Итак, известная мощность каждого электроприбора в доме, известное количество осветительных приборов и точек освещения позволяют посчитать суммарную употребляемую мощность. Это не точная сумма, так как большинство значений для мощностей различных приборов являются усредненными. Поэтому к этой цифре стоит сразу добавить 5 % от ее значения.

Усредненные показания мощностей для распространенных электроприборов

И многие считают, что этого достаточно для подбора почти стандартных вариантов медного кабеля:

• сечение 0,5 мм2 для проводов на освещения точечных светильников;
• сечение 1,5 мм2 для проводов освещения для люстр;
• сечение 2,5 мм2 для всех розеток.

На уровне бытового использования электричества такая схема смотрится вполне приемлемой. Пока на кухне одновременно не решил включиться холодильник и электрический чайник, в то время как вы там же смотрели телевизор. Такой же неприятный сюрприз настигает вас, когда вы включаете в одну розетку кофеварку, стиральную машинку и микроволновку.

Тепловой расчет с использованием поправочных коэффициентов

Для нескольких линий в одном кабель-канале табличные значения максимального тока следует умножить на соответствующий коэффициент:

• 0.68 — для числа проводников от 2-х до 5 шт.
• 0.63 — для проводников от 7 до 9 шт.
• 0.6 — для проводников от 10 до 12 шт.

Коэффициент относится именно к проводам (жилам), а не к количеству проходящих линий. При расчете количества проложенных жил не берется во внимание нулевой рабочий провод или заземляющий провод. Согласно ПУЭ и ГОСТ 16442-80 они на нагрев проводов не влияют при прохождении нормальных токов.

Суммируя вышесказанное, получается, что для корректного и точного подбора сечения проводов необходимо знать:

1. Сумму всех максимальных мощностей электроприборов.
2. Характеристики сети: количество фаз и напряжение.
3. Характеристики материала для кабеля.
4. Табличные данные и коэффициенты.

При этом мощность не является основным показателем для отдельной линии кабеля или всей внутренней системы электроснабжения. При подборе сечения обязательно следует рассчитать максимальный ток нагрузки, а после сверить его с номинальным током автомата домашней сети.

Содержание:

Перед подключением нагрузки к сети важно убедиться в достаточной толщине жил питающего кабеля. В случае существенного превышения допустимой мощности возможно разрушение изоляции и даже самой жилы по причине её перегрева.

Прежде чем производить расчет сечения кабеля по мощности, следует вычислить сумму мощностей подключаемых электроприборов. В большинстве современных квартир основными потребителями являются:

• Холодильник 300 Вт
• Стиральная машина 2650 Вт
• Компьютер 550 Вт
• Освещение 500 Вт
• Электрочайник 1150 Вт
• Микроволновая печь 700 Вт
• Телевизор 160 Вт
• Водонагреватель 1950 Вт
• Пылесос 600 Вт
• Утюг 1750 Вт
• Всего 10310 Вт = 10,3 кВт

В сумме большинство современных квартир потребляют приблизительно 10 кВт. В зависимости от времени суток данный параметр может существенно снижаться. Однако при выборе сечения проводника важно ориентироваться на большую величину.

Необходимо знать следующее: расчет сечения кабеля для однофазных и трехфазных сетей различается. Но и в том, и в другом случае следует учитывать в первую очередь три параметра:

• Силу тока (I),
• Напряжение (U),
• Потребляемую мощность (P).

Также имеется несколько других переменных, их значение различается для каждого конкретного случая.

Расчет сечения провода для однофазной сети

Расчет сечения провода по мощности осуществляется при помощи следующей формулы:

I = (P × K и) / (U × cos(φ))

Где,

• I - сила тока;
• P - потребляемая мощность всех электроприборов в сумме;
• К и - коэффициент одновременности, обычно для расчетов принимается стандартное значение 0.75;
• U - фазное напряжение, оно составляет 220 (В), но может колебаться в пределах от 210 до 240 (В);
• Cos (φ) - для бытовых однофазных приборов данная величина неизменна и равняется 1.

При необходимости быстро рассчитать ток можно опустить значение cos (φ) и даже К и. Полученное значение будет отличаться в меньшую сторону (на 15 %) в случае применения формулы такого вида:

I = P / U

Найдя ток по расчетной формуле, можно смело приступать к выбору питающего кабеля. Точнее, его площади сечения. Существуют специальные таблицы, в которых представлены данные, позволяющие сопоставить величину тока, потребляемую мощность и сечение кабеля.

Данные сильно различаются для проводников, изготовленных из разных металлов. На сегодняшний день для квартирной электропроводки обычно используется только жесткий медный кабель , алюминиевый практически не применяется. Хотя во многих старых домах все линии проложены именно с применением алюминия.

Выбирается сечение медного кабеля по следующим параметрам:

Расчет сечения провода в квартире — Таблица

Часто случается, что в результате расчетов получается ток, находящийся между двумя значениями, представленными в таблице. В таком случае необходимо использовать ближайшее большее значение. Если в результате расчетов значение тока в одножильном проводе равно 25 (А), необходимо выбрать сечение 2,5 мм 2 и более.

Расчет сечения кабеля для трехфазной сети

Для расчета сечения питающего кабеля, используемого в трехфазной сети, необходимо воспользоваться следующей формулой:

I = P / (√3 × U × cos(φ))

Где,

• I - сила тока, по которой будет выбираться площадь сечения кабеля;
• U - фазное напряжение, 220 (В);
• Cos φ - угол сдвига фаз;
• P - показатель общей мощности всех электроприборов.

Cos φ в данной формуле очень важен. Так как непосредственно влияет на силу тока. Для различного оборудования он различен, чаще всего с этим параметром можно ознакомиться в технической сопроводительной документации, либо он указывается на корпусе.

Суммарная мощность потребителей находится очень просто: все мощности складываются, полученное значение используется для расчетов.

Отличительной особенностью выбора площади сечения кабеля для использования в трехфазной сети является то, что более тонкая жила может выдерживать большую нагрузку. Подбирается необходимое сечение по типовой таблице.

Выбор сечения кабеля для трехфазной сети — Таблица

Расчет сечения провода по мощности в трехфазной сети выполняется с применением такой величины, как √3 . Данное значение необходимо для упрощения внешнего вида формулы.

U линейное = √3 × U фазное

Таким образом при необходимости можно заменить произведение корня и фазного напряжения на напряжение линейное. Эта величина равна 380 (В) (U линейное = 380 В).

При выборе сечения кабеля, как для трехфазной сети, так и для однофазной, необходимо учитывать допустимый длительный ток . Данный параметр указывает на силу тока (измеряется в амперах), которую может выдерживать проводник в течение неограниченного количества времени. Определяется он по специальным таблицам, они имеются в ПУЭ. Для алюминиевых и медных проводников данные существенно различаются.

Допустимая длительность тока — Таблица

При превышении указанного в таблице значения проводник начинает нагреваться. Температура нагрева обратно пропорциональна силе тока.

Температура на определенном участке может увеличиваться не только из-за неправильно подобранного сечения, но и по причине плохого контакта. Например, в месте скрутки проводов. Довольно часто такое происходит в результате непосредственного контакта алюминиевых кабелей и медных. Поверхность металлов окисляется, покрывается оксидной пленкой, что существенно ухудшает контакт. В этом месте кабель нагревается.

В теории и практике, выбору площади поперечного сечения провода по току (толщине) уделяется особое внимание. В данной статье, анализируя справочные данные, познакомимся с понятием «площадь сечения».

Расчет сечения проводов.

В науке не используется понятие «толщина» провода. В литературных источниках используется терминология - диаметр и площадь сечения. Применимо к практике, толщина провода характеризуется площадью сечения .

Довольно легко рассчитывается на практике сечение провода . Площадь сечения вычисляется с помощью формулы, предварительно измерив его диаметр (можно измерить с помощью штангенциркуля):

S = π (D/2)2 ,

• S - площадь сечения провода, мм
• D- диаметр токопроводящей жилы провода. Измерить его можно с помощью штангенциркуля.

Более удобный вид формулы площади сечения провода:

S=0,8D.

Небольшая поправка - является округленным коэффициентом. Точная расчетная формула:

В электропроводке и электромонтаже в 90 % случаях применяется медный провод. Медный провод по сравнению с алюминиевым проводом, имеет ряд преимуществ. Он более удобен в монтаже, при такой же силе токе имеет меньшую толщину, более долговечен. Но чем больше диаметр (площадь сечения ), тем выше цена медного провода. Поэтому, несмотря на все преимущества, если сила тока превышает значение 50 Ампер, чаще всего используют алюминиевый провод. В конкретном случае используется провод, имеющий алюминиевую жилу 10 мм и более.

В квадратных миллиметрах измеряют площадь сечения проводов . Наиболее чаще всего на практике (в бытовой электрике), встречаются такие площади сечения: 0,75; 1,5; 2,5; 4 мм.

Существует иная система измерения площади сечения (толщины провода) - система AWG, которая используется, в основном в США. Ниже приведена таблица сечений проводов по системе AWG, а так же перевод из AWG в мм.

Рекомендовано прочитать статью про выбор сечения провода для постоянного тока. В статье приведены теоретические данные и рассуждения о падении напряжения, о сопротивлении проводов для разных сечений. Теоретические данные сориентируют, какое сечение провода по току наиболее оптимально, для разных допустимых падений напряжения. Также на реальном примере объекта, в статье о падении напряжения на трехфазных кабельных линиях большой длины, приведены формулы, а также рекомендации о том, как уменьшить потери. Потери на проводе прямо пропорциональны току и длине провода. И являются обратно пропорциональными сопротивлению.

Выделяют, три основные принципа, при выборе сечения провода .

1. Для прохождения электрического тока, площадь сечения провода (толщина провода), должна быть достаточной. Понятие достаточно означает, что когда проходит максимально возможный, в данном случае, электрический ток, нагрев провода будет допустимый (не более 600С).

2. Достаточное сечение провода, что бы падение напряжения не превышало допустимого значения. В основном это относится к длинным кабельным линиям (десятки, сотни метров) и токам большой величины.

3. Поперечное сечение провода, а также его защитная изоляция, должна обеспечивать механическую прочность и надежность.

Для питания, например люстры, используют в основном лампочки с суммарной потребляемой мощностью 100 Вт (ток чуть более 0,5 А).

Выбирая толщину провода, необходимо ориентироваться на максимальную рабочую температуру. Если температура будет превышена, провод и изоляция на нем будут плавиться и соответственно это приведет к разрушению самого провода. Максимальный рабочий ток для провода с определенным сечением ограничивается только максимально его рабочей температурой. И временем, которое сможет проработать провод в таких условиях.

Далее приведена таблица сечения проводов, при помощи которой в зависимости от силы тока , можно подобрать площадь сечения медных проводов. Исходные данные - площадь сечения проводника.

Максимальный ток для разной толщины медных проводов. Таблица 1.

Выделены номиналы проводов, которые используются в электрике. «Один двужильный» - провод, имеющий два провода. Один Фаза, второй - Ноль - это считается однофазное питание нагрузки. «Один трехжильный» - используется при трехфазном питании нагрузки.

Таблица помогает определиться, при каких токах, а также в каких условиях эксплуатируется провод данного сечения .

Например, если на розетке написано «Мах 16А», то к одной розетке можно проложить провод сечением 1,5мм. Необходимо защитить розетку выключателем на ток не более чем 16А, лучше даже 13А, или 10 А. Эту тему раскрывает статья «Про замену и выбор защитного автомата».

Из данных таблицы видно, что одножильный провод - означает, что вблизи (на расстоянии менее 5 диаметров провода), не проходит более никаких проводов. Когда два провода рядом, как правило, в одной общей изоляции - провод двужильный. Здесь более тяжелый тепловой режим, поэтому меньше максимальный ток. Чем больше собрано в проводе или пучке проводов, тем меньше должен быть максимальный ток отдельно для каждого проводника, из-за возможности перегрева.

Однако, эта таблица не совсем удобна с практической стороны. Зачастую исходный параметр - это мощность потребителя электроэнергии, а не электрический ток. Следовательно, нужно выбирать провод.

Определяем ток, имея значение мощности. Для этого, мощность Р (Вт) делим на напряжение (В) - получаем ток (А):

I=P/U.

Для определения мощности, имея показатель тока, необходимо ток (А) умножить на напряжение (В):

P=IU

Данные формулы используют в случаях активной нагрузки (потребители в жилых помещениях, лампочки, утюги). Для реактивной нагрузки в основном используется коэффициент от 0,7 до 0,9 (для работы мощных трансформаторов, электродвигателей, обычно в промышленности).

В следующей таблице предложены исходные параметры - потребляемый ток и мощность, а определяемые величины - сечение провода и ток отключения защитного автоматического выключателя.

Исходя из потребляемой мощности и тока - выбор площади поперечного сечения провода и автоматического выключателя.

Зная мощность и ток, в нижеприведенной таблице можно выбрать сечение провода .

Таблица 2.

Критические случаи в таблице выделены красным цветом, в этих случаях лучше перестраховаться, не экономя на проводе, выбрав более толстый провод, нежели указано в таблице. А ток автомата наоборот поменьше.

По таблице можно без труда выбрать сечение провода по току , или сечение провода по мощности . Под заданную нагрузку выбрать автоматический выключатель.

В данной таблице все данные приведены для следующего случая.

• Одна фаза, напряжение 220 В
• Температура окружающей среды +300С
• Прокладка в воздухе либо коробе (находится в закрытом пространстве)
• Провод трехжильный, в общей изоляции (провод)
• Используется наиболее распространенная система TN-S с отдельным проводом заземления
• В очень редких случаях потребитель достигает максимальную мощность. В таких случаях, максимальный ток может действовать длительно без отрицательных последствий.

Рекомендовано выбирать большее сечение (следующее из ряда), в случаях, когда температура окружающей среды будет на 200С выше, либо в жгуте будет несколько проводов. Это особо важно в тех случаях, если значение рабочего тока, приближено к максимальному.

В сомнительных и спорных моментах, таких как:

большие пусковые токи; возможное в будущем увеличение нагрузки; пожароопасные помещения; большие перепады температур (например, провод находится на солнце), необходимо увеличить толщину проводов. Либо же для достоверной информации, обратиться к формулам и справочникам. Но в основном, табличные справочные данные применимы для практики.

Также толщину провода можно узнать эмпирическим (полученным опытным путем) правилом:

Правило выбора площади сечения провода для максимального тока.

Нужную площадь сечения для медного провода , исходя из максимального тока, можно подобрать применяя правило:

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

Расчеты по этому правилу без запаса, поэтому полученный результат нужно округлить в большую сторону до ближайшего типоразмера. Например, нужен провод сечением мм , а ток 32 Ампер. Необходимо брать ближайший, конечно, в большую сторону - 4 мм. Видно, что данное правило вполне укладывается в табличные данные.

Следует заметить, что данное правило хорошо работает для токов до 40 Ампер. Если же токи больше (за пределами жилого помещения, такие токи на вводе) - нужно выбирать провод с еще большим запасом, и делить уже не на 10, а на 8 (до 80 А).

Это же правило и для поиска максимального тока через медный провод , если известна его площадь:

Максимальный ток равен площади сечения, умножить на 10.

Про алюминиевый провод.

В отличие от меди, алюминий хуже пропускает электрический ток. Для алюминия (провод такого же сечения , что и медный), при токах до 32 А, максимальный ток будет меньше, чем для меди на 20 %. При токах до 80 А алюминий пропускает хуже ток на 30%.

Эмпирическое правило для алюминия :

Максимальный ток алюминиевого провода равен площади сечения , умножить на 6.

Имея знания, полученные в данной статье, можно выбрать провод по соотношениям «цена/толщина», «толщина/рабочая температура», а также «толщина/максимальный ток и мощность».

Основные моменты про площадь сечения проводов освещены, если же что-то не понятно, либо есть, что добавить - пишите и спрашивайте в комментариях. Подписывайтесь в блоге СамЭлектрик, для получения новых статей.

К максимально току в зависимости от площади сечения провода, немцы относятся несколько иначе. Рекомендация по выбору автоматического (защитного) выключателя, расположена в правом столбце.

Таблица зависимости электрического тока защитного автомата (предохранителя) от сечения. Таблица 3.

Данная таблица взята из «стратегического» промышленного оборудования, возможно поэтому может создаться впечатление, что немцы перестраховываются.

В таблице приведены данные мощности, тока и сечения кабелей и проводов , для расчетов и выбора кабеля и провода , кабельных материалов и электрооборудования.

В расчете применялись данные таблиц ПУЭ, формулы активной мощности для однофазной и трехфазной симметричной нагрузки.

Ниже представлены таблицы для кабелей и проводов с медными и алюминивыми жилами проводов.

Пример расчета сечения кабеля

Задача: запитать ТЭН мощностью W=4,75 кВт медным проводом в кабель-канале.
Расчет тока: I = W/U. Напряжение нам известно: 220 вольт. Согласно формуле протекающий ток I = 4750/220 = 21,6 ампера.

Ориентируемся на медный провод, потому берем значение диаметра медной жилы из таблицы. В колонке 220В - медные жилы находим значение тока, превышающего 21,6 ампера, это строка со значением 27 ампера. Из этой же строки берем Сечение токопроводящей жилы, равное 2,5 квадрата.

Расчет необходимого сечения кабеля по марке кабеля, провода

Кабель, по которому электричество заходит в квартиру - очень ответственный участок электропроводки. Именно на этот кабель ложится нагрузка от всех электроприборов, работающих в помещении. От параметров вводного кабеля зависит, сколько приборов и какой мощности может обслужить проводка в помещении. Рассмотрим ключевой параметр - сечение кабеля и способ его выбора.

Диаметр сечения - показатель мощности кабеля

Физические законы говорят о том, что от диаметра сечения проводника зависит максимальная величина тока, который способен провести через себя этот проводник без нагревания. Если попытаться провести ток более, чем граничная цифра, - это приведет к нагреву проводника, и чем больше ток и длительность «сеанса», тем выше температура.

Для квартирного абонента сказанное интерпретируется следующим образом.

Диаметр сечения кабеля означает максимально допустимое количество киловатт (кВт), которые можно потреблять в квартире. То есть, какие и сколько электроприборов могут работать одновременно. Чем больше диаметр, тем больше приборов можно использовать одновременно безо всяких опасений за жизнь и здоровье. Теоретически можно «повесить» на кабель и большую мощность, чем позволяет его диаметр. Но в таком случае неизбежен нагрев токопроводящей жилы, повреждение изоляции, а за ним эффекты перегорания, возгорания… воспламенения.

Поэтому к выбору сечения вводного кабеля необходимо подходить со всей серьезностью: ведь от него зависит как безопасность, так и удобство эксплуатации домашних электроприборов.

Алгоритм расчета сечения

Есть отработанная схема для вычисления сечения вводного кабеля, которой пользуются при проектировании. Она основана на постулате о том, что диаметр сечения вводного кабеля выбирается в зависимости от предполагаемой мощности всех приборов, работающих в квартире.

Этап 1: Инвентаризация

На первом этапе составляется список электроприборов, которые присутствуют в квартире. Предполагается, какая техника будет приобретена в перспективе и список дополняется. Предположения, конечно, лучше делать с запасом на долгосрочное будущее в разумных пределах. Каждому из приборов ставится в соответствие приблизительная потребляемая мощность.

Можно воспользоваться таблицей, в которой ориентировочно показан список типичных домашних электроприборов и их приблизительные потребляемые мощности.

Этап 2: Простая арифметика

Далее подсчитывается суммарная мощность нашего списка. Прибавляется приблизительная мощность, необходимая для освещения- в зависимости от размеров квартиры, предполагаемой интенсивности освещения, предполагаемого типа осветительных приборов.

Полученная цифра представляет собой оценку потребляемой мощности в квартире для того случая, если включены все приборы одновременно. Однако такая ситуация очень маловероятна, и поэтому в электротехнике принято считать, что одновременно включается максимум 75% из имеющейся техники. И полученная суммарная мощность умножается на коэффициент 0,75, а результирующая цифра берется за основу для вычисления сечения входного кабеля.

Этап 3: Логика и физика

В настоящее время жилы электрических кабелей выполняются из меди и алюминия. Существуют формульные соотношения, связывающие максимально допустимый ток (и, соответственно, мощность) для медного кабеля с диаметром его сечения. Для стандартных сечений медного кабеля существуют рассчитанные цифры допустимого тока и максимально допустимой мощности для переменного напряжения 220 В и 380 В. Следующая таблица предоставляет эти цифры в «удобоприменяемом» виде.

Допустим, что расчетная мощность всех приборов составила 12 кВт, а с коэффициентом 0,75 - 9 кВт. Получается, что необходимо выбрать кабель, для которого максимально допустимая мощность составит не менее 9 кВт. Для напряжения 220 В необходимо сечение диаметром 6 мм - оно способно пропустить ток 46 А и мощность 10,1 кВт. Для меньшего сечения из таблицы - 4 мм - предельно допустимый ток составляет 38 А, а мощность - 8,3 кВт. Это меньше, чем необходимо, поэтому кабель такого сечения не подойдет и остановиться следует на 6-миллиметровом сечении.

Если же выбрать кабель большего сечения, чем необходимо, то это обеспечит хороший задел на будущее (например, появление новой мощной бытовой техники) и запас на износ. Однако слишком превышать расчетную мощность тоже не следует: это отразится на стоимости вводного кабеля, да и вводный кабель может оказаться мощнее внутренней электропроводки , что не является разумным и безопасным.

Что еще необходимо

На входном кабеле нужно поставить автомат, которому будет поручено отключать электроснабжение в случае приближения тока к максимально допустимой отметке. Номинал автомата выбирается немного меньше, чем максимально допустимый ток через входной кабель: таким путем обеспечивается дополнительная степень защиты. В данном примере следует ставить автомат на 40 А.

Итак, параметры вводного кабеля требуют внимательного выбора. Ошибки грозят, к примеру, ситуацией «бутылочного горлышка» - когда вся домашняя электропроводка достаточно мощна, зато входной кабель не способен обеспечивать нужную мощность. Диаметр сечения вводного кабеля выбирается с учетом суммарной мощности электроприборов, которые будут эксплуатироваться в помещении. Для того чтобы все нюансы были учтены и вводный кабель служил долгие годы без всевозможных ЧП, лучше доверить реконструкцию электропроводки профессиональным электрикам.