Расчет кабеля от мощности. Сечение провода по току

В статье рассмотрены основные критерии выбора сечения кабеля, даны примеры расчетов.

На рынках часто можно увидеть написанные от руки таблички, указывающие, какой необходимо приобрести покупателю в зависимости от ожидаемого тока нагрузки. Не верьте этим табличкам, так как они вводят Вас в заблуждение. Сечение кабеля выбирается не только по рабочему току, но и еще по нескольким параметрам.

Прежде всего, необходимо учитывать, что при использовании кабеля на пределе его возможностей жилы кабеля нагреваются на несколько десятков градусов. Приведенные на рисунке 1 величины тока предполагают нагрев жил кабеля до 65 градусов при температуре окружающей среды 25 градусов. Если в одной трубе или лотке проложено несколько кабелей, то вследствие их взаимного нагрева (каждый кабель нагревает все остальные кабели) максимально допустимый ток снижается на 10 - 30 процентов.

Также максимально возможный ток снижается при повышенной температуре окружающей среды. Поэтому в групповой сети (сеть от щитков до светильников, штепсельных розеток и других электроприемников) как правило, используют кабели при токах, не превышающих значений 0,6 - 0,7 от величин, приведенных на рисунке 1.

Рис. 1. Допустимый длительный ток кабелей с медными жилами

Исходя из этого повсеместное использование автоматических выключателей с номинальным токов 25А для защиты розеточных сетей, проложенных кабелями с медными жилами сечением 2,5 мм2 представляет опасность. Таблицы снижающих коэффициентов в зависимости от температуры и количества кабелей в одном лотке можно посмотреть в Правилах устройства электроустановок (ПУЭ).

Дополнительные ограничения возникают, когда кабель имеет большую длину. При этом потери напряжения в кабеле могут достичь недопустимых значений. Как правило, при расчете кабелей исходят из максимальных потерь в линии не более 5%. Потери рассчитать не сложно, если знать величину сопротивления жил кабелей и расчетный ток нагрузки. Но обычно для расчета потерь пользуются таблицами зависимости потерь от момента нагрузки. Момент нагрузки вычисляют как произведение длины кабеля в метрах на мощность в киловаттах.

Данные для расчета потерь при однофазном напряжении 220 В показаны в таблице1. Например для кабеля с медными жилами сечением 2,5 мм2 при длине кабеля 30 метров и мощности нагрузки 3 кВт момент нагрузки равен 30х3=90, и потери составят 3%. Если расчетное значение потерь превышает 5%, то необходимо выбрать кабель большего сечения.

Таблица 1. Момент нагрузки, кВт х м, для медных проводников в двухпроводной линии на напряжение 220 В при заданном сечении проводника

По таблице 2 можно определить потери в трехфазной линии. Сравнивая таблицы 1 и 2 можно заметить, что в трехфазной линии с медными проводниками сечением 2,5 мм2 потерям 3% соответствует в шесть раз больший момент нагрузки.

Тройное увеличение величины момента нагрузки происходит вследствие распределения мощности нагрузки по трем фазам, и двойное - за счет того, что в трехфазной сети при симметричной нагрузке (одинаковых токах в фазных проводниках) ток в нулевом проводнике равен нулю. При несимметричной нагрузке потери в кабеле возрастают, что необходимо учитывать при выборе сечения кабеля.

Таблица 2. Момент нагрузки, кВт х м, для медных проводников в трехфазной четырехпроводной линии с нулем на напряжение 380/220 В при заданном сечении проводника (чтобы увеличить таблицу, нажмите на рисунок)

Потери в кабеле сильно сказываются при использовании низковольтных, например галогенных ламп. Это и понятно: если на фазном и нулевом проводниках упадет по 3 Вольта, то при напряжении 220 В мы этого скорее всего не заметим, а при напряжении 12 В напряжение на лампе упадет вдвое до 6 В. Именно поэтому трансформаторы для питания галогенных ламп необходимо максимально приближать к лампам. Например при длине кабеля 4,5 метра сечением 2,5 мм2 и нагрузке 0,1 кВт (две лампы по 50 Вт) момент нагрузки равен 0,45, что соответствует потерям 5% (Таблица 3).

Таблица 3. Момент нагрузки, кВт х м, для медных проводников в двухпроводной линии на напряжение 12 В при заданном сечении проводника

Приведенные таблицы не учитывают увеличения сопротивления проводников от нагрева за счет протекания по ним тока. Поэтому если кабель используется при токах 0,5 и более от максимально допустимого тока кабеля данного сечения, то необходимо вводить поправку. В простейшем случае если Вы рассчитываете получить потери не более 5%, то рассчитывайте сечение исходя из потерь 4%. Также потери могут возрасти при наличии большого количества соединений жил кабелей.

Кабели с алюминиевыми жилами имеют сопротивление в 1,7 раза большее по сравнению с кабелями с медными жилами, соответственно и потери в них в 1,7 раза больше.

