Как измерить выходную мощность на вводном кабеле

Розрахунок та вибір перетину проводу

Для прокладання електричних мереж у будинках різного призначення важливо правильно підібрати провід та кабель. При їх виборі потрібно насамперед звертати увагу на переріз проводки. Він має бути достатнім для безпечного проходження струму потрібної сили, щоб електричної потужності вистачало на забезпечення енергією всього електрообладнання, яке передбачається експлуатувати у будівлі. Від вибору проводів достатнього перерізу залежить надійна та безаварійна робота електричних приладів та пристроїв, а також безпека людей.

Занадто тонкі дроти будуть перегріватися, що призведе до плавлення ізоляції жил, замикання або займання електропроводки, а надто товсті – зайва витрата грошей, оскільки коштують вони дорожче. Про те, як правильно розрахувати переріз проводів, ми розповімо докладно в цій статті.

Що таке перетин дроту та як його визначити

Під перетином дроту розуміють площу поперечного розрізу струмопровідної жили. Для розрахунків вона приймається мм 2 . Щоб побачити перетин, потрібно просто перерізати провід під кутом 90° і подивитися на нього з торця.

Для розрахунку площі перерізу дроту потрібно виміряти його діаметр і визначити площу за формулою, добре знайомою зі шкільного курсу геометрії:

S=3,14 D 2 /4 = 0,785 D 2 ,

де S – площа перетину, 3,14 – число «пі», а D – діаметр жили.

Спрощено можна прийняти, що площа дорівнює квадрату діаметра, помноженого на 0,8. Виміряти діаметр можна штангенциркулем або мікрометром, попередньо видаливши ізоляцію з провідника. Для точності визначення діаметра в багатожильних дротах необхідно заміряти діаметр однієї з жил і помножити його на їх кількість.
Якщо під рукою немає штангенциркуля чи мікрометра, визначити діаметр можна за допомогою лінійки та олівця. Для цього:

• очистіть провідник від ізоляції на довжину щонайменше 10 см;
• у багатожильному провіднику від’єднайте одну з жил, які зазвичай скручені разом;
• намотайте жилу на олівець, укладаючи витки впритул, один до одного;
• заміряйте довжину намотування лінійкою і порахуйте кількість витків у ній.

Розрахунок діаметра жили визначають за такою формулою:

де D – діаметр жили в мм, L – довжина намотки в мм й n – кількість витків.

Для багатожильного провідника діаметр, визначений за цією формулою, потрібно помножити на кількість жил.

Що слід враховувати при виборі перерізу проводки

Щоб правильно вибрати кабель та провід відповідного перерізу для електропроводки, необхідно враховувати такі важливі параметри та характеристики, як:

• номінальне струмове навантаження на кабель чи сукупну потужність споживачів. Ці показники взаємопов’язані, і, знаючи одну з них, неважко розрахувати другу;
• матеріал виготовлення струмопровідної жили, оскільки від нього залежить електричний опір провідника. Найчастіше для електропроводки використовують кабелі та дроти з мідними або алюмінієвими жилами. При цьому слід враховувати, що провід з алюмінію витримує менше вигинів (10-12 замість 50 у міді) і має більший питомий опір;
• вид ізоляції – кожен ізоляційний матеріал має свою максимально допустиму температуру нагріву, перевищення якої веде до розплавлення ізоляції та виникнення аварійних ситуацій;
• спосіб прокладання кабелів – він впливає їх охолодження;
• довжину кабелю – що довше провідник, то більше втрат електроенергії, що слід враховувати, задля забезпечення електрообладнання струмом з потрібними характеристиками.

Способи розрахунку перерізу кабелів проводки

Кабелі, що підводять електрику до будинку або квартири, а також розподіляють її по кімнатах, повинні забезпечувати всі прилади та пристрої достатньою кількістю електроенергії, не нагріваючись до критичної температури. Розрахунок площі проводиться по формулах, а результати для зручності зводяться у спеціальні таблиці.

Визначення перерізу проводів за потужністю

Щоб визначити площу перерізу проводів, потрібно розрахувати сукупну потужність усіх споживачів електроенергії у квартирі чи кімнаті, у яку підводиться електрика. Це можна зробити за такою формулою:

де Р – сукупна потужність споживання, Р ₁ , Р ₂ , Р ₃ … Р _n – потужності кожного окремого пристрою, в Вт, К _с – коефіцієнт попиту, що враховує можливість включення одночасно всіх пристроїв, К_з – коефіцієнт запасу.

