Как выбрать сечение провода

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 кабеля по мощности и длине

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

Подобрать сечение провода можно по нескольким показателям:

• по току;
• по диаметру.

При подсчете учитывается тип проводника, предельное напряжение.

По току

Чтобы рассчитать сечение по силе тока, необходимо отдельно рассмотреть медные и алюминиевые контакты. На примере медных проводников важно руководствоваться справочными данными.

Отклонение по сечению допустимо лишь в большую сторону. Если максимальный ток не превышает нормы, можно гарантировать исправную работу оборудования, электропроводки. Специалисты должны обратить внимание на условия прокладки, эксплуатации сети. Вышеуказанные данные распространяются на цепь с разным типом тока:

• переменный;
• постоянный.

Постоянный и переменный ток

В случае с медными проводниками можно не обращать внимание на дополнительные факторы:

• частота;
• напряжение.

Используя справочную информацию о максимальном токе, стандартном сечении, диаметре, легко подобрать контакты для установки оборудования в автомобиль. Напряжение может составлять 12 или 24 вольт. Показатель частоты допустим от 10 до 400 Гц.

Благодаря онлайн-калькулятору расчёт сечения провода по силе тока не отнимет много времени. Сервис доступен после ввода информации:

• потребляемая мощность;
• уровень напряжения.

При просчете в онлайн-калькуляторе имеет значение частота. Если параметр превышает 100 герц, допустима небольшая перезагрузка. В сети наблюдаются помехи. Скин-эффект встречается в высокочастотных цепях.

Важно! В жилых домах электропроводка изготавливается из алюминия.

• долговечность;
• высокая проводимость;
• доступность;
• простота монтажа.

Алюминий не вступает в реакцию с химическими веществами, срок годности более 100 лет. Материал не окисляется, для него подходит обычная изоляция. Чаще всего применяется пластик, поэтому такой провод считается экономичным. Чтобы подвести проводку в жилом доме к электрооборудованию, необходимо учитывать данные справочника.

По толщине

Чтобы подобрать проводку по диаметру, необходимо ознакомиться с классификацией изделий. В магазине проводка продаётся с маркировкой и по названию можно узнать информацию о материале, проводимости, допустимой температуре. Как в случае с максимальным током, есть различия по материалу. Медь и алюминий обладают разными свойствами, у каждого есть достоинства.

Толщина кабеля

У кабелей ВВГ и ВВГнг минимальный диаметр составляет 1.5 мм. Выпускаются медные провода, по форме они плоские. Максимальный диаметр — 35 мм. Поскольку используется поливинилхлоридная изоляция, их можно применять при температуре −50 градусов. Предельная максимальная температура — + 50 градусов. Кабель серии ВВГ и ВВГнг подходит для прокладки проводки внутри жилых зданий.

Серия ВВГ и ВВГнг

Важно! Кабеля серии АВВГ делается из меди.

• Минимальное сечение — 1.5 мм2.
• Допустимая температура — + 50градусов.
• Средний срок службы — 30 лет.

Товар изготавливается с поливинилхлоридной изоляцией. По форме выпускается несколько вариантов:

• плоские;
• овальные;
• круглые.

Электрик может выбрать варианты с одной, двумя жилами.

Токовый кабель серии NYM сделан из меди, имеет негорючую изоляцию. Согласно стандарту VDE, минимальное сечение — 1.5 мм. Если выбирать провод NYM, предложено несколько вариантов:

• 2 жилы;
• 3 жилы;
• 4 жилы.

Максимальное сечение кабеля — 4 мм. Изделие подходит в качестве скрытой проводки рядом со зданием. За счет изоляции обеспечивается повышенная защита от влажности. Гибкость материала позволяет обеспечить надежное подключение к автоматическому выключателю, дифференциальному автомату, счётчику.

Как рассчитать сечение кабеля по току

Можно подобрать сечение кабеля по току. В этом случае проводим ту же работу — собираем данные о подключаемой нагрузке, но ищем в характеристиках максимальный потребляемый ток. Собрав все значения, суммируем их. Затем пользуемся все той же таблицей. Только ищем ближайшее большее значение в столбике, подписанном «Ток». В той же строке смотрим сечение провода.

Например, надо подключить варочную панель с пиковым потреблением тока 16 А. Будем прокладывать медный кабель, потому смотрим в соответствующей колонке — третья слева. Так как нет значения ровно 16 А, смотрим в строчке 19 А — это ближайшее большее. Подходящее сечение 2,0 мм 2 . Это и будет минимальное значение сечения кабеля для данного случая.

При подключении мощных бытовых электроприборов от щитка тянут отдельную линию электропитания. В этом случае выбор сечения кабеля несколько проще — требуется только одно значение мощности или тока

Обращать внимание не строчку с чуть меньшим значением нельзя. В этом случае при максимальной нагрузке проводник будет сильно греться, что может привести к тому, что расплавится изоляция. Что может быть дальше? Может сработать автомат защиты, если он установлен. Это самый благоприятный вариант. Может выйти из строя бытовая техника или начаться пожар. Потому выбор сечения кабеля всегда делайте по большему значению. В этом случае можно будет позже установить оборудование даже немного больше по мощности или потребляемому току без переделки проводки.

Длина прокладываемого электропровода

Длина электропровода влияет на два показателя: на ток КЗ (ток короткого замыкания) и на падение напряжения. Падение напряжения – показатель, на который понизится напряжение, пока пройдет расстояние от источника питания до розетки. Расчет этого падения можно выполнить по формуле:

где Iнагр – max ток нагрузки,

R – сопротивление электропровода.

где ρ – удельное сопротивление меди равное 0.0175,

l – длина проводника,

S – сечение электропровода.

Если нагрузка отсутствует, то и падения напряжения, конечно же, не будет, так как нет электротока. Но как только появляется электрический ток, сразу же появляются и потери напряжения. Если они превышают 5% общей величины напряжения, это значит, что сечение электропровода выбрано неправильно и его следует увеличить.

Например, имеется провод сечением 2,5 мм², общей протяженностью в 15 м и расчетной нагрузкой в 20 А. Данное расстояние следует умножить на два, так как необходимо учесть сопротивление фазы (прямого проводника) и нуля (обратного проводника). Для трехфазной электросети сопротивление нулевого проводника в расчет не принимается.

Итак, в результате получаем для нашего 15-метрового электропровода: R = 0,21 Ом. И тогда падение напряжения в нем при электротоке в 20 А составит ΔU = 4,2 В, что равно примерно 2%. Значит, сечение электропровода подобрано верно. Для того чтобы не заниматься расчетами и быстро определить нужный электропровод, можно воспользоваться нижеследующей таблицей.

Таблица 5. Выбор сечения электропровода в зависимости от его длины

И напоследок… Выбирая сечение провода и сам электропровод, помните, что приведенные в таблицах данные соответствуют показателям при длительных токовых нагрузках. А кратковременные нагрузки на электропровод могут быть гораздо выше. Иными словами, запас по сечению должен быть всегда. А поэтому следует приобретать электропровод у проверенных продавцов: он наверняка будет соответствовать ГОСТам.

Правила расчета по длине

Расчет сечения кабеля по длине предполагает, что владелец заранее определил, какое количество метров проводника потребуется для электропроводки. Таким методом пользуются, как правило, в бытовых условиях. Для расчета потребуются такие данные:

• L – длина проводника, м. Для примера взято значение 40 м.
• ρ – удельное сопротивление материала (медь или алюминий), Ом/мм 2 ·м: 0,0175 для меди и 0,0281 для алюминия.
• I – номинальная сила тока, А.

Шаг 1. Определить номинальную силу тока по формуле:

где P – мощность в ваттах (суммарная всех приборов в доме, для примера взято значение 8 кВт), U – 220 В, К_с – коэффициент одновременного включения (0,75), cos φ – 1 для бытовых приборов. В примере получилось значение 36 А.

Шаг 2. Определить сечение проводника. Для этого нужно воспользоваться формулой (2):

Потеря напряжения по длине проводника должна быть не более 5%:

Потери напряжения dU = I · R, отсюда R = dU/I = 11/36 = 0,31 Ом. Тогда сечение проводника должно быть не меньше:

В случае с трехжильным кабелем площадь поперечного сечения одной жилы должна составить 0,75 мм 2 . Отсюда диаметр одной жилы должен быть не менее (√S/ π) · 2 = 0,98 мм. Кабель BBГнг 3×1,5 удовлетворяет этому условию.

Коэффициенты

Существуют определенные условия, при которых сила тока внутри проводки может повышаться или понижаться. К примеру, в открытой электрической проводке, когда провода укладываются по стенам или потолку, сила тока будет повышенной, чем в закрытой схеме. Это связано напрямую с температурой окружающей среды. Чем она больше, тем большей силы тока может данный кабель пропускать.

Внимание! Все выше перечисленные таблицы ПУЭ рассчитаны при условии эксплуатации проводов при температуре +25С с температурой самих кабелей не больше +65С.

То есть, получается так, что если в один лоток, гофру или трубу укладываются сразу несколько проводов, то внутри проводки температура будет повышенной за счет нагрева самих кабелей. Это приводит к тому, что допустимая нагрузка тока снижается на 10-30 процентов. То же самое касается и открытой проводки внутри отапливаемых помещений. Поэтому можно сделать вывод: при проведении расчета сечения кабеля в зависимости от нагрузки тока при повышенных температурах эксплуатации можно выбирать провода меньшей площади. Это, конечно, неплохая экономия. Кстати, таблицы снижающих коэффициентов в ПУЭ тоже есть.

Есть еще один момент, который касается длины используемого электрического кабеля. Чем длиннее разводка, тем больше потери напряжения на участках. В любых расчетах используются потери, равные 5%. То есть, это максимум. Если потери будут больше данного значения, то придется увеличивать сечение кабеля. Кстати, самостоятельно рассчитать токовые потери несложно, если знать сопротивление проводки и токовую нагрузку. Хотя оптимальный вариант – использовать таблицу ПУЭ, в которых установлена зависимость момента нагрузки и потерь. В данном случае момент нагрузки – это произведение мощности потребления в киловаттах и длины самого кабеля в метрах.

Разберем пример, в котором установленный кабель длиною 30 мм в сети переменного тока напряжением 220 вольт выдерживает нагрузку 3 кВт. При этом момент нагрузки будет равен 3*30=90. Смотрим в таблицу ПУЭ, где показано, что этому моменту соответствуют потери 3%. То есть, это меньше номинала в 5%. Что допустимо. Как уже было сказано выше, если расчетные потери превысили бы пятипроцентный барьер, то пришлось бы приобретать и устанавливать кабель большего сечения.

Внимание! Данные потери сильно сказываются на освещении с низковольтными лампами. Потому что на 220 вольтах 1-2 В не сильно отражаются, а вот на 12 В видно сразу.

В настоящее время алюминиевые провода в разводках используются редко. Но необходимо знать, что их сопротивление больше, чем у медных, в 1,7 раза. А, значит, и потери у них во столько же раз больше.

Что касается трехфазных сетей, то здесь момент нагрузки больше в шесть раз. Это зависит от того, что сама нагрузка распределяется по трем фазам, а это соответственно тронное увеличение момента. Плюс двоенное увеличение за счет симметричного распределения потребляемой мощности по фазам. При этом в нулевом контуре ток должен быть равен нулю. Если распределение по фазам несимметричное, а это приводит к увеличению и потерь, то придется рассчитывать сечение кабеля по нагрузкам в каждом проводе по отдельности и выбирать его по максимальному расчетному размеру.