Когда электрический ток протекает по кабелю, часть энергии теряется. Она уходит на нагрев проводников из-за их сопротивления, с уменьшением которого возрастает величина передаваемой мощности и допустимый ток для медных проводов. Наиболее приемлемым проводником на практике является медь, которая имеет небольшое электрическое сопротивление, устраивает потребителей по стоимости и выпускается в широком ассортименте.
Следующим металлом с хорошей проводимостью является алюминий. Он дешевле меди, но более ломкий и деформируется в местах соединений. Прежде внутридомовые отечественные сети были проложены алюминиевыми проводами. Их прятали под штукатурку и надолго забывали об электропроводке. Электроэнергия преимущественно уходила на освещение, и провода легко выдерживали нагрузку.
С развитием техники появилось множество электроприборов, которые стали незаменимы в быту и потребовали большего количества электричества. Потребляемая мощность возросла и проводка перестала с ней справляться. Теперь стало немыслимо делать электроснабжение квартиры или дома без расчета электропроводки по мощности. Провода и кабели выбираются так, чтобы не было лишних затрат, а они полностью справлялись со всеми нагрузками в доме.
Причина нагрева электропроводки
Проходящий электрический ток вызывает нагрев проводника. При повышенной температуре металл быстро окисляется, а изоляция начинает плавиться при температуре от 65 0 С. Чем чаще она нагревается, тем быстрее выходит из строя. По этой причине провода выбирают по допустимому току, при котором не происходит их перегрев.
Площадь сечения проводки
По форме провод выполняется в виде круга, квадрата, прямоугольника или треугольника. У квартирной проводки сечение преимущественно круглое. Шина медная устанавливается обычно в распределительном шкафу и бывает прямоугольной или квадратной.
Площади поперечных сечений жил определяются по основным размерам, замеряемым штангенциркулем:
- круг - S = πd 2 / 4;
- квадрат - S = a 2 ;
- прямоугольник - S = a * b;
- треугольник - πr 2 / 3.
В расчетах приняты следующие обозначения:
- r - радиус;
- d - диаметр;
- b, a - ширина и длина сечения;
- π = 3,14.
Расчет мощности в проводке
Мощность, выделяющаяся в жилах кабеля при его эксплуатации, определяется по формуле: P = I n 2 Rn,
где I n - нагрузочный ток, А; R - сопротивление, Ом; n - количество проводников.
Формула подходит при расчете одной нагрузки. Если к кабелю их подключено несколько, количество тепла рассчитывается отдельно для каждого потребителя энергии, а затем результаты суммируются.
Допустимый ток для медных многожильных проводов также рассчитывается через поперечное сечение. Для этого необходимо распушить конец, замерить диаметр одной из проволочек, посчитать площадь и умножить на их количество в проводе.
для разных условий эксплуатации
Сечения проводов удобно измерять в квадратных миллиметрах. Если грубо оценивать допустимый ток, мм2 медного провода пропускает через себя 10 А, при этом не перегреваясь.
В кабеле соседние провода греют друг друга, поэтому для него надо выбирать толщину жилы по таблицам или с поправкой. Кроме того, размеры берут с небольшим запасом в сторону увеличения, а после выбирают из стандартного ряда.
Проводка может быть открытой и скрытой. В первом варианте она прокладывается снаружи по поверхностям, в трубах или в кабель-каналах. Скрытая проходит под штукатуркой, в каналах или трубах внутри конструкций. Здесь условия работы более жесткие, поскольку в закрытых пространствах без доступа воздуха кабель нагревается сильней.
Для разных условий эксплуатации вводятся коэффициенты поправки, на которые следует умножать расчетный длительно допустимый ток в зависимости от следующих факторов:
- одножильный кабель в трубе длиной более 10 м: I = I n х 0,94;
- три в одной трубе: I = I n х 0,9;
- прокладка в воде с защитным покрытием типа Кл: I = I n х 1,3;
- четырехжильный кабель равного сечения: I = I n х 0,93.
Пример
При нагрузке в 5 кВт и напряжении 220 В сила тока через медный провод составит 5 х 1000 / 220 = 22,7 А. Его сечение составит 22,7 / 10 = 2,27 мм 2 . Этот размер обеспечит допустимый ток для медных проводов по нагреву. Поэтому здесь следует взять небольшой запас 15 %. В результате сечение составит S = 2,27 + 2,27 х 15 / 100 = 2,61 мм 2 . Теперь к этому размеру следует подобрать стандартное сечение провода, которое составит 3 мм.
Рассеивание тепла при работе кабеля
Проводник не может разогреваться от проходящего тока бесконечно долго. Одновременно он отдает тепло окружающей среде, количество которого зависит от разности температуры между ними. В определенный момент наступает равновесное состояние и температура проводника устанавливается постоянной.
Важно! При правильно подобранной проводке потери на нагрев снижаются. Следует помнить, что за нерациональный (когда провода перегреваются) также приходится платить. С одной стороны плата взимается за лишний расход по счетчику, а с другой - за замену кабеля.
Выбор сечения провода
Для типовой квартиры электрики особенно не задумываются о том, какие сечения проводки выбрать. В большинстве случаев используют такие:
- вводной кабель - 4-6 мм 2 ;
- розетки - 2,5 мм 2 ;
- основное освещение - 1,5 мм 2 .
Подобная система вполне справляется с нагрузками, если нет мощных электроприборов, к которым порой надо вести отдельное питание.
Отлично подходит для того, найти допустимый ток медного провода, таблица из справочника. В ней также приведены данные расчета при использовании алюминия.
Основой для выбора проводки является мощность потребителей. Если суммарная мощность в линиях от главного ввода P = 7,4 кВт при U = 220 В, допустимый ток для медных проводов составит по таблице 34 А, а сечение - 6 мм 2 (закрытая прокладка).
Кратковременные режимы работы
Максимально допустимый кратковременный ток для медных проводов при режимах работы с длительностью циклов до 10 мин и рабочими периодами между ними не более 4 мин приводится к длительному режиму работы, если сечение не превышает 6 мм 2 . При сечении выше 6 мм 2: I доп = I n ∙0,875/√Т п.в. ,
где Т п.в - отношение длительности рабочего периода к продолжительности цикла.
Отключение питания при перегрузках и коротких замыканиях определяется техническими характеристиками применяемых защитных автоматов. Ниже приведена схема небольшого щита управления квартиры. Питание от счетчика поступает на вводной автомат DP MCB мощностью 63 А, который защищает проводку до автоматов отдельных линий мощностью 10 А, 16 А и 20 А.
Важно! Пороги срабатывания автоматов должны быть меньше максимально допустимого тока проводки и выше нагрузочного тока. В таком случае каждая линия будет надежно защищена.
Как правильно выбрать вводной провод в квартиру?
Величина номинального тока на кабеле ввода в квартиру зависит от того, сколько подключено потребителей. В таблице приведены необходимые приборы и их мощность.
Силу тока по известной мощности можно найти из выражения:
I = P∙K и /(U∙cos φ), где K и = 0,75 - коэффициент одновременности.
Для большинства электроприборов, являющихся активной нагрузкой, коэффициент мощности cos φ = 1. У люминесцентных ламп, электродвигателей пылесоса, стиральной машины и др. он меньше 1 и его необходимо учитывать.
Длительно допустимый ток для приборов, приведенных в таблице, составит I = 41 - 81 А. Величина получается довольно внушительной. Всегда следует хорошенько подумать, когда приобретаешь новый электроприбор, потянет ли его квартирная сеть. По таблице для открытой проводки сечение входного провода составит 4-10 мм 2 . Здесь еще надо учитывать, как квартирная нагрузка повлияет на общедомовую. Возможно, что ЖЭК не позволит подключить столько электроприборов к стояку подъезда, где через распределительные шкафы под каждую фазу и нейтраль проходит шина (медная или алюминиевая). Их просто не потянет электросчетчик, который обычно устанавливается в щите на лестничной площадке. Кроме того, плата за перерасход нормы электроэнергии вырастет до внушительных размеров из-за повышающих коэффициентов.
Если проводку делать для частного дома, то здесь надо учитывать мощность отводящего провода от главной сети. Обычно используемого СИП-4 сечением 12 мм 2 может и не хватить для большой нагрузки.
Выбор проводки для отдельных групп потребителей
После того как выбран кабель для подключения к сети и для него подобран защищающий от перегрузок и коротких замыканий автомат ввода, необходимо подобрать провода для каждой группы потребителей.
Нагрузка разделяется на осветительную и силовую. Самым мощным потребителем в доме является кухня, где устанавливаются электроплита, стиральная и посудомоечная машины, холодильник, микроволновка и другие электроприборы.
Для каждой розетки выбираются провода на 2,5 мм 2 . По таблице для скрытой проводки он пропустит 21 А. Схема снабжения обычно радиальная - от Поэтому к коробке должны подходить провода на 4 мм 2 . Если розетки соединены шлейфом, следует учитывать, что сечению 2,5 мм 2 соответствует мощность 4,6 кВт. Поэтому суммарная нагрузка на них не должна ее превышать. Здесь есть один недостаток: при выходе из строя одной розетки, остальные также могут оказаться неработоспособными.
На бойлер, электроплиту, кондиционер и другие мощные нагрузки целесообразно подключать отдельный провод с автоматом. В ванную комнату также делается отдельный ввод с автоматом и УЗО.
На освещение идет провод на 1,5 мм 2 . Сейчас многие применяют основное и дополнительное освещение, где может потребоваться большее сечение.
Как рассчитать трехфазную проводку?
На расчет допустимого влияет тип сети. Если мощность потребления одинакова, допустимые токовые нагрузки на жилы кабеля для будут меньше, чем для однофазной.
Для питания трехжильного кабеля при U = 380 В применяется формула:
I = P/(√3∙U∙cos φ).
Коэффициент мощности можно найти в характеристиках электроприборов или он равен 1, если нагрузка активная. Максимально допустимый ток для медных проводов, а также алюминиевых при трехфазном напряжении указывается в таблицах.
Заключение
Для предупреждения перегрева проводников при длительной нагрузке следует правильно рассчитать поперечное сечение жил, от которого зависит допустимый ток для медных проводов. Если мощности проводника будет недостаточно, кабель преждевременно выйдет из строя.
Домовой 4 года назад
Если можно простыми словами к примеру холодильник, телевизор, а на тот калорифер - чтоб было понятно!
9 ответов:
BigSerg
4 года назад
Усреднённое значение длительной токовой нагрузки на провода принято считать 10 А на 1 кв.мм. медного провода. Исходя из этого считайте ток нагрузки по мощности - P=U*I(мошность(Вт)=ток(Ампер)*напряжение(Вольт)). Например электрический чайник мощностью 2,5 Квт. 2500Вт/220Вольт= 11,3Ампер. Значит выбираем провод 1,5 кв.мм.(ближайший по стандартному сечению в большую сторону)
Elden
3 года назад
Есть специальные таблицы по нагрузке на провода в зависимости от сечения и материала использования, вот пример такой таблицы (дал для сравнения кабель с медной жилой и алюминиевой):
Но лучше всего узнавать характеристику электропроводки от определённого производителя кабелей, так как есть несколько ГОСТов на изготовление проводки, как минимум отличаются в составе изоляции.
Как только вы получите характеристики определённого кабеля (в вышеуказанной таблице даны общие характеристики), вам нужно сравнить значение в характеристике проводки по мощности, выраженной в кВт и характеристики прибора, которого вы хотите подключить, с тем условием, что характеристика кабеля должна быть на 20-30% больше, чем характеристика прибора, а при постоянной нагрузке в одной сети нескольких приборов, высчитывается их суммарная мощность.
Так смотрим например из таблицы ваши предпочтения в электропроводке:
1,5 кв.мм - 4,1 кВт, для неё подойдёт холодильник 1,5 + телевизор 0,6 + кофеварка 2,5. Получается 4,6 кВт, больше, чем проводка, но кофеварка - это кратковременная нагрузка.
2,5 кв.мм - 5,9 кВт - к этому сечению ещё можно водонагреватель подключить в 1,5 кВт.
домовой
Сечение провода 1 квадрат - до 10 ампер
Сечение провода 1.5 квадрат - до 15 ампер
Сечение провода 2,5 квадрат - до 25 ампер соответственно.
Что понять проще нужно амперы умножить на 220 получаем максимальную нагрузку в ваттах - а мощность приборов можно прочитать в характеристиках или на корпусе электроприбора!
Сечение провода 2,5 квадрата выдержит нагрузку 25 ампер, умножаем на 220 получаем 5500 ватт, смотрим на электроприборы, например стиральная машина самсунг потребляет от 2000 до 2400 ватт и чайник 1050 ватт, вместе они потребляют максимум 3450 ватт, что смело выдержит провод сечением 2,5 квадрата который рассчитан на нагрузку 5500 ватт.
Это нагрузка для постоянной работы, а кратковременно, при условии подходящей защиты электропровод способен выдержать полторы, или даже две нормы!
reparcam
2 года назад
На личном опыте убедился, что чем тоньше провода, тем хуже их использование как для приборов, так и для самой разводки.
Сначала коснусь основных проблем, которые выползают при неправильном выборе проводки:
- На некоторых приборах не хватает мощности тока, это хорошо заметно на сварочном аппарате, чем тоньше провода, тем хуже им варить. Но также можно увидеть различие в свете лампочки, если подключить, допустим лампочку на 150 Ватт в проводку сечением 0,5 мм и 2,5 мм, то на 0,5 мм лампочка будет гореть потускнеет, чем на 2,5 мм.
- Чем тоньше провода и больше мощность используемого конечного прибора, тем сильнее они нагреваются, вплоть до того, что могут воспламениться. Зависит это от того (простым языком), что проводам труднее передать определённое количество тока, необходимое для потребления прибора. Это ка нагруженная узкая автомобильная дорога.
- Этот пункт выходит из 2 пункта, но коснусь его отдельно. Места соединения проводов при меньшем сечении быстрее окисляются и подгорают, так как проходя через них большие потоки мощности, чем рассчитанные по сечению, нагревают эти места быстрее, что приводит в последствии к плохому контакту. Ну а там, где контакт плохой, там есть вероятность сильного нагрева, вплоть до воспламенения изоляции и обгорания проводов.
Всегда надо использовать сечение проводов лишь то, которое подходит под мощность прибора!
Теперь приблизимся к вашему вопросу.
Сразу хочу предупредить, что провода одинакового сечения из одинакового материала могут отличаться по техническим характеристикам, хотя бы по тому, что медные провода (о которых вы спрашиваете в вопросе) могут быть как минимум двух вариантов - одножильный и многожильный.
В проводке квартиры используется одножильный медный провод ВВГ, именно о нём я и хотел рассказать.
Итак что такое ваши примеры:
Провода медные сечением 1 квадрат
Практически не используются в квартире, но могут быть подключены к светодиодной подсветки малой мощности, а также различных световых индикаторов.
Провода медные сечением 1,5 квадрата
Эти провода применяют для прокладки освещения в суммарном значении потребителей не более 4 кВт, т.е. считаете все лампочки по мощности и результат не должен превышать этого значения. Также их используют (я не рекомендую ставить их на те розетки, куда включаются много электроприборов) для подключения розеток одного прибора. Например отдельно светильники, телевизор, компьютер, пылесос, зарядные устройства и т.д., в которых мощность не выше 4 кВт. Конечно можно использовать и несколько приборов в одной розетке, но такие комбинации, как например: компьютер+пылесос+фен, достаточно опасные.
Провода медные сечением 2 квадрата
Это сечение практически не используется, я даже в продаже его не видел, поэтому не имеет смысла заострять на нём внимание.
Провода медные сечением 2,5 квадрата
А вот 2,5 квадрата - это рекомендуемая проводка в квартире (кроме как я упоминал выше - электроплиты). Это сечение подойдёт для подключения в одну розетку нескольких приборов сразу, но суммарно чтобы не превышало 5,8 кВт. Либо отдельных приборов, таких как:
- Холодильник
- Водонагреватель
- Стиральная машина
- Духовка
- Станки, работающие от двигателя не выше 4,5 - 5,0 кВт
Вообще, если говорить о распределении проводки по сечениям, то наглядно и быстро поймёте на этом рисунке (кстати на нём вытяжку засадили на 1,5 мм, я бы оставил 2,0 мм):
stalonevich
более года назад
Чтобы рассчитывать нагрузку, необходимо руководствоваться следующими правилами:
- 1 кв.мм выдерживает электрический ток силой до 10 ампер (А);
- нагрузка на медные провода другого диаметра изменяется прямо пропорционально: 1,5 кв.мм - до 15 А, 2 кв.мм - до 20 А, 2,5 кв.мм - до 25 А.
Но для характеристики бытовых приборов сила тока не указывается, на этикетках всегда можно найти другой параметр - мощность. Для перерасчета с силы тока на мощность стоит воспользоваться следующей формулой из школьного курса физики:
I = P/U либо P = I*U,
где I - сила тока (А), Р - мощность (Вт), U - напряжение в сети (В).
Напомню, что в нашей стране напряжение в электрической сети для бытового пользования 220 В.
При расчетах получается, что 10 А в сети 220 В:
Р = I*U = 10*220 =2200 Вт = 2,2 кВт
Соответственно для медных проводов с сечением 1,5 кв.мм максимальная мощность 3,3 кВт, 2 км.мм - 4,4 кВт, 2,5 кв.мм - 5,5 кВт.
Мощность прибора всегда указана на бирке бытового прибора либо в прилагаемых документах. Также эту информацию можно найти в интернете, набрав в поисковой запрос фразу: характеристики + название, марку и модель прибора. Альтернативный вариант (для грубых расчетов) таблица, где указана примерная мощность распространенных бытовых приборов :
Это я вам показал принцип самостоятельных ориентировочных расчетов. Также можно воспользоваться таблицей, показывающей допустимую силу тока и мощность на медные провода разного сечения в сети 220 В:
Но для точных расчетов этого недостаточно. Нужно учитывать сколько жил в кабеле, место его расположения (на воздухе или земле). Если нужно точно, тогда лучше пользоваться этой таблицей, показывающей допустимую силу тока (А) в медных проводах с изоляцией из поливинилхлоридного пластика (из документа ГОСТ 31996-2012 "Кабели силовые с пластмассовой изоляцией"):
Ким Чен Ын
Считаем в одной единице измерения, или в Вт (Ватт) или в кВт (киловатты).
Из которой видно что провод (медный) сечением 1,5 мм2 может пропустить через себя, ток в 19-ь Ампер, 4,1 кВт мощности.
2,5 мм2, 27Ампер и 5,9 кВт.
Напряжение в сети 220-ь Вольт.
Конечно при более точных расчётах надо и длину провода учитывать и даже какая это проводка наружная, или внутренняя.
Если хотите можно обойтись и без таблицы, взяв ориентировочный показатель 1мм2 медного провода = 10А.
Значит полтора квадрата 15-ь А и. т.д.
Допустим микроволновая печь 1400 Вт + электрочайник мощностью 1 200-и Ватт, холодильник 800Вт + утюг 1700 Вт.
Суммируем получаем цифру 5 100 Ватт, переводим в кВт, 5,1 кВт.
Смотрим в таблицу, такую нагрузку и даже с запасом выдержит медный провод сечением 2,5 квадрата.
Irischka
более года назад
Прежде всего, для правильного выбора провода нужно ориентироваться на допустимую токовую нагрузку, величину тока, которую способен пропускать провод в течение длительного времени.
Для того чтобы узнать эту величину необходимо суммировать мощность всех электроприборов, которые будут подключены к данной электропроводке.
Сориентироваться поможет таблица соотношения сечения провода к току и мощности. Медный провод в 1,5 мм2 справится с нагрузкой по мощности равную 4-м киловатт, при силе тока равной 19 ампер.
Провод сечением в 2,5-миллиметра выдержит почти 6 киловатт, а ток равный 27-ми ампер.
Вообще, принято брать за основу, что медный провод сечением в 1 мм2 рассчитан на ток равный 10 амперам.
Зная потребляемую мощность того или иного бытового прибора, можно рассчитать, какая именно нужна проводка исходя из вычисленной силы тока.
Для вычисления нужно воспользоваться формулой:
I = P/U,где Р-потребляемая мощность, U-напряжение питания, I-сила тока протекающего через провод.
Сделаем приблизительный расчет на примере телевизора, его мощность равна 200 ваттам.
200/220=0.9А Т.е.сила тока, который потечет по кабелю приблизительно равна 1 Амперу. Исходя из расчетов можно сделать вывод,что целесообразным будет применение кабеля сечением 1.5 мм.кв., т.к. сила тока укладывается в допустимые значения.
Но так как розетки могут использоваться многомодульные (встречала до пяти) и одновременно в них может быть подключено большое кол-во потребителей, то на практике медные провода с сечением в 1,5 мм. кв. чаще используются для подключения осветительных приборов (лампочки, выключатели),а
провода в 2,5 мм.кв. для розеток с бытовыми приборами, если же нужно подключить духовой шкаф, тогда уже не обойтись без проводов с сечением 4 мм.кв..
Владислав Владимирович
2 года назад
1 квадратный миллиметр - 2200 Ватт (2,2 Киловатт) (10 Ампер) Подключить можно любое из устройств, мощность которого не превышает этого значения. Например не критично подключить фен, компьютер, телевизор, видеоприставку, питание систем видонаблюдения, миксер... При определении мощностной характеристики устройства нужно в первую очередь ровняться на его паспортные данные, указываемые в паспорте-табличке (обычно наклеивается на прибор в незаметном месте)Провод сечением 1,5 обычно используется в освещения, хотя запас по мощности в осветительной линии он оставляет очень не плохой. К слову, максимально допустимую нагрузку на провод не стоит принимать за штатную, всегда должен оставаться запас по мощности, примерно процентов 10. В таком случае ваш провод ни когда не нагреется даже при длительном включении всех потребителей, особенно места соединений, которые являются самым слабым звеном в любой электросхеме.
Ниже представлена таблица соотношений площади сечения жилы, допустимого тока и мощности. Так вот это есть пиковые значения, отнимите от них 10 процентов и ваша проводка не перегреется при любом способе укладки - закрытая или открытая электропроводка.
Как вы заметили, значение тока и мощности для разного напряжения тоже разные. В вопросе не указано напряжение, поэтому привожу и для сети 220 Вольт и для сети 380 Вольт.
Так что же мы можем подключить в бытовой сети 220 Вольт на провод в -
- 1,5 квадрата - 3500 Ватт. Это может быть одновременно электрочайник в 2 Киловатта + Фен в 250 Ватт + миксер в 250 Ватт + утюг в 1 Киловатт.
- 2,5 квадрата - 5500 Ватт. Это Это может быть одновременно, все те же, электрочайник в 2 Киловатта + Фен в 250 Ватт + миксер в 250 Ватт + утюг в 1 Киловатт + телевизор в 500 Ватт + пылесос в 1400 Ватт.
Это как раз расчет мощности с запасом по возможностям провода.
Вы спросите, почему я не привел количество потребителей и их мощность для провода сечением в 2 квадрата? Да потому что основные сечения медных проводов это 0,75; 1; 1,5; 2,5; 4; 6; 10 квадратов. Не исключаю что для узкого назначения медный провод сечением в 2 кв. мм. и есть, но не в розничной продаже.
В вопросе подчеркивается "..своими словами.." но и тем не менее, так для ликбеза, приведу табличку соотношений мощности электроприборов к потребляемой силе тока, так будет легче соотнести имеющийся прибор, его мощность (или суммарную мощность нескольких приборов) потребляемый ими ток и соответствующее сечение медной жилы.
Видя эту табличку, и зная что 1 квадратный миллиметр провода выдерживает ток в 10 Ампер, мы легко можем рассчитать максимально возможную мощность для нашего провода.
Так например электрочайник мощностью 1500 Ватт, потребляет ток 6,8 Ампера. Выходит что для провода сечением в 1 квадрат, питать такой чайник будет не критично, даже с хорошим запасом по мощности. А вот для чайника мощностью в 2000 Ватт, провод того же сечения будет лежать уже в "красной зоне" по допустимой нагрузке, и постоянное применение его для этой цели недопустимо, нужно брать большего сечения.
При устройстве электропроводки необходимо заранее определить мощности потребителей. Это поможет в оптимальном выборе кабелей. Такой выбор позволит долго и безопасно эксплуатировать проводку без ремонта.
Кабельная и проводниковая продукция весьма разнообразна по своим свойствам и целевому назначению, а также имеет большой разброс в ценах. Статья рассказывает о важнейшем параметре проводки – сечении провода или кабеля по току и мощности, и как определить диаметр – рассчитать по формуле или выбрать с помощью таблицы.
Токонесущая часть кабеля выполняется из металла. Часть плоскости, проходящей под прямым углом к проводу, ограниченная металлом, называется сечением провода . В качестве единицы измерения используют квадратные миллиметры.
Сечение определяет допустимые токи , проходящие в проводе и кабеле. Этот ток, по закону Джоуля-Ленца, приводит к выделению тепла (пропорционально сопротивлению и квадрату тока), которое и ограничивает ток.
Условно можно выделить три области температур:
- изоляция остается целой;
- изоляция обгорает, но металл остается целым;
- металл плавится от высокой температуры.
Из них только первая является допустимой температурой эксплуатации. Кроме того, с уменьшением сечения возрастает его электрическое сопротивление , что приводит к увеличению падения напряжения в проводах.
Однако, увеличение сечения приводит к увеличению массы и особенно стоимости или кабеля.
Из материалов для промышленного изготовления кабельной продукции используют чистую медь или алюминий . Эти металлы имеют различные физические свойства, в частности, удельное сопротивление, поэтому и сечения, выбираемые под заданный ток, могут оказаться различными.
Узнайте из этого видео, как правильно подобрать сечение провода или кабеля по мощности для домашней проводки:
Определение и расчет жил по формуле
Теперь разберемся, как правильно рассчитать сечение провода по мощности зная формулу. Здесь мы решим задачу определения сечения. Именно сечение является стандартным параметром, по причине того, что номенклатура включает как одножильный вариант, так и многожильные. Преимущество многожильных кабелей в их большей гибкости и стойкости к изломам при монтаже. Как правило, многожильные изготавливают из меди.
Проще всего определяется сечение круглого одножильного провода, d – диаметр, мм; S – площадь в квадратных миллиметрах:
Многожильные рассчитываются более общей формулой: n – число жил, d – диаметр жилы, S – площадь:
Диаметр жилы можно определить, сняв изоляцию и замерив диаметр по голому металлу штангенциркулем или микрометром.
Плотность тока определяется очень просто, это число ампер на сечение . Существует два варианта проводки: открытая и закрытая. Открытая допускает большую плотность тока, за счет лучшей теплоотдачи в окружающую среду. Закрытая требует поправки в меньшую сторону, чтобы баланс тепла не привел к перегреву в лотке, кабельном канале или шахте, что может вызвать короткое замыкание или даже пожар.
Точные тепловые расчеты очень сложны, на практике исходят из допустимой температуры эксплуатации наиболее критичного элемента в конструкции, по которой и выбирают плотность тока.
Таким образом, допустимая плотность тока, это величина, при которой нагрев изоляции всех проводов в пучке (кабельном канале) остается безопасным, с учетом максимальной температуры окружающей среды.
Таблица сечения медного и алюминиевого провода или кабеля по току:
В таблице 1 приводится допустимая плотность токов для температур, не выше комнатной. Большинство современных проводов имеют ПВХ или полиэтиленовую изоляцию, допускающую нагрев при эксплуатации не более 70-90°C . Для «горячих» помещений плотность токов необходимо снижать с коэффициентом 0.9 на каждые 10°C до температур предельной эксплуатации проводов или кабеля.
Теперь о том, что считать открытой и что . является проводка, если она выполнена хомутами (шинкой) по стенам, потолку, вдоль несущего троса или по воздуху. Закрытая проложена в кабельных лотках, замурована в стены под штукатурку, выполнена в трубах, оболочке или проложена в грунте. Также следует считать проводку закрытой, если она находится в или . Закрытая охлаждается хуже.
Например, пусть в помещении сушилки градусник показывает 50°С. До какого значения следует уменьшить плотность тока медного кабеля, проложенного в этом помещении по потолку, если изоляция кабеля выдерживает нагрев до 90°C? Разница составляет 50-20 = 30 градусов, значит, нужно трижды использовать коэффициент . Ответ:
Пример подсчета участка проводки и нагрузки
Пусть подвесной потолок освещается шестью светильниками мощностью по 80 Вт каждый и они уже соединены между собой. Нам требуется подвести к ним питание, используя алюминиевый кабель . Будем считать проводку закрытой, помещение сухим, а температуру комнатной. Теперь узнаем, как посчитать по мощности медного и алюминиевого кабелей, для этого используем уравнение, определяющее мощность (сетевое напряжение по новым стандартам считаем равным 230 В):
Используя соответствующую плотность тока для алюминия из таблицы 1, найдем сечение, необходимое для работы линии без перегрева:
Если нам нужно найти диаметр провода, используем формулу:
Подходящим будет кабель АППВ2х1.5 (сечение 1.5 мм.кв) . Это, пожалуй, самый тонкий кабель, какой можно найти на рынке (и один из наиболее дешевых). В приведенном случае он обеспечивает двухкратный запас по мощности, т. е. на данной линии может быть установлен потребитель с допустимой мощностью нагрузки до 500 Вт, например, вентилятор, сушилка или дополнительные светильники.
Розетки на эту линию устанавливать недопустимо, так как в них может быть включен (а, скорее всего, и будет) мощный потребитель и это приведет к перегрузке участка линии.
Быстрый подбор: полезные стандарты и соотношение
Для экономии времени, расчеты обычно сводят в таблицы , тем более, что номенклатура кабельных изделий довольно ограничена. В следующей таблице приводится расчет сечения медного и алюминиевого проводов по потребляемой мощности и силе тока в зависимости от предназначения — для открытой и закрытой проводки. Диаметр получается как функция от мощности нагрузки, металла и типа проводки. Напряжение сети считается равным 230 В.
Таблица дает возможность быстро выбрать сечение или диаметр , если известна мощность нагрузки. Найденное значение округляется в большую сторону до ближайшего значения из номенклатурного ряда.
В следующей таблице сведены данные допустимых токов по сечениям и мощности материалов кабелей и проводов для расчета и быстрого выбора наиболее подходящих:
Устройство проводки, кроме всего прочего, требует навыков проектирования , что есть не у каждого, кто хочет ее сделать. Недостаточно иметь только хорошие навыки в электромонтаже. Некоторые путают проектирование с оформлением документации по каким-то правилам. Это совершенно разные вещи. Хороший проект может быть изложен на листках из тетрадки.
Прежде всего, нарисуйте план ваших помещений и отметьте будущие розетки и светильники. Узнайте мощности всех ваших потребителей: утюгов, ламп, нагревательных приборов и т. п. Затем впишите мощности нагрузок, наиболее часто потребляемых в разных помещениях. Это позволит вам выбрать наиболее оптимальные варианты выбора кабелей.
Вы удивитесь, сколько тут возможностей и какой резерв для экономии денег . Выбрав , подсчитайте длину каждой линии, которую вы ведете. Сложите все вместе, и тогда вы приобретете ровно то, что нужно, и столько, сколько нужно.
Каждая линия должна быть защищена своим (), рассчитанным на ток, соответствующий допустимой мощности линии (сумма мощностей потребителей). Подпишите автоматы , расположенные в , например: «кухня», «гостиная» и т. д.
Целесообразно иметь отдельную линию на все освещение, тогда вы сможете спокойно чинить розетку в вечернее время, не пользуясь спичками. Именно розетки чаще всего и бывают перегруженными. Обеспечивайте розетки достаточной мощностью – вы не знаете заранее, что вам придется туда включать.
В сырых помещениях используйте кабели только с двойной изоляцией! Используйте современные розетки («евро») и с заземляющими проводниками и правильно подключайте заземление. Одножильные провода, особенно медные, изгибайте плавно, оставляя радиус в несколько сантиметров. Это предотвратит их излом. В кабельных лотках и каналах провода должны лежать прямо , но свободно, ни в коем случае нельзя натягивать их, как струну.
В и должен быть запас в несколько лишних сантиметров. При прокладке нужно убедиться, что нигде нет острых углов, которые могут надрезать изоляцию. Затягивать клеммы при подключении необходимо плотно , а для многожильных проводов эту процедуру следует сделать повторно, у них есть особенность усадки жил, в результате чего соединение может ослабнуть.
Медные провода и алюминиевые «не дружат» между собой по электрохимическим причинам, непосредственно соединять их нельзя. Для этого можно использовать специальные клеммники или оцинкованные шайбы. Места соединений всегда должны быть сухими.
Предлагаем вашему вниманию интересное и познавательное видео, как правильно рассчитать сечение кабеля по мощности и длине:
Выбор проводов по сечению является главным элементом проекта электроснабжения любого масштаба, от комнаты, до больших сетей. От этого будет зависеть ток, который можно отбирать в нагрузку и мощность. Правильный выбор проводов также обеспечивает электро- и пожарную безопасность , и обеспечивает экономичный бюджет вашего проекта.
Капитальный ремонт это неизбежное мероприятие, которое предстоит сделать в любом жилом или хозяйственном помещении. Кроме внешних отделочных работ он предусматривает замену всех коммуникаций, в том числе и электропроводки, которую надо выбрать и купить. К сожалению, указанная на бирке или самом кабеле информация зачастую не соответствует действительности, хоть и на законных основаниях (в ГОСТах прописана допустимая погрешность) поэтому, чтобы обезопасить себя от покупки некачественного кабеля, надо знать как определить сечение провода.
Зачем надо уточнять сечения кабеля
На большинстве проводов и кабелей производитель обязан наносить маркировку, указывающую на их тип, количество токопроводящих жил и их сечение. Если провод промаркирован как 3х2,5 – это значит, что сечение провода по диаметру равно 2,5 мм². Фактические значения могут отличаться от указанных примерно на 30%, потому что некоторые виды проводки (в частности ПУНП) производятся по устаревшим нормам, допускающим погрешность на указанное количество процентов и в основном она появляется в меньшую сторону. В итоге, если использовать кабель меньшего сечения, чем расчетное, то для провода эффект будет примерно такой же, если бы тоненький полиэтиленовый шланг подключить к пожарному гидранту. Это может привести к опасным последствиям: перегреву электропроводки, оплавлению изоляции, изменению свойств металла. Поэтому, прежде чем сделать покупку, обязательно надо проконтролировать чтобы площадь поперечного сечения проводника не отличалась от той, что заявлена производителем.
Способы узнать реальный диаметр провода
Самый простой и точный метод измерить диаметр жилы провода – использовать специальные инструменты, такие как штангенциркуль или микрометр (электронный или механический). Чтобы измерение было точным измеряемый провод надо очистить от изоляции, чтобы инструмент за нее не цеплялся. Также надо осмотреть кончик провода, чтобы он был без перегибов – иногда они появляются если жила перекусывается тупыми кусачками. Когда диаметр измерен, можно приступать к вычислению площади сечения жилы провода.
Микрометр даст более достоверное значение, чем штангенциркуль.
В случае когда под рукой нет точного измерительного инструмента, есть еще один способ как узнать сечение – для него нужна будет отвертка (карандаш или любая трубка) и измерительная линейка. Также придется купить хотя бы один метр провода (хватит и 50 см, если только продадут такое количество) и снять с него изоляцию. Далее проволока наматывается плотно, без зазоров, на жало отвертки и длина намотанного участка замеряется линейкой. Полученная ширина намотки делится на количество витков и результатом будет искомый диаметр провода, по которому уже можно искать сечение.
Как проводить измерения подробно показано в этом видео:
Какие формулы надо использовать
Что такое сечение провода известно еще по азам геометрии или черчения – это пересечение объемной фигуры воображаемой плоскостью. По точкам их соприкосновения образуется плоская фигура, площадь которой вычисляется подходящими формулами. Жила провода чаще всего цилиндрической формы и в сечении дает круг, соответственно, поперечное сечение проводника можно рассчитать по формуле:
S = ϖ R²
R – радиус круга, равен половине диаметра;
ϖ = 3,14
Есть провода с плоскими жилами, но их мало и площадь сечения на них находить гораздо проще – просто перемножить стороны.
Чтобы получить более точный результат надо иметь в виду:
- Чем больше витков (их должно быть не меньше 15) накрутить на отвертку, тем точнее получится результат;
- Расстояний между витками быть не должно, из-за зазора погрешность будет выше;
- Нужно сделать несколько замеров, каждый раз меняя его начало. Чем их больше, тем выше точность расчетов.
Недостатком такого способа является то, что для замеров можно использовать проводники небольшой толщины, толстый кабель накрутить будет сложно.
Определяем сечение провода с помощью таблицы
Использование формул не дает гарантированного результата, да и как назло они забываются в самый нужный момент. Поэтому определение сечения лучше проводить согласно таблице, куда сведены результаты вычислений. Если получилось измерить диаметр жилы, то площадь сечения провода можно посмотреть в соответствующем столбце таблицы:
Если надо найти общий диаметр многопроволочной жилы кабеля, то придется отдельно вычислить диаметр каждого проводка, а полученные значения сложить. Дальше все делается так же, как и с однопроволочной жилой – результат находится по формуле или таблице.
При замерах сечения провода, его жила тщательно очищается от изоляции, так как не исключена возможность что ее толщина будет больше нормативной. Если в точности расчетов по каким-либо причинам есть сомнения, то лучше выбирать кабеля или провода с запасом мощности.
Чтобы приблизительно узнать сечение провода, который будет приобретаться, надо сложить мощности электрооборудования, что будет к нему подключено. Потребляемая мощность обязательно указывается в паспорте прибора. По известной мощности высчитывается суммарный ток, который будет протекать по проводнику, а исходя из него уже подбирается сечение.
Сечение проводника – это не все, на что нужно обращать внимание. Немаловажное значение имеет материал, из которого он изготовлен. Жила из меди или алюминия имеет определенный цвет и если он вызывает сомнение, то вероятно в целях экономии здесь производителем используется сплав металла. Это может привести к опасным последствиям, так как проводимость тока будет меньше, чем у заявленных металлов.
Сечение провода определяется только по диаметру токоведущей жилы. Некоторые покупатели ошибочно пытаются вычислить сечение по общему диаметру (жила+изоляция), отнимая от результата предполагаемую толщину изоляции. Так делать ни в коем случае нельзя, так как погрешность измерения будет чрезмерно высокой. Кроме того, в целях экономии металла производителем может быть сделана толще сама изоляция, и на вид изделие кажется вполне нормальным.
Сечение по ГОСТу или ТУ
Большой ассортимент электротехнических товаров способствует быстрому решению задач, которые связаны с электромонтажными работами. Качество этой продукции играет очень важную роль и все товары должны соответствовать требованиям ГОСТ.
Часто производители, желая сэкономить, находят лазейки чтобы отступать от требований ГОСТов и сами разрабатывают технические условия производства (ТУ) с учетом разрешенных погрешностей.
Как итог – рынок перенасыщен некачественным и дешевым товаром, который требуется перепроверять перед покупкой.
Если имеющиеся в торговых точках кабели подходящей стоимости не соответствуют заявленным характеристикам, единственное что можно сделать – приобрести провод с запасом по поперечному сечению. Резерв мощности никогда отрицательно не скажется качестве электропроводки. Также будет нелишним обратить внимание на продукцию от производителей, дорожащих своим именем – хоть она и стоит дороже, но это гарантия качества, а замена проводки делается не так часто, чтобы на ней экономить.
Сечение токоведущей части любого выпускаемого вида кабельной продукции является одним из самых важных его характеристик. При этом, если изоляционные свойства кабеля относятся больше к месту прокладки, типу монтажа и рабочему напряжению, то сечение - это величина, от которой напрямую зависит величина нагрузки на эту сеть, то есть мощность подключаемого оборудования. Этот параметр учитываться должен при организации и проектировании абсолютно любого типа проводки, будь то промышленные объекты или же частные жилые помещения. Для всех видов электрооборудования предусмотрены стандартные сечения проводов и кабелей. Оно измеряется в мм 2 и высчитывается по диаметру токоведущей жилы, так же как и площадь окружности.
Стандартный ряд сечений
Существует стандартный ряд сечений жил, выпускаемый заводами изготовителями кабельной продукции: 0,5; 0,75; 1; 1,5; 2,5; 4; 6; 10; 16; 25; 35; 50; 70; 95; 120; 150; 185; 240; 300; 400; 500; 625; 800; 1000; 1200; 1600 кв. мм. При этом максимальное сечение токопроводящей жилы может достигать 6000 мм.кв. (кабель КСВДСП-6000).
Важно отметить, что минимальная величина для алюминиевого кабеля составляет 2,5 мм 2 . Это связано с низкой прочностью данного металла, так как количество изгибов до момента преломления у него значительно меньше чем у меди, то есть он легко может сломаться в местах присоединения, во время монтажа.
Полезно знать
Для частных домов и квартир, где применяется линейное напряжение 0,4 кВ и соответственно фазное 220 В чаще всего применяется провод сечением от самого минимального значения: 2,5 - алюминий и 1,5 мм.кв. медь. В основном такие стандартные токоведущие жилы подходят для цепей освещения.
Все остальные сечения и соответственно их диаметры зависят от мощности и, естественно, тока в цепях бытового электрооборудования. Для определения сечения, необходимого для монтажа электропроводки ниже приведена таблица. По ней, зная суммарную мощность электрических приборов, подключаемых к данной сети, с легкостью можно найти нужный размер жил.
При этом рекомендуется все же выбирать сечение немного с запасом, то есть ближайшее большее стандартное значение. Например, напряжение в сети однофазное 220 Вольт и у владельца помещения есть необходимость запитать приборы мощностью, допустим, 7 кВт. Согласно таблице нет такой мощности, а есть 5,9 и 8,3 кВт. Для медной проводки понадобится кабель с сечением жилы 4 мм 2 . Если бюджет ограничен и стоит задача выполнить проводку из алюминия, то ближайший больший указный в таблице параметр будет 7,9 кВт, что соответствует жиле 6 мм 2 .
Также можно комбинировать провода разного сечения, например от вводного автомата до распределительной коробки больше, а потом когда происходит разводка по группам электропотребителей или же по светильникам, то можно проложить провод меньшего размера. Главное, нужно помнить о правилах , в случае появившейся такой необходимости.
На производстве мощности электрооборудования значительно выше чем в быту, да и напряжение в высоковольтных сетях это 6 кВ, 10 кВ, 35 кВ и т.д. Именно поэтому здесь стандартные сечения проводов и кабелей разнообразнее. Эта величина высчитывается с большим запасом, так как основные самые мощные приёмники электроэнергии — это электродвигатели, а они во время запуска могут усиливать ток в питающих их силовых цепях в 5–7 раз выше номинального.
Однако, для питания осветительной аппаратуры и цепей вторичной коммутации, осуществляемых контрольными кабелями, широко применяются всё те же провода 1,5–2,5 мм 2 и их вполне хватает.
Для силовых цепей 6 кВ часто применяется алюминиевая кабельная продукция от 120 мм 2 . Если такого сечения кабеля не хватает, то пускают две линии, подключенные параллельно друг другу, тем самым разделяя нагрузку на каждый из них. В быту такие приёмы нецелесообразны. Встречается для особо мощного оборудования монтаж цепей с четырьмя или даже шестью, параллельно подключенными проводниками.
Бывают случаи, когда и для низковольтных цепей необходимы кабели с довольно большим сечением жил, как, например, в случае организации сварочных работ.
Выбор сечения провода очень важен и индивидуален, поэтому на производстве этим занимаются целые проектировочные бюро или же отдельные компании, в состав которых входят опытные инженеры проектировщики.
