Расчёт сечения кабеля по мощности и току: формулы и примеры
При строительстве дома или замене старой электропроводки необходимо произвести расчет проводника по его пропускной способности. Это защитит домашнюю сеть от перегрузки. Как производить расчет, что влияет на пропускную способность кабеля? Об этом будет указано ниже, но сначала вспомним, что такое электрический ток.
- Для чего необходим расчет кабеля
- Что необходимо знать для правильного выбора провода?
- Что будет, если неправильно рассчитать сечение
- Что влияет на нагрев проводов
- Как рассчитать сечение кабеля по мощности?
- Таблица сечения медного кабеля по току, ПУЭ-7
- Таблица сечения алюминиевого кабеля по току, ПУЭ-7
- Выбор сечения кабеля по силе тока
- Расчет сечения кабеля по длине
Для чего необходим расчет кабеля
Металл, из которого изготавливают жилы провода или кабеля, имеет какое-то сопротивление.
Расчет необходимого сечения кабеля позволяет создать такие рабочие условия, при которых температура не будет повышаться выше допустимого значения. Второстепенная задача, которая стоит при расчете, может предусматривать подключение в дальнейшем дополнительного электрооборудования.
Для протяженных линий такое вычисление поможет определить потерю напряжения в самой дальней точке линии. При неправильном расчете для дальних потребителей напряжения может не хватить, особенно в час пик, что приведет к их неправильной работе или отказу вообще.
Может возникнуть и такая ситуация: расчет сечения проводов и кабелей был произведен правильно, но не был учтен график работы мощных потребителей.
Что необходимо знать для правильного выбора провода?
При покупке провода или кабеля стремятся достичь оптимального соотношения цена – надежность. Что в это входит? Рассмотрим несколько составляющих:
- материал металла;
- количество проволок в жиле;
- защитные оболочки;
- соотношение цен проводов разного сечения;
- минимальный диаметр проводника.
В основном используют кабеля с медными или алюминиевыми жилами. Алюминий дешевле, но имеет большее сопротивление по сравнению с медью. С другой стороны, он легче и имеет защитную пленку из оксида алюминия.
Предостережение! Алюминий легко ломается, особенно если его надрезать при зачистке. Оксидная пленка имеет большое сопротивление, а это мешает соединять такой проводник с медью, которая усиливает окисление.
Поскольку электроны в основном движутся во внешнем слое проводника, то многопроволочные жилы способны пропускать больший ток, чем однопроволочные. Увеличение сечения провода в два раза увеличит его пропускную способность менее чем в два раза. Поэтому для экономии металла берут два и более провода меньшего сечения вместо одного с большим сечением.
Совет! Кабели с дополнительной защитой хуже сгибаются, тяжелее и уменьшают теплоотдачу. Кроме того, они дороже, поэтому без крайней необходимости ими лучше не пользоваться.
Используемые формулы выбора сечения кабеля позволяют подобрать нужный кабель, но они не учитывают автоматические выключатели, стоящие на защите сети. Поэтому необходимо также ориентироваться на используемые в квартире автоматы, а точнее, на их ток отсечки. Если выбранный провод не выдержит такой нагрузки, его нужно заменить проводом с большим сечением.
org/ImageObject»>Что будет, если неправильно рассчитать сечение
Неправильный расчет может привести к двум противоположным результатам:
- кабель будет иметь недостаточное сечение;
- кабель будет иметь избыточное сечение.
В первом случае жилы кабеля будут перегреваться, изоляция будет быстрее стареть, при худшем сценарии возможно возгорание провода. Малое сечение может вызвать большое падение напряжение на самых дальних разъемах, это может вызвать отключение электроприбора или его неправильную работу. Несоответствие сечения кабеля к установленным автоматам, может сделать их бесполезными.
Если у кабеля сечение больше необходимого это приведет к ненужным материальным расходам, утяжелению проводки. С другой стороны, небольшой запас по сечению позволит в дальнейшем подключать дополнительные электроприборы, не меняя проводки.
Что влияет на нагрев проводов
Нагревание провода зависит от двух факторов:
- источника теплоты;
- эффективность охлаждения.
Тепло дают электроны. При движении по материалу они сталкиваются с атомами, вернее, с их внешними электронами и выбивают их с орбитали. В этот момент высвобождается энергия, в металлах это тепловая энергия. Поэтому, используя формулу расчета провода, обязательно нужно учитывать силу и плотность тока. Разберем это подробнее.
Упрощенно говоря плотность – количество электронов в поперечном срезе проводника. Зависит от самого материала и частично от напряжения. Особенно это заметно в полупроводниках, когда при увеличении напряжения увеличивается число носителей заряда. Сила тока – количество электронов, проходящих через поперечный срез за определенное время. Напрямую зависит от напряжения и сопротивления проводника.
Вывод. Чем больше плотность и сила тока, тем быстрее происходит нагрев металла.
Охлаждение кабеля зависит:
- от окружающей температуры;
- конструкции кабеля;
- способа прокладки;
- метода охлаждения.
Чем выше температура окружающей среды, тем большее сопротивление имеет кабель. Это увеличивает нагрев. Повышенная окружающая температура к тому же уменьшает охлаждение.
Чем больше слоев изоляции и чем она толще, тем хуже происходит отдача тепла. Открытые кабели охлаждаются быстрее, чем уложенные в каналы или короба. В горизонтальных коробах, где воздух стоит на месте, охлаждение хуже, чем в вертикальных, так как в последних происходит естественная циркуляция воздуха, улучшающая вентиляцию. Провода, проложенные на сквозняках или там, где работает вентилятор, будут охлаждаться лучше.
Как рассчитать сечение кабеля по мощности?
Для такого расчета имеются:
- таблицы;
- электронные калькуляторы;
- формулы.
Таблицы позволяют быстро, без дополнительных расчетов получить ответ. Однако это больше будет иметь рекомендательный расчет, не учитывающий особенности сети.
Калькуляторы позволяют внести дополнительные условия и получить более точный ответ. Кто желает самостоятельно произвести расчет должен знать схему проведения вычислений. Формула сечения кабеля по мощности включает в себя:
- определение активной мощности для однофазной и полной мощности для трехфазной сети;
- по таблицам узнать коэффициенты: тепловые, потери, запас мощности и другие;
- определить силу тока;
- по таблице определить сечение, руководствуясь полученным значением тока.
Таблица сечения медного кабеля по току, ПУЭ-7
Пример расчета сечения кабеля по таблице можно посмотреть в ПУЭ – правила устройства электроустановок. Разные таблицы предназначены для определения сечения кабельных жил и проводов. Учитываются количество проводов, способ укладки. Для домашней сети, если провод уложен в лоток, это приравнивается к прокладке в трубе.
Таблица сечения алюминиевого кабеля по току, ПУЭ-7
Из-за разной проводимости ток для медного и алюминиевого провода с одинаковым сечением будет разный. Это отображено в таблицах. Причем таблицы могут быть отдельными для каждого металла или общими.
Выбор сечения кабеля по силе тока
Рассмотрим на практике, как можно пользоваться формулой расчета кабеля по току. Для однофазной сети используют следующую формулу: P = UI, где P – мощность в ваттах, U – напряжение в вольтах, I – сила тока в амперах. Определяем суммарную мощность электроприборов обычно работающих одновременно. Допустим, она составила 9, 85 кВт. Переводим в ватты, получается 9 850 Вт. Напряжение сети равно 230 В. Мощность делим на напряжение и получаем ток силой 42,8 А.
Будем покупать медный провод, проложенный в кабельном канале (трубе).
Расчет сечения кабеля по длине
Иногда нужно рассчитать сечение длинного провода, например, переноску. Для этого нужно знать, какая максимальная мощность будет подключаться к нему. Пусть это будет 2,5 кВт или 2 500 Вт. По формуле выше находим ток:
округлим до 12 А. Определяем сечение по таблице для открытого провода, оно будет равно для медного провода 1,5 мм2. Падение напряжения на конце переноски не должно превышать 5%.
Возьмем провод длиной 30 метров и рассчитаем его сопротивление по формуле:
Такое значение вполне допустимо.
Зная, как произвести расчет сечения кабеля, помогает прокладывать надежные линии электроснабжения, не прибегая к помощи специалистов.
Понравилась статья? Расскажите друзьям:
Оцените статью, для нас это очень важно:
Проголосовавших: 2 чел.
Средний рейтинг: 5 из 5.
Таблица сечений кабеля по мощности и току
Содержание:
- Выбираем сечение кабеля по мощности
- Собираем данные
- Суть метода
- Причины нагрева кабеля
- Формула расчета
- Расчет допустимой силы тока по температуре разогрева проводника
- Расчет сечения медных проводов и кабелей
- Выбор сечения кабеля по мощности
- Общая информация о кабеле
- Материалы изготовления проводников
- Кабели управления
- Раздел 1. Общие правила
- Расчет сечения провода электропроводки по мощности подключаемых электроприборов
- Выбор сечения провода для подключения электроприборов к трехфазной сети 380 В
- Поправочные коэффициенты к табл. 3.36 и 3.37
- Примеры, чтобы понять ситуацию
- Длительно допустимый ток по ПУЭ
3.36 и 3.37Выбираем сечение кабеля по мощности
Подобрать сечение провода можно по потребляемой мощности подключаемых приборов, такие приборы называются нагрузкой.
Выбор сечения кабеля зависит от мощности и силы тока
Собираем данные
Для начала найдите в паспортных данных бытовой техники потребляемую мощность, запишите ее на листке бумаги. Если проще, можно посмотреть шильдики — металлические таблички или наклейки, прикрепленные к корпусу оборудования и оборудования. Есть основная информация и чаще всего, есть сила. Самый простой способ определить это по единицам измерения. Если продукт производится в России, Беларуси, Украине обычно есть обозначение Вт или кВт, на оборудовании из Европы, Азии или США стоит английское обозначение для ватт — W, а потребляемая мощность обозначается аббревиатурой «ТОТ» или «ТОТ МАКС».
Пример шильдика с основной технической информацией
Если и эта информация недоступна (информация затерлась, например или вы планируете приобрести технику), можно взять среднестатистические данные.
Для удобства они сведены в таблицу.
Таблица потребляемой мощности различных электроприборов
Найдите оборудование, которое планируете установить, выпишите мощность. Иногда ее дают с большим разбросом, поэтому иногда бывает сложно понять, какую цифру взять. В этом случае лучше взять от него максимум. В результате при расчетах у вас будет несколько завышена мощность оборудования и вам понадобится кабель большего сечения. Но для расчета сечения кабеля это хорошо, будет запас. Сгорают только кабели с меньшим поперечным сечением, чем необходимо. Трассы с большим сечением служат долго, так как меньше греются.
Суть метода
Чтобы подобрать сечение провода по нагрузке, добавьте мощность устройств, которые будут подключены к этому проводу
В то же время важно, чтобы вся мощность выражалась в одних и тех же единицах измерения — либо в ваттах (Вт), либо в киловаттах (кВт). Если есть разные значения, мы приводим их к одному результату
Чтобы перевести киловатты, умножьте их на 1000, и получите ватты.
Например, преобразовать 1,5 кВт в ватты. Это будет 1,5 кВт * 1000 = 1500 Вт.
Если необходимо, можно провести обратное преобразование — ватты перевести в киловатты. Для это цифру в ваттах делим на 1000, получаем кВт. Например, 500 Вт / 1000 = 0,5 кВт.
Таблица сечения кабеля
Чтобы найти нужное сечение кабеля в соответствующем столбике — 220 В или 380 В — находим цифру, которая равна или чуть больше посчитанной нами ранее мощности. Столбик выбираем исходя из того, сколько фаз в вашей сети. Однофазная — 220 В, трехфазная 380 В.
В найденной строчке смотрим значение в первом столбце. Это и будет требуемое сечение кабеля для данной нагрузки (потребляемой мощности приборов). Кабель с жилами такого сечения и надо будет искать.
Немного о том, медный провод использовать или алюминиевый. В большинстве случаев, при прокладке проводки в доме или квартире, используют кабели с медными жилами. Такие кабели дороже алюминиевых, но они более гибкие, имеют меньшее сечение, работать с ними проще.
Но, медные кабели с большого сечения, ничуть не более гибкие чем алюминиевые. И при больших нагрузках — на вводе в дом, в квартиру при большой планируемой мощности (от 10 кВт и больше) целесообразнее использовать кабель с алюминиевыми проводниками — можно немного сэкономить.
Причины нагрева кабеля
Выбор мощности, тока и сечения проводов и кабелей пуэ
Для любой сети, проектируемой для бытового использования или на крупном промышленном объекте, обязательно потребуется грамотно рассчитать сечение кабельно-проводниковых элементов. Корректно выполнить данную работу поможет знание причин изменения температуры в проводниках.
Физическая природа такого явления, как электрический ток, заключается в четко направленном перемещении заряженных частиц, происходящем под влиянием электрополя.
В рабочем процессе электроны вынуждены преодолевать существующие в кристаллической решетке внутренние связи на молекулярном уровне. Из-за этого наблюдается образование значительного количества тепловой энергии.
Как и у любого другого явления, есть как негативные, так и положительные аспекты подобного свойства. В различных устройствах, к примеру, утюгах, чайниках, печах, такой эффект положен в основу конструкции. А вот минусом становится угроза разрушения изоляции, что грозит поломкой и даже воспламенением техники. Каждая такая ситуация – это превышение установленного лимита длительной токовой нагрузкой.
К чрезмерному перегреву приводит:
- небрежный выбор параметров сечения. Перед подключением кабеля к прибору нужно убедиться в наличии запаса мощности кабеля порядка 30-40% к номинальному рабочему значению потребления;
- плохое качество контактов обязательно послужит причиной нагрева и может закончиться возгоранием. Устранить опасность нередко можно своевременной профилактикой в виде подтягивания в местах соединения;
использование скрутки для алюминиевых и медных жил недопустимо.
Следует воспользоваться клеммниками.
Получить корректные данные требуемого сечения можно делением суммы номинальных мощностей потребителей энергии на показатель напряжения. После этого не составит труда определиться с сечением, используя таблицы.
Формула расчета
Расчет сечения кабеля по мощности: таблица основные характеристики
Вычислить площадь сечения электрического провода можно разными способами в зависимости от его типа. Для всех случаев применяется единая формула расчета сечения кабеля по диаметру. Она имеет следующий вид:
D – диаметр жилы.
Диаметр жилы обычно указывается на оплетке провода или на общем ярлыке с другими техническими характеристиками. При необходимости определить это значение можно двумя способами: с применением штангенциркуля и вручную.
Первым способом измерить диаметр жилы очень просто. Для этого ее необходимо очистить от изоляционной оболочки, после чего воспользоваться штангенциркулем. Значение, которое он покажет, и есть диаметр жилы.
Если провод многожильный, необходимо распустить пучок, пересчитать проволоки и измерить штангенциркулем только одну из них. Определять диаметр пучка целиком смысла нет – такой результат будет некорректным из-за наличия пустот. В этом случае формула расчета сечения будет иметь вид:
D – диаметр жилы;
а – количество проволок в жиле.
При отсутствии штангенциркуля диаметр жилы можно определить вручную. Для этого ее небольшой отрезок необходимо освободить от изоляционной оболочки и намотать на тонкий цилиндрический предмет, например, на карандаш. Витки должны плотно прилегать друг к другу. В этом случае формула вычисления диаметра жилы провода выглядит так:
L – длина намотки проволоки;
N – число полных витков.
Чем больше длина намотки жилы, тем точнее получится результат.
Расчет допустимой силы тока по температуре разогрева проводника
Smd-резистор: таблица типоразмеров и мощности чипов, подстроечные резисторы
Кабель не может бесконечно нагреваться, так как тепло рассеивается в окружающую среду.
В конце концов наступает равновесие и устанавливается постоянная температура проводников.
Для установившегося процесса справедливо соотношение:
P = ∆t/∑S = (tж — tср)/(∑S),
где ∆t = tж-tср — разница между температурой среды и жилы, ∑S — температурное сопротивление.
Длительно допустимый ток, проходящий по кабелю, находится из выражения:
Iдоп = √((tдоп — tср)/( Rn∑S)),
где tдоп— допустимая температура разогрева жил (зависит от типа кабеля и способа прокладки). Обычно она составляет 70 градусов в обычном режиме и 80 — в аварийном.
Расчет сечения медных проводов и кабелей
Подсчитав нагрузку и определившись с материалом (медь), рассмотрим пример расчета сечения проводов для отдельных групп потребителей, на примере двухкомнатной квартиры.
Как известно, вся нагрузка делится на две группы: силовую и осветительную.
В нашем случае основной силовой нагрузкой будет розеточная группа, установленная на кухне и в ванной.
Так как там устанавливается наиболее мощная техника (электрочайник, микроволновка, холодильник, бойлер, стиральная машина и т.п.).
Для этой розеточной группы выбираем провод сечением 2.5мм2. При условии, что силовая нагрузка будет разбросана по разным розеткам. Что это значит? Например, на кухне для подключения всей бытовой техники нужно 3-4 розетки подключенных медным проводом сечением 2.5 мм2 каждая.
Если вся техника подключается через одну единственную розетку, то сечения в 2.5 мм2 будет недостаточно, в этом случае нужно использовать провод сечением 4-6 мм2. В жилых комнатах для питания розеток можно использовать провод сечением 1.5 мм2, но окончательный выбор нужно принимать после соответствующих расчетов.
Питание всей осветительной нагрузки выполняется проводом сечением 1.5 мм2.
Необходимо понимать, что мощность на разных участках электропроводки будет разной, соответственно и сечение питающих проводов тоже разным. Наибольшее его значение будет на вводном участке квартиры, так как через него проходит вся нагрузка.
Сечение вводного питающего провода выбирают 4 – 6 мм2.
При монтаже электропроводки применяют провода и кабели марки ПВС, ВВГнг, ППВ, АППВ.
Выбор сечения кабеля по мощности
Вот мы добрались и до сути нашей статьи. Однако всё, что было выше, упускать нельзя, а значит и мы умолчать не могли.
Если попытаться изложить мысль логично и по-простому, то через каждое условное сечение проводника может пройти ток определенной силы. Заключение это вполне логичное и теперь лишь осталось узнать эти соотношения и соотнести для разных диаметров провода, исходя из его типоряда.
Также нельзя умолчать, что здесь, при расчете сечения по току, в «игру вступает» и температура. Да, это новая составляющая – температура. Именно она способна повлиять на сечение. Как и почему, давайте разбираться.
Все мы знаем о броуновском движении. О постоянном смещении ионов в кристаллической решетке. Все это происходит во всех материалах, в том числе и в проводниках. Чем выше температура, тем больше будут эти колебания ионов внутри материала.
А мы знаем, что ток — это направленное движение частиц.
Так вот, направленное движение частиц будет сталкиваться в кристаллической решетке с ионами, что приведет к повышению сопротивления для тока.
Чем выше температура, тем выше электрическое сопротивление проводника. Поэтому по умолчанию, сечение провода для определенного тока принимается при комнатной температуре, то есть при 18 градусах Цельсия. Именно при этой температуре приведены все справочные значения в таблицах, в том числе и наших.
Несмотря на то, что алюминиевые провода мы не рассматриваем в качестве проводов для электропроводки, по крайней мере, в квартире, тем не менее, они много где применяются. Скажем для проводки на улице. Именно поэтому мы также приведем значения зависимостей сечения и тока и для алюминиевых проводов.
Итак, для меди и алюминия будут следующие показатели зависимости сечения провода (кабеля) от тока (мощности). Смотрите таблицу.
Таблица проводников под допустимый максимальный ток для их использования в проводке:
С 2001 года алюминиевые провода для проводки в квартирах не применяются.
(ПЭУ)
Да, здесь как заметил наш читатель, мы фактически не привели расчета, а лишь предоставили справочные данные, сведенные в таблицу, на основании этих расчетов. Но смеем вас замерить, что для расчетов необходимо перелопатить множество формул, и показателей. Начиная от температуры, удельного сопротивления, плотности тока и тому подобных.
Поэтому такие расчеты мы оставим для спецов. При этом необходимо заметить, что и они не являются окончательными, так как могут незначительно разнится, в зависимости от стандарта на материал и запаса провода по току, применяемого в разных странах.
А вот о чем мы еще хотели бы сказать, так это о переводе сечения провода в диаметр. Это необходимо, когда имеется провод, но по каким-то причинам маркировки на нем нет. В этом случае по диаметру провода можно вычислить сечения и наоборот из сечения диаметр.
Общая информация о кабеле
Протекая по проводам, ток способствует их нагреванию. Чем выше его сила, тем быстрее происходит нагрев.
Основной показатель, по которому проводят расчет – максимальная токовая нагрузка. Это величина, показывающая, сколько кабель может выдержать нагрузки тока в течение длительного периода времени.
Найдя показатель номинальной силы тока, можно рассчитать мощность для однофазной сети, учитывая суммарную мощность для всех приборов, напряжение, коэффициент одновременности и переменную для электроприборов.
Если неправильно посчитать сечение провода, проводка будет перегреваться.
Причины перегрева кабеля:
- Недостаточная площадь сечения. Чем толще жилы кабеля, тем больше тока он передает, не нагреваясь. На кабельных изделиях значения указываются в маркировке.
- Тип кабеля. Провод бывает одножильным (одна жила состоит из одного стержня) и многожильным. Второй вариант гибче, но значительно уступает по максимальной нагрузке.
- Способ укладки проводника. Если кабель плотно уложен, он будет греться значительно быстрее.
Сами рассчитываете сечение кабеля?
Сам
70.
35%
Советуюсь со специалистом
18.02%
Зависит от ситуации
11.63%
Проголосовало: 172
Материалы изготовления проводников
Для изготовления изолированных проводников используют алюминий и медь. Медные жилы обладают меньшим сопротивлением и меньше греются, поэтому считаются лучше, чем алюминиевые.
Провода изолируют поливинилхлоридом (ПВХ), резиной и иногда — фторопластами. Чем выше качество изолирующих материалов, тем больше устойчивость к возгоранию у провода.
Кабели управления
Данные виды электрических кабелей служат для управления стационарными и нестационарными маломощными механизмами и электрооборудованием, используемым в строительной, промышленно-производственной, сельскохозяйственной и других сферах (чаще всего используются для управления электродвигателями).
Распространенные марки и применение электрических кабелей данного вида:
• КУПЭВ. Используются в сетях до 250 В и частотой до 1000 Гц. Применяются для управления различным строительным и производственным оборудованием.
• КУГВВ. Кабели управления с гибкими жилами. Используются для питания неподвижных и подвижных электроустановок. Также возможно применение в бытовых целях (например, для управления автоматическими воротами).
Раздел 1. Общие правила
1.3.2. Проводники любого назначения должны удовлетворять требованиям в отношении предельно допустимого нагрева с учетом не только нормальных, но и послеаварийных режимов, а также режимов в период ремонта и возможных неравномерностей распределения токов между линиями, секциями шин и т. п. При проверке на нагрев принимается получасовой максимум тока, наибольший из средних получасовых токов данного элемента сети.
1.3.3. При повторно-кратковременном и кратковременном режимах работы электроприемников (с общей длительностью цикла до 10 мин и длительностью рабочего периода не более 4 мин) в качестве расчетного тока для проверки сечения проводников по нагреву следует принимать ток, приведенный к длительному режиму. При этом:
1) для медных проводников сечением до 6 мм, а для алюминиевых проводников до 10 мм ток принимается как для установок с длительным режимом работы;
2) для медных проводников сечением более 6 мм, а для алюминиевых проводников более 10 мм ток определяется умножением допустимого длительного тока на коэффициент , где — выраженная в относительных единицах длительность рабочего периода (продолжительность включения по отношению к продолжительности цикла).
1.3.4. Для кратковременного режима работы с длительностью включения не более 4 мин и перерывами между включениями, достаточными для охлаждения проводников до температуры окружающей среды, наибольшие допустимые токи следует определять по нормам повторно — кратковременного режима (см. 1.3.3). При длительности включения более 4 мин, а также при перерывах недостаточной длительности между включениями наибольшие допустимые токи следует определять как для установок с длительным режимом работы.
1.3.5. Для кабелей напряжением до 10 кВ с бумажной пропитанной изоляцией, несущих нагрузки меньше номинальных, может допускаться кратковременная перегрузка, указанная в табл. 1.3.1.
1.3.6. На период ликвидации послеаварийного режима для кабелей с полиэтиленовой изоляцией допускается перегрузка до 10%, а для кабелей с поливинилхлоридной изоляцией до 15% номинальной на время максимумов нагрузки продолжительностью не более 6 ч в сутки в течение 5 сут., если нагрузка в остальные периоды времени этих суток не превышает номинальной.
https://youtube.com/watch?v=j7YCTqa4sjA
На период ликвидации послеаварийного режима для кабелей напряжением до 10 кВ с бумажной изоляцией допускаются перегрузки в течение 5 сут. в пределах, указанных в табл. 1.3.2.
Таблица 1.3.1. Допустимая кратковременная перегрузка для кабелей напряжением до 10 кВ с бумажной пропитанной изоляцией
| Коэффициент предварительной нагрузки | Допустимая перегрузка по отношению к номинальной в течение, ч |
Таблица 1.3.2. Допустимая на период ликвидации послеаварийного режима перегрузка для кабелей напряжением до 10 кВ с бумажной изоляцией
| Коэффициент предварительной нагрузки | Допустимая перегрузка по отношению к номинальной при длительности максимума, ч |
Для кабельных линий, находящихся в эксплуатации более 15 лет, перегрузки должны быть понижены на 10%.
Перегрузка кабельных линий напряжением 20-35 кВ не допускается.
1.3.7. Требования к нормальным нагрузкам и послеаварийным перегрузкам относятся к кабелям и установленным на них соединительным и концевым муфтам и концевым заделкам.
1.3.8. Нулевые рабочие проводники в четырехпроводной системе трехфазного тока должны иметь проводимость не менее 50% проводимости фазных проводников; в необходимых случаях она должна быть увеличена до 100% проводимости фазных проводников.
Расчет сечения провода электропроводки по мощности подключаемых электроприборов
Для выбора сечения жил провода кабеля при прокладке электропроводки в квартире или доме нужно проанализировать парк имеющихся электробытовых приборов с точки зрения одновременного их использования. В таблице представлен перечень популярных бытовых электроприборов с указанием потребляемого тока в зависимости от мощности.
Вы можете узнать потребляемую мощность своих моделей самостоятельно из этикеток на самих изделиях или паспортам, часто параметры указывают на упаковке. В случае если сила потребляемого тока электроприбором не известна, то ее можно измерять с помощью амперметра.
Обычно мощность потребления электроприборов указывается на корпусе в ваттах (Вт или VA) или киловаттах (кВт или kVA).
1 кВт=1000 Вт.
Таблица потребляемой мощности/силы тока бытовыми электроприборами
| Электроприбор | Потребляемая мощность, Вт | Сила тока, А |
|---|---|---|
| Стиральная машина | 2000 – 2500 | 9,0 – 11,4 |
| Джакузи | 2000 – 2500 | 9,0 – 11,4 |
| Электроподогрев пола | 800 – 1400 | 3,6 – 6,4 |
| Стационарная электрическая плита | 4500 – 8500 | 20,5 – 38,6 |
| СВЧ печь | 900 – 1300 | 4,1 – 5,9 |
| Посудомоечная машина | 2000 – 2500 | 9,0 – 11,4 |
| Морозильники, холодильники | 140 – 300 | 0,6 – 1,4 |
| Мясорубка с электроприводом | 1100 – 1200 | 5,0 – 5,5 |
| Электрочайник | 1850 – 2000 | 8,4 – 9,0 |
| Электрическая кофеварка | 630 – 1200 | 3,0 – 5,5 |
| Соковыжималка | 240 – 360 | 1,1 – 1,6 |
| Тостер | 640 – 1100 | 2,9 – 5,0 |
| Миксер | 250 – 400 | 1,1 – 1,8 |
| Фен | 400 – 1600 | 1,8 – 7,3 |
| Утюг | 900 –1700 | 4,1 – 7,7 |
| Пылесос | 680 – 1400 | 3,1 – 6,4 |
| Вентилятор | 250 – 400 | 1,0 – 1,8 |
| Телевизор | 125 – 180 | 0,6 – 0,8 |
| Радиоаппаратура | 70 – 100 | 0,3 – 0,5 |
| Приборы освещения | 20 – 100 | 0,1 – 0,4 |
Ток потребляют еще холодильник, осветительные приборы, радиотелефон, зарядные устройства, телевизор в дежурном состоянии.
Но в сумме эта мощность составляет не более 100 Вт и при расчетах ее можно не учитывать.
Если Вы включите все имеющиеся в доме электроприборы одновременно, то необходимо будет выбрать сечение провода, способное пропустить ток 160 А. Провод понадобится толщиной в палец! Но такой случай маловероятен. Трудно представить, что кто-то способен одновременно молоть мясо, гладить утюгом, пылесосить и сушить волосы.
Пример расчета. Вы встали утром, включили электрочайник, микроволновую печь, тостер и кофеварку. Потребляемый ток соответственно составит:
7 А + 8 А + 3 А + 4 А = 22 А
С учетом включенного освещения, холодильника и в дополнение, например, телевизора, потребляемый ток может достигнуть 25 А.
Выбор сечения провода для подключения электроприборов к трехфазной сети 380 В
При работе электроприборов, например, электродвигателя, подключенных к трехфазной сети, потребляемый ток протекает уже не по двум проводам, а по трем и, следовательно, величина протекающего тока в каждом отдельном проводе несколько меньше.
Это позволяет использовать для подключения электроприборов к трехфазной сети провод меньшего сечения.
Для подключения электроприборов к трехфазной сети напряжением 380 В, например электродвигателя, сечение провода для каждой фазы берется в 1,75 раза меньше, чем для подключения к однофазной сети 220 В
Внимание, при выборе сечения провода для подключения электродвигателя по мощности следует учесть, что на шильдике электродвигателя указывается максимальная механическая мощность, которую двигатель может создать на валу, а не потребляемая электрическая мощность
Например, нужно подключить электродвигатель потребляющий мощность от сети 2,0 кВт. Суммарный ток потребления электродвигателем такой мощности по трем фазам составляет 5,2 А. По таблице получается, что нужен провод сечением 1,0 мм2, с учетом вышеизложенного 1,0 / 1,75 = 0,5 мм2. Следовательно, для подключения электродвигателя мощностью 2,0 кВт к трехфазной сети 380 В понадобится медный трехжильный кабель с сечением каждой жилы 0,5 мм2.
Гораздо проще выбрать сечение провода для подключения трехфазного двигателя, исходя из величины тока его потребления, который всегда указывается на шильдике. Например, ток потребления двигателя мощностью 0,25 кВт по каждой фазе при напряжении питания 220 В (обмотки двигателя подключены по схеме «треугольник») составляет 1,2 А, а при напряжении 380 В (обмотки двигателя подключены по схеме «звезда») всего 0,7 А.
Взяв силу тока, указанную на шильдике, по таблице для выбора сечения провода для квартирной электропроводки выбираем провод сечением 0,35 мм2 при подключении обмоток электродвигателя по схеме «треугольник» или 0,15 мм2 при подключении по схеме «звезда».
Поправочные коэффициенты к табл. 3.36 и 3.37
Таблица 3.38
| Кабели с бумажной изоляцией | Tmax = 1000-3000ч | Tmax > 5000 ч |
| с медными жилами | 1,20 | 0,80 |
| с алюминиевыми жилами | 1,14 | 0,86 |
Сечение жил кабеля, выбранное по нормированным значениям плотности тока, должно удовлетворять условиям допустимого нагрева в нормальных и послеаварийных режимах работы.
В ряде случаев (например, при прокладке в воздухе) сечение кабеля определяется допустимой длительной нагрузкой, которая (особенно для маслонаполненных кабелей) ниже экономической. Значение допустимого длительного тока для кабелей зависит от конструкции кабеля, условий прокладки, количества параллельно проложенных кабелей и расстояния между ними.
Для каждой КЛ должны быть установлены наибольшие допустимые токовые нагрузки, определяемые по участку трассы с наихудшими тепловыми условиями при длине участка не менее 10 м.
Длительно допустимые токовые нагрузки для разных марок кабелей напряжением до 35 кВ при различных условиях прокладки принимаются в соответствии с ПУЭ. В табл. 3.39—3.42 приведены допустимые длительные мощности КЛ, рассчитанные при среднем эксплуатационном напряжении (h5 Vом).
Допустимые нагрузки для маслонаполненных кабелей в большой степени зависят от условий прокладки. Данные табл. 3.37 приведены для среднерасчетных условий и конструкций отечественных кабелей переменного тока.
Приведенные значения соответствуют длинам, не превышающим 8—10 км. Для КЛ длиной более 10 км определение передаваемой мощности производится специальным расчетом или ориентировочно поданным
Допустимые длительные мощности соответствуют условию прокладки в земле одного кабеля. При прокладке нескольких кабелей вводятся поправочные коэффициенты: 0,9 — для двух кабелей, 0,8 – для четырех, 0,75 – для шести кабелей. При прокладке в воздухе и воде допустимые длительные мощности соответствуют любому количеству кабелей.
Данные табл. 339—3.42 определены исходя из температуры окружающей среды: при прокладке кабеля в земле +15 °С и при прокладке в воздухе (туннеле) +25 «С. При другой температуре окружающей среды данные умножают на коэффициенты, приведенные в табл. 3.43.
Примеры, чтобы понять ситуацию
Для примера возьмем обычную галогенную лампу 50 Вт, которая питается от напряжения 220 В через первичную цепь трансформатора, и ее же, запитанную на 12 В через вторичную цепь.
Сравним ток, который течет по проводке, подсоединенной к этим двум лампам.
- 50/220=0,23 А.
- 50/12=4,2 А.
Представляете, какая разница. А ведь сила тока больше 4 А – это большая величина. Конечно, многое будет зависеть и от самого трансформатора, а, точнее сказать, от его мощности. Можно привести один пример, который покажет некомпетентность домашних мастеров.
К примеру, для галогенного освещения берется трансформатор мощностью 1 кВт. Оговариваемся – это для примера. Так вот вставляя эту величину в формулу закона Ома, получаем:
1000/12=83 А. Такой ток может выдержать провод в 16 мм², а уж никак не 1,5 или 2,5. Кстати, это величина медного кабеля. То есть, получается так, что правильный выбор сечения провода влияет на качество работы всей электрической разводки. Но и это не все.
Длительно допустимый ток по ПУЭ
Особая система правил разработана для обеспечения безопасности в ходе всех мероприятий, касающихся электроэнергии. Последнее 7-е издание ПУЭ предусматривает регламент всех рабочих процессов, условия монтажа, профилактического обслуживания, ремонта и обеспечения безопасности персонала.
Подробно описаны требования по допустимому длительному току для множества вариантов с разным сечением, используемым металлом, видом кабеля, способом укладки.
Все документы по безопасности находятся в 3-ей главе в разделе№1. Здесь рассмотрены все значения допустимого тока в таблицах 3. 1. 7. 4 – 3. 1. 7. 11.
Более наглядно можно понять все нюансы нормативов ПУЭ при построении стандартной таблицы с выполнением выделения подсетей и вычислением для них по отдельности наибольшего значения тока и мощности.
Допустимая токовая нагрузка медных проводников
Допустимая токовая нагрузка определяется как сила тока, которую проводник может выдержать до расплавления проводника или изоляции. Нагрев, вызванный электрическим током, протекающим по проводнику, определяет величину тока, который будет выдерживать провод. Теоретически количество тока, которое может быть пропущено через один неизолированный медный проводник, может быть увеличено до тех пор, пока выделяемое тепло не достигнет температуры плавления меди.
Есть много факторов, которые будут ограничивать величину тока, который может быть пропущен через провод.
Этими основными определяющими факторами являются:
Размер проводника:
Чем больше площадь круглого мила, тем больше ток.
Количество выделяемого тепла никогда не должно превышать максимально допустимую температуру изоляции.
Температура окружающей среды:
Чем выше температура окружающей среды, тем меньше тепла требуется для достижения максимальной температуры изоляции.
Номер проводника:
Рассеивание тепла уменьшается по мере увеличения количества индивидуально изолированных проводников, связанных вместе.
Условия установки:
Ограничение рассеивания тепла путем установки проводников в кабелепроводах, воздуховодах, лотках или желобах снижает допустимую нагрузку по току. Это ограничение можно также несколько уменьшить, используя надлежащие методы вентиляции, принудительное воздушное охлаждение и т.
д. оценки могут стать критическими.
На диаграмме показан ток, необходимый для повышения температуры одинарного изолированного провода на открытом воздухе (окружающая среда 30°C) до пределов для различных типов изоляции. В следующей таблице приведен коэффициент снижения номинальных характеристик, который следует использовать, когда проводники соединены в жгуты. Эти таблицы следует использовать только в качестве руководства при попытке установить номинальные токи на проводнике и кабеле.
| Коэффициенты снижения номинальных характеристик для пучков проводников | |
|---|---|
| Комплект № | Понижающий коэффициент (X ампер) |
| 2-5 | 0,8 |
| 6-15 | 0,7 |
| 16-30 | 0,5 |
Ампер
| Изоляционные материалы: | Полиэтилен Неопрен Полиуретан Поливинилхлорид (полужесткий) | Полипропилен Полиэтилен (высокой плотности) | Поливинилхлорид ПВХ (облученный) Нейлон | Kynar (135°C) Полиэтилен (сшитый) Термопласт Эластомеры | Каптон ПТФЭ ФЭП ПФА Силикон |
|---|---|---|---|---|---|
Медь Темп. | 80°С | 90°С | 105°С | 125°С | 200°С |
| 30 AWG | 2 | 3 | 3 | 3 | 4 |
| 28 AWG | 3 | 4 | 5 | 6 | |
| 26 AWG | 4 | 5 | 5 | 6 | |
| 24 AWG | 6 | 7 | 7 | 8 | 10 |
| 22AWG | 8 | 9 | 11 | 13 | |
| 20 AWG | 10 | 12 | 13 | 14 | 17 |
| 18 AWG | 17 | 18 | 20 | 24 | |
| 16 AWG | 19 | 22 | 24 | 26 | |
| 14 AWG | 27 | 30 | 33 | 40 | 45 |
| 12 AWG | 36 | 40 | 50 | 55 | |
| 10 AWG | 47 | 55 | 58 | 70 | 75 |
| 8 AWG | 70 | 75 | 90 | 100 | |
| 6 AWG | 95 | 100 | 105 | 125 | |
| 4 AWG | 125 | 135 | 145 | 170 | 180 |
| 2 AWG | 170 | 180 | 225 | 240 |
Insulation Materials: Polypropylene, Polyethylene (High Density)»> 4
Insulation Materials: Kapton, PTFE, FEP, PFA, Silicone»> 7
Insulation Materials: Polyvinylchloride, PVC (Irradiated), Nylon»> 10
Insulation Materials: Polyethylene, Neoprene, Polyurethane, Polyvinylchloride (Semi-Rigid)»> 15
Insulation Materials: Kapton, PTFE, FEP, PFA, Silicone»> 32
Insulation Materials: Polyvinylchloride, PVC (Irradiated), Nylon»> 45
Insulation Materials: Polyethylene, Neoprene, Polyurethane, Polyvinylchloride (Semi-Rigid)»> 65
Insulation Materials: Kapton, PTFE, FEP, PFA, Silicone»> 135
Insulation Materials: Polyvinylchloride, PVC (Irradiated), Nylon»> 200Один проводник на открытом воздухе 30°C Темп.
по мощности, току с учетом длины
При прокладке электропроводки необходимо знать, какого сечения кабеля вам потребуется проложить. Выбор сечения кабеля может осуществляться либо по потребляемой мощности, либо по потребляемому току. Также нужно учитывать длину кабеля и способ монтажа.
Содержание статьи
- 1 Выбор сечения кабеля по мощности
- 1.1 Сбор данных
- 1.2 Суть метода
- 2 Как рассчитать действующее сечение кабеля 3551 Расчет сечения кабеля по мощности и длине
- 4 Открытая и закрытая разводка проводов
Выбор сечения кабеля по мощности
Вы можете выбрать сечение провода по мощности подключаемых устройств.
Эти устройства называются нагрузочными, и метод также может называться «по нагрузке». Это не меняет его сути.
Выбор сечения кабеля зависит от мощности и силы тока
Сбор данных
Для начала найдите в паспортных данных бытовой техники потребляемую мощность, запишите ее на листочке. Если проще, можно посмотреть на шильдики — металлические таблички или наклейки, прикрепляемые к корпусу техники и снаряжения. Есть базовая информация и, чаще всего, сила присутствует. Самый простой способ определить это по единицам измерения. Если изделие произведено в России, Белоруссии, Украине, обычно указывается обозначение Вт или кВт, оборудование из Европы, Азии или Америки обычно имеет английское обозначение ватт — Вт, а потребляемая мощность (именно то, что нужно) обозначается аббревиатурой «TOT» или TOT MAX.
Пример таблички с основной технической информацией. На любой технике есть что-то подобное
Если и этого источника нет (информация утеряна, например, или вы только планируете приобрести технику, но еще не определились с моделью), можно взять среднюю данные.
Для удобства они сведены в таблицу.
Таблица потребляемой мощности различных электроприборов
Найдите оборудование, которое планируете установить, выпишите мощность. Иногда дается с большим разбросом, поэтому иногда сложно понять, какую цифру брать. В этом случае лучше взять максимум. В результате в расчетах вы немного завысите мощность оборудования и вам понадобится кабель большего сечения. Но для расчета сечения кабеля это хорошо. Горят только кабели с меньшим сечением, чем необходимо. Траки с большим сечением работают долго, так как меньше нагреваются.
Суть метода
Для выбора сечения провода под нагрузку складываем мощности приборов, которые будут подключаться к этому проводнику. При этом важно, чтобы все мощности были выражены в одних и тех же единицах измерения – либо в ваттах (Вт), либо в киловаттах (кВт). Если есть разные значения, приводим их к единому результату. Чтобы преобразовать, киловатты умножаются на 1000, чтобы получить ватты. Например, переведем 1,5 кВт в ватты.
Это будет 1,5 кВт * 1000 = 1500 Вт.
При необходимости можно сделать обратное преобразование — перевести ватты в киловатты. Для этого делим цифру в ваттах на 1000, получаем кВт. Например, 500 Вт / 1000 = 0,5 кВт.
Далее, собственно, начинается подбор сечения кабеля. Очень просто — используем таблицу.
| Сечение кабеля, мм2 | Диаметр жилы, мм | Провод медный | Провод алюминиевый 0048 | ||||
| Ток, А | мощность, кВт | Ток, А | мощность, кВт | ||||
| 220 В | 380 В | 220 В | 380 В | ||||
| 0,5 мм2 | 0,80 мм | 6 А | 1,3 кВт | 2,3 кВт | |||
| 0,75 мм2 | 0,98 мм | 10 А | 2,2 кВт | 3,8 кВт | |||
| 1,0 мм2 | 1,13 мм | 14 А | 3,1 кВт | 5,3 кВт | |||
| 1,5 мм2 | 1,38 мм | 15 А | 3,3 кВт | 5,7 кВт | 10 А | 4 09 0 3 0 9 0 9 2,42 кВт||
| 2,0 мм2 | 1,60 мм | 19 А | 4,2 кВт | 7,2 кВт | 14 А | 3,1 кВт | 5,3 кВт |
| 2,5 мм2 | 1,78 мм | 21 А | 4,6 кВт | 8,0 кВт | 16 А | 41,03 кВт 0 6 0909 9,45 кВт 9 | |
| 4,0 мм2 | 2,26 мм | 27 A | 5,9 KW | 10,3 KW | 21 A | 4,6 KW | 8. 0 KW |
| 6,0 мм2 | 2,76 мм | 34 А | 7,5 кВт | 12,9 кВт | 26 А | 5,7 кВт | 9,9 кВт |
| 10,0 мм2 | 3,57 мм | 50 A | 11,0 KW | 19,0 KW | 38 A | 8,4 KW. | |
| 16,0 мм2 | 4,51 мм | 80 A | 17,6 КВт | 30,4 KW | 55 A | 12,1 KW | 20,9 KWO | 8888888888888888 88888888888888888888888888888888888888 88888888888888888888888888888888888 888888888888888888888888888888 888888888888888 гг.
| 25,0 мм2 | 5,64 мм | 100 А | 22,0 кВт | 38,0 кВт | 65 А | 9004 9004 3 кВт 9008 14,3 кВт 9008 | |
Чтобы найти нужное сечение кабеля в соответствующей колонке — 220 В или 380 В — находим цифру, равную или чуть больше рассчитанной нами ранее мощности. Колонку выбираем исходя из того, сколько фаз в вашей сети.
Однофазный — 220 В, трехфазный 380 В.
В найденной строке смотрим значение в первом столбце. Это и будет требуемое сечение кабеля при заданной нагрузке (мощности приборов). Кабель с жилами такого сечения придется поискать.
Как рассчитать текущее сечение кабеля
Вы можете выбрать текущее сечение кабеля. В этом случае проводим ту же работу — собираем данные о подключенной нагрузке, но ищем в характеристиках максимальный потребляемый ток. Собрав все значения, суммируем их. Затем используем ту же таблицу. Мы ищем только ближайшее большее значение в столбце с надписью «Текущий». В этой же строке смотрим сечение провода.
Например, вам нужно подключить варочную панель с пиковым потреблением тока 16 А. Мы будем прокладывать медный кабель, поэтому смотрим в соответствующей колонке — третья слева. Поскольку значения ровно 16 А нет, смотрим в строке 19 А — это ближайшая выше.
Подходящее сечение 2,0 мм 2 … Это минимальное сечение кабеля для данного случая.
При подключении мощных бытовых электроприборов от щита протягивать отдельную линию питания. В этом случае выбор сечения кабеля несколько проще – требуется только одно значение мощности или тока
На строку с чуть меньшим значением невозможно обратить внимание. В этом случае при максимальной нагрузке проводник будет сильно нагреваться, что может привести к оплавлению изоляции. Что может быть дальше? Может сработать автоматический выключатель, если он установлен. Это самый благоприятный вариант. Может выйти из строя бытовая техника или может начаться пожар. Поэтому всегда выбирайте сечение кабеля по большему значению. В этом случае можно будет в дальнейшем установить оборудование даже немного больше по мощности или потреблению тока без переделки проводки.
Расчет кабеля по мощности и длине
При протяженности ЛЭП — несколько десятков и даже сотен метров — кроме нагрузки или потребляемого тока необходимо учитывать потери в самом кабеле.
Обычно большие расстояния ЛЭП с вводом электричества от столба в дом. Хотя все данные должны быть указаны в проекте, но можно перестраховаться и проверить. Для этого нужно знать выделенную мощность на дом и расстояние от столба до дома. Далее по таблице можно подобрать сечение провода с учетом потери длины.
Таблица для определения сечения кабеля по мощности и длине
Открытая и закрытая разводка проводов
Как известно, при прохождении тока через проводник он нагревается. Чем больше ток, тем больше выделяется тепла. Но при протекании одного и того же тока по проводникам с разным сечением количество выделяемой теплоты меняется: чем меньше сечение, тем больше выделяется теплоты.
В связи с этим при открытой прокладке жилы ее сечение может быть меньше — она быстрее остывает, так как тепло передается воздуху. В этом случае проводник быстрее остывает, изоляция не портится.