Как рассчитать сечение провода по потребляемой мощности

Содержание

1. Что нужно знать
2. Калькулятор расчета сечения по диаметру
3. Основы сортировки
4. Формула расчета
5. Как вычислить
6. Выбор по таблице
7. Примеры
8. Особенности сечения электропроводки из разных материалов
9. Длина кабеля
10. Сечение кабелей при открытой или закрытой проводке
11. Расчет сечения кабеля по помещениям
12. Как подсчитать параметры нужного кабеля
13. Какой кабель лучше: медный или алюминиевый
14. Перевод ватт в киловатты
15. Заключение

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:

1. Токоведущая жила и изоляция сохраняют целостность. Т.е. перегрев провода произошел в допустимом пределе и ничего не произошло.
2. Изоляция плавится, но металл жилы остается без изменений. После устранения поломки дальнейшая эксплуатация такого провода невозможна – он требует обязательной замены.
3. 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.

Совет! При покупке недорогого провода, лучше проверить соответствие фактического и заявленного сечений токоведущих жил. Это можно сделать штангенциркулем или микрометром. Дело в том, что некоторые ТУ допускают погрешность не много ни мало – в 20-30% от номинала – если сечение провода по мощности будет рассчитано «впритирку», это грозит возгоранием.

Калькулятор расчета сечения по диаметру

Для простоты вычислений разработан калькулятор расчета сечения кабеля по диаметру. В его основе лежат формулы, по которым можно найти площадь сечения одножильных и многожильных проводов.

Измерять сечение нужно измеряя жилу без изоляции иначе нечего не получится.

     Результат для данного диаметра:

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:

1. найти в техническом паспорте устройства информацию о ней;
2. мощность указывается на самих приборах – обычно ее указывают на пластинах или стикерах из металла, хотя могут и просто нанести маркировку на корпус.
3. 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.

При этом следует помнить, что параметры в них указаны в большом диапазоне, а это значит, что выбранный по меньшему значению кабель может не соответствовать требованиям.

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.

Формула расчета

D – диаметр жилы.

Диаметр жилы обычно указывается на оплетке провода или на общем ярлыке с другими техническими характеристиками. При необходимости определить это значение можно двумя способами: с применением штангенциркуля и вручную.

Первым способом измерить диаметр жилы очень просто. Для этого ее необходимо очистить от изоляционной оболочки, после чего воспользоваться штангенциркулем. Значение, которое он покажет, и есть диаметр жилы.

D – диаметр жилы;

а – количество проволок в жиле.

L – длина намотки проволоки;

N – число полных витков.

Чем больше длина намотки жилы, тем точнее получится результат.

I=P*K/U*cos φ – эта формула применяется для однофазных сетей с напряжением в 220 В.

• «Р» – это суммарная мощность всех бытовых приборов и освещения.
• «К» – это тот самый коэффициент одновременности, то есть, он выравнивает показатель мощности по временному показателю. Ведь не все время же мы пользуемся освещением или приборами. Это величина постоянная и равна 0,75.
• «U» – напряжение 220 В.
• cos φ – это также постоянная величина, равная единице.

Практически в этой формуле все величины, кроме общей мощности, постоянные. Поэтому в основе расчета лежат именно нагрузки, которые создают бытовые приборы и светильники. То есть, величина тока зависит от потребляемой мощности. Эти показатели обычно указываются в технической документации, которая поступает в комплекте с электрическим прибором. Нередко производители указывают ее на бирках. Вот только некоторые показатели мощности основных бытовых приборов, используемых чаще других.

• Освещение от 300 Вт до 1500 Вт. Как было сказано выше, все зависит от количества и вида ламп.
• Телевизор от 140 до 300 Вт. Это мощность современных моделей.
• Холодильник от 300 до 800.
• Утюг от 1000 до 200. Это один из самых энергопотребляемых агрегатов.
• К этой же категории относится электрочайник: 1000-2500 Вт.
• Добавим сюда же стиральную и посудомоечную машину – 2500 Вт.
• Микроволновая печь в среднем в пределах 1000 Вт.
• Компьютер от 300 до 600 Вт.

Можно было бы сюда добавить и другие приборы, к примеру, фен, музыкальный центр, пылесос, бойлер и так далее. То есть, для подсчета сечения электрического кабеля по мощности необходимо сначала определить, сколько приборов есть в доме. Складывая их мощность, устанавливается суммарная общая потребляемая мощность, которая и будет действовать на электрическую проводку.

I=6540*0,75/220=22,3 А

Теперь для определения сечения кабеля потребуется таблица, в которой установлено соотношение двух величин.

Теперь вы знаете, как рассчитать сечение кабеля.

Как вычислить

Здесь d – означает диаметр жилы (мм), а S – искомая площадь сечения (мм²).

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.

Выбор по таблице

Диаметр проводника, мм Сечение проводника, мм2 0.8 0.5 1 0.75 1.1 1 1.2 1.2 1.4 1.5 1.6 2 1.8 2.5 2 3 2.3 4 2.5 5 2.8 6 3.2 8 3.6 10 4.5 16

Когда сечение известно, можно определить значения допустимых мощности и тока для медного или алюминиевого провода. Таким образом удастся выяснить, на какие параметры нагрузки рассчитана токопроводящая жила. Для этого понадобится таблица зависимости сечения от максимального тока и мощности.

В воздухе (лотки, короба,пустоты,каналы) Сечение,кв.мм В земле Медные жилы Алюминиевые жилы Медные жилы Алюминиевые жилы Ток. А Мощность, кВт Тон. А Мощность, кВт Ток, А Мощность, кВт Ток. А Мощность,кВт 220 (В) 380 (В) 220(В) 380 (В) 220(В) 380 (В) 220(В) 19 4.1 17.5

1,5 77 5.9 17.7

35 5.5 16.4 19 4.1 17.5 7,5 38 8.3 75 79 6.3 35 7.7 73 77 5.9 17.7 4 49 10.7 33.S 38 8.4 *2 9.7 77.6 37 7 71 6 60 13.3 39.5 46 10.1 55 17.1 36.7 47 9.7 77.6 10 90 19.8 S9.7 70 15.4 75 16.5 49.3 60 13.7 39.5 16 115 753 75.7 90 19,8 95 70,9 67.5 75 16.5 49.3 75 150 33 98.7 115 75.3 170 76.4 78.9 90 19.8 59.7 35 180 39.6 118.5 140 30.8 145 31.9 95.4 110 74.7 77.4 50 775 493 148 175 38.5 ISO 39.6 118.4 140 30.8 97.1 70 775 60.5 181 710 46.7 770 48.4 144.8 170 37.4 111.9 95 310 77.6 717.7 755 56.1 760 57,7 171.1 700 44 131,6 170 385 84.7 753.4 795 6S 305 67.1 700.7 735 51.7 154.6 150 435 95.7 786.3 335 73.7 350 77 730.3 770 59.4 177.7 185 500 110 379 385 84.7

Чтобы правильно воспользоваться таблицей зависимости сечения провода от мощности, важно правильно перевести ватты в киловатты.

1 киловатт = 1000 ватт. Соответственно, чтобы получить значение в киловаттах, мощность в ваттах необходимо разделить на 1000. Например, 4300 Вт = 4,3 кВт.

Примеры

Пример 1. Необходимо определить значения допустимых тока и мощности для медного провода с диаметром жилы 2,3 мм. Напряжение питания – 220 В.

В первую очередь следует определить площадь сечения жилы. Сделать это можно по таблице или по формуле. В первом случае получается значение 4 мм2, во втором – 4,15 мм2.

Расчетное значение всегда более точное, чем табличное.

С помощью таблицы зависимости сечения кабеля от мощности и тока, можно выяснить, что для сечения медной жилы площадью 4,15 мм2 допустима мощность 7,7 кВт и ток 35 А.

Пример 2. Необходимо вычислить значения тока и мощности для алюминиевого многожильного провода. Диаметр жилы – 0,2 мм, число проволок – 36, напряжение – 220 В.

Теперь можно определить значения мощности и тока для многожильного алюминиевого провода сечением 2,26 мм2. Мощность – 4,1 кВт, ток – 19 А.

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.

Изначально рассчитанный на множественные изгибы многопроволочный имеет больший срок эксплуатации, но при подключении к нему розеток концы жил нужно будет залудить, так как со временем проволочки в жиле «утрясутся» и контакт ухудшится.

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.

Материал проводников определяет технико-экономические показатели кабельной линии.

ВыбратьМедь (Cu)Алюминий (Al)

Мощность нагрузки для кабеля определяется как сумма потребляемых мощностей всех электроприборов, подключаемых к этому кабелю.

Введите мощность нагрузки: кВт

Введите напряжение: В

Система электроснабжения: ВыбратьОднофазнаяТрехфазная

Коэффициент мощности cosφ определяет отношение активной энергии к полной. Для мощных потребителей значение указано в паспорте устройства. Для бытовых потребителей cosφ принимают равным 1.

Способ прокладки определяет условия теплоотвода и влияет на максимальную допустимую нагрузку на кабель.

ВыбратьОткрытая проводкаСкрытая проводка

Для постоянного тока нагруженными считаются все провода, для переменного однофазного — фазный и нулевой, для переменного трехфазного — только фазные.

ВыбратьДва провода в раздельной изоляцииТри провода в раздельной изоляцииЧетыре провода в раздельной изоляцииДва провода в общей изоляцииТри провода в общей изоляции

Минимальное сечение кабеля: 0

Кабель с рассчитанным сечением не будет перегреваться при заданной нагрузке. Для окончательного выбора сечения кабеля необходимо проверить падение напряжения на токонесущих жилах кабельной линии.

Длина кабеля

Введите длину кабеля: м

Введите допустимое падение: %

Минимальное сечение кабеля с учетом длины: 0

Рассчитанное значение сечения кабеля является ориентировочным и не может использоваться в проектах систем электроснабжения без профессиональной оценки и обоснования в соответствии с нормативными документами!

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:

1. Нарисовать план квартиры или других помещений, где она планируется, и отметить будущие розетки и светильники.
2. Узнать мощность всех имеющихся устройств и домашней техники: ламп, обогревательных приборов, чайников, фенов и т. п. Это позволит остановиться на оптимальном варианте.
3. Измерить длину планируемой линии и сложить все собранные параметры вместе.
4. Выбрать марку кабеля. Для внутренней проводки лучше использовать плоский провод.
5. Купить необходимое количество.

Помимо этого, принимают во внимание, согласуется ли сечение провода по потребляемой мощности с его максимальной нагрузкой в данном проекте и с током защитных выключателей.

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.

Дополнительные рекомендации:

• 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).

Расчет сечения кабеля по помещениям

Вышеописанный расчет с формулой предназначается для вводного кабеля в дом. Но давайте рассмотрим внутреннюю разводку по комнатам и помещениям. Все дело в том, что с освещением все более или менее понятно. Бросаете под него во все комнаты кабель сечением 1,5 мм², и будьте уверены, что все вы сделали правильно. Ни перегрева, ни замыкания у вас не будет.

С розетками все не так просто. Есть в доме комнаты, где наличие бытовых приборов зашкаливает. Это кухня и ванная. В последней обычно часто работает стиральная машина и фен. Кстати, у него немаленькая мощность от 1000 до 2500 Вт. Так что нагрузку этот небольшой прибор создает приличную.

Так вот необходимо решить одну очень важную задачу – правильно распределить нагрузку по розеточным группам. К примеру, на кухне. Сначала рассчитывается сила тока по вышеописанной формуле, где в качестве потребляемой мощности складываются мощности всех присутствующих на кухне бытовых электрических приборов, плюс освещение.

Таблица расчета сечения кабеля по длине

Многие могут сказать, не много ли розеток для одного небольшого помещения? Есть альтернатива, запитать на блок розеток (двойную или тройную) кабель большего сечения. Придется провести еще один расчет. То есть, вариаций на схему разводки электрических контуров может быть много. Но во всех случаях придется использовать формулу и таблицы определения кабельного сечения. Хотя специалисты уверяют, что оптимальный вариант – это под каждый прибор свою розетку.

И еще один момент, касающийся длины кабеля и его потери напряжения. По законам физики, чем длиннее провод, тем больше у него потери напряжения. Поэтому электрики проводят расчет сечения провода по его длине. Правда, внутреннюю разводку такому расчету не подвергают. Слишком мизерны потери.

Как подсчитать параметры нужного кабеля

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 сечения не хватает, то выхода только два: замена проводки или отказ от одновременного использования мощной домашней техники.

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.

Какой кабель лучше: медный или алюминиевый

Не будем глубоко вникать в этот вопрос. Просто сделаем небольшой сравнительный анализ.

• Медный кабель более прочный и гибкий. При многократном изгибе он не ломается.
• Медь хоть и окисляется, но не так интенсивно, как алюминий. Поэтому контакты эксплуатируются дольше.
• Показатель проводимости медных жил почти в два раза больше, чем у медных. Отсюда и более высокая нагрузка, которую медный кабель выдерживает.
• Алюминиевый провод почти в четыре раза дешевле медного.

Для внутренней разводки электропроводки рекомендуется применять медный кабель

Существуют современные правила проведения электрической разводки. Так вот в них рекомендуется внутреннюю разводку проводить медными проводами, а внешнюю алюминиевыми.

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.

Заключение

Как видите, для проведения расчета сечения кабеля по нагрузкам, приходится учитывать различные коэффициенты (понижающие и повышающие). Самостоятельно, если вы в электрике разбираетесь на уровне любителя или начинающего мастера, сделать это непросто. Поэтому совет – пригласите высококвалифицированного специалиста, пусть он сам сделает все расчеты и составит грамотно схему проводки. А вот монтаж можно провести и своими руками.

Создавать в доме уют и комфортные для себя условия нужно еще на этапе планирования, в том числе и проводки. Это самая важная часть в доме, от которой напрямую зависит ваша безопасность. Причем, одним из наиболее важных параметров, требующих пристального внимания, является правильный расчет и выбор сечения провода. Используя метод вычисления по мощности подключаемых электроприборов, вы точно выберите подходящий для вашей квартиры вариант кабеля.

Итак, подводя итог всему вышесказанному, необходимо сделать заключение, что расчет мощности приборов и сечения кабеля по нагрузке – ответственный процесс. Допущенная в расчетах ошибка может обойтись очень дорого. Так что внимательность и только внимательность.