Выбор сечения провода по длине
Вы должны знать о том, что длина провода (кабеля) влияет на напряжение. Чем длиннее линия, тем больше потеря напряжения. Чтобы этого избежать нужно увеличивать сечение проводника. Как это все подсчитать?
Пример.
У вас в быту есть некие потребители электроэнергии, в сумме они составляют 5000 Вт или 5 кВт. Длина до этих потребителей от автоматического выключателя равно 25 м. Так как электроэнергия поступает по одному проводу, а возвращается по другому проводу, то длина увеличивается вдвое и равна 50 м.
Дальше нам нужно найти силу тока (I). Как найти вы уже знаете. Нужно мощность разделить на напряжение:
I=P/U
I = 5000/220 = 22,72 А
С помощью силы тока (А) или мощности (Р) в таблице 2 определяем сечение провода. По таблице это 1,5 мм² медного провода.
Так как провод имеет свое сопротивление (R) мы производим расчет с учетом следующих данных по формуле:
R = p × L/S
где:
R – сопротивление проводника, Ом;
p – удельное сопротивление, Ом · мм²/м;
L – длина провода, м;
S – площадь поперечного сечения, мм².
Из формулы: величина (р) это всегда постоянная величина. Для меди она равна 0,0175, а для алюминия – 0,0281.
Вычисляем:
R = 0,0175 × 50/1,5 = 0,583 Ом
Теперь нужно высчитать потери напряжения по формуле:
dU = I·R
где,
dU – потеря напряжения, В;
I– сила тока, А;
R– сопротивление проводника, ОМ.
dU = 22,72 × 0,583 = 13,24 В
Считаем:
13,24 В / 220 В × 100% = 6,01%
Так как процентное соотношение потерь напряжения выше 5%, то сечение провода (кабеля) вместо 1.5 мм² выбираем 2.5 мм².
Вот и весь расчет.
Как видите не так трудно все это сделать. Один раз стоит посчитать и все. После такого расчета вы будите полностью уверены, что подобранные вами провода или кабели не подведут вас и прослужат многие годы.
Зачем нужны вычисления
Для людей, которые тесно не работали с электричеством и прокладкой проводов не понять, насколько важно подобрать для той или иной работы правильное сечение провода. А ведь это очень важный аспект. Такая важность вопроса обусловлена тем, что любой провод или кабель представляет собой ведущий элемент для распределения и подачи тока, который подводится к электроприборам
С их помощью подключаются абсолютно все электроприборы (светильники, компьютеры, электроплиты и т.д.), которые имеют разную мощность и технические характеристики
Такая важность вопроса обусловлена тем, что любой провод или кабель представляет собой ведущий элемент для распределения и подачи тока, который подводится к электроприборам. С их помощью подключаются абсолютно все электроприборы (светильники, компьютеры, электроплиты и т.д.), которые имеют разную мощность и технические характеристики
Провода в доме
В связи с такой высокой востребованностью проводов расчет их сечения просто необходим для должного обеспечения постоянного притока электрической энергии к различным приборам. При этом риск возникновения опасностей должен быть по максимуму сведен к нулю. Такие ситуации могут возникнуть из-за постоянного контакта провода с током. Если расчет требуемого сечения кабеля не проводился, и провод имеет небольшое сечение, которое не способно обеспечить в нужных объемах адекватное функционирование электроприборов, к тому же это ведет к нагреванию кабеля. Вследствие этого с течением времени будет происходить медленное разрушение защитной изоляции изделия, и риск появления короткого замыкания также будет повышаться с каждым прошедшим днем.
Как видим, всего лишь неправильно подобранный тип сечения может привести к следующим последствиям:
- приборы будут часто ломаться, не отслужив весь срок, установленный производителем;
- существенно увеличивается риск возгорания провода из-за короткого замыкания;
Короткое замыкание кабеля
- снижение срока службы самой электропроводки;
- высокий риск сгорания проводки;
- риск получения человеком электротравмы.
Поэтому не стоит пытаться сэкономить там, где от этого будет только вред. Ведь при негативном стечении обстоятельств на ремонт техники и замену проводки придется потратиться в разы больше, чем на приобретение провода с нужным сечением!
Расчёт сечения питающего кабеля и проводки
Для обеспечения безопасности при эксплуатации бытовых электроприборов необходимо верно вычислить сечение питающего кабеля и проводки. Поскольку ошибочно выбранное сечение жил кабеля способно привести к перегреву провода, плавление его изоляции и в итоге, возгоранию, из-за короткого замыкания.
Мощность ток напряжение, удобная шпаргалка
Основным параметром, по которому производят расчет сечения провода, является его продолжительная допустимая токовая нагрузка. Т.е, это такая номинальная величина тока, которую проводник способен через себя пропускать на протяжении длительного времени. Для определения величины номинального тока, необходимо знать приблизительную мощность всех подключаемых электроприборов и оборудования в квартире.
Расчет сечения кабеля по мощности и длине
Правила устройства электроустановок описывают все факторы, оказывающие влияние на выбор сечения кабеля для монтажа электропроводки. Основным из них является нагрузка, используемая в сети. Получить ее можно, зная мощность электрооборудования.
Влияние оказывают и другие факторы:
- Количество жил: от этого зависит, насколько сильно нагревается провод.
- Способ укладки: кабели, уложенные под землей, выдерживают большую нагрузку. Провода, уложенные в короб, нагреваются друг о друга. Если в коробе находится больше четырех проводов, для расчета сечения применяется поправочный коэффициент, указанный в ПУЭ.
- Процент падения напряжения.
- Температура воздуха, при которой будет эксплуатироваться сеть.
К электрическим сетям предъявляются следующие требования:
- безопасность;
- надежность;
- экономичность.
Если выбранная площадь поперечного сечения провода окажется маленькой, то токовые нагрузки на кабели и провода будут большими, что приведет к перегреву. В результате может возникнуть аварийная ситуация, которая нанесет вред всему электрооборудованию и станет опасной для жизни и здоровья людей.
Если же монтировать провода с большой площадью поперечного сечения, то безопасное применение обеспечено. Но с финансовой точки зрения будет перерасход средств. Правильный выбор сечения провода – это залог длительной безопасной эксплуатации и рационального использования финансовых средств.
Осуществляется расчет сечения кабеля по мощности и току. Рассмотрим на примерах. Чтобы определить, какое сечение провода нужно для 5 кВт, потребуется использовать таблицы ПУЭ ( “Правила устройства электроустановок“). Данный справочник является регламентирующим документом. В нем указывается, что выбор сечения кабеля производится по 4 критериям:
- Напряжение питания (однофазное или трехфазное).
- Материал проводника.
- Ток нагрузки, измеряемый в амперах (А), или мощность – в киловаттах (кВт).
- Месторасположение кабеля.
В ПУЭ нет значения 5 кВт, поэтому придется выбрать следующую большую величину – 5,5 кВт. Для монтажа в квартире сегодня необходимо использовать провод из меди. В большинстве случаев установка происходит по воздуху, поэтому из справочных таблиц подойдет сечение 2,5 мм². При этом наибольшей допустимой токовой нагрузкой будет 25 А.
В вышеуказанном справочнике регламентируется ещё и ток, на который рассчитан вводный автомат (ВА). Согласно “Правилам устройства электроустановок“, при нагрузке 5,5 кВт ток ВА должен равняться 25 А. В документе указано, что номинальный ток провода, который подходит к дому или квартире, должен быть на порядок больше, чем у ВА.
Длина кабеля влияет на потерю напряжения. Таким образом, на конце проводника напряжение может уменьшиться и оказаться недостаточным для работы электроприбора. Для бытовых электросетей этими потерями можно пренебречь. Достаточно будет взять кабель на 10-15 см длиннее. Этот запас израсходуется на коммутацию и подключение. Если концы провода подсоединяются к щитку, то запасная длина должна быть еще больше, т. к. будут подключаться защитные автоматы.
При укладке кабеля на большие расстояния приходиться учитывать падение напряжения. Каждый проводник характеризуется электрическим сопротивлением. На данный параметр влияют:
- Длина провода, единица измерения – м. При её увеличении растут потери.
- Площадь поперечного сечения, измеряется в мм². При её увеличении падение напряжения уменьшается.
- Удельное сопротивление материала (справочное значение). Показывает сопротивление провода, размеры которого 1 квадратный миллиметр на 1 метр.
Падение напряжения численно равняется произведению сопротивления и тока. Допустимо, чтобы указанная величина не превышала 5%. В противном случае надо брать кабель большего сечения. Алгоритм расчета сечения провода по максимальной мощности и длине:
- В зависимости от мощности P, напряжения U и коэффициента cosф находим ток по формуле: I=P/(U*cosф). Для электросетей, которые используются в быту, cosф = 1. В промышленности cosф рассчитывают как отношение активной мощности к полной. Последняя состоит из активной и реактивной мощностей.
- С помощью таблиц ПУЭ определяют сечение провода по току.
- Рассчитываем сопротивление проводника по формуле: Rо=ρ*l/S, где ρ – удельное сопротивление материала, l – длина проводника, S – площадь поперечного сечения. Необходимо учесть ток факт, что ток идет по кабелю не только в одну сторону, но и обратно. Поэтому общее сопротивление: R = Rо*2.
- Находим падение напряжения из соотношения: ΔU=I*R.
- Определяем падение напряжения в процентах: ΔU/U. Если полученное значение превышает 5%, тогда выбираем из справочника ближайшее большее поперечное сечение проводника.
Расчет сечения кабеля по мощности и длине
От длины кабеля зависит такая величина, как потеря напряжения. Одна из потенциальных неприятных ситуаций: на конце выбранного провода напряжение уменьшилось до минимума, чего недостаточно для обеспечения функциональности оборудования. В бытовых электрических сетях потери будут невелики, поэтому ими можно пренебречь. Достаточно использовать кабель с запасом 100-150 мм, что необходимо для упрощения коммутации. Если края провода подключаются к электрощитку, то запас должен быть выше, поскольку требуется монтаж автоматов.
Размещая кабель на более протяженных участках, нужно учитывать падение напряжения, которое рассчитывается по формуле, указанной выше. Любой проводник имеет определенное электрическое сопротивление, которое зависит от ряда характеристик:
- Длина провода, м. Чем больше длина, тем выше потери.
- Площадь поперечного сечения, кв. мм. Чем выше параметр, тем ниже падение напряжения.
- Удельное сопротивление материала (ищите в справочниках).
Максимальная длина кабеля для различных токовых нагрузок
Для расчета падения напряжения в обычных случаях достаточно перемножить сопротивление и допустимый ток. Фактическая величина может быть больше, но не более чем на 5%. Если она не вписывается в заданные рамки, придется использовать кабель с большим сечением.
Для расчета сечения кабеля по мощности и длине нужно действовать следующим образом:
- Рассчитайте ток по формуле I=P/(U*cosф), где P — мощность, U — напряжение, cosф — коэффициент. В бытовых электросетях данный коэффициент равняется 1, поэтому формула упрощается до I=P/U. В промышленности cosф представляет собой соотношение активной и полной мощностей (активная и реактивная).
- В таблице ПУЭ найдите подходящий кабель по сечению в зависимости от тока.
- Подсчитайте сопротивление проводника, используя формулу: R=ρ*l/S, где ρ — удельное сопротивление материала, из которого изготовлены жилы, l — длина кабеля, S — площадь поперечного сечения. Помните, что электрический ток движется в обе стороны, поэтому суммарное сопротивление равняется удвоенному значению, полученному из формулы выше.
- Для падения напряжения воспользуйтесь формулой ΔU=I*R
- Чтобы получить падение напряжения в процентах, разделите ΔU/U.
