Расчет сечения кабеля от нагрузки – Расчет сечения кабеля по нагрузке

Выбор материала для устройства разводки электропроводов

В настоящее время используются два типа проводов – это алюминий и медь. Еще 20-25 лет назад основным материалом для изготовления кабелей был алюминий. Кабеля из этого материала были популярны и неприхотливы.

Дальнейший прогресс, коснувшись бытовых приборов, потребовал значительного увеличения их мощности, которое алюминиевые жилы обеспечить не могли. На смену алюминию пришла медь.

Сравнение свойств медных кабелей с алюминиевыми:

• обратно пропорциональная зависимость между силой тока и сечением проводов значительно выше у меди;
• пластичность меди больше, увеличивается возможность перегибов материала кабеля, что говорит об увеличении срока его службы;
• медь обеспечивает гораздо более высокую надежность контакта благодаря сравнительно большей устойчивости к окислению;
• значительная стоимость медных проводов, но ее вышеперечисленные преимущества очевидны.

electrikexpert.ru

Как рассчитать сечение провода по нагрузке: таблица и примеры

Тема статьи затрагивает достаточно серьезную проблему, связанную с правильным выбором сечения кабеля или провода, которые используются в разводке электрических сетей зданий. Чтобы понять, в чем суть вопроса, необходимо понимать тот момент, что электропроводка в доме подвергается токовым нагрузкам, которые греют сам кабель. И если неправильно подобрать сечение проводов, если неправильно провести расчеты, то ситуация может быть двоякой. Первое (уменьшенное сечение) – перегрев проводки, оплавление изоляции, короткое замыкание, выход из строя бытовых приборов и самой проводки, нередки случаи и пожары. Второе (увеличенное сечение) – это перерасход денежных средств. Поэтому вопрос, как рассчитать сечение провода по нагрузке правильно, сегодня звучит достаточно часто.

Что необходимо знать

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. И, конечно, самая большая нагрузка ложиться на основной кабель, подключаемый ко всему дому или квартире. Он обычно располагается до распределительного щита.

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. Если это прихожая, то в ней есть только один источник света, периодически включается в розетку пылесос. То есть, у каждого помещения своя суммарная мощность, а, значит, должен прокладываться и кабель определенного сечения.

А вот теперь сама формула, по которой можно проводить расчет. Правда, у нее есть некоторые отличия для однофазной и трехфазной сети. Для сети однофазной:

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.

Для сети трехфазной:

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

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.

Чтобы не быть голословным, предлагаем с такой таблицей ознакомиться. Она предназначена для медных проводов, проложенных или внутри помещений, или снаружи. Вот эта таблица:

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

Внимание! Необходимо отметить, что 4-х или 5-жильные кабели, которые используются в четырехпроводных сетях, и у которых все жилы имеют одинаковое сечение, значение, указанное в таблице, необходимо умножить на понижающий коэффициент 0,93.

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.

Токовую нагрузку рассчитываем по формуле:

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. Это опять-таки соответствует сечение медного провода 2,5 мм². И это допустимо для расчетной величины.

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.

Нюансы современности

Ставить на этом точку в вопросе, как правильно выбрать сечение провода по нагрузке, нельзя. Почему? Все дело в том, что современный подход к распределению участков (шлейфов) разделяет систему разводки на две основные группы:

• Силовую.
• Осветительную.

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.

Заключение по теме

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.

onlineelektrik.ru

Как рассчитать нагрузку на кабель?

Для чего необходимо проводить расчет нагрузки на кабель?

Один из основных параметров, определяющих стоимость кабеля – его сечение. Чем оно больше, тем выше его цена. Но если купить недорогой провод, сечение которого не соответствует нагрузкам в контуре, повышается плотность тока. Из-за этого увеличивается сопротивление и выделение тепловой энергии при прохождении электричества. Потери же электроэнергии возрастают, а эффективность системы снижается. На протяжении всего срока эксплуатации потребитель оплачивает значительные потери электроэнергии.

Но это не единственный минус установки кабеля с неправильно выбранным сечением. Из-за повышенного выделения тепла чрезмерно нагревается изоляция проводов – это сокращает срок использования проводов и нередко становится причиной короткого замыкания.

Расчет нагрузки на кабель позволяет:

• Уменьшить счета за электроэнергию;
• Увеличить срок службы проводки;
• Снизить риск возникновения короткого замыкания.

Какие потери возникают при прохождении электрического тока?

При выполнении расчета нагрузки на кабель нужно учитывать:

Перемещение электричества от генератора тока к приемникам (бытовой технике, электрооборудованию, осветительным приборам) сопровождается высвобождением тепловой энергии. Этот физический процесс не приносит пользы. Выделяющееся тепло нагревает изоляционные оболочки, что приводит к сокращению срока их службы. Они становятся более хрупкими и быстро разрушаются. Нарушение целостности изоляции может стать причиной короткого замыкания при соприкосновении проводов друг с другом, а при контакте с человеком – опасной травмы.

Превращение электрической энергии в тепловую происходит из-за сопротивления, которое увеличивается по мере роста плотности проходящего тока. Эта величина рассчитывается по формуле:

Ј = I/S а/мм2

где

• I – сила тока;
• S – поперечное сечение провода.

При монтаже внутренней электропроводки плотность тока должна быть не выше 6 А/мм2. Для других работ расчет сечения кабеля по току производится на основании таблиц, содержащихся в Правилах устройства и технической эксплуатации электроустановок (ПУЭ и ПТЭЭП).

Если рассчитанное значение плотности больше рекомендованного необходимо купить кабель с большим сечением провода. Несмотря на увеличение стоимости проводки, такое решение оправдано с экономической точки зрения. Выбор кабеля для проводки с оптимальным размером сечения в несколько раз увеличит ее срок безопасной эксплуатации и сократит потери электричества при прохождении по проводам.

Сопротивление материалов, возникающее в процессе передачи электрического тока, приводит не только к выделению тепловой энергии и нагреву проводов. Также происходят потеря напряжения, что негативно сказывается на работе электрооборудования, бытовой техники и осветительных приборов.

При монтаже электропроводки необходимо рассчитать и величину сопротивления линии (Rл). Она рассчитывается по формуле:

Rл = ρ(l/S)

где

• ρ – удельное сопротивление материала, из которого изготовлен провод;
• l – длина линии;
• S – поперечное сечение провода.

Падение напряжения определяется как ΔUл = IRл, и его величина должна составлять не более 5% от исходного, а для осветительных нагрузок – не более 3%. Если же она больше, необходимо выбрать кабель с большим сечением или изготовленный из другого материала, с меньшим удельным сопротивлением. В большинстве случаев и с технической, и с экономической точки зрения целесообразно увеличить площадь сечения кабеля.

Выбор материала кабеля

Наш каталог кабельной продукции в Бресте включает большой выбор кабелей, изготовленных из различных материалов:

Медь имеет очень низкое удельное сопротивление (ниже только у золота), поэтому проводимость медных проводов значительно выше, чем у алюминиевых. Она не окисляется, что существенно увеличивает срок эффективной эксплуатации. Металл очень гибкий, кабель можно многократно складывать и сворачивать. Благодаря высокой пластичности возможно изготовление более тонких жил (изготавливаются медные жилы й от 0,3 мм2, минимальный размер алюминиевой жилы – 2,5 мм2).

Более низкое удельное сопротивление позволяет уменьшить выделение тепловой энергии при прохождении тока, поэтому при прокладке внутренней проводки в жилых помещениях разрешается использовать только медные провода.

Удельное сопротивление алюминия выше, чем у золота, меди и серебра, но ниже, чем у других металлов и сплавов.

Главное преимущество алюминиевого кабеля перед медным – его цена в несколько раз ниже. Также он значительно легче, что облегчает монтаж электросетей. При монтаже электросетей большой протяженностью эти характеристики имеют решающее значение.

Алюминий не подвержен коррозии, но при контакте с воздухом на его поверхности образовывается пленка. Она защищает металл от воздействия атмосферной влаги, но практически не проводит ток. Эта особенность осложняет соединение кабелей.

Основные виды расчета сечения

Расчет нагрузок на провод должен быть выполнен по всем значимым характеристикам:

По мощности

Определяется суммарная мощность всех приборов, потребляющих электроэнергию в доме, квартире, в производственном цеху. Потребляемая мощность бытовой техники и электрооборудования указывается производителем.

Также необходимо учесть электроэнергию, потребляемую осветительными приборами. Все электроприборы в домашних условиях редко работают одновременно, но расчет сечения кабеля по мощности выполняется с запасом, что позволяет сделать электропроводку более надежной и безопасной. Для промышленных объектов выполняется более сложный расчет с использованием коэффициентов спроса и одновременности.

По напряжению

Расчет сечения кабеля по напряжению производится исходя из вида электрической сети. Она может быть однофазной (в квартирах многоэтажных домов и большинстве индивидуальных коттеджей) и трехфазной (на предприятиях). Напряжение в однофазной сети составляет 220 В, в трехфазной – 380 В.

Если суммарная мощность электроприборов в квартире равна 15 кВт, то для однофазной проводки этот показатель и будет равен 15кВт, а для трехфазной он будет в 3 раза меньше – 5 кВт. Но при монтаже трехфазной проводки используется кабель с меньшим сечением, но содержащий не 3, а 5 жил.

По нагрузке

Расчет сечения кабеля по нагрузке также требует подсчета суммарной мощности электрооборудования. Желательно увеличить эту величину на 20-30%. Проводка выполняется на длительный срок, а количество бытовой техники в квартире или оборудования в цеху может увеличиться.

Затем следует определить, какое оборудование может быть включено одновременно. Этот показатель может существенно отличаться в разных домах. У одних большое количество бытовой техники или электрооборудования, которым пользуются несколько раз в месяц или в год. У других в доме – только необходимые, но часто используемые электроприборы.

В зависимости от величины коэффициента одновременности мощность может как незначительно, так и в несколько раз отличаться от нагрузки.

По току

Для расчета номинального тока используется величина суммарной мощности нагрузки. Зная ее, максимально разрешенную нагрузку по току рассчитывают по формуле:

I = P/U*cosφ

где

• I – номинальн. ток;
• P – суммарн. мощность;
• U – напряжение;
• cosφ – коэфф-т мощности.

На основании полученной величины находим оптимальный размер сечение кабеля в таблицах.

Важные нюансы для правильного расчета нагрузки на кабель

При работе с таблицей, следует обращать внимание, для какого вида электропроводки она составлена (однофазной или трехфазной), для открытой или скрытой проводки, для медного или алюминиевого кабеля.

При выборе и заказе провода важно различать такие характеристики как сечение и диаметр. Если диаметр провода 8 мм2, его сечение равно S = (π/4) х D² = 50 мм2.

Для расчета сечения многожильного провода, применяется формула:

S = N *(D²/1.27)

где

• N – количество жил.

Чтобы заказать кабельную продукцию или задать вопросы относительно ее характеристик и особенностей выбора, звоните по телефонам: +375 (162) 44-66-60.

viva-el.by