Выбор сечения провода (кабеля) — по току, мощности и длине

Выбор кабеля для дома

Перед вами встал вопрос выбора провода (кабеля). Не важно для чего вы его выбираете, для квартиры, дома, гаража, дачи или для подключения электродвигателя, нагревательного прибора, компрессора, электролампы или любого другого электрического прибора, все равно нужен расчет сечения проводника, который будет использоваться для подключения.

Для чего нужен расчет? Если сказать простыми словами, то у любого электрического прибора (оборудования) или помещения есть потребляемый ток, нагрузка. Чтобы этот провод (кабель) выдерживал потребляемую нагрузку потребителем электроэнергии и нужен расчет.

Чем отличается кабель от провода

Прежде чем перейти к основному содержимому, нам необходимо понять, что же мы все-таки хотим рассчитать, сечение провода или кабеля, в чем различия одного от другого!? Несмотря на то, что обыватель применяет эти два слова как синонимы, подразумевая под этим что-то свое, но если быть дотошными, то разница все же имеется.

Так провод это одна токопроводящая жила, будь то моножила или набор проводников, изолированная в диэлектрик, в оболочку. А вот кабель, это уже несколько таких проводов, объединенных в единое целое, в своей защитной и изоляционной оболочке. Для того, чтобы вам было лучше понятно, что к чему, взгляните на картинку.

Чем отличается кабель от провода

Так вот, теперь мы в курсе, что рассчитывать нам необходимо именно сечение провода, то есть одного токопроводящего элемента, а второй будет уже уходить от нагрузки, обратно к питанию.

Однако мы порой и сами забываемся не лучше Вашего, так что если вы нас подловите на том, что где-то все же встретится слово кабель, то не сочтите уж за невежество, стереотипы делают свое дело.

Что такое сечение провода

Под этим названием подразумевается общая площадь металлических (медных или алюминиевых) жил, скрытых под оплеткой провода. Для одножильных изделий она вычисляется предельно просто, по стандартной формуле расчета площади круга:

S=πr^2

Где π=3,14, r – радиус круга. Для провода это значение можно определить, замерив штангенциркулем диаметр жилы и поделив ее на два. Для упрощения расчетов можно также использовать приведенную формулу.

Формула расчета сечения провода

Если нет желания считать самостоятельно, можно воспользоваться стандартными таблицами пересчета.

Таблицы расчета сечения провода

Для многожильных проводов рассчитать сечение провода можно, выяснив параметр для одной из жил (обычно они одинаковые) и умножив его на количество.

Кроме того, данные нетрудно получить из маркировки изделия.

Как вычленить сечение провода из маркировки

В отечественной промышленности принята такая схема обозначений.

Обозначения маркировки проводов

Чтобы правильно прочесть маркировку и вычленить из нее необходимую информацию о количестве и сечении жил, следует помнить, как расшифровать группы букв/цифр

Позиция Характеристика Маркировка Ее расшифровка
1 Материал жилы А

Отсутствует

Алюминий

Медь

2 Наименование изделия П Провод
3 Материал изоляции Р Резина

 

В ПВХ (поливинилхлорид)
П Полиэтилен
Пс Самозатухающий полиэтилен
Пв Сшитый полиэтилен
Ф Фторопласт
НР Негорючая резина
Ц Пленочная изоляция
Г Отсутствие изоляции (голый провод)
4 Конструкция КГ (Г) Кабель гибкий
К Кабель контрольный
Ф Фальцованная металлическая оболочка
П Плоский
О Оплетка
Т Для прокладки в трубах

Эта маркировка относится к наиболее популярным изделиям, используемым в бытовой электропроводке.

В силовых кабелях может также присутствовать броня и внешняя защитная оболочка.

Строение силового кабеля

В этом случае после первых четырех позиций могут идти обозначения с буквой Б (броня) или без нее:

  • БС – свинцовая;
  • БбГ – стальная лента профилированная;
  • Бб – две ленты стальные;
  • Бл – две ленты стальные с подушкой под ними из пластиковых лент;
  • Бн – стальные ленты, поверх них негорючая оболочка для защиты;
  • К – проволочная броня, покрытая защитной лентой из стали;
  • Д – оплетка из стали, двумя проволоками;
  • П – оплетка плоской стальной проволокой.

При наличии внешней защитной оболочки ее обозначают:

  • Э – экранированный кабель (как правильно, использую алюминиевую фольгу);
  • О – соединение обмоткой проводов в изоляции;
  • В – редкий случай, бумажная изоляция. Если после «В» имеются другие буквы, подразумевается ПВХ (поливинилхлорид);
  • Шв – шланг виниловый;
  • Шп – шланг полиэтиленовый;
  • Шпс – шланг из полиэтилена самозатухающего;
  • Н – негорючий состав неустановленного типа.

Цифры после буквенной маркировки означают:

  • рабочее напряжение. Если данной цифры нет, имеется в виду бытовая сеть с номинальным напряжением 220 В;
  • количество жил и их сечение, между цифрами указывается «х». Пример – 2х2,5;
  • количество и сечение жил отличающегося диаметра, обычно «для нуля». При наличии второй пары цифр с первой парой их объединяют знаком «+».

Таким образом, из длинной и сложной маркировки нетрудно вычленить нужные цифры для расчета.

Расшифровка маркировки провода

Как определить сечение провода с помощью измерений

Для этого потребуется любой инструмент для зачистки проводов – вплоть до кухонного ножа – и штангенциркуль.

Измерение сечения с помощью штангенциркуля

Различные способы зачистки представлены в мастер-классе.

Далее штангенциркулем замеряется диаметр ВСЕГО ПУЧКА ТОНКИХ ПРОВОЛОЧЕК или единой проволоки, зачищенных от изоляции.

Примеры действий по замеру и дальнейшему расчету представлены в видеоуроке.

Если штангенциркуля или микрометра под рукой нет, можно использовать обычную линейку.

Для одножильного (и только для него!) провода можно использовать замер методом намотки. На цилиндрический предмет плотно, виток к витку, наматывается кабель. Далее подсчитывается число витков, приходящихся на один сантиметр. Делим 10 мм на количество витков – получаем примерный диаметр жилы. Естественно, замеры производятся для зачищенной проволоки.

Измерение сечения провода с помощью намотки

Для более толстых изделий можно считать число витков не на 1 см, а на 10 см или любой другое удобное количество.

Важно: если есть сомнения в точности измерений, необходимо округлять полученное значение в МЕНЬШУЮ сторону.

Далее округленная цифра сравнивается с ближайшими из таблиц для расчета сечения провода по току или мощности и выбирается наиболее близкое значение.

Пример: при замере с помощью штангенциркуля получено значение 8,6 мм. В ряду стандартных значений из таблицы ближайшее меньшее 6 мм, ближайшее большее – 10 мм. Учитывая, что возможность пропускания электрического тока напрямую зависит от сечения жил (а производители иногда стараются на этом экономить), принимаем меньшее – 6 мм – и дальнейшие расчет ведем, исходя из этой цифры.

Сравнение европейских (метрическая система) и американских (а также английских, дюймовая система) типовых размеров сечения.

Европейский и американский размер сечения провода

Точнее соотнести размеры американских и отечественных (европейских) проводов поможет таблица ниже.

Определение сечения провода по измеренному диаметру.

Соотношение сечения

Выбор кабеля

Делать внутреннюю разводку лучше всего из медных проводов. Хотя алюминиевые им не уступят. Но тут есть один нюанс, который связан с правильно проведенном соединении участков в распределительной коробке. Как показывает практика, места соединений часто выходят из строя из-за окисления алюминиевого провода.

Еще один вопрос, какой провод выбрать: одножильный или многожильный? Одножильный имеет лучшую проводимость тока, поэтому именно его рекомендуют к применению в бытовой электрической разводке. Многожильный имеет высокую гибкость, что позволяет его сгибать в одном месте по несколько раз без ущерба качеству.

Одножильный или многожильный

При монтаже электропроводки обычно применяют провода и кабели марки ПВС, ВВГнг, ППВ, АППВ. В этом списке встречаются как гибкие кабели, так и с моножилой.

Здесь мы хотели бы сказать вам одну вещь. Если ваша проводка не будет шевелиться, то есть это не удлинитель, не место сгиба, которое постоянно меняет свое положение, то предпочтительно использовать моножилу.

Вы спросите почему? Все просто! Не смотря на то, насколько хорошо не были бы уложены в защитную изоляционною оплетку проводники, под нее все же попадет воздух, в котором содержится кислород. Происходит окисление поверхности меди.

В итоге, если проводников много, то площадь окисления намного больше, а значит токопроводящее сечение «тает» на много больше. Да, это процесс длительный, но и мы не думаем, что вы собрались менять проводку часто. Чем больше она проработает, тем лучше.

Особенно это эффект окисления будет сильно проявляться у краев реза кабеля, в помещениях с перепадом температуры и при повышенной влажности. Так что мы вам настоятельно рекомендуем использовать моножилу! Сечение моножилы кабеля или провода изменится со временем незначительно, а это так важно, при наших дальнейших расчетах.

Какой провод, кабель выбрать для прокладки проводки (моножилу или многожильный)

Медь или алюминий

В СССР большинство жилых домов оснащались алюминиевой проводкой, это было своеобразной нормой, стандартом и даже догмой. Нет, это совсем не значит, что страна была бедная, и не хватало на меди. Даже в некоторых случая наоборот.

Но видимо проектировщики электрических сетей решили, что экономически можно много сэкономить, если применять алюминий, а не медь. Действительно, темпы строительства были огромнейшие, достаточно вспомнить хрущевки, в которых все еще живет половина страны, а значит эффект от такой экономии был значительным. В этом можно не сомневаться.

Тем не менее, сегодня другие реалии, и алюминиевую проводку в новых жилых помещениях не применяют, только медную. Это исходит из норм ПУЭ пункт 7.1.34 «В зданиях следует применять кабели и провода с медными жилами…».

Так вот, мы вам настоятельно не рекомендуем экспериментировать и пробовать алюминий. Минусы его очевидны. Алюминиевые скрутки невозможно пропаять, так же очень трудно сварить, в итоге контакты в распределительных коробках могут со временем нарушиться. Алюминий очень хрупкий, два-три изгиба и провод отпал.

Будут постоянные проблемы с подключением его к розеткам, выключателем. Опять же если говорить о проводимой мощности, то медный провод с тем же сечением для алюминия 2,5 мм.кв. допускает длительный ток в 19А, а для меди в 25А. Здесь разница больше чем 1 КВт.

Так что еще раз повторимся — только медь! Далее мы и будем уже исходить из того, что сечение рассчитываем для медного провода, но в таблицах приведем значения и для алюминия. Мало ли что.

Выбор сечения провода (кабеля) по мощности – таблица

Пример.

Возьмем однокомнатную квартиру. Какими электроприборами мы пользуемся? Ниже вы увидите таблицу, в которой указаны электроприборы и инструменты, используемые в быту:

Таблица 1.

Бытовой электроприбор Мощность, Вт Бытовой электроприбор Мощность, Вт
Лампочка 15 – 250 Духовка 1000 – 3000
Принтер струйный 30 – 50 СВЧ печь 1500 – 3000
Весы 40 – 300 Пылесос 400 – 2000
Аудиосистема 50 – 250 Мясорубка 1500 – 2200
Компьютер 300 – 800 Тостер 500 – 1500
Принтер лазерный 200 – 500 Гриль 1200 – 2000
Копировальный аппарат 300 – 1000 Кофемолка 500 – 1500
Телевизор 100 – 400 Кофеварка 500 – 1500
Холодильник 150 – 2000 Посудомоечная машина 1000 – 2000
Стиральная машина 1000 – 3000 Утюг 1000 – 2000
Электрочайник 1000 –2000 Обогреватель 500 – 3000
Электроплита 1000 – 6000 Кондиционер 1000 – 3000

Выбор сечения провода (кабеля) по мощности

Подсчитаем общую потребляемую мощность электроприборов, используемых в однокомнатной квартире. Возьмем по минимуму:

  • Лампы энергосберегающие – 14 штук по 15 Вт;
  • Телевизор – 200 Вт;
  • Аудиосистема – 150 Вт;
  • Компьютер – 500 Вт;
  • Принтер лазерный – 300 Вт;
  • Холодильник – 500 Вт;
  • Стиральная машина – 2000 Вт;
  • Электрочайник – 2000 Вт;
  • Кофеварка – 1000 Вт;
  • СВЧ печь – 2000 Вт;
  • Пылесос – 1200 Вт;
  • Утюг – 1000 Вт;
  • Кондиционер – 2000 Вт.

Произведем подсчет:

14 × 15 = 210 Вт (лампы энергосберегающие);

210 + 200 + 150 + 500 + 300 + 500 + 2000 + 1000 + 2000 + 1200 + 1000 + 2000 = 11 060 Вт = 11,06 кВт

Мы подсчитали общую нагрузку, которую может потреблять квартира, но этого не будет никогда. Почему? Представьте себе, что вы включили одновременно все электроприборы. Может такое быть с вами? Конечно нет. Зачем вам включать, например, одновременно телевизор, аудиосистему, пылесос и кондиционер зимой или другое сочетание бытовых приборов. Конечно вы делать этого не будите.

К чему я это все пишу, а к тому, что существует так называемый коэффициент одновременности, который равен̴̴̴ ~ 0.75.

11,06 × 0,75 = 8,295 ~ 8,3 кВт. Такую максимальную нагрузку вы сможете подключить, имея электроприборы, перечисленные выше, короткое время. Это для информации.

Но для расчета сечения провода (кабеля), все-таки нужно брать общую нагрузку без коэффициента. Для данного примера 11, 06 ~ 11 кВт.

Данный подсчет мы сделали для вводного провода (кабеля), который будет питать всю квартиру напряжением 220 В.

Таблица выбора сечения жил провода (кабеля) по мощности и току

Таблица 2.

Таблица выбора сечения жил провода

Как пользоваться таблицей? Смотрим в таблицу и выбираем «Медные жилы проводов и кабелей» > «Напряжение 220 В» > «Мощность, кВт», так как у нас общая мощность 11 кВт, выбираем всегда с запасом и получаем 15,4 что соответствует сечение 10 мм². Смотрите ниже:

Таблица выбора сечения жил провода (кабеля) по мощности

Советую всегда брать сечение жилы кабеля с запасом, потому что жилы кабеля не будут нагреваться при большой нагрузки и в будущем возможно вы увеличите свой арсенал бытовых электроприборов и инструментов не только в количестве, но и по мощности.

Глядя на эту таблицу также можно определить сечение медного проводника для напряжения 380 В, а также алюминиевого на 220 и 380 В.

380 В (3 фазы и нуль) применяется для подключения коттеджей и там, где без трехфазной системы нельзя обойтись, например, подключение 3-х фазных электродвигателей, калориферов, холодильных установок и другое.

Давайте посмотрим какое сечение проводника нужно для каждого в отдельности электроприбора на 220 В зная его мощность по паспорту:

Таблица 3.

Сечение медной жилы, мм² Мощность электроприбора, Вт
0,35 100 – 500
0,5 700
0,75 900
1,0 1200
1,2 1500
1,5 1800 – 2000
2,0 2500
2,5 3000 – 3500
3,0 4000
3,5 4500 – 5000
5,0 6000

Ниже представлена таблица применения медных проводов (кабелей) по сечению:

Таблица 4.

Сечение медных жил, мм² Предельно-допустимая нагрузка, А (ампер) Номинальная сила тока автоматического выключателя, А Максимальная нагрузка

U = 220 В, кВт

Пример применения
1,5 19 10 4,1 Освещение
2,5 27 16 5,9 Розетки
4 38 25 8,3 Кондиционеры, водонагреватели
6 46 32 10,1 Электрические плиты, шкафы
10 70 50 15,4 Ввод в квартиру

Расчёт сечения по формулам

Алгоритм выбора следующий:

  • Рассчитывается площадь проводника по длине и максимальной мощности по формуле:

Выбор сечения провода (кабеля) — по току, мощности и длине
Источник infopedia.su

Где:

P – мощность;

U – напряжение;

cosф – коэффициент.

Для бытовых электросетей значение коэффициента равно единице. Для промышленных коммуникаций он рассчитывается как отношение активной мощности к полной.

  • В таблице ПУЭ находится сечение по току.
  • Рассчитывается сопротивление проводки:

Выбор сечения провода (кабеля) — по току, мощности и длине
Источник textarchive.ru

Где:

ρ – сопротивление;

l – длина;

S – поперечная площадь сечения.

При этом, не стоит забывать, что ток движется в обоих направлениях и по факту сопротивление равно:

Выбор сечения провода (кабеля) — по току, мощности и длине
Источник textarchive.ru

  • Падение напряжения соответствует соотношению:

Выбор сечения провода (кабеля) — по току, мощности и длине
Источник moypatent.ru

  • В процентном отношении падение напряжения выглядит следующим образом:

Выбор сечения провода (кабеля) — по току, мощности и длине
Источник tex.stackovernet.com

Если результат превышает пять процентов, то в справочнике ищется ближайшее поперечное сечение с большим значением.

Подобные расчёты редко выполняются родовыми потребителями электроэнергии. Для этого есть профильные специалисты и масса справочного материала. Более того, в интернете размещено множество онлайн-калькуляторов, при помощи которых все вычисления можно произвести за пару кликов.

Открытая и закрытая прокладка проводов

Ещё один фактор который влияет на выбор сечения проводника – способ прокладки линий. Их существует два:

  • открытый;
  • закрытый.

При первом способе проводка укладывается в специальный короб или гофрированную трубу и находится на поверхности стены. Второй вариант предполагает замуровывание кабеля внутрь отделки или основного тела стен.

Здесь основное значение играет теплопроводность окружающей среды. В грунте тепло от кабеля отводится лучше, чем на воздухе. Поэтому при закрытом способе берутся провода с меньшим сечением чем при открытом. В таблице ниже указано как влияет способ укладки на сечение проводника.

Способ укладки и сечение проводника
Способ укладки и сечение проводника

Условия теплоотдачи

Важным условием тепловой отдачи считается влажная среда, в которой находится кабель. При размещении провода в грунте теплоотвод напрямую связан со структурой и его составом, а также уровнем влажности.

Для получения наиболее точных величин придется проанализировать состав почвы, в зависимости от которого будет разным сопротивление. При помощи таблицы ищут удельное сопротивление. Благодаря качественной утрамбовке данная характеристика может быть уменьшена. Песок и гравий обладают меньшей теплопроводностью по сравнению с глиной, поэтому в идеале провода засыпают последней. Вместо глины можно использовать суглинок без примесей шлака, камней и мусора.

Теплоотдача воздушного кабеля минимальна. Параметр уменьшается для линий в кабель-каналах, имеющих воздушную прослойку. Расположенные вблизи кабели обеспечивают нагрев друг друга, поэтому нагрузки по току должны быть максимально низкими. Допустимые токи рассчитываются по двум разным формулам в зависимости от режима работы — аварийного или длительного. При возникновении короткого замыкания допустимая температура для провода с бумажной изоляцией составляет 200, ПВХ — 120 градусов Цельсия.

Важно помнить о разных условиях охлаждения кабеля с изоляцией и без нее. В первом случае тепловые потоки, исходящие при нагреве жил, вынуждены преодолевать дополнительный барьер в виде изоляционного слоя.

Расположение кабеля в траншее
Расположение кабеля в траншее

При подземной укладке кабеля, когда в одной траншее расположено сразу два проводника, процесс охлаждения существенно замедлится, что приведет к снижению допустимые токовых нагрузок.

С точки зрения электрической и пожарной безопасности, определение правильных длительно допустимого тока и сечения кабеля — важное условие, позволяющее исключить перегревы, нарушение изоляции и воспламенение кабельной линии. При расчетах следует быть внимательными и учесть множество дополнительных условий. Определенные корректировки нужны даже для табличных значений.

Пример расчета мощности.

Допустим, выполняется в доме монтаж закрытой электропроводки проводов ВВ. На лист бумаги необходимо переписать список используемого оборудования.

Но как теперь узнать мощность? Найти ее можно на самом оборудовании, где обычно есть бирка с записанными основными характеристиками.

мощность кабеля

Измеряется мощность в Ваттах (Вт, W) либо Киловаттах (кВт, KW). Теперь нужно записать данные, а затем их сложить.

 

мощность кабеля таблица

 

Полученное число составляет, например, 20 000 Вт, это будет 20 кВт. Эта цифра показывает, сколько все электроприемники вместе потребляют энергии. Далее следует обдумать, какое количество приборов в течении длительного периода времени будет использоваться одновременно. Допустим получилось 80 %, в таком случае, коэффициент одновременности будет равен 0,8. Производим по мощности расчет сечения провода:

 

20 х 0,8 = 16 (кВт)

 

Для выбора сечения понадобится таблица мощности провода:

 

Сечение токо-
проводящих
жил. мм

Медные жилы кабелей и проводов

Напряжение 220В

Напряжение 380В

Ток. А

Мощность. кВТ

Ток. А

Мощность кВТ

1.5

19

4.1

16

10.5

2.5

27

5.9

25

16.5

4

38

8.3

30

19.8

6

46

10.1

40

26.4

10

70

15.4

50

33

16

80

18.7

75

49.5

25

115

25.3

90

59.4

35

135

29.7

115

75.9

50

175

38.5

145

95.7

70

215

47.3

180

118.8

95

265

57.2

220

145.2

120

300

66

260

171.6

 

 

Если трехфазная цепь 380 Вольт, то таблица будет выглядеть следующим образом:

 

Сечение токо-
проводящих
жил. мм

Медные жилы кабелей и проводов

Напряжение 220В

Напряжение 380В

Ток. А

Мощность. кВТ

Ток. А

Мощность кВТ

1.5

19

4.1

16

10.5

2.5

27

5.9

25

16.5

4

38

8.3

30

19.8

6

46

10.1

40

26.4

10

70

15.4

50

33

16

80

18.7

75

49.5

25

115

25.3

90

59.4

35

135

29.7

115

75.9

50

175

38.5

145

95.7

70

215

47.3

180

118.8

95

265

57.2

220

145.2

120

300

66

260

171.6

 

 

Данные расчеты не составляют особой сложности, но рекомендуется выбирать провод или кабель наибольшего сечения жил, ведь может быть так, что будет необходимо подключить какой-нибудь прибор еще.

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.

проводка

Видео описание

Наглядно расчет сечения кабеля по формулам в видео:

Источники
  • https://electromc.ru/vybor-secheniya-provoda/
  • https://first-apartment.ru/sechenie-provoda.html
  • https://stroy-okey.ru/remont/electrician/sechenie-provoda-po-toku-i-moshhnosti-tablica-i-pravila-rascheta/
  • https://m-strana.ru/articles/sechenie-kabelya-po-moshchnosti-tablitsa/
  • https://220.guru/electroprovodka/provoda-kabeli/dlitelno-dopustimyj-tok.html
  • https://www.calc.ru/Tablitsa-Moshchnosti-Provodov.html
  • https://www.boncom.by/papers/raschet-secheniya-kabelya

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Все о строительстве