Таким образом, если итоговое значение не превышает 5%, можете оставить кабель с выбранным сечением. В противном случае его придется заменить на проводник с увеличенным сечением.
Длительно допустимые токи
Данная величина отличается в зависимости от выбранного кабеля и используемых токоведущих жил. Любой провод имеет определенную длительную температуру Tд, которая указывается в его паспорте. При такой температуре допустима продолжительная эксплуатация жил проводника, исключаются любые повреждения.
Для расчета длительно допустимого тока воспользуйтесь формулой:
Iд = √((Тд*S*Кт)/R),
где:
- Ктп — коэффициент теплопередачи;
- R — сопротивление;
- S — сечение жилы.
На практике можно воспользоваться таблицами ПУЭ.
Длительно допустимые токи для медных проводов и кабелей
Допустимая плотность электротока
Плотность тока определяется очень просто, это число ампер на сечение. Существует два варианта проводки: открытая и закрытая. Открытая допускает большую плотность тока, за счет лучшей теплоотдачи в окружающую среду. Закрытая требует поправки в меньшую сторону, чтобы баланс тепла не привел к перегреву в лотке, кабельном канале или шахте, что может вызвать короткое замыкание или даже пожар.
Точные тепловые расчеты очень сложны, на практике исходят из допустимой температуры эксплуатации наиболее критичного элемента в конструкции, по которой и выбирают плотность тока.
Таким образом, допустимая плотность тока, это величина, при которой нагрев изоляции всех проводов в пучке (кабельном канале) остается безопасным, с учетом максимальной температуры окружающей среды.
Таблица сечения медного и алюминиевого провода или кабеля по току:
В таблице 1 приводится допустимая плотность токов для температур, не выше комнатной. Большинство современных проводов имеют ПВХ или полиэтиленовую изоляцию, допускающую нагрев при эксплуатации не более 70-90°C. Для «горячих» помещений плотность токов необходимо снижать с коэффициентом 0.9 на каждые 10°C до температур предельной эксплуатации проводов или кабеля.
Теперь о том, что считать открытой и что закрытой проводкой. Открытой является проводка, если она выполнена хомутами (шинкой) по стенам, потолку, вдоль несущего троса или по воздуху. Закрытая проложена в кабельных лотках, каналах, замурована в стены под штукатурку, выполнена в трубах, оболочке или проложена в грунте. Также следует считать проводку закрытой, если она находится в распределительных коробках или щитках. Закрытая охлаждается хуже.
Например, пусть в помещении сушилки градусник показывает 50°С. До какого значения следует уменьшить плотность тока медного кабеля, проложенного в этом помещении по потолку, если изоляция кабеля выдерживает нагрев до 90°C? Разница составляет 50-20 = 30 градусов, значит, нужно трижды использовать коэффициент. Ответ:
Для чего нужен расчет сечения кабеля?
Правильный выбор сечения электрического кабеля позволит смонтировать проводку таким образом, чтобы жители квартиры были в безопасности, как и их имущество. В погоне за экономией многие выбираются для разводки по квартире кабеля меньшей толщины или нужной, только вместо медной сердцевины останавливаются на алюминиевой.
Это приводит к таким последствиям:
- Прохождение токов большой мощности по несоответствующему кабелю приводит к его нагреванию, что разрушает изоляцию или просто перегорает, оставляя слабую цепь без питания.
- В некоторых случаях резкие скачки электричества способны настолько разогреть металл проводов, что возникает возгорание за счет термического воздействия на окружающие воспламеняющиеся объекты, например, обои, вагонку или другие покрытия стены.
- С повышением температуры кабеля в цепи растет сопротивление, что провоцирует изменения вольтамперных характеристик участка электропитания, для многих приборов такое «соседство» чревато поломками.
- Разрушенная изоляция оголяет провод, который для человека может быть опасным при контакте с ним, уберечься достаточно сложно, если место дефекта неизвестно.
- Найти проблемный сегмент проводки, вмурованной в стену, достаточно сложно, что в некоторых случаях требует замены проводки по всей длине от источника к проблемному месту. В конечном итоге выливается в крупную сумму, поскольку необходимо заплатить за работу электрика, купить новый, но уже с нормальными характеристиками, кабель, произвести ремонтные работы по ходу залегания провода.
Очевидно, что экономия на организации электросети в доме – это не лучший вариант сохранения своих средств. Тем более, что помимо финансовых затрат на ремонт проводки и квартиры в местах ее демонтажа, есть риск здоровью и всему имуществу. Пожаро- и электробезопасность является приоритетным правилом.
Чтобы правильно подобрать нужный кабель, необходимо выполнить следующие предварительные расчеты:
- Посчитать, для каждого помещения общее число установленных электроприборов.
- Для каждой точки подключения к электросети рассчитать рабочую суммарную нагрузку.
Выбрав материал проводника (алюминий или медь), необходимо произвести расчет нужного сечения в соответствии с полученной величиной нагрузки на отдельное помещение.
Все зависит от того, как будет организовываться сеть, предусмотрен электрораспределительный считок с разводкой по потребителям, точки планируется соединять параллельно или последовательно.
Информация
Электрические кабели и провода – основа энергетической системы, если они подобраны неправильно, это сулит множество неприятностей
Делая ремонт в доме или квартире, а особенно при возведении новой конструкции, уделите должное внимание схеме проводки и выбору корректного сечения кабеля для питания мощности, которая в процессе эксплуатации может возрастать
Для приобретения подходящего кабеля необходимо четко подобрать его сечение в соответствии со всеми условиями. Правильный расчет сечения кабеля по мощности или по току позволит кабелю работать бесперебойно при максимальной нагрузке, обеспечит необходимое напряжение тока и защитные механизмы смогу функционировать правильно сохраняя его от перегрузки и перегрева. По этой причине следует проводить предельно точный расчет сечения кабеля по току и по мощности. Именно эту возможность дает наш онлайн калькулятор.
Расчеты осуществляются для любого кабеля по специальной формуле. Для применения формулы расчета провода, потребуется собрать необходимую информацию.
Мощность
Расчет сечения кабеля по мощности также производится с помощью общей таблицы нагрузок. Но во время монтажа сетей на крупных объектах она не гарантирует точность вычислений, поскольку при большой длине кабелей играет роль падение напряжения. То есть при значительном отдалении потребителя от источника питания, фактическое напряжение будет ниже номинального. Как мы помним, сила тока является результатом деления сопротивления на напряжение (I = P/U). Соответственно, при уменьшении величины напряжения, сила тока будет возрастать. Вместе с ней будет увеличиваться и требуемая площадь сечения кабеля (для большей нагрузки нужен кабель большей толщины). Для наглядности ниже представлена таблица расчета сечения кабеля по мощности и длине с поправкой на падение напряжения.
При монтаже электрической сети в квартире или частном доме этими отклонениями можно пренебречь – они не окажут ощутимого воздействия на работу проводки, поскольку будут погашены за счет округления в большую сторону.
Выбор сечения кабеля для квартиры, дома, дачи
Статья о том, как правильно выбрать сечение провода или кабеля
Во время электромонтажных работ, а именно, на стадии прокладки проводов, кабелей, «Особо продвинутые» заказчики интересуются, почему мы прокладываем, к примеру, на розетки, кабель сечением 2.5 мм кв, когда вполне достаточно 1.5 мм кв, исходя из потребляемой мощности… В этой статье мы попробуем разобраться с сечением проводов, прокладываемых для различных потребителей.
Итак, от того, насколько верно вы подберете сечение прокладываемых проводов, во многом зависит и дальнейшая работоспособность потребителей.
Электропроводка в доме, даче или квартире начинается с вводного кабеля. На этот самый кабель ложиться вся основная нагрузка, которая есть в доме. Для того, чтобы узнать какого сечения необходим вводной кабель, нам нужно посчитать все электроприборы, которые могут работать в доме — стиральная машина, бойлер, утюг, микроволновая печь, кондиционеры и т.д. В итоге мы узнаем суммарную мощность, которую потребляют электроприборы в вашем доме. Далее, умножьте эту цифру на коэффициент 0,75. Вот эта самая циферка нам и нужна.
Для более правильного подсчета потребляемой мощности, вам поможет таблица, где указаны приборы и мощность, которую они потребляют.
| Название электроприемника | Приблизительная мощность, Вт | Название электроприемника | Приблизительная мощность, Вт |
| телевизор | 300 | кондиционер | 1500 |
| принтер | 500 | проточный нагреватель воды | 5000 |
| компьютер | 500 | бойлер | 1500 |
| фен для волос | 1200 | дрель | 800 |
| утюг | 1700 | перфоратор | 1200 |
| электрочайник | 1200 | электроточило | 900 |
| вентиляторы | 1000 | дисковая пила | 1300 |
| тостер | 800 | электрорубанок | 900 |
| кофеварка | 1000 | электролобзик | 700 |
| пылесос | 1600 | шлифовальная машина | 1700 |
| обогреватель | 1500 | циркулярная пила | 2000 |
| СВЧ-печь | 1400 | компрессор | 2000 |
| духовка | 2000 | газонокосилка | 1500 |
| электроплита | 3000 | сварочный агрегат | 2300 |
| холодильник | 600 | водяной насос | 1000 |
| стиральная машина | 2500 | электромоторы | 1500 |
| освещение | 2000 |
Ну а далее, как говориться, дело техники. Для подбора кабеля, который удовлетворит требованиям, существует другая таблица, где указаны сечение кабеля, мощность и ток, которые способны выдержать эти самые кабеля.
В данной таблице приведены значения для медных проводов кабелей, так как алюминиевые провода, на сегодняшний день, при монтаже электропроводки, практически никто не применяет.
Таблица выбора сечения кабеля и провода
Сечение токопроводящей жилы, мм
Далее нам необходимо рассчитать сечение проводов и кабелей для розеточных групп и групп освещения. Если посмотреть на таблицу или просчитать из простых формул для расчета сечения проводов, то станет ясно, что, к примеру, для групп освещении вполне подойдет провод сечением 0.5 мм кв, а для розеточных групп достаточно провода сечением 1.5 мм кв.
Но, как правило, для освещения применяют провода диаметром не менее 1.5 мм кв, а для розеточных групп используют провода сечением не менее 2.5 мм кв, если конечно же не требуется питание приборов, суммарная мощность которых не выходит за пределы, которые способен выдержать данный провод
Связано это с тем, что провода, и неважно с какого металла они сделаны, подвержены коррозии, различным механическим нагрузкам как во время монтажа, так и во время эксплуатации
К примеру, согласно таблице, при напряжении в сети 220 В, провод сечением 2.5 мм кв способен выдержать ток до 27 А(5.9 кВт). Для защиты проводов и потребителей, в данном случае, в качестве защиты устанавливают автомат, максимальный ток срабатывания которого должен быть не более 25 А.
При проектировании электропроводки, необходимо учитывать и длину магистрали, которая будет питать конечного потребителя. Также, согласно таблице, можно определить сечение и для остальных видов нагрузки. Также, во время проектирования, а затем и монтажа электропроводки, не стоит забывать и о селективности автоматов.
В любом случае, электричество незримо и не прощает ошибок и безалаберного отношения к работе. Доверяйте профессионалам!
Кроме тока и мощности проектировщики при выборе сечения кабеля используют ряд других важных параметров. Об этом читайте здесь: Как выбрать сечение кабеля — советы проектировщика
Почему алюминий постепенно изымается из обихода при монтаже электроустановок? Чем он плох и опасен? Ответ здесь: Почему алюминиевый кабель нельзя использовать в электропроводке
Медные и алюминиевые провода соединять не рекомендуется. Но иногда их соединяют. Как это делают? Как соединять медные и алюминиевые провода
