Gsadryer.ru

Промышленное оборудование
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Расчет сечения кабеля по мощности, току: таблица, формула

Жизнь современного человека требует все большего количества электрической техники и оборудования для обеспечения комфорта. Количество всех этих приборов постоянно растет и, несмотря на активную разработку экономичных технологий, увеличивает требования к электросетям, прокладываемым в домах. С каждым годом в доме появляется все больше техники, которая обладает большой потребляемой мощностью.

Увеличение количества техники закономерно ведет к увеличению нагрузки на проводку. Особенно это важно при использовании таких мощных приборов, как стиральные машины, водонагреватели, электрические плиты. Толщина или сечение кабеля, с помощью которого осуществляется подача электроэнергии на такое устройство, должна выбираться специально под его характеристики.

Использование слишком тонкого кабеля чревато такими последствиями, как:

  • плавление внешней и первичной изоляции проводов;
  • возгорание проводки;
  • короткое замыкание;
  • пожар (как следствие предыдущих пунктов);
  • выход из строя электроприборов.

В лучшем случае это может стать причиной дополнительных затрат на ремонт и покупку новой техники, а в худшем – человеческих жертв. Именно поэтому предельно важно использовать для домашней проводки и не только кабели с подходящей площадью сечения.

Расчет сечения по плотности тока

Прежде всего надо вычислить потребляемый ток:

формула

где I — сила тока; P — мощность потребителя; U — напряжение линии (обычно соответствует 220V).

Мощность популярных бытовых приборов можно обобщить в таблице (наведены среднестатистические данные):

Бытовой приборМощность, Вт
Компьютер500
Стиральная машина2500
Телевизор140
Электрочайник2000
Утюг1700
Пылесос650
Холодильник300

Просто сложите токи всех потребителей и выполните расчет сечения:

  • для открытой проводки 10А соответствует 1 мм 2 кабеля из меди; 8А — одному квадратному миллиметру алюминиевой жилы;
  • для скрытой проводки — каждые дополнительные 10А соответствуют сечению 1,25 мм 2 медного кабеля; каждые 8А = 1,25 мм 2 алюминиевого.

Этот метод называется расчет сечения по плотности тока. Значение в пределах 6…10А/мм 2 получено специалистами опытным путем.

Значение протяжённости и факторы нагрева

Обстоятельства, влияющие на подсчёт сеч. кабеля по киловаттам и токовой нагрузке, можно условно разделить на 2 группы: факторы, касающиеся нагрева проводников, и показатели, относящиеся к протяжённости электросети. От правильности подбора характеристик кабелей и проводов зависит безопасность жилых и производственных помещений, здоровье и жизнь людей, в них находящихся.

Читайте так же:
Расчет тока в линии освещения

Причины роста температуры провода

Движение электронов по проводнику вызывает его нагревание. Считается, что допустимый ток не должен поднимать температуру жил кабельного шланга больше, чем на 60ºС. Когда провод горячий, нужно немедленно принимать меры к устранению нарушений. Причиной нагрева могут быть следующие факторы:

Как узнать максимальную нагрузку проводов

  1. Площадь сечения проводника не соответствует приложенной нагрузке: сила тока превышает допустимый ампераж. Необходимо пересчитать подключённую мощность потребителей и заменить проводку новой.
  2. Материал проводника — в квартире должны быть проложены электросети из медных кабельных жил, они имеют меньшее сопротивление по сравнению с алюминием. Участки, не соответствующие требованиям правил, следует заменить.
  3. Тип проводника — одиночная проволока или свивка из нескольких нитей. Многожильная конструкция более гибкая, но при одинаковом диаметре токовая пропускная способность монопроводника выше, нагревается он меньше.

Способ прокладки кабеля также влияет на температурный режим: плотно уложенные в трубу силовые магистрали греются сильнее, чем рассредоточенные на открытом пространстве. Поэтому скрытая в стене проводка принимается несколько большего сечения против расчетной величины. Изоляционное покрытие — ещё один параметр: низкое качество диэлектрика приводит к скорому его разрушению от нагрева.

Зависимость потерь от протяжённости линии

На подсчёт сеч. кабеля воздействует удалённость источника тока от потребителя. Если напряжение на токоприёмнике меньше исходного на 5% и больше, длина магистрали учитывается при определении размера проводника. Существуют таблицы сечения проводов по току и мощности, учитывающие потери от сопротивления движению электронов на дальние расстояния. Вот пример: значения длин указаны в десятках метров, а сеч. жил кабельного рукава (верхняя строка) — в мм2.

Передаваемая мощность, кВтСила тока, А410162535507095
14,613,533,553
5233710,51723,531,546,063
10453,45,48,41215,523,032
16735,37,49,914,520
18824,76,58,812,517,5
20915,97,911,516

Сечение кабеля по мощности

Чтобы правильно выбрать сечение проводника, нужно учесть весь комплекс факторов, обозначенных в п. 1.3 ПУЭ. Некоторые поправки к расчётам вводятся через коэффициенты. Обязательно обращают внимание на такие характеристики:

  • температура окружающей среды, в какой будет эксплуатироваться кабель; обычно это +25ºС, при отклонении пользуются таблицами ПУЭ;
  • комплектация электрощита: не стоит все провода подключать к одному автомату, иначе клеммы будут перегружены и сработает защита;
  • количество токоприёмников, находящихся в помещении, их мощность суммируется.
Читайте так же:
Сила тока в юсб кабеле

Основным фактором для выбора кабеля и его сечения остаётся нагрузка на электросеть или ток. Все иные обстоятельства также учитываются в расчётах, а результат увеличивается на 20-30% для создания резерва пропускной способности проводника.

Примеры расчёта

Допустимый ток для кабелей и проводов:

таблица для подбора сечения кабелей по мощности

Пример 1. Расчет для однофазной сети напряжением 220В.

Чаще всего, многоквартирные дома запитываются от однофазной сети с напряжением 220В. Допустим, суммарная мощность домашних электроприборов с учетом дополнительных 5% – «запаса прочности», составляет 7,6 кВт (усредненный показатель электронагрузки в квартире) – теперь можно приступать к выбору материала кабеля.

Для этого находим значение ближайшего подходящего сечения кабеля в соответствующей таблице издания «Правила устройства электроустановок» (Таблица 2), в нашем случае он составит:

  • 4 мм кв. для меди (рассчитан на длительные нагрузки в 8,3 кВт);
  • 6 мм. кв. для алюминия (рассчитан на длительные нагрузки 7,9 кВт);
  • 6 мм. кв. для алюмомеди (см. раздел советы профессионалов);

Пример 2. Расчет для трехфазной сети напряжением 380В.

В данном случае, подключение осуществляется к одной из 3-х фаз и общему «нолю» – данное правило касается исключительно однофазных приборов, которых в современном доме подавляющее большинство.

Поэтому при подключении нагрузки к 3-х фазной сети, значение суммарной мощности умножается на специальный коэффициент, благодаря чему происходит уменьшение значения сечения. Например, подключая нагрузку 7,6 кВт, для 1-о фазной сети потребуется медный провод – 4 мм кв., для 3-х фазной – 1,5 мм кв.

Отметим, что проводить расчеты для домашних условий намного проще, чем для промышленных мощностей, поскольку в последнем случае к показателям, которые необходимо учитывать при расчете, добавляются:

  • сезонные нагрузки;
  • коэффициент одновременности;
  • коэффициент спроса;

Расчет сечения проводов геометрическим методом

При работе с электрическими приборами возникает необходимость определить сечение провода на основе диаметра проволоки. В случае работы с монолитным круглым проводником применяется следующая геометрическая формула:

При работе с прямоугольными проводниками формула выглядит иначе:

S – это площадь жили (измеряется в миллиметрах);

При работе с многожильными проводами применяется более сложная формула. Такие изделия отличаются повышенным качеством – они гибкие и стойкие к механическим повреждениям. Монолиты используются для стационарного монтажа, а многожильные подходят для более сложных работ.

Читайте так же:
Схемы светодиодных подсветок выключателей

Расчет сечения кабеля по длине.

Также можно по длине рассчитать сечение кабеля. Суть таких вычислений заключается в том, каждый из проводников имеет свое сопротивление, которое способствует потерям тока с увеличением протяженности линии. Необходимо выбирать проводник с жилами покрупнее, если величина потерь превысит 5%.

Вычисления происходят следующим образом:

  • Рассчитывается суммарная мощность всех электроприборов и сила тока.
  • Затем рассчитывается сопротивление электропроводки по формуле : удельное сопротивление проводника (p) * длину (в метрах).
  • Необходимо разделить получившееся значение на выбранное поперечное сечение кабеля:

Решение на практике

Осуществляется использованием специальных таблиц, стандартов ПУЭ, по которым происходит выбор сечения кабеля. Значение поперечного сечения проводника выбирают несколькими способами:

  1. Расчет сечения провода по мощности;
  2. Выбор провода по току;
  3. Если провод уже есть, но неизвестного сечения.

Выбор по мощности

На каждом электроприборе указывается его номинальная мощность. Суммируя мощности электроприборов, которые планируется подключать к проектируемой электросети одновременно — получить некоторое число, и по таблице подобрать соответствующее сечение медного или алюминиевого кабеля, выбирая подходящее значение мощности.

Прежде всего необходимо учитывать какая предполагается нагрузка на электропроводку, которую мы собираемся прокладывать. В случае когда на одном участке электросети будет находиться несколько электроприборов, то для подсчета предполагаемой нагрузки мы складываем все их мощности. После подсчета этого показателя мы анализируем способ, каким будем прокладывать электросети (открытый или закрытый), а также воздействие какого температурного режима будет оказываться на провода.

Также рассчитать правильную величину сечения кабеля очень важно по той причине, что ошибки в подсчетах приведут к потерям мощности в проводах. Если для бытовых приборов это не столь существенно, то в промышленных масштабах это может привести к достаточно серьезным растратам.

Итак , берем листок и ручку выписываем все электроприборы находящиеся у Вас в квартире и складываем их мощности :

где P1- это мощность, например, чайника в 1,5 кВт, P2-мощность пылесоса в 1,6 кВт и т.д.

После того как все мощности сложили необходимо суммарную мощность умножить на коэффициент одновременности K=0.8 . Этот коэффициент показывает что в определенный период времени все электроприборы в квартире будут работать , но не продолжительное время , а короткий промежуток времени , это нужно обязательно учитывать , т.к. если вы будете выбирать сечение провода только по мощности вы выберете сечение провода больше , а это может оказаться существенно дороже .

Читайте так же:
Сфера применения кабеля провода

Итак , у нас получается :

После подсчета общей мощности выбираем сечение провода (медный или алюминиевый) в таблице 1 :

Выбор провода по мощности

Таблица 1 — Выбор сечения провода по мощности

Важно ! Если в будущем вы собираетесь увеличивать нагрузку , то необходимо заранее увеличить сечение провода это замечание применяется для всех способов определения сечения провода.

Выбор по току

В таблице 2 можно найти соответствия сечений к номинальному току. Подбор по этому параметру считается более точным. Необходимо посмотреть в паспорта и на бирки электроприборов, обычно указывается номинальная мощность, и далее проделать те же процедуры что и в выше описанном способе.

Далее по формуле мы определяем ток , который максимально действует в линии и на основании этого выбираем сечение провода (формула применима для однофазной сети 220 В):

/>где Pобщ. — общая мощность электроприборов (Вт).

Есть возможность измерить амперметром ток для каждого потребителя в отдельности своими руками и далее просто просуммировать ток .

Для этого тестер подключают в разрыв цепи — на практике можно взять кусок сетевого провода с вилкой, подключить одну жилу к клемме розетки, другую подать на измерительный прибор. Другой щуп амперметра подсоединить к свободной клемме розетки, и в неё поочерёдно включать имеющуюся бытовую технику, в разных режимах работы, сверяясь с параметрами, заявленными производителями.

Если у Вас трехфазная сеть , необходимо ток найти по этой формуле :

После того как просуммировали токи электроприборов, выбираем по таблице сечение проводника:

выбор кабеля по току

Таблица 2 Соотношение силы тока и сечения проводника

Еще один момент , если в вашей трехфазной сети присутствуют электрические двигатели , то ток этого двигателя определяется по формуле:

где — P это мощность двигателя , n- КПД двигателя (есть на бирке двигателя), COS f- коэффициент мощности (также смотрим на бирку) .

И последнее , в трехфазной сети суммируем рассчитанные токи двигателей и рассчитанные токи электроприборов и выбираем из таблицы 2 сечение проводника.

Нужно учитывать еще один момент — это прокладка кабеля. Она может быть открытого типа или закрытого , соответственно и токовые нагрузки будут различаться, поэтому при выборе сечения провода обратите на это внимание. В таблице 2 вы можете проанализировать этот момент

Провод уже есть

В обратной ситуации, когда имеется кабель, но не видно маркировки, необходимо узнать его номинальный ток и мощность, для этого измеряем диаметр провода штангенциркулем, или микрометром. Можно обойтись линейкой, если жила достаточно гибкая, намотать её на тонкий прут, измерить длину получившейся спирали, разделить на количество витков — результат будет соответствовать диаметру.

Читайте так же:
Провод силовой для прокладки осветительных сетей

По формуле вычисляем площадь поперечного сечения проводника:

где π- 3,14 , D — диаметр проводника, можно взять штангенциркуль и померить диаметр (мм)

Методом подбора по сечению из таблицы 1 , можно узнать, для какой мощности сгодится имеющийся кабель.

Важно:

Выбирать сечение кабеля лучше с запасом.
Запрещается эксплуатация кабеля, смотанного в бухту(катушку), ввиду её индуктивного сопротивления.

Монтаж алюминиевого кабеля проводить с особой осторожностью — частое сгибание и разгибание продуцирует невидимые трещины, которые уменьшают сечение, в этом месте растёт сопротивление и происходит точечный перегрев.

Проверка по длине

Фактор длины проводника l также увеличивает сопротивление в сети . Им можно пренебречь на небольшом расстоянии, но по мере его увеличения, падение напряжения на нагрузке будет всё ощутимым, и оно может стать ниже номинального значения — 5 %.

Разберем подробнее , во избежание этого, рассчитывают площадь поперечного сечения всего кабеля, допуская некоторое его значение и используя его в формуле определения сопротивления:

где l — длина провода (м), ϱ — удельное сопротивление проводника (Ом*мм²/м) (см. в таблице 2 ), S — площадь поперечного сечения проводника, определяется из вышеописанного способа (мм²)

Таблица 3- удельное сопротивления металлов:


Далее , по закону Ома находим падение напряжения:

где I — это суммарная сила тока в вашей сети (А), R — рассчитанное сопротивление (Ом).

И последнее , определяем потери в сети . Рассчитанное падение напряжения делим на напряжение в сети и умножаем на 100 %.

Если полученное значение превышает 5% от напряжения сети — сечение кабеля необходимо увеличить по в таблице 1.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector