Как определить сечение провода и кабеля по диаметру?
Проектирование жилых помещений обязательно должно включать в себя и расчет токопроводящих магистралей. Для этого нужно предварительно рассчитать сечение провода и кабеля по диаметру, чтобы правильно рассчитать токовую нагрузку и обеспечить безопасную работу электросети.
Методы расчета сечения
Точный расчет сечения кабеля необходим, чтобы создать электросеть, соответствующую требованиям эксплуатируемого электрооборудования. Ошибки в расчетах могут привести к возникновению опасных ситуаций: от небольшой деформации изоляционного материала до возникновения пожара.
По формуле
Основной метод — расчет по формуле:
где π = 3,14, n — количество жил, а D — измеренный диаметр. Например, чтобы рассчитать площадь диаметром 1 мм, необходимо вычислить значение: S = (3,14 / 4) * 1² = 0,785 мм2.
По таблице
Также для расчета можно использовать таблицы. Для кабельных изделий существует определенный набор сечений, указанный в нормах. Зная необходимое сечение, можно найти диаметр проводника в таблице.
Сечение провода
Чтобы узнать диаметр жилы по сечению, нужно просто найти имеющееся сечение в таблице и посмотреть, какой диаметр провода ему соответствует.
Измерение штангенциркулем
Для измерения сечения кабеля штангенциркулем, с первого снимается изоляционный слой, после чего выполняется замер сразу на нескольких участках провода, чтобы получить максимально точные данные. Для выполнения замера фиксатор штангенциркуля переводится в открытое положение, а ручка откручивается настолько, чтобы провод поместился между щупами. Полученные данные записываются и используются для расчетов по формуле, указанной выше.
Таблицы и нормы
Стандартизированные таблицы, в которых перечислены все наиболее распространенные и широко используемые сечения кабелей с жилами из меди и алюминия в зависимости от токовой нагрузки, позволяют быстро провести расчет.
Подбор сечения медного провода
Сечение токопроводящей жилы, мм²
Для кабеля с медными жилами
Напряжение 220 В
Напряжение 380 В
Как правильно рассчитать нагрузку на кабель
Для того чтобы правильно проложить электропроводку, обеспечить бесперебойную работу всей электросистемы и исключить риск возникновения пожара, необходимо перед закупкой кабеля осуществить расчет нагрузок на кабель для определения необходимого сечения.
Существует несколько видов нагрузок, и для максимально качественного монтажа электросистемы необходимо производить расчет нагрузок на кабель по всем показателям. Сечение кабеля определяется по нагрузке, мощности, току и напряжению.
Расчет сечения по мощности
Для того чтобы произвести расчет сечения кабеля по мощности, необходимо сложить все показатели электрооборудования, работающего в квартире. Расчет электрических нагрузок на кабель осуществляется только после этой операции.
Расчет сечения кабеля по напряжению
Расчет электрических нагрузок на провод обязательно включает в себя расчет сечения кабеля по напряжению. Существует несколько видов электрической сети — однофазная на 220 Вольт, а также трехфазная — на 380 Вольт. В квартирах и жилых помещениях, как правило, используется однофазная сеть, поэтому в процессе расчета необходимо учитывать данный момент — в таблицах для расчета сечения обязательно указывается напряжение.
Расчет сечения кабеля по нагрузке
Таблица 1. Установленная мощность (кВт) для кабелей, прокладываемых открыто
| Сечение жил, мм 2 | Кабели с медными жилами | Кабели с алюминиевыми жилами | ||
|---|---|---|---|---|
| 220 В | 380 В | 220 В | 380 В | |
| 0,5 | 2,4 | |||
| 0,75 | 3,3 | |||
| 1 | 3,7 | 6,4 | ||
| 1,5 | 5 | 8,7 | ||
| 2 | 5,7 | 9,8 | 4,6 | 7,9 |
| 2,5 | 6,6 | 11 | 5,2 | 9,1 |
| 4 | 9 | 15 | 7 | 12 |
| 5 | 11 | 19 | 8,5 | 14 |
| 10 | 17 | 30 | 13 | 22 |
| 16 | 22 | 38 | 16 | 28 |
| 25 | 30 | 53 | 23 | 39 |
| 35 | 37 | 64 | 28 | 49 |
Таблица 2. Установленная мощность (кВт) для кабелей, прокладываемых в штробе или трубе
| Сечение жил, мм 2 | Кабели с медными жилами | Кабели с алюминиевыми жилами | ||
|---|---|---|---|---|
| 220 В | 380 В | 220 В | 380 В | |
| 0,5 | ||||
| 0,75 | ||||
| 1 | 3 | 5,3 | ||
| 1,5 | 3,3 | 5,7 | ||
| 2 | 4,1 | 7,2 | 3 | 5,3 |
| 2,5 | 4,6 | 7,9 | 3,5 | 6 |
| 4 | 5,9 | 10 | 4,6 | 7,9 |
| 5 | 7,4 | 12 | 5,7 | 9,8 |
| 10 | 11 | 19 | 8,3 | 14 |
| 16 | 17 | 30 | 12 | 20 |
| 25 | 22 | 38 | 14 | 24 |
| 35 | 29 | 51 | 16 | |
Каждый электроприбор, установленный в доме, имеет определенную мощность — данный показатель указывается на шильдиках приборов или в техническом паспорте оборудования. Чтобы осуществить расчет нагрузок на провод, необходимо подсчитать общую мощность. Производя расчет сечения кабеля по нагрузке, необходимо переписать все электрооборудование, а также нужно продумать, какое оборудование может добавиться в будущем. Поскольку монтаж производится на долгий срок, необходимо позаботиться о данном вопросе, чтобы резкое увеличение нагрузки не привело к аварийной ситуации.
Например, у вас получилась сумма общего напряжения 15 000 Вт. Поскольку в подавляющем большинстве жилых помещений напряжение составляет 220 В, мы рассчитаем систему электроснабжения с учетом однофазной нагрузки.
Далее необходимо продумать, какое количество оборудования может работать одновременно. В итоге у вас получится значительная цифра: 15 000 (Вт) х 0,7 (коэффициент одновременности 70 %) = 10 500 Вт (или 10,5 кВт) — на эту нагрузку должен быть рассчитан кабель.
Также вам необходимо определить, из какого материала будут выполнены жилы кабеля, поскольку разные металлы имеют разные проводящие свойства. В жилых помещениях в основном используют медный кабель, поскольку его проводящие свойства намного превышают показатели алюминия.
Стоит учитывать, что кабель обязательно должен иметь три жилы, поскольку в помещениях для системы электроснабжения требуется заземление. Кроме того, необходимо определить, какой вид монтажа вы будете использовать — открытый или скрытый (под штукатуркой или в трубах), поскольку от этого также зависит расчет сечения кабеля. После того как вы определились с нагрузкой, материалом жилы и видом монтажа, вы можете посмотреть нужное сечение кабеля в таблице.
Расчет сечения кабеля по току
Сначала необходимо осуществить расчет электрических нагрузок на кабель и выяснить мощность. Допустим, что мощность получилась 4,75 кВт, мы решили использовать медный кабель (провод) и прокладывать его в кабель-канале. Расчет сечения кабеля по току производится по формуле I = W/U, где W — мощность, а U — напряжение, которое составляет 220 В. В соответствии с данной формулой, 4750/220 = 21,6 А. Далее смотрим по таблице 3, у нас получается 2,5 мм.
