Расчет электропроводки по мощности
Расчёт электропроводки в квартире своими силами
Вступление
Если вы ремонтируете, меняете, делаете новую электропроводку в квартире, нельзя обойти этап расчёта электропроводки. Этот расчёт даст требуемое сечение кабеля проводки и прояснит варианты защиты проводки.
Что включает расчёт электропроводки в квартире?
Давайте определимся, что включает полный расчёт электропроводки квартиры.
- Во-первых, это расчёт сечения кабеля или кабелей необходимого для проводки.
- Во-вторых, это вычисление длины необходимых кабелей.
- В третьих, это подбор номиналов автоматов и устройств защиты электропроводки.
Посмотрим подробно на каждый этап расчёта электропроводки подробно, но для начала выполним некоторые подготовительные работы.
Выбор типа проводки
На этом этапе вы должны определиться с типом электропроводки, а именно будет ли проводка скрытой или она будет открытой.
Скрытой электропроводкой считается проводка, монтируемая внутри строительных конструкций помещений. Иначе, скрытая проводка это проводка визуально не видимая глазу. При чём, невидимость распространяется не только на кабели, но и конструкции монтажа.
Например, кабель, уложенный в слой штукатурки в стене, считается скрытым, а кабель, уложенный в кабель канале плинтуса или кабель канале, относится к открытой проводке.
Открытой электропроводкой считается проводка визуально видимая глазу. При чём, кабель, уложенный в плинтусе, наличнике, видимом коробе, лотке, видимой трубе относится к открытой проводке.
Выбор типа проводки повлияет на расчёт сечения жил кабеля, о котором чуть ниже.
Расчёт сечения кабеля
Этот расчёт важнейший в общем расчёт электропроводки квартиры. От него будет зависеть безаварийная и стабильная работа электропроводки, а также её безопасность для окружающих.
Расчёт сечения кабеля проводится по мощности планируемых к подключению электроприборов и длине электрических линий. Второй расчёт называется расчётом потерь, и он не актуален для проводки квартиры.
Сечение кабеля рассчитываем по мощности на основе простых законов физики из курса средней школы и таблиц ПУЭ.
Напомню, ПУЭ это «Правила Устройства Электроустановок» — базовый нормативный закон электрика. Скачать его можно тут и тут.
Простейший расчёт по мощности проводим на основе закона Ома: Электрическая мощность сети прямо пропорциональна силу тока и напряжению в сети. Нам нужно рассчитать не мощность, а силу тока, поэтому нам актуальна такая версия закона: сила тока в электрической цепи прямо пропорциональная мощности, и обратно пропорциональна напряжению в цепи.
Математическая формула расчёта выглядит так:
P=U×I
Для этой формулы у нас точно известно напряжения в цепи (U). Бытовое напряжение в квартире равно 220-230 Вольт.
Мощность для формулы (P) нам нужно посчитать самостоятельно, сложив потребляемые мощности всех бытовых приборов, которые будут включены в эту электрическую цепь.
Взять мощность бытовых приборов можно из их паспорта, описании в магазине или запросив в Интернет поиск «мощности бытовых приборов». Вы легко найдете таблицу основных бытовых приборов используемых в квартире.
Имея суммарную мощность и напряжение цепи, мы легко посчитаем максимальную силу тока (I) этой цепи. Например, вы делаете новую розетку для электрической плиты. Пусть по паспорту её максимальная мощность будет 5100 Вт. Напряжение мы знаем оно 220 Вольт. Простым делением получаем, что максимальная сила тока этой цепи будет 23,18 А. Округляем в большую сторону, получаем, что сила тока этой цепи, с максимальной нагрузкой, будет 24 Ампера.
Имя это значения, мы легко рассчитаем сечение необходимого кабеля, воспользовавшись таблицам 3 из ПУЭ. Не буду приводить все таблицы ПУЭ, покажу сводный вариант расчёта:
Как видите по таблице, вы легко по силе тока определите сечение необходимого кабеля. Более того вы можете это сделать даже по расчётной мощности включаемый приборов.
Расчет автоматов и устройств защиты
Итак, мы рассчитали сечение необходимого кабеля, заодно рассчитав максимальную силу тока в цепи. По значению силы тока мы можем подобрать автомат защиты этой цепи.
Автомат защиты это электротехническое устройство, обеспечивающее автоматическое отключение электропитания цепи за безопасно короткое время при возникновении аварийных ситуаций короткого замыкания и перегрузки.
При подборе номинала автомата защиты нам понадобится округлённое в большую сторону значение силы тока нашей цепи и знание шага номиналов имеющихся в продаже. В продаже вы найдете автоматы защиты с номиналов по току 6, 10, 16, 25, 32, 64 Ампера.
Чтобы выбрать устройство защиты, нужно вспомнить, что это такое.
Устройство защиты или УЗО, это электротехническое устройство, обеспечивающее автоматическое отключение электропитания цепи при возникновении потенциальных угроз человеку быть пораженным электротоком.
Например, в ванной идет утечка тока от питающего кабеля на металлический корпус машины. Сила этого тока недостаточна, чтобы сработал автомат защиты. Вместе с тем во влажной среде этот ток может быть опасен для человека. УЗО определяет такие токи, которые называются дифференциальными, и отключает электропитание цепи.
При выборе УЗО нужно учесть, что:
- УЗО ставится в цепь со стороны подачи электропитания вместе с автоматом защиты.
- Устройство ставится в цепь после автомата защиты этой электрической группы.
- Номинал УЗО по току должен быть на шаг меньше номинала автомата защиты, установленного вместе с УЗО.
Данные правила относятся к УЗО отдельной группы, но не относятся к выбору УЗО используемого для защиты нескольких групп электропроводки.
Чтобы упростить задачу расчёта номиналов автоматов защиты квартирной электропроводки, есть рекомендуемый вариант, который сработает для любой средней квартиры.
