Расчет нагрузки на кабель

Расчет кабеля по мощности и длине

Если линия электропередачи длинная — несколько десятков или даже сотен метров — кроме нагрузки или потребляемого тока необходимо учитывать потери в самом кабеле. Обычно большие расстояния линий электропередачи при вводе электричества от столба в дом. Хоть все данные должны быть указаны в проекте, можно перестраховаться и проверить. Для этого надо знать выделенную мощность на дом и расстояние от столба до дома. Далее по таблице можно подобрать сечение провода с учетом потерь на длине.

Таблица определения сечения кабеля по мощности и длине

Вообще, при прокладке электропроводки, лучше всегда брать некоторый запас по сечению проводов. Во-первых, при большем сечении меньше будет греться проводник, а значит и изоляция. Во-вторых, в нашей жизни появляется все больше устройств, работающих от электричества. И никто не может дать гарантии, что через несколько лет вам не понадобиться поставить еще пару новых устройств в дополнение к старым. Если запас существует, их можно будет просто включить. Если его нет, придется мудрить — или менять проводку (снова) или следить за тем, чтобы не включались одновременно мощные электроприборы.

Параметры расчетов автомата

Каждый автоматический выключатель в первую очередь защищает проводку, подключенную после него. Основные расчеты данных устройств проводятся по номинальному току нагрузки. Расчеты по мощности осуществляются в том случае, когда вся длина провода рассчитана на нагрузку, в соответствии с номинальным током.

Окончательный выбор номинального тока для автомата зависит от сечения провода. Только после этого можно рассчитывать величину нагрузки. Максимальный ток, допустимый для провода с определенным сечением должен быть больше номинального тока, указанного на автомате. Таким образом, при выборе защитного устройства используется минимальное сечение провода, присутствующее в электрической сети.

Когда у потребителей возникает вопрос, какой автомат нужно поставить на 15 кВт, таблица учитывает и трехфазную электрическую сеть. Для подобных расчетов существует своя методика. В этих случаях номинальная мощность трехфазного автомата определяется как сумма мощностей всех электроприборов, планируемых к подключению через автоматический выключатель.

Например, если нагрузка каждой из трех фаз составляет 5 кВт, то величина рабочего тока определяется умножением суммы мощностей всех фаз на коэффициент 1,52. Таким образом, получается 5х3х1,52=22,8 ампера. Номинальный ток автомата должен превышать рабочий ток. В связи с этим, наиболее подходящим будет защитное устройство, номиналом 25 А. Наиболее распространенными номиналами автоматов являются 6, 10, 16, 20, 25, 32, 40, 50, 63, 80 и 100 ампер. Одновременно уточняется соответствие жил кабеля заявленным нагрузкам.

Данной методикой можно пользоваться лишь в тех случаях, когда нагрузка одинаковая на все три фазы. Если же одна из фаз потребляет больше мощности, чем все остальные, то номинал автоматического выключателя рассчитывается по мощности именно этой фазы. В этом случае используется только максимальное значение мощности, умножаемое на коэффициент 4,55. Эти расчеты позволяют выбрать автомат не только по таблице, но и по максимально точным полученным данным.

При проектировании электросети нового дома, для подключения новых мощных приборов, в процессе модернизации электрощита приходится осуществлять выбор автоматического выключателя для надёжной электрической безопасности.

Некоторые пользователи небрежно относятся к данной задаче, и могут не задумываясь подключить любой имеющийся автомат, лишь бы работало, или при выборе ориентируются по таким критериям: подешевле, чтоб не сильно по карману било, или по мощней, чтобы лишний раз не выбивало.

Очень часто такая халатность и незнание элементарных правил выбора номинала предохранительного устройства приводит к фатальным последствиям. Данная статья ознакомит с основными критериями защиты электропроводки от перегрузки и короткого замыкания, для возможности правильного выбора защитного автомата соответственно мощности потребления электроэнергии.

Расчёт сечения провода, кабеля

сечение проводов

Напомним, что площадь поперечного сечения (S) кабеля вычисляется по формуле S = (Pi * D2)/4, где Pi – число пи, равное 3,14, а D – диаметр.

Почему так важен правильный выбор сечения проводов? Прежде всего, потому, что используемые провода и кабели – основные элементы электропроводки вашего дома или квартиры. А она должна отвечать всем нормам и требованиям надёжности и электробезопасности.

Главным нормативным документом, регламентирующим площадь сечения электрических проводов и кабелей являются Правила Устройства Электроустановок (ПУЭ). Основные показатели, определяющие сечение провода:

Так, неправильно подобранные по сечению провода, не соответствующие нагрузке потребления могут нагреваться или даже сгореть, просто не выдержав нагрузки по току, что не может не сказаться на электро- и пожаробезопасности вашего жилья. Случай очень частый, когда в целях экономии или по каким-либо другим причинам используется провод меньшего, чем это необходимо сечения.

Руководствоваться при выборе сечения провода поговоркой «кашу маслом не испортишь» тоже не стоит. Применение проводов большего, чем это действительно нужно сечения приведёт лишь к большим материальным затратам (ведь по понятным причинам их стоимость будет больше) и создаст дополнительные сложности при монтаже.

Так, говоря об электропроводке дома или квартиры, будет оптимальным применение: для «розеточных» — силовых групп медного кабеля или провода с сечением жил 2,5 мм² и для осветительных групп – с сечением жил 1,5 мм². Если в доме имеются приборы большой мощности, напр. эл. плиты, духовки, электрические варочные панели, то для их питания следует использовать кабели и провода сечением 4-6 мм2.

Предложенный вариант выбора сечений для проводов и кабелей является, наверное, наиболее распространенным и популярным при монтаже электропроводки квартир и домов. Что, в общем-то, объяснимо: медные провода сечением 1,5 мм² способны «держать» нагрузку 4,1 кВт (по току – 19 А), 2,5 мм² – 5,9 кВт (27 А), 4 и 6 мм² – свыше 8 и 10 кВт. Этого вполне хватит для питания розеток, приборов освещения или электроплит. Более того, такой выбор сечений для проводов даст некоторый «резерв» в случае увеличения мощности нагрузки, например, при добавлении новых «электроточек».

При использовании алюминиевых проводов следует иметь в виду, что значения длительно допустимых токовых нагрузок на них гораздо меньше, чем при использовании медных проводов и кабелей аналогичного сечения. Так, для жил алюминиевых проводов сечением 2, мм²  максимальная нагрузка составляет чуть больше 4 кВт (по току это – 22 А), для жил сечением 4 мм² – не более 6 кВт.

Не последний фактор в расчете сечения жил проводов и кабелей – рабочее напряжение. Так, при одинаковой мощности потребления электроприборов, токовая нагрузка на жилы питающих кабелей или проводов электроприборов, рассчитанных на однофазное напряжение 220 В будет выше, чем для приборов, работающих от напряжения 380 В.

Что представляет собой электропровод

Перед тем как погрузиться в практическое описание процесса выбора кабеля, стоит понять, что представляет собой электропровод, рассчитанный на 10, 30 или 100 кВт. Как известно, направленное движение электронов обеспечивает необходимый по своим свойствам проводник.

Принимая во внимание то, что передача тока должна происходить на определенном расстоянии, обычно используется кабель – длинный провод из материала, способного проводить ток. Проводить ток может большое количество разнообразных материалов, но для бытовых и промышленных целей обычно используют алюминиевый или медный провод, покрытый изоляционным защитным слоем

Кабель и электропровод состоит минимум из трех основных слоев: медные или алюминиевые жилы (проводники), изоляционный слой проводников, оболочка провода.

1. Жилы. При производстве провода используют одну или несколько токопроводящих жил. Для сетей с напряжением в 220 вольт, как правило, применяют двужильные провода, для 380 – с тремя и более жилами. При этом каждая жила может состоять из нескольких пучков или отдельных проводков.
2. Изоляция – слой, покрывающий токопроводящие жилы, во избежание их контакта друг с другом. Для этого применяют полимерные, текстильные и пленочные материалы.
3. Оболочка. При помощи этого слоя все проводники собраны в одно целое и защищаются от механического либо химического воздействия.

Предлагаем Вашему вниманию познавательную статью о видах и размерах кабель-каналов для проводки.

Влияние материала проводника на его характеристики

Напряжение и мощность, которую потребляют силовые установки или бытовые приборы, являются основными критериями по расчету сечения проводника. Все эти характеристики завод изготовитель всегда указывает на самом приборе.

Однако этих данных недостаточно для точного расчета потребления электроэнергии. Необходимо учитывать, что сопротивление медного и алюминиевого провода будет отличаться. Разобраться со всеми характеристиками и подобрать нужный по нагрузке провод поможет таблица расчета сечения кабеля по мощности.

Приведены таблицы с расчетом выбора сечения кабеля по мощности и току для алюминиевых и медных проводов. Таблица выбора сечения медных жил и проводов по мощности

Таблица выбора сечения алюминиевых жил и проводов по мощности

Расчет нагрузки на провод или силовой кабель по мощности и току – задача непростая. От правильного расчета напрямую будет зависеть срок службы оборудования и количество энергии, которое оно будет потреблять.

Схема в помощь!

Лучше и точнее всего выполнять расчет, предварительно составив схему электропроводки в доме.

На подготовленном проекте должны быть указаны следующие моменты:

Точное количество розеток, выключателей и распределительных коробок, а также высота их крепления и способ подключения к сети (через распределительные коробки в комнатах либо напрямую от щитка)

Подробнее о расположении розеток в квартире читайте в статье: https://samelectrik.ru/pravilnoe-raspolozhenie-rozetok-v-kvartire.html.
Места установки всех осветительных приборов в комнатах: бра, люстр и что самое важное – точечных светильников. Кстати, перед тем, как рассчитать длину кабеля на электропроводку, определитесь с высотой потолка

Вы должны понимать, что запас будет около 20 см, если потолки не будут опускаться, и около 50 см, если потолок опуститься на 30 см.
Выбранное сечение кабеля для розеточной группы, подключения мощных электроприборов и линии освещения. К примеру, при проектировании освещения обычно используются провода сечением 3*1,5 мм2, на розетки нужен кабель с более мощными жилами – 3*2,5 мм2. Что касается мощных электроприборов, то даже для подключения варочной панели должен использоваться кабель сечением 3*6 мм2 (cогласно СП 256.1325800.2016 п. 10.2). Как Вы понимаете, это очень важный момент при расчете длины проводки, т.к. покупать придется каждый тип проводов отдельно в нужном количестве. Рассчитать сечение кабеля по мощности и току можно без особых проблем.

Кстати, с подключением бытовой техники нужно тоже определиться сразу. Скорее всего, на каждую группу электроприборов придется вести отдельный провод от щитка, а не просто выводить новую линию от распределительной коробки в комнате!

Уже подготовив наглядный проект электропроводки, можно подсчитать, сколько кабеля нужно на электроснабжение дома либо квартиры. Конечно, идеально будет сразу же выполнить разметку стен и потолка под проводку, чтобы потом просто рулеткой замерить все отчерченные линии и рассчитать суммарное количество каждого из типов проводов для проектируемой сети, но, как показывает практика, этого никто не делает.

Дополнительно в расчет Вы должны внести следующие корректировки о которых, возможно, не знали:

• Суммарное количество проводов умножьте на коэффициент 1,1-1,2. Это запас, который не допустит ситуации, когда до розеток не хватило несколько метров и приходится идти докупать материал.
• На розетки и выключатели оставьте запас длины не менее 20 см для соединения электрических проводов.
• Если не определились с потолком, лучше рассчитать запас не менее 50 см кабеля на подключение светильников.
• Для сборки распределительного щитка запас должен быть около 50 см.

Вот по такому принципу можно самостоятельно рассчитать количество материалов на монтаж электропроводки в доме либо квартире. О более простой технологии расчетов мы расскажем ниже.

Полезные рекомендации

В завершение приведем несколько советов, которые должны быть учтены при организации проводки:

1. В случае самостоятельного проектирования проводки в доме или квартире, лучше выбирать медные провода. При меньшем сечении они выдерживают большее токи и более стойки к частым сгибаниям. Не менее важный момент — объем. Медные провода компактны, что упрощает процесс создания штробы. Например, при подключении приемника мощностью 7-8 кВт алюминиевый провод должен иметь сечение около 8 мм. В кабеле три жилы и плюс оплетка. В итоге общий диаметр составляет около 1,5 сантиметров. Для сравнения медь может иметь сечение 4 кв.мм, а общий диаметр — не более сантиметра.
2. При установке розетки должен использоваться трехжильный кабель, с заземляющим проводом. Расстояние розетки от пола — 30 см. При организации осветительной цепи допускается применение кабелей с двумя жилами (заземление здесь не нужно).
3. Запрещено вешать всю нагрузку на одну пару проводов (тем более, если они алюминиевые). Оптимальный вариант — разделение цепи на несколько линий. Например, через один автомат питается ванная, через другой — освещение, через третий — кухня и так далее. Сечение провода для кухни и ванной должно быть 4 или 6 кв.мм, а для цепи освещения — 1,5 или 2,5 мм.

Сложнее всего обстоят дела в старых квартирах, где смонтированы алюминиевые провода, которые отжили свой ресурс и требует замены. Проводка сечением 2,5 кв.мм выдерживают нагрузку не более 20 Ампер, чего недостаточно для современных электроприемников. Кроме того, изоляция проводов со временем теряет эластичность и постепенно разрушается. В такой ситуации единственным решением является полная замена проводки на медные провода.

Подробнее, почему стоит заменить алюминиевую проводку на медную в старом доме, смотрите в этом видео:

Выбор сечения кабеля по силе тока

Рассчитать сечение медного кабеля по силе тока поможет следующая таблица:

Например, при закрытой проводке для подключения приборов с суммарной силой тока 17,5 А потребуется провод сечением не менее 2 мм2.

При расчете сечения провода по силе тока не имеет значение, переменный это ток или постоянный, а также величина и частота изменения напряжения в электропроводке.

Для более скрупулезных расчетов сечений жил кабелей, проводов по мощности и силе тока учитывают каждый фактор — способ прокладки электропроводки, длину, вид изоляции и др. Все эти показатели регламентируются Правилами устройства электроустановок (ПЭУ).

В целом электропроводка в квартире обязательно должна отвечать требованиям безопасности, надежности и экономичности. Электричество – это очень серьезно. И если вы не уверены в своем опыте и знаниях, лучшим решением будет обратиться к услугам специалистов.

Звоните! +7 (343) 219-22-56

ООО «Энергомодуль»

Source: www.stroikaural.ru

Параллельное соединение проводов электропроводки

Бывают безвыходные ситуации, когда срочно нужно проложить проводку, а провода требуемого сечения в наличии нет. В таком случае, если есть провод меньшего, чем необходимо, сечения, то можно проводку сделать из двух и более проводов, соединив их параллельно. Главное, чтобы сумма сечений каждого из них была не меньше расчетной.

Например, есть три провода сечением 2, 3 и 5 мм2, а нужен по расчетам 10 мм2. Соединяете их все параллельно, и проводка будет выдерживать ток до 50 ампер. Да Вы и сами многократно видели параллельное соединение большего количества тонких проводников для передачи больших токов. Например, для сварки используется ток до 150 А и для того, чтобы сварщик мог управлять электродом, нужен гибкий провод. Его и делают из сотен параллельно соединенных тонких медных проволочек. В автомобиле аккумулятор к бортовой сети тоже подключают с помощью такого же гибкого многожильного провода, так как во время пуска двигателя стартер потребляет от аккумулятора ток до 100 А. А при установке и снятии аккумулятора необходимо провода отводить в сторону, то есть провод должен быть достаточно гибким.

Способ увеличения сечения электропровода путем параллельного соединения нескольких проводов разного диаметра можно использовать только в крайнем случае. При прокладке домашней электропроводки допустимо соединять параллельно только провода одинакового сечения, взятые из одной бухты.