Коефіцієнт попиту приймається за 0,85, оскільки всі прилади та пристрої бувають рідко включені одночасно. Ви можете визначити його з більшою точністю у частках від загального числа споживачів або прийняти рівним 1, передбачивши запас потужності.

Коефіцієнт запасу враховує можливість встановлення у кімнаті чи квартирі нових приладів та пристроїв на перспективу. Його зазвичай приймають у межах 1,15-1,2.

Потужність кожного з приладів можна дізнатися в паспорті або технічному описі. Середню споживану потужність побутових пристроїв, що працюють від електрики, можна прийняти рівною наступній величині, Вт:

• електролампи – 100 (застосування люмінесцентних та світлодіодних ламп знизить навантаження на проводку, але для розрахунку краще взяти потужність лампи розжарювання);
• телевізора – 200;
• холодильника – 400;
• комп’ютера – 550;
• кухонного комбайна – 700;
• праски, пилососа, електром’ясорубки – 1000;
• електричного чайника та електродуховки – 1200;
• електрообігрівача – 1500;
• мікрохвильової печі – 1800;
• кондиціонера – 2000;
• електроплити – 4000.

Як приклад розглянемо варіант розрахунку сумарної потужності обладнання для кухні, в якій необхідно забезпечити електроживлення для двох ламп, холодильника, мікрохвильової печі, чайника, духової шафи та електром’ясорубки. Приймемо коефіцієнт попиту К_с = 0,85 , а коефіцієнт запасу К_з = 1,15 . Отримуємо:

Р = (2*100 + 400 + 1800 + 1200 + 1200 + 1000)*0,85*1,15 = 5670 Вт = 5,67 кВт.

Знаючи сумарну потужність приладів та пристроїв у квартирі, будинку чи кімнаті, визначити, якою площею має бути переріз струмопровідних жил у проводах та кабелях, можна за допомогою таблиць, наведених у ПУЕ-2017 («Правилах улаштування електроустановок»). Глава 1.3 цих правил містить таблиці залежності площі перерізу від струму та потужності для провідників, виготовлених з різних матеріалів, при різному вигляді ізоляції та різних умовах прокладки.

Для потужності, розрахованої в прикладі, застосовуємо наступну таблицю залежності перерізу проводки від потужності.

Калькулятор кабелю

Кабельний калькулятор. Як зробити розрахунок і підбір перерізу кабелю або проводу?

Електричний кабель – це основа електромереж, без нього неможливе влаштування структури енергоживлення. Якщо вам необхідно провести нову проводку, або прийшов час замінити стару, необхідно знати основи розрахунку потужності кабелю по перетину. Для чого?

Правильний розрахунок кабелю живлення — основа безпеки. Якщо діаметр провідника недостатній, а навантаження на кабель висока, наслідки можуть бути дуже серйозні. Під її впливом металева частина нагрівається, що веде до оплавлення ізоляції і короткого замикання. У такій ситуації може виникнути пожежа. Щоб уникнути подібних наслідків, підійдемо до вибору електропроводки професійно.

Формула розрахунку перетину кабелю, як розрахувати навантаження?

Для кожного перетину існує допустиме струмове навантаження. Наприклад: якщо нам потрібен кабель для того, щоб підключити одну лампочку, навантаження на провід, або сила струму, що проходить по провіднику, буде дорівнювати потужності споживання даної лампочки. Це може бути 100 Вт, або (якщо ви використовуєте новітні світлодіодні освітлювальні прилади) всього 6 Вт. Таким чином, навіть на прикладі освітлення, ми бачимо, що різниця в навантаженні може бути відчутною. Однак від домашньої електромережі живиться не одна лампочка. Як правило, це цілий список побутових приладів. Щоб розрахувати навантаження на провід і з’ясувати необхідний перетин, потрібно знати, скільки електроенергії може споживатися в тому випадку, коли всі вони підключені. Отже, щоб розрахувати перетин дроту, нам знадобиться таблиця. Розрахунок споживаної потужності електроприладів.

Споживання електроенергії у Вт

Електроплита

Мікрохвильова піч

Посудомийна машина

Мультиварка

Комп'ютер

Освітлення

LED о світлення

Порохотяг

Кабельни й калькулятор

В ній дана приблизна потужність кожного побутового приладу. Слід пам’ятати, що це середні цифри, точні можна дізнатися з специфікації кожної конкретної моделі. Таблиця, проте, дає нам деяке уявлення про навантаження, яке відчуває електрокабель, якщо всі прилади включені в мережу. Зрозуміло, таке в побуті, швидше за все, не станеться, але ми говоримо про розрахунок оптимального перетину, тому враховуються навіть виняткові варіанти. Отже, приблизна витрата електроенергії на годину становить 10900 — 11350 Вт. Прийнято брати більше значення і додатково додавати якийсь запас потужності, наприклад на випадок непередбаченого підключення електрообігрівача взимку (+2000 Вт). Ми приймемо за базову цифру 14 000 Вт.

Щоб розрахувати силу струму для однофазної мережі (220) користуємося формулою :

Для трьохфазної (380):

Де: Р — загальна потужність електричних приладів (ми взяли 14000 Вт)

U — напруга мережі (220 V);

cosφ – коефіцієнт, який для побутових електричних приладів дорівнює 1.

Дивіться відео про найпоширеніші помилки при виборі і розрахунку перетину кабелю

Як це робили раніше?

Знаючи максимальне навантаження і силу струму, інженер розраховував перетин проводки за допомогою таблиць, які залишаються актуальними і на сьогоднішній день: вони є точними і засновані на діючих стандартах ДСТУ.

ПУЕ, Таблиця 1.3.4. Допустимий тривалий струм для проводів і шнурів з гумовою і полівінілхлоридною ізоляцією з мідними жилами.

ПУЕ, Таблиця 1.3.6. Допустимий тривалий струм для проводів з мідними жилами з гумовою ізоляцією в металевих захисних оболонках і кабелів з мідними жилами з гумовою ізоляцією в свинцевій, полівінілхлоридній, найритовій або гумовій оболонці, броньованих і неброньованих.

ПУЕ, Таблиця 1.3.8. Допустимий тривалий струм для переносних шлангових легких і середніх шнурів, переносних шлангових важких кабелів, шахтних гнучких шлангових, прожекторних кабелів і переносних проводів з мідними жилами.

ДСТУ 16442-80, Таблиця 23. Допустимі струмові навантаження кабелів до 3кВ включно, з мідними жилами з ізоляцією з поліетилену та полівінілхлоридного пластикату, А.

Сучасні методи: калькулятор розрахунку кабелю (внизу сторінки)

Сучасні програми розрахунку розроблені для того, щоб максимально спростити завдання. Маючи ввідні дані, такі як бажаний матеріал провідника (мідь або алюміній) і максимальне споживання електроенергії (а, отже, силу струму), можна дізнатися необхідний перетин кабелю для мережі 220V або 380V.

Програма розрахунку кабелю використовує формули, алгоритми і математичні значення, та видає в віконечку готовий результат, зрозумілий простому користувачу. Враховуються всі параметри електромережі, такі як:

• постійний або змінний струм ;
• матеріал провідника;
• максимальная сумарна потужність ;
• напруга;
• коефіцієнт потужності ;
• метод прокладки: повітряна або підземна ;
• довжина кабелю.

Коротко розглянемо наведені терміни

Струм: буває постійний і змінний. Постійний виходить в результаті хімічної реакції (батареї, акумулятори). У побуті і на виробництві частіше використовується змінний. Він підходить для передачі електроенергії на великі відстані, дешевше у використанні і практично всі споживачі електричного струму адаптовані для використання змінного струму.

Напруга: це величина, що характеризує величину роботи струму за відрізок часу (1 сек) на обмеженій ділянці.

Потужність: величина виробленої роботи, супроводжується виділенням теплової енергії.

ККД * cos (φ): коефіцієнт, що застосовується в розрахунках перетину кабелю та ін.

Перетин: площа провідної частини кабелю на поперечному зрізі.

Діаметр: поперечний розмір кабелю з урахуванням ізоляції.

Допустимі втрати: при передачі струму по кабелю частина його втрачається завдяки такому параметру, як опір. Існують стандарти, що характеризують допустиму величину втрат, перевищення яких є приводом для перевірки стану електромережі. Кожному металу властивий власний опір, відповідно допустимі втрати, скажімо, для мідного провідника і алюмінієвого, будуть різними.

ОНП: одночасно навантажені провідники.

Матеріал: метал, з якого виконані жили проводу.

Далі розглянемо провідність

Провідність — це здатність будь-якого об’єкта проводити електричний струм. Крім того, провідністю називають і фізичну величину, яка характеризує згадану здатність. Дана величина також є зворотною питомому опору. Розраховується вона, як правило, за допомогою спеціальних електроприладів.

Оскільки основною одиницею опору є Ом, а величина, яку ми розглядаємо, обернена їй, то вона буде дорівнювати 1 Див = 1 Ом -1, де См — Сіменс або S (в міжнародній системі).

Провідність різних об’єктів неоднакова. Наприклад, серед металів, мабуть, найкращу провідністю мають срібло, а також мідь. Це пов’язано з особливістю структури їх атомів, які дозволяють електронам вільніше переміщатися.

Розрахунок перетину кабелю онлайн, калькулятор по діаметру

На сьогоднішній день зручним способом підбору кабелю є калькулятор. З його допомогою розрахунок і вибір силового кабелю проводиться в он-лайн режимі.

Калькулятор перетину кабелю по діаметру дозволяє вибрати всі необхідні параметри, включаючи напругу, струм, діаметр, а також інші важливі деталі.

Для того щоб використовувати калькулятор електроенергії, достатньо скористатися інтернет пошуком. У відкритому доступі можна знайти різні види даної програми. Залежно від потреб, користувач може вибрати :

• Калькулятор ваги,
• Звичайний математичний калькулятор для обчислень ,
• Калькулятор потужності,
• Калькулятор величин та інші.

Також є можливість завантажити або купити калькулятор.

Розрахунок кабелю онлайн. Особливості та параметри

Розрахунок кабелю за допомогою калькулятора дозволяє правильно провести розрахунок споживаної потужності і передбачити всі необхідні деталі і підібрати відповідні параметри, включаючи наступні:

• Перетин дроту по нагріванню і втрат напруги. Необхідно враховувати максимально можливий нагрів в нормальному і екстреному режимах. Важливо пам’ятати і про нерівномірний розподіл, що виникає внаслідок різного нагріву окремих ліній і підвищеного опору. Надмірний нагрів може пошкодити як ізоляцію, так і сполуки, що в підсумку може призвести до займання. Щоб зробити правильний вибір, слід скористатися спеціальними таблицями допустимого навантаження. Таким чином, правильно підібраний по нагріванню кабель забезпечує надійну ізоляцію, контакт, а також запобігає виникненню аварійної ситуації. Тут потрібно враховувати розрахунковий струм лінії, матеріал, температуру середовища і спосіб прокладки проводу.
• Що стосується іншого параметра, поряд з нагріванням, завжди варто враховувати відносні лінійні втрати напруги. Їх можна розрахувати за формулою : . U – це напруга джерела електроенергії, а Uном — напруга в точці з’єднання приймача.
• Навантажувальна здатність проводу заданого перетину. Проводи різних перетинів мають різне максимально допустиме навантаженням. Саме тому цей параметр особливо важливий, коли необхідно зробити вибір і розрахунок перетину кабелю. Так, чим більше енергоспоживання в приміщенні, тим більшого перетину кабель буде необхідний. Перетин жили будь-якого проводу може бути обчислено за діаметром. Зазвичай величину діаметра множать на саму себе і на 0,785. Отриману величину також округлюють до цілого числа. Калькулятор перетину кабелю по діаметру можна зробити онлайн. Що ж стосується багатожильного дроту, то спочатку необхідно виконати розрахунок перетину одного дротику, а потім помножити отримане число на їх загальну кількість.
• Розрахунок втрат і максимальних параметрів лінії. Втрати визначаються на активному опорі проводів. Проводячи розрахунок необхідного перетину кабелю, завжди необхідний запас як самого перетину, так і довжини для струму. Втрати ж розраховуються за номінальним значенням струму. При онлайн розрахунку перетину кабелю, можна самостійно встановлювати відсоток втрат.

Під час розрахунку перетину силового кабелю, важливо звертати увагу на такий параметр як максимальне навантаження на кабель, яку здатний витримати той чи інший провід. Для цього необхідно враховувати ваші вимоги, а також можливості вашої мережі. У разі якщо в приміщенні або на лінії встановлений автомат, що забезпечує безпеку електропроводки, слід пам’ятати про його максимально допустимі значення при виборі кабелю. В іншому випадку може статися поломка автомата і загоряння. Корисним буде розрахувати навантаження кабелю онлайн.

Існують різні типи кабелів, в числі яких :

• силові,
• контрольні,
• спеціалізовані та інші.

В залежності від типу, вони необхідні для різних цілей. Наприклад, силовий кабель відмінно підходить для передачі значного обсягу струму, тоді як контрольний забезпечить передачу невеликого. Крім цього, кабелі можуть відрізнятися за середовищем прокладання (земля, повітря) і з виду матеріалу (алюміній, мідь і т.п.). Алюмінієві дроти зазвичай мають меншу вагу, що є їх головною перевагою. Це дозволяє успішно використовувати такі кабелі для прокладки ліній електропередач. Крім того, алюміній в рази дешевше міді і має стійкість до корозії.

Що стосується мідної проводки, вона все ж є найкращою і безпечною. По-перше, такий метал має менший опір, тобто пропускає більше струму, ніж алюмінієвий аналог. По-друге, мідні дроти зносостійки і служать протягом довгого часу. Під час окислення мідь не втрачає струмопровідних властивостей.

Існує два основних види перетину — одножильний і багатожильний. Крім того, виділяють круглий і плоский провід.

Перетин круглого типу при розрахунку кабелю в квартирі або іншому приміщенні проводиться за допомогою підрахунку діаметра. Величину діаметра дроту множать на саму себе і на 0,785. Отриману величину часто округлюють до цілого числа. Калькулятор також часто використовується для проведення подібних підрахунків. Багатожильний круглий кабель вважається за тим же принципом. Спочатку необхідно знайти діаметр однієї жили, а потім помножити його на загальну кількість.

Оболонка зберігає кабелі від згубного впливу вологи, сонця, механічних пошкоджень і різних речовин.

Серед найбільш популярних матеріалів для оболонок зустрічаються:

• метал (частіше застосовується для високовольтних кабелів і прокладення в землі ),
• ПВХ пластикат (використовується на загальнопромислових провідниках, створений для нерухомого підключення і стійкий до низьких температур) ,
• резина (підходить для провідників при створенні рухомого з’єднання, так як має високу пластичність ).

Таким чином, при виборі і розрахунку перетину кабелю по потужності і довжині, а також іншими параметрами, важливо враховувати вид оболонки.

Приклади проводів та кабелів

Силовий з ПВХ і ізоляцією з гумової суміші :

• ВВГ, ВВГнг,
• ВВГнг-LS, АВВГ,
• ВВГнг-П,
• АВВГнг,
• ВБбШв та інші.

Телефонний:

• ТПпП,
• ТПпПз,
• ТПпэПзБбШп,
• ТСВнг та ін.

Кабель з ізоляцією з паперу :

Різновиди кабелю АВВГ та ВВГ:

ВВГ провід відноситься до типу силових. Він володіє ізоляцією і оболонкою, виконаними з ПВХ, має мідну жилу, а також не має зовнішнього захисту. Серед його різновидів існують такі :

ВВГнгд, нг-нд или нг-ls – не підтримує горіння і не виділяє дим ,

ВВГп: найбільш популярний, відрізняється від ВВГ пласкою формою ,

ВВГз: н аявність джгутів з ПВХ/гуми між ізоляцією і оболонкою (кембриком),

АВВГ: той самий ВВГ, але матеріал жили алюміній. Буває в нг і нгд виконаннях.

Кількість жил

Проводи поділяються на одножильні і багатожильні. Однак кількість жил в них може бути різним. Наприклад, ВВГ кабель може мати до чотирьох, п’яти жил. Це мідний круглий кабель для прокладки в землі. Він володіє подвійною ізоляцією. СІП, відомий як самонесучий ізольований провід, може мати від однієї (СІП-3 1х50-20) до чотирьох жил (СІП -5 4х35). Він володіє одинарної ізоляцією.

Розглянемо показники найбільш популярних проводів:

Чим більшого перетину провід ви оберете, тим більше буде його пропускна здатність.

При розрахунку перетину кабелю через програму або самостійно, бажано звернути увагу на показники напруги. В іншому випадку розрахунок потужності кабелю виявиться невірним і не відповідати вашим вимогам.

Розрахунок ваги кабелю

Вага має велике значення. Він впливає на те, в якому місці можна розмістити той чи інший кабель. Наприклад, дроти з житловою з алюмінію у багато разів легше мідних, що є їх головною перевагою. Завдяки цьому вони чудово підходять для розміщення в повітрі або на стінах. Мідні ж кабелі важче, тому їх частіше монтують в землі. Однак вони вважаються більш міцними.

Розглянемо деякі різновиди проводів і їх вагу:

Вага багато в чому залежить не тільки від матеріалу, але і від габаритів дроту. Вага кабелю і проводу — онлайн калькулятор ваги і діаметра кабельної продукці.

Купуючи кабель для своїх потреб, необхідно звертати увагу на багато деталей. Для кожного споживача важливо купити провід, що прослужить довго і підійде для поставлених цілей. Завдяки тому, що сьогодні в мережі можна знайти величезну кількість корисних програм, таких як калькулятор площі, калькулятор систем і багато інших, кожен без проблем зможе провести всі необхідні розрахунки.

Розрахунок перетину кабелю, його потужності, перетину дроту, ваги, а також інших параметрів дозволяє в найкоротші терміни визначитися з типом і обсягом необхідного проводу. Скориставшись програмою розрахунку перетину кабелю по потужності і іншими показниками, кожен зможе професійно прокласти проводку у себе вдома або в будь-якому іншому місці. Програма для розрахунку споживаної потужності, допоможе Вам правильно підібрати необхідні електроматеріали. За допомогою цієї програми, Ви зможете правильно розрахувати перетин кабелю. Якщо виникли складнощі в роботі з програмою або інші питання, телефонуйте на гарячу лінію 0 800 750 132 (безкоштовно з мобільних і стаціонарних телефонів).

Вибір кабеля по потужності.

Как рассчитать сечение кабеля, таблица сечения по мощности

Выбирая кабель особенно важно подобрать правильное сечение для надёжной и безаварийной работы электрооборудования. Для этого используются специальные таблицы выбора сечения кабеля, учитывающие металл, из которого изготовлена токопроводящая жила, материал изоляции и другие параметры.

Таблица сечения кабеля по мощности и току

Обычно для практических нужд достаточно использовать таблицу сечения кабеля, которая находится в Правилах Устройства Электроустановок в таблицах 1.3.4 и 1.3.5.

Также можно использовать следующие таблицы.

Для гибкого шнура и кабеля с медной жилой ( ПВС , ШВВП , КГ )

Для силового кабеля с медной жилой ( ВВГ )

Для силового кабеля с алюминиевой жилой ( АВВГ )

В этих таблицах указаны необходимые сечения алюминиевых и медных кабелей для различных токовых нагрузок и условий прокладки. Тип изоляции — резиновая и виниловая, аналогичен большинству видов изоляционных материалов.

Выбор производится по номинальному току нагрузки. Если ток неизвестен, то он вычисляется исходя из мощности устройства, количества фаз и напряжения сети.

Какие параметры необходимо учесть для выбора правильного сечения кабеля

Для надёжной работы электроприборов при выборе кабеля по сечению учитываются различные факторы, основными из которых являются следующие:

• номинальный ток нагрузки;
• материал токопроводящей жилы;
• тип изоляции;
• способ прокладки;
• длина кабеля.

Перед тем, как рассчитать сечение кабеля, необходимо определить эти параметры.

Способы расчёта сечения кабелей

Есть два способа определения необходимого сечения кабеля. При расчёте необходимо применять оба метода и использовать большую из полученных величин.

Расчёт сечения по нагреву

Во время протекания электрического тока по кабелю он греется. Допустимая температура нагрева и сечение провода зависят от типа изоляции и способов прокладки. При недостаточном сечении токопроводящей жилы она нагревается до недопустимой температуры, что может привести к разрушению изоляции, короткому замыканию и пожару.

Совет! Для тщательного расчёта необходимо использовать специальные таблицы, программы или онлайн-калькуляторы, но для большинства практических задач допускается применить таблицу, которую можно найти в ПУЭ, п. 1.3.10.

Расчёт сечения по допустимым потерям напряжения

Токопроводящая жила в проводе обладает сопротивлением и при прохождении по ней тока, согласно закону Ома, происходит падение напряжения. Величина этого падения растёт при уменьшении сечения кабеля и увеличении его длины.

При прокладке кабеля большой длины его сечение, необходимое для уменьшения потерь, может многократно превышать величину, выбранную по допустимому нагреву. Для расчёта используются специальные формулы, программы и онлайн-калькуляторы.

Николай Селезнёв

Эксперт интернет магазина «РЕС.юа»

Обратите внимание:

Для тщательного расчёта необходимо использовать специальные таблицы, программы или онлайн-калькуляторы, но для большинства практических задач допускается применить таблицу, которую можно найти в ПУЭ, п. 1.3.10.

Расчёт сечения для однофазной и трехфазной сети

Выбор кабеля производится по току нагрузки, но если он неизвестен, то выполняется выбор сечения кабеля по мощности. Методы расчёта различные для однофазных и трёхфазных нагрузок.

Расчёт тока однофазных нагрузок

Для вычисления этого параметра необходимо разделить мощность устройства на напряжение сети

В однофазной сети ~220В допускается использование упрощённой формулы

Расчёт токов в трёхфазной сети

В трёхфазной сети 380В есть два вида нагрузок, ток которых вычисляется по-разному:

• Электродвигатели. Для расчёта необходимо учесть КПД и cosφ, но допускается использование формулы

I=2P

• Нагреватели. Эти установки рассматриваются как три однофазных нагревателя, и применяется формула

I=(P/3)/U=4,5(P/3)

Важно! При подключении электроплиты, расчёт производится по самому мощному нагревателю или двум, в зависимости от схемы аппарата.

Какое сечения кабеля выбрать в квартиру или частный дом

При проектировании электропроводки в квартире или частном доме используются гибкие медные провода ПВС или ШВВП . В этом случае допускается не производить расчёт проводов, а использовать стандартные сечения токопроводящих жил:

1. Освещение . Общие провода 1,5мм², подключение отдельных светильников 0,5-1мм².
2. Комнатные розетки , кондиционеры и мелкая кухонная техника. Общий кабель 2,5мм², опуск к отдельным розеткам 1,5мм².
3. Посудомоечные и стиральные машины, электродуховки, бойлеры. Это установки повышенной мощности и розетка для каждого из этих устройств подключается отдельным кабелем 1,5мм². При установке двух таких устройств рядом возле розеток монтируется переходная коробка с клеммником, который подключается кабелем 2,5мм². При установке нескольких мощных аппаратов сечение общего провода выбирается по суммарному току этих установок.
4. Нагреватели проточной воды. Устройство для кухни мощностью 3кВт присоединяется проводом 1,5мм², для ванной мощностью 5кВт кабелем 2,5мм², идущим прямо из вводного щитка.
5. Электроплита. Двухконфорочная плита подключается кабелем 2,5мм², четырёхконфорочная в однофазной сети присоединяется проводом 4мм². В трёхфазной достаточно сечения 2,5мм².
6. Электроотопление. Сечение общего кабеля определяется мощностью системы. При значительно количестве нагревателей и большой протяжённости кабеля допускается установка последовательно нескольких кабелей разного сечения. При наличии в доме трёхфазной электропроводки целесообразно электроконвектора и тёплые полы в разных комнатах подключить к различным фазам. Это позволит уменьшить сечение питающих кабелей.

Знание того, как правильно рассчитать сечение кабеля, поможет выполнить монтаж электропроводки без привлечения проектных организаций.

Как узнать, какую мощность сможет выдержать провод или кабель?

В процессе подключения электрических приборов и оборудования к сети электропитания важнейшим условием является правильный выбор кабеля с соответствующим сечением. Однако в некоторых случаях у вас уже может быть провод, но вы не знаете, если он подойдет для использования в конкретном месте. Ведь если на кабель подключается слишком большая нагрузка, проводник греется, из-за чего может есть риск оплавления изоляции и, следовательно, возникновения короткого замыкания или возгорания. Вот здесь большинство пользователей и задаются вопросом, как можно узнать, какую мощность способен выдержать провод.

Факторы влияния

Мощность и сечение кабеля никак не связаны между собой. При этом для провода важно определить величину допустимого длительного тока. Значения указаны в ПУЭ – раздел I, глава 1.3. К примеру, если кабель способен выдерживать ток в 16 A, то в электросети 220 B это будет равно 3,5 кBт, для сетей 380 B – это 10 кBт, а в электросетях 12 B это значение равно 192 Bт. Исходя из этого, узнать допустимую мощность можно лишь при условии известности напряжения.

Таблица сечений проводников и допустимого тока

Соответствие сечения проводника, мощности, напряжения и тока указано в специальной таблице.

Значение суммарной мощности электрической нагрузки, проходящей по отдельным линиям, напрямую зависит от мощности используемой в быту электрической техники:

• Количества электробытовых приборов, работающих одновременно;
• Типа и мощности бытового электрооборудования;
• Индивидуальных значений потребления электроэнергии каждой отдельной единицей техники;
• Возможности одновременного включения в сеть электрических приборов, продолжительности и цикличности такого подключения.

Однако существуют определенные факторы, которые влияют на величину мощности, которую способен выдержать кабель. Среди них указываются:

• Длина электрической линии;
• Температура кабеля и окружающей среды.

Именно эти факторы оказывают прямое влияние на сопротивление проводника и, соответственно, на потерю мощности и нагревание кабеля. Так, если был выбран проводник с маленьким сечением, при высокой нагрузке есть риск проседания напряжения на его конце. В то же время, не стоит допускать потери свыше 4-5%. В случае цепей освещения падение напряжения допускается до 10%.

Другие нюансы

Существуют два значения напряжения – 220B и 380B.

Важно учитывать материал, из которого изготовлены жилки проводников. Как правило, это медь или алюминий. Чтобы определить сечение жилы, применяется микрометр.

В случае использования многожильного кабеля рекомендуется к использованию следующий тип системы расчетов: изначально устанавливаются параметры сечения одной из жилок и умножаются на их общее количество в проводнике.

Подобные расчеты производятся в случаях, если кабель планируется провести за пределами помещения. Также учитывается длина провода, температурные показатели во внешней среде, устанавливается металл, из которого изготовлены кабельные жилки, и показатели сопротивления.

Какая взаимосвязь между сопротивлением, длиной, материалом и температурой?

Для определения сопротивления проводников используется формула: R=ро*L/S. Ро обозначает собой удельное сопротивление металла, L – длину (метры), S – площадь поперечного сечения (мм2).

Сопротивление растет по мере увеличения длины и уменьшения площади поперечного сечения кабеля. Соответственно, при увеличении сечения в условиях постоянной длины наблюдается падение сопротивления. Этот же феномен характерен и для уменьшающейся длины.

Помимо этого, при росте температуры у металлов увеличивается сопротивление, что приводит к снижению проводимости. Это объясняется следующим образом: при нагревании носители зарядов и частицы в металле начинают двигаться хаотично, а потому чаще сталкиваются между собой.

Сечение кабеля

Чтобы узнать мощность, которую способен выдерживать проводник, нужно первым делать определить его сечение. Это можно сделать, измерив его диаметр штангенциркулем. Такой метод подходит для проводов любого сечения.

В случае, когда проводник имеет монолитную жилу, просто измеряется ее диаметр. А вот если жила является многопроволочной, измеряется диаметр одной проволочки, после чего ее площадь умножается на количество жилок внутри провода. Это способ определения общего поперечного сечения проводов и кабелей.

Для вычисления поперечного сечения по диаметру, его значение возводится в квадрат и умножается на коэффициент 0,758.

После того, как была определена площадь поперечного сечения проводника, можно воспользоваться вышеприведенной таблицей, чтобы узнать допустимое напряжение. К примеру, если длина линии небольшая (менее 10 м), а величина тока превышает ток предполагаемых нагрузок, проводник может быть смело использован по назначению.

Можно ли упростить расчеты?

Чтобы избежать ошибок в расчетах можно использовать специальные онлайн-калькуляторы или мобильные приложения, работающие даже в оффлайне. Стандартные функции в таких инструментах это:

• Расчет сопротивления проводников при известных данных – температура, длина, материал и сечение;
• Расчет длины проводника, если известны сопротивление, температура и сечение;
• Расчет сечение, если известны величины длины, напряжения, материала жил, температуры и допустимых потерь;
• Расчет длины кабели, если известны величины напряжения, тока, температуры, допустимых потерь и материала жил.

Используя подобные методы, можно дать правильную оценку допустимой мощности, подобрав нужный кабель для конкретно указанной мощности.

Как выбрать кабель для домашней (бытовой) электропроводки?

При прокладке электрической проводки в доме или квартире многие делают выбор в пользу алюминиевых проводов. Это кажется дешевле, однако по причине ненадежности контактов со временем может оказаться, что расходы на эксплуатацию на порядок выше финансовых затрат на покупку и установку электрических проводов из мели. Незаменимыми алюминиевые провода являются лишь в случае прокладки электропроводки по воздуху – они дешевые и легки в весе, и если соединение было выполнено правильно, такие провода прослужат долго и надежно.

В то же время, сравнивая одножильные и многожильные провода в процессе монтажа домашней электрической проводки, по способности проведения тока на одну единицу сечения лучше всего выбирать одножильный кабель. Это объясняется тем, что многожильные провода допускают множество изгибов. Поэтому, чем тоньше проводники, тем более долговечным и гибким является кабель. Многожильные провода используются, как правило, при подключении к электрической сети электроприборов нестационарного типа – электрического фена, электробритвы, утюга и других.

Заключение

Исходя из всего вышесказанного, для того, чтобы узнать какую нагрузку выдержит проводник, необходимо определить:

• Металл, использованный при изготовлении жилы;
• Сечение проводников;
• Длину линии подачи электричества;
• Величину тока нагрузки.

После этого производятся все необходимые расчеты – вручную или при помощи калькуляторов.

Наиболее точно измерить и испытать нагрузку поддерживаемую электропроводкой или кабелем можно обратившись к услугам электролаборатории ТМ Электро.