Выбор мощности, тока и сечения проводов и кабелей

Выбор мощности, тока и сечения проводов и кабелей

Значения токов легко определить, зная номинальную мощность потребителей по формуле: I = P / 220. Зная суммарный ток всех потребителей и учитывая соотношение токовой нагрузки (разомкнутая проводка) допускается для провода на сечение провода:

• для медного провода 10 ампер на квадратный миллиметр,
• для алюминия 8 ампер на квадратный миллиметр вы можете определить, подойдет ли ваш существующий провод или вам нужно использовать другой.

При выполнении скрытой силовой разводки (в трубе или стене) указанные значения уменьшают умножением на поправочный коэффициент 0,8. Следует отметить, что открытую силовую разводку обычно проводят проводом сечением не менее 4 кв. Мм из расчета достаточной механической прочности.

Вышеуказанные соотношения легко запомнить и обеспечивают достаточную точность для использования с проволокой. Если вам необходимо более точно узнать допустимую длительную токовую нагрузку для медных проводов и кабелей, вы можете воспользоваться следующими таблицами.

В следующей таблице приведены данные по мощности, току и поперечному сечению материалов кабелей и проводов для расчетов и выбора средств защиты, материалов кабелей и проводов, а также электрического оборудования.

Медные жилы, проводов и кабелей

Алюминиевые жилы, проводов и кабелей

Допустимый длительный ток для проводов и шнуров с резиновой и поливинилхлоридной изоляцией с медными жилами.

Допустимый длительный ток для проводов с резиновой и поливинилхлоридной изоляцией с алюминиевыми жилами.

Допустимый длительный ток для проводов с медными жилами

Допустимый постоянный ток для проводов с медными жилами с резиновой изоляцией в металлической защитной оболочке и кабелей с медными жилами с резиновой изоляцией в свинцовой, ПВХ, нитритной или резиновой оболочке, армированной или нет.

* Токи относятся к проводам и кабелям с нулевой жилой и без нее.

Допустимый длительный ток для кабелей с алюминиевыми жилами

Допустимый постоянный ток для кабелей с алюминиевыми жилами с резиновой или пластмассовой изоляцией в свинцовой, ПВХ и резиновой оболочках, армированных или нет.

Примечание. Допустимые постоянные токи для четырехжильных кабелей с пластмассовой изоляцией на напряжение до 1 кВ можно выбрать по этой таблице, как для трехжильных кабелей, но с коэффициентом 0,92.

Сводная таблица сечений проводов, тока, мощности и характеристик нагрузки.

В таблице приведены данные, основанные на ПУЭ, для выбора сечений кабелей и проводов, а также номинальных и максимально возможных токов выключателей для однофазной бытовой нагрузки, наиболее часто используемой в быту.

Наименьшие допустимые сечения кабелей и проводов электрических сетей в жилых домах.

Рекомендуемое сечение силового кабеля в зависимости от потребляемой мощности:

• Медь, U = 220 В, однофазный, двухполюсный кабель

P, кВт	1	2	3	3.5	4	6	восемь
Я	4.5	9.1	13,6	15,9	18,2	27,3	36,4
Сечение жилы, мм2	1	1	1.5	2,5	2,5	4	6
Максимально допустимая длина кабеля на указанном сечении, м*	34,6	17,3	17,3	24,7	21,6	23	27

• Медный кабель, U = 380 В, трехфазный, трехполюсный

P, кВт	6	12	15	18	21 год	24	27	35 год
Я	9.1	18,2	22,8	27,3	31,9	36,5	41 год	53,2
Сечение жилы, мм2	1.5	2,5	4	4	6	6	10	10
Максимально допустимая длина кабеля на указанном сечении, м*	50,5	33,6	47,6	39,7	51	44,7	66,2	51

* размер поперечного сечения можно регулировать в соответствии с конкретными условиями прокладки кабеля

Мощность нагрузки в зависимости от номинального тока автоматического выключателя и сечения кабеля.

Наименьшие сечения токопроводящих жил проводов и кабелей в электропроводке.

	Сечение жилы, мм2
Дирижеры	медь	алюминий
Кабели для подключения бытовой техники	0,35	—
Кабели для подключения переносных и мобильных электроприемников на промышленных предприятиях	0,75	—
Скрученные биполярные кабели с многопроволочными жилами для фиксированной прокладки на роликах	1	—
Изолированные незащищенные кабели для внутренней стационарной проводки:
непосредственно на основаниях, на роликах, клешнях и тросах	1	2,5
на подносах, в ящиках (кроме слабослышащих):
для проводов, подключенных к винтовым зажимам	1	2
для проводов, соединенных пайкой:
одна линия	0,5	—
многопроволочный (гибкий)	0,35	—
на изоляторах	1.5	4
Изолированные незащищенные провода во внешней проводке:
на стенах, конструкциях или опорах на изоляторах;	2,5	4
слухи об авиакомпании
под навесом с колесами	1.5	2,5
Изолированные провода и кабели, не защищенные и не защищенные в трубах, металлических оболочках и заглушках	1	2
Защищенные изолированные кабели и провода для стационарной проводки (без труб, муфт и заглушек):
для проводов, подключенных к винтовым зажимам	1	2
для проводов, соединенных пайкой:
одна линия	0,5	—
многопроволочный (гибкий)	0,35	—
Защищенные и незащищенные провода и кабели, проложенные в закрытых или заглубленных каналах (в строительных конструкциях или под штукатуркой)	1	2

Как правильно определить сечение провода

С законченной теорией. Пора перейти к основному вопросу темы — как определить необходимое сечение токопроводящего проводника для различных условий эксплуатации электропроводки.

Есть несколько вариантов обретения желаемого результата.

Вы можете выбрать тот, который кажется более удобным или подходящим для конкретного случая.

Расчет через допустимую плотность тока

Из всего вышесказанного уже должно быть понятно, что основным ограничивающим фактором при выборе необходимого сечения является резистивный нагрев проводников, который может привести к оплавлению изоляции, коротким замыканиям, перегреву окружающих материалов вплоть до вероятности самопроизвольного возникновения горение.

То есть выбранное сечение провода должно исключать подобные явления.

Сделать точные теплотехнические расчеты очень сложно. Но специалисты уже многое сделали в этом направлении, поэтому вы можете использовать их лучшие практики.

В частности, они рассчитали безопасную плотность тока, которая не вызывает опасного нагрева проводника до температур, способных расплавить самую распространенную в наше время изоляцию из ПВХ или ПЭ.

Следовательно, для проводников в условиях кондиционированной температуры окружающей среды (+ 20 ℃) ​​эта плотность тока составляет:

Материал проволоки Оптимальная плотность тока, А / мм²

Расположение ремня безопасности	Открытым	Заблокированы
Алюминий	3.5	3
Медь	5	4

Сразу обсудим разницу между открытой и закрытой проводкой.

• Открытость встречается не так часто. Он укладывается вдоль стен или потолка на зажимах или изоляторах, может быть самонесущим по воздуху или удерживаться на опорном тросе. Шнуры питания, удлинители тоже можно отнести к открытой проводке, если, конечно, они не намотаны на катушки, катушки и т.д.
• Все остальное, по сути, представляет собой замкнутую проводку: размещается на трубопроводах, коробах или гофрированных трубах, встраивается в стены, под землей и т.д. Другими словами, в любой среде, где нет нормального рассеивания тепла. Исходя из этого критерия, участки, которые расположены в распределительных щитах и ​​распределительных коробках, тоже следует отнести к закрытой проводке — здесь тоже нет нормального теплообмена.

Выше не зря было установлено, что данные показатели действительны для комнатной температуры. Бывает, что проводку нужно прокладывать в помещениях с особым температурным режимом, то есть в которых поддерживается нагрев выше нормы (раздевалки, сушилки, теплицы и т.д.). В этом случае вносятся изменения в значение плотности допустимого тока: коэффициент 0,9 применяется через каждые 10 градусов температуры свыше + 20 ℃.

Например, на какой плотности тока следует ориентироваться, если вы планируете прокладывать медные кабели в кабельном канале для подключения нагревательного элемента в сушилке, в которой будет поддерживаться температура +50 ℃?

Согласно таблице, плотность тока G для медных проводов с покрытием составляет 4 А / мм².

Разница между температурной нормой и плановым режимом составляет

50-20 = 30 ℃.

То есть понижающий коэффициент нужно учитывать трижды. Но это значит не столько 0,9 × 3, сколько 0,9³:

G = 4 × 0,9 × 0,9 × 0,9 = 4 × 0,9³ = 4 × 0,729 = 2,92 А / мм²

На этот индикатор плотности нужно будет ориентироваться, чтобы обеспечить безопасную разводку в этих условиях.

Другой пример. Допустим, в уже обсужденных условиях проложена разводка для подключения двух нагревателей мощностью по 750 Вт каждый.

Общая мощность нагрузки на линию составляет:

P = 750 + 750 = 1500 Вт

Пересчитаем его в требуемый ток при напряжении 220 вольт:

I = P / U = 1500/220 = 6,8 А

Нормальная плотность тока для таких условий эксплуатации была нами рассчитана — 2,92 А / мм². То есть ничего не стоит рассчитать сечение медной жилы, которое обеспечит безопасную плотность:

S = I / G = 6,8 / 2,92 = 2,33 мм²

Естественно, полученное значение уменьшается до ближайшего, округленного в большую сторону. То есть для прокладки проводки в указанных условиях подойдет медный провод сечением 2,5 мм².

В принципе, тот же принцип можно использовать для расчетов для любого другого места. В том числе для линий, к которым предусмотрено подключение нескольких электроприборов разной мощности.

В этом случае полную мощность линии можно рассчитать следующим образом:

ΣP = (P₁ + Р₂ +… + Рₙ) × Кс × Кз

В скобках — мощность электроприборов, подключенных к линии, от 1 до n.

Kc — так называемый коэффициент спроса. Маловероятно, что все подключенные устройства в линии будут работать одновременно. То есть этот коэффициент учитывает вероятность их одновременного включения.

Расчет этого коэффициента — непростая задача, так как учитывает множество нюансов. Но поскольку наше издание предназначено для электриков-любителей, которые в своей работе, вероятно, ограничены своей небольшой жилой недвижимостью, задачу можно упростить. В частности: с двумя устройствами коэффициент оставляем равным единице. С трех-четырех — 0,8. С пяти до шести — 0,75. Большое количество потребителей на линии в доме или квартире вряд ли встретится, но на всякий случай, если вдруг… — коэффициент 0,7.

Кз — запас прочности. Значение не является обязательным. Но предусмотрительный хозяин может заранее подумать, что, возможно, через год-два к этой же линии придется подключить дополнительную нагрузку, о чем пока можно только догадываться. Так что есть смысл сразу поставить запас, взяв коэффициент, например, от 1,5 до 2,0. Но, повторяем, вопрос добровольный, и этот коэффициент можно полностью исключить из расчетов.

Еще один важный нюанс. Реальная мощность электрического устройства может быть выше номинальной мощности, указанной в паспорте. Это связано с понятиями активной и реактивной мощности.

Не будем вдаваться в физику этого явления, скажем только, что суммарная мощность для некоторых видов нагрузки рассчитывается по формуле:

Pп = Pn / cos

Пп — полная мощность;

Pn — номинальная мощность, указанная в паспорте;

cos φ — коэффициент мощности, равный косинусу угла φ — фазовый сдвиг тока и напряжения.

Такое смещение характерно для устройств с мощным электроприводом, с большой индуктивной нагрузкой (трансформаторы, индуктивности). Стоимость такого оборудования также указывается в паспорте изделия.

Номинальная мощность и значения cos на паспортной табличке асинхронного двигателя

В бытовых условиях такие устройства встречаются редко, но все же, если проведена линия, например, на питание мощного насоса, компрессора, электродвигателя, для сварочной станции, на этом показателе лучше не экономить.

А теперь вы можете попробовать произвести полный расчет с учетом всего вышеперечисленного. Для этого читателю предлагается онлайн-калькулятор.

В поля ввода программы необходимо ввести необходимые данные:

• Какая проводка будет использоваться: медная или алюминиевая, открытая или закрытая.
• Напряжение в намеченной линии.
• Если в помещении есть определенный температурный режим, это следует указать — выбирайте из предложенных вариантов. Нормальной считается температура окружающей среды ниже + 25 ℃: она первая в списке и учитывается по умолчанию.
• Также указывается мощность подключаемой нагрузки. Всего бывает до 6 разных агрегатов — для домашних условий обычно достаточно. В этом случае, если поле не заполнено, мощность считается равной нулю, то есть поле не учитывается.

Последние два поля позволяют учитывать нагрузку с любой составляющей реактивной мощности. Для этого помимо номинала необходимо указать значение cos. По умолчанию cos φ = 0, т.е как для нормальной резистивной нагрузки.

• В зависимости от количества устройств, подключенных к линии, алгоритм автоматически учитывает коэффициент спроса.
• Наконец, пользователь может установить запас мощности, увеличив коэффициент безопасности с 1 до 2 с шагом 0,1.

Результат расчета отобразится в квадратных миллиметрах сечения жилы провода (кабеля) с точностью до сотых. Конечно, после этого вам придется округлить до ближайшего стандартного размера.

Расчет требуемой площади проводника в поперечном разрезе в зависимости от силы тока

Опишем второй способ расчета.

Расчет площади поперечного сечения кабеля таким образом дает более надежные результаты расчетов, чем расчеты, основанные на требуемой потребляемой мощности.

Эти расчеты позволяют заранее предотвратить недостаточную мощность проводки, так как позволяют сравнить общую разовую мощность, необходимую всем потребителям, и допустимую мощность проводки. В результате появляется возможность проложить кабель достаточной мощности или с запасом, который защищает от коротких замыканий и ожогов проводки, а также позволяет использовать все электрооборудование без ограничений.

В результате таких расчетов оценивается влияние нескольких факторов на надежность проводки:

• повышение температуры от нагрева проволоки;
• качество кабельных материалов;
• условия эксплуатации;
• тип проводки.

Расчет состоит из трех этапов.

1. Расчет общей мощности всех электрических систем, которые будут подключены одновременно.
2. Определение силы тока в кабеле.
3. Выбор сечения провода по таблице.

Поправочные коэффициенты для второго метода расчета вводятся в модель в процессе добавления силы тока, вместо того, чтобы регулировать общую мощность, требуемую для всех случайных потребителей, как было продемонстрировано в первом методе.

Определение силы тока

Этот показатель измеряется в Амперах, его значение зависит от мощности сети в Ваттах и ​​от напряжения в Вольтах. Связь между указанными выше показателями выражается формулой:

I = P / Ul,

где это находится:

Io — текущая сила;

П — мощность;

Ul — линейное напряжение.

Важно! Следует различать однофазное и трехфазное напряжение, которое определяется типом кабеля для электропроводки.

Общая мощность регулируется с учетом того, что некоторые приборы являются реактивными. Корректировка производится по cosφ.

Исходя из расчетных формул определения суммарной мощности всех устройств, питаемых от сети, для одной фазы показатели напряжения умножаю