Как рассчитать мощность кабеля и сечение провода под проводку
Каждый кабель или провод рассчитан на определенную токовую нагрузку, которую он в состоянии выдерживать неограниченно длительный срок, сохраняя электротехнические свойства металла и изоляции. Чем больше заряженных частиц проходит через сечение кабеля, чем выше его сопротивление и больше нагрузка, тем сильнее он будет разогреваться. Зная, как рассчитать мощность кабеля, можно самостоятельно спроектировать или модернизировать электрическую сеть квартиры, коттеджа, дачи, гаража и мастерской так, чтобы при минимальных финансовых вложениях обеспечить эффективность, безопасность и комфортность ее использования.
Провода и кабели
Прежде чем ответить на вопрос, как выбрать сечение провода, надо определиться, что такое провод, чем он отличается от кабеля, в каких случаях необходим провод, а в каких – кабель, какой именно провод нужен? Провод – это одна или несколько изолированных жил-проводников или группа жил, сплетенных между собой и объединенных тонким слоем изоляции.
Свойства материала, из которого сделаны токопроводящие жилы провода или кабеля, определяют, сколько энергии сможет передавать проводник:
- В современных квартирах и домах для прокладки электропроводки обычно используют медные провода, удельное сопротивление которых почти в 2 раза ниже алюминиевых. Они пластичны, прочны, легко паяются, свариваются и меньше перегреваются.
- Алюминиевые провода дешевые и легкие, но плохо держат затяжку, быстро окисляются и обладают меньшей, чем у медных электропроводностью.
- Провода с алюминиевыми, покрытыми медью жилами, дешевы, легки, имеют средние по сравнению с медью и алюминием сопротивление и электропроводность.
Чем ниже пропускная мощность кабеля (или провода), тем больше должно быть его сечение.
Что такое сечение провода?
Сечение провода или кабеля – это площадь среза проводника (без учета толщины слоя изоляции), по которому проходит ток. Каждая единица площади может пропустить определенное количество заряженных частиц. Чем толще провод и, соответственно, больше его сечение, тем легче заряженным частицам перемещаться по нему, тем меньше сопротивление, которое они встречают, тем меньше греется провод или кабель, частью которого он является. В зависимости от формы среза жилы значение площади можно вычислить по формулам площади круга, прямоугольника или треугольника, предварительно измерив его диаметр, например, штангенциркулем.
Если вы хотите определить оптимальное сечение провода, токопроводящая жила которого состоит из множества сплетенных между собой проволочек, вычислите сечение одной из таких проволочек и умножьте полученное значение на их количество в жиле. Площади срезов фазных проводов в трехфазном кабеле не суммируются.
Для чего нужен расчет сечения кабеля?
Расчет сечения провода или кабеля позволяет определить максимальную мощность нагрузки электрической сети, организовать бесперебойное безопасное электроснабжение квартиры или дома с учетом потребностей жильцов, обеспечить комфортное применение бытовых приборов. Зная, какую нагрузку даст запитанное от электросети оборудование, несложно вычислить оптимальное сечение проводки, воспользовавшись несколькими из предложенных ниже формул.
Что будет, если неправильно рассчитать сечение?
Перегрев проводки не только приведет к изменению вольтамперных характеристик сети, что скажется на работе электрооборудования, но и может оплавить ее изоляцию, спровоцировав КЗ, в результате которого, если пакетник сработает с задержкой, выйдут из строя включенные в сеть приборы, например, заряжающийся от сети ноутбук.
Да и сама по себе замена сгоревшей проводки – не самое простое и дешевое мероприятие. Чтобы найти нефункционирующий отрезок цепи под штукатуркой и обоями, придется штробить стену.
Можно, конечно, выбрать в магазине провода с внушительным диаметром, поставить соответствующие оборудованию по мощности пакетники, застраховав себя от необходимости менять проводку из-за того, например, что вы чаще начали пользоваться дрелью или купили микроволновку помощнее. Перегреваться от включения в сеть дополнительных потребителей провода однозначно не будут, с коротким замыканием пакетник справится – сработает электромагнитный расцепитель. Но обойдется такая проводка существенно дороже.
Что влияет на нагрев проводов? Плотность тока
Проводка может перегреваться из-за низкого качества проводов и их соединений, из-за высокой нагрузки на линию в результате короткого замыкания. Усугубляют ситуацию такие факторы, как высокая температура окружающего воздуха, прокладка нескольких проводов в один кабель-канал, расположенные слишком близко греющиеся предметы, нарушение теплообмена электросети с окружающим пространством.
При открытом расположении проводки оптимальная плотность тока для алюминия составляет 3,5 А/мм2, при закрытом – 3 А/мм2. Для меди эти цифры будут, соответственно, 5 А/мм2
Определяем группы потребителей
Рассчитывая сечение кабеля, вы должны учесть, что значение этого параметра определяется по тому из проводов, на который будет приходиться максимальная нагрузка, например, по кухонному, где одновременно в сеть могут быть включены стиральная машина, электрочайник и хлебопечка.
Коэффициент спроса Кс дает возможность учесть вероятность включения на продолжительное время сразу всех потребителей выделенной ветви. Сравните значения мощности и приведенной мощности в таблице ниже.
Открытая и закрытая прокладка проводов
При открытой прокладке провода устанавливаются над поверхностью строительных конструкций. При закрытой – прокладываются внутри элементов конструкции строения в специально подготовленных каналах, в пустотах и нишах строительных конструкций, в бороздах под штукатурку, в коробах и трубах.
Степень нагрева проводов и кабелей от перегрузки больше зависит не от типа электропроводки, а от теплопроводности среды, в которой она проложена. Чем выше способность соприкасающейся с кабелем или проводом среды отводить тепло, тем быстрее они охлаждаются и тем меньше шансов повреждения изоляции от перегрева при повышенной нагрузке. При открытой прокладке кабель контактирует с циркулирующим воздухом.
Закрытая проводка чаще всего прокладывается в гофре, кабель-каналах или в пустотах строительных конструкций, где провод или кабель также контактируют с воздухом, но уже в закрытом пространстве, где он не циркулирует, а значит, практически не отводит тепло. В соответствии с п.7.1.37 ПУЭ, а также п. 15.5 СП 256.1325800.2016 в зданиях, стены и перекрытия которых выполнены из негорючих или слабогорючих материалов наподобие кирпича или бетона, допускается прокладка проводов и кабелей без дополнительной защиты под штукатуркой или в подстилающем слое пола. В этом случае провода и кабели соприкасаются уже не с воздухом, а с материалом стен и штукатурки, с помощью которой заделали штробу.
Теплопроводность воздуха – 0,0244 Вт/(м∗К). Теплопроводность, например, керамического кирпича начинается от 0,4 Вт/(м∗К), теплопроводность, гипса, составляющего основу штукатурки, – 0,3 Вт/(м∗К). Это значит, что при закрытой прокладке кабеля под штукатуркой в случае перегрузки тепло от него будет отводиться почти в 12 раз быстрее, чем при открытой прокладке. Но если штробу заполнить макрофлексом, теплопроводность которого – 0,03 Вт/(м∗К), то есть чуть больше, чем у воздуха, или проложить провода в кабель-канале, проводка будет перегреваться сильнее, чем при открытой прокладке из-за отсутствия циркуляции.
На фото ниже вы видите открытую проводку, выполненную в стиле ретро.
Выбираем по мощности и длине
Рассчитать сечение провода или кабеля по мощности и длине можно, предварительно определив суммарную мощность всех потребителей в соответствии с данными, указанными в паспорте каждого бытового прибора.
Полученное значение нужно умножить на коэффициент спроса, который, если вы не планируете включать одновременно все приборы в доме, можно принять равным 0,8 или определить по приведенной нами выше таблице. Коэффициент запаса позволяет «оставить место» для тех бытовых приборов, которые вы когда-либо купите, и обычно принимается равным 1,5 или 2.
Справка! Следует учесть, что существуют устройства, например, электромоторы, перфораторы, с реактивным видом нагрузки, возвращающие в сеть часть накопленной от источника энергии, тем самым создавая паразитную энергию, которая не может быть использована потребителем и расходуется на нагрев кабеля. Чтобы рассчитать мощность такого прибора, нужно разделить указанную в его паспорте реактивную мощность (она измеряется в ВАрах) на cosφ. При отсутствии значения угла смещения фаз cosφ принимают равным 0,7. Полученный результат суммируется с мощностью остальных потребителей до применения к ним коэффициентов-поправок.
Номинальный ток для проводки с напряжением 220 В определяем делением полученного значения общей мощности на 220 (уточните напряжение в вашей проводке, оно может отличаться). Сечение провода определяем, например, по таблице ниже.
Чтобы убедиться, что потеря напряжения не выше допустимых 5 %, рассчитываем это значение. Оно должно составить не более 5 % от 220 В, то есть 11 В. Делением полученного числа на силу тока, найденную по таблице для запланированной нами нагрузки, получаем сопротивление R, подставляем его в формулу S = R ∗ ρ ∗ L, где ρ – удельное сопротивление материала, из которого сделана токопроводящая жила, L – планируемая длина кабеля, и выводим минимальное значение сечения проводки.
Выбираем по току
Чтобы определить сечение проводки по току, нужно значение суммарной мощности разделить на 0,92 от напряжения в вашей сети или, если речь идет о трехфазном проводе, на 1,7 от напряжения в сети.
По полученной силе тока находим значение в приведенной ниже таблице.
Важно! Чтобы выяснить, какой ток должен пропускать провод, не перегреваясь, нужно найти отношение мощности оборудования к напряжению в сети, которое далеко не всегда соответствует идеальному значению 220 В и может отклоняться от него в диапазоне от 190 до 250 В. Если вы хотите, чтобы ваша электропроводка работала безукоризненно, прежде чем приступить к расчетам, замерьте напряжение с помощью мультиметра. Чем оно выше, тем меньший ток протекает по проводу.
ПУЭ: таблица расчета сечения кабеля по мощности и току
Если вы знаете мощность электроприборов, которые в перспективе будут запитаны от электросети вашей квартиры или вашего дома, определить сечение провода или кабеля несложно. В столбце того вида проводки, который вы собираетесь прокладывать, таблицы, представленной ниже, найдите материал, из которого сделаны жилы провода.
Если вы хотите узнать, на какой номинальный ток должна быть рассчитана электрическая сеть вашей квартиры, и собираетесь проложить, например, медные провода, найдите в соответствующем столбце мощность вашей проводки, под ней – предполагаемую нагрузку и сопоставьте ее с близлежащим значением силы тока.
Токовые нагрузки в сетях с постоянным током
Подбираете ли вы сечение провода по величине силы тока для переменной или постоянной сети – разницы нет. Нагрузка для одножильных проводов сетей с постоянным током рассчитывается по таким же таблицам, как для сетей с переменным. Чтобы определить силу тока I, который будет проходить через кабель, нужно мощность нагрузки разделить на напряжение в сети. Чтобы найти сопротивление R провода, делим напряжение на силу тока, полученную в предыдущем действии. Воспользовавшись табличным значением удельного сопротивления проводника ρ, по формуле S = (ρ ∗ L) / R найдем сечение кабеля S.
Сечение кабеля вы можете найти и по таблице.
Чтобы убедиться, что напряжение на его концах не перешагнуло минимально допустимый порог 0,5 В, проверьте полученную вами по таблице цифру, подставив в формулу U = p ∗L ∗ I / S данные вашей сети.
Самостоятельно рассчитать сечение кабеля для проводки квартиры или частного дома несложно, тем более, если вы собираетесь менять какую-то ветвь и потребители уже разведены по группам в вашем распределительном щитке. Труднее сделать то же самое в экстремальных условиях повышенной температуры, влажности или в случае, когда неудачное решение вопроса может обесточить ваше жилище не на один день. Иногда обращение к профессионалам может стать лучшим решением.
формулы, и таблицы расчета сечения. 140 фото различных типов сечений кабеля
Не каждый знает, что сечение провода — это не диаметр, ведь возникшая путаница может привести к неразумным тратам, сложностям в монтаже и более страшным последствиям, короткому замыканию, возгоранию и даже пожару.
Предотвратить все это легко, если правильно рассчитать требуемое сечение и выбрать из предлагаемого производителями многообразия.
Существует несколько способов, как определить сечение провода по сторонним характеристикам кабеля, например, силе тока, диаметру или пропускаемой мощности. Ниже поговорим о самых простых и результативных из них.
Краткое содержимое статьи:
Что такое сечение
Но сначала разберемся с понятиями. Сечение — это площадь поперечного среза провода, которое легко измерить, если разрезать кабель пополам. В значение включается только размер медной или алюминиевой жилы, а изоляционный слой не учитывается.
Чтобы узнать, какова площадь среза конкретного проводника, можно заглянуть в таблицу сечения проводов определенного вида, марки и производителя. Там же можно заметить и влияние данного значения на другие эксплуатационные характеристики кабеля.
Например, чем больше сечения, тем выше его:
- Номинальное напряжение;
- Максимальная нагрузка;
- Толщина изоляционного слоя.
То есть, если не уделить должного внимания расчету и подбору сечения, подключить в одну линию провода разного сечения, можно встроить в существующую проводку проводник с совершенно противоположными, неподходящими и несоответствующими параметрами. Результат будет плачевным: утечка тока, короткое замыкание, риск жизни, здоровью и имуществу жильцов.
Как узнать сечение
Определить, какое сечение у проводника несложно: достаточно взглянуть на наружную маркировку у продаваемой проводки или самостоятельно измерить в домашних условиях. Как это сделать точно и грамотно, описано ниже.
Сечение на маркировке
Площадь поперечного сечения обязательно указывается на внешней оболочке шнура, но необходимо знать, какая цифра отвечает за обозначение данного показателя.
По стандартам ГОСТ и других общепринятых международных нормативов сечением будет второе по последовательности число или цифра (первое — количество жил, а третье — номинально выдерживаемое напряжение).
Однако стоит учитывать, что погрешность заводского измерения достигает отметки в 40%, что может привести к негативным последствиям. Поэтому лучше проверять указанную маркировку на точность, с чем помогут приведенные ниже способы.
Рассчитать сечение по диаметру
Проще и точнее всего узнать площадь поперечного среза по диаметру. Пошаговая инструкция, как рассчитать сечение таким способом, выглядит так:
- Измерить диаметр проводника с помощью линейки, штангенциркуля или микрометра.
- Получившееся значение возвести в квадрат.
- Дополнительно умножить полученное число на 0,785.
Если провод имеет несколько жил, то диаметр умножается на число жил.
Никто не помешает таким способом проверить заводские значения или узнать сечение у домашней электрической сети. Достаточно иметь измерительный инструмент и калькулятор.
Узнать сечение по-другому
Популярны и другие методы измерения.
Например, при обустройстве новой электрической линии лучше подобрать сечение по силе тока. Для этого необходимо:
- Распланировать отдельные ветки для каждой комнаты.
- Продумать количество приборов, постоянно подключенных к сети.
- Суммировать общую нагрузку на сеть.
- Открыть таблицу сечений и подобрать подходящее по округленной в большую сторону силе тока.
Здесь важно помнить, что чем больше сечение, тем безопаснее передача постоянного и переменного тока, пускаемого по линии. Поэтому лучше взять «запас» в несколько миллиметров.
Что надо помнить
В любом случае необходимо учитывать, что:
- Заводская маркировка имеет погрешности.
- Медный провод, даже имея меньшее сечение, способен выдерживать и передавать большие нагрузки, чем алюминиевый проводник.
- Некоторые производители идут на обман, визуально увеличивая толщину за счет толстого слоя изоляции.
Правильно подобранное сечение — это залог безопасного и полноценного пользования электричеством.
Чтобы это получить, достаточно лишь грамотно измерить площадь среза, в чем помогут приведенные выше инструкции.
Фото сечения провода (кабеля) по диаметру
Вам понравилась статья? Поделитесь 😉
ИЗМЕРИТЕЛЬ ПРОВОЛОКИ — Carrera Casting
Эта таблица предназначена для того, чтобы помочь вам измерить размер проволоки, которую вы хотите приобрести, с точки зрения толщины.
| Номер провода (калибр) | AWG или B&S (дюймы) | AWG Метрические (ММ) |
| 0000000 (7/0) | . ……….. | ………… |
| 000000 (6/0) | 0,58 дюйма | ………… |
| 00000 (5/0) | 0,5165 дюйма | ………… |
| 0000 (4/0) | 0,46 дюйма | 11,684 мм |
| 000 (3/0) | 0,409642″ | 10,404 мм |
| 00 (2/0) | 0,364796″ | 9,266 мм |
| 0 (1/0) | 0,324861″ | 8,252 мм |
| 1 | 0,289297″ | 7,348 мм |
| 2 | 0,257627″ | 6,543 мм |
| 3 | 0,229423″ | 5,827 мм |
| 4 | 0,2043 дюйма | 5,189 мм |
| 5 | 0,1819 дюйма | 4,621 мм |
| 6 | 0,162 дюйма | 4,115 мм |
| 7 | 0,1443″ | 3,665 мм |
| 8 | 0,1285 дюйма | 3,264 мм |
| 9 | 0,1144″ | 2,906 мм |
| 10 | 0,1019″ | 2,588 мм |
| 11 | 0,0907″ | 2,304 мм |
| 12 | 0,0808″ | 2,052 мм |
| 13 | 0,072 дюйма | 1,829 мм |
| 14 | 0,0641 дюйма | 1,628 мм |
| 15 | 0,0571″ | 1,45 мм |
| 16 | 0,0508″ | 1,291 мм |
| 17 | 0,0453″ | 1,15 мм |
| 18 | 0,0403 дюйма | 1,024 мм |
| 19 | 0,0359 дюйма | 0,9119 мм |
| 20 | 0,032 дюйма | 0,8128 мм |
| 21 | 0,0285 дюйма | 0,7239 мм |
| 22 | 0,0253 дюйма | 0,6426 мм |
| 23 | 0,0226 дюйма | 0,574 мм |
| 24 | 0,0201″ | 0,5106 мм |
| 25 | 0,0179 дюйма | 0,4547 мм |
| 26 | 0,0159 дюйма | 0,4038 мм |
| 27 | 0,0142 дюйма | 0,3606 мм |
| 28 | 0,0126 дюйма | 0,32 мм |
| 29 | 0,0113″ | 0,287 мм |
| 30 | 0,01 дюйма | 0,254 мм |
| 31 | 0,0089″ | 0,2261 мм |
| 32 | 0,008 дюйма | 0,2032 мм |
| 33 | 0,0071″ | 0,1803 мм |
| 34 | 0,0063 дюйма | 0,1601 мм |
| 35 | 0,0056 дюйма | 0,1422 мм |
| 36 | 0,005 дюйма | 0,127 мм |
| 37 | 0,0045 дюйма | 0,1143 мм |
| 38 | 0,004 дюйма | 0,1016 мм |
| 39 | 0,0035 дюйма | 0,0889 мм |
| 40 | 0,0031″ | 0,0787 мм |
| 41 | 0,0028 дюйма | 0,0711 мм |
| 42 | 0,0025 дюйма | 0,0635 мм |
| 43 | 0,0022 дюйма | 0,0559 мм |
| 44 | 0,002 дюйма | 0,0508 мм |
| 45 | 0,0018″ | 0,0457 мм |
| 46 | 0,0016″ | 0,0406 мм |
| 47 | 0,0014″ | 0,035 мм |
| 48 | 0,0012″ | 0,0305 мм |
| 49 | 0,0011″ | 0,0279 мм |
| 50 | 0,001 дюйма | 0,0254 мм |
| 51 | 0,00088″ | 0,0224 мм |
| 52 | 0,00078″ | 0,0198 мм |
| 53 | 0,0007″ | 0,0178 мм |
| 54 | 0,00062″ | 0,0158 мм |
| 55 | 0,00055″ | 0,014 мм |
| 56 | 0,00049″ | 0,0124 мм |
Загрузить файл
Таблица преобразования американского калибра проводовКалибр связан с диаметром проволоки.
- больший «калибр» -> меньший диаметр и более тонкая проволока
Стандарт AWG включает медь, алюминий и другие материалы для проводов. Типичная бытовая медная проводка имеет номер AWG 12 или 14. Телефонный провод обычно имеет номер 22, 24 или 26. Чем выше номер калибра, тем меньше диаметр и тоньше провод.
Приведенную ниже таблицу можно использовать для преобразования американского калибра проводов (AWG) в квадратные миллиметры площади поперечного сечения.
- Wire — Gauge and Current
| American Wire Gauge (#AWG) | Diameter (inches) | Diameter (mm) | Cross Sectional Area (мм 2 ) | |||
|---|---|---|---|---|---|---|
| 0000 (4/0) | 0,460 | 11.7 | 107 | |||
| 000 (3/0) | 0.410 | 10.4 | 85.0 | |||
| 00 (2/0) | 0. 365 | 9.27 | 67.4 | |||
| 0 (1 /0) | 0.325 | 8.25 | 53.5 | |||
| 1 | 0.289 | 7.35 | 42.4 | |||
| 2 | 0.258 | 6.54 | 33.6 | |||
| 3 | 0.229 | 5.83 | 26.7 | |||
| 4 | 0.204 | 5.19 | 21.1 | |||
| 5 | 0.182 | 4.62 | 16.8 | |||
| 6 | 0.162 | 4.11 | 13,3 | |||
| 7 | 0,144 | 3,67 | 10,6 | |||
| 8 | 0,129 | 3,26 | 8 | 0,129 | 3,26 | 0007 8.36 |
| 9 | 0.114 | 2.91 | 6.63 | |||
| 10 | 0.102 | 2.59 | 5.26 | |||
| 11 | 0. 0907 | 2.30 | 4.17 | |||
| 12 | 0,0808 | 2,05 | 3,31 | |||
| 13 | 0,0720 | 1,83 | 2,63 | |||
| 14 | 0,0641 | |||||
| 0008 | 1.63 | 2.08 | ||||
| 15 | 0.0571 | 1.45 | 1.65 | |||
| 16 | 0.0508 | 1.29 | 1.31 | |||
| 17 | 0.0453 | 1.15 | 1.04 | |||
| 18 | 0,0403 | 1,02 | 0,82 | |||
| 19 | 0,0359 | 0,91 | 0,65 | 0,91 | 0,65 | 000620 | 0.0320 | 0.81 | 0.52 |
| 21 | 0.0285 | 0.72 | 0.41 | |||
| 22 | 0.0254 | 0.65 | 0.33 | |||
| 23 | 0.  |