При проведении скрытой электрической проводки (будь то в трубах или внутри стен) расчетные значения нагрузки следует умножить на поправочный коэффициент 0,8. Это уменьшение учитывает особенности укладки и теплоотведения. При этом открытая электрическая проводка чаще всего осуществляется с использованием проводов диаметром не менее 4 квадратных миллиметров, что гарантирует необходимую механическую прочность.
Что такое сечение провода: сечение кабеля по мощности — таблица соотношений и как ею пользоваться
Вопрос выбора сечения кабеля часто волнует начинающих электриков и потребителей электрических услуг. Существует два основных подхода для расчета: вычисление сечения по току (нагрузке) или расчет сечения по мощности.
Расчет сечения кабеля по току
Расчет сечения кабеля по току основывается на максимальном значении тока, который может протекать через кабель без перегрева. Для определения этого значения необходимо рассчитать общую мощность всех электроприборов, которые могут потребляться одновременно в вашем доме. Мощность конкретного прибора, как правило, указана в его инструкции. Если инструкция недоступна, можно использовать ориентировочные значения мощности из следующей таблицы:
Таблица мощности бытовых электроприборов
| Наименование | кВт |
| Варочная панель | 1—2 |
| Встраиваемый духовой шкаф | 2—5 |
| Вытяжка кухонная | 0,14—0,25 |
| Компьютер | 0,4—1 |
| Кондиционер | 0,5—2,5 |
| Кофемашина | 0,5—1,2 |
| Микроволновая печь | 0,8—2 |
| Миксер | 0,2 |
| Посудомоечная машина | 3,5 |
| Пылесос | 1 |
| Мультиварка | 1—2 |
| Стиральная машина | 3,3 |
| Телевизор | 0,18 |
| Утюг | 1 |
| Фен | 0,8 |
| Холодильник с морозильной камерой | 0,2 |
| Электроплита | 3,3—8 |
| Освещение | 0,3-1,5 |
Для корректного расчета необходимо суммировать мощности только тех электроприборов, которые могут функционировать одновременно, что позволит вычислить максимальную мощность потребления. Например, максимальная нагрузка, вероятно, будет в вечернее время после работы, когда одновременно будут включены варочная панель, электроплита, компьютер, освещение, стиральная и посудомоечная машины. Суммируя мощности, учитывайте только эти приборы.
После этого мы получаем величину тока с использованием следующей формулы:
Формула для расчета силы тока в сети напряжением 220 В
P — активная мощность, вычисленная вами, в ваттах (Вт)
U — напряжение в вольтах (В)
фи — угол сдвига фаз между током и напряжением; для упрощенных расчетов для бытовых электроприборов этот параметр можно взять равным 1.
В случае невозможности точного прогнозирования числа одновременно работающих электроприборов, можно рассмотреть общую номинальную мощность всех приборов, добавив коэффициент спроса, который указывает на наиболее вероятное число рабочей нагрузки. Таким образом, формула модифицируется следующим образом:
Kс = 0,75
После того, как вы вычислите величину тока, следует обратиться к специализированной таблице, в которой приведены соотношения между силой тока и сечением кабеля. Если полученное значение тока не совпадает с табличными данными, выберите большее значение и ориентируйтесь на него.
Таблица соотношения тока и сечения медного кабеля
| Максимальный расчетный ток, А | 1,0 | 2,0 | 3,0 | 4,0 | 5,0 | 6,0 | 10,0 | 16,0 | 20,0 | 25,0 | 32,0 | 40,0 | 50,0 | 63,0 |
| Требуемое сечение жил медного провода, мм² | 0,17 | 0,33 | 0,52 | 0,67 | 0,84 | 1,0 | 1,7 | 2,7 | 3,3 | 4,2 | 5,3 | 6,7 | 8,4 | 10,5 |
| Диаметр жил провода, мм | 0,45 | 0,65 | 0,81 | 0,92 | 1,02 | 1,13 | 1,45 | 1,87 | 2,05 | 2,32 | 2,60 | 2,92 | 3,27 | 3,66 |
Как рассчитать сечение кабеля по мощности и разобраться, какие автоматы ставить в щиток
14 декабря 2022
Универсальная таблица
Если вам необходим однозначный ответ, начнем с таблицы сечений. В принципе, на вопрос «как выбрать правильное сечение» можно дать некий быстрый ответ — оно должно быть таким-то, и тут же указать таблицу. Однако я готов поспорить, что вас подобная краткость не устроит, и вы захотите разобраться в научных обоснованиях. Обычно читатели таких материалов проявляют пытливость, как и мы. Исходя из этого, давайте разберемся, есть о чем поговорить.
Если где-то не указано специальным образом, учтите, что все данные в данной статье касаются только медных проводов, так как именно такие вы и будете использовать.
Таблица, представленная ниже, содержит оптимальные соотношения между сечением провода, номиналами автоматов и допустимой нагрузкой на линию:
| Сечение провода |
Номинал автомата |
Нагрузка максимальная |
|---|---|---|
| 1.5 мм² | 10 A | 2.2 кВт |
| 2.5 мм² | 16 A | 3.5 кВт |
| 4.0 мм² | 25 A | 5.5 кВт |
| 6.0 мм² | 32 A | 7.0 кВт |
| 10 мм² | 50 A | 11 кВт |
Теперь давайте немного углубимся и поймем, почему данные таблицы сформированы именно так, как написано. Мы уделим внимание ключевым факторам, влияющим на выбор сечения провода и номинала автоматического выключателя, обсудим их взаимосвязь и возможные нюансы. Однако, как вы увидите к концу статьи, отчасти эту таблицу придется воспринимать на веру, так как слишком много переменных, чтобы в конечном итоге сделать собственные расчеты и получить аналогичные значения, как в таблице. Учитывайте ее как проверенную отправную точку, а теперь давайте поговорим о научной базе.
Во-первых, необходимо определить мощность всей нагрузки
Таблицы, на которые опираются ответственные электрики — это хорошо, но имеет смысл точно рассчитать общую нагрузку конкретно для вашего проекта.
Считаем общую мощность потребителей энергии.
Для этого следует составить список всех электроприборов, которые будут использоваться, и сложить их паспортные данные по мощности. Если вы не знаете, сколько потребляет холодильник, стиральная машина или встроенный духовой шкаф, проще всего взять информацию из описаний товаров в интернет-магазинах.
Чтобы определить, какие автоматы стоит ставить и какое сечение провода выбрать, не обязательно брать общую мощность всех приборов в квартире или доме. Вы не собираетесь подключать все розетки через один кабель, поэтому у вас будут несколько отдельный групповых линий, распределенных по комнатам, назначению и допустимой мощности групп. Поэтому, вам необходимо поделить нагрузку на группы в соответствии с ограничениями автоматов. О них мы поговорим подробнее дальше в статье.
Примеры
Когда вы планируете обстановку кухни, всё выглядит достаточно очевидно: на ней будут холодильник, духовой шкаф, варочная панель, вытяжка, телевизор и розетки для мелких приборов. Сценарии их совместного использования легко предсказать.
Что касается спальни, то там может возникнуть определенная неясность, ведь в этом помещении не так много потребителей. Чаще всего, комнаты могут объединяться общей питающей линией, и необходимо будет оценить, какая нагрузка в них возможно появится. В спальне могут быть периодически включенные фены и пылесосы, а также компьютеры и телевизоры, работающие более часто и продолжительно. Просто представьте себе реалистичные сценарии, при которых одновременно будет использовано максимальное количество приборов, и используйте эту мощность в ваших расчетах.
Допустимый длительный ток для проводов с медными жилами
Допустимый длительный ток для проводов с медными жилами с резиновым изоляционным покрытием в металлических защитных оболочках, а также кабелей с медными жилами, изолированных резиной, свинцом, поливинилхлоридом, найрита, может быть как броневым, так и небронированным. Это очень важный аспект, который обеспечивает безопасность эксплуатации электрических систем.
* Указанные токи относятся к проводам и кабелям с нулевыми жилами и без них.
Допустимый длительный ток для кабелей с алюминиевыми жилами
Допустимый длительный ток для кабелей с алюминиевыми жилами с резиновым или пластиковым изоляционным покрытием в свинцовых, поливинилхлоридных и резинокабельных оболочках, может быть как в бронированном, так и небронированном исполнении. Эти характеристики также очень важны для правильного выбора проводов.
Примечание: Допустимые длительные токи для четырехжильных кабелей с пластиковым изоляционным покрытием на напряжение до 1 кВ могут быть взяты из этой таблицы как для трехжильных кабелей с учетом коэффициента 0,92.
Расчет сечения кабеля по длине
Первый шаг. Сначала необходимо определить номинальную силу тока в цепи:
I = Pсум / (U × cos ϕ)
- Pсум – суммарная мощность всех электроприборов;
- U – напряжение в сети;
- cos ϕ – коэффициент мощности, который показывает потери мощности (по умолчанию равен 0.95).
Второй шаг. Далее рассчитываются потери напряжения и сопротивление проводника:
- dU – потери напряжения, которые должны составлять не менее 1% (0.01) и не более 10% (0.1);
- I – сила тока.
Третий шаг. Выполняется расчет сечения проводника по следующей формуле:
- ρ – удельное сопротивление металлов: для меди это 0.0175, для алюминия – 0.028;
- L – длина проводника;
- R – сопротивление проводника.
Расчет по потребляемой мощности
Чтобы аккуратно оценить потребляемую мощность, вам необходимо создать таблицу, в которую попасть мощность всех электроприборов в доме или квартире, включая осветительные устройства. После этого все эти значения следует сложить и умножить на коэффициент одновременности.
Коэффициент одновременности, по умолчанию, для домов или квартир с количеством розеток более 20 составляет 0,8. Это означает, что одновременно будет работать 80% из всех имеющихся приборов. Если же в квартире от 10 до 20 розеток, в этом случае рекомендуется использовать коэффициент 0,9.
Если в доме предусмотрены мощные электроприборы нагрузки от 1,5 кВт (например, электрические котлы отопления), их следует подключать через отдельную линию.
После выполнения расчета мощности останется выбрать нужное сечение кабеля, используя таблицу, представленную ниже.
Расчет по токовой нагрузке
Допустимая токовая нагрузка — это величина тока, которую провод может пропускать в течение продолжительного времени. Для выполнения расчета необходимо определить суммарную мощность всех электроприборов (что мы сделали ранее) и рассчитывать силу тока по формуле.
Для сети с напряжением 220 В формула выглядит так: I = P/(U*cos φ), где:
- I – сила тока;
- P – суммарная мощность всех приборов (в Вт);
- U – напряжение сети;
- cos(φ) = 1 для бытовых электроприборов; это коэффициент мощности, который означет соотношение активной и реактивной составляющих нагрузки.
Для трехфазной сети 380 В, формула будет следующей: I = P/(1,73*U*cos φ).
Сечение провода можно узнать по таблице. Если расчетное значение не совпадает с табличным, в этом случае выбирается большее значение.
Таблица для расчета по мощности и допустимой токовой нагрузке для медных проводов:
Таблица для расчета по мощности и допустимой токовой нагрузке для алюминиевых проводов:
Стоит отметить, что расчет по допустимой силе тока считается более точным, поэтому рекомендуется руководствоваться именно им, а таблица подбора сечения по мощности может служить проверкой произведенных расчетов.
