Главная » Разное » Рассчитать сечение провода по мощности: 3 способа — Интернет-магазин 7745.ru

Рассчитать сечение провода по мощности: 3 способа — Интернет-магазин 7745.ru

| – Комментировать

Содержание

Как рассчитать сечение провода по нагрузке

Кабель, передающий электрический ток, – один из важнейших элементов электрической сети. В случае выхода кабеля из строя работа всей системы становится невозможной, поэтому для предотвращения отказов, а также опасности возгорания от перегрева, следует произвести точный расчёт сечения кабеля по нагрузке. Такой расчёт дает уверенность в безопасной и надёжной работе сети и приборов, но что ещё важнее – безопасности людей. Выбор сечения, недостаточного для токовой нагрузки, приводит к перегреву, оплавлению и повреждению изоляции, а это, в свою очередь, – к короткому замыканию и даже пожару. Так что для проведения расчётов и тщательного выбора подходящего кабеля есть масса причин.

Что необходимо для расчёта сечения кабеля по нагрузке

Основной показатель, помогающий рассчитать сечение и марку кабеля – предельно допустимая длительная нагрузка (по току). Если проще, то это – величина тока, которую кабель способен пропускать в условиях его прокладки без перегрева достаточно долго.

Для этого необходимо простое арифметическое суммирование мощностей всех электроприборов, которые будут включаться в сеть. Рассмотрим пример: вот перечень некоторых, наиболее часто встречающихся бытовых приборов, который представлен в таблице ниже.

таблице ниже.

Электроприбор

Мощность, Вт

LCD телевизор

140-300

Холодильник

300-800

Бойлер

1500-2500

Пылесос

500-2000

Утюг

1000-2000

Электрочайник

1000-2500

Микроволновая печь

700-1500

Стиральная машина

2500

Компьютер

300-600

Освещение

300-1500

Фен

1000-2500

Всего (примерно)

10000-20000

Следующим важным этапом, позволяющим достичь безопасности, является расчёт сечения кабеля по нагрузке, для чего необходимо подсчитать силу тока, используя формулу:

1. Для однофазной сети напряжением 220 В:

,где:

— Р – это суммарная мощность для всех электроприборов, Вт;

— U — напряжение сети, В;

— КИ = 0.75 — коэффициент одновременности;

Получив точное значение величины тока, следует обратиться к таблицам, позволяющим найти кабель или провод требуемого сечения и материала. Но если полученное значение величины тока не совсем совпадает с табличным значением, то не стоит «экономить», а лучше выбрать ближайшее, но большее значение сечения кабеля. Пример: при напряжении сети 220 В полученное значение величины тока составило 22 ампера, ближайшее большее значение (27 А) имеет медный провод или кабель из меди, сечением 2,5 мм кв. Это означает, что оптимальным выбором станет именно такой кабель, а не с сечением 1,5 мм кв., имеющим значение допустимого длительного тока 19 А. Если выбирается кабель с алюминиевыми жилами, то лучше взять сечение жилы не 2,5, а 4 мм кв.

Сечение токо- 
проводящих 
жил. мм

Медные жилы проводов и кабелей

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

Сечение

Tоко- 
проводящих 
жил. мм

Алюминиевых жилы проводов и кабелей

Напряжение 220В

Напряжение 380В

Ток. А

Мощность. кВТ

Ток. А

Мощность кВТ

2. 5

22

4.4

19

12.5

4

28

6.1

23

15.1

6

36

7.9

30

19.8

10

50

11

39

25.7

16

60

13. 2

55

36.3

25

85

18.7

70

46.2

35

100

22

85

56.1

50

135

29.7

110

72.6

70

165

36.3

140

92. 4

95

200

44

170

112.2

120

230

50.6

200

132

Расчёт сечения кабеля по нагрузке для помещений

Предыдущий расчёт позволил точно вычислить материал и сечение вводного кабеля, по которому будет идти общая максимальная нагрузка. Теперь следует произвести аналогичные расчёты по каждому помещению и его группам. И вот почему: нагрузка на розеточные группы может значительно отличаться. Так, розетки с подключённой стиральной машиной и феном нагружены гораздо больше, чем розетка для миксера и кофеварки на кухне. Поэтому не стоит «упрощать» задачу, без раздумий укладывая провод сечением 2,5 квадрата на розетки, так как иногда этого просто не хватит.

Следует помнить, что суммарная нагрузка в помещении состоит из 1) силовой и 2) осветительной. И если с осветительной нагрузкой всё ясно – она выполняется медным проводом с сечением в 1,5 мм кв., то с розетками не так всё просто. Следует помнить, что обычно кухня и ванная комната – наиболее «нагруженные» линии, так как именно там расположены холодильник, электрочайник, бойлер, микроволновка, а иногда и стиральная машинка. Поэтому лучше всего распределить эту нагрузку по различным розеточным группам, а не использовать блок на 5-6 розеток. Если такой возможности нет, то питающий помещение и подводной кабель к розеткам должен быть сечением, 4 мм кв. и выше. При монтаже электропроводки чаще всего применяют провода и кабели ВВГ-ВВГнг, ПУНП, ПУГНП или ПВС.

Иногда от «специалистов» можно услышать, что для розеток в остальных помещениях достаточно и «кабеля-полторушки», однако выдели бы вы те чёрные полосы, видные из-под обоев, которые оставляет после себя прогоревший кабель после включения в него масляного обогревателя или тепловентилятора! Здесь не место для экспериментов, это – жизнь и здоровье родных, близких, и Ваши собственные!

Расчет сечения кабеля по мощности: диаметр и нагрузка

Каждый электрик, пусть даже с небольшим опытом, должен знать, как правильно сделать выбор сечения кабеля. Без осуществления правильного расчета кабеля, ожидать качественной безопасности эксплуатации электрических приборов и техники не представляется возможным. Давайте рассмотрим более подробно, в чем заключается важность осуществления корректного расчета.

Содержание

  • Для чего учиться делать расчеты?
  • Какие факторы оказывают влияние на нагрев проводов?
  • Как делается приблизительный расчет потребляемой мощности?
  • Как определить точное значение потребляемой мощности в сети?
  • Какие особенности расчета скрытой проводки?
  • Как осуществить правильный выбор сечения проводника?

Для чего учиться делать расчеты?

Прежде всего, осуществление таких математических действий требуется для обеспечения безопасности помещения. Любой кабель или провод являются основными средствами для передачи и распределения тока, подводящего к электрическим приборам.

Практически каждый день, электрику необходимо подключить где-то электрическую кухонную плиту, починить розетку, установить новый светильник. Одним словом, необходимость произвести расчет сечения провода обусловлено обеспечением постоянного притока электроэнергии и избежание различных неприятных ситуаций, которые включают в себя некоторые повреждения в самой электрической проводке.

Если осуществить подключение прибора по кабелю и сечение выбранных проводов будет небольшим, неспособным в нужных объемах обеспечивать нормальное функционирование прибора, в таком случае сам кабель будет перегреваться, что, в свою очередь, приводит к медленному разрушению изоляции. Как следствие возможного возникновения короткого замыкания. В результате снижения надежности и срока службы эксплуатации электропроводки в помещении резко упадет или, более того, исчезнет, то есть сгорит.

Следует отметить, что правильный выбор сечения провода обеспечивает пожаробезопасность и электробезопасность в помещении.

Наиболее распространенной бытовой ситуацией, на сегодняшний день, является попытка сэкономить на стоимости провода, что неизбежно приводит к возникновению коротких замыканий или пожаров.

Именно по этой причине, перед тем как осуществлять электрическую проводку кабеля, выбрать сечение используемых проводов по всей квартире необходимо определить:

  • количество бытовых приборов, которые будут находиться в квартире;
  • суммарную мощность и потребляемую нагрузку приборов с учетом небольшого запаса;
  • осуществить математические расчеты;
  • определить тип и сечение необходимых проводов.

Какие факторы оказывают влияние на нагрев проводов?

  1. Площадь сечения жилы. Для более доступного представления простого человека следует отметить, что чем больше площадь сечения выбранного провода по своим размерам, тем больший ток оно может безопасно провести. Сечение используемых проводов можно определить 2 способами: по марке, измерить штангенциркулем.
  2. Материал производства. Следует учесть, что медные провода обладают меньшим сопротивлением. Из чего следует, что нагревание будет осуществляться медленнее, нежели по алюминиевому.
  1. Вариант исполнения проводки. Одиночный провод всегда может пропускать более высокий ток, чем по проводу, проложенному вместе с иными.
  2. Исполнение прокладки. Сечение проложенных проводов в трубе всегда будет нагреваться быстрее, чем в открытой проводке, так как она обеспечивает хорошее охлаждение.
  3. Изоляции. Качество и материал изоляции напрямую оказывают влияние на температурный диапазон, который может пропустить сечение выбранных проводов.

Как делается приблизительный расчет потребляемой мощности?

Для того что бы узнать как определить сечение провода по мощности необходимо выполнить ряд последовательных действий:

  1. Делаем полный список используемых электрических приборов в данном помещении.
  2. Определить общую потребляемую мощность всего оборудования, которое находится в помещении. Для этого берем лист, на котором отмечен весь список приборов и помечаем напротив каждого его потребляемую мощность. Определить это значение возможно, сняв показания с этикетки на каждом приборе или изучить листок-вкладыш от техники.
  3. Суммируем все полученные значения.
  1. Определяем какие приборы будут находиться в непрерывной работе, сколько единиц в периодичной и число редко используемых. Такие мероприятия необходимы для расчета более точного значения сечение всех проводов.
  2. Суммируем мощность постоянно работающих приборов и периодически включающих. Определяем приблизительное время работы проводки с такой нагрузкой (если коэффициент работы составляет 70%, то при дальнейших расчетах необходимо брать значение 0,7).
  3. Делаем расчет сечения кабеля по мощности. Для этого общую мощность потребляемой энергии делим на коэффициент работы сети и получаем требуемое значение мощности провода. Используя специальную таблицу проводов, определяем сечение жил.

Как определить точное значение потребляемой мощности в сети?

Чтоб определить точный расчет сечения кабеля по мощности в сети необходимо использовать данные о потреблении приборами тока с усредненного подсчета. Однако, следует учесть, что данные на приборах зачатую проставляются среднего значения. Поэтому к этой цифре следует сразу добавить 5 % от полного значения.

Некоторые электрики полагают, что для проведения проводов освещения точечных светильников вполне достаточно сечение кабеля 0, 5 мм², для люстр – 1,5 мм², розеток – 2,5 мм².

Только нерадивый специалист станет утверждать, что реализация такой электрической схемы и сечения купленных проводов смотрятся вполне приемлемыми для использования в бытовых целях. Однако, как же вам быть, если, к примеру, на кухне включили одновременно холодильник, чайник электрический, телевизор и микроволновку?

Такая же неприятная ситуация произойдет с вами если в одну розетку включите одновременно кофеварку, стиральную машину и мультиварку.

Какие особенности расчета скрытой проводки?

Для использования провода в скрытой проводке необходимо остановить свой выбор на кабеле, в котором сечение будущих проводов необходимо рассчитать на 20–30% больше от полученного значения. В скрытой проводке опасность возгорания может увеличиться в результате быстрого нагрева. В случае, если по каналу проходит более одной токоведущей линии, то следует увеличить сечение используемых проводов на 35-40%.

Следует отметить, что значения потребляемой нагрузки тока является более важным показателем, и настоящие профессионалы именно по нему могут корректно осуществить сечение кабеля.

Как осуществить правильный выбор сечения проводника?

Для точного определения максимальной мощности следует знать потребляемый ток и вид фазы (одно- или трехфазная сеть).

Для однофазной сети суммарная мощность будет равна Р= 220*I*1,3, где I— это потребляемый суммарный ток.

Для трехфазной сети расчет осуществляется немного по-иному: Р= √3*380* I*1,3.

Однако, необходимо учесть, что сечение используемых проводов должно соответствовать критериям:

  • длину токоведущей линии;
  • способ реализации электропроводки;
  • общие характеристики автомата.

Правильно подобранное сечение используемых проводов – это самый важный критерий для осуществления и прокладки надежной проводки в помещении. Всем известно, что только скупой платит дважды, и не только за кабель, но и за весь ремонт в целом.

Расчет и подбор сечения проводов

При ремонте или проектировании электрооборудования необходимо правильно подобрать провода. Можно воспользоваться специальным калькулятором или справочником. Но для этого нужно знать параметры нагрузки и особенности монтажа кабеля.

Содержание

  • 1 Зачем рассчитывать поперечное сечение кабеля
  • 2 Размер по мощности
  • 3 Как рассчитать силу тока
  • 4 Расчет площади поперечного сечения кабеля по мощности и длине
  • 5 Открытая и закрытая проводка

Зачем рассчитывать сечение кабеля

К электрическим сетям предъявляются следующие требования:

  • безопасность;
  • надежность;
  • эконом.

Если выбранная площадь сечения провода мала, то токовые нагрузки на кабели и провода будут высокими, что приведет к перегреву. Это может привести к аварийной ситуации, которая приведет к повреждению всего электрооборудования и станет опасной для жизни и здоровья.

Если, с другой стороны, установлены провода с большой площадью поперечного сечения, безопасное применение гарантировано. Но с финансовой точки зрения будет перерасход. Правильный подбор площади сечения провода – залог долговременной безопасной эксплуатации и рационального использования финансовых средств.

В ПУЭ имеется отдельная глава по правильному выбору проводников: «Глава 1.3. Выбор проводников по нагреву, экономической плотности тока и условиям коронирования».

Площадь поперечного сечения кабеля рассчитывается в зависимости от его мощности и тока. Давайте посмотрим на примеры. Чтобы определить, какое сечение провода необходимо для 5 кВт Вам потребуется воспользоваться таблицами «Правил устройства электроустановок. Правила устройства электроустановок «). Настоящее руководство является нормативным документом. В нем указано, что сечение кабеля выбирается по 4 критериям:

  1. Напряжение питания ( Однофазное или трехфазное ).
  2. Материал проводника.
  3. Ток нагрузки, измеряемый в амперах ( А ), или мощность в киловаттах ( кВт ).
  4. Расположение кабеля.

В PUE нет значения. 5 кВт , поэтому нам придется выбрать следующее большее значение — 5,5 кВт . Для монтажа в квартире сегодня необходимо использовать медный провод. В большинстве случаев установка осуществляется по воздуху, поэтому из справочных таблиц подходит сечение 2,5 мм². Максимально допустимая токовая нагрузка составит 25 А.

В вышеупомянутом руководстве также указан ток, на который рассчитан входной автоматический выключатель ( ВА ). Согласно « Правил устройства электроустановок » для нагрузки 5,5кВт ток ВА должен быть 25 А. В документе указано, что номинальный ток провода, который идет в дом или квартиру, должен быть на одну ступень выше, чем у ВА. В этом случае после 25 ампер будет 35 ампер. Последнее значение должно быть принято в качестве расчетного значения. Ток 35 А соответствует сечению 4 мм² и мощности 7,7 кВт. Итак, подбор сечения медного провода по мощности завершен: 4 мм².

Чтобы узнать какое сечение медного провода требуется для 10кВт опять же воспользуемся справочником. Если вы рассматриваете случай открытой проводки, вы должны определиться с материалом кабеля и напряжением питания.

Например Для алюминиевого провода и напряжения 220 В ближайшая большая мощность будет 13 кВт, соответствующее сечение — 10 мм²; для 380 В мощность составит 12 кВт, а сечение – 4 мм².

Выбор в зависимости от мощности

Перед подбором сечения кабеля по мощности необходимо рассчитать его суммарное значение, составить перечень электроприборов на участке, к которому прокладывается кабель. На каждом из устройств должна быть указана мощность, рядом будут написаны соответствующие единицы измерения: Вт или кВт ( 1 кВт = 1000 Вт ). Затем вам нужно будет сложить мощность всего оборудования и получится сумма.

Если вы выбираете кабель для подключения одного электроприбора, то достаточно информации только о его потребляемой мощности. Подобрать сечение провода по мощности можно в таблицах ПУЭ.

Таблица 1. Выбор сечения провода по мощности для кабеля с медными жилами

441 220 V
Сечение токопроводящей жилы, мм² Для кабеля напряжением Voltage 380 V
Current, A Power, kW Current, A Power, kW
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 85 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
95 260 57,2 220 145,2
120 300.

49

Сечение токоведущей жилы, мм² Для кабеля с алюминиевыми жилами
Напряжение 220 В Напряжение 380 В Current, А Power, kW Current, A Power, kW
2,5 20 4,4 19 12,5
4 28 6,1 23 15,1
6 36 7,9 30 19,8
10 50 11,0 39 25,7
16 60 13,2 55 36,3
25 85 18,7 70 46,2
35 100 22,0 85 56,1
50 135 29,7 110 72,6
70 165 36,3 140 92,4
95 200 44,0 170 112,2
120 230 50,6 200 132,2

In addition, you must know the voltage сети: трехфазная соответствует 380 В и однофазная 220 В. В ПУЭ

приведены сведения как для алюминиевых, так и для медных проводов. Оба имеют свои преимущества и недостатки. К преимуществам медных проводов относятся:

  • высокая прочность;
  • эластичность;
  • устойчивость к окислению; Электропроводность
  • больше, чем у алюминия.

Недостаток медных проводов – высокая стоимость. В советских домах при строительстве использовалась алюминиевая электропроводка. Поэтому, если происходит частичная замена, желательно ставить алюминиевые провода. Исключение составляют только те случаи, когда вместо всей старой проводки ( до щита ) устанавливается новая. Тогда имеет смысл использовать медь. Прямой контакт меди и алюминия недопустим, так как это приводит к окислению. Поэтому для их соединения используется третий металл.

Вы можете самостоятельно произвести расчет сечения провода по мощности для трехфазной цепи. Для этого необходимо использовать формулу: I=P/(U*1,73) , где P — мощность, Вт; U — напряжение, В; I — сила тока, А. Затем по справочной таблице выбрать сечение кабеля в зависимости от расчетного тока. Если нужного значения нет, то выбирается ближайшее, превышающее расчетное.

Как рассчитать по току

Величина тока, протекающего по проводнику, зависит от длины, ширины, удельного сопротивления последнего и от температуры. При нагревании электрический ток уменьшается. Справочная информация дана для комнатной температуры ( 18°С ). Для выбора сечения кабеля по току используют таблицу ПУЭ (ПУЭ-7 п.1.3.10-1.3.11 ПОСТОЯННЫЕ ТОКИ для проводов, шнуров и кабелей с резиновой или пластмассовой изоляцией).

Таблица 3. Электрический ток для медных проводов и шнуров с резиной и изоляцией из ПВХ

Площадь поперечного сечения проводника, MM² CUMIN два одножильных провода три одножильных провода четыре одножильных один двухжильный один трехжильный
0,5 111 — — — — —
0,75 15 — — — — —
1 17 16 15 14 15 14
1,2 20 18 16 15 16 14,5
1,5 23 19 17 16 18 15
2 26 24 22 20 23 19
2,5 30 27 25 25 25 21
3 34 32 28 26 28 24
4 41 38 35 30 32 27
5 46 42 39 34 37 31
6 50 46 42 40 40 34
8 62 54 51 46 48 43
10 80 70 60 50 55 50
16 100 85 80 75 80 70
25 140 115 100 90 100 85
35 170 135 125 115 125 100
50 215 185 170 150 160 135
70 270 225 210 185 195 175
95 330 275 255 225 245 215
120 385 315 290 260 295 250
150 440 360 330 — — —
185 510 — — — — —
240 605 — — — — —
300 695 — — — — —
400 830 — — — — —

Для расчета алюминиевых проводов воспользуйтесь таблицей.

Table 4. Electrical current for aluminum wires and cords with rubber and PVC insulation

Conductor cross-sectional area, mm² Current, A, for wires laid openly
openly в одной трубке
два одножильных провода three solid conductors four single-core one two-core one three-core
2 21 19 18 15 17 14
2,5 24 20 19 19 19 16
3 27 24 22 21 22 18
4 32 28 28 23 25 21
5 36 32 30 27 28 24
6 39 36 32 30 31 26
8 46 43 40 37 38 32
10 60 50 47 39 42 38
16 75 60 60 55 60 55
25 105 85 80 70 75 65
35 130 100 95 85 95 75
50 165 140 130 120 125 105
70 210 175 165 140 150 135
95 255 215 200 175 190 165
120 295 245 220 200 230 190
150 340 275 255 — — —
185 390 — — — — —
240 465 — — — — —
300 535 — — — — —
400 645 — — — — —

В дополнение к Electrical.

Для приблизительного расчета сечения кабеля по току его следует разделить на 10. Если в таблице не указано полученное сечение, то необходимо взять ближайшее большее значение. Это правило подходит только для тех случаев, когда максимально допустимый ток для медных проводов не превышает 40 А. Для диапазона от 40 до 80 А разделите ток на 8. Если установлены алюминиевые кабели, необходимо разделить на 6. Это потому что толщина алюминиевой жилы больше, чем у медной, чтобы обеспечить одинаковые нагрузки.

Расчет сечения кабеля по мощности и длине

Длина кабеля влияет на потери напряжения. Таким образом, на конце проводника напряжение может уменьшаться и быть недостаточным для работы электроприбора. Для отечественных электрических сетей этими потерями можно пренебречь. Достаточно будет взять кабель на 10-15 см длиннее. Этот резерв будет использован для коммутации и проводки. Если концы провода подключены к распределительному щиту, запасная длина должна быть еще больше, так как автоматические выключатели.

При прокладке кабелей на большие расстояния необходимо учитывать следующее падение напряжения. Каждый проводник характеризуется электрическим сопротивлением. На этот параметр влияет:

  1. Длина провода, единица измерения — м. При ее увеличении увеличиваются потери.
  2. Площадь поперечного сечения, измеренная в мм². С его увеличением падение напряжения уменьшается.
  3. Удельное сопротивление материала ( справочное значение ). Указывает сопротивление провода, которое составляет 1 квадратный миллиметр на 1 метр.

Падение напряжения численно равно произведению сопротивления на ток. Допустимо, что это значение не должно превышать 5%. Если это не так, необходимо использовать кабель большего сечения. Алгоритм расчета площади сечения провода по максимальной мощности и длине:

  1. В зависимости от мощности P, напряжения U и коэффициента cosf находим ток по формуле: I=P/ (U*коф) . Для электросетей, используемых в быту, cosf = 1 . В промышленности cosf рассчитывается как отношение активной мощности к полной мощности. Последняя состоит из активной и реактивной мощностей.
  2. Используйте таблицы ПУЭ для определения токоведущего сечения проводника.
  3. Рассчитать сопротивление проводника по формуле: Ro=ρ*l/S где ρ — удельное сопротивление материала, l — длина проводника, S — площадь поперечного сечения. Необходимо учитывать тот факт, что ток по кабелю идет не только в одном направлении, но и в обратном. Следовательно, общее сопротивление: Р = Ро*2 .
  4. Падение напряжения находим из соотношения: ΔU=I*R .
  5. Найдите падение напряжения в процентах: ΔU/U . Если полученное значение превышает 5 %, то выбирают из справочника наибольшее сечение проводника.

Открытая и закрытая проводка

В зависимости от расположения проводка делится на два типа:

  • закрытая;
  • открыть.

На сегодняшний день в квартирах установлена ​​скрытая проводка. В стенах и потолках создаются специальные углубления, предназначенные для размещения кабеля. После установки проводников углубления штукатурятся. В качестве проводов используются медные провода. Все планируется заранее, так как со временем для наращивания проводки или замены элементов придется демонтировать отделку. Провода и кабели, имеющие плоскую форму, чаще используются для скрытой отделки.

При открытой проводке провода прокладываются вдоль поверхности помещения. Преимущества отдаются гибким проводникам, имеющим круглую форму. Они легко монтируются в кабельные каналы и проходят сквозь гофру. При расчете нагрузки на кабель учитывают и способ прокладки проводки.

Статьи по теме:

Расчет сечения кабеля по мощности и току: формулы и примеры

Планируете делать или дополнительно протянуть ЛЭП на кухню для подключения новой электроплиты? Здесь пригодятся минимальные знания о сечении проводника и влиянии этого параметра на мощность и силу тока.

Согласитесь, что неверный расчет сечения кабеля приводит к перегреву и короткому замыканию или к неоправданным затратам.

Очень важно провести расчеты еще на этапе проектирования, так как выход из строя скрытой проводки и последующая замена сопряжены со значительными затратами. Мы поможем вам разобраться с тонкостями расчетов, чтобы избежать проблем при дальнейшей эксплуатации электросети.

Чтобы не обременять Вас сложными расчетами, мы подобрали понятные формулы и варианты расчетов, предоставили информацию в доступной форме, снабдив формулы пояснениями. Также в статью добавлены тематические фото и видео материалы, позволяющие наглядно понять суть рассматриваемого вопроса.

Содержание статьи:

  • Расчет сечения по мощности потребителей
    • Этап №1 — расчет реактивной и активной мощности
    • Этап №2 — поиск коэффициентов одновременности и запаса
    • Этап №3 — выполнение геометрического расчета
    • Этап №4 — расчет силового сечения на практике
  • Расчет сечения тока
    • Этап №1 — расчет силы тока по формулам
    • Этап №2 — выбор подходящего сечения по таблицам
    • Этап №3 — расчет сечения токопровода на примере
  • Расчет падения напряжения
  • Пример расчета переноса
  • Выводы и полезное видео по теме

Расчет сечения по мощности потребителей

Основное назначение токопроводов — доставка электрической энергии потребителям в необходимом количестве. Поскольку сверхпроводники недоступны при нормальных условиях эксплуатации, необходимо учитывать сопротивление материала проводника.

Расчет потребного сечения в зависимости от суммарной мощности потребителей на основе многолетнего опыта эксплуатации.

Галерея изображений

Фото

Различные типы кабеля для электромонтажных устройств

Различная толщина проводников для бытового использования

Количество жил в кабелях различных марок выполнение расчетов по формуле:

P = (P1 + P2 +..PN) * K * J ,

Где:

  • P — мощность всех потребителей, подключенных к расчетной ветке в Ваттах.
  • P1, P2, PN — мощность первого потребителя, второго, n-го соответственно, в Ваттах.

Получив результат в конце расчетов по вышеприведенной формуле, пора было обратиться к табличным данным.

Теперь необходимо выбрать нужный раздел по таблице 1.

Таблица 1. Сечение проводов всегда необходимо выбирать в ближайшую большую сторону (+)

Этап №1 — расчет реактивной и активной мощности

Мощности потребителей указаны в документах на оборудование. Как правило, номиналы оборудования указывают активную мощность наряду с реактивной мощностью.

Устройства с активным видом нагрузки всю полученную электрическую энергию с учетом КПД превращают в полезную работу: механическую, тепловую или другую ее форму.

Устройства с активной нагрузкой включают лампы накаливания, обогреватели и электрические плиты.

Для таких устройств расчет мощности по току и напряжению имеет вид:

P = U * I ,

Где:

  • P — мощность в ваттах;
  • U — напряжение в В;
  • I — сила тока в А.

Устройства с реактивным типом нагрузки могут накапливать энергию от источника, а затем возвращать ее. Такой обмен происходит за счет смещения синусоидального тока и синусоидального напряжения.

При нулевом смещении фаз мощность P = U * I всегда имеет положительное значение. Такой график фаз тока и напряжения имеют устройства с активным видом нагрузки (I, i — ток, U, u — напряжение, π — число пи, равное 3,14)

К устройствам реактивной мощности относятся электродвигатели, электронные устройства всех размеров и назначений, а также трансформаторы.

При сдвиге фаз между синусоидальным током и синусоидальным напряжением мощность P = U * I может быть отрицательной (I, i — ток, U, u — напряжение, π — число пи, равное 3,14 ). Устройство реактивной мощности возвращает накопленную энергию обратно в источник

Электрические сети строятся таким образом, чтобы по ним можно было передавать электрическую энергию в одном направлении от источника к потребителю.

Следовательно, возвращаемая энергия потребителя с реактивной нагрузкой является паразитной и расходуется на нагревание проводников и других компонентов.

Реактивная мощность зависит от фазового угла между синусоидами напряжения и тока. Фазовый угол выражается через cosφ.

Чтобы найти полную мощность, используйте формулу:

P = Q/cosφ ,

Где Q — реактивная мощность в ВА.

Обычно в паспортных данных на прибор указывают реактивную мощность и cosφ.

Пример : в паспорте на перфоратор указана реактивная мощность 1200 ВАР и cosφ = 0,7. Следовательно, общая потребляемая мощность будет равна:

P = 1200/0,7 = 1714 Вт

Если cosφ найти не удалось, то для подавляющего большинства бытовых электроприборов cosφ можно принять равным 0,7.

Этап №2 — поиск коэффициентов одновременности и наценки

К — безразмерный коэффициент одновременности, показывает, сколько потребителей одновременно может быть включено в сеть. Редко бывает так, что все устройства одновременно потребляют электроэнергию.

Одновременная работа телевизора и музыкального центра маловероятна. Из установившейся практики К можно принять равным 0,8. Если вы планируете использовать все потребители одновременно, K следует принять равным 1.

J — безразмерный запас прочности. Он характеризует создание запаса мощности для будущих потребителей.

Прогресс не стоит на месте, каждый год изобретаются новые и удивительные новые и полезные электроприборы. Ожидается, что к 2050 году потребление электроэнергии достигнет 84%. Обычно предполагается, что J составляет от 1,5 до 2,0.

Этап №3 — выполнение геометрического расчета

Во всех электрических расчетах принимается площадь поперечного сечения проводника — сечение жилы. Измеряется в мм 2 .

Часто необходимо научиться правильно рассчитывать жилу провода.

В этом случае существует простая геометрическая формула для монолитного круглого провода:

S = π * R 2 = π * D 2 /4 , или наоборот

D = √ 4*S/π)

Для проводников прямоугольного сечения:

S = h*m ​​ ,

Где:

  • — 900 мм площадь жилы1493 2 ;
  • R — радиус сердцевины в мм;
  • D — диаметр жилы в мм;
  • ч, м — ширина и высота соответственно в мм;
  • π Является ли число пи равным 3,14.

Если вы приобретаете многожильный провод, у которого одна жила состоит из множества скрученных жил круглого сечения, то расчет ведется по формуле:

S = N * D 2 /1,27 ,

Где N — количество проводов в жиле.

Провода со скрученными жилами из нескольких проволок, как правило, имеют лучшую проводимость, чем монолитные провода. Это связано с особенностями протекания тока по круглому проводнику.

Электрический ток – это движение одноименных зарядов по проводнику. Одноименные заряды отталкиваются, поэтому плотность распределения заряда смещается к поверхности проводника.

Еще одним преимуществом многожильных проводов является их гибкость и механическая стойкость. Монолитные провода дешевле и используются в основном для стационарной прокладки.

Этап №4 — расчет силовой части на практике

Задача : Суммарная мощность потребителей на кухне 5000 Вт (имеется в виду пересчет мощности всех реактивных потребителей). Все потребители подключены к однофазной сети 220 В и питаются от одной ветки.

Таблица 2. Если в дальнейшем планируется подключение дополнительных потребителей, в таблице указаны требуемые мощности обычных бытовых приборов (+)

Решение :

Коэффициент одновременности K принимается равным 0,8. Кухня — это место постоянных инноваций, неважно, коэффициент безопасности J = 2,0. Общая расчетная мощность составит:

P = 5000 * 0,8 * 2 = 8000 Вт = 8 кВт

Используя значение расчетной мощности, ищем ближайшее значение в таблице 1.

Ближайшее подходящее сечение проводника для однофазная сеть – медная жила сечением 4 мм 2 . Аналогичное сечение провода с алюминиевым сердечником 6 мм 2 .

Для одножильного провода минимальный диаметр будет 2,3 мм и 2,8 мм соответственно. В случае многожильного варианта сечение отдельных жил суммируется.

Фотогалерея

Фото

На кухнях обычно сосредоточено наибольшее количество мощных потребителей электроэнергии и менее «прожорливых» бытовых приборов.

В санузлах и совмещенных санузлах тоже может быть внушительное количество электрооборудования.

В зависимости от мощности технического узла его питание осуществляется от общей или отдельной линии электропередачи. Расчеты производятся для группы розеток, для потребителей отдельных линий выбираются по мощности

К розеточному блоку, питаемому от одной ЛЭП, можно подключать только маломощные устройства: смесители, фены, кофемолки и т.п.

Микроволновые печи, варочные панели и электрические духовки требуют подключения к отдельной линии электропитания

Нормальная работа стандартной стиральной машины должна обеспечиваться отдельной линией электропитания

Обязательная прокладка отдельной ветки электроснабжения требует холодильников и электроплит

В гигиенических помещениях прокладываются отдельные линии для джакузи, электронных крышек для биде, душевых кабин

Помещение с максимальным количеством бытовой техники

Техническое оснащение санузлов и санузлы совмещенные

Подключить мощные электропотребители

Блок розеток для маломощной техники

Варочная панель требует правильного подключения

Электропроводка для стиральной машины

Раздельные силовые ветки для холодильников

Мощные потребители энергии в санузлах и санузлах

Расчет сечения по току

Расчет необходимого сечения по току и мощности кабелей и проводов даст более точные результаты. Такие расчеты позволяют оценить общее влияние различных факторов на проводники, в том числе термическую нагрузку, марку проволоки, тип прокладки, условия эксплуатации и т. д.

Весь расчет проводится в ходе следующих этапов:

  • выбор мощности всех потребителей;
  • расчет токов, проходящих через проводник;
  • подбор подходящего сечения по таблицам.

Для данного варианта расчета действующая мощность потребителей с напряжением принимается без учета поправочных коэффициентов. Они будут учтены при суммировании силы тока.

Этап №1 — расчет силы тока по формулам

Для тех, кто забыл школьный курс физики, предлагаем основные формулы в виде графической схемы в качестве наглядной шпаргалки:

«Классическое колесо» демонстрирует взаимосвязь формул и взаимозависимость характеристик электрического тока (I — сила тока, P — мощность, U — напряжение, R — радиус жилы)

Запишем зависимость силы тока I от мощности P и линейного напряжения U:

I = P/U л ,

Где:

  • I — сила тока, взятая в амперах;
  • P — мощность в ваттах;
  • U l — напряжение сети в вольтах.

Линейное напряжение в общем случае зависит от источника питания, бывает одно- и трехфазным.

Соотношение линейного и фазного напряжения:

  1. U l = U * cosφ в случае однофазного напряжения.
  2. U l = U * √3 * cosφ в случае трехфазного напряжения.

Для бытовых электропотребителей принять cosφ = 1, поэтому линейное напряжение можно переписать:

  1. U l = 220 В для однофазного напряжения.
  2. U l = 380 В для трехфазного напряжения.

Далее суммируем все потребляемые токи по формуле:

I=(I1+I2+…IN)*K*J ,

Где:

  • I — общий ток в амперах;
  • И1..В — сила тока каждого потребителя в амперах;
  • К — коэффициент одновременности;
  • J — запас прочности.

Коэффициенты K и J имеют те же значения, которые использовались при расчете общей мощности.

Возможен случай, когда в трехфазной сети по разным фазным проводникам протекает ток неодинаковой силы.

Это происходит, когда однофазные потребители и трехфазные потребители подключены к трехфазному кабелю одновременно. Например, запитан трехфазный автомат и однофазное освещение.

Возникает естественный вопрос: как в таких случаях рассчитывается сечение многожильного провода? Ответ прост – расчеты производятся для наиболее нагруженного проводника.

Этап №2 — выбор подходящего сечения по таблицам

В правилах эксплуатации электроустановок (ПЭС) приведен ряд таблиц для выбора необходимого сечения жилы кабеля.

Электропроводность проводника зависит от температуры. Для металлических проводников сопротивление увеличивается с повышением температуры.

При превышении определенного порога процесс становится самоподдерживающимся: чем выше сопротивление, тем выше температура, выше сопротивление и т. д., пока проводник не перегорит или не вызовет короткое замыкание.

В следующих двух таблицах (3 и 4) показано поперечное сечение проводников в зависимости от тока и способа монтажа.

Таблица 3. Сначала необходимо выбрать способ прокладки проводов, от этого зависит насколько эффективно происходит охлаждение (+)

Кабель отличается от провода тем, что все провода с собственной изоляцией на кабеле скручены в пучок и заключены в общую изоляционную оболочку. Более подробно о различиях и видах кабельной продукции написано в этой .

Таблица 4. Открытый способ указан для всех значений сечения жил, однако на практике сечения менее 3 мм2 открыто не прокладывают из соображений механической прочности (+)

При использовании таблиц к допустимому длительному току применяются следующие коэффициенты:

  • 0,68, если 5-6 жил;
  • 0,63 при 7-9 проживших;
  • 0,6 если жило 10-12.

К текущим значениям из столбца «открыто» применяются понижающие коэффициенты.

Нулевая и заземляющая жилы в число жил не входят.

По нормам ПЭС выбор сечения нулевой жилы по допустимому длительному току производится не менее 50% фазной жилы.

Следующие две таблицы (5 и 6) показывают зависимость допустимого продолжительного тока при прокладке в земле.

Таблица 5. Допустимые длительные зависимости тока для медных кабелей при прокладке в воздухе или в земле

Токовые нагрузки при открытой прокладке и при заглублении в землю различны. Их принимают равными, если укладка в грунт осуществляется с помощью лотков.

Таблица 6. Допустимые продолжительные зависимости тока для алюминиевых кабелей при прокладке в воздухе или в земле

Следующая таблица (7) касается размещения временных линий электроснабжения (переносить, если для частного использования).

Таблица 7. Допустимый длительный ток при использовании переносных шланговых шнуров, переносных шланговых и шахтных тросов, прожекторов, гибких переносных проводов. Используются только медные жилы

При прокладке кабелей в земле помимо теплоотводящих свойств необходимо учитывать удельное сопротивление, что отражено в следующей таблице (8):

Таблица 8. Поправочный коэффициент в зависимости от вида и удельного сопротивления грунта на допустимый длительный ток, при расчете сечения кабеля (+)

Расчет и выбор медных жил до 6 мм 2 или алюминиевых до 10 мм 2 проводимость как для постоянного тока.

В случае больших сечений можно применить понижающий коэффициент:

0,875 * √T pv

Где T pv — отношение продолжительности включения к длительности цикла.

Продолжительность включения берется из расчета не более 4 минут. При этом цикл не должен превышать 10 минут.

При выборе кабеля для электропроводки особое внимание уделяется его огнестойкости.

Этап №3 — расчет сечения токопровода на примере

Задача : медный кабель для подключения:

  • Трехфазный деревообрабатывающий станок мощностью 4000 Вт;
  • Трехфазный сварочный аппарат мощностью 6000 Вт;
  • бытовые приборы в доме общей мощностью 25 000 Вт;

Подключение осуществляется пятижильным кабелем (три фазных провода, один нейтральный и один заземляющий), проложенным в земле.

Изоляция кабельной продукции рассчитывается на определенное значение рабочего напряжения. Следует отметить, что указанное изготовителем рабочее напряжение его изделия должно быть выше напряжения в сети

Решение.

Шаг 1. Рассчитываем линейное напряжение трехфазного подключения:

U l = 220*√3 = 380 В

Шаг №2. Бытовые приборы, станки и сварочные аппараты имеют реактивную мощность, поэтому мощность машин и оборудования будет:

P те = 25000/0,7 = 35700 Вт

P об = 10000 / 0,7 = 14300 Вт

# 4 0 Сила тока, необходимая для подключения бытовой техники:

I те = 35700/220 = 162 А

Шаг № 4 . Ток, необходимый для подключения оборудования:

I rev = 14300/380 = 38 А

Шаг № 5 . Необходимый ток для подключения бытовых приборов рассчитывается исходя из расчета одной фазы. По условию задачи выделяют три фазы. Следовательно, ток можно распределить по фазам. Для простоты примем равномерное распределение:

I те = 162/3 = 54 А

Шаг № 6. Ток на фазу:

I f = 38 + 54 = 92 А

Шаг № 7 Техника и бытовая техника не будут работать на при этом, кроме этого заложим запас равный 1,5. После применения поправочных коэффициентов:

I f = 92 * 1,5 * 0,8 = 110 А

Шаг № 8. Хотя кабель содержит 5 жил, учитываются только трехфазные жилы. По таблице 8 в столбе трехжильного кабеля в земле находим, что току 115 А соответствует сечение жилы 16 мм 2 .

Шаг № 9 . По таблице 8 применяем поправочный коэффициент в зависимости от характеристик земли. Для нормального типа земли коэффициент равен 1.

Шаг №10 . Необязательно рассчитайте диаметр жилы:

D = √(4*16/3,14) = 4,5 мм

Если расчет производился только по мощности, без учета особенностей кабеля, сечение жилы будет 25 мм 2 . Расчет силы тока более сложен, но иногда позволяет сэкономить значительные средства, особенно если речь идет о многожильных силовых кабелях.

Подробнее о взаимосвязи между напряжением и током можно прочитать .

Расчет падения напряжения

Любой проводник, кроме сверхпроводников, имеет сопротивление. Поэтому при достаточной длине кабеля или провода происходит падение напряжения. Стандарты

PES требуют, чтобы поперечное сечение жилы кабеля было таким, чтобы падение напряжения составляло не более 5%.

Таблица 9. Удельное сопротивление обычных металлических жил (+)

В первую очередь это относится к низковольтным кабелям малого сечения.

Расчет падения напряжения следующий:

R = 2 * (ρ * L) / S ,

U pad = I * R ,

% 915 U колодка / U lin ) * 100 ,

Где:

  • 2 — коэффициент в связи с тем, что ток протекает обязательно в двух жилах;
  • R — сопротивление проводника, Ом;
  • ρ — удельное сопротивление жилы, Ом*мм 2 /м;
  • S — сечение жилы, мм 2 ;
  • У колодка — падение напряжения, В;
  • U % — падение напряжения относительно U lin , %.

С помощью формул можно самостоятельно произвести необходимые расчеты.

Пример расчета Carry

Задача : рассчитать падение напряжения для медного провода с сечением одной жилы 1,5 мм 2 . Провод необходим для подключения однофазного электросварочного аппарата общей мощностью 7 кВт. Длина провода 20 м.

Если вы хотите подключить к ветке электросети бытовой сварочный аппарат, то следует учитывать ситуацию, для которой предназначен кабель. Не исключено, что суммарная мощность работающих устройств может быть выше. Оптимальный вариант — подключение потребителей к отдельным веткам

Решение:

Шаг 1. Рассчитываем сопротивление медного провода по таблице 9:

R = 2 * (0,0175 * 20) / 1,5 = 0,47 Ом

Шаг №2. Падение напряжения на проводе:

U колодка = 31,8 * 0,47 = 14,95 В

Шаг №4. Рассчитываем процент падения напряжения:

U % = (14,95 * / 2200) 100 = 6,8%

Вывод: для подключения сварочного аппарата необходим проводник большого сечения.

Читайте также

Глухозаземленная и изолированная нейтраль отличия: Режимы работы нейтрали в электроустановках и электрических сетях

Что такое дребезг контактов: Дребезг контактов, и как с ним бороться

Релейная защита трансформатора: Релейная защита силовых трансформаторов

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *