Как рассчитать сечение провода по нагрузке формула

Что необходимо знать для правильного выбора провода?

Главный показатель, из которого производится расчёт необходимого сечения провода, это его допустимая токовая нагрузка. Токовая нагрузка – это та величина тока, которую он может проводить через себя в течение продолжительного времени.

Электроприбор

Мощность, Вт

LCD телевизор

140

Холодильник

300

Бойлер

2000

Пылесос

650

Утюг

1700

Электрочайник

1200

Микроволновая печь

700

Стиральная машина

2500

Компьютер

500

Освещение

500

Всего

10190

Сечение кабеля по мощности для однофазной электросети 220 В:

  • P – мощность электрических приборов (суммарная), Вт;
  • U – напряжение тока в электросети, В;
  • КИ = 0.75 – коэффициент одновременности;
  • cos(φ)= 1 – переменная для бытовых электроприборов.

Допустимые токовые нагрузки на провод вычисляются согласно нормативному документу ГОСТ 31996—2012 «КАБЕЛИ СИЛОВЫЕ С ПЛАСТМАССОВОЙ ИЗОЛЯЦИЕЙ».

В основе расчета лежит один показатель, который называется допустимая токовая нагрузка. Что это такое? Это величина тока, которую провод может через себя пропустить без изменения технических характеристик кабеля. При этом эту токовую величину провод может пропускать длительное время.

Для того чтобы рассчитать эту величину, необходимо знать потребляемую мощность всех бытовых приборов и светильников, которые подсоединены к системе потребления электроэнергии дома. Понятно, что система эта разбита на участки, или как их называют электрики, шлейфы, у каждого из которых своя потребляемая мощность, зависящая от количества подключаемых к ней потребителям.

Но тут встает вопрос, как определить мощность каждого потребителя. И это не проблема. Во-первых, мощность измеряется в ваттах (Вт). Во-вторых, это значение есть у каждого потребителя, которое или записано в паспорте изделия, или выбито на бирке прибора. К примеру, на лампочке накаливания мощность написана прямо на стекле. Это может быть 60 Вт или 100 и так далее.

Вот несколько бытовых приборов и их мощности:

  • Холодильник – 300 Вт.
  • Телевизор – 140.
  • Электрочайник – 1200.
  • Стиральная машинка – 2500.

Чтобы определить суммарную мощность одного участка, надо сложить мощности всех потребителей. Если это кухня, то здесь бытовых приборов больше всего: холодильник, варочная печь, микроволновка, кофеварка, электрический чайник, посудомоечная машина и так далее, плюс светильник (может и не один). Так вот все мощности этих потребителей надо сложить.

I=PK/U cosφ, где

Р – это суммарная мощность, о которой шел разговор выше.

U – это напряжение в сети, равное 220 вольт.

К – это коэффициент одновременности, равный 0,75. Данный коэффициент определяет, что в сеть одновременно могут быть включены сразу все потребители с определенной погрешностью. Проще говоря, не все и не сразу.

cosφ – это коэффициент мощности, который для бытовых приборов равен единицы.

I=P/√3 U cosφ – здесь все то же самое, только напряжение берется равным 380 вольт.

Сечение кабеля по мощности

Итак, токовая нагрузка определена, теперь необходима специальная таблица, в которой сопоставляются сила тока и сечение провода. Может получиться так, что расчетное значение токовой нагрузки будет отличаться от табличной. Ничего страшного в этом нет, просто придется выбирать большую величину. К примеру, расчетная у вас получилась 22 ампера, а в таблице ближайшая 27 ампер, соответствующая сечению медного кабеля 2,5 мм². Соответственно выбираем 27А.

Точно такая же существует и для алюминиевых проводников. Эти таблицы зафиксированы ПУЭ и ГОСТом 31996-2012. Так что сомневаться в их достоверности нет оснований.

Выбираем по мощности

Перед выбором сечения кабеля по мощности надо рассчитать ее суммарное значение, составить перечень электроприборов, находящихся на территории, к которой прокладывают кабель. На каждом из устройств должна быть указана мощность, возле нее будут написаны соответствующие единицы измерения: Вт или кВт (1 кВт = 1000 Вт). Затем потребуется сложить мощности всего оборудования и получится суммарная.

Если же выбирается кабель для подключения одного прибора, то достаточно информации только о его энергопотреблении. Можно подобрать сечения провода по мощности в таблицах ПУЭ.

Таблица 1.Подбор сечения провода по мощности для кабеля с медными жилами

Таблица 2.Подбор сечения провода по мощности для кабеля с алюминиевыми жилами

Кроме того, надо знать напряжение сети: трехфазной соответствует 380 В, а однофазной — 220 В.

В ПУЭ дана информация и для алюминиевых, и для медных проводов. У обоих есть свои преимущества и недостатки. Достоинства медных проводов:

  • высокая прочность;
  • упругость;
  • стойкость к окислению;
  • электропроводность больше, чем у алюминия.

Как рассчитать сечение провода по нагрузке формула

Недостаток медных проводников — высокая стоимость. В советских домах использовалась при постройке алюминиевая электропроводка. Поэтому если происходит частичная замена, то целесообразно поставить алюминиевые провода. Исключение составляют только те случаи, когда вместо всей старой проводки (до распределительного щита) устанавливается новая.

Можно самостоятельно произвести расчет сечения провода по мощности для трехфазной цепи. Для этого надо воспользоваться формулой: I=P/(U*1.73), где P — мощность, Вт; U — напряжение, В; I — ток, А. Затем из справочной таблицы выбирается сечение кабеля в зависимости от рассчитанного тока. Если же там не будет необходимого значение, тогда выбирается ближайшее, которое превышает расчетное.

Предлагаем ознакомиться  Как закрепить провода на стене без сверления

Пример

Давайте рассмотрим один пример, который раскроет всю суть производимых расчетов. Итак, будем считать, что в доме используется трехфазная система подводки электроэнергии с суммарной мощностью 15 кВт. Будем для дома выбирать медный кабель, который планируется проложить по воздуху.

I=P/√3*380 – приблизительно получается 23 ампера.

Смотрим в таблицу и ищем походящее допустимое значение силы тока – это 27 ампер. Ему соответствует кабель сечением 2,5 мм². Но так как у нас используется многожильный кабель и трехфазное подключение, то табличную силу тока надо умножить на коэффициент 0,93. В конечном результате получается 25 ампер.

Но вот что советуют профессионалы. Никто не знает, что может выпустить научно-технический прогресс через пару тройку лет. Могут появиться новые бытовые приборы, которые вы захотите иметь в доме. Их установка увеличит силу тока в проводке, поэтому стоит выбирать сечение провода с небольшим запасом. Отсюда оптимальное решение – выбрать кабель сечением не 2,5, а 4 мм².

К примеру, для трёхфазной нагрузки в 15 кВ необходимо использовать медный провод (прокладка по воздуху). Как же рассчитать необходимое сечение кабеля по мощности? Сперва вычисляется токовая нагрузка, исходя из данной мощности. Для трёхфазного кабеля применяется 2 формула: I = P / √3 • 380 = 22.8 ≈ 23 А.

К сожалению, многие производители выпускают кабели с заниженным сечением по мощности, поэтому в этой статье рекомендуется взять кабель с большим запасом. Для рассмотренного случая рекомендованное сечение провода будет составлять приблизительно 4 мм2.

Необходимо помнить, что большинство пожаров происходят из-за использования некачественной электропроводки. Такую продукцию частенько выпускают многие малые предприятия, чтобы сэкономить на производстве. Из-за этого своё предпочтение лучше отдавать той продукции, которая произведена согласно нормативам ГОСТ крупными предприятиями.

Какой провод лучше использовать для проводки медный или алюминиевый?

1)    медь прочнее, мягче, в местах перегибов не ломается;

2)    медь меньше подвержена коррозии и окислению;

3)    медный провод выдерживает большую токовую нагрузку.

Главный недостаток медных проводов – это цена. В среднем их стоимость выше в 3-4 раза. Несмотря на это, медные провода являются более распространёнными и популярными.

Как рассчитать по току

Величина тока, проходящего через проводник, зависит от длины, ширины, удельного сопротивления последнего и от температуры. При нагревании электрический ток уменьшается. Справочная информация указывается для комнатной температуры (18°С). Для выбора сечения кабеля по току используют таблицы ПУЭ.

Таблица 3.Электрический ток для медных проводов и шнуров с резиновой и ПВХ-изоляцией

Для расчета алюминиевых проводов применяют таблицу.

Таблица 4.Электрический ток для алюминиевых проводов и шнуров с резиновой и ПВХ-изоляцией

Кроме электрического тока, понадобится выбрать материал проводника и напряжение.

Для примерного расчета сечения кабеля по току его надо разделить на 10. Если в таблице не будет полученного сечения, тогда необходимо взять ближайшую большую величину. Это правило подходит только для тех случаев, когда максимально допустимый ток для медных проводов не превышает 40 А. Для диапазона от 40 до 80 А ток надо делить на 8.

Нюансы современности

И если с осветительной все более или менее понятно, то с силовой необходимо разобраться. Представьте себе, что в одну розетку подключается один или несколько приборов. В первом случае провод может выдержать нагрузку при расчетном сечении, при втором есть вероятность, что и не выдержит. Поэтому еще задолго до начала монтажного процесса электрической сети, необходимо распланировать бытовую технику по комнатам. Да к тому же определить, сколько розеток будет необходимо в каждом помещении.

Эта позиция на самом деле немаловажная, от нее, как показывает практика, зависит долгосрочная эксплуатация электропроводки. К примеру, если вы будете использовать двойную розетку сразу и для электрического чайника, и для микроволновой печи, то при одномоментном включении этих двух бытовых прибора, розетка, а, точнее, подключенный к ней кабель, может и не выдержать. Поэтому в таких местах надо использовать для прокладки не провод сечением 2,5 мм², а 4 мм².

Расчет сечения кабеля по мощности и длине

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:

  1. Длина провода, единица измерения — м. При её увеличении растут потери.
  2. Площадь поперечного сечения, измеряется в мм². При её увеличении падение напряжения уменьшается.
  3. 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:

  1. 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.
  2. С помощью таблиц ПУЭ определяют сечение провода по току.
  3. 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.
  4. Находим падение напряжения из соотношения: ΔU=I*R.
  5. Определяем падение напряжения в процентах: ΔU/U. Если полученное значение превышает 5%, тогда выбираем из справочника ближайшее большее поперечное сечение проводника.
Предлагаем ознакомиться  Чем обшить стены в помывочной в бане

Заключение по теме

Итак, подводя итог всему вышесказанному, необходимо сделать заключение, что расчет мощности приборов и сечения кабеля по нагрузке – ответственный процесс. Допущенная в расчетах ошибка может обойтись очень дорого. Так что внимательность и только внимательность.

Итак, мы постарались разобраться в теме, как выбрать сечение провода по токовой нагрузке. В принципе, и сам расчет, и сам выбор – дело несложное. Формулы известны, где найти таблицы, вы знаете, так что пробуйте сделать расчет самостоятельно.

Открытая и закрытая прокладка проводов

После подсчёта нагрузки и определения материала (в данном случае – медь), проведём расчёт сечения кабеля по мощности. В качестве примера расчёт будет проводиться для двухкомнатной квартиры.

Вся нагрузка делится на силовую и осветительную группы. Пусть основной силовой нагрузкой будут обладать розеточные группы, установленные в ванной и на кухне. Там всегда устанавливается самая мощная техника (электрочайник, холодильник, стиральная машина, микроволновка и т. д.).

При условии, что силовая нагрузка будет распределена по разным розеткам, используем провод с сечением 2.5 мм2. Что это означает? К примеру, на кухне, чтобы подключить всю бытовую технику одновременно, нужно будет 3-4 розетки. Если же там будет присутствовать только 1 розетка, то будет необходимо использовать медный кабель, имеющий сечение 5-6 мм2.

В жилых помещениях для питания розеток можно использовать провод сечением 1.5 мм2. Однако, окончательный выбор нужно делать после проведения необходимых расчётов.

Для питания осветительной нагрузки можно использовать кабель сечением 1.5 мм2.

Нужно понимать, что мощность тока на разных участках электропроводки будет отличаться. Наибольшая нагрузка приходится на вводный в квартиру участок. Это происходит из-за того, что через него проходит вся нагрузка. Рекомендуемое сечение вводного питающего провода составляет 4-6 мм2.

При монтаже домашней электропроводки чаще всего применяются кабели и провода марки ПВС, ВВГ, ППВ, АППВ.

•      ППВ – плоский медный кабель с одинарной изоляцией, для которого используются провода с двумя или тремя жилами. Данный кабель используется для прокладки скрытой или неподвижной электропроводки;

•      АППВ – плоский алюминиевый кабель с одинарной изоляцией, для которого используются провода с двумя или тремя жилами. Данный кабель используется для прокладки скрытой или неподвижной электропроводки;

•      ПВС – круглый медный кабель с двойной изоляцией, имеющий от трёх до пяти жил в проводе. Используется для прокладки открытой или скрытой проводки;

•      ШВВП – круглый медный и гибкий кабель, имеющий скрученные жилы и двойную изоляцию. Используется для подключения бытовых приборов к источникам питания;

Как рассчитать сечение провода по нагрузке формула

•      ВВГ – круглый медный кабель, имеющий до четырёх жил. Используется для прокладки в земле;

•      ВВП – круглый медный одножильный кабель, имеющий двойную изоляция. Данный кабель используют для прокладки в воде.

Сегодня в квартирах монтируют скрытую проводку. В стенах и потолках создаются специальные углубления, предназначенные для размещения кабеля. После установки проводников углубления штукатурят. В качестве проводов используют медные. Заранее всё планируется, т. к. со временем для наращивания электропроводки или замены элементов придется демонтировать отделку. Для скрытой отделки чаще используют провода и кабели, у которых плоская форма.

При открытой прокладке провода устанавливают вдоль поверхности помещения. Преимущества отдают гибким проводникам, у которых круглая форма. Их легко установить в кабель-каналы и пропустить сквозь гофру. Когда рассчитывают нагрузку на кабель, то учитывают способ укладки проводки.

Формула расчета

I=P*K/U*cos φ – эта формула применяется для однофазных сетей с напряжением в 220 В.

  • «Р» – это суммарная мощность всех бытовых приборов и освещения.
  • «К» – это тот самый коэффициент одновременности, то есть, он выравнивает показатель мощности по временному показателю. Ведь не все время же мы пользуемся освещением или приборами. Это величина постоянная и равна 0,75.
  • «U» – напряжение 220 В.
  • cos φ – это также постоянная величина, равная единице.

Практически в этой формуле все величины, кроме общей мощности, постоянные. Поэтому в основе расчета лежат именно нагрузки, которые создают бытовые приборы и светильники. То есть, величина тока зависит от потребляемой мощности. Эти показатели обычно указываются в технической документации, которая поступает в комплекте с электрическим прибором. Нередко производители указывают ее на бирках. Вот только некоторые показатели мощности основных бытовых приборов, используемых чаще других.

  • Освещение от 300 Вт до 1500 Вт. Как было сказано выше, все зависит от количества и вида ламп.
  • Телевизор от 140 до 300 Вт. Это мощность современных моделей.
  • Холодильник от 300 до 800.
  • Утюг от 1000 до 200. Это один из самых энергопотребляемых агрегатов.
  • К этой же категории относится электрочайник: 1000-2500 Вт.
  • Добавим сюда же стиральную и посудомоечную машину – 2500 Вт.
  • Микроволновая печь в среднем в пределах 1000 Вт.
  • Компьютер от 300 до 600 Вт.
Предлагаем ознакомиться  Расчет досок на пол: калькулятор, как рассчитать

Можно было бы сюда добавить и другие приборы, к примеру, фен, музыкальный центр, пылесос, бойлер и так далее. То есть, для подсчета сечения электрического кабеля по мощности необходимо сначала определить, сколько приборов есть в доме. Складывая их мощность, устанавливается суммарная общая потребляемая мощность, которая и будет действовать на электрическую проводку.

I=6540*0,75/220=22,3 А

Теперь для определения сечения кабеля потребуется таблица, в которой установлено соотношение двух величин.

Как рассчитать сечение провода по нагрузке формула

Теперь вы знаете, как рассчитать сечение кабеля.

Расчет сечения кабеля по помещениям

Вышеописанный расчет с формулой предназначается для вводного кабеля в дом. Но давайте рассмотрим внутреннюю разводку по комнатам и помещениям. Все дело в том, что с освещением все более или менее понятно. Бросаете под него во все комнаты кабель сечением 1,5 мм², и будьте уверены, что все вы сделали правильно. Ни перегрева, ни замыкания у вас не будет.

С розетками все не так просто. Есть в доме комнаты, где наличие бытовых приборов зашкаливает. Это кухня и ванная. В последней обычно часто работает стиральная машина и фен. Кстати, у него немаленькая мощность от 1000 до 2500 Вт. Так что нагрузку этот небольшой прибор создает приличную.

Так вот необходимо решить одну очень важную задачу – правильно распределить нагрузку по розеточным группам. К примеру, на кухне. Сначала рассчитывается сила тока по вышеописанной формуле, где в качестве потребляемой мощности складываются мощности всех присутствующих на кухне бытовых электрических приборов, плюс освещение.

Таблица расчета сечения кабеля по длине
Таблица расчета сечения кабеля по длине

Многие могут сказать, не много ли розеток для одного небольшого помещения? Есть альтернатива, запитать на блок розеток (двойную или тройную) кабель большего сечения. Придется провести еще один расчет. То есть, вариаций на схему разводки электрических контуров может быть много. Но во всех случаях придется использовать формулу и таблицы определения кабельного сечения. Хотя специалисты уверяют, что оптимальный вариант – это под каждый прибор свою розетку.

И еще один момент, касающийся длины кабеля и его потери напряжения. По законам физики, чем длиннее провод, тем больше у него потери напряжения. Поэтому электрики проводят расчет сечения провода по его длине. Правда, внутреннюю разводку такому расчету не подвергают. Слишком мизерны потери.

Какой кабель лучше: медный или алюминиевый

Как рассчитать сечение провода по нагрузке формула
Таблица сечения медного кабеля

При определении большинства параметров расчётов пригодится таблица расчёта сечения кабеля, представленная на нашем сайте. Так как основные параметры рассчитываются на основании потребности потребителя тока все исходные могут быть достаточно легко посчитаны. Однако так же важную роль влияет марка кабеля и провода, а также понимание конструкции кабеля.

Основными характеристиками конструкции кабеля являются:

  • Материал-проводника
  • Форма проводника
  • Тип проводника
  • Покрытие поверхности проводника
  • Тип изоляции
  • Количество жил

Ток, протекающий через кабель создаёт тепло за счёт потерь в проводниках, потерь в диэлектрике за счёт теплоизоляции и резистивных потерь от тока. Именно поэтому самым основным является расчёт нагрузки, который учитывает все особенности подвода силового кабеля, в том числе и тепловые. Части, которые составляют кабель (например, проводники, изоляция, оболочка, броня и т. д.), должны быть способны выдержать повышение температуры и тепло, исходящее от кабеля.

Пропускная способность кабеля — это максимальный ток, который может непрерывно протекать через кабель без повреждения изоляции кабеля и других компонентов. Именно этот параметр и является результатом при расчёте нагрузки, для определения общего сечения.

Кабели с более большими зонами поперечного сечения проводника имеют более низкие потери сопротивления и могут рассеять тепло лучше, чем более тонкие кабели. Поэтому кабель с 16 мм2 сечения будет иметь большую пропускную способность тока, чем 4 мм2 кабель.

Для систем переменного тока обычно используется метод расчёта перепадов напряжения на основе коэффициента мощности нагрузки. Как правило, используются полные токи нагрузки, но если нагрузка была высокой при запуске (например, двигателя), то падение напряжения на основе пускового тока (мощность и коэффициент мощности, если это применимо), должны также быть просчитаны и учтены, так как низкое напряжение так же является причиной выхода из строя дорогостоящего оборудования, несмотря на современные уровни его защиты.

Не будем глубоко вникать в этот вопрос. Просто сделаем небольшой сравнительный анализ.

  • Медный кабель более прочный и гибкий. При многократном изгибе он не ломается.
  • Медь хоть и окисляется, но не так интенсивно, как алюминий. Поэтому контакты эксплуатируются дольше.
  • Показатель проводимости медных жил почти в два раза больше, чем у медных. Отсюда и более высокая нагрузка, которую медный кабель выдерживает.
  • Алюминиевый провод почти в четыре раза дешевле медного.
Для внутренней разводки электропроводки рекомендуется применять медный кабель
Для внутренней разводки электропроводки рекомендуется применять медный кабель

Существуют современные правила проведения электрической разводки. Так вот в них рекомендуется внутреннюю разводку проводить медными проводами, а внешнюю алюминиевыми.

You May Also Like

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Adblock detector