Как рассчитать сечение кабеля по мощности потребителя

Точный расчет сечения кабеля необходим при обустройстве домашней электрической сети. Неправильные подсчеты приведут к покупке короткого или тонкого повода, который станет нагреваться. Это может стать причиной возгорания и накопления статического тока на поверхностях бытовой техники.

Для чего нужен расчет сечения кабеля

Квартирная или домашняя электрическая сеть должна быть экономичной, безопасной и надежной. Для предотвращения воздействия электричества на человека и само помещение требуется рассчитать оптимальное сечение проводника.

Отсутствие расчетов имеет риски разрыва, деформации проводки, что станет причиной короткого замыкания или поражения током. Маленькая площадь поперечного сечения увеличит напряжение проводов. Это станет причиной их перегрева.

Большая площадь поперечного сечения безопаснее, но так затрачивается больше средств. Внимательные подсчеты помогут обеспечить бесперебойную эксплуатацию сети и экономию финансов.

Что влияет на нагрев проводов

В процессе использования бытовой техники очень часто греется проводка. Перегревание происходит по причине нескольких факторов:

• Неправильный выбор площади сечения проводников. Чем толще жилы имеет кабель, тем больший ток он передает без перегрева. Узнать нужные параметры можно по маркировке изделия или после замеров штангенциркулем.
• Несоответствие материалов изготовления. Медный провод качественнее передает напряжение, отличается небольшим сопротивлением. Жилы из алюминия при высоком сопротивлении сильнее греются.
• Количество жил. Одножильный проводник с толстым стержнем отличается высокой силой токопередачи. Многожильные модификации – гибкие, но имеют меньшую предельную силу передачи тока.
• Специфика монтажа. При плотной укладке в трубе кабели нагреваются сильнее, чем при открытой проводке.
• Особенности изоляции. Недорогие материалы с некачественной изоляцией неустойчивы к деформациям и температурным воздействиям.

Низкая электропроводимость алюминиевых проводов предусматривает большее, в сравнении с медными, сечение.

Как делается расчет потребляемой мощности

На основании ПУЭ в квартире и доме допускается организовывать медную или алюминиевую проводку. Перед ее укладкой и приобретением расходников целесообразно сделать расчет оптимального сечения кабеля по потребляемой мощности. Пользователю понадобится:

1. Составить список всей бытовой техники в квартире.
2. Проставить против каждой единицы ее мощность (указывается на этикетке или в инструкции).
3. Суммировать все числа.
4. Определить, редкий, периодический и постоянный тип устройств.
5. Сложить мощность постоянных и периодически включаемых.
6. Установить примерное время нагрузки и показатель сетевого напряжения.
7. При коэффициенте в 70 % (0,7) посчитать толщину проводника.

Значение мощности бытовой техники можно посмотреть в таблице.

Величина напряжения в трехфазной сети – 380 В, в однофазной – 220 В.

Особенности расчета мощности скрытой проводки

Когда в проекте указана возможность прокладки скрытой проводки, диаметр и параметры сечения кабеля нужно приобретать с запасом. К полученному после вычисления показателю прибавляют 20-30 %. Такие расчеты исключают нагрев проводника в условиях закрытого пространства с минимальным доступом воздуха.

Если в закрытые каналы производится укладка нескольких проводников, толщина каждого увеличивается на 40%. Каждое изделие для дополнительной защиты от перегрева укладывается в индивидуальной гофрированной трубе.

Как рассчитать сечение кабеля по мощности

Чтобы произвести расчет квартирного провода по показателям мощности для трехфазной сети, используется формула I=P/(U*1.73), где

• P – мощность, Вт;
• U – напряжение, В;
• I – ток, А.

При самостоятельных вычислениях необходимо учитывать материал жил, максимальную мощность потребления и напряжение в сети.

Максимальная мощность потребления

Для точного значения понадобится знать, сколько энергии будет потреблять каждый прибор. Затем показатели суммируются, и вычисляется усредненное значение. Чтобы получить полное значение, прибавляется еще 5 %.

Материал проводников

Квартирная цепь создается из двух типов проводников:

• Алюминиевые – недорогие материалы для прокладки сетей на высоте. Металл не окисляется, но для равномерного распределения нагрузки стоит остановить выбор на проводе с большим сечением.
• Медные – прочные, упругие, с хорошей электропродностью. Обеспечивают равномерную подачу тока на каждый потребитель. Если в доме старый распредщиток или трансформатор, провода соединяют третьим металлом.

В ПУЭ сказано, что стандартная нагрузка сети, по которой проходит электричество в жилые и производственные здания, – 25 А. Подобрать оптимальное сечение можно из сводной таблицы.

Таблица 1. Зависимость сечения медного провода от мощности и силы тока

Таблица 2. Зависимость сечения алюминиевого провода от мощности и силы тока

Как правильно произвести расчет по другим показателям

При прокладке электрокоммуникаций стоит понимать зависимость сечения от силы тока, длины материала, напряжению и нагрузке. На этих критериях необходимо основывать выбор.

По току

Величина тока при прохождении через проводник в условиях комнатной температуры зависит от ширины, длины, удельного сопротивления и температурного режима. В квартирах и домах чаще всего используют медный провод, поэтому при подборе сечения ориентируются на данные ПУЭ.

Для установки конкретного прибора стоит уточнить его силу тока и сравнить показатель с данными таблицы. Если значение отсутствует, ориентируются на большую величину. Так предотвращается возгорание кабеля при максимальной нагрузке.

По длине

В случае высокого токопотребления стоит выбирать короткий материал. Излишняя длина приведет к потере качества электропередачи – напряжение на отдельных участках будет «прыгать». Зависимость сечения от расстояния до точки запитки прописана в нормативной таблице.

Значение, полученное при подборе, нужно увеличивать на 15 см – величину запаса для коммутации обжимом, сваркой или пайкой.

По нагрузке

Для трехфазной сети свойственно тройное увеличение момента нагрузки. Двойной скачок нагрузки в режиме симметричного напряжения происходит, поскольку ток нулевого проводника равняется нулю. Точные данные можно узнать из таблицы.

Расчет сечения провода по нагрузке предусматривает коэффициент одновременности 0,75 и может осуществляться математически:

1. Составляется список домашних электроприборов.
2. На основании документации или таблицы указывается номинальная мощность.
3. Устанавливается возможность эксплуатации техники при единовременной нагрузке.
4. Рассчитывается поправочный коэффициент по времени использования за сутки в процентном отношении к 24 ч для каждого из приборов.
5. Номинальная мощность оборудования умножается на поправочный коэффициент.
6. Все данные суммируются.
7. Находится значение в таблице и к нему прибавляется еще 15 %.

Поскольку производители указывают усредненные показатели, прибавляется еще 5 %.

По напряжению

Если планируется укладка кабеля на большое расстояние, принимаются во внимание риски падения напряжения. Показатель находится под влиянием:

• длины провода – при увеличении напряжение падает;
• площадь поперечного сечения – при увеличении снижается падение напряжения;
• удельное сопротивление проводника – стандартный размер 1 мм2/1 м.

Падение напряжения равно ток, умноженный на сопротивление. Показатель рассчитывается следующим образом:

1. Вычисляется ток по формуле I=P/(U*cosф). Величина cosф для бытовой электросети – 1.
2. На основании таблиц ПУЭ устанавливается сечение провода по току.
3. Рассчитывается общее сопротивление проводника. Используется формула Rо=ρ*l/S, где ρ – удельное сопротивление материала, l – длина проводника, S – площадь поперечного сечения. Общее значение сопротивления при прохождении тока к потребителю и обратно увеличивается на 2.
4. Находится падение напряжения по формуле ΔU=I*R.
5. Вычисляется процент падения напряжения ΔU/U.

Если результат больше 5 %, подбирается кабель с большим сечением.

По плотности тока

Медные материалы с жилой сечением 1 мм2 имеют среднюю плотность тока 6-10 А. Токи данной величины протекают без перегрева или обгорания изоляции. Согласно ПУЭ, дополнительно на защиту оболочек нужно прибавить 40 %.

Предел в 6 А обеспечивает эксплуатацию проводки без привязки к времени. Верхний предел в 10 А указывает допустимую кратковременную нагрузку. При увеличении силы тока до 12 А повышается и его плотность, что приводит к обгоранию изоляции.

По маркировке проводов

Квартирная проводка монтируется при помощи кабелей ВВГ-нг и ВВГ. Первый не подвергается возгораниям, предназначен для внутренних, земельных и наружных работ. Материал выпускается с 2-4 жилами, с сечением каждой от 1,5 до 35 мм2.

Специалисты считают, что для точечного освещения хватит кабеля с сечением 0, 5 мм², для люстры – 1,5 мм², розеточных устройств – 2,5 мм².

Как выбрать сечение проводника

Чтобы правильно выбрать сечение проводника, стоит учитывать длину коммуникаций, способ их обустройства, особенности автоматов.

По типу проводки

По расположению проводка бывает скрытой и открытой. В квартирах чаще устанавливается второй вариант с прокладкой медного кабеля в штробу. Для выбора его сечения ориентируются на данные таблицы.

Расчеты через Интернет

Чтобы не тратить время на подсчеты вручную, вычислить параметры сечения кабеля можно онлайн. В поля калькулятора понадобится ввести:

• тип тока – переменный или постоянный;
• материал проводников – медь или алюминий;
• мощность нагрузки – сумма мощностей всех приборов, подкинутых на 1 провод;
• номинальное напряжение сети;
• для переменного тока – систему подачи электроэнергии, однофазную или трехфазную систему, коэффициент мощности 1 для квартиры;
• технологию укладки кабеля – открытая или скрытая;
• количество проводов нагрузки – 2, 3,4 с раздельной изоляцией или 2-3 в общей; для системы постоянного тока считают все провода, для переменного с одной фазой – ноль и фазу, для переменного с тремя фазами – только фазу;
• длину кабеля в метрах;
• процент допустимого падения напряжения.

Полученное значение – ориентировочное, его понадобится согласовывать с профессионалами и требованиями нормативов.

Без калькуляторов и таблиц

Дя точности выбора сечения стоит комплексно использовать теоретические и фактические расчеты. Покупателю необходимо:

• посмотреть на вкладыше кабеля данные про сечение;
• вымерять при помощи штангенциркуля или микрометра диаметр жилы;
• рассчитать площадь сечения, используя формулу S = ( z · π · d 2)/4 (3), где S – площадь сечения; z – количество жил (для одножильного провода z = 1); d – диаметр.

Правильный подбор сечения проводника обеспечит надежность и качество прокладки электролиний в квартире. Данные таблиц и формулы на практике помогают контролировать работу электриков и сверять их результаты вычисления с собственными.