Расчет сечения кабеля по мощности: таблица основные характеристики

Сводная таблица для выбора автоматического выключателя для трехфазной сети 380 В.

* — сдвоенный кабель, два кабеля соединенных паралельно, к примеру 2 кабеля ВВГнг 5х120

Расчёт сечения кабеля или провода

У провода две характеристики: диаметр и площадь поперечного сечения.

Зная марку кабеля (провода), можно найти параметры в справочнике.

Как самостоятельно произвести расчёт? Надо измерить диаметр провода, используя микрометр (штангенциркуль). Применить формулу для расчёта:

S = ℼ × d² / 4 ≈ 3,14 × d² / 4 ≈ 0,785 × d² (площадь круга).

Так будет найдено сечение однопроволочного провода.

Если у провода многопроволочная жила, то её надо распушить, посчитать проволочки в косе и измерить у одной проволоки её диаметр.

Тогда в формулу добавляется число N проволок, упакованных в кабеле.

S = N× ℼ × d² / 4 ≈ N× 3,14 × d² / 4 ≈ 0,785 × N× d²

Расчет сечения кабеля в производственных зданиях

Кабели, используемые для подключения силовых установок, требуют гораздо большей пропускной способности.

Но их сечение в однофазной сети напряжением 220 В будет несоразмерно большим. Исходя из этого, при больших нагрузках имеет смысл подключать их к трехфазной сети напряжением 380 В.

• Как самостоятельно сделать и подключить терморегулятор: принцип работы, инструкция, схема + фото лучших самодельных терморегуляторов

• Для чего нужные диэлектрические перчатки — подробный обзор лучших вариантов

• Как работает датчик температуры для теплого пола: инструкция, схема, виды, общий обзор от мастера + фото

Как осуществить правильный выбор сечения проводника?

Для точного определения максимальной мощности следует знать потребляемый ток и вид фазы (одно- или трехфазная сеть).

Для однофазной сети суммарная мощность будет равна Р= 220*I*1,3, где I— это потребляемый суммарный ток.

Для трехфазной сети расчет осуществляется немного по-иному: Р= √3*380* I*1,3.

Однако, необходимо учесть, что сечение используемых проводов должно соответствовать критериям:

• длину токоведущей линии;
• способ реализации электропроводки;
• общие характеристики автомата.

Правильно подобранное сечение используемых проводов – это самый важный критерий для осуществления и прокладки надежной проводки в помещении. Всем известно, что только скупой платит дважды, и не только за кабель, но и за весь ремонт в целом.

Пример расчета сечения кабеля на примере BBГнг 3×1,5 и ABБбШв 4×16

Трехжильный кабель BBГнг 3×1,5 изготавливается из меди и предназначен для передачи и распределения электричества в жилых домах или обычных квартирах. Токопроводящие жилы в нем изолированы ПВХ (В), из него же состоит оболочка. Еще BBГнг 3×1,5 не распространяет горение нг(А), поэтому полностью безопасен при эксплуатации.

Кабель ABБбШв 4×16 четырехжильный, включает токопроводящие жилы из алюминия. Предназначен для прокладки в земле. Защита с помощью оцинкованных стальных лент обеспечивает кабелю срок службы до 30 лет. В компании «Бонком» вы можете приобрести кабельные изделия оптом и в розницу по приемлемой цене. На большом складе всегда есть в наличии вся продукция, что позволяет комплектовать заказы любого ассортимента.

Почему следует выбирать правильное сечение

Медные проводники востребованы на рынке, поскольку они обладают гибкостью, стойкостью к перегибам. Алюминиевые проводники после нескольких перегибов начинают ломаться. Кроме того, при одинаковом сечении проводов, медь имеет более высокую проводимость. Подбирая сечение медных проводов, необходимо правильно выбирать сечение. При выборе большого сечения, можно потратиться впустую, а при выборе меньшего сечения можно спровоцировать короткое замыкание, пожар. Безопасность служит главной причиной правильного выбора сечения проводника, в соответствии с имеющимися правилами и табличными данными от ПУЭ.

Правильно подобранное сечение кабеля не даст смонтированной сети перегреться, сможет помочь выдержать кратковременную нагрузку, которая в несколько раз превышает номинальный показатель величины. Это формирует определенный токовый запас при увеличении количества, мощности сетевых энергопотребителей. Загруженный по максимальному показателю провод не будет нагреваться, создавая опасность возгорания. Стоит отметить, что если кабель проложен закрытым способом и перегрелся, отыскать, где точно находится место его деформации сложно. Требуется заменять проводку на протяжении всего участка. Штробить стены и впоследствии выполнять ремонт помещения.

Какую нагрузку выдерживает медный провод различного сечения?

Чтобы определить уровень нагрузки любого медного кабеля, необходимо использовать следующее правило: 1 квадратный миллиметр медного провода выдерживает 10 ампер тока. Это значит, что необходимо сделать перевод амперов в киловатты для лучшего понимания. 10 ампер равняется примерно 2 киловатта мощности, в среднем. Поэтому, кабель, который имеет сечение в 1,5 квадратных миллиметров, выдерживает 3,5 киловатт. Такая же методика подсчета действует на проводники с другими сечениями.

При этом важно понимать, что в трехфазной сети на 380 вольт параметры тока с мощность другие. Также много зависит от того, какие материалы были применены, чтобы изготовить проводник. Медные с алюминиевыми проводами, имеющими одно сечение, выдерживают разную нагрузку

Медь способна выдержать больше нагрузки, чем алюминий.

Медные с алюминиевыми проводами, имеющими одно сечение, выдерживают разную нагрузку. Медь способна выдержать больше нагрузки, чем алюминий.

Таблица расчета нагрузки медных проводников

Провод на 1,5 квадратных миллиметров сможет выдержать 3,3 киловатта, провод на 2,5 квадратных миллиметров выдержит 4,5 киловатта. Провод, который достигает 4 квадратных миллиметров сечением выдерживает около 6 киловатт. Данные, представленные в таблице, актуальны для однофазной цепи, рассчитанной на 220 вольт, и медных проводов. В трехфазной цепи показатели будут другими.

Выбирая сечение следует учитывать несколько важных параметров. Это нагрузка, оказываемая на проводники, и фаза. То есть, необходимо знать общее количество электрических приборов. Отталкиваясь от этого параметра, можно уже выбирать автоматический выключатель, номинал которого будет близок к силе тока, которую может пропустить через себя провод.

Чтобы подключить обычную домашнюю розетку, достаточно будет использовать медный провод, рассчитанный на 2,5 миллиметровое сечение в квадрате. К такой розетке возможно будет сделать подключение утюга, гладильной доски и даже обогревателя с мощностью в 3 киловатта. При этом в сумме мощность всех электрических потребителей не должна быть больше 3,5 киловатт. Это около 16 ампер.

Для лампы необходим кабель, имеющий сечение в 1,5 квадратных миллиметров. На кухню с электрической плитой следует выбирать провод с мощностным запасом. Как правило, достаточно 6 квадратных миллиметров, в зависимости от мощности электрической плиты.

В результате, имея представление о нагрузке, которая выдерживает проводник, можно сделать правильный выбор. При этом следует внимательно учитывать материалы проводникового состава со способами и монтажа.

Калькулятор

Расчет сечения кабеля можно сделать с помощью калькулятора. Согласно действующим нормативно-техническим документам и условиям нормальной безаварийной работы, в ходе эксплуатации длительные токовые нагрузки на кабели обусловлены, в первую очередь, их диаметром и материалом, из которого таковые изготовлены.

Уменьшение нормативной поперечной площади токоведущих шин, конечно, экономично. Такой шаг значительно снижает расходы на требуемые материалы и работы, но критично повышает риск перегревов проводки, разрушения изоляционных покрытий и возникновения замыканий с дальнейшими, куда худшими, последствиями. Это может стать причиной возгораний и поражений электрическим током людей.

С другой стороны, чрезмерное превышение сечения проводников приводит к значительному повышению расходов на материалы и монтажные работы, что тоже нежелательно. Калькулятор расчета сечения провода по потребляемой мощности можно легко найти онлайн, но, как правило, подобного рода программы весьма требовательны к точности и количеству исходных параметров. Бывают моменты, когда калькулятор для расчета кабеля по нагрузке недоступен, либо информация по параметрам неполная, предположительная.

https://youtube.com/watch?v=fGy591Z6B98

Так как же посчитать сечение и длину кабеля, чтобы внакладе не остаться и нормы безопасности соблюсти? Такие способы есть. Для начала расчета поперечного сечения провода по потребляемой мощности необходимо эту предполагаемую потребляемую мощность рассчитать. Делается это по формуле:

P = (P1+P2+..P n )*K*J

Где:

• P — суммарная мощность потребления;
• ( P 1… Pn ) — мощности потребителей с 1 по n ;
• K — коэффициент одновременности, показывает количество потребителей, одновременно использующих сеть(условно принято считать 0.8);
• J — коэффициент запаса, показывает предполагаемое значение запаса мощности для возможных будущих потребителей(принято брать равным 1.5-2).

Помимо мощности, немаловажным фактором при выборе кабеля является материал изготовления. Различные материалы имеют разное удельное сопротивление и, соответственно, выдают различные величины падения напряжения на константной длине. Преимущественно используются медь и алюминий. Выбор, в конечном счете, за потребителем. Данные для наиболее распространенных в быту и промышленности напряжений приведены в таблицах ниже.

https://youtube.com/watch?v=dxfowFCFSHU

Сечение кабеля по длине и нагрузке

В условиях повседневности, в процессе изготовления кабелей, проводов и удлинителей используется следующая формула:

I = P / U * cos φ, в которой:

• I — сила тока, (Амперы);
• P — мощность, (Ватты);
• U — напряжение сети, (Вольты);
• cos φ — безразмерный коэффициент, принято брать равным 0,95–1.

Применяя данную формулу и приведенную ниже таблицу, можно быстро подобрать оптимальный поперечный диаметр для конкретной длины токоведущей шины.

https://youtube.com/watch?v=XooBU8E3FsI

Зависимость мощности, тока и длины провода от сечения

Пример расчета выглядит следующим образом: для кабеля длиной 75 метров под ток 20 ампер с предполагаемой мощностью потребления 4,5 килоВатт следует выбирать провод общим поперечным сечением 10 квадратных миллиметров. Можно использовать одножильный кабель такой поперечной площади, либо многожильный, равной суммарной площади. Следует упомянуть о том обстоятельстве, что при определении длины предполагаемой проводки необходимо закладывать некоторый запас — порядка пятнадцати-двадцати сантиметров — на предполагаемую коммутацию (клеммы, сварка, пайка и т.д.).

https://youtube.com/watch?v=oLFDT_YXQ7Q

Возможные последствия, если неправильно рассчитать сечение

Главная опасность при ошибках в расчете — чрезмерный нагрев проводника. Высокая температура способна повредить изоляцию, что провоцирует возникновение короткого замыкания и пожара (порчи подключенного к сети оборудования). Для замены испорченной скрытой проводки понадобится дорогостоящий ремонт с восстановлением декоративной отделки.

При недостаточном сечении проводника снижается напряжение после подключения мощной нагрузки. В таком режиме техника работает с худшими показателями по КПД. Возрастают эксплуатационные расходы, увеличивается частота сбоев средств автоматики и программного обеспечения.

Большой запас по сечению проводника исключит отмеченные проблемы. Однако в этом случае придется учесть соответствующее увеличение стоимости линий электропитания. Корректный расчет поможет решить рассмотренные задачи без лишних затрат.

Для чего нужен расчет сечения кабеля

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.

Правильному подбору проводника посвящёна отдельная глава в ПУЭ: «Глава 1.3. Выбор проводников по нагреву, экономической плотности тока и по условиям короны».

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:

1. Напряжение питания (однофазное или трехфазное).
2. Материал проводника.
3. Ток нагрузки, измеряемый в амперах (А), или мощность — в киловаттах (кВт).
4. 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 ступень больше, чем у ВА. В данном случае после 25 А находится 35 А. Последнюю величину и необходимо брать за расчетную. Току 35 А соответствуют сечение 4 мм² и мощность 7,7 кВт. Итак, выбор сечения медного провода по мощности завершен: 4 мм².

Чтобы узнать, какое сечение провода нужно для 10 кВт, опять воспользуемся справочником. Если рассматривать случай для открытой проводки, то надо определиться с материалом кабеля и с питающим напряжением.

Основные понятия

Любое металлическое изделие состоит из кристаллической решетки. Через нее проходят электроны, подвижные частицы, из-за чего электричество трансформируется в тепловую энергию. Данное свойство с успехом используется производителями обогревателей и осветительных приборов. Однако в обычных электрических системах перегрев кабеля недопустим, поскольку он со временем приведет к нарушению изоляцию и воспламенению

Поэтому важно подобрать правильное сечение проводников, чтобы те выдерживали допустимые (потенциальные) токовые нагрузки сети

Для этого учитываются два термина:

• сечение провода;
• плотность тока.

Зависимость плотности тока от сечения

Даже если будет подобрано правильное сечение провода, он все равно может перегреться. Причин несколько: слабый контакт в местах соединения или окисления, связанные с недопустимой скруткой алюминиевой и медной жил.

Сечение провода

Для выбора сечения токоведущей жилы (проводника, а не всего кабеля с оболочкой и изоляцией) ориентируются по двум параметрам:

• нагрев в допустимых пределах;
• потеря напряжения.

Неверный выбор сечения кабеля может привести к перегреву и возгоранию

Для расчета потенциального нагрева нужно учитывать длительно допустимую температуру. Величина напрямую зависит от возможной силы тока Iп. После использования формулы вы получите расчетный ток Iр, который должен отличаться от Iп и быть меньше его значения (ни в коем случае не больше!). При выборе сечения используют следующую формулу:

Iр = Pн/Uн,

где:

• Pн — номинальная мощность, Вт;
• Uн — номинальное напряжение, В.

Пользоваться данной формулой можно для расчета токов в проводниках с уже устоявшейся температурой при условии, что на кабель не влияют другие охлаждающие или согревающие факторы. Величина длительно допустимого тока Iп зависит от разных параметров: сечение, материал изготовления, изоляционная оболочка и способ монтажа.

https://youtube.com/watch?v=hwd9VVyLTAk

Чтобы проверить падение напряжения на воздушной линии электропередач, пользуются следующей формулой:

Uп = (U — Uн) *100/ Uн,

где:

• U — напряжения от источника;
• Uн — напряжение в месте, где подключается приемник напряжения.

Максимально допустимое отклонение напряжения — 10%.

Плотность тока

Данная физическая величина является векторной. Для ее обозначения используют латинскую букву J. Формула расчета выглядит следующим образом:

J = I/S,

где:

• I — сила тока, А;
• S — площадь поперечного сечения, кв. мм.

Предельная плотность тока для алюминиевых и медных проводов

Плотностью тока называют объем тока, который проходит через проводник заданного сечения за определенный отрезок времени. Измеряется в А/кв. мм.

Возможная поправка сечения жилы на сопротивление линии

Любой проводник обладает собственным сопротивлением – об этом мы говорили в самом начале статьи, когда приводили значения удельного сопротивления материалов, меди и алюминия.

Оба этих металла обладают весьма достойной проводимостью, и на участках небольшой протяженности собственное сопротивление линии не оказывает сколь-нибудь значимого влияния на общие параметры цепи. Но если планируется прокладка линии большой протяженности, или, например, изготавливается удлинитель-переноска большой длины для работы на значительном удалении от дома, то собственное сопротивление желательно просчитать, и сравнить вызываемое им падение напряжения с напряжением питания. Если падение напряжения получается более 5% от номинала напряжения в цепи, правила эксплуатации электроустановок предписывают брать кабель с жилами большего сечения.

