Вт, электрический чайник мощностью 2000 Вт и мультиварка мощностью 860 Вт.

Нагрузка на данный кабель будет равняться 1200 Вт + 2000 Вт + 860 Вт = 4060 Вт = 4,06 кВт. В столбце таблицы, соответствующем данным для медного проводника и однофазной сети с напряжением 220В, находим ближайшее большее значение мощности – 4,2 кВт, для которого необходимо выбирать проводник сечением 2,0 кв. мм.

Важно! Это, скажем так, бытовой оценочный расчет. Чтобы придать своим вычислениям большей солидности сумму мощностей энероприемников необходимо умножить на коэффициенты запаса и одновременности. Первый из них учитывает возможность перспективного подключения в сеть дополнительных электроприборов, второй – делает «скидку» на то, что вы не пользуетесь всей бытовой техникой одновременно.

После того, как мы разобрались с тем, как рассчитать сечение провода по мощностной нагрузке, поговорим о том, как влияет на сечение провода максимальный ток, проходящий по нему.

Выбор кабеля по токовой нагрузке

Подбор проводника может осуществляться также по максимальной силе тока энергоприемников. Рассмотрим для наглядности пример с использованием тех же электроприборов, устанавливаемых при тех же условиях, что и в предыдущем разделе.

Для реализации данного метода выбора кабеля необходимо, в первую очередь, вычислить максимальную силу тока для каждого электроприбора:

• для микроволновой печи 1200 Вт / 220 В = 5,45 А;
• для электрического чайника 2000 Вт / 220 В = 9,09 А;
• для мультиварки 860 Вт / 220 В = 3,91 А.

Таким образом, токовая нагрузка на электрический провод будет составлять 5,45 А + 9,09 А + 3,91 А = 18,85 А.

В соответствии с табличными данными для осуществления коммутации в однофазной электрической сети выбираем медный проводник с сечением 2,0 кв. мм.

Если вы уверены, что у вас не возникнет необходимости пользоваться всеми электроприборами одновременно, но при этом вы допускаете возможность расширения ассортимента своих кухонных гаджетов, при расчете диаметра кабеля по току также целесообразно использовать вышеупомянутые коэффициент запаса и коэффициент использования.

Расчет кабеля по мощности нагрузки и его длине

При значительной длине кабеля необходимо учитывать не только присоединяемую нагрузку, но и потери по длине проводника.Если величина потерь превышает 5%, необходимо выбрать проводник большего диаметра. Итак, для определения процента потерь следует пользоваться нижеприведенной методикой.

• Определяем суммарную мощность энрегоприемников, подключаемых к системе электроснабжения посредством рассматриваемого провода. Делается это в соответствии с расчетами, приведенными в предыдущих разделах.
• Рассчитываем сопротивление проводника по формуле

где ρ – удельное сопротивление проводника, Ом*кв.мм/м (для меди – 0,0175 Ом*кв.мм/м, для алюминия – 0,03 Ом*кв.мм/м); L – длина проводника в двойном исчислении, м; S – площадь сечения проводника, кв. мм.

• Рассчитываем потери напряжения по следующей формуле:

где I – сила тока суммарной нагрузки, определенная на первом этапе расчетов, А.

• Определяем процент потерь:

где U – напряжение в сети (220В для однофазной сети и 380В для трехфазной), В.

Полученная в результате вычислений величина не должна превышать 5%.

Проводка в доме

Расчет кабеля по мощности и длине

Если линия электропередачи длинная — несколько десятков или даже сотен метров — кроме нагрузки или потребляемого тока необходимо учитывать потери в самом кабеле. Обычно большие расстояния линий электропередачи при вводе электричества от столба в дом. Хоть все данные должны быть указаны в проекте, можно перестраховаться и проверить. Для этого надо знать выделенную мощность на дом и расстояние от столба до дома. Далее по таблице можно подобрать сечение провода с учетом потерь на длине.

Таблица определения сечения кабеля по мощности и длине

Вообще, при прокладке электропроводки, лучше всегда брать некоторый запас по сечению проводов. Во-первых, при большем сечении меньше будет греться проводник, а значит и изоляция. Во-вторых, в нашей жизни появляется все больше устройств, работающих от электричества. И никто не может дать гарантии, что через несколько лет вам не понадобиться поставить еще пару новых устройств в дополнение к старым. Если запас существует, их можно будет просто включить. Если его нет, придется мудрить — или менять проводку (снова) или следить за тем, чтобы не включались одновременно мощные электроприборы.

Расчет сечения кабеля по мощности и длине

Можно подобрать сечение при определении нагрузки на кабель, зная только потребляемую мощность и длину. Расчёт производится в следующем порядке:

• вычисляют силу тока I = P/U, (A);
• находят сопротивление R = U/I, (Ом).

Далее, зная длину кабеля и удельное сопротивление материала, определяют площадь сечения S = (ρ*L)/R, (мм2).

Длительно допустимые токи

Какой ток считается длительно допустимым? Ясно, что для разных кабелей или проводников он будет различным. Для кабельной продукции существует рабочая длительная температура Тдд, указанная в документации. При такой температуре токопроводящие жилы могут находиться постоянно без вреда для своих характеристик.

Формула, связывающая длительно допустимый ток Iдд с Тдд, имеет вид:

где:

• Ктп – коэффициент теплопередачи;
• R – сопротивление;
• S – сечение жилы.

Для практического применения подходят таблицы из Правил Устройств Электроустановок (ПУЭ).

В таблице нагрузки представлена линейка допустимых токов.

Выбор кабеля по току

Еще несколько лет назад для проводки в доме использовали алюминий. Позже начали выпускать медные кабели, которые имеют больше преимуществ, а также безопасны для человека.

Пан электрик

При постройке новых домов по ГОСТу прокладывается медный кабель. Опытные электрики рекомендуют не экономить на безопасности и подключать медную проводку.

Можно сделать подбор кабеля по току. В таком случае необходимо также посчитать количество приборов в доме и рассчитать максимальный ток. Далее эти показатели складываются и сечение ищется с помощью таблицы. Ниже представлены четыре таблицы для определения сечение по мощности.

Расчет по току с применением дополнительных параметров

При расчете сечения на основе тока с использованием таблицы ПУЭ можно пользоваться и дополнительными параметрами.

Например, есть возможность учитывать диаметр жилы. Поэтому при определении сечения жилы применяют специальное оборудование под названием микрометр. На основе его данных определяется толщина каждой жилы. Потом с использованием значений ранее полученных токов и специальной таблицы производится окончательный выбор величины сечения жилы провода.

Если же кабель состоит из нескольких жил, то следует произвести замер одной из них и посчитать её сечение. После этого для нахождения окончательного значения толщины, показатель, полученный для одной жилы, умножается на их количество в проводе.

Полученное таким образом с использованием расчетов и таблицы ПУЭ значение сечения кабеля позволит создать в доме или квартире проводку, которая будет служить хозяевам на протяжении довольно долгого периода времени без возникновения аварийных или внештатных ситуаций.