В этой визуальной таблице вы видите, как нужно разбить электропроводку квартиры на группы и какой подобрать номинал автомата защиты для каждой группы.
Расчёт длины кабеля
Длину необходимых кабелей нужно промерить рулеткой от мест расстановки розеток и светильников квартиры до щита.
Если вы делаете проводку для отдельной электро точки это сделать несложно. Однако если вы делаете проводку для всей квартиры с несколькими группами вам нужно предварительно нарисовать схему электропроводки с обозначением на схеме групп проводки и трасса прокладки кабелей.
К полученной длине кабеля нужно прибавить 10%-15% для запаса. Для правильного выбора трассировки кабеля нужно помнить о правилах монтажа электропроводки.
Пример
Для примера проведём расчёт электропроводки в квартире для новой стиральной машины. Я выбрал для примера, стиральную машину Bosch WAN20060OE. Её максимальная потребляемая мощность 2300 Вт (по описанию).
Для стиральной машины нужно сделать отдельную группу со своим автоматом защиты и УЗО. Отдельная группа защиты означает, что розетка стиральной машины должна питаться электрическим кабелем, идущим от квартирного щита и защищаться отдельным автоматом защиты и желательно, отдельным УЗО.
Расчёт по току:
Делим 2300 Вт на 220 Вольт и получаем силу тока цепи равную 10,45 Ампер. Здесь округляем в меньшую сторону, так как напряжение может быть 220-230 В.
Получаем ток данной цепи 10 Ампер. По таблице смотрим сечение кабеля. Оно равно 2,5 мм 2 , для меди. Алюминиевый кабель в рассмотрение не берем.
Автомат защиты выбираем с запасом на 16 Ампер. УЗО выбираем на рабочий ток 10 или 16 Ампер. Ток срабатывания УЗО 30 мА.
Для улучшения эргономии щита, пару автомат защиты+УЗО лучше заменить на дифференциальный автомат защиты (дифавтомат). Он выполнит обе функции защиты. Номинал дифференциального автомата защиты 16 Ампер.
Длину необходимого кабеля промеряем рулеткой от места установки розетки до места установки автомата защиты. К этой длине прибавляем 10%.
Всё, расчет электропроводки в квартире для новой стиральной машины проведён.
Вывод
В этой статье я показал общий расчёт электропроводки в квартире своими силами. Конечно, расчёт всей электропроводки более сложен, но базироваться он будет именно на этих общих принципах.
Расчет сечения кабеля по мощности и току – Калькулятор
Расчет сечения кабеля по мощности нагрузки и длине с помощью калькулятора – расчет сечения кабеля по току онлайн, с помощью формул, таблиц.
С помощью нашего калькулятора вы можете выполнить расчет сечения кабеля по мощности (нагрузке) или току с учетом длины линии с минимальной погрешностью. В качестве основных показателей выступает материал проводника (медь, алюминий), напряжение (220 В / 380 В) и нагрузка/сила тока в цепи. Способ укладки кабеля влияет на сечение проводника – для закрытых кабелей требуется большее сечение, поскольку из-за ограниченного теплообмена металл нагревается сильнее. После проведения классического расчета по мощности/току, дополнительно проводится расчет по длине проводника – из получившейся пары значений выбирается наибольшее. Теоретическое обоснование расчета представлено ниже в виде формул и таблиц. Возможно вас заинтересует только калькулятор потерь напряжения.
Смежные нормативные документы:
- ПУЭ-7 «Правила устройства электроустановок»
- СП 76.13330.2016 «Электротехнические устройства»
- ГОСТ Р 50571.5.52-2011/МЭК 60364-5-52:2009 «Электроустановки низковольтные. Выбор и монтаж электрооборудования»
- ГОСТ 31946-2012 «Провода самонесущие изолированные и защищенные для воздушных линий электропередачи»
ГОСТ 31947-2012 «Провода и кабели для электрических установок на номинальное напряжение до 450/750 В»
Как рассчитать сечение кабеля по мощности?
Первый шаг. Рассчитывается суммарная мощность всех электроприборов, которые могут быть подключены к сети:
- P1, P2 .. – мощность электроприборов, Вт;
- Kс – коэффициент спроса (вероятность одновременной работы всех приборов), по умолчанию равен 1.
Второй шаг. Затем определяется номинальная сила тока в цепи:
I = Pсум / (U × cos ϕ)
- Pсум – суммарная мощность электроприборов;
- U – напряжение в сети;
- cos ϕ – коэффициент мощности (характеризует потери мощности), по умолчанию равен 0.92.
Третий шаг. На последнем этапе используются таблицы, согласно ПУЭ (Правила устройства электроустановок).
Таблица сечения медного кабеля по току по ПУЭ-7
| Сечение проводника, мм 2 | Ток, А, для проводов, проложенных | |||||
| открыто | в одной трубе | |||||
| двух одножильных | трех одножильных | четырех одножильных | одного двухжильного | одного трехжильного | ||
| 0.5 | 11 | — | — | — | — | — |
| 0.75 | 15 | — | — | — | — | — |
| 1 | 17 | 16 | 15 | 14 | 15 | 14 |
| 1.2 | 20 | 18 | 16 | 15 | 16 | 14.5 |
| 1.5 | 23 | 19 | 17 | 16 | 18 | 15 |
| 2 | 26 | 24 | 22 | 20 | 23 | 19 |
| 2.5 | 30 | 27 | 25 | 25 | 25 | 21 |
| 3 | 34 | 32 | 28 | 26 | 28 | 24 |
| 4 | 41 | 38 | 35 | 30 | 32 | 27 |
| 5 | 46 | 42 | 39 | 34 | 37 | 31 |
| 6 | 50 | 46 | 42 | 40 | 40 | 34 |
| 8 | 62 | 54 | 51 | 46 | 48 | 43 |
| 10 | 80 | 70 | 60 | 50 | 55 | 50 |
| 16 | 100 | 85 | 80 | 75 | 80 | 70 |
| 25 | 140 | 115 | 100 | 90 | 100 | 85 |
| 35 | 170 | 135 | 125 | 115 | 125 | 100 |
| 50 | 215 | 185 | 170 | 150 | 160 | 135 |
| 70 | 270 | 225 | 210 | 185 | 195 | 175 |
| 95 | 330 | 275 | 255 | 225 | 245 | 215 |
| 120 | 385 | 315 | 290 | 260 | 295 | 250 |
| 150 | 440 | 360 | 330 | — | — | — |
| 185 | 510 | — | — | — | — | — |
| 240 | 605 | — | — | — | — | — |
| 300 | 695 | — | — | — | — | — |
| 400 | 830 | — | — | — | — | — |
Таблица сечения алюминиевого кабеля по току по ПУЭ-7
| Сечение проводника, мм 2 | Ток, А, для проводов, проложенных | |||||
| открыто | в одной трубе | |||||
| двух одножильных | трех одножильных | четырех одножильных | одногодвухжильного | одного трехжильного | ||
| 2 | 21 | 19 | 18 | 15 | 17 | 14 |
| 2.5 | 24 | 20 | 19 | 19 | 19 | 16 |
| 3 | 27 | 24 | 22 | 21 | 22 | 18 |
| 4 | 32 | 28 | 28 | 23 | 25 | 21 |
| 5 | 36 | 32 | 30 | 27 | 28 | 24 |
| 6 | 39 | 36 | 32 | 30 | 31 | 26 |
| 8 | 46 | 43 | 40 | 37 | 38 | 32 |
| 10 | 60 | 50 | 47 | 39 | 42 | 38 |
| 16 | 75 | 60 | 60 | 55 | 60 | 55 |
| 25 | 105 | 85 | 80 | 70 | 75 | 65 |
| 35 | 130 | 100 | 95 | 85 | 95 | 75 |
| 50 | 165 | 140 | 130 | 120 | 125 | 105 |
| 70 | 210 | 175 | 165 | 140 | 150 | 135 |
| 95 | 255 | 215 | 200 | 175 | 190 | 165 |
| 120 | 295 | 245 | 220 | 200 | 230 | 190 |
| 150 | 340 | 275 | 255 | — | — | — |
| 185 | 390 | — | — | — | — | — |
| 240 | 465 | — | — | — | — | — |
| 300 | 535 | — | — | — | — | — |
| 400 | 645 | — | — | — | — | — |
В правилах устройства электроустановок 7-го издания нет таблиц сечения кабеля по мощности, имеются только данные по силе тока. Поэтому рассчитывая сечения по таблицам нагрузки в интернете, вы рискуете получить неверные результат.
Выбор сечения кабеля по силе тока
Первый шаг. Расчет проводится абсолютно аналогичным образом, то есть сначала рассчитывается суммарная мощность всех электроприборов, которые могут быть подключены к сети:
- P1, P2 .. – мощность электроприборов, Вт;
- Kс – коэффициент спроса (вероятность одновременной работы всех приборов), по умолчанию равен 1.
Второй шаг. Затем определяется номинальная сила тока в цепи:
I = Pсум / (U × cos ϕ)
- Pсум – суммарная мощность электроприборов;
- U – напряжение в сети;
- cos ϕ – коэффициент мощности (характеризует потери мощности), по умолчанию равен 0.92.
Третий шаг. На последнем этапе используются те же таблицы, согласно ПУЭ (Правила устройства электроустановок), которые расположены выше.
Расчет сечения кабеля по длине
Первый шаг. Сначала определяется номинальная сила тока в цепи:
I = Pсум / (U × cos ϕ)
- Pсум – суммарная мощность электроприборов;
- U – напряжение в сети;
- cos ϕ – коэффициент мощности (характеризует потери мощности), по умолчанию равен 0.92.
Второй шаг. Затем рассчитываются сопротивление проводника:
- dU – потери напряжения, не более 5% (0.05);
- I – сила тока.
Третий шаг. Выполняется расчет сечения токопроводящей жилы по формуле:
Как выбрать сечение кабеля
При прокладке электропроводки требуется знать, кабель с жилами какого сечения вам надо будет прокладывать. Выбор сечения кабеля можно делать либо по потребляемой мощности, либо по потребляемому току. Также учитывать надо длину кабеля и способ укладки.
Выбираем сечение кабеля по мощности
Подобрать сечение провода можно по мощности приборов, которые будут подключаться. Эти приборы называются нагрузкой и метод может еще называться «по нагрузке». Суть его от этого не меняется.
Выбор сечения кабеля зависит от мощности и силы тока
Собираем данные
Для начала находите в паспортных данных бытовой техники потребляемую мощность, выписываете ее на листочек. Если так проще, можно посмотреть на шильдиках — металлических пластинах или стикерах, закрепленных на корпусе техники и аппаратуры. Там есть основная информация и, чаще всего, присутствует мощность. Опознать ее проще всего по единицам измерения. Если изделие произведено в России, Белоруссии, Украине обычно стоит обозначение Вт или кВт, на оборудовании из Европы, Азии или Америки стоит обычно английское обозначение ваттов — W, а потребляемая мощность (нужна именно она) обозначается сокращением «TOT» или TOT MAX.
Пример шильдика с основной технической информацией. Нечто подобное есть на любой технике
Если и этот источник недоступен (информация затерлась, например, или вы только планируете приобрести технику, но еще не определились с моделью), можно взять среднестатистические данные. Для удобства они сведены в таблицу.
Таблица потребляемой мощности различных электроприборов
Находите ту технику, которую планируете ставить, выписываете мощность. Дана она порой с большим разбросом, так что иногда трудно понять, какую цифру брать. В данном случае, лучше брать по-максимуму. В результате при расчетах у вас будет несколько завышена мощность оборудования и потребуется кабель большего сечения. Но для вычисления сечения кабеля это хорошо. Горят только кабели с меньшим сечением, чем это необходимо. Трассы с большим сечением работают долго, так как греются меньше.
Суть метода
Чтобы подобрать сечение провода по нагрузке, складываете мощности приборов, которые будут подключаться к данному проводнику. При этом важно, чтобы все мощности были выражены в одинаковых единицах измерения — или в ваттах (Вт), или в киловаттах (кВт). Если есть разные значения, приводим их к единому результату. Для перевода киловатты умножают на 1000, и получают ватты. Например, переведем в ватты 1,5 кВт. Это будет 1,5 кВт * 1000 = 1500 Вт.
Если необходимо, можно провести обратное преобразование — ватты перевести в киловатты. Для это цифру в ваттах делим на 1000, получаем кВт. Например, 500 Вт / 1000 = 0,5 кВт.
Далее, собственно, начинается выбор сечения кабеля. Все очень просто — пользуемся таблицей.
| Сечение кабеля, мм2 | Диаметр проводника, мм | Медный провод | Алюминиевый провод | ||||
| Ток, А | Мощность, кВт | Ток, А | Мощность, кВт | ||||
| 220 В | 380 В | 220 В | 380 В | ||||
| 0,5 мм2 | 0,80 мм | 6 А | 1,3 кВт | 2,3 кВт | |||
| 0,75 мм2 | 0,98 мм | 10 А | 2,2 кВт | 3,8 кВт | |||
| 1,0 мм2 | 1,13 мм | 14 А | 3,1 кВт | 5,3 кВт | |||
| 1,5 мм2 | 1,38 мм | 15 А | 3,3 кВт | 5,7 кВт | 10 А | 2,2 кВт | 3,8 кВт |
| 2,0 мм2 | 1,60 мм | 19 А | 4,2 кВт | 7,2 кВт | 14 А | 3,1 кВт | 5,3 кВт |
| 2,5 мм2 | 1,78 мм | 21 А | 4,6 кВт | 8,0 кВт | 16 А | 3,5 кВт | 6,1 кВт |
| 4,0 мм2 | 2,26 мм | 27 А | 5,9 кВт | 10,3 кВт | 21 А | 4,6 кВт | 8,0 кВт |
| 6,0 мм2 | 2,76 мм | 34 А | 7,5 кВт | 12,9 кВт | 26 А | 5,7 кВт | 9,9 кВт |
| 10,0 мм2 | 3,57 мм | 50 А | 11,0 кВт | 19,0 кВт | 38 А | 8,4 кВт | 14,4 кВт |
| 16,0 мм2 | 4,51 мм | 80 А | 17,6 кВт | 30,4 кВт | 55 А | 12,1 кВт | 20,9 кВт |
| 25,0 мм2 | 5,64 мм | 100 А | 22,0 кВт | 38,0 кВт | 65 А | 14,3 кВт | 24,7 кВт |
Чтобы найти нужное сечение кабеля в соответствующем столбике — 220 В или 380 В — находим цифру, которая равна или чуть больше посчитанной нами ранее мощности. Столбик выбираем исходя из того, сколько фаз в вашей сети. Однофазная — 220 В, трехфазная 380 В.
В найденной строчке смотрим значение в первом столбце. Это и будет требуемое сечение кабеля для данной нагрузки (потребляемой мощности приборов). Кабель с жилами такого сечения и надо будет искать.
Немного о том, медный провод использовать или алюминиевый. В большинстве случаев, при прокладке проводки в доме или квартире, используют кабели с медными жилами. Такие кабели дороже алюминиевых, но они более гибкие, имеют меньшее сечение, работать с ними проще. Но, медные кабели с большого сечения, ничуть не более гибкие чем алюминиевые. И при больших нагрузках — на вводе в дом, в квартиру при большой планируемой мощности (от 10 кВт и больше) целесообразнее использовать кабель с алюминиевыми проводниками — можно немного сэкономить.
Как рассчитать сечение кабеля по току
Можно подобрать сечение кабеля по току. В этом случае проводим ту же работу — собираем данные о подключаемой нагрузке, но ищем в характеристиках максимальный потребляемый ток. Собрав все значения, суммируем их. Затем пользуемся все той же таблицей. Только ищем ближайшее большее значение в столбике, подписанном «Ток». В той же строке смотрим сечение провода.
Например, надо подключить варочную панель с пиковым потреблением тока 16 А. Будем прокладывать медный кабель, потому смотрим в соответствующей колонке — третья слева. Так как нет значения ровно 16 А, смотрим в строчке 19 А — это ближайшее большее. Подходящее сечение 2,0 мм 2 . Это и будет минимальное значение сечения кабеля для данного случая.
При подключении мощных бытовых электроприборов от щитка тянут отдельную линию электропитания. В этом случае выбор сечения кабеля несколько проще — требуется только одно значение мощности или тока
Обращать внимание не строчку с чуть меньшим значением нельзя. В этом случае при максимальной нагрузке проводник будет сильно греться, что может привести к тому, что расплавится изоляция. Что может быть дальше? Может сработать автомат защиты, если он установлен. Это самый благоприятный вариант. Может выйти из строя бытовая техника или начаться пожар. Потому выбор сечения кабеля всегда делайте по большему значению. В этом случае можно будет позже установить оборудование даже немного больше по мощности или потребляемому току без переделки проводки.
Расчет кабеля по мощности и длине
Если линия электропередачи длинная — несколько десятков или даже сотен метров — кроме нагрузки или потребляемого тока необходимо учитывать потери в самом кабеле. Обычно большие расстояния линий электропередачи при вводе электричества от столба в дом. Хоть все данные должны быть указаны в проекте, можно перестраховаться и проверить. Для этого надо знать выделенную мощность на дом и расстояние от столба до дома. Далее по таблице можно подобрать сечение провода с учетом потерь на длине.
Таблица определения сечения кабеля по мощности и длине
Вообще, при прокладке электропроводки, лучше всегда брать некоторый запас по сечению проводов. Во-первых, при большем сечении меньше будет греться проводник, а значит и изоляция. Во-вторых, в нашей жизни появляется все больше устройств, работающих от электричества. И никто не может дать гарантии, что через несколько лет вам не понадобиться поставить еще пару новых устройств в дополнение к старым. Если запас существует, их можно будет просто включить. Если его нет, придется мудрить — или менять проводку (снова) или следить за тем, чтобы не включались одновременно мощные электроприборы.
Открытая и закрытая прокладка проводов
Как все мы знаем, при прохождении тока по проводнику он нагревается. Чем больше ток, тем больше тепла выделяется. Но, при прохождении одного и того же тока, по проводникам, с разным сечением, количество выделяемого тепла изменяется: чем меньше сечение, тем больше выделяется тепла.
В связи с этим, при открытой прокладке проводников его сечение может быть меньше — он быстрее остывает, так как тепло передается воздуху. При этом проводник быстрее остывает, изоляция не испортится. При закрытой прокладке ситуация хуже — медленнее отводится тепло. Потому для закрытой прокладке — в кабель каналах, трубах, в стене — рекомендуют брать кабель большего сечения.
Выбор сечения кабеля с учетом типа его прокладки также можно провести при помощи таблицы. Принцип описывали раньше, ничего не изменяется. Просто учитывается еще один фактор.
Выбор сечения кабеля в зависимости от мощности и типа прокладки
И напоследок несколько практических советов. Отправляясь на рынок за кабелем, возьмите с собой штангенциркуль . Слишком часто заявленное сечение не совпадает с реальностью. Разница может быть в 30-40%, а это очень много. Чем вам это грозит? Выгоранием проводки со всеми вытекающими последствиями. Потому лучше прямо на месте проверять действительно ли у данного кабеля требуемое сечение жилы (диаметры и соответствующие сечения кабеля есть в таблице выше). А подробнее про определение сечения кабеля по его диаметру можно прочесть тут.
Расчет сечения кабеля: зачем он необходим и как правильно выполнить
Самое уязвимое место в сфере обеспечения квартиры или дома электрической энергией – это электропроводка. Во многих домах продолжают использовать старую проводку, не рассчитанную на современные электроприборы. Нередко подрядчики и вовсе стремятся сэкономить на материалах и укладывают провода, не соответствующие проекту. В любом из этих случаев необходимо сначала сделать расчет сечения кабеля, иначе можно столкнуться с серьезными и даже трагичными последствиями.
Для чего необходим расчет кабеля
В вопросе выбора сечения проводов нельзя следовать принципу «на глаз». Протекая по проводам, ток нагревает их. Чем выше сила тока, тем сильнее происходит нагрев. Эту взаимосвязь легко доказать парой формул. Первая из них определяет активную силу тока:
где I – сила тока, U – напряжение, R – сопротивление.
Из формулы видно: чем больше сопротивление, тем больше будет выделяться тепла, т. е. тем сильнее проводник будет нагреваться. Сопротивление определяют по формуле:
где ρ – удельное сопротивление, L – длина проводника, S – площадь его поперечного сечения.
Чем меньше площадь поперечного сечения проводника, тем выше его сопротивление, а значит выше и активная мощность, которая говорит о более сильном нагреве. Исходя из этого, расчет сечения необходим для обеспечения безопасности и надежности проводки, а также грамотного распределения финансов.
Что будет, если неправильно рассчитать сечение
Без расчета сечения проводника можно столкнуться с одной из двух ситуаций:
- Слишком сильный перегрев проводки. Возникает при недостаточном диаметре проводника. Создает благоприятные условия для самовозгорания и коротких замыканий.
- Неоправданные затраты на проводку. Такое происходит в ситуациях, когда были выбраны проводники избыточного диаметра. Конечно, опасности здесь нет, но кабель большего сечения стоит дороже и не столь удобен в работе.
Что еще влияет на нагрев проводов
Из формулы (2) видно, что сопротивление проводника зависит не только от площади поперечного сечения. В связи с этим на его нагрев будут влиять:
- Материал. Пример – у алюминия удельное сопротивление больше, чем у меди, поэтому при одинаковом сечении проводов медь будет нагреваться меньше.
- Длина. Слишком длинный проводник приводит к большим потерям напряжения, что вызывает дополнительный нагрев. При превышении потерь уровня 5% приходится увеличивать сечение.
Пример расчета сечения кабеля на примере BBГнг 3×1,5 и ABБбШв 4×16
Трехжильный кабель BBГнг 3×1,5 изготавливается из меди и предназначен для передачи и распределения электричества в жилых домах или обычных квартирах. Токопроводящие жилы в нем изолированы ПВХ (В), из него же состоит оболочка. Еще BBГнг 3×1,5 не распространяет горение нг(А), поэтому полностью безопасен при эксплуатации.
Кабель ABБбШв 4×16 четырехжильный, включает токопроводящие жилы из алюминия. Предназначен для прокладки в земле. Защита с помощью оцинкованных стальных лент обеспечивает кабелю срок службы до 30 лет. В компании «Бонком» вы можете приобрести кабельные изделия оптом и в розницу по приемлемой цене. На большом складе всегда есть в наличии вся продукция, что позволяет комплектовать заказы любого ассортимента.
Порядок расчета сечения по мощности
В общем виде расчет сечения кабеля по мощности происходит в 2 этапа. Для этого потребуются следующие данные:
- Суммарная мощность всех приборов.
- Тип напряжения сети: 220 В – однофазная, 380 В – трехфазная.
- ПУЭ 7. Правила устройства электроустановок. Издание 7.
- Материал проводника: медь или алюминий.
- Тип проводки: открытая или закрытая.
Шаг 1. Потребляемую мощность электроприборов можно найти в их инструкции или же взять средние характеристики. Формула для расчета общей мощности:
где P1, P2 и т. д. – мощность подключаемых приборов, Кс – коэффициент спроса, который учитывает вероятность включения всех приборов одновременно, Кз – коэффициент запаса на случай добавления новых приборов в доме. Кс определяется так:
- для двух одновременно включенных приборов – 1;
- для 3-4 – 0,8;
- для 5-6 – 0,75;
- для большего количества – 0,7.
Кз в расчете кабеля по нагрузке имеет смысл принять как 1,15-1,2. Для примера можно взять общую мощность в 5 кВт.
Шаг 2. На втором этапе остается по суммарной мощности определить сечение проводника. Для этого используется таблица расчета сечения кабеля из ПУЭ. В ней дана информация и для медных, и для алюминиевых проводников. При мощности 5 кВт и закрытой однофазной электросети подойдет медный кабель сечением 4 мм 2 .
Правила расчета по длине
Расчет сечения кабеля по длине предполагает, что владелец заранее определил, какое количество метров проводника потребуется для электропроводки. Таким методом пользуются, как правило, в бытовых условиях. Для расчета потребуются такие данные:
- L – длина проводника, м. Для примера взято значение 40 м.
- ρ – удельное сопротивление материала (медь или алюминий), Ом/мм 2 ·м: 0,0175 для меди и 0,0281 для алюминия.
- I – номинальная сила тока, А.
Шаг 1. Определить номинальную силу тока по формуле:
где P – мощность в ваттах (суммарная всех приборов в доме, для примера взято значение 8 кВт), U – 220 В, Кс – коэффициент одновременного включения (0,75), cos φ – 1 для бытовых приборов. В примере получилось значение 36 А.
Шаг 2. Определить сечение проводника. Для этого нужно воспользоваться формулой (2):
Потеря напряжения по длине проводника должна быть не более 5%:
Потери напряжения dU = I · R, отсюда R = dU/I = 11/36 = 0,31 Ом. Тогда сечение проводника должно быть не меньше:
В случае с трехжильным кабелем площадь поперечного сечения одной жилы должна составить 0,75 мм 2 . Отсюда диаметр одной жилы должен быть не менее (√S/ π) · 2 = 0,98 мм. Кабель BBГнг 3×1,5 удовлетворяет этому условию.
Как рассчитать сечение по току
Расчет сечения кабеля по току осуществляется также на основании ПУЭ, в частности, с использованием таблиц 1.3.6. и 1.3.7. Зная суммарную мощность электроприборов, можно по формуле определить номинальную силу тока:
Для трехфазной сети используется другая формула:
где U будет равно уже 380 В.
Если к трехфазному кабелю подключают и однофазных, и трехфазных потребителей, то расчет ведется по наиболее нагруженной жиле. Для примера с общей мощностью приборов, равной 5 кВт, и однофазной закрытой сети получается:
BBГнг 3×1,5 – медный трехжильный кабель. По таблице 1.3.6. для силы тока 18 А ближайшее в значение – 19 А (при прокладке в воздухе). При номинальной силе тока 19 А сечение его токопроводящей жилы должно составлять не менее 1,5 мм 2 . У кабеля BBГнг 3×1,5 одна жила имеет сечение S = π · r 2 = 3,14 · (1,5/2) 2 = 1,8 мм 2 , что полностью соответствует указанному требованию.
Если рассматривать кабель ABБбШв 4×16, необходимо брать данные из таблицы 1.3.7. ПУЭ, где указаны значения для алюминиевых проводов. Согласно ей, для четырехжильных кабелей значение тока должно определяться с коэффициентом 0,92. В рассматриваемом примере к 18 А ближайшее значение по таблице 1.3.7. составляет 19 А.
С учетом коэффициента 0,92 оно составит 17,48 А, что меньше 18 А. Поэтому необходимо брать следующее значение – 27 А. В таком случае сечение токопроводящей жилы кабеля должно составлять 4 мм 2 . У кабеля ABБбШв 4×16 сечение одной жилы равно:
Согласно таблице 1.3.7. этот кабель рациональнее использовать при номинальном токе 60 А (при прокладке по воздуху) и до 90 А (при прокладке в земле).
Калькулятор Элекон
ПОЗВОЛЯЕТ ПРОИЗВОДИТЬ СЛЕДУЮЩИЕ РАСЧЕТЫ
- Расчет сечения по току/мощности. Расчет сечения кабеля исходя из мощности нагрузки или тока с учетом условий прокладки, материала проводника и потерь напряжения, а также подбор кабеля, провода.
- Максимальный ток по сечению. Определение максимального тока и нагрузки на известный проводник.
- Выбор устройства защиты. Расчет автоматических выключателей, УЗО и дифференциальных автоматов, а также их подбор.
- 1
- 2
- 3
- 4
- 5
- 6
- 7
- 8
| 220 В |
| 380 В |
| Медный |
| Алюминиевый |
| Открытая |
| В трубе |
| Два одножильных |
| Три одножильных |
| Три одножильных + жила «0» |
| Один двухжильный |
| Один трехжильный |
| Ток |
| Мощность |
| Проверка сечения по потерям напряжения |
- 1
- 2
- 3
- 4
- 5
- 6
- 7
- 8
- 0.5
- 0.75
- 1
- 1.5
- 2.5
- 4
- 6
- 10
- 16
- 25
- 35
- 50
- 70
- 95
- 120
- 150
- 185
- 240
| 220 В |
| 380 В |
| Медный |
| Алюминиевый |
| Открытая |
| В трубе |
| Два одножильных |
| Три одножильных |
| Три одножильных + жила «0» |
| Один двухжильный |
| Один трехжильный |
- Двигатель 3х400В
- Двигатель 230В
- ТЭН лампа 3х400В
- ТЭН лампа 230В
- Кондиционер
- Стиральная машина
- Холодильник
- Компьютер, телевизор
- Лампа накаливания
- Лампа энергосберегающая
- Лампа светодиодная
| 4,5 |
| 6 |
| 10 |
| Селективное |
| Обычное |
| Сухое |
| Влажное |
| На входе цепи |
| Внутри цепи |
| Ток |
| Мощность |
Есть ли требования к наличию дополнительных жил?
| Да, требуется жила «0» |
| Да, требуется жила заземления |
| У Вашего кабеля/провода | жилы |
Калькулятор позволяет производить расчет сечение кабеля по току или мощности, исходя из параметров общей нагрузки и поступающего напряжения. При этом учитываются условия прокладки, материалы изготовления проводов, возможные потери напряжения и критерии выбора проводника. Функционал раздела позволяет также произвести расчет максимального тока и нагрузки на проводник с заданными параметрами и выбрать устройства защиты (автоматические выключатели, дифференциальные автоматы и УЗО).
Как производится расчет сечения кабеля:
- Укажите исходные данные (ток или мощность), напряжение, материал изготовления проводника (медь или алюминий), тип проводки (открытую или закрытую в трубе), количество проводов (при прокладке коммуникации в трубе);
- Отметьте дополнительные условия (длину провода, допустимые потери);
- Нажмите на кнопку «Рассчитать» и сохраните полученные параметры;
- Нажмите кнопку «Подобрать» для подбора товаров у нас в Каталоге по результатм расчета.
Калькулятор расчета сечения кабеля работает в онлайн и в офлайн режиме. Обратите внимание: он носит исключительно рекомендательный характер и не может гарантировать 100% верность подсчетов. Однако чем больше достоверных данных вы введете в соответствующие поля, тем выше будет процент соответствия.
Расчет сечения провода по потребляемой мощности
В случае замены или прокладки электропроводки необходимо точно рассчитать параметры кабеля, который будет использоваться. Одним из ключевых параметров является сечение провода, которое определяет какую к проводу можно подключить нагрузку по мощности. Слишком слабый провод может не выдержать нагрузки, а с чрезмерно большим сечением обойдется в несколько раз дороже. Также надо учитывать, что чем меньше сечение жил, тем больше их электрическое сопротивление, так что еще обязательно надо учитывать длину провода и способ его укладки.
Что нужно знать
Если перерезать любой кабель, то под слоями изоляционного материала станет видна жила провода, которая и является проводником электрического тока. Когда провод перерезан (рассечен), то в месте среза жила видна как круг, площадь которого называется сечением жилы провода и замеряется в мм² (квадратных миллиметрах). Поэтому, выбирая оптимальное сечение провода, по сути, подбирается диаметр его токоведущих жил.
Так как токопроводящая часть кабеля металлическая, а изоляция из ПВХ, резины или подобных им материалов, то по уровню сопротивления нештатным ситуациям провода можно условно разделить на три уровня:
- Токоведущая жила и изоляция сохраняют целостность. Т.е. перегрев провода произошел в допустимом пределе и ничего не произошло.
- Изоляция плавится, но металл жилы остается без изменений. После устранения поломки дальнейшая эксплуатация такого провода невозможна – он требует обязательной замены.
- Сгорание изоляции и плавление металлической основы. Обычно это последствие короткого замыкания.
Знать, как рассчитать сечение как раз и нужно, чтобы исключить второй и третий варианты, ведь кроме самого кабеля, для проводки подбираются защитные устройства, которые отключают линию при повышении силы тока.
Основы сортировки
Единственный способ качественно подобрать в квартиру или дом провод по сечению токоведущей жилы – знать какой мощности к нему будут подключаться приборы. Еще такой метод называют «по нагрузке», так как в электрических схемах все подключенные приборы рассматриваются как нагрузка или сопротивление.
Сначала необходимо определить мощность приборов. Это можно сделать несколькими способами:
- найти в техническом паспорте устройства информацию о ней;
- мощность указывается на самих приборах – обычно ее указывают на пластинах или стикерах из металла, хотя могут и просто нанести маркировку на корпус.
- замерить силу тока при работе и высчитать мощность – экзотический способ, который применяется в исключительных случаях, когда нужны точные результаты.
Если прибор сделан в России, Украине или Беларуси мощность на нем всегда указывается как Вт (ватт) или кВт (киловатт). Если изделие европейского, азиатского или американского производства, буквой – W. Используемая нагрузка на таких устройствах обозначают как “ТОТ” или “ТОТ МАХ”.
Если не удалось точно установить мощность прибора, можно взять для расчета среднестатистические данные.
Это значит, что в таком случае надо учитывать максимально возможную мощность приборов и подобрать для них соответствующие сечения кабелей по потребляемой мощности. В противном случае кабель может перегреваться в процессе эксплуатации, вплоть до возгорания изоляции.
Как вычислить
Делая расчет сечения провода, нужно помнить простую закономерность – чем больше подключенные к нему устройства потребляют тока, тем больше должен быть диаметр жилы и массивнее сам провод. Легче всего сечение определить в однопроволочной жиле по следующей формуле:
Здесь d – означает диаметр жилы (мм), а S – искомая площадь сечения (мм²).
Чуть сложнее вычислять диаметр многопроволочной жилы – здесь надо измерить диаметр каждой отдельной проволочки и найти их среднее значение, тогда формула приобретает следующий вид:
Где n – обозначает число жил, d – средний диаметр, S – искомая площадь сечения. Также допускается измерить диаметр одной проволочки и умножить результат на их количество. Формула остается такой же, только d теперь будет не средний диаметр, а измеренный по одной проволочке.
Если подсчетов предвидится много, то рассчитать сечение провода можно при помощи специального калькулятора сечений кабелей онлайн, в который просто нужно внести все данные про число и диаметр токонесущей жилы и он выдаст результат.
Особенности сечения электропроводки из разных материалов
Проводка из алюминия, использовавшаяся еще в советское время, сейчас запрещена для монтажа внутренней электропроводки, но все еще применяется как самый бюджетный вариант, несмотря на сравнительно низкий срок эксплуатации и общую надежность. При перегревах она начинает крошиться, быстрее окисляется на воздухе и имеет меньшую электропроводность – это значит, что при одинаковом сечении проводов, медный способен пропустить через себя большее количество тока, чем алюминиевый.
Медный кабель обладает значительной прочностью и стойкостью к коррозии, поэтому если приходится менять всю проводку, то настоятельно рекомендуется использовать медную, тем более, что это прямое требование ПУЭ. Так как медный провод дороже алюминиевого, то знать подходящие значения сечения провода по мощности при его использовании будет существенной экономией для сметы.
При прокладывании скрытой проводки в домашних условиях лучше выбрать однопроволочный кабель, так как он проще в монтаже и не требует дополнительных действий.
Чаще всего такие провода применяют для подключения к сети нестационарных приборов: фен, утюг, бритва и прочие.
Для стандартной проводки квартир, домов, коттеджей существует общий расчет. Согласно ему при продолжительной нагрузке в 25А применяют сечения провода по току (медный) 4,0 мм² и диаметром – 2,26 мм. В соответствии с этими расчетами, на линию устанавливается автоматический выключатель (автомат) который обычно монтируется во вводном щитке в месте ввода проводов в квартиру или дом.
Сечение кабелей при открытой или закрытой проводке
При движении токовых импульсов по проводнику он греется. Чем тока больше, тем сильнее тепло. Один и тот же ток, проходящий по проволоке разного диаметра, неоднозначно действует на выделение тепла. Чем меньше сечение, тем сильнее происходит нагревание от нагрузки.
Поэтому, если линия делается открытой, можно уменьшить сечение – взять менее сильные провода. В таком случае он быстрее остывает и изоляция не портится. При закрытом способе монтажа ситуация хуже – тепло уходит медленнее, и здесь уже нужен более сильный материал – провода большего сечения.
Конструкция проводки и покупка нужного количества расходных материалов, требует навыков проектирования. Надо будет выполнить следующие действия:
- Нарисовать план квартиры или других помещений, где она планируется, и отметить будущие розетки и светильники.
- Узнать мощность всех имеющихся устройств и домашней техники: ламп, обогревательных приборов, чайников, фенов и т. п. Это позволит остановиться на оптимальном варианте.
- Измерить длину планируемой линии и сложить все собранные параметры вместе.
- Выбрать марку кабеля. Для внутренней проводки лучше использовать плоский провод.
- Купить необходимое количество.
Общепринятая расцветка изоляции жил никак не зависит от их сечения и применяется только для удобства монтажа:
- синий – для нейтрали;
- желто-зеленый – заземление;
- белый, коричневый и прочие – фазные проводники.
Выключателей лучше устанавливать несколько и сразу их подписать: например «кухня», «спальня» и т. д. Линия освещения всегда проводится от вводного автомата отдельно и не зависит от розеток. Даже если в какой-то из них произойдет короткое замыкание, то без света дом не останется, да и в случае необходимости ремонт можно будет сделать с нормальным освещением, не пользуясь фонариком или свечами.
- Всегда лучше подобрать сечение провода с запасом – экономия это хорошо, но она должна быть разумной, да и неизвестно, что туда потом будет включаться.
- В помещениях с повышенной влажностью весьма вероятно, что может понадобиться изоляция в два слоя.
- При покупке нужно уточнять допустимый диаметр изгиба провода, особенно это касается однопроволочных. Дело в том, что если просто перегнуть кабель, то в этом месте может ухудшиться проводимость, поэтому производители всегда указывают допустимый радиус изгиба, отталкиваясь от наружного диаметра всего кабеля. Чаще всего это значение равно 10-15.
- Кабеля из меди и алюминия не совмещаются и не соединяются обычным способом. Для их скрепления можно употреблять особые клеммники или шайбы (оцинкованные).
Как подсчитать параметры нужного кабеля
Если линия электропередачи внушительной длины (100 и больше метров), то все расчеты надо делать учитывая потери тока, что будут происходить непосредственно на кабель. В обязательном порядке это делается при проектировании электроснабжения домов. Все начальные данные заносят в проект заранее, для контроля и перестраховки их перепроверяют, используя норму мощности, выделенную на весь дом и протяженность от него до столба. Высчитать нужные параметры помогает следующая таблица:
Выбор подходящего сечения провода при монтаже электропроводки лучше делать с запасом. Если он будет, все новые приборы, появившиеся в квартире можно спокойно включать, не опасаясь перегрузки.
Если срочно требуется удлинить розетку, а нужного провода рядом нет, можно воспользоваться различными кабелями, сцепив их параллельно друг другу. Такой метод не применяют постоянно, а прибегают к нему в моменты крайней необходимости, но если уж он и используется, а тем более для подключения мощного устройства, то нужно использовать провода одинакового сечения. Если и это требование не получается выполнить, то подсчитывая, выдержит ли провод, надо принимать во внимание только кабель меньшего сечения.
Перевод ватт в киловатты
При указании мощности для больших электроприборов используются такие единицы измерения как ватты и киловатты. Приставка «кило» обозначает, что число надо умножить на 1000, поэтому 1кВт = 1000 Вт, 5 кВт = 5000ВТ, 3 кВт = 3000Вт, а 1Вт = 0,001 кВт и т.д.
К приборам, которые потребляют настолько низкое количество тока, что даже его подбирать не нужно относятся:
- холодильник;
- зарядное устройство;
- телевизор;
- радиотелефон;
- ночники и торшеры.
Но если в эту же розетку будет подключаться, к примеру, обогреватель, то делать расчеты надо обязательно.
Выбор, какое сечение кабеля будет использовано, это самый важный компонент проекта любого электрической цепи, от помещения, до городских или производственных сетей. Правильный подбор обеспечивает электрическую, пожарную безопасность и экономичность бюджета проекта.
