Для долгой и надежной службы кабеля его необходимо правильно выбрать и рассчитать. Электрики при монтаже проводки большей частью выбирают сечение жил, основываясь в основном на опыте. Порой это приводит к ошибкам. Расчет необходим, прежде всего, в плане электробезопасности. Будет неправильно, если диаметр проводника будет меньше или больше требуемого.
Сечение кабеля занижено
Этот случай является наиболее опасным, поскольку проводники перегреваются от высокой при этом изоляция плавится и происходит короткое замыкание. При этом может также разрушиться электрооборудование, произойти пожар, а работники могут попасть под напряжение. Если для кабеля установить автоматический выключатель, он будет слишком часто срабатывать, что создаст определенный дискомфорт.
Сечение кабеля выше требуемого
Здесь главный фактор - экономический. Чем больше тем он дороже. Если сделать проводку всей квартиры с большим запасом, это обойдется в большую сумму. Иногда целесообразно делать главный ввод большего сечения, если предполагается дальнейшее увеличение нагрузки на домашнюю сеть.
Если для кабеля установить соответствующий автомат, будут перегружены следующие линии, когда на какой-либо из них не сработает свой
Как рассчитать сечение кабеля?
Перед монтажом целесообразно произвести расчет сечения кабеля по нагрузке. Каждый проводник обладает определенной мощностью, которая не должна быть меньше, чем у подключаемых электроприборов.
Расчет мощности
Самым простым способом является расчет суммарной нагрузки на вводной провод. Расчет сечения кабеля по нагрузке сводится к определению общей мощности потребителей. У каждого из них имеется свой номинал, указанный на корпусе или в паспорте. Затем суммарную мощность умножают на коэффициент 0,75. Это связано с тем, что все приборы не могут быть включены одновременно. Для окончательного определения необходимого размера применяется таблица расчета сечения кабеля.
Расчет сечения кабеля по току
Более точным методом является вычисление по токовой нагрузке. Расчет сечения кабеля производится через определение проходящего через него тока. Для однофазной сети применяется формула:
I расч. = P/(U ном ∙cosφ),
где P - мощность нагрузки, U ном. - напряжение сети (220 В).
Если общая мощность активных нагрузок в доме составляет 10 кВт, то расчетный ток I расч. = 10000/220 ≈ 46 А. Когда делается расчет сечения кабеля по току, вводится поправка на условия прокладки шнура (указываются в некоторых специальных таблицах), а также на перегрузку при включении электроприборов приблизительно в сторону увеличения на 5 А. В результате I расч. = 46 + 5 = 51 А.
Толщина жил определяется по справочнику. Расчет сечения кабеля с применением таблиц позволяет легко найти нужный размер по длительно допустимому току. Для трехжильного кабеля, проложенного в дом по воздуху, надо выбрать значение в сторону большего стандартного сечения. Оно составляет 10 мм 2 . Правильность самостоятельного расчета можно проверить, применив онлайн-калькулятор - расчет сечения кабеля, который можно найти на некоторых ресурсах.
Нагрев кабеля при прохождении тока
При работающей нагрузке в кабеле выделяется тепло:
Q = I 2 Rn вт/см,
где I - ток, R - электрическое сопротивление, n - количество жил.
Из выражения следует, что количество выделяемой мощности пропорционально квадрату проходимого по проводу тока.
Расчет допустимой силы тока по температуре разогрева проводника
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 = (t ж - t ср)/(∑S),
где ∆t = t ж -t ср - разница между температурой среды и жилы, ∑S - температурное сопротивление.
Длительно допустимый ток, проходящий по кабелю, находится из выражения:
I доп = √((t доп - t ср)/(Rn∑S)),
где t доп - допустимая температура разогрева жил (зависит от типа кабеля и способа прокладки). Обычно она составляет 70 градусов в обычном режиме и 80 - в аварийном.
Условия отвода тепла при работающем кабеле
Когда кабель проложен в какой-либо среде, теплоотвод определяется ее составом и влажностью. Расчетное удельное сопротивление грунта обычно принимается равным 120 Ом∙°С/Вт (глина с песком при влажности 12-14 %). Для уточнения следует знать состав среды, после чего можно найти сопротивление материала по таблицам. Для увеличения теплопроводности траншею засыпают глиной. Не допускается наличие в ней строительного мусора и камней.
Теплоотдача от кабеля через воздух очень низкая. Она еще больше ухудшается при прокладке в кабель-канале, где появляются дополнительные воздушные прослойки. Здесь нагрузку по току следует снижать по сравнению с расчетной. В технических характеристиках кабелей и проводов приводят допустимую температуру короткого замыкания, составляющую 120 °С для изоляции ПВХ. Сопротивление грунта составляет 70 % от общего и является основным при расчетах. Со временем проводимость изоляции возрастает из-за ее высыхания. Это необходимо учитывать в расчетах.
Падение напряжения в кабеле
В связи с тем, что проводники обладают электрическим сопротивлением, часть напряжения уходит на их нагрев, и к потребителю его приходит меньше, чем было в начале линии. В результате по длине провода теряется потенциал из-за тепловых потерь.
Кабель надо не только выбирать по сечению, чтобы обеспечить его работоспособность, но также учитывать расстояние, на которое передается энергия. Увеличение нагрузки приводит к росту тока через проводник. При этом возрастают потери.
На точечные светильники подается небольшое напряжение. Если оно незначительно снижается, это сразу заметно. При неправильном выборе проводов дальше расположенные от блока питания лампочки выглядят тусклыми. Напряжение существенно снижается на каждом следующем участке, и это отражается на яркости освещения. Поэтому необходим расчет сечения кабеля по длине.
Самым важным участком кабеля является потребитель, расположенный дальше остальных. Потери считаются преимущественно для этой нагрузки.
На участке L проводника падение напряжения составит:
∆U = (Pr + Qx)L/U н,
где P и Q- активная и r и x - активное и реактивное сопротивление участка L, а U н - номинальная величина напряжения, при котором нагрузка нормально работает.
Допустимые ∆U от источников питания до главных вводов не превышают ±5 % для освещения жилых зданий и силовых цепей. От ввода до нагрузки потери не должны быть больше 4 %. Для линий с большой протяженностью нужно учитывать индуктивное сопротивление кабеля, которое зависит от расстояния между соседними проводниками.
Способы подключения потребителей
Нагрузки могут подключаться по-разному. Наиболее распространенными являются следующие способы:
- в конце сети;
- потребители распределены по линии равномерно;
- к протяженному участку подключается линия с равномерно распределенными нагрузками.
Пример 1
Мощность электроприбора составляет 4 кВт. Длина кабеля равна 20 м, удельное сопротивление ρ = 0,0175 Ом∙мм 2 .
Ток определяется из соотношения: I = P/U ном = 4∙1000/220 = 18,2 А.
Затем берется таблица расчета сечения кабеля, и выбирается соответствующий размер. Для провода из меди он составит S = 1,5 мм 2 .
Формула расчета сечения кабеля: S = 2ρl/R. Через нее можно определить электрическое сопротивление кабеля: R = 2∙0,0175∙20/1,5 = 0,46 Ом.
По известной величине R можно определить ∆U = IR/U∙100 % = 18,2*100∙0,46/220∙100 = 3,8 %.
Результат расчета не превышает 5 %, значит, потери будут допустимыми. В случае больших потерь следовало бы увеличить сечение жил кабеля, выбрав соседнее, большей величины из стандартного ряда - 2,5 мм 2 .
Пример 2
Три цепи освещения подключены параллельно друг с другом на одну фазу трехфазной линии, сбалансированной по нагрузкам, состоящей из четырехжильного кабеля на 70 мм 2 длиной 50 м и проводящего ток 150 А. По каждой линии освещения длиной 20 м проходит ток 20 А.
Межфазные потери при действующей нагрузке составляют: ∆U фаз = 150∙0, 05∙0,55 = 4,1 В. Теперь следует определить потери между нейтралью и фазой, поскольку освещение подключается на напряжение 220 В: ∆U ф-н = 4,1/√3 = 2,36 В.
На одной подключенной цепи освещения падение напряжения составит: ∆U = 18∙20∙0,02=7,2 В. Общие потери определяются через сумму U общ = (2,4+7,2)/230∙100 = 4,2 %. Расчетное значение находится ниже допустимых потерь, которые составляют 6 %.
Заключение
Для предохранения проводников от перегрева при длительно работающей нагрузке с помощью таблиц делается расчет сечения кабеля по длительно допустимому току. Кроме того, необходимо правильно рассчитать провода и кабели, чтобы потери напряжения в них не были больше нормы. При этом с ними суммируются потери в цепи питания.
При проектировании схемы любой электрической установки и монтаже, выбор сечения проводов и кабелей является обязательным этапом. Чтобы правильно подобрать силовой провод нужного сечения, необходимо учитывать величину максимального потребления.
Сечения проводов измеряется в квадратных милиметрах или "квадратах". Каждый "квадрат" алюминиевого провода способен пропустить через себя в течение длительного времени нагреваясь до допустимых пределов максимум - только 4 ампера, а медный провода 10 ампер тока. Соответственно, если какой-то электропотребитель потребляет мощность равную 4 киловаттам (4000 Ватт), то при напряжении 220 вольт сила тока будет равна 4000/220=18,18 ампер и для его питания достаточно подвести к нему электричество медным проводом сечением 18,18/10=1,818 квадрата. Правда в этом случае провод будет работать на пределе своих возможностей, поэтому следует взять запас по сечению в размере не менее 15%. Получим 2,091 квадрата. И теперь подберем ближайший провод стандартного сечения. Т.е. к этому потребителю мы должны вести проводку медным проводом сечением 2 квадратных миллиметра именуемого нагрузкой тока. Значения токов легко определить, зная паспортную мощность потребителей по формуле: I = Р/220. Алюминиевый провод будет соответственно в 2,5 раза толще.
Из расчета достаточной механической прочности открытая силовая проводка обычно выполняется проводом с сечением не менее 4 кв. мм. Если требуется с большей точностью знать длительно допустимую токовую нагрузку для медных проводов и кабелей, то можно воспользоваться таблицами.
|
Медные жилы проводов и кабелей |
||||
| Напряжение, 220 В | Напряжение, 380 В | |||
| ток, А | мощность, кВт | ток, А | мощность, кВт | |
| 1,5 | 19 | 4,1 | 16 | 10,5 |
| 2,5 | 27 | 5,9 | 25 | 16,5 |
| 4 | 38 | 8,3 | 30 | 19,8 |
| 6 | 46 | 10,1 | 40 | 26,4 |
| 10 | 70 | 15,4 | 50 | 33,0 |
| 16 | 85 | 18,7 | 75 | 49,5 |
| 25 | 115 | 25,3 | 90 | 59,4 |
| 35 | 135 | 29,7 | 115 | 75,9 |
| 50 | 175 | 38,5 | 145 | 95,7 |
| 70 | 215 | 47,3 | 180 | 118,8 |
| 95 | 260 | 57,2 | 220 | 145,2 |
| 120 | 300 | 66,0 | 260 | 171,6 |
|
Алюминиевые жилы проводов и кабелей |
||||
| Сечение токопроводящей жилы, мм. | Напряжение, 220 В | Напряжение, 380 В | ||
| ток, А | мощность, кВт | ток, А | мощность, кВт | |
| 2,5 | 20 | 4,4 | 19 | 12,5 |
| 4 | 28 | 6,1 | 23 | 15,1 |
| 6 | 36 | 7,9 | 30 | 19,8 |
| 10 | 50 | 11,0 | 39 | 25,7 |
| 16 | 60 | 13,2 | 55 | 36,3 |
| 25 | 85 | 18,7 | 70 | 46,2 |
| 35 | 100 | 22,0 | 85 | 56,1 |
| 50 | 135 | 29,7 | 110 | 72,6 |
| 70 | 165 | 36,3 | 140 | 92,4 |
| 95 | 200 | 44,0 | 170 | 112,2 |
| 120 | 230 | 50,6 | 200 | 132,0 |
|
Допустимый длительный ток для проводов и шнуров с резиновой и поливинилхлоридной изоляцией с медными жилами к примеру |
||||||
| Сечение токопроводящей жилы, мм. | Открыто | |||||
| Двух одножильных | Трех одножильных | Четырех одножильных | Одного двухжильного | Одного трехжильного | ||
| 0,5 | 11 | - | - | - | - | - |
| 0,75 | 15 | - | - | - | - | - |
| 1 | 17 | 16 | 15 | 14 | 15 | 14 |
| 1,2 | 20 | 18 | 16 | 15 | 16 | 14,5 |
| 1,5 | 23 | 19 | 17 | 16 | 18 | 15 |
| 2 | 26 | 24 | 22 | 20 | 23 | 19 |
| 2,5 | 30 | 27 | 25 | 25 | 25 | 21 |
| 3 | 34 | 32 | 28 | 26 | 28 | 24 |
| 4 | 41 | 38 | 35 | 30 | 32 | 27 |
| 5 | 46 | 42 | 39 | 34 | 37 | 31 |
| 6 | 50 | 46 | 42 | 40 | 40 | 34 |
| 8 | 62 | 54 | 51 | 46 | 48 | 43 |
| 10 | 80 | 70 | 60 | 50 | 55 | 50 |
| 16 | 100 | 85 | 80 | 75 | 80 | 70 |
| 25 | 140 | 115 | 100 | 90 | 100 | 85 |
| 35 | 170 | 135 | 125 | 115 | 125 | 100 |
| 50 | 215 | 185 | 170 | 150 | 160 | 135 |
| 70 | 270 | 225 | 210 | 185 | 195 | 175 |
| 95 | 330 | 275 | 255 | 225 | 245 | 215 |
| 120 | 385 | 315 | 290 | 260 | 295 | 250 |
| 150 | 440 | 360 | 330 | - | - | - |
| 185 | 510 | - | - | - | - | - |
| 240 | 605 | - | - | - | - | - |
| 300 | 695 | - | - | - | - | - |
| 400 | 830 | - | - | - | - | - |
|
Допустимый длительный ток для проводов и шнуров с резиновой и поливинилхлоридной изоляцией с алюминиевыми жилами |
||||||
| Сечение токопроводящей жилы, мм. | Открыто | Ток, А, для проводов проложенных в одной трубе | ||||
| Двух одножильных | Трех одножильных | Четырех одножильных | Одного двухжильного | Одного трехжильного | ||
| 2 | 21 | 19 | 18 | 15 | 17 | 14 |
| 2,5 | 24 | 20 | 19 | 19 | 19 | 16 |
| 3 | 27 | 24 | 22 | 21 | 22 | 18 |
| 4 | 32 | 28 | 28 | 23 | 25 | 21 |
| 5 | 36 | 32 | 30 | 27 | 28 | 24 |
| 6 | 39 | 36 | 32 | 30 | 31 | 26 |
| 8 | 46 | 43 | 40 | 37 | 38 | 32 |
| 10 | 60 | 50 | 47 | 39 | 42 | 38 |
| 16 | 75 | 60 | 60 | 55 | 60 | 55 |
| 25 | 105 | 85 | 80 | 70 | 75 | 65 |
| 35 | 130 | 100 | 95 | 85 | 95 | 75 |
| 50 | 165 | 140 | 130 | 120 | 125 | 105 |
| 70 | 210 | 175 | 165 | 140 | 150 | 135 |
| 95 | 255 | 215 | 200 | 175 | 190 | 165 |
| 120 | 295 | 245 | 220 | 200 | 230 | 190 |
| 150 | 340 | 275 | 255 | - | - | - |
| 185 | 390 | - | - | - | - | - |
| 240 | 465 | - | - | - | - | - |
| 300 | 535 | - | - | - | - | - |
| 400 | 645 | - | - | - | - | - |
|
Допустимый длительный ток для проводов с медными жилами с резиновой изоляцией в металлических защитных оболочках и кабелей с медными жилами с резиновой изоляцией в свинцовой, поливинилхлоридной, |
|||||||
| Сечение токопроводящей жилы, мм. | Ток*, А, для проводов и кабелей | ||||||
| одножильных | двухжильных | трехжильных | |||||
| при прокладке | |||||||
| в воздухе | в воздухе | в земле | в воздухе | в земле | |||
| 1,5 | 23 | 19 | 33 | 19 | 27 | ||
| 2,5 | 30 | 27 | 44 | 25 | 38 | ||
| 4 | 41 | 38 | 55 | 35 | 49 | ||
| 6 | 50 | 50 | 70 | 42 | 60 | ||
| 10 | 80 | 70 | 105 | 55 | 90 | ||
| 16 | 100 | 90 | 135 | 75 | 115 | ||
| 25 | 140 | 115 | 175 | 95 | 150 | ||
| 35 | 170 | 140 | 210 | 120 | 180 | ||
| 50 | 215 | 175 | 265 | 145 | 225 | ||
| 70 | 270 | 215 | 320 | 180 | 275 | ||
| 95 | 325 | 260 | 385 | 220 | 330 | ||
| 120 | 385 | 300 | 445 | 260 | 385 | ||
| 150 | 440 | 350 | 505 | 305 | 435 | ||
| 185 | 510 | 405 | 570 | 350 | 500 | ||
| 240 | 605 | - | - | - | - | ||
* Токи относятся к кабелям и проводам с нулевой жилой и без нее.
|
Допустимый длительный ток для кабелей с алюминиевыми жилами с резиновой или пластмассовой изоляцией в свинцовой, поливинилхлоридной и резиновой оболочках, бронированных и небронированных |
|||||||
| Сечение токопроводящей жилы, мм. | Ток, А, для проводов и кабелей | ||||||
| одножильных | двухжильных | трехжильных | |||||
| при прокладке | |||||||
| в воздухе | в воздухе | в земле | в воздухе | в земле | |||
| 2,5 | 23 | 21 | 34 | 19 | 29 | ||
| 4 | 31 | 29 | 42 | 27 | 38 | ||
| 6 | 38 | 38 | 55 | 32 | 46 | ||
| 10 | 60 | 55 | 80 | 42 | 70 | ||
| 16 | 75 | 70 | 105 | 60 | 90 | ||
| 25 | 105 | 90 | 135 | 75 | 115 | ||
| 35 | 130 | 105 | 160 | 90 | 140 | ||
| 50 | 165 | 135 | 205 | 110 | 175 | ||
| 70 | 210 | 165 | 245 | 140 | 210 | ||
| 95 | 250 | 200 | 295 | 170 | 255 | ||
| 120 | 295 | 230 | 340 | 200 | 295 | ||
| 150 | 340 | 270 | 390 | 235 | 335 | ||
| 185 | 390 | 310 | 440 | 270 | 385 | ||
| 240 | 465 | - | - | - | - | ||
Допустимые длительные токи для четырехжильных кабелей с пластмассовой изоляцией на напряжение до 1 кВ могут выбираться по данной таблице как для трехжильных кабелей, но с коэффициентом 0,92.
| Сводная таблица сечений проводов, тока, мощности и характеристик нагрузки | |||||
| Сечение медных жил проводов и кабелей, кв.мм | Допустимый длительный ток нагрузки для проводов и кабелей, А | Номинальный ток автомата защиты, А | Предельный ток автомата защиты, А | Максимальная мощность однофазной нагрузки при U=220 B | Характеристика примерной однофазной бытовой нагрузки |
| 1,5 | 19 | 10 | 16 | 4,1 | группа освещения и сигнализации |
| 2,5 | 27 | 16 | 20 | 5,9 | розеточные группы и электрические полы |
| 4 | 38 | 25 | 32 | 8,3 | водонагреватели и кондиционеры |
| 6 | 46 | 32 | 40 | 10,1 | электрические плиты и духовые шкафы |
| 10 | 70 | 50 | 63 | 15,4 | вводные питающие линии |
В таблице приведены данные на основе ПУЭ, для выбора сечений кабельно-проводниковой продукции, а также номинальных и максимально возможных токов автоматов защиты, для однофазной бытовой нагрузки чаще всего применяемой в быту.
Надеемся данная информация была полезна для Вас. Мы же напоминаем что у нас Вы можете купить отличного качества по низкой цене.
Данный расчет можно применять, не учитывая индуктивность сопротивления кабельной линии на потерю напряжения, (допустимая потеря напряжения в данном калькуляторе взята из расчёта 5%, что является нормой по ГОСТ 13109-97) если выполняются нижеописанные условия:
- Коэффициент мощности косинус фи (cos φ) = 1 (для линии сети переменного тока)
- Линии сети постоянного тока
- Сети (переменного тока с частотой 50 Гц), выполненные проводниками, если их сечения не превосходят указанных в следующей таблице:
Максимальные значения сечений кабельно-проводниковой продукции, для которой допустимо делать расчет на потерю напряжения
| Коэффициент мощности | 0.95 | 0.90 | 0.85 | 0.80 | 0.75 | 0.70 | ||||||
| Материал жилы | Cu | Al | Cu | Al | Cu | Al | Cu | Al | Cu | Al | Cu | Al |
| Кабели до 1 кВ | 70.0 | 120.0 | 50.0 | 95.0 | 35.0 | 70.0 | 35.0 | 50.0 | 25.0 | 50.0 | 25.0 | 35.0 |
| Кабели 6-10 кВ | 50.0 | 95.0 | 35.0 | 50.0 | 25.0 | 50.0 | 25.0 | 35.0 | 16.0 | 25.0 | 16.0 | 25.0 |
| Провода в трубах | 50.0 | 95.0 | 35.0 | 50.0 | 35.0 | 50.0 | 25.0 | 35.0 | 16.0 | 25.0 | 16.0 | 25.0 |
Этот расчет основан на методике описанной в пособии Козлова В.Н. и Карпова Ф.Ф. на странице 134. Его найти можно в интернете.
Зачем вообще делать расчет сечения кабеля?
Каждый электрик, пусть даже и не очень опытный, должен знать методику расчета сечения кабеля. Без правильно рассчитанного кабеля, ожидать хорошей безопасности эксплуатации электричества не стоит. В чем же заключается такая важность этого расчета?
В первую очередь, это необходимо для безопасности помещения. Кабели и провода являются основным средством для передачи. А также распределения тока. Без кабелей электроэнергии просто не существует, поскольку ученые еще не придумали беспроводной передачи электричества. А с такими случаями, когда необходимо подключить дома электрическую кухонную плиту, поменять розетку или же повесить новый светильник, время от времени сталкивается практически каждый.
Одним словом, подбирать правильно сечение необходимо для того, чтобы обеспечить постоянный приток электроэнергии и избежать разных неприятных ситуаций, которые касаются повреждения электрической проводки.
В случае, если сечения кабеля недостаточно для нормальной функциональности электрических приборов с большой мощностью, то кабель будет перегреваться. А это уже приводит к разрушению его изоляции. Как следствие - уровень надежности и длительности эксплуатации электропроводки в здании резко снижается. Более того, несоответствующая нагрузка на проводку может привести к тому, что она может просто сгореть.
А пожаробезопасность и электробезопасность жилья не стоит "игр" с электричеством. Очень часты случаи, когда в целях экономии жильцы используют сечение кабелей меньшее, чем необходимо. Отсюда и возникает короткое замыкание.
Если не уделить достаточно внимания и времени на выбор расчета сечения кабеля, или сделать это халатно и непрофессионально во время электромонтажных работ, то в результате можно ожидать перегрев или потерю мощности. А также нецелесообразных денежных затрат на замену или ремонт электропроводки.
Итак, насколько правильно будет подобрано сечение кабелей и прокладываемых проводов, настолько качественной будет и дальнейшая работоспособность потребителей. Так что любой электромонтаж в квартире, доме или на производстве можно начинать только когда уже рассчитано сечение всех кабелей и проводов. В зависимости от потребностей жителей (другими словами - в зависимости от мощности используемых приборов).
Исходя из важности правильно подобранного сечения кабелей авббшв (ож) , площадь этого сечения является, пожалуй, самым главным критерием, которым руководствуются профессионалы при выборе необходимых материалов для электромонтажных работ. Используемые провода - это основные элементы электрической проводки в доме или любом другом помещении. И именно поэтому так важно правильно подбирать их сечение.
Нужно помнить, что электричество не прощает ошибок и не дает второго шанса. Поэтому относиться к работе по электромонтажу халатно, не уделяя достаточно внимания качеству прокладываемых проводников - это просто недопустимо. Электробезопасность и надежность помещения - вот к чему стремится каждый профессиональный электрик, который делает электромонтажные работы на даче, доме, квартире или производстве.
Занимаясь прокладкой электропроводки в новом доме или заменой старой во время ремонта, каждый домашний мастер задается вопросом: а какое сечение провода нужно? И вопрос этот имеет большое значение, поскольку именно от правильного выбора сечения кабеля, а также материала его изготовления во многом зависит не только надежная работа электроприборов, но и безопасность всех членов семьи.
Какой провод выбрать – материал изготовления стоит на первом месте
Наиболее распространенными видами проводки в наших домах являются алюминиевая и медная. Какая из них лучше – вопрос, до сих пор не дающий покоя пользователям многочисленных форумов. Для одних в приоритете стоит медь, а другие говорят, что незачем переплачивать и для домашней сети сгодится алюминий. Чтобы не быть голословными, давайте проведем небольшой анализ этих вариантов и тогда каждый сможет выбрать для себя вариант.
Алюминиевая проводка имеет малый вес, за счет чего нашла своё широкое распространение в электроэнергетике. Её используют для прокладки линий электропередачи, поскольку таким способом можно минимизировать нагрузку на опоры. Кроме этого, она завоевала популярность за счет своей дешевизны. Алюминиевый кабель стоит в разы меньше медного аналога. Во времена Советского Союза алюминиевая проводка была очень распространена, ее до сих пор можно встретить в домах, построенных каких-то 15-20 лет назад.
Однако кабель из алюминия имеет и свои отрицательные стороны. Одним из таких моментов, о котором обязательно стоит упомянуть, является небольшой срок службы. Алюминиевая проводка спустя два десятка лет становится сильно подвержена окислению и перегреванию, что нередко приводит к пожарам. Поэтому если у вас дома до сих пор проложены такие кабели, задумайтесь об их замене. Кроме этого, окисление, которому подвержен алюминий, снижает полезное сечение кабеля с одновременным увеличением сопротивления, а это приводит к перегреву. Еще одним существенным недостатком алюминия является его хрупкость. Он быстро ломается, если кабель перегнуть несколько раз.
Важно! ПУЭ запрещает использовать алюминиевый кабель для прокладки в электросетях, если его сечение меньше 16 мм.
Медный кабель хорошо гнётся и не ломается
Что касается медного провода, то к его преимуществам стоит отнести продолжительный срок службы – больше полувека, прекрасную проводимость и механическую прочность. С медным кабелем намного проще работать, ведь он гнётся, не ломаясь, и выдерживает многократные скручивания. Минусом же проводки из медного кабеля является стоимость. Для замены силового кабеля во всей квартире понадобится значительное число денежных средств. В целях экономии некоторые мастера совмещают прокладку алюминиевых проводов с медными. Вся световая часть монтируется из алюминия, а розеточная – из меди, поскольку освещение не требует такой большой нагрузки, как электроприборы, запитанные в сеть.
Выбор сечения – что необходимо знать и на что обратить внимание
Если раньше техника в квартире ограничивалась холодильником да телевизором, то в наше время чего только не встретишь в квартире: пылесосы, компьютеры, фены, микроволновки и пр. Для всего этого нужно питание, причем в зависимости от времени суток нагрузка от включенных в сеть приборов может сильно разниться. А чтобы правильно выбрать кабель для каждой точки, в которую запитан прибор, необходимо знать:
- силу тока;
- напряжение;
- потребляемую мощность прибора в ваттах или киловаттах.
Для однофазных сетей, которые присутствуют в наших квартирах, существует определенная формула, которая позволяет определить силу тока приборов:
I = (P × K и) / (U × cos(φ)), где
I – сила тока;
P – потребляемая мощность всех электроприборов (необходимо сложить их номинальное значение):
| Бойлер однофазный | 5–7 кВт |
| Вентилятор | до 900 Вт |
| Духовой шкаф | от 5 кВт |
| Компьютер | 600-800 Вт |
| Микроволновка | 1,2–2 кВт |
| Миксер | 300 Вт |
| Морозильная камера | 150–300 Вт |
| Осветительные приборы | 100–1000 Вт |
| Печь гриль | 1 кВт |
| Посудомоечная машина | 1,8–2,5 кВт |
| Пылесос | 1200 Вт |
| Соковыжималка | 250 Вт |
| Стиральная машина-автомат | 600–2500 Вт |
| Телевизор | 100–200 Вт |
| Теплый пол | 0,7–1,5 кВт |
| Тостер | 750–1000 Вт |
| Утюг | 1000–2000 Вт |
| Фен | 500–1000 Вт |
| Холодильник | 150–300 Вт |
| Электрическая варочная панель | от 5 кВт |
| Электрическая кофеварка | 700–1000 Вт |
| Электрическая мясорубка | 1000 Вт |
| Электрическая плита | 9–12 кВт |
| Электрический камин | 9–24 кВт |
| Электрический котел | 9–18 кВт |
| Электрочайник | 2 кВт |
К и – коэффициент одновременности (часто для простоты применяют значение 0,75);
U – фазное напряжение, оно составляет 220 (В), но может колебаться от 210 до 240 (В);
Cos (φ) – для бытовых приборов величина неизменна и равняется 1.
Для простоты можно использовать формулу: I = P / U.
Когда определен ток, можно по следующей таблице определить и сечение провода:
Таблица мощности, тока и сечения кабельно-проводниковых материалов
АЛЮМИНИЙ |
||||
Напряжение, 220 В | Напряжение, 380 В |
|||
мощность, кВт | мощность, кВт |
|||
Сечение токопроводящей жилы, мм | ||||
Напряжение,220 В | Напряжение, 380 В |
|||
мощность, кВт | мощность, кВт |
|||
Если при расчетах вышло так, что значение не совпадает ни с одним, приведенным таблице, то тогда следует за основу брать следующее большее число. Например, если ваше значение равно 30 А, то при использовании алюминиевой проводки вам стоит выбрать сечение провода 6 мм 2 , а медной хватит и 4 мм 2 .
Обычно современная квартира потребляет приблизительно 10 кВт.
Определяем сечение провода по диаметру и по способу прокладки проводки
Покупая провод, нелишним будет проверить его сечение, так как многие производители работают по ТУ. Из-за этого не вся продукция соответствует заявленным характеристикам. Поэтому необходимо запастись штангенциркулем и сделать замер диаметра жилы, которая нам поможет определить реальное значение сечения провода. Для упрощения работы мы приводим наиболее простую формулу, благодаря чему вам не надо будет производить дополнительных вычислений: S=0,785d 2 , где S – искомое сечение; d – диаметр жилы. Итоговое значение нужно округлить до 0,5. Так, если у вас получилось значение 2,4, то вам следует выбирать кабель сечением 2,5 мм 2 .
В большинстве наших домов кабель прокладывается в стенах. Это называется закрытой проводкой. Провода могут идти по кабельканалу, трубам или просто быть замурованы в стену. В некоторых домах, а это касается деревянных строений и старого жилищного фонда, можно встретить открытую проводку. Примечательно, но для открытой прокладки можно использовать кабель меньшего сечения, поскольку такой провод меньше греется, нежели тот, что замурован в стену. По этой причине для укладки проводов в штробы рекомендуется выбирать кабель большего сечения. Так кабель будет меньше греться, а значит, его износ будет происходить медленнее. В приведенной ниже таблице можно узнать, сколько квадратов кабеля нужно брать для приборов разной мощности, будь то 1 или 6 кВт:
Сечение кабеля, мм 2 | Открытая проводка | Прокладка в каналах |
||||||||||
Алюминиевая | ||||||||||||
Правильный расчет кабеля по мощности и длине позволяет избежать проблем с электрическими нагрузками. В результате этого удается избежать появления короткого замыкания и перегревание линии. Электрический кабель различается по своей толщине и количеству жил внутри провода. Неправильно подобранный элемент может спровоцировать преждевременную поломку бытового прибора или возгорание проводки в жилом пространстве.
Как правильно произвести расчеты расходного материала? На что стоит обратить особое внимание в процессе выбора? Предлагаем вашему вниманию подробную инструкцию для расчёта сечения кабеля. Здесь представлены подробные формулы, которые облегчают поставленную задачу.
Главные правила правильного расчёта
В процессе прокладки проводки используют специальный кабель с резиновым типом изоляции. Как правило, он способен выдержать напряжение, которое не превышает мощность 1кВ. В продаже представлены разные модели провода, которые можно использовать внутри пространства, для уличных цепей и плоскости стен.
Довольно часто эти изделия марки ВВг или АВВГ. Они отличаются по площади поперечного сечения и количеству металлических жил внутри кабеля. Для подсоединения электро питания к бытовым приборам применяют еще один тип с маркировкой ПВХ.
Перед тем как осуществить покупку, рекомендуется провести точный расчет сечения кабеля по нагрузке и площади по отношению к электроприбору. Сделать правильный выбор поможет информация о мощности тока, который будет распространяться по этому кабелю.
Главные рекомендации правильного подсчета содержатся в руководстве Правил устройства электрических установок. Сокращенное название материла (ПУЭ). Здесь представлено семь изданий, которые подробно описывают всю технику прокладки электрических проводов.
Неправильный монтаж сопровождается административными штрафами. Помимо этого, неверный расчет ведет к сбою электрической цепи и возгоранию бытовых приборов. Ущерб от возгорания составляет большие финансовые затраты и нанесение тяжкого вреда человеческому здоровью.
Основная формула расчёта
Многие начинающие электрики часто задаются вопросом: «Почему важен правильный расчет площади сечения электрического кабеля?». На самом деле все достаточно просто. Для этого вспомним законы физики.
Электрический ток передвигаясь по проводу начинает его нагревать. В этом случае, чем выше мощность, тем больше нагревается его поверхность. Активную мощность электричества, можно рассчитать по следующей формуле:
Р =UI cos y=I2*R.
R – выступает в качестве активного сопротивления. По данной формуле расчёта сечения кабеля видно, что мощность напрямую зависит от поперечного сопротивления и интенсивности тока. Простым языком, чем больше мощность, тем быстрее нагревается поверхность кабеля.
Сопротивление проводников напрямую зависит от материала из которого они изготовлены, а также его длины. Вычисления проводят по формуле:
p – это показатель удельного сопротивления;
I – это величина измеряющая длину проводника;
S – выступает в качестве площади поперечного сечения.
По данным расчётам очевидно, что при меньшей площади проводника, больше его сопротивление.
При покупке кабеля, важно учитывать его диаметр и площадь. Рассчитать это можно по следующей формуле:
Здесь d является диаметром. Помимо этого не рекомендуется забывать об удельном сопротивлении изделия. Алюминиевые жилы имеют более высокий показатель сопротивления в отличие от медных. Именно поэтому, изделия из алюминия лучше выбирать большего параметра.
Облегчить процесс выбора помогают специальные таблицы для правильного расчёта сечений проводов.
Расчет по мощности и силе тока
Расчет сечения напрямую зависит от общей суммы потребляемой энергии. Если известна суммарная мощность, можно определить силу эклектического тока.
Для этого воспользуемся следующей формулой:
- P – это электрическая мощность измеряемая в Вт;
- U = 220 Вт;
- К – это коэффициент при одновременном включении всех приборов;
- сos – коэффициент для одного электроприбора.
На сегодняшний день были разработаны специальные калькуляторы, которые значительно облегчают расчет величины. В процессе прокладки необходимо быть очень внимательным. Некоторые типы кабеля предназначены для закрытых помещений, а другие подойдут для уличных электролиний.
Как влияет длина электрической проводки на выбор подходящего кабеля?
Слишком длинная электрическая цепь сопровождается высокими потерями. Как правило, они провоцируют нагревание кабеля в процессе работы.
Вычислить этот коэффициент помогает формула:
U= (P*ro +Q* xo) *L /Uh
- Р – это активная мощность устройства;
- Q – является реактивной мощностью. Она измеряется в Вт;
- ro – коэффициент активного сопротивления;
- хо – выступает в качестве реактивного сопротивления;
- Uh – показатель номинального напряжения. Оно показывает максимальное потребление бытового прибора.
- L – это длина электрической цепи.
Для длинной цепи дополнительно используют автоматы предотвращающие преждевременное перегревание проводников. Они оснащены тепловым и электромагнитным расщепителем. Помимо этого, данные устройства сокращают риск появления короткого замыкания.
Онлайн расчет сечения кабеля
Фото разного сечения кабеля