Допустимая плотность тока для медного провода

Формула для расчета допустимого тока выглядит следующим образом: I = P/V, в которой I является силой тока (А), P – суммарная мощность потребителей (Вт), V – напряжение электрической цепи. Зная величину общего тока всех имеющихся потребителей, а также соотношение, где присутствуют допустимые токи нагрузки медных проводов, рассчитанные на определенное сечение, можно вычислить плотность тока.

Так для медных проводов она будет составлять 10А на 1 мм2. Эта же величина для алюминиевого провода составит 8А на квадратный миллиметр. То есть плотность тока у медного провода при одинаковом сечении будет выше, чем у проводов из алюминия. С помощью такого показателя легко определяется, подходят ли имеющиеся провода для планируемой цепи или есть необходимость в выборе другого сечения.
Если планируется скрытая прокладка проводов, с использованием трубок или гофрированных рукавов, расчетные данные необходимо уменьшить путем применения понижающего коэффициента 0,8. Для устройства открытой силовой проводки используется кабель с минимальным сечением 4 мм2, обеспечивающий достаточную механическую прочность. Подобные соотношения сечения и тока являются довольно точными и часто применяются в расчетах электропроводки и при выборе средств защиты сети. Для получения более точных данных о допустимой токовой нагрузке, рекомендуется использовать специальные таблицы.

Расчет длины и максимальной нагрузки электропроводки

Правильный расчет сечения проводов по мощности и току – важное условие бесперебойной и безаварийной работы электросистемы. Сначала рассчитывают общую длину электропроводки

Первый способ — измерить расстояния между щитками, выключателями и розетками на электромонтажной схеме, умножая число на масштаб. Второй способ – определить длину по месту, где запроектирована электропроводка. Она включает в себя все провода, установочные и монтажные кабели вместе с креплениями, поддерживающими и защитными конструкциями. Каждый отрезок необходимо удлинить минимум на 1 см, с учетом соединений проводов.

Дальше рассчитывается общая нагрузка потребляемой электроэнергии. Это сумма номинальных мощностей всех электроприборов, которые будут работать в доме (*см. таблицу в конце статьи). Например, если на кухне в одно время включены электрочайник, электроплита, микроволновка, светильники, посудомоечная машина, суммируем мощности всех приборов и умножаем на 0,75 (коээфициент одновременности). Расчет нагрузки должен всегда иметь запас надежности и прочности. Запоминаем эту цифру для определения сечения жил проводов.

Самостоятельно определить потребляемый ток любого электроприбора поможет простая формула. Разделите потребляемую мощность (см. инструкцию к прибору) на напряжение в сети (220 В). К примеру, по паспорту мощность стиральной машины 2000 Вт; 2000/220 = максимальный ток во время работы не превысит 9,1А.

Другой вариант – воспользоваться рекомендациями ПУЭ (Правила устройства электроустановок), по которым стандартная квартирная электропроводка при длительной нагрузке 25А рассчитывается на максимальный ток потребления, выполняется медным проводом сечением 5мм2. По ПУЭ сечение жилы должно быть не менее 2,5мм2, что соответствует диаметру проводника 1,8 мм.

На такой ток устанавливается и защитный автомат на вводе проводов в квартиру для предотвращения аварий. В жилых зданиях используется однофазный ток напряжением 220 В. Подсчитанную общую нагрузку делим на величину напряжения (220 В) и получаем ток, который будет проходить через вводный кабель и автомат. Покупать автомат нужно с точными или близкими параметрами, с запасом по нагрузке тока.

Сечение провода и напряжение.

Каждый провод, кабель, шнур имеет рабочее (номинальное) и испытательное напряжения. Эти величины для проводов и кабелей характеризуют электрическую прочность их изоляции.

Рабочее напряжение — это наибольшее напряжение сети, при котором провод, кабель, шнур могут эксплуатироваться.

При рабочем напряжении провода 380в он подходит для сетей 380, 220, 127, 42, 12в. Но шнур, рабочее напряжение которого 220в, нельзя применять в сетях 380в и выше. Для электрической сети вашего дома применяются провода и кабели на напряжения 660, 380 и 220в. Надписи 660/660; 380/380 и 220/220 относятся к многожильным проводам; они указывают допустимое напряжение между соседними жилами.

Испытательное напряжение — определяет запас электрической прочности примененной изоляции. Оно значительно выше рабочего.

Если мы возьмем кабели с проводами одинакового сечения для сетей напряжения 220в и 380в, мы увидим, что в сети 380в кабель будет выдерживать мощность больше, чем в сети 220в. И это логично. Так, например, кабель с проводами сечением 2,5 мм² для напряжения 220в рассчитан на нагрузку 5,9 кВт, а кабель для напряжения 380в держит нагрузку 16,5 кВт.

Основные понятия

Электрический ток, продвигая электроны через кристаллическую решётку металла, совершает работу, которая превращает электричество в тепло. Это выгодно, когда тепло используется для нагрева или освещения. Совсем нежелательно, когда оно вызывает перегрев проводов или кабелей, разрушение изоляции и возгорание. Чтобы подобного избежать, необходимо производить подбор проводников на выдерживание длительных токовых нагрузок. При этом рассматривают два основных фактора:

Внимание! Нагрев проводника может быть связан с плохим контактом в местах присоединений или с окислением в точках, где скручены вместе алюминиевые и медные провода. Такое происходит даже при правильном подборе сечения

Как правильно подобрать

При выборе подходящего сечения провода для монтажа линии необходимо придерживаться следующих правил:

• чтобы провода не нагревались и служили долго, нагрузка на один квадратный миллиметр сечения должна быть не более 9 ампер;
• по мощности рекомендуется не более 2 кВт;
• нельзя соединять провода разного сечения;
• освещение и розетки лучше монтировать на разные автоматы;
• если их соединяют с одним автоматом, то осветительное и розеточное сечения должно быть одинаковым;
• для водонагревателей и варочных панелей сечение не менее 6 мм²;
• для электрической духовки необходимо сечение не менее 4 мм².

Вам это будет интересно Заземляющий провод

К сведению! Кабель сечением более 4 мм² считается повышенной мощности. На каждый электроприбор в щиток устанавливают отдельный автомат и прокладывают автономную линию.

Удлинители для бытовых приборов

На всем протяжении линии исключаются стыки и ответвления, чтобы сохранить ее надежность. Для внутриквартирной разводки используют жесткий провод. Соединения и разветвления производят в зажимных коробках.

Заземляющий контур

Кратковременные режимы работы

Допустимые токовые нагрузки на провода и кабели корректируют умножением на поправочный коэффициент. В профессиональных расчетах учитывают дополнительные факторы:

• действительные температурные условия;
• количество и взаимное расположение кабелей в канале;
• средние значения по нагрузкам;
• существенное изменение параметров;
• особенности конструкции трассы.

Коэффициент для кратковременного (повторного) режима равен 0,875/√П. Здесь «П» – относительная величина (время включения/длительность цикла). Эту поправку применяют при следующих условиях:

• сечение медного проводника 10 мм кв. и более;
• рабочий цикл составляет до 4 минут включительно;
• длительность пауз – от 6 мин.

Определение нагрузочной способности электропроводки 220 В выполненной из алюминиевого провода

В давно построенных домах электропроводка, как правило, выполнена из алюминиевых проводов. Если соединения в распределительных коробках выполнены правильно, срок службы алюминиевой проводки может составлять и сто лет. Ведь алюминий практически не окисляется, и срок службы электропроводки будет определяться только сроком службы пластмассовой изоляции и надежностью контактов в местах присоединения.

В случае подключения дополнительных энергоемких электроприборов в квартире с алюминиевой электропроводкой необходимо определить по сечению или диаметру жил проводов способность ее выдержать дополнительную мощность. По приведенной ниже таблице это легко сделать.

Если у Вас проводка в квартире выполнена из алюминиевых проводов и возникла необходимость подключить вновь установленную розетку в распределительной коробке медными проводами, то такое соединение выполняется в соответствии с рекомендациями статьи Соединение алюминиевых проводов.