Расчет сечения провода является очень важной составляющей качественной и надежной электропроводки. Ведь в эти расчеты закладываются потребляемая мощность электро оборудования и длительно допустимые токи, которые способен выдержать провод в нормальном рабочем режиме. К тому же все мы хотим иметь гарантию и быть уверенными в электро и пожаробезопасности электропроводки, поэтому расчет сечения провода является таким важным.
Давайте посмотрим, к чему же может привести неправильный выбор сечения провода.
В большинстве случаев электрики работающие сейчас на рынке в данной сфере услуг не утруждают себя выполнением вообще каких либо расчетов, а просто завышают или занижают сечение провода. Связано это как правило с тем, что они по прошествии длительного времени после окончания учебных заведений не помнят как это делается, так как полученные знания вовремя не закреплялись на практике. В большинстве своем этими знаниями обладает некоторая часть энергетиков и главных инженеров и то в силу того, что их знания изо дня в день эксплуатируются в данном направлении.
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.
Если сечение провода больше требуемого
Теперь, рассмотрим пример с завышенным сечением провода, выбранным больше чем требуется для оборудования. Про запас в народе даже поговорки всякие разные есть, не лишний мол он. В разумных приделах он действительно не лишний, но обойдется гораздо дороже требуемого. На приведённый в примере выше водонагреватель мощностью 3 кВт, по расчету, нам требуется сечение провода 2,5 мм 2 , смотрим по таблице 1.3.4 приведенной в ПУЭ (правила устройства электроустановок). А в нашем случае допустим был использован провод 6 мм 2 , стоимость этого провода буде в 2,5 раза выше чем 2,5 мм 2 , допустим 2,5 стоит 28 рублей, а 6 стоит 70 рублей за метр. Потребуется нам допустим 20 метров, в первом случае мы потратим 560 рублей, а во втором 1400 рублей, разница в деньгах очевидна. А представьте, если вы сделайте сделайте завышенными проводами всю квартиру, сколько денег в этом случае вы выкинете на ветер. Отсюда вопрос, а нужен ли вам такой запас?
Подводя промежуточные итоги, мы узнали что неправильный расчет сечения проводов имеет очень неприятные, а в некоторых случаях серьезные последствия, поэтому подходить к выбору сечения проводов просто необходимо правильно, грамотно и серьезно.
Формула расчета сечения провода
I расч =P/U ном
где I расч – расчетный ток,
P – мощность оборудования,
U ном – номинальное напряжение =220 вольт
Для примера рассчитаем электрический водонагреватель 3 кВт.
3 кВт = 3000 Вт, I расч =3000/220=13,636363..., округлим I расч =14 А
Существуют так же различные поправочные коэффициенты, по условиям среды и прокладки провода, а так же коэффициент повторно кратковременного включения. В большей степени эти коэффициенты имеют вес в трехфазных сетях 380 вольт на производстве, где присутствуют большие пусковые токи. А в нашем случае мы имеем бытовые электроприборы рассчитанные на напряжение 220 вольт, поэтому рассчитывать мы его не будем, но обязательно учтем и определим его средним значением равным 5 А и добавим к расчетному току.
В итоге I расч =14 +5=19 А,
используемый провод медный трехжильный (фаза, ноль, земля), смотрим по таблице.
Таблица сечения медных проводов по длительно допустимому току (ПУЭ таблица 1.3.4)
Если, значение находиться в интервале между двумя токами различных сечений, в нашем случае 15 А и 21 А, всегда берем большее. Расчетное сечение провода необходимое для подключения водонагревателя мощностью 3 кВт 2,5 мм 2 .
Итак, на приведенном в примере водонагревателе мощностью 3 кВт, мы произвели расчет сечения проводов, выяснили почему нельзя занижать и завышать сечение проводов. Научились определять длительно допустимые токи, а так же правильно выбирать сечение провода.
Аналогично по формуле также можно выполнить , благодаря чему вы достигните оптимальной освещенности не напрягающей зрение и качественное распределение светового потока.
Выполнив расчет сечения провода своими руками вы сэкономите:
- На закупке проводов, стоимость провода увеличивается с сечением. Например, 1 метр негорючего провода марки довольно неплохо зарекомендовавшего себя в монтаже внутренней электропроводки сечением 1,5 квадрата стоит 15 рублей, а такой же провод сечением 2,5 квадрата стоит 23 рубля, разница в 8 рублей с одного метра, со 100 метров это уже 800 рублей.
- На закупке устройств защиты автоматические выключатели, УЗО. Чем больше ток срабатывания устройства, тем больше цена. Например однополюсный автоматический выключатель на 16 Ампер стоит 120 рублей, а на 25 Ампер уже 160 рублей, разница в 40 рублей. Средний силовой щиток набирает порядка 12 автоматических выключателей с каждого по 40 рублей получится 480 рублей. Разница стоимости УЗО буде еще больше, порядка 200-300 рублей.
Выбору площади поперечного сечения проводов (иначе говоря, толщины) уделяется большое внимание на практике и в теории.
В этой статье попробуем разобраться с понятием “площадь сечения” и проанализируем справочные данные.
Расчет сечения провода
Строго говоря, понятие “толщина” для провода используется в разговорной речи, а более научные термины – диаметр и площадь сечения. На практике толщину провода всегда характеризуют площадью сечения.
S = π (D/2) 2 , где
- S – площадь сечения провода, мм 2
- π – 3,14
- D – диаметр токопроводящей жилы провода, мм. Его можно измерить, например, штангенциркулем.
Формулу площади сечения провода можно записать в более удобном виде: S = 0,8 D² .
Поправка. Откровенно говоря, 0,8 – округленный коэффициент. Более точная формула: π (1 /2) 2 = π / 4 = 0,785. Спасибо внимательным читателям;)
Рассмотрим только медный провод , поскольку в 90% в электропроводке и электромонтаже применяется именно он. Преимущества медных проводов перед алюминиевыми – удобство в монтаже, долговечность, меньшая толщина (при том же токе).
Подписывайтесь! Будет интересно.
Но с ростом диаметра (площади сечения) высокая цена медного провода съедает все его преимущества, поэтому алюминий в основном применяют там, где ток превышает значение 50 Ампер. В данном случае используют кабель с алюминиевой жилой 10 мм 2 и толще.
Площадь сечения проводов измеряется в квадратных миллиметрах. Самые распространенные на практике (в бытовой электрике) площади сечения: 0,75, 1,5, 2,5, 4 мм 2
Есть и другая единица измерения площади сечения (толщины) провода, применяемая в основном в США, – система AWG . На Самэлектрике есть и перевод из AWG в мм 2 .
По поводу подбора проводов – я обычно пользуюсь каталогами интернет-магазинов, вот пример медного . Там самый большой выбор, какой я встречал. Ещё хорошо, что всё подробно описывается – состав, применения, и т.д.
Рекомендую почитать также мою статью там много теоретических выкладок и рассуждений о падении напряжения, сопротивлении проводов для разных сечений, и какое сечение выбрать оптимальнее для разных допустимых падений напряжения.
В таблице одножильный провод – означает, что рядом (на расстоянии менее 5 диаметров провода) не проходит больше никаких проводов. Двужильный провод – два провода рядом, как правило, в одной общей изоляции. Это более тяжелый тепловой режим, поэтому максимальный ток меньше. И чем больше проводов в кабеле или пучке, тем меньше должен быть максимальный ток для каждого проводника из-за возможного взаимного нагрева.
Эту таблицу я считаю не совсем удобной для практики. Ведь чаще всего исходный параметр – это мощность потребителя электроэнергии, а не ток, и исходя из этого нужно выбирать провод.
Как найти ток, зная мощность? Нужно мощность Р (Вт) поделить на напряжение (В), и получим ток (А):
Как найти мощность, зная ток? Нужно ток (А) умножить на напряжение (В), получим мощность (Вт):
Эти формулы – для случая активной нагрузки (потребители в жилах помещениях, типа лампочек и утюгов). Для реактивной нагрузки обычно используется коэффициент от 0,7 до 0,9 (в промышленности, где работают мощные трансформаторы и электродвигатели).
Предлагаю вам вторую таблицу, в которой исходные параметры – потребляемый ток и мощность , а искомые величины – сечение провода и ток отключения защитного автоматического выключателя.
Выбор толщины провода и автоматического выключателя, исходя из потребляемой мощности и тока
Ниже – таблица выбора сечения провода, исходя из известной мощности или тока. А в правом столбце – выбор автоматического выключателя, который ставится в этот провод.
Таблица 2
| Макс. мощность,
кВт |
Макс. ток нагрузки,
А |
Сечение
провода, мм 2 |
Ток автомата,
А |
| 1 | 4.5 | 1 | 4-6 |
| 2 | 9.1 | 1.5 | 10 |
| 3 | 13.6 | 2.5 | 16 |
| 4 | 18.2 | 2.5 | 20 |
| 5 | 22.7 | 4 | 25 |
| 6 | 27.3 | 4 | 32 |
| 7 | 31.8 | 4 | 32 |
| 8 | 36.4 | 6 | 40 |
| 9 | 40.9 | 6 | 50 |
| 10 | 45.5 | 10 | 50 |
| 11 | 50.0 | 10 | 50 |
| 12 | 54.5 | 16 | 63 |
| 13 | 59.1 | 16 | 63 |
| 14 | 63.6 | 16 | 80 |
| 15 | 68.2 | 25 | 80 |
| 16 | 72.7 | 25 | 80 |
| 17 | 77.3 | 25 | 80 |
Красным цветом выделены критические случаи, в которых лучше перестраховаться и не экономить на проводе, выбрав провод потолще, чем указано в таблице. А ток автомата – поменьше.
Глядя в табличку, можно легко выбрать сечение провода по току , либо сечение провода по мощности .
А также – выбрать автоматический выключатель под данную нагрузку.
В этой таблице данные приведены для следующего случая.
- Одна фаза, напряжение 220 В
- Температура окружающей среды +30 0 С
- Прокладка в воздухе или коробе (в закрытом пространстве)
- Провод трехжильный, в общей изоляции (кабель)
- Используется наиболее распространенная система TN-S с отдельным проводом заземления
- Достижение потребителем максимальной мощности – крайний, но возможный случай. При этом максимальный ток может действовать длительное время без отрицательных последствий.
Если температура окружающей среды будет на 20 0 С выше, или в жгуте будет несколько кабелей, то рекомендуется выбрать большее сечение (следующее из ряда). Особенно это касается тех случаев, когда значение рабочего тока близко к максимальному.
Вообще, при любых спорных и сомнительных моментах, например
- возможное в будущем увеличение нагрузки
- большие пусковые токи
- большие перепады температур (электрический провод на солнце)
- пожароопасные помещения
нужно либо увеличивать толщину проводов, либо более детально подойти к выбору – обратиться к формулам, справочникам. Но, как правило, табличные справочные данные вполне пригодны для практики.
Толщину провода можно узнать не только из справочных данных. Существует эмпирическое (полученное опытным путем) правило:
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 мм 2 . Выбираем ближайший (естественно, в бОльшую сторону) – 4 мм 2 . Как видно, это правило вполне укладывается в табличные данные.
Важное замечание. Это правило работает хорошо для токов до 40 Ампер . Если токи больше (это уже за пределами обычной квартиры или дома, такие токи на вводе) – надо выбирать провод с ещё большим запасом – делить не на 10, а на 8 (до 80 А)
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”.
Вот в принципе и всё что хотел рассказать про площадь сечения проводов . Если что-то не понятно или есть что добавить – спрашивайте и пишите в комментариях. Если интересно, что я буду публиковать на блоге СамЭлектрик дальше – подписывайтесь на получение новых статей .
Таблица выбора защитного автомата для разного сечения проводов
Как видно, немцы перестраховываются, и предусматривают больший запас по сравнению с нами.
Хотя, возможно, это от того, что таблица взята из инструкции из “стратегического” промышленного оборудования.
По поводу подбора проводов - я обычно пользуюсь каталогами интернет-магазинов, вот пример медного . Там самый большой выбор какой я встречал. Ещё хорошо, что все подробно описывается - состав, применения, и т.д.
Хорошая советская книга на тему статьи:
/ Брошюра из Библиотеки электромонтера. Приведены указания и расчеты, необходимые для выбора сечений проводов и кабелей до 1000 В. Полезно для тех, кто интересуется первоисточниками., zip, 1.57 MB, скачан: 385 раз./
Как рассчитать кабель по току, напряжению и длине. , 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=U*I* 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=(P*K)/(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 мм². 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:
ΔU=I*R
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.
Если вы решили самостоятельно заменить или отремонтировать электропроводку, проложенную по дому, сперва необходимо ответить на вопрос: провод какого сечения понадобится для качественного выполнения этой работы. Правильно подобранный кабель не только прослужит вам много лет, но и убережет от массы проблем, основной из которых может стать перегрев проводки и, как следствие, короткое замыкание или пожар.
Выбор материала и сечения проводника может осуществляться двумя путями. Первый – «на глаз», которым пользуется большинство домашних электриков, и сводится который к произвольному выбору электропровода без учета предполагаемой нагрузки, силы потребляемого тока и других факторов. Второй – научный, в основе которого лежат математические расчеты, основанные на данных электротехники. У каждого металла, используемого в качестве жилы электропровода, свои специфические характеристики, и чтобы произвести качественные расчеты, необходимо их знать. Так, в медном проводе сечением 1 миллиметр плотность тока варьируется в пределах 6-10 ампер, а в алюминиевом – 4-6 ампер. С увеличением площади сечения возрастает и пропускная способность. Превышать эти показатели крайне не рекомендуется, поскольку провода не рассчитаны на большую силу тока и могут не выдержать нагрузки. Итак, для определения сечения кабеля по мощности рассчитайте общую суммарную мощность всех электроприборов, которые будут включены в сеть по одной линии. Расчет надо осуществлять с запасом, для этого полученную сумму умножьте на так называемый коэффициент одновременности – 1,2. Затем необходимо рассчитать силу тока, достаточную для работы приборов. Для этого разделите полученную общую мощность на напряжение вашей сети (обычно это 220 вольт). Получив искомое значение, можно без особого труда выбрать провод нужного сечения согласно нижеприведенной таблице правил устройства электроустановок. Расчет сечения кабеля по силе тока гораздо проще. Вам надо всего лишь взглянуть в специальную таблицу для того, чтобы сделать правильный выбор. Но следует помнить, что у этого метода есть своя особенность – сечение кабеля в скрытой проводке должно быть немного больше, нежели в открытой. Это обусловлено тем, что, находясь под нагрузкой без доступа воздуха, кабель будет нагреваться сильнее.
В завершении хочется отметить, что по общему правилу рекомендуется использование трехжильного провода, одна из жил которого будет использоваться для заземления. Владея этой и изложенной выше информацией, вы без особых проблем выберете кабель, способный выдержать нагрузку всех электроприборов, применяемых в вашем доме.
Большая часть стоимости материалов при замене электропроводки приходится на кабельную продукцию. При этом есть соблазн на ней сэкономить. Но необоснованное занижение сечения кабелей приводит к фатальным результатам, если по ним пойдет ток нагрузки, превышающий их пропускную способность. При прохождении электрического тока любой проводник нагревается. При достижении определенной температуры нагрева расплавляется изоляция, фазные и нулевые проводники соединяются между собой, происходит короткое замыкание и пожар.
Чтобы избежать этих неприятностей, перед началом монтажных работ производится расчет сечения кабеля. Он позволяет вычислить величину, которой будет достаточно для обеспечения безопасного функционирования вашего электрооборудования.
Исходные данные для расчета
Нам понадобится подсчитать суммарную электрическую мощность всех электроприборов в доме или квартире. Конечно, зарядными устройствами для мобильных телефонов можно пренебречь. При подсчете делается предположение, что вся нагрузка будет включена одновременно. Не думайте, что никогда не включите вместе микроволновую печь и чайник, если для их питания используется одна и та же розетка. Придет время – их включат через тройник.
Это относится и освещению. Нет гарантии, что всегда будете эксплуатировать только . Используйте в качестве эквивалента нагрузки для каждого светильника лампу накаливания в 60 – 75 Вт. Умножив эту мощность на общее количество светильников в доме, вы получите расчетную величину. Для загородного дома не забудьте о наружном освещении, перспективах его развития.
Обязательно предусмотрите бытовые приборы, которых у вас нет сейчас, но их приобретение планируется в будущем, например, посудомоечной машины или еще одного электронагревателя.
Если в доме установлен бойлер на 1,5 кВт, подумайте, не захотите ли вы в дальнейшем увеличить его мощность до 3 кВт.
Мощности имеющихся у вас электроприборов можно узнать из инструкций по эксплуатации. Если ее нет – прочитать на табличке, расположенной на корпусе прибора. Для ориентировочных расчетов используется таблица среднестатистических нагрузок.
Такая таблица, составленная вами самостоятельно для своего дома, поможет в дальнейших расчетах.
Расчет вводного кабеля
После подсчета суммарной мощности однофазных потребителей рассчитывается соответствующий ей ток по формуле:
где P – подсчитанная вами суммарная мощность, Вт;
U – напряжение сети, равное 220 В;
cos (φ) – коэффициент мощности, для бытовых приборов принимается равным единице;
Ки– коэффициент одновременности включения нагрузки, учитывающий, что ваши электроприборы вряд ли будут работать одновременно. Его точное значение трудно предугадать, поэтому для расчетов можно принять Ки = 0,75.
Для трехфазной нагрузки в сети напряжением 380 В ток подсчитывается по формуле:
Теперь можно узнать сечение вводного кабеля, по которому будет осуществляться питание квартиры или загородного дома. Для его выбора необходимо воспользоваться таблицей расчета сечений кабелей с поливинилхлоридной и полимерной изоляцией. Такую изоляцию имеют большинство изделий, использующихся для прокладки бытовых электропроводок. Для резиновой изоляции и сшитого полиэтилена нужна другая таблица, ее можно найти в ГОСТ 31996-2012.
| Кабели с медными жилами | ||||
| Сечение жилы, мм 2 | Допустимые токовые нагрузки | |||
| Одножильных | Многожильных | |||
| На воздухе | В земле | На воздухе | В земле | |
| 1,5 | 22 | 30 | 21 | 27 |
| 2,5 | 30 | 39 | 27 | 36 |
| 4 | 39 | 50 | 36 | 47 |
| 6 | 50 | 62 | 46 | 59 |
| 10 | 68 | 83 | 63 | 79 |
| 16 | 89 | 107 | 84 | 102 |
| 25 | 121 | 137 | 112 | 133 |
| 35 | 147 | 163 | 137 | 158 |
| 50 | 179 | 194 | 167 | 187 |
| 70 | 226 | 237 | 211 | 231 |
Кабели с алюминиевыми жилами |
||||
| Сечение жилы, мм 2 | Допустимые токовые нагрузки | |||
| Одножильных | Многожильных | |||
| На воздухе | В земле | На воздухе | В земле | |
| 2,5 | 22 | 30 | 21 | 28 |
| 4 | 30 | 39 | 29 | 37 |
| 6 | 37 | 48 | 37 | 44 |
| 10 | 50 | 63 | 50 | 59 |
| 16 | 68 | 82 | 67 | 77 |
| 25 | 92 | 106 | 87 | 102 |
| 35 | 113 | 127 | 106 | 123 |
| 50 | 139 | 150 | 126 | 143 |
| 70 | 176 | 184 | 161 | 178 |
| 95 | 217 | 221 | 197 | 214 |
Для того, чтобы определить допустимую нагрузку на четырехжильные и пятижильные кабели, данные из таблицы нужно умножить на коэффициент 0,93.
Применение алюминиевых проводов для монтажа электропроводок зданий запрещено с 2001 года. Но ввод питания в дом алюминиевым кабелем выполнить можно, если его сечение не менее 16 мм 2 .
Есть и ограничения для минимального сечения кабельных линий.
Расчет нагрузки и сечения кабелей групповой сети
Для дальнейших расчетов необходимо распланировать распределительную сеть в доме. Обычно вводной кабель идет до щитка, в котором устанавливается вводной автомат, электросчетчик и автоматические выключатели, питающие отдельные группы электроприемников. На эти группы нужно поделить все ваши розетки и светильники.
При этом стиральная машина, бойлер и электроплита должны питаться по отдельной кабельной линии и защищаться отдельным автоматом. Для подключения кухонных розеток обычно выделяют персональную линию. Остальную нагрузку можно разделить произвольным образом. Сети освещения лучше запитать отдельно исходя из того, что обычно для их питания не требуется сечения более, чем 1,5 мм 2 . Да и менять розетку при работающем освещении удобнее.
Теперь выбираем сечение кабелей персонально для каждой линии, подсчитав ее суммарный ток нагрузки по уже известным формулам. Попутно по этому току можно выбрать номинальные данные автоматических выключателей и УЗО для защиты линий от коротких замыканий и перегрузок.
Обязательно проверьте, сможете ли вы проложить кабели распределительной сети так, чтобы подключить к ним электроприемники отдельных групп. Так вы распланируете трассы прокладки и расположение соединительных коробок.
Как видите, расчет сечения кабелей выполняется комплексно одновременно с проектированием всей электропроводки. Теперь осталось подсчитать их суммарную длину, количество розеток, выключателей и соединительных коробок, купить все это и начинать монтаж.
Расчет сечения провода для распределительного щитка
Остается один элемент электросети, который нужно собрать самостоятельно. Это – распределительный щиток. Для соединения между собой элементов внутри него понадобятся провода.
Некоторые проводники должны иметь определенную окраску. Нулевые рабочие проводники (N) окрашиваются в голубой цвет, нулевые защитные (РЕ) – в желто-зеленый. Жилы соответствующего назначения в кабелях окрашены в такие же цвета. Применение их для других целей не допускается.
Применение алюминиевых проводников сечением ниже 16 мм 2 для сборки щитков запрещено.
Для определения номинального тока проводников необходимо пользоваться теми же формулами расчета, что и для кабелей, а сечение проводов можно выбрать из таблицы. Данные в ней применимы для проводов с поливинилхлоридной и резиновой изоляции, как для одножильных, так и многожильных.