Как рассчитать сечение провода по мощности

Допустимая плотность электротока

Плотность тока определяется очень просто, это число ампер на сечение. Существует два варианта проводки: открытая и закрытая. Открытая допускает большую плотность тока, за счет лучшей теплоотдачи в окружающую среду. Закрытая требует поправки в меньшую сторону, чтобы баланс тепла не привел к перегреву в лотке, кабельном канале или шахте, что может вызвать короткое замыкание или даже пожар.

Точные тепловые расчеты очень сложны, на практике исходят из допустимой температуры эксплуатации наиболее критичного элемента в конструкции, по которой и выбирают плотность тока.

Таким образом, допустимая плотность тока, это величина, при которой нагрев изоляции всех проводов в пучке (кабельном канале) остается безопасным, с учетом максимальной температуры окружающей среды.

Метеорит72 - лучший интернет магазин светодиодного освещения! Товары высочайшего качества, безупречный сервис, широчайший ассортимент, отличные цены, гарантия. Посмотреть продукцию >>>

Таблица сечения медного и алюминиевого провода или кабеля по току:

В таблице 1 приводится допустимая плотность токов для температур, не выше комнатной. Большинство современных проводов имеют ПВХ или полиэтиленовую изоляцию, допускающую нагрев при эксплуатации не более 70-90°C. Для «горячих» помещений плотность токов необходимо снижать с коэффициентом 0.9 на каждые 10°C до температур предельной эксплуатации проводов или кабеля.

Теперь о том, что считать открытой и что закрытой проводкой. Открытой является проводка, если она выполнена хомутами (шинкой) по стенам, потолку, вдоль несущего троса или по воздуху. Закрытая проложена в кабельных лотках, каналах, замурована в стены под штукатурку, выполнена в трубах, оболочке или проложена в грунте. Также следует считать проводку закрытой, если она находится в распределительных коробках или щитках. Закрытая охлаждается хуже.

Например, пусть в помещении сушилки градусник показывает 50°С. До какого значения следует уменьшить плотность тока медного кабеля, проложенного в этом помещении по потолку, если изоляция кабеля выдерживает нагрев до 90°C? Разница составляет 50-20 = 30 градусов, значит, нужно трижды использовать коэффициент. Ответ:

Проводим расчет сечения провода по диаметру

 Офисные Светильники

В последнее десятилетие особенно заметно снизилось качество выпускаемой кабельной продукции. Больше всего страдает сопротивление — сечения провода. На форуме я часто замечал, что народ недоволен подобными изменениями. И продолжаться это будет до тех пор, пока на это наглое воровство изготовителя не начнут реагировать.

Со мной произошел аналогичный случай. Мною было куплено метра два провода маркировки ВВГнг 3х2,5 кв. миллиметра. Первое что мне бросилось в глаза, это очень тонкий диаметр. Я подумал, что, скорее всего, мне подсунули провод меньшего сечения. Еще больше удивился, когда увидел надпись на изоляции ВВГнг 3х2.5 кв.мм.

 Светодиодная лента  Офисные Светильники

Опытному электрику, ежедневно сталкивающемуся с проводами, легко определить «на глаз» сечение кабеля или провода. Но порой даже профессионал делает это с трудом, не говоря уже о новичках. Сделать расчет сечения провода по диаметру – это важная задача, которую нужно решить прямо в магазине. Поверьте, эта минимальная проверка обойдется вам дешевле и проще, чем восстановление ущерба от возгорания, которое может возникнуть из-за короткого замыкания.

Вы наверное спросите зачем необходимо проводить расчет сечения кабеля по диаметру? Ведь в магазине любой продавец подскажет, какой провод вы должны купить под вашу нагрузку, тем более на проводах есть надписи, на которых указано количество жил и сечение. Что тут сложного рассчитал нагрузку, купил провод, сделал электромонтаж. Однако не все так просто.Порой на бухте провода или кабеля и вовсе нет бирки, на которой указаны технические характеристики. Скорее всего, эта та ситуация, о которой я рассказывал выше, − несоответствие проводниковой и кабельной продукции требованиям современных ГОСТов.

Чтобы никогда не становиться жертвой обмана, настоятельно рекомендую вам научиться определять сечение провода по диаметру самостоятельно.

Расчет сечения провода по потребляемой мощности

Каждый кабель имеет свою номинальную мощность, какую он способен выдерживать, когда подключен электроприбор.

В том случае, когда мощность приборов в доме превышают нагрузочную способность провода, то в этом случае аварийной ситуации не избежать и рано или поздно проблема проводки даст о себе знать.

Чтобы провести самостоятельный расчет потребляемой мощности приборов, необходимо на листе бумаге вписать мощность всех имеющихся электроприборов, которые могут быть подключены одновременно (электрочайник, телевизор, пылесос, варочная панель, компьютер и т.д.).

После того как мощность каждого прибора будет известна все значения необходимо просуммировать чтобы понять общее потребление.

— где Ko — коэффициент одновременности.

Рассмотрим пример расчета сечения провода для обычной двухкомнатной квартиры. Перечень необходимых приборов и их примерная мощность указана в таблице.

Электроприбор Мощность, Вт
LCD телевизор 140
Холодильник 300
Бойлер 2000
Пылесос 650
Утюг 1700
Электрочайник 1200
Микроволновая печь 1000
Стиральная машина 2500
Компьютер 500
Фен для сушки волос 1200
Электродуховка 1200
Электроплита 2500
Освещение (суммарное) 500
Всего 15390

Исходя из полученного значения, можно продолжать расчеты с выбором сечение провода.

Если в доме имеются мощные электроприборы, нагрузка которых составляет 1.5 кВт и более для их подключения целесообразно использовать отдельную линию

При самостоятельном расчете важно не забыть учесть и мощность осветительного оборудования, которое подключено к сети

Когда правильно произведен расчет сечения кабеля по мощности, то на каждую комнату будет примерно выходить порядка 3 кВт, однако не стоит бояться этих цифр, так как все приборы одновременно не будут использоваться, а, следовательно, такое значение имеет определенный запас.

Обратите внимание! Если говорить в цифрах, то полученный результат необходимо умножить на 0.8 – это коэффициент одновременности. Данная цифра означает что ОДНОВРЕМЕННО будут работать лишь 80 % всех электроприборов

Такой коэффициент считается логичным, ведь одновременно пылесосить дом и пользоваться, к примеру, феном навряд ли кто-то будет, тем более, что такая техника не используется долгое время.

Согласно ВСН 59-88 (ведомственных строительных норм) п.4.4 в зависимости от количества розеток поправочный коэффициент может иметь разные значения. В доме или квартире, где более 20 розеток поправочный коэффициент будет составлять 0.8. Если розеток от 10 до 20 коэффициент составит 0.9.

При подсчете суммарной мощности потребляемой в квартире получился результат 15.39 кВт, теперь этот показатель следует умножить на 0.8, что в результате даст 12.31 кВт фактической нагрузки. Исходя из полученного показателя мощности, можно по простой формуле рассчитать силу тока.

На что обращать внимание при выборе сечения проводника

Чтобы правильно определить точные данные для выбора сечения электропроводки необходимо учитывать все факторы:

  • Длину участков.
  • Процент влажности воздуха в помещении.
  • Тип и вид изоляции электрической проводки.
  • Способы и схемы прокладки.
  • Максимально допустимая величина перегрева.
  • Особенности температурного режима в месте прокладки.

Если нужно приобрести проводку для стандартных бытовых нужд, тогда необходимо следовать простым правилам:

  1. Для любых деталей точечного освещения лучше всего использовать кабель электропроводки с сечением 1,5 мм².
  2. Для обычных розеток, которые будут установлены в доме, желательно использовать провода с сечением 3,5 мм².
  3. А вот что касается приборов с повышенным потреблением электроэнергии, то для них лучше всего использовать проводку от 4 до 6 мм².

Существует ещё несколько главных критериев, которым обязательно должны соответствовать электропровода:

  • Тип используемых проводов. В битовой отрасли чаще всего используется два типа проводников: на основе алюминия и меди. Алюминиевые провода более дешёвые, но вместе с этим медные кабели отличаются лучшим качеством и меньшей сопротивляемостью. При условии соблюдения всех норм алюминиевая проводка справится со всеми своими задачами не хуже медного кабеля.
  • Длина кабеля. От это пункта зависит уровень потери тока в проводке. Происходит это из-за сопротивления, которое нарастает вместе с увеличением длины кабеля. Особенно такой дефект заметен на алюминиевой проводке. Если алюминиевая продукция используется для прокладки электропроводки в частном доме или же квартире, тогда стандартного запаса в 30% будет вполне достаточно, чтобы сполна компенсировать возможные сопротивления.
  • Конфигурация электрощита. Если все кабели, которые поставляют электричество конечному потребителю, подключены к одному автомату, то именно он и будет считаться самым слабым звеном во всей системе. Со временем сильная нагрузка приведёт к перегреву клеммных колонок, а несоблюдение требуемого номинала к его постоянному срабатыванию. Специалисты рекомендуют всегда разделять электропроводку на несколько отдельных «лучей» с обязательным монтированием отдельного автомата.

От правильно подобранного сечения кабеля напрямую зависит безопасность объекта недвижимости и людей. Желание сэкономить часто оборачивается для потребителей тем, что проводка сомнительного качества сильно греется и уже в скором времени владелец недвижимости обращается к специалистам, чтобы они провели полную замену проводов. А это чревато не только дополнительными финансовыми расходами, но и риском остаться без жилья. Поэтому к процедуре выбора необходимо подойти максимально ответственно. Лучше всего проконсультироваться с опытным электриком, который точно подскажет оптимальный для каждой ситуации вариант.

Зачем это нужно

Жизнь современного человека требует все большего количества электрической техники и оборудования для обеспечения комфорта. Количество всех этих приборов постоянно растет и, несмотря на активную разработку экономичных технологий, увеличивает требования к электросетям, прокладываемым в домах. С каждым годом в доме появляется все больше техники, которая обладает большой потребляемой мощностью.

Увеличение количества техники закономерно ведет к увеличению нагрузки на проводку

Особенно это важно при использовании таких мощных приборов, как стиральные машины, водонагреватели, электрические плиты. Толщина или сечение кабеля, с помощью которого осуществляется подача электроэнергии на такое устройство, должна выбираться специально под его характеристики

Использование слишком тонкого кабеля чревато такими последствиями, как:

  • плавление внешней и первичной изоляции проводов;
  • возгорание проводки;
  • короткое замыкание;
  • пожар (как следствие предыдущих пунктов);
  • выход из строя электроприборов.

Какие критерии влияют на нагрев проводки

Если в момент использования бытовых приборов начала греться электропроводка, тогда необходимо принять все меры для быстрого устранения этой проблемы. Существует множество факторов, которые влияют на нагрев проводов, но самыми основными считаются:

  • Материал, который был использован в производстве провода. Прочные жилы из меди лучше всего передают напряжение к потребителю и характеризуются меньшим сопротивлением, нежели алюминиевые аналоги. Вдобавок такая проводка меньше всего греется.
  • Способ укладки. Плотно уложенные провода, которые вдобавок спрятаны в трубе нагреваются гораздо быстрее, нежели открытые электропровода.
  • Недостаточная площадь сечения. Чем толще будут жилы у кабеля, тем больший ток он сможет передавать не нагреваясь. Точные показатели добросовестные производители всегда указывают в маркировке. Помимо этого, сечение можно измерить и самостоятельно с помощью штангенциркуля.
  • Материал и качество изоляции. В большинстве случаев недорогие провода имеют изоляцию достаточно низкого качества, что негативно отражается на их способности противостоять высоким температурам.

Как рассчитать сечение кабеля по мощности

Чтобы узнать актуальную мощность прибора или оборудования лучше всего посмотреть сопроводительную документацию или же бирки, где всегда указываются самые важные характеристики. После этого можно сложить данные (к примеру: 20 тыс. Вт — это 20 кВт). Этот показатель свидетельствует о том, сколько электроэнергии потребляют все приборы. Если итоговое процентное соотношение за один раз будет использоваться более 80%, тогда коэффициент будет равен 0,8. Из этого можно сделать следующий расчёт: 20*0,8=16 кВт. Это сечение жилы для медного кабеля размером 10 мм. Для трехфазной цепи подойдёт проводка 2,5 мм при напряжении более 380 В.

Лучше покупать более толстый кабель на тот случай, если будет незапланированное подключение мощных приборов и техники. Лучше один раз вложить деньги в качественную электропроводку, нежели вскоре снова менять всю проводку и покупать новые бытовые приборы. Кроме того, можно провести расчёт сечения кабеля по мощности калькулятором на одном из интернет-ресурсов, который отобразит точные данные о жилах проводки. Чаще всего в этом случае пользователю необходимо ввести несколько индивидуальных параметров:

  • Количество фаз.
  • Мощность предполагаемого объекта (суммарные показатели нагрузки всех используемых приборов).
  • Материал, из которого изготовлены жилы (технические характеристики провода: алюминий или медь).
  • Выбрать наиболее подходящее напряжение (в основном однофазное — 220 В, но бывают даже трехфазные — 380 В).

Именно эти параметры гарантируют, что расчёт сечения будет проведён наиболее правильно, и проводка не будет греться при стандартной рабочей нагрузке

А также важно учитывать вероятность колебания напряжения в жилах провода, подбирая при этом подходящие параметры для определённой линии

Зачем нужен расчёт сечения проводов

Начнём с того, что для начала определим наши требования к проводнику электрического тока.

  1. Нам нужно чтобы проводник доставил электрическую энергию к месту её использования с минимальными потерями. По аналогии, почтальон, который из сотни писем доставит только пятьдесят – плохой почтальон.
  2. Нам нужно, чтобы стоимость доставки электроэнергии была минимальна. По той же аналогии, хороший почтальон, который доставляет из сотни писем всю сотню, но при этом слишком дорого берёт за свои услуги, нам так же не подойдёт.

Какие же потери возникают при прохождении электрического тока по проводам?

Это, во-первых, потери на нагрев проводов, как известно, ток, при прохождении по некоторому участку электрической цепи, нагревает проводники. Причём количество выделяемой теплоты зависит от электрического сопротивления этого участка в прямо пропорциональной зависимости, а также от квадрата силы тока в цепи.

Во-вторых, на этом участке цепи наблюдается так называемое падение напряжения – уменьшение электрического потенциала от начала к концу цепи, то есть уменьшение потенциальной энергии – способности совершать работу. Это падение напряжения по закону Ома, прямо пропорционально сопротивлению и силе тока. (U = IR)

Как видим, все потери сводятся к электрическому сопротивлению, которое должно быть минимально. Если довести сопротивление участка цепи протеканию тока до нуля, то всякие потери исчезнут. Величину, обратно пропорциональную сопротивлению, в электротехнике принято называть проводимостью. Чем меньше сопротивление – тем выше проводимость. При сопротивлении равном нулю, проводимость становится сверхпроводимостью – стремится к бесконечности.

Если предположить, что такие проводники с нулевым сопротивлением существуют – то перед человечеством возникают поистине фантастические перспективы – можно, к примеру, создать кольцо из сверхпроводника, возбудить в этом кольце ток в миллионы ампер, который будет протекать без потерь и получить идеальный аккумулятор неограниченного количества энергии.

Электрическое сопротивление материалов

Итак, мы выяснили, что для проводников тока в проводах нужно применять материалы с минимальным сопротивлением. Из всех существующих на сегодня материалов минимальным удельным электрическим сопротивлением обладает золото. На втором месте – медь. На третьем – серебро, и на четвёртом – алюминий. Исключая драгоценные металлы, получим наиболее подходящие медь и алюминий. Удельное сопротивление меди ниже, чем у алюминия, однако алюминий в разы легче меди, то есть его расход меньше и по стоимости он дешевле. Поэтому сегодня применяются и алюминиевые, и медные провода. Правда у алюминия больше химических и механических недостатков, он быстро окисляется (его труднее паять) и от нагрева становится хрупким и ломким. Вследствие этого правила устройства электроустановок (ПУЭ) предписывают внутри квартир и домов применять медные провода.

Но только ли от материала проводника зависит его электрическое сопротивление? Нет, его сопротивление зависит не только от материала, но и от размеров поперечного сечения, чем толще проводник – тем его сопротивление меньше. По аналогии, чем больше канал для воды – тем больше воды в единицу времени через него проходит.

Казалось бы, вот и решение вопроса – взять потолще провод и таким методом уменьшить потери. Но тут вступает в силу второе наше требование к проводам, чтобы их установка была экономически оправдана стоимостью. Цветные металлы нынче дорогие и их избыточное применение – дорогое «удовольствие».

Именно поэтому и требуется расчёт сечения проводов для любой электропроводки, начиная от линии электропередач, и кончая выбором удлинителя для электроаппаратуры. Нужно найти оптимальный вариант по безопасности и по стоимости. Стоит заметить, что нагрев проводов свыше нормы, кроме потерь, может вызывать и такие явления, как оплавление изоляции, подгорание контактов, что в итоге неизбежно приведёт к короткому замыканию или пожару.

Если сечение провода меньше требуемого

Рассмотрим пример, если сечение провода занижено, то есть выбрано меньше потребляемой мощности.

Данный случай является самым опасным из всех рассмотренных, так как может привести к порче электрооборудования, пожару, поражению людей электрическим током, а нередко и летальному исходу. Почему так происходит, все очень просто. Допустим мы имеем электрический водонагреватель мощностью 3 кВт, а провод заложенный специалистом способен выдержать только 1,5 кВт. При включении водонагревателя провод будет очень сильно нагреваться, что со временем приведет к повреждению изоляции, а в дальнейшем и полному ее разрушению, произойдет короткое замыкание.

Расчет сечения кабеля для трехфазной сети

Для расчета сечения питающего кабеля, используемого в трехфазной сети, необходимо воспользоваться следующей формулой:

I = P / (√3 × U × cos(φ))

Где,

  • I – сила тока, по которой будет выбираться площадь сечения кабеля;
  • U – фазное напряжение, 220 (В);
  • Cos φ – угол сдвига фаз;
  • P – показатель общей мощности всех электроприборов.

Cos φ в данной формуле очень важен. Так как непосредственно влияет на силу тока. Для различного оборудования он различен, чаще всего с этим параметром можно ознакомиться в технической сопроводительной документации, либо он указывается на корпусе.

Суммарная мощность потребителей находится очень просто: все мощности складываются, полученное значение используется для расчетов.

Отличительной особенностью выбора площади сечения кабеля для использования в трехфазной сети является то, что более тонкая жила может выдерживать большую нагрузку. Подбирается необходимое сечение по типовой таблице.

Выбор сечения кабеля для трехфазной сети — Таблица

Расчет сечения провода по мощности в трехфазной сети выполняется с применением такой величины, как √3. Данное значение необходимо для упрощения внешнего вида формулы.

Uлинейное = √3 × Uфазное

Таким образом при необходимости можно заменить произведение корня и фазного напряжения на напряжение линейное. Эта величина равна 380 (В) ( Uлинейное = 380 В).

При выборе сечения кабеля, как для трехфазной сети, так и для однофазной, необходимо учитывать допустимый длительный ток. Данный параметр указывает на силу тока (измеряется в амперах), которую может выдерживать проводник в течение неограниченного количества времени. Определяется он по специальным таблицам, они имеются в ПУЭ. Для алюминиевых и медных проводников данные существенно различаются.

Допустимая длительность тока — Таблица

При превышении указанного в таблице значения проводник начинает нагреваться. Температура нагрева обратно пропорциональна силе тока.

Обязательно ознакомьтесь с материалом про то, как правильно соединять провода.

Скрутка проводов остается а прошлом, читайте и узнавайте про современные способы соединения проводов

Температура на определенном участке может увеличиваться не только из-за неправильно подобранного сечения, но и по причине плохого контакта. Например, в месте скрутки проводов. Довольно часто такое происходит в результате непосредственного контакта алюминиевых кабелей и медных. Поверхность металлов окисляется, покрывается оксидной пленкой, что существенно ухудшает контакт. В этом месте кабель нагревается.

Главные нюансы расчёта скрытой проводки

Если в проектной документации предусмотрено использование скрытой проводки, тогда необходимо покупать кабельную продукцию с хорошим запасом (в среднем +30%). Именно этот нюанс поможет избежать нагревания проводки в процессе активной эксплуатации. Все дело в том, что в ограниченных условиях свободного пространства и отсутствия циркуляции воздуха нагревание кабеля происходит более интенсивно.

Когда в проекте предусмотрена укладка не одного кабеля в закрытый канал, тогда нужно увеличить сечение каждого электропровода минимум на 40%. Помимо этого, специалисты не рекомендуют слишком плотно прокладывать разные кабели, лучше всего, если каждый из них будет находиться в специальной гофрированной трубе.

Проблемы качества выпускаемых проводов

Многие производители кабельно-проводниковой продукции, стараясь выручить побольше, искусственно занижают толщину изоляции и завышают диаметр кабеля. Указывая большее, чем в реальности, сечение провода, производитель экономит очень большую сумму. К примеру, на производство тысячи метров медного провода сечением 2,5 мм2 требуется меди 22,3 кг, а при изготовлении провода в 2,1 мм2 требуется всего 18,8 кг. Вот и получается экономия в 3,5 кг меди.

Ещё один способ удешевления продукции – изготовление токопроводящей жилы из некачественного сырья. При добавлении дешёвых примесей снижается токопроводность, следовательно, расчёты длины кабеля должен быть изменены.

Add a Comment

Ваш e-mail не будет опубликован.

Яндекс.Метрика