Вторым ограничивающим фактором при больших длинах кабеля является превышение допустимого значения сопротивления цепи фаза - ноль. Для защиты кабелей от перегрузок и коротких замыканий, как правило, используют автоматические выключатели с комбинированным расцепителем. Такие выключатели имеют тепловой и электромагнитный расцепители.

Электромагнитный расцепитель обеспечивает мгновенное (десятые и даже сотые доли секунды) отключение аварийного участка сети при коротком замыкании. Например автоматический выключатель, имеющий обозначение С25, имеет тепловой расцепитель на 25 А и электромагнитный на 250А. Автоматические выключатели группы «С» имеют кратность отключающего тока электромагнитного расцепителя к тепловому от 5 до 10. Но при берется максимальное значение.

В общее сопротивление цепи фаза - ноль включаются: сопротивление понижающего трансформатора трансформаторной подстанции, сопротивление кабеля от подстанции до вводного распределительного устройства (ВРУ) здания, сопротивление кабеля, проложенного от ВРУ к распределительному устройству (РУ) и сопротивление кабеля собственно групповой линии, сечение которого необходимо определить.

Если линия имеет большое количество соединений жил кабеля, например групповая линия из большого количества светильников, соединенных шлейфом, то сопротивление контактных соединений также подлежит учету. При очень точных расчетах учитывают сопротивление дуги в месте замыкания.

Полное сопротивление цепи фаза- ноль для четырехжильных кабелей приведены в таблице 4. В таблице учтены сопротивления как фазного, так и нулевого проводника. Значения сопротивлений приведены при температуре жил кабелей 65 градусов. Таблица справедлива и для двухпроводных линий.

Таблица 4. Полное сопротивление цепи фаза - ноль для 4-жильных кабелей, Ом/км при температуре жил 65 о С

В городских трансформаторных подстанциях, как правило, установлены трансформаторы мощностью от 630 кВ. А и более, имеющие выходное сопротивление Rтп менее 0,1 Ома. В сельских районах могут быть использованы трансформаторы на 160 - 250 кВ. А, имеющие выходное сопротивление порядка 0,15 Ом, и даже трансформаторы на 40 - 100 кВ. А, имеющие выходное сопротивление 0,65 - 0,25 Ом.

Кабели питающей сети от городских трансформаторных подстанций к ВРУ домов, как правило используют с алюминиевыми жилами с сечением фазных жил не менее 70 - 120 мм2. При длине этих линий менее 200 метров сопротивление цепи фаза - ноль питающего кабеля (Rпк) можно принять равным 0,3 Ом. Для более точного расчета необходимо знать длину и сечение кабеля, либо измерить это сопротивление. Один из приборов для таких измерений (прибор Вектор) показан на рис. 2.

Рис. 2. Прибор для измерения сопротивления цепи фаза-ноль "Вектор"

Сопротивление линии должно быть таким, чтобы при коротком замыкании ток в цепи гарантированно превысил ток срабатывания электромагнитного расцепителя. Соответственно, для автоматического выключателя С25 ток короткого замыкания в линии должен превысить величину 1,15х10х25=287 А, здесь 1,15 - коэффициент запаса. Следовательно, сопротивление цепи фаза - ноль для автоматического выключателя С25 должно быть не более 220В/287А=0,76 Ом. Соответственно для автоматического выключателя С16 сопротивление цепи не должно превышать 220В/1,15х160А=1,19 Ом и для автомата С10 - не более 220В/1,15х100=1,91 Ом.

Таким образом, для городского многоквартирного дома, принимая Rтп=0,1 Ом; Rпк=0,3 Ом при использовании в розеточной сети кабеля с медными жилами с сечением 2,5 мм2, защищенного автоматическим выключателем С16, сопротивление кабеля Rгр (фазного и нулевого проводников) не должно превышать Rгр=1,19 Ом - Rтп - Rпк = 1,19 - 0,1 - 0,3 = 0,79 Ом. По таблице 4 находим его длину - 0,79/17,46 = 0,045 км, или 45 метров. Для большинства квартир этой длины бывает достаточно.

При использовании автоматического выключателя С25 для защиты кабеля сечением 2,5 мм2 сопротивление цепи должно быть менее величины 0,76 - 0,4 = 0,36 Ом, что соответствует максимальной длине кабеля 0,36/17,46 = 0,02 км, или 20 метров.

При использовании автоматического выключателя С10 для защиты групповой линии освещения, выполненной кабелем с медными жилами сечением 1,5 мм2 получаем максимально допустимое сопротивление кабеля 1,91 - 0,4 = 1,51 Ом, что соответствует максимальной длине кабеля 1,51/29,1 = 0,052 км, или 52 метра. Если такую линию защищать автоматическим выключателем С16, то максимальная длина линии составит 0,79/29,1 = 0,027 км, или 27 метров.

В данной статье я расскажу вам, как правильно выбрать сечение кабеля для дома или квартиры. Если — это «сердце» нашей системы электроснабжения, то кабели, подключенные к автоматам электрощита – это «кровеносные сосуды», питающие электроэнергией наши бытовые электроприемники.

При монтаже электропроводки в доме или квартире, ко всем этапам, начиная от проектирования электроснабжения частного дома, квартиры, и заканчивая конечным монтажом розеток или выключателей, надо подходить с полной ответственностью, ведь от этого зависит ваша личная электробезопасность, а также пожаробезопасность вашего дома или квартиры. Поэтому к выбору сечения кабеля подходим со всей серьезностью, ведь другого способа передачи электроэнергии в частном доме, квартире пока еще не придумали.

Важно правильно выбрать сечение кабеля, именно для конкретной линии (группы) электроприемников. В противном случае, если мы выберем заниженное сечение кабеля – это приведет к его перегреву, разрушению изоляции и далее к пожару , если вы прикоснетесь к кабелю с поврежденной изоляцией, получите удар током. Если выбрать сечение кабеля для дома или квартиры завышенным, это приведет к увеличению затрат, а также возникнуть трудности при электромонтаже кабельных линий, ведь чем больше сечение кабеля, тем труднее с ним работать, не в каждую розетку «влезет» кабель сечением 4 кв.мм.

Update 01.06.2017 . Привожу общую универсальную таблицу, которой сам пользуюсь для выбора номинального тока автоматов для защиты кабельных л иний

Я не буду забивать вам голову заумными формулами расчетов сечения кабеля из книжек по электротехнике, чтобы вы могли правильно выбрать сечение кабеля. Всё давно уже подсчитано и сведено в таблицы.

Обратите внимание,что при разных способах монтажа электропроводки (скрытая или открытая) , кабели с одинаковым сечением, имеют разные длительно-допустимые токи.

Т.е. при открытом способе монтажа электропроводки, кабель меньше нагревается из-за лучшего охлаждения. При з акрытом способе монтажа электропроводки (в штробах, трубах и т.д.), наооборот - греется сильнее.Это важный момент, потому что при неверном выборе автомата для защиты кабеля, номинал автомата может получится завышенным относительно длительно-допустимого тока кабеля, из-за чего кабель может сильно нагреваться, а автомат при этом не отключится.

Приведу пример , например у нас сечение кабеля 6 кв.мм.:

при открытом способе его длительно-допустимый ток равен 50А, следовательно автомат нужно ставить на 40А;
при скрытом способе его длительно-допустимый ток равен 34А, в этом случае автомат на 32А.

Предположим, мы выбирали сечение кабеля для квартиры, которые проложены в штробах или под штукатуркой (закрытым способом). Если мы перепутаем и поставим для защиты автоматы на 50А, то кабель будет перегреваться, т.к. при закрытом способе прокладки его Iн=34 А, что приведет к разрушению его изоляции, затем короткое замыкание и пожар.

ТАБЛИЦЫ НЕАКТУАЛЬНЫ. ПРИ ВЫБОРЕ АВТОМАТА ДЛЯ КАБЕЛЕЙ, ПОЛЬЗОВАТЬСЯ ТАБЛИЦЕЙ ВЫШЕ.

Сечение кабеля для скрытой электропроводки

Сечение кабеля для открытой электропроводки

Чтобы воспользоваться таблицами и правильно выбрать сечение кабеля для дома или квартиры, нам необходимо знать силу тока, или знать мощность всех бытовых электроприемников.

Ток рассчитывается по следующим формулам:

— для однофазной сети напряжением 220 Вольт :

где Р — сумма всех мощностей бытовых электроприемников, Вт;

U — напряжение однофазной сети 220 В;

Cos(фи) — коэффициент мощности, для жилых зданий равен 1, для производства будет 0.8, а в среднем 0,9 .

— для трехфазной сети напряжением 380 Вольт :

в этой формуле все тоже самое, как и для однофазной сети, только в знаменатель, т.к. сеть трехфазная, добавляем корень 3 и напряжение будет равно 380 В.

Чтобы выбрать сечение кабеля для дома или квартиры, по вышеуказанным таблицам, достаточно знать сумму мощностей электроприемников данной кабельной линии (группы). Расчет тока все равно нам будет нужен при проектировании электрощита (выбор автоматов, УЗО или диф.автоматов).

Ниже приведены средние значения мощностей, наиболее распространенных бытовых электроприемников :

Зная мощность электроприемников, можно точно выбрать сечение кабеля для конкретной кабельной линии (группы) в доме или квартире, а значит и автомат (дифавтомат) для защиты этой линии, у которого номинальный ток должен быть ниже длительно-допустимого тока кабеля, определенного сечения. Если мы выбираем сечение кабеля из меди 2,5 кв.мм., который проводит сколько угодно долго ток до 21 А (скрытый способ прокладки), то автомат (дифавтомат) в электрощите для этого кабеля должен быть с номинальным током на 20 А, чтобы автомат отключался до того, как кабель начнет перегреваться.

Типовые сечения кабелей для электромонтажа в быту:

В квартирах, коттеджах или частных домах, на розеточные группы прокладывают медный кабель 2,5 кв.мм .;
Для осветительной группы — сечение кабеля из меди 1,5 кв.мм ;
Для однофазной варочной поверхности (электроплиты) — сечение кабеля 3х6 кв.мм ., для трехфазной электроплиты — 5х2,5 кв.мм. или 5х4 кв.мм. в зависимости от мощности;
Для остальных групп (духовые шкафы, бойлеры и т.д.) — по их мощности . А также от способа подключения, через розетку или черех клеммы. Например, если мощность духового шкафа более 3,5 кВт, то прокладывают кабель 3х4 и подключают духовку через клеммы, если мощность духовки меньше 3,5 кВт, то достаточно кабеля сечением 3х2,5 и подключение через бытовую розетку.

Чтобы правильно выбрать сечение кабеля и номиналы автоматов для электрощита частного дома, квартиры, нужно знать важные моменты , не знание которых, может привести к печальным последствиям.

Например:

На розеточные группы выбирают сечение кабеля 2,5 кв.мм , но автомат при этом выбирают, с номинальным током не 20А, а 16А, т.к. бытовые розетки рассчитаны на ток не более 16 А.
Для освещения использую кабель 1,5 кв.мм., но автомат не более 10А , т.к. выключатели рассчитаны на ток не более 10А.
Необходимо знать, что автомат пропускает ток до 1,13 раза больше своего номинала, сколько угодно долго, а при превышении номинала до 1,45 раза может отключиться только через 1 час . И всё это время кабель будет греться.
Сечение кабеля правильно выбирать по скрытому способу прокладки, чтобы был необходимый запас прочности.
ПУЭ п.7.1.34. запрещает использовать алюминиевую проводку внутри зданий.

Спасибо за внимание.

Как известно, бывают разного сечения, материала и с разным количеством жил. Какой из них надо выбрать, чтобы не переплачивать, и одновременно обеспечить безопасную стабильную работу всех электроприборов в доме? Для этого необходимо произвести расчет кабеля. Расчет сечения проводят, зная мощность приборов, питающихся от сети, и ток, который будет проходить по кабелю. Необходимо также знать несколько других параметров проводки.

Основные правила

При прокладке электросетей в жилых домах, гаражах, квартирах чаще всего используют кабель с резиновой или ПВХ изоляцией, рассчитанный на напряжение не более 1 кВ. Существуют марки, которые можно применять на открытом воздухе, в помещениях, в стенах (штробах) и трубах. Обычно это кабель ВВГ или АВВГ с разной площадью сечения и количеством жил.
Применяют также провода ПВС и шнуры ШВВП для подсоединения электрических приборов.

После расчета выбирается максимально допустимое значение сечения из ряда марок кабеля.

Основные рекомендации по выбору сечения находятся в Правилах устройства электроустановок (ПУЭ). Выпущено 6-е и 7-е издания, в которых подробно описывается, как прокладывать кабели и провода, устанавливать защиту, распределяющие устройства и другие важные моменты.

За нарушение правил предусмотрены административные штрафы. Но самое главное состоит в том, что нарушение правил может привести к выходу из строя электроприборов, возгоранию проводки и серьезным пожарам. Ущерб от пожара измеряется порой не денежной суммой, а человеческими жертвами.

Важность правильного выбора сечения

Почему расчет сечения кабеля так важен? Чтобы ответить, надо вспомнить школьные уроки физики.

Ток протекает по проводам и нагревает их. Чем сильнее мощность, тем больше нагрев. Активная мощность тока вычисляют по формуле:

P=UI cos φ=I²*R

R – активное сопротивление.

Как видно, мощность зависит от силы тока и сопротивления. Чем больше сопротивление, тем больше выделяется тепла, то есть тем сильнее провода нагреваются. Аналогично для тока. Чем он больше, тем больше греется проводник.

Сопротивление в свою очередь зависит от материала проводника, его длины и площади поперечного сечения.

R=ρ*l/S

ρ – удельное сопротивление;

l – длина проводника;

S – площадь поперечного сечения.

Видно, что чем меньше площадь, тем больше сопротивление. А чем больше сопротивление, тем проводник сильнее нагревается.

Если покупаете провод и замеряете его диаметр, то не забудьте, что площадь рассчитывается по формуле:

S=π*d²/4

d – диаметр.

Не стоит также забывать удельное сопротивление. Оно зависит от материала, из которого сделаны провода. Удельное сопротивление алюминия больше, чем меди. Значит, при одинаковой площади сильнее нагреваться будет алюминий. Сразу становится понятно, почему алюминиевые провода рекомендуют брать большего сечения, чем медные.

Чтобы каждый раз не вдаваться в длинный расчет сечения кабеля, были разработаны нормы выбора сечения проводов в таблицах.

Расчет сечения провода по мощности и току

Расчет сечения провода зависит от суммарной мощности, потребляемой электрическими приборами в квартире. Ее можно рассчитать индивидуально, или воспользоваться средними характеристиками.

Для точности расчетов составляют структурную схему, на которой изображены приборы. Узнать мощность каждого можно из инструкции или прочитать на этикетке. Наибольшая мощность у электрических печек, бойлеров, кондиционеров. Суммарная цифра должна получиться в диапазоне приблизительно 5-15 кВт.

Зная мощность, по формуле определяют номинальную силу тока:

I=(PK)/(U cos φ)

P – мощность в ваттах

U =220 Вольт

K =0,75 – коэффициент одновременного включения;

cos φ=1 для бытовых электроприборов;

Если сеть трехфазная, то применяют другую формулу:

I=P/(U√3 cos φ)

U =380 Вольт

Рассчитав ток, надо воспользоваться таблицами, которые представлены в ПУЭ, и определить сечение провода. В таблицах указан допустимый длительный ток для медных и алюминиевых проводов с изоляцией различного типа. Округление всегда производят в большую сторону, чтобы был запас.

Можно также обратиться к таблицам, в которых сечение рекомендуют определять только по мощности.

Разработаны специальные калькуляторы, по которым определяют сечение, зная потребляемую мощность, фазность сети и протяженность кабельной линии. Следует обращать внимание на условия прокладки (в трубе или на открытом воздухе).

Влияние длины проводки на выбор кабеля

Если кабель очень длинный, то возникают дополнительные ограничения по выбору сечения, так как на протяженном участке происходят потери напряжения, которые в свою очередь приводят к дополнительному нагреву. Для расчета потерь напряжения используют понятие «момент нагрузки». Его определяют как произведение мощности в киловаттах на длину в метрах. Далее смотрят значение потерь в таблицах. Например, если потребляемая мощность составляет 2 кВт, а длина кабеля 40 м, то момент равняется 80 кВт*м. Для медного кабеля сечением 2,5 мм кв. это означает, что потери напряжения составляют 2-3%.

Если потери будут превышать 5%, то необходимо брать сечение с запасом, больше рекомендованного к использованию при заданном токе.

Расчетные таблицы предусмотрены отдельно для однофазной и трехфазной сети. Для трехфазной момент нагрузки увеличивается, так как мощность нагрузки распределяется по трем фазам. Следовательно, потери уменьшаются, и влияние длины уменьшается.

Потери напряжения важны для низковольтных приборов, в частности, газоразрядных ламп. Если напряжение питания составляет 12 В, то при потерях 3% для сети 220 В падение будет мало заметно, а для низковольтной лампы оно уменьшится почти вдвое. Поэтому важно размещать пускорегулирующие устройства максимально близко к таким лампам.

Расчет потерь напряжения выполняется следующим образом:

∆U = (P∙r0+Q∙x0)∙L/ Uн

P — активная мощность, Вт.

Q — реактивная мощность, Вт.

r0 — активное сопротивление линии, Ом/м.

x0 — реактивное сопротивление линии, Ом/м.

Uн – номинальное напряжение, В. (оно указывается в характеристиках электроприборов).

L — длинна линии, м.

Ну а если попроще для бытовых условий:

R – сопротивление кабеля, рассчитывается по известной формуле R=ρ*l/S ;

I – сила тока, находят из закона Ома;

Допустим, у нас получилось, что I =4000 Вт/220 В =18,2 А.

Сопротивление одной жилы медного провода длиной 20 м и площадью 1,5 мм кв. составило R =0,23 Ом. Суммарное сопротивление двух жил равняется 0,46 Ом.

Тогда ΔU =18,2*0,46=8,37 В

В процентном соотношении

8,37*100/220=3,8%

На длинных линиях от перегрузок и коротких замыканий устанавливают с тепловыми и электромагнитными расцепителями.

При устройстве домашней электросети важно правильно подобрать провода.

Материал и диаметр жил должны соответствовать нагрузке, иначе случится перегрев с последующим расплавлением изоляции, затем короткое замыкание и пожар.

Методика подбора изложена в данной статье, тема которой - по мощности: таблица.

Пропускная способность токопроводящей жилы характеризуется предельно допустимой плотностью тока.

Последняя определяется как отношение в проводнике к его . Единица измерения - А/кв. мм (ампер на квадратный миллиметр).

Но поскольку сила тока увязана с мощностью и напряжением (W = U * I) , а напряжение является постоянным, то сечение проводов удобнее подбирать по мощности потребителя. Ведь именно этот параметр обычно указывается в паспорте или на шильдике.

Ошибиться при выборе провода в сторону увеличения не страшно: это приведет лишь к неоправданным материальным затратам. Ошибка в другую сторону обходится дороже: из-за перегрева плавится изоляция, что приводит к утечкам тока с последующим коротким замыканием и пожаром.

Тип и параметр линии

Предельно допустимая плотность тока для проводника зависит от 3-х факторов:

материала токопроводящих жил;
способа прокладки (наружная/скрытая);
числа фаз, на которое рассчитан потребитель.

От материала зависит электрическое сопротивление жилы, а значит и количество выделяющегося при протекании тока тепла. Наименьшим сопротивлением обладает электротехническая медь. У алюминия этот параметр в 1,73 раза выше. Из-за этого предельно допустимая плотность тока для алюминиевых проводов в 1,73 раза ниже, чем для медных.

От способа прокладки зависит интенсивность теплоотвода. При открытом типе, провода остывают лучше, чем помещенные в рукав, короб или штробу, потому допустимую плотность тока для них увеличивают.

Варианты кабелей

Влияние фазности состоит в следующем: при равной мощности однофазные и трехфазные приборы потребляют разные токи. Поэтому допустимая плотность тока для разного числа фаз отличается.

Говоря о допустимой плотности тока, различают две величины:

Краткосрочно допустимую: такую плотность тока, проводник способен выдержать без перегрева в течение ограниченного периода. Подобные перегрузки возникают, например, при пуске электродвигателя.
Длительно допустимую: ток с такой плотностью, жила проводит сколь угодно долго, не подвергаясь перегреву.

Согласно ПУЭ, длительно допустимая плотность тока на 40% меньше краткосрочно допустимой.

Учитывается и назначение линии. Электросеть делится на две части:

осветительная;
силовая.

Силовую линию рассчитывают, исходя из нагрузки.

Последнее издание «Правил устройства и подключения электроустановок» (ПУЭ) запрещает применять алюминиевые провода в жилых помещениях.

Мощность

Для линии, питающей один электроприбор, подбор сечения не составляет труда, необходимо просто заглянуть в и найти поперечное сечение жилы, соответствующее известным:

мощности;
фазности;
способу прокладки.

Так подбирается провод для прокладки от распределительного щита к бойлеру или кондиционеру либо от распределительной коробки к одной из розеток.

Иначе обстоят дела при подключении к одной линии нескольких потребителей. К примеру, проводом запитана розеточная группа из нескольких точек, в которые включаются холодильник, микроволновка, электрообогреватель и телевизор.

Если просто суммировать их мощности, сечение провода получится завышенным, а сам он - неоправданно дорогим, ведь приборы эксплуатируются по-разному и не одновременно.

Поэтому при подсчете общей нагрузки на линию от нескольких потребителей применяют два коэффициента — одновременности и спроса.

Коэффициент одновременности (Ко)

Учитывает, что потребители обычно работают в разное время. Для разных групп потребителей ПУЭ назначает свой коэффициент одновременности. Вот, например, как он меняется в зависимости от числа подключенных к линии квартир:

Видно, что в случае с одной квартирой считается возможным синхронное включение всех приборов - коэффициент одновременности равен единице. Но с ростом числа квартир вероятность одновременного включения всех потребителей становится все меньшей, что отражается в снижении данного коэффициента.

Коэффициент спроса (Кс)

Учитывает длительность работы прибора. Некоторые из них работают постоянно, другие включаются изредка и на короткий период. К примеру, для телевизора коэффициент спроса равен единице, для пылесоса - 0,1. Данные для некоторых потребителей приведены в таблице:

На шильдике или в паспорте потребителей, имеющих в своем составе электродвигатель или трансформатор, указывается только полезная мощность (в ваттах). Потребляемая же мощность будет выше, поскольку часть ее тратится на преодоление реактивного сопротивления обмоток (реактивная мощность).

Для определения полной мощности полезную нужно разделить на cosϕ - эта величина также приводится в паспорте и на шильдике. Если она не указана, можно взять усредненное значение: cosϕ = 0,7. Полную мощность принято измерять в вольт-амперах (ВА).

Ток линии

Если таблица построена на токе нагрузки, а не мощности, сначала находят его по формуле I = W / U, где: W - мощность прибора в ваттах (Вт), U - напряжение в вольтах (В) и далее находят сечение. Мощность определяется с учетом поправочных коэффициентов, описанных выше.

Так например, при подключении обогревателя мощностью 1,1 кВт в цепи будет протекать ток силой I = 1100 / 220 = 5А.

Аппарат защиты

В бытовых электросетях применяют аппараты защиты трех видов.

Выключатель автоматический (ВА)

Разъединяет цепь, если сила тока в ней превысила допустимое значение.

Защищает участок сети от коротких замыканий и перегрузок.

По функции ВА аналогичен предохранителю, но в отличие от него, является многоразовым: после устранения неисправности, ставшей причиной отключения автомата, его снова приводят в рабочее состояние при помощи кнопки или переключателя.

ВА подбирают в соответствии с максимальным током, допускаемым для защищаемой цепи и зависящим от сечения проводов.

Выключатель дифференциального тока или устройство защитного отключения (УЗО)

Разъединяет цепь при утечках тока, то есть когда пользователь коснулся токоведущих частей либо если они из-за пробоя изоляции вступили в контакт с заземленным проводником - строительными конструкциями, корпусом прибора и т.д.

Отличаются двумя параметрами:

Номинальный ток. Это максимальный ток, который может протекать через данное УЗО, не повреждая его. Номинальный ток УЗО должен быть хотя бы на одну ступень выше номинального тока защищающего его (то есть установленного выше) ВА.
Чувствительность. Это минимальное значение тока утечки, вызывающее срабатывание УЗО.

По чувствительности УЗО делятся на следующие категории:

Противопожарные: имеют низкую чувствительность в 100, 300 или 500 мА, не обеспечивающую защиты от поражения электротоком. Через такие УЗО подключают, например, освещение в деревянных домах.
Защищающие от поражения электротоком людей и животных.

УЗО и диффавтомат

Последние делятся на две подгруппы с уставкой тока утечки:

10 мА: предназначены для потребителей в помещениях с повышенной влажностью;
30 мА: для потребителей в сухих помещениях.

Через такие УЗО подключаются потребители, способные стать причиной электротравмы. Для освещения и приборов вроде кондиционера, установленных в недоступном месте, они не требуются.

В продаже встречаются импортные УЗО с уставкой тока утечки 6 мА. Эта величина соответствует стандартам Евросоюза и США.

Чем выше чувствительность УЗО, тем больше вероятность ложных срабатываний (зависит от качества электроснабжения).

Дифференциальный автомат

Прибор «два в одном»: объединены . Меньше стоит и более компактен, чем два аппарата по отдельности.

Выбор проводника

Провода с алюминиевыми жилами имеют схожую маркировку - АВВГ. Они в быту сейчас не применяются, но иногда встречаются в старых домах.

Наиболее предпочтительны провода марки ВВГнг.

Приставка «нг» указывает на применение негорючей изоляции. Для прокладки за подвесным потолком, в конструкции пола или стены рекомендованы провода с пониженным дымовыделением. Они распознаются по буквам «лс» в маркировке.

Выбор в пользу медных проводов обусловлен следующими их преимуществами в сравнении с алюминиевыми:

низкое электрическое сопротивление: медные провода меньше греются и потому допускают более высокую плотность тока;
пластичность: медный провод может иметь сечение от 1,5 кв. мм и многократно сгибаться, тогда как алюминиевый после нескольких заворотов ломается, а минимальное сечение для него составляет 2,5 кв. мм.

Алюминиевые провода применяют в линиях электропередач, поскольку они мало весят и дешево стоят.

Сечение кабеля по мощности: таблица

В завершение приведем таблицу, отражающую зависимость требуемой площади сечения проводов от нагрузки, материала и способа прокладки.

Выбор сечения кабеля, мм 2
Открытая прокладка							Прокладка в трубе
Медь			Алюминий				Медь			Алюминий
Ток, А	Мощность, кВт		Ток, А	Мощность, кВт			Ток, А	Мощность, кВт		Ток, А	Мощность, кВт
Ток, А	220 В	380 В	Ток, А	220 В	380 В	*мм 2*	Ток, А	220 В	380 В	Ток, А	220 В	380 В
11	2,4	—	—	—	—	*0,5*	—	—	—	—	—	—
15	3,3	—	—	—	—	*0,75*	—	—	—	—	—	—
17	3,7	6,4	—	—	—	*1,0*	—	—	—	—	—	—
23	5,0	8,7	—	—	—	*1,5*	14	3,0	5,3	—	—	—
26	5,7	9,8	21	4,6	7,9	*2,0*	19	4,1	7,2	14	3,0	5,3
30	6,6	11	24	5,2	9,1	*2,5*	21	4,6	7,9	16	3,5	6,0
50	11	19	39	8,5	14	*6,0*	34	7,4	12	26	5,7	9,8

Правильный выбор сечения провода - это, прежде всего, вопрос безопасности. При этом желательно предусматривать запас на случай подключения новых электроприборов в будущем.

Кабельная продукция сейчас представлена на рынке в широком ассортименте, поперечное сечение жил составляет от 0,35 мм.кв. и выше, в данной статье будет приведен пример расчета сечения кабеля .

Для расчёта сопротивления проводника вы можете воспользоваться калькулятором расчета сопротивления проводника .

Неправильный выбор сечения кабеля для бытовой проводки, может привести к таким результатам:

1. Погонный метр чересчур толстой жилы будет стоить дороже, что нанесет значительный "удар" по бюджету.

2. Жилы вскоре начнут нагреваться и будут плавить изоляцию, если будет выбран неподходящий диаметр проводника (меньший, чем необходимо) и это вскоре может привести к короткому замыканию или самовозгоранию электропроводки.

Чтобы не потратить средства впустую, необходимо перед началом монтажа электропроводки в квартире или доме, выполнить правильный расчет сечения кабеля в зависимости от силы тока, мощности и длины линии.

Расчет сечения кабеля по мощности электроприборов.

Каждый кабель имеет номинальную мощность, которую при работе электроприборов он способен выдержать. Когда мощность всех электроприборов в квартире будет превышать расчетный показатель проводника, то аварии в скором времени не избежать.

Рассчитать мощность электроприборов в квартире или доме можно самостоятельно, для этого необходимо выписать на лист бумаги характеристики каждого прибора отдельно (телевизора, пылесоса, плиты, светильников). Затем все полученные значения суммируются, а готовое число используется для выбора оптимального диаметра.

Формула расчета мощности имеет такой вид:

Pобщ = (P1+P2+P3+…+Pn)*0.8 , где: P1..Pn-мощность каждого электроприбора, кВт

Стоит обратить внимание на то, что число, которое получилось нужно умножить на поправочный коэффициент - 0,8. Обозначает этот коэффициент то, что одновременно будет работать только 80% из всех электроприборов. Такой расчет будет более логичным, потому что, пылесос или фен, точно не будет находиться в использовании длительное время без перерыва.

Пример расчета сечения кабеля по мощности указан в таблицах:

Для проводника с алюминиевыми жилами.

Для проводника с медными жилами.

Как видно из таблиц, свои данные имеют значения для каждого определенного вида кабеля , потребуется лишь найти ближайшее из значений мощности и посмотреть соответствующее сечение жил.

На примере расчет сечения кабеля по мощности выглядит так:

Допустим, что в квартире суммарная мощность всех приборов составляет 13 кВт. Необходимо полученное значение умножить на коэффициент 0,8, в результате это даст 10,4 кВт действительной нагрузки. Затем подходящее значение нужно найти в колонке таблицы. Ближайшая цифра 10,1 при однофазной сети (220В напряжение) и при трехфазной сети цифра 10,5. Значит останавливаем выбор сечения при однофазной сети на 6-милимметровом проводнике или при трехфазной на 1,5-милимметровом.

Расчет сечения кабеля по токовой нагрузке.

Более точный расчет сечения кабеля по току , поэтому пользоваться им лучше всего. Суть расчета аналогична, но в данном случает необходимо только определить какая будет токовая нагрузка на электропроводку. Сначала нужно рассчитать по формулам силу тока для каждого из электроприборов.

Средняя мощность бытовых электроприборов

Пример отображения мощности электроприбора (в данном случае ЖК телевизор)

Для расчета необходимо воспользоваться такой формулой, если в квартире однофазная сеть:

I=P/(U×cosφ)

Когда же сеть трехфазная, то формула будет иметь такой вид:

I=P/(1,73×U×cosφ) , где P - электрическая мощность нагрузки, Вт;

U - фактическое напряжение в сети, В;
cosφ - коэффициент мощности.

Следует учесть, что значения табличных величин будут зависеть от условий прокладки проводника. Мощность и токовые нагрузки будут значительно большими при монтаже открытой электропроводки, чем если прокладка проводки будет в трубе.

Полученное суммарное значение токов для запаса рекомендуется умножить в 1,5 раза, ведь со временем в квартиру могут приобретаться более мощные электроприборы.

Расчет сечения кабеля по длине.

Также можно по длине рассчитать сечение кабеля . Суть таких вычислений заключается в том, каждый из проводников имеет свое сопротивление, которое способствует потерям тока с увеличением протяженности линии. Необходимо выбирать проводник с жилами покрупнее, если величина потерь превысит 5%.

Вычисления происходят следующим образом:

Рассчитывается суммарная мощность всех электроприборов и сила тока.
Затем рассчитывается сопротивление электропроводки по формуле: удельное сопротивление проводника (p) * длину (в метрах).
Необходимо разделить получившееся значение на выбранное поперечное сечение кабеля:

R=(p*L)/S, где p — табличная величина

Следует обратить внимание на то, что должна длина прохождения тока умножаться в 2 раза, так как изначально ток идет по одной жиле, а назад возвращается по другой.

Производится расчет потери напряжения: сила тока умножается на рассчитанное сопротивление.
Далее определяется величина потерь: потери напряжения делятся на напряжение в сети и умножаются на 100%.
Анализируется итоговое число. Если полученное значение меньше 5%, то выбранное сечение жилы можно оставить, но если больше, то необходимо выбрать проводник более "толстый".

Таблица удельных сопротивлений.

Обязательно нужно производить расчет с учетом потерь по длине, если протягивается линия на довольно протяженное расстояние, иначе существует высокая вероятность выбрать сечение кабеля неправильно.