Расчет сечения кабеля по мощности: калькулятор или таблицы по науке для начинающего электрика

Плотность тока

Для медного кабеля с сечением сердечника 1 кв. мм среднее значение этого показателя варьируется в пределах от 6 до 10 А. По медной проводке с сечением 1 кв. мм может протекать ток, силой 6-10 А без перегрева или оплавления изоляционного покрытия. По стандартам ПЭУ, прибавляется 40 % запаса для защиты от возможного перегрева оболочек.

Нижняя граница в 6 А позволяет использовать проводку без ограничений по времени, верхняя, в 10 А – это допустимые значения кратковременных нагрузок на сеть. Возрастание силы тока до значения 12 А (большего за верхнюю границу для выбранного сечения) ведет к увеличению плотности тока, ее перегреву с последующим оплавлением защитной оболочки.

Расчет на основе нагрузки

Процесс расчета примерного сечения нужной проводки для квартиры можно произвести самостоятельно, сделать это не сложно. Однако все работы по устройству электросети в помещении следует доверять опытным специалистам.

Расчет поперечного сечения проводника производится в следующем порядке:

1. Все приборы, которые находятся в помещении и питаются от электросети, подсчитываются и заносятся в список.
2. Согласно имеющимся у приборов паспортам, записывается напротив каждого устройства значение номинальной мощности.
3. Определяется продолжительность подключения каждого прибора при одновременной работе, также вносится в список.
4. Рассчитывается поправочный коэффициент, который зависит от времени работы в сутки и вычисляется в процентном соотношении к 24 часам, записывается напротив каждого прибора.
5. После умножения номинальной мощности оборудования на поправочный коэффициент, производится суммирование всех полученных значений приборов списка.
6. Полученное значение необходимо найти в специальной таблице, в зависимости от выбранного материала проводки, прибавить к нему примерно 15 % «про запас».

Существует очень распространенное заблуждение о возможности монтажа проводки с различным диаметром сердцевины, в зависимости от потребителя. Это может привести к возгоранию (редко, но случается), разрушению изоляционного слоя, короткому замыканию, поскольку в одном помещении пущенная от одного распределителя электрика будет разрушительно действовать на несоответствующие по мощности светильники или другие мелкие потребители, запитанные на тонкие кабели. Такая ситуация не редкая для подключения нескольких электроприборов к одной точке, например, стиральной машины, кофеварки и мультиварки.

Расчет сечения медных проводов и кабелей

Подсчитав нагрузку и определившись с материалом (медь), рассмотрим пример расчета сечения проводов для отдельных групп потребителей, на примере двухкомнатной квартиры.

Как известно, вся нагрузка делится на две группы: силовую и осветительную.

В нашем случае основной силовой нагрузкой будет розеточная группа, установленная на кухне и в ванной. Так как там устанавливается наиболее мощная техника (электрочайник, микроволновка, холодильник, бойлер, стиральная машина и т.п.).

Для этой розеточной группы выбираем провод сечением 2.5мм2. При условии, что силовая нагрузка будет разбросана по разным розеткам. Что это значит? Например, на кухне для подключения всей бытовой техники нужно 3-4 розетки подключенных медным проводом сечением 2.5 мм2 каждая.

Если вся техника подключается через одну единственную розетку, то сечения в 2.5 мм2 будет недостаточно, в этом случае нужно использовать провод сечением 4-6 мм2. В жилых комнатах для питания розеток можно использовать провод сечением 1.5 мм2, но окончательный выбор нужно принимать после соответствующих расчетов.

Питание всей осветительной нагрузки выполняется проводом сечением 1.5 мм2.

Необходимо понимать, что мощность на разных участках электропроводки будет разной, соответственно и сечение питающих проводов тоже разным. Наибольшее его значение будет на вводном участке квартиры, так как через него проходит вся нагрузка. Сечение вводного питающего провода выбирают 4 – 6 мм2.

При монтаже электропроводки применяют провода и кабели марки ПВС, ВВГнг, ППВ, АППВ.

Выбор сечения кабеля по мощности

Вот мы добрались и до сути нашей статьи. Однако всё, что было выше, упускать нельзя, а значит и мы умолчать не могли.

Если попытаться изложить мысль логично и по-простому, то через каждое условное сечение проводника может пройти ток определенной силы. Заключение это вполне логичное и теперь лишь осталось узнать эти соотношения и соотнести для разных диаметров провода, исходя из его типоряда.

Также нельзя умолчать, что здесь, при расчете сечения по току, в «игру вступает» и температура. Да, это новая составляющая – температура. Именно она способна повлиять на сечение. Как и почему, давайте разбираться.

Все мы знаем о броуновском движении. О постоянном смещении ионов в кристаллической решетке. Все это происходит во всех материалах, в том числе и в проводниках. Чем выше температура, тем больше будут эти колебания ионов внутри материала. А мы знаем, что ток — это направленное движение частиц.

Так вот, направленное движение частиц будет сталкиваться в кристаллической решетке с ионами, что приведет к повышению сопротивления для тока.

Чем выше температура, тем выше электрическое сопротивление проводника. Поэтому по умолчанию, сечение провода для определенного тока принимается при комнатной температуре, то есть при 18 градусах Цельсия. Именно при этой температуре приведены все справочные значения в таблицах, в том числе и наших.

Несмотря на то, что алюминиевые провода мы не рассматриваем в качестве проводов для электропроводки, по крайней мере, в квартире, тем не менее, они много где применяются. Скажем для проводки на улице. Именно поэтому мы также приведем значения зависимостей сечения и тока и для алюминиевых проводов.

Итак, для меди и алюминия будут следующие показатели зависимости сечения провода (кабеля) от тока (мощности). Смотрите таблицу.

Таблица проводников под допустимый максимальный ток для их использования в проводке:

С 2001 года алюминиевые провода для проводки в квартирах не применяются. (ПЭУ)

Да, здесь как заметил наш читатель, мы фактически не привели расчета, а лишь предоставили справочные данные, сведенные в таблицу, на основании этих расчетов. Но смеем вас замерить, что для расчетов необходимо перелопатить множество формул, и показателей. Начиная от температуры, удельного сопротивления, плотности тока и тому подобных.

Поэтому такие расчеты мы оставим для спецов. При этом необходимо заметить, что и они не являются окончательными, так как могут незначительно разнится, в зависимости от стандарта на материал и запаса провода по току, применяемого в разных странах.

А вот о чем мы еще хотели бы сказать, так это о переводе сечения провода в диаметр. Это необходимо, когда имеется провод, но по каким-то причинам маркировки на нем нет. В этом случае по диаметру провода можно вычислить сечения и наоборот из сечения диаметр.

Правило выбора площади сечения провода для максимального тока

Подобрать нужную площадь сечения медного провода исходя из максимального тока можно, используя такое простое правило:

Необходимая площадь сечения провода равна максимальному току, деленному на 10.

Это правило дается без запаса, впритык, поэтому полученный результат необходимо округлять в большую сторону до ближайшего типоразмера. Например, ток 32 Ампер. Нужен провод сечением 32/10 = 3,2 мм2. Выбираем ближайший (естественно, в бОльшую сторону) – 4 мм2. Как видно, это правило вполне укладывается в табличные данные.

То же правило можно озвучить для поиска максимального тока через медный провод при известной его площади:

Максимальный ток равен площади сечения умножить на 10.

И в заключение – опять про старый добрый алюминиевый провод.

Алюминий пропускает ток хуже, чем медь. Этого знать достаточно, но вот немного цифр. Для алюминия (того же сечения, что и медный провод) при токах до 32 А максимальный ток будет меньше, чем для меди всего на 20%. При токах до 80 А алюминий пропускает ток хуже на 30%.

Для алюминия эмпирическое правило будет таким:

Максимальный ток алюминиевого провода равен площади сечения умножить на 6.

Считаю, что знаний, приведенных в данной статье, вполне достаточно, чтобы выбрать провод по соотношениям “цена/толщина”, “толщина/рабочая температура” и “толщина/максимальный ток и мощность”.

Профессиональные советы

Для примера возьмем обычную квартирную проводку, рассчитанную на длительную нагрузку по току. Для принятия решения по выбору поперечного сечения будущей проводки посчитаем суммарный ток всех предполагаемых к использованию электроприборов (холодильник, микроволновая печь, стиральная машина, обогреватели, кондиционер и т.д.) Полученное значение необходимо умножить на коэффициент 0,2 для создания некоторого запаса и разделить на напряжение 220. Ориентируясь на вышеприведенную таблицу, зная суммарную длину предполагаемой проводки, определить площадь поперечного сечения кабеля не составит большого труда.

Стоит отметить, что геометрическая форма провода при равной площади поперечного сечения принципиальной разницы не имеет. В плане удобства рекомендуется выбирать плоские провода для внутренних работ и круглые — для поверхностных.

Калькулятор расчета сечения кабеля по мощности с учетом условий эксплуатации

Онлайн методика позволяет оптимально вычислить сечение, которое будет:

• надежно работать при длительной полной нагрузке без каких-либо повреждений;
• полностью выдержит возникающие в цепи короткие замыкания;
• исключит потери напряжения в магистрали ниже допустимого уровня;
• обеспечит работу защитных устройств при недостаточном качестве заземления.

Вычисления необходимо делать индивидуально для каждого кабельного участка. Они позволяют:

1. определиться с условиями монтажа и видами нагрузок, которые будут протекать по его жилам;
2. учесть минимальные размеры способом расчета по току;
3. обеспечить надежную работу при возникновении температурных перегрузок от коротких замыканий;
4. выявить допустимые габариты для снижения потерь напряжения;
5. выбрать сечение, основываясь на импендансе петли из-за недостаточного заземления.

Для проведения расчета потребуется подготовить:

• информацию о характере нагрузки;
• условия работы в однофазной или трехфазной схеме питания;
• тип тока: постоянный или переменный;
• величину нагрузки в киловаттах;
• полный и пусковой коэффициенты мощности;
• протяженность рабочей магистрали;
• способ прокладки и конструкцию кабеля, учитывающую температурные нагрузки.

А дальше вводим эти исходные данные в таблицу и жмем кнопку «Расчет». Для перехода к следующим вычислениям надо просто нажать кнопку «Сброс» и повторить выше перечисленные операции.

Еще раз обращаю внимание на то, что за основу любого расчета пропускной способности кабеля взят наибольший ток, который способен выдерживать кабель длительно с сохранением диэлектрических свойств изоляции без ее повреждений. По его величине определяется поперечное сечение. Рекомендую по вопросу выбора проводки дополнительно посмотреть видеоролик владельца «Электроснабжение в Москве»

Рекомендую по вопросу выбора проводки дополнительно посмотреть видеоролик владельца «Электроснабжение в Москве»

Видеоматериал автора «Elektrik-sam.info» объясняет подробные алгоритмы вычисления сечения кабеля (провода).

Вот в принципе и все, что я хотел объяснить про расчет сечения кабеля по мощности, калькулятор к которому значительно облегчает математические действия. Если вы желаете обсудить это материал, то воспользуйтесь разделом комментариев.

Как рассчитать сечение кабеля по току

Можно подобрать сечение кабеля по току. В этом случае проводим ту же работу — собираем данные о подключаемой нагрузке, но ищем в характеристиках максимальный потребляемый ток. Собрав все значения, суммируем их. Затем пользуемся все той же таблицей. Только ищем ближайшее большее значение в столбике, подписанном «Ток». В той же строке смотрим сечение провода.

Например, надо подключить варочную панель с пиковым потреблением тока 16 А. Будем прокладывать медный кабель, потому смотрим в соответствующей колонке — третья слева.  Так как нет значения ровно 16 А, смотрим в строчке 19 А — это ближайшее большее. Подходящее сечение 2,0 мм2. Это и будет минимальное значение сечения кабеля для данного случая.

При подключении мощных бытовых электроприборов от щитка тянут отдельную линию электропитания. В этом случае выбор сечения кабеля несколько проще — требуется только одно значение мощности или тока

Обращать внимание не строчку с чуть меньшим значением нельзя. В этом случае при максимальной нагрузке проводник будет сильно греться, что может привести к тому, что расплавится изоляция. Что может быть дальше? Может сработать автомат защиты, если он установлен

Это самый благоприятный вариант. Может выйти из строя бытовая техника или начаться пожар. Потому выбор сечения кабеля всегда делайте по большему значению. В этом случае можно будет позже установить оборудование даже немного больше по мощности или потребляемому току без переделки проводки

Что может быть дальше? Может сработать автомат защиты, если он установлен. Это самый благоприятный вариант. Может выйти из строя бытовая техника или начаться пожар. Потому выбор сечения кабеля всегда делайте по большему значению. В этом случае можно будет позже установить оборудование даже немного больше по мощности или потребляемому току без переделки проводки.

Выбор сечения проводника по мощности и длине

От длины проводника зависит напряжение, которое поступает в конечную точку. Может сложиться ситуация, когда в точке потребления напряжение окажется недостаточным для работы электроприборов.

В бытовых электро-коммуникациях этими потерями пренебрегают и берут кабель на десять-пятнадцать сантиметров длиннее необходимого. Этот излишек расходуется на выполнение коммутации. При подсоединении к распределительному щиту, запас увеличивают, учитывая необходимость подключения защитных автоматов.

Кабель, проложенный закрытым способомИсточник kadetbrand.ru

Прокладывая линии большой протяжённости следует брать во внимание неизбежное падение напряжения. У любого есть собственное сопротивление, на которое влияют три основных фактора:

1. Длина, измеряемая в метрах. При увеличении этого показателя увеличиваются потери.
2. Поперечное сечение, измеряемое в квадратных миллиметрах. Если этот параметр увеличивается, то снижается падение напряжения.
3. Сопротивление материала проводника, значение которого берётся из справочных данных. Они показывают эталонное сопротивление провода сечением один миллиметр и длиной один метр.

Произведение сопротивления и силы тока численно отражает падение напряжения. Эта величина не должна превышать пяти процентов. Если она превышает данный показатель, то необходимо брать проводник с большим сечением.

Еще о том, как рассчитать сечение кабеля в видео:

Расчёт сечения по формулам

Алгоритм выбора следующий:

Рассчитывается площадь проводника по длине и максимальной мощности по формуле:

Источник infopedia.su

Где:

P – мощность;

U – напряжение;

cosф – коэффициент.

Для бытовых электросетей значение коэффициента равно единице. Для промышленных коммуникаций он рассчитывается как отношение активной мощности к полной.

• В таблице ПУЭ находится сечение по току.
• Рассчитывается сопротивление проводки:

Источник textarchive.ru

Где:

ρ – сопротивление;

l – длина;

S – поперечная площадь сечения.

При этом, не стоит забывать, что ток движется в обоих направлениях и по факту сопротивление равно:

Источник textarchive.ru

Падение напряжения соответствует соотношению:

Источник moypatent.ru

В процентном отношении падение напряжения выглядит следующим образом:

Источник tex.stackovernet.com

Если результат превышает пять процентов, то в справочнике ищется ближайшее поперечное сечение с большим значением.

Подобные расчёты редко выполняются родовыми потребителями электроэнергии. Для этого есть профильные специалисты и масса справочного материала. Более того, в интернете размещено множество онлайн-калькуляторов, при помощи которых все вычисления можно произвести за пару кликов.

Наглядно расчет сечения кабеля по формулам в видео:

Сечение и способ укладки

Ещё один фактор который влияет на выбор сечения проводника – способ прокладки линий. Их существует два:

• открытый;
• закрытый.

При первом способе проводка укладывается в специальный короб или гофрированную трубу и находится на поверхности стены. Второй вариант предполагает замуровывание кабеля внутрь отделки или основного тела стен.

Здесь основное значение играет теплопроводность окружающей среды. В грунте тепло от кабеля отводится лучше, чем на воздухе. Поэтому при закрытом способе берутся провода с меньшим сечением чем при открытом. В таблице ниже указано как влияет способ укладки на сечение проводника.

Способ укладки и сечение проводникаИсточник m-strana.ru

Сводная таблица

Существуют таблицы, которые позволяют определить необходимо сечение используя сразу несколько параметров – ток, мощность, материал проводника и так далее. Они более удобны в использовании и одна из них размещена ниже. В ней указано сечение провода по току и мощности, а также учитывается способ укладки.

Сечение провода по току и мощности – таблица для медных и алюминиевых проводниковИсточник tvz2.ru

Возможно, статья вышла несколько скучноватой и насыщенной техническими терминами. Однако изложенной в ней информацией пренебрегать не стоит. Поскольку от того, насколько правильно была выбрана проводка, зависит надёжность и безопасность функционирования домашней электросети.

Зачем знать параметры провода

Стандартные электророзетки рассчитаны на длительный ток  в 16А, что соответствует максимальной мощности включенного прибора 3,52 кВт. Обычно к ним подводиться медный кабель с сечением 2,5 мм2, что может ввести в заблуждение при выборе типа провода для всей остальной электроразводки.

При движении электронов по металлу часть энергии рассеивается в виде тепла. При большом токе и небольшом сечении кабеля тепловой компонент может привести к перегреву металла и оплавлению его оболочки.

В бытовых условиях это может инициировать как внутристенное короткое замыкание, так и возгорание открытых проводов, особенно в местах перегибов и счалок. В результате могут возникнуть следующие ситуации:

1. Масштабный пожар, если рядом с кабелем находится легковоспламеняющийся материал.
2. При неполном оплавлении оболочки жилы может возникнуть ток утечки, что ведет к бессмысленному расходу электроэнергии и вероятности поражения жильцов электрическим током.
3. Незаметный разрыв провода внутри стен. В результате обесточивается часть квартиры или все помещение. После этого требуется поиск места разрыва и последующая замена проводки с локальным ремонтом стены.

Выбор толстого электропровода для квартиры, с запасом, также имеет один минус – перерасход финансовых средств, который не имеет смысла. Поэтому выбор сечения проводки лучше производить с помощью расчетных методов, чтобы избежать всех вышеуказанных проблем.

Что влияет на нагрев проводов?

Причина перегрева проводки может крыться в разных проблемах сети, поэтому для правильного расчета необходимо знать основные «слабые места» кабелей, из-за которых у них поднимается температура. При прохождении тока по металлу, материал нагревается всегда, однако снижение этого параметра достигается разными методами.

Провода греются, в зависимости от:

• Качество и материал изоляционного покрытия не соответствуют требуемым параметрам. Низкокачественный диэлектрический материал оболочек кабелей легко подвергается разрушению от термического воздействия при прямом контакте, проводя тепло лучше.
• Какой способ укладки проводки использовался. Для открытых проводов показатель нагрева гораздо ниже, чем для плотно «упакованных» в закрытую пластиковую трубу.
• Тип жил в кабеле. Различают многожильные и одножильные. Разница заключается в том, что одинакового сечения моножильная проводка способна выдержать большую силу тока, чем несколько более тонких проводков, хотя многожильный кабель более гибкий и удобный для монтажа.
• Материал сердцевины. Величина нагрева зависит от физических качеств металла. Медь обладает более низким сопротивлением, чем алюминий, поэтому меньше греется и может передавать токи более высокого напряжения и силы при одинаковом сечении.
• Площадь поперечного сечения кабеля. Все изучали в школе скин-эффект – течение электрического тока по поверхности проводника. Чем больше площадь сечения – тем больше площадь поверхности, по которой передается электричество, поэтому толстые провода способны передавать значительные нагрузки, а тонкие при таких показателях просто перегорают.

Длина и сечение

Из полученного значения расчетов по сечению кабеля нужно определять допустимую длину электропроводки. Это особенно актуально при создании удлинителей. Точные значения, которые получаются в расчетах, дополнительно следует увеличивать на 15 см (коммутационный запас для обжима, сварки или пайки). Эта операция особенно важна для участков с большими дополнительными нагрузками при эксплуатации электросети.

Для бытового вычисления используется следующая формула:

I = P / U * cosφ, где: Р – мощность потребителей, Вт; I – сила тока, А; U – напряжение электросети, В; сosφ = 1 – поправочный коэффициент поправки по фазе.

Типы электрических проводов

В кабеле или проводе бывает проволока в единственном числе. Есть кабель, состоящий из тонких проволок. Чаще их делают в виде косички. Гибкость проводника определяется количеством проволок.

Имеются следующие варианты проводов: одножильные, жёсткие однопроволочные и многопроволочные.

В проводе бывает несколько изолированных проводников (двухжильный, трёхжильный и т.д.). Есть однопроволочный, многопроволочный провод. В кабеле уложены изолированные проводники. Они имеют общую изолирующую оболочку.

При монтировании электропроводки на неподвижных участках лучше использовать провода с одной проволокой. Если провода подвижны (шнуры питания электроприборов), используются многопроволочные кабели.

Ток, мощность и сечение жил: их зависимость друг от друга

Недостаточно определить площадь сечения по диаметру

Важно узнать о том, какой пропускной способностью обладает тот или иной вид продукции. Следующие несколько критериев помогут определиться с выбором:

• Токовая нагрузка, характерная для конкретного кабеля.
• Мощность, которую потребляют различные устройства.
• Сила электротока, проходящая через кабель.

По поводу мощности

Выполняя электромонтажные работы, больше всего обращают внимания на пропускную мощность. Особенно это касается самой прокладки кабелей. Максимум мощности передаваемой по проводнику энергии определяется сечением

Важно знать, какой общей мощностью обладают все приборы, соединённые с проводом

Этикетки большинства современных приборов содержат информацию относительно средней, максимальной мощности, на которую проводился расчёт производителем. К примеру, для стиральных машинок стандартный диапазон – от нескольких десятков Вт/ч до 2,7 кВт/час. Провод выбирается с сечением для обеспечения передачи электричества с высшим уровнем мощности. Подключения с двумя и более проводниками предполагают сначала проведение обычных расчётов, а затем – сложение итоговых цифр.

В случае с однофазными сетями усреднённая мощность для электрических приборов и освещения редко превышает 7500 кВт. Под это значение потом подбирают кабельные сечения.

Сечение рекомендуют округлять, в сторону увеличения. Ведь в будущем потребляемой электроэнергии может стать больше.

Можно привести в качестве примера следующие рекомендации:

1. Если общая мощность – 7,5 кВт – сечение жилы подходит 4 мм2. Это изделие способно пропускать до 8,3 кВт.
2. В этой же ситуации сечение для провода с жилой из алюминия должно быть минимум 6 мм2. Тогда пропускная способность доходит до 7,9 кВт.

В случае с индивидуальными жилыми домами часто характерно применение трёхфазных жил, с электроснабжением на 380 В. Но на такое напряжение большая часть техники не рассчитана. Создают стандартный уровень на 220 В, через нулевой кабель. Токовая нагрузка распределяется равномерно, по всем фазам.

Электрический ток

Утерянная документация и этикетки могут стать причинами того, что для владельца многие параметры приборов остаются неизвестными. В том числе – мощность. Тогда придётся делать расчёты самостоятельно, используя специальную формулу.

Она выглядит следующим образом:

P = U * I

U- приложенное электронапряжение, с Единцами измерения – Вольтами.

I – сила электротока. Измеряется амперами.

P – общая мощность, в ваттах.

Можно использовать контрольно- измерительные приборы, если изначально сила тока неизвестна. Речь о токоизмерительных клещах, мультиметрах, амперметрах.

Когда мощность и сила тока станут известны – не доставит труда узнать о необходимом сечении кабеля.

Показатель нагрузки

Расчёт этого параметра важен для пользователей, которые хотят защититься от перегрева. Если электроток слишком большой для используемого сечения – изоляционный слой разрушается, даже оплавляется.

Есть определённое количественное значение, которое называется предельно допустимой токовой нагрузкой. Это электроток, который может проходить по кабелю без значительных перегревов долгое время. Чтобы найти это значение, сначала надо выяснить мощность всех потребителей электричества. После нагрузку определяют, используя формулу:

1. I = P∑*Kи/(√3*U)
2. I = P∑*Kи/U.

Первый вариант для трёхфазных сетей, второй – для однофазных.

U – показатель сетевого напряжения на текущий момент.

Ки – специальный коэффициент, составляет 0,75.

P∑- общий уровень мощности для электрических приборов.