Например, изготавливается переноска для сварочного инвертора. Если сопротивление самого кабеля будет чрезмерным, провода под нагрузкой будут сильно перегреваться, а напряжения и вовсе может оказаться недостаточно для корректной работы аппарата.

Собственное сопротивление кабеля можно вычислить по формуле:

Rk = 2 × ρ × L / S

Rk — собственное сопротивление кабеля (линии), Ом;

2 — длина кабеля удваивается, так как учитывается весь путь прохождения тока, то есть «туда и обратно»;

ρ — удельное сопротивление материала жил кабеля;

L — длина кабеля, м;

S — площадь поперечного сечения жилы, мм².

Предполагается, что нам уже известно, с каким током придется иметь дело при подключении нагрузки — об этом уже не раз рассказывалось в настоящей статье.

Зная силу тока, несложно по закону Ома вычислить падение напряжения, а затем сравнить его с номиналом.

Ur = Rk × I

ΔU (%) = (Ur / Uном) × 100

Если проверочный результат получается более 5%, то следует увеличить сечение жил кабеля на один шаг.

Быстро провести такую проверку поможет еще один онлайн-калькулятор. Дополнительных пояснений он, думается, не потребует.

Калькулятор проверки падения напряжения на линии большой протяженности

Как уже говорилось, при значении до 5% можно ничего не менять. Если получается больше – увеличивается сечение жилы кабеля, также с последующей проверкой.

*  *  *  *  *  *  *

Итак, были рассмотрены основные вопросы, касающиеся необходимого сечения кабеля в зависимости от планируемой нагрузки на него. Читатель волен выбрать любой из предлагаемых способов расчета, какой ему больше понравится.

Завершим статью видеосюжетом на эту же тему.

Параметры для проведения расчета

Запомните один момент – электрическая сеть дома разбивается на участки (шлейфы), в которых необходимо провести расчет по отдельности. Плюс рассчитать сечение провода общего, подводящего к дому. Все дело в том, что количество бытовых приборов и источников света в разных комнатах будет отличаться. К примеру, на кухне их будет больше, в прихожей кроме освещения вообще ничего нет. К тому же современный подход к электроразводке требует разделения участков в комнатах на две группы: освещение и розетки. То есть, к каждой группе будет вести свой отдельный провод.

Давайте рассмотрим, как правильно провести расчет сечения кабеля по мощности в одной комнате, где используется несколько бытовых приборов. Итак, вводные данные.

• Максимальная суммарная нагрузка всех потребителей. Как уже было сказано выше, эти показатели можно найти в паспорте изделия или на бирках самого прибора. Если ни того, ни другого не осталось, то единственная вам дорога – это Интернет. Сегодня в сети много сайтов, предлагающих таблицы с параметрами мощности каждого бытового прибора. Так что это сегодня не проблема.
• Напряжение сети. Это или 220 вольт, или 380 вольт.
• Материал, из которого изготовлен электрический провод. В принципе, разнообразие здесь небольшое, всего лишь две позиции: медь или алюминий. Не будем вдаваться в подробности, таблица соотношения сечения кабеля и материала в Интернете тоже есть. Единственное отметим, что при одинаковой мощности потребления можно устанавливать медный кабель меньшего сечения по сравнению с алюминиевым.

Как выбрать сечения проводника

Существует ещё несколько критериев, которым должно соответствовать сечение используемых проводов:

1. Длина кабеля. Чем больше провод по длине, тем большие в нём наблюдаются потери тока. Это происходит опять-таки в результате увеличения сопротивления, нарастающего по мере увеличения длины проводника. Особенно это ощущается при использовании алюминиевой проводки. При применении медных проводов для организации электропроводки в квартире, длина, как правило, не учитывается — стандартного запаса в 20–30% (при скрытой проводке) с лихвой достаточно, чтобы компенсировать возможные увеличения сопротивления, связанные с длиной провода.
2. Тип используемых проводов. В бытовом электроснабжении используются 2 типа проводников — на основе меди или алюминия. Медные провода качественнее и обладают меньшим сопротивлением, но зато алюминиевые дешевле. При полном соответствии нормам, алюминиевая проводка справляется со своими задачами не хуже медной, так что необходимо тщательно взвесить свой выбор перед покупкой провода.
3. Конфигурация электрощита. Если все провода, питающие потребителей, подключены к одному автомату, то именно он и будет являться слабым местом в системе. Сильная нагрузка приведёт к нагреву клеммных колодок, а несоблюдение номинала к его постоянному срабатыванию. Рекомендуется разделять электропроводку на несколько «лучей» с установкой отдельного автомата.

Для того, чтобы определить точные данные для выбора сечения кабелей электрической проводки, необходимо учитывать любые, даже самые незначительные параметры, такие как:

1. Вид и тип изоляции электрической проводки;
2. Длина участков;
3. Способы и варианты прокладки;
4. Особенности температурного режима;
5. Уровень и процент влажности;
6. Максимально возможная величина перегрева;
7. Разница в мощностях всех приемников тока, относящихся к одной и той же группе. Все эти и многие другие показатели позволяют значительно увеличить эффективность и пользу от использования энергии в любых масштабах. Кроме того, правильные расчеты помогут избежать случаев перегревания или быстрого истирания изоляционного слоя.

Для того, чтобы правильно определить оптимальное кабельное сечение для любых человеческих бытовых нужд, необходимо во всех общих случаях использовать стандартизированные следующие правила:

• для всех розеток, которые будут монтироваться в квартире, необходимо использовать провода с соответствующим сечением в 3,5 мм²;
• для всех элементов точечного освещения необходимо использовать кабеля электрической проводки с сечением в 1,5 мм²;
• что же касается приборов повышенной мощности, то для них следует использовать кабеля с сечением в 4-6 мм².

Если в процессе монтажа или расчетов возникают некоторые сомнения, лучше не действовать вслепую. Идеальным вариантом будет обратиться к соответствующей таблице расчетов и стандартов.

Таблица сечения медного кабеля

Таблица сечения алюминиевого кабеля

От верно подобранного сечения кабеля напрямую зависит безопасность объекта — поэтому необходимо подойти к процедуре выбора со всей ответственностью. Рекомендуется также проконсультироваться со специалистами перед приобретением проводов — опытный электрик подскажет наиболее оптимальный вариант.

Экономия при покупке часто выходит боком — нередко владельцы квартир или домов приобретают алюминиевый кабель взамен медного, не учитывая тот факт, что его сечение должно быть больше. В итоге смонтированная электропроводка сильно греется, и в течение достаточно малого времени требуется полная замена проводов, что не слабо ударит по кошельку собственника жилья. К тому же, это ещё и чрезвычайно опасно – многие любители сэкономить остались в итоге без крыши над головой.

Если возникли сомнения в собственных силах, рекомендуется обратиться к специалисту — только в этом случае можно гарантировать безопасность для жильцов и продолжительность работы новой электропроводки.

Как рассчитать сечения кабеля по мощности

При достаточном значении сечения кабеля электрический ток будет проходить до потребителя, не вызывая нагрева. Почему происходит нагрев? Постараемся объяснить максимально доступно. К примеру, в розетку включён чайник потребляемой мощностью 2 киловатта, но идущий к розетке провод может передать для него ток мощностью только 1 киловатт. Пропускная способность кабеля связана с сопротивлением проводника — чем оно больше, тем меньший ток может передаваться по проводу. В результате высокого сопротивления в проводке и происходит нагрев кабеля, постепенно разрушающий изоляцию.

При соответствующем сечении электрический ток доходит до потребителя в полном объёме, и нагревание провода не происходит. Поэтому, проектируя электропроводку, следует учитывать потребляемую мощность каждого электрического прибора. Это значение можно узнать из технического паспорта на электроприбор или из наклеенной на нём этикетки. Суммируя максимальные значения и используя нехитрую формулу:

и получаем значение общей силы тока. Pn обозначает указанную в паспорте мощность электроприбора, 220 – номинальный вольтаж. Для трехфазной системы (380 В) формула выглядит так:

Полученное значение I измеряется в Амперах, и на основании него и подбирается соответствующее сечение кабеля. Известно, что пропускная способность медного кабеля составляет 10 А/мм, для алюминиевого кабеля значение пропускной способности составляет 8 А/мм. Для того чтоб рассчитать сечение кабеля нужно величину тока разделить на 8 или 10, в зависимости от вида кабеля. Полученный результат и будет размером сечения кабеля.

Например рассчитаем величину сечения кабеля для подключения стиральной машины, потребляемая мощность которой составляет 2400 Вт. I=2400 Вт/220 В=10,91 А, округлив получаем 11 А.

Дальше, чтоб увеличить запас прочности, согласно правилу “пяти ампер” к полученному значению силы тока нужно прибавить еще 5 А: 11 А+5 А=16 А. Если учитывать, что в квартирах используют трехжильные кабеля и посмотреть по таблице, то к 16 А близкое значение 19 А, поэтому для установки стиральной машины потребуется провод, сечение которого не меньше 2 мм².

Пример расчета кабеля по падению напряжения

Например, необходимо рассчитать падение напряжения на переноске с сечением жилы 2,5 мм², длиной 20 м. Она необходима для подключения сварочного трансформатора мощностью 7 кВт.

• Сопротивление провода составляет: R = 2(0,0175×20)/2,5 = 0,28 Ом.
• Сила тока в проводнике: I = 7000/220 =31,8 А.
• Падение напряжения на переноске: Uпад. = 31,8×0,28 = 8,9 В.
• Процент падения напряжения: U% = (8,9/220)×100 = 4,1 %.

Переноска подходит для сварочного аппарата по требованиям правил эксплуатации электроустановок, поскольку процент падения на ней напряжения находится в пределах нормы. Однако его величина на питающем проводе остается большой, что может негативно повлиять на процесс сварки. Здесь необходима проверка нижнего допустимого предела напряжения питания для сварочного аппарата.

Расчет сечения провода

Начнем не с таблицы, а с расчета. То есть, каждый человек, не имея под рукой интернет, где в свободном доступе ПУЭ с таблицами имеется, может самостоятельно определить сечение кабеля по току. Для этого потребуется штангенциркуль и формула.

Если рассмотреть сечение кабеля, то это круг с определенным диаметром. Существует формула площади круга: S= 3,14*D²/4, где 3,14 – это Архимедово число, «D» — диаметр измеренной жилы. Формулу можно упростить: S=0,785*D².

Если провод состоит из нескольких жил, то замеряется диаметр каждой, вычисляется площадь, затем все показатели суммируются. А как вычислить сечение кабеля, если каждая его жила состоит из нескольких тоненьких проводков?

Процесс немного усложняется, но не сильно. Для этого придется подсчитать количество проводков в одной жиле, измерить диаметр одного проводка, вычислить его площадь по описанной формуле и умножить данный показатель на количество проводков. Это и будет сечение одной жилы. Теперь необходимо это значение умножить на количество жил.

Если нет желания считать проводки и измерять их размеры, надо просто замерить диаметр одной жилы, состоящий из нескольких проводов. Снимать размеры надо аккуратно, чтобы не смять жилу

Обратите внимание, что этот диаметр не является точным, потому что между проводками остается пространство

Соотношение тока и сечения

Чтобы понять, как работает электрический кабель, необходимо вспомнить обычную водопроводную трубу. Чем больше ее диаметр, тем больше воды через нее будет проходить. То же самое и с проводами.

Чем больше их площадь, тем большей силы ток, через них пройдет, тем большую нагрузку такой провод выдерживает. При этом кабель не будет перегреваться, что является самым важным требованием правил пожарной безопасности.

Поэтому связка сечение – ток является основным критерием, который используется в подборе электрических проводов в разводке. Поэтому вам необходимо сначала разобраться, сколько бытовых приборов и какой общей мощности будет подключены к каждому шлейфу.

К примеру, на кухне обязательно устанавливается холодильник, микроволновка, кофемолка и кофеварка, электрочайник иногда посудомоечная машина. То есть, все эти прибору могут в один момент быть включены одновременно. Поэтому в расчетах и используется суммарная мощность помещения.

Узнать потребляемую мощность каждого прибора можно из паспорта изделия или на бирке.

1. Для примера обозначим некоторые из них:
2. Чайник – 1-2 кВт.
3. Микроволновка и мясорубка 1,5-2,2 кВт.
4. Кофемолка и кофеварка – 0,5-1,5 кВт.
5. Холодильник 0,8 кВт.

Узнав мощность, которая будет действовать на проводку, можно подобрать ее сечение из таблицы. Не будем рассматривать все показатели данной таблицы, покажем те, которые преобладают в быту.

Выбор сечения проводника

Перемещение заряженных частиц в проводнике сопровождается взаимодействием с атомами (молекулами) соответствующего материала. Переданная энергия преобразуется в тепловое излучение, которое можно рассчитать по формуле Джоуля-Ленца: Q = I2 * R * t, где:

• I — сила тока в амперах;
• R — электрическое сопротивление линии, Ом;
• t — контрольный интервал времени.

Нагрев провода зависит от силы тока и напряжения.

С учетом закона Ома I = U/R (U — напряжение, В) соотношение можно записать следующим образом: Q = (U2/R) * t. Формулы подтверждают прямую зависимость нагрева от силы тока, напряжения, времени воздействия. Эти параметры определяет мощность подключенной нагрузки, длительность рабочих циклов. Чтобы исключить перегрев и тепловые потери в сети, надо уменьшить сопротивление. R = r * (L/S), где:

• r — удельное сопротивление, обусловленное физическими свойствами материала;
• L — длина проводника;
• S — площадь поперечного сечения.

Суммарная оценка приведенных формул позволяет сделать вывод об ограниченных способностях жилы пропускать ток. Высокий уровень нагрева плавит металл, разрушая соответствующую линию электропитания.

По мощности

В следующем перечне приведены характеристики типовой бытовой техники (Вт):

• бойлер прямого нагрева — 1500…2500;
• холодильник с морозильной камерой — 250…350;
• пылесос — 600…1800;
• утюг — 1200…1900;
• компьютер — 350…500.

Для расчета надо составить перечень подключаемого оборудования, определить суммарную мощность (P, Вт). Точные данные берут из технического паспорта либо из обозначения на корпусе.

Для расчета определяют суммарную мощность.

Поправочным коэффициентом (Кс) учитывают возможность одновременной работы нескольких устройств. Для 2 (3-4; 5-6 или большего количества) включенных потребителей устанавливают Кс=1 (0,8; 0,75 или 0,7). Применяют дополнительный множитель Кз (1,15-1,25), чтобы исключить перегрузку при добавлении новой техники.

Параметры проводника выбирают по таблице, которая размещена в тематическом разделе Правил устройства электроустановок (ПУЭ).

По току

Вычислить максимальный ток можно по формуле I = P/U. Для однофазной 220V или трехфазной 380V сети применяют следующие формулы: I = (P * K)/(U * cos ϕ) или I = (P*K)/(√3 * U * cos ϕ). Специальной переменной (cos ϕ = 1) — влияние фазы на амплитуду сигнала.

При выборе кабеля пользуются табличными данными из ПУЭ. В справочных материалах приведены значения с учетом количества жил и способа прокладки кабеля.

По мощности и длине

Для работы с этими исходными данными применяют рассмотренные формулы:

• R = r * (L/S);
• I = (P * K)/(U * cos ϕ);
• I = U/R.

Математическим преобразованием можно получить алгоритм расчета сечения проводника: S = r * L/R. Для стабильного электропитания следует обеспечить потери по напряжению в линии не более 5%.

Похожие записи:

Технические характеристики и температура плавления припоя пос 61 Как сделать гирлянду из лампочек своими руками Всё о симметричном мультивибраторе 5-разрядный двухканальный светодиодный индикатор на an6884 Через сколько лет меняют электрический счетчик Ремонт мотоциклетных коммутаторов зажигания