Таблица 3. Допустимые токовые нагрузки для кабеля с медными жилами прокладываемого скрыто
| Сечение жил, мм | Медные жилы, провода и кабели | |
|---|---|---|
| Напряжение 220 В | Напряжение 380 В | |
| 1,5 | 19 | 16 |
| 2,5 | 27 | 25 |
| 4 | 38 | 30 |
| 6 | 46 | 40 |
| 10 | 70 | 50 |
| 16 | 85 | 75 |
| 25 | 115 | 90 |
| 35 | 135 | 115 |
| 50 | 175 | 145 |
| 70 | 215 | 180 |
| 95 | 260 | 220 |
| 120 | 300 | 260 |
Расчет сечения кабеля: зачем он необходим и как правильно выполнить
Самое уязвимое место в сфере обеспечения квартиры или дома электрической энергией – это электропроводка. Во многих домах продолжают использовать старую проводку, не рассчитанную на современные электроприборы. Нередко подрядчики и вовсе стремятся сэкономить на материалах и укладывают провода, не соответствующие проекту. В любом из этих случаев необходимо сначала сделать расчет сечения кабеля, иначе можно столкнуться с серьезными и даже трагичными последствиями.
Для чего необходим расчет кабеля
В вопросе выбора сечения проводов нельзя следовать принципу «на глаз». Протекая по проводам, ток нагревает их. Чем выше сила тока, тем сильнее происходит нагрев. Эту взаимосвязь легко доказать парой формул. Первая из них определяет активную силу тока:
где I – сила тока, U – напряжение, R – сопротивление.
Из формулы видно: чем больше сопротивление, тем больше будет выделяться тепла, т. е. тем сильнее проводник будет нагреваться. Сопротивление определяют по формуле:
где ρ – удельное сопротивление, L – длина проводника, S – площадь его поперечного сечения.
Чем меньше площадь поперечного сечения проводника, тем выше его сопротивление, а значит выше и активная мощность, которая говорит о более сильном нагреве. Исходя из этого, расчет сечения необходим для обеспечения безопасности и надежности проводки, а также грамотного распределения финансов.
Что будет, если неправильно рассчитать сечение
Без расчета сечения проводника можно столкнуться с одной из двух ситуаций:
- Слишком сильный перегрев проводки. Возникает при недостаточном диаметре проводника. Создает благоприятные условия для самовозгорания и коротких замыканий.
- Неоправданные затраты на проводку. Такое происходит в ситуациях, когда были выбраны проводники избыточного диаметра. Конечно, опасности здесь нет, но кабель большего сечения стоит дороже и не столь удобен в работе.
Что еще влияет на нагрев проводов
Из формулы (2) видно, что сопротивление проводника зависит не только от площади поперечного сечения. В связи с этим на его нагрев будут влиять:
- Материал. Пример – у алюминия удельное сопротивление больше, чем у меди, поэтому при одинаковом сечении проводов медь будет нагреваться меньше.
- Длина. Слишком длинный проводник приводит к большим потерям напряжения, что вызывает дополнительный нагрев. При превышении потерь уровня 5% приходится увеличивать сечение.
Пример расчета сечения кабеля на примере BBГнг 3×1,5 и ABБбШв 4×16
Трехжильный кабель BBГнг 3×1,5 изготавливается из меди и предназначен для передачи и распределения электричества в жилых домах или обычных квартирах. Токопроводящие жилы в нем изолированы ПВХ (В), из него же состоит оболочка. Еще BBГнг 3×1,5 не распространяет горение нг(А), поэтому полностью безопасен при эксплуатации.
Кабель ABБбШв 4×16 четырехжильный, включает токопроводящие жилы из алюминия. Предназначен для прокладки в земле. Защита с помощью оцинкованных стальных лент обеспечивает кабелю срок службы до 30 лет. В компании «Бонком» вы можете приобрести кабельные изделия оптом и в розницу по приемлемой цене. На большом складе всегда есть в наличии вся продукция, что позволяет комплектовать заказы любого ассортимента.
Порядок расчета сечения по мощности
В общем виде расчет сечения кабеля по мощности происходит в 2 этапа. Для этого потребуются следующие данные:
- Суммарная мощность всех приборов.
- Тип напряжения сети: 220 В – однофазная, 380 В – трехфазная.
- ПУЭ 7. Правила устройства электроустановок. Издание 7.
- Материал проводника: медь или алюминий.
- Тип проводки: открытая или закрытая.
Шаг 1. Потребляемую мощность электроприборов можно найти в их инструкции или же взять средние характеристики. Формула для расчета общей мощности:
где P1, P2 и т. д. – мощность подключаемых приборов, Кс – коэффициент спроса, который учитывает вероятность включения всех приборов одновременно, Кз – коэффициент запаса на случай добавления новых приборов в доме. Кс определяется так:
- для двух одновременно включенных приборов – 1;
- для 3-4 – 0,8;
- для 5-6 – 0,75;
- для большего количества – 0,7.
Кз в расчете кабеля по нагрузке имеет смысл принять как 1,15-1,2. Для примера можно взять общую мощность в 5 кВт.
Шаг 2. На втором этапе остается по суммарной мощности определить сечение проводника. Для этого используется таблица расчета сечения кабеля из ПУЭ. В ней дана информация и для медных, и для алюминиевых проводников. При мощности 5 кВт и закрытой однофазной электросети подойдет медный кабель сечением 4 мм 2 .
Правила расчета по длине
Расчет сечения кабеля по длине предполагает, что владелец заранее определил, какое количество метров проводника потребуется для электропроводки. Таким методом пользуются, как правило, в бытовых условиях. Для расчета потребуются такие данные:
- L – длина проводника, м. Для примера взято значение 40 м.
- ρ – удельное сопротивление материала (медь или алюминий), Ом/мм 2 ·м: 0,0175 для меди и 0,0281 для алюминия.
- I – номинальная сила тока, А.
Шаг 1. Определить номинальную силу тока по формуле:
где P – мощность в ваттах (суммарная всех приборов в доме, для примера взято значение 8 кВт), U – 220 В, Кс – коэффициент одновременного включения (0,75), cos φ – 1 для бытовых приборов. В примере получилось значение 36 А.
Шаг 2. Определить сечение проводника. Для этого нужно воспользоваться формулой (2):
Потеря напряжения по длине проводника должна быть не более 5%:
Потери напряжения dU = I · R, отсюда R = dU/I = 11/36 = 0,31 Ом. Тогда сечение проводника должно быть не меньше:
В случае с трехжильным кабелем площадь поперечного сечения одной жилы должна составить 0,75 мм 2 . Отсюда диаметр одной жилы должен быть не менее (√S/ π) · 2 = 0,98 мм. Кабель BBГнг 3×1,5 удовлетворяет этому условию.
Как рассчитать сечение по току
Расчет сечения кабеля по току осуществляется также на основании ПУЭ, в частности, с использованием таблиц 1.3.6. и 1.3.7. Зная суммарную мощность электроприборов, можно по формуле определить номинальную силу тока:
Для трехфазной сети используется другая формула:
где U будет равно уже 380 В.
Если к трехфазному кабелю подключают и однофазных, и трехфазных потребителей, то расчет ведется по наиболее нагруженной жиле. Для примера с общей мощностью приборов, равной 5 кВт, и однофазной закрытой сети получается:
BBГнг 3×1,5 – медный трехжильный кабель. По таблице 1.3.6. для силы тока 18 А ближайшее в значение – 19 А (при прокладке в воздухе). При номинальной силе тока 19 А сечение его токопроводящей жилы должно составлять не менее 1,5 мм 2 . У кабеля BBГнг 3×1,5 одна жила имеет сечение S = π · r 2 = 3,14 · (1,5/2) 2 = 1,8 мм 2 , что полностью соответствует указанному требованию.
Если рассматривать кабель ABБбШв 4×16, необходимо брать данные из таблицы 1.3.7. ПУЭ, где указаны значения для алюминиевых проводов. Согласно ей, для четырехжильных кабелей значение тока должно определяться с коэффициентом 0,92. В рассматриваемом примере к 18 А ближайшее значение по таблице 1.3.7. составляет 19 А.
С учетом коэффициента 0,92 оно составит 17,48 А, что меньше 18 А. Поэтому необходимо брать следующее значение – 27 А. В таком случае сечение токопроводящей жилы кабеля должно составлять 4 мм 2 . У кабеля ABБбШв 4×16 сечение одной жилы равно:
Согласно таблице 1.3.7. этот кабель рациональнее использовать при номинальном токе 60 А (при прокладке по воздуху) и до 90 А (при прокладке в земле).
Как определить сечение кабеля по диаметру жилы?
Многих мастеров интересует, как определить сечение жилы кабеля подручными средствами. В этой статье вы узнаете, какие существуют наиболее эффективные способы решения этой задачи.
Чтобы при работе электрооборудования обойтись без коротких замыканий и расплавленной изоляции проводов, при монтаже проводки необходимо грамотно подобрать материалы с учетом токовых нагрузок. Проблемы возникают, когда проводка не выдерживает напряжение. По этой причине каждый мастер должен владеть инструкцией, как узнать сечение кабеля по диаметру жилы: таблица, представленная на страницах нашего сайта, поможет избежать ошибок при планировании ремонтных работ. Если выбран проводник с недостаточным сечением, повышается вероятность замыкания и пожара.
Почему возникает повреждение изоляционного слоя?
К сожалению, даже правильный расчет сечения кабеля АВБбШв 4х120/АВБбШв 4х240 или других видов не всегда способен застраховать от ошибок. Бывают случаи, что человек приобретает на первый взгляд хороший провод, обладающий необходимыми характеристиками, производит монтаж, но уже через короткое время сталкивается с проблемами отключения автомата. Подобная ситуация может происходить по двум причинам:
- Возникновение повреждений на участке линии;
- Короткое замыкание.
При осмотре провода выясняется, что его изоляция расплавилась вследствие перегрева. Скорее всего, многие начнут раздумывать, в чем же заключается причина подобной ситуации. Если помнить, как определить сечение кабеля по диаметру жилы при помощи соответствующей таблицы и уметь правильно применять расчетные формулы, то ошибок в расчетах быть не должно.
Это абсолютно верное предположение, поскольку реальная причина поломки может заключаться в недобросовестности некоторых производителей кабельно-проводниковой продукции. В подобных случаях покупателю предлагается товар, реальные характеристики которого не соответствуют заявленным в технической документации. При уменьшенном сечении провода нужно меньше материалов на его изготовление. Если недобросовестный производитель указывает в документах одну цифру, а на деле размеры немного меньше, при больших объемах производства достигается существенное снижение затрат сырья.
Именно поэтому мастеру стоит знать, как определить сечение кабеля по диаметру при помощи подручных инструментов. Даже в случае приобретения недоброкачественного проводника вы сможете избежать проблем в работе сети.
Инструменты для проведения замеров
Чтобы выполнить замеры сечения, необходимо иметь следующие инструменты: штангенциркуль, канцелярский нож, которым снимают слой изоляции. Для ускорения расчетов воспользуйтесь калькулятором.
После снятия изоляционного слоя замерьте штангенциркулем диаметр провода. Далее необходимо воспользоваться формулой для вычисления площади круга:
S кр = π r 2,
где число π = 3,14, а r – радиус провода. Чтобы узнать радиус, диаметр делим пополам, получив формулу S кр = ( π d2 )/4, которую посредством сокращения можно упростить до стандартной Sкр=0,785d 2.
Замеры при помощи подручных средств
Далеко не каждый мастер располагает штангенциркулем. Когда такого устройства нет в вашем арсенале, можно обойтись подручными средствами, которые найдутся в любом доме. Если вы хотите узнать сечение провода с одной жилой, сделать это можно при помощи обычных карандаша и линейки. Для начала необходимо снять изоляцию на участке 30-40 см, а затем намотать кабель на карандаш или ручку. Проследите, чтобы витки располагались вплотную друг к другу, так как это важно для достоверности расчетов.
Для получения более точных результатов у вас должно быть от 10 и больше витков кабеля ВВГнг-LS 3х1.5/ВВГнг-LS 3х2.5, ВБбШв 4х70, или другого, использованного на конкретном объекте. Запишите их количество, а затем возьмите линейку и измерьте точную длину намотки. Разделите эту величину на количество витков, и вы узнаете диаметр жилы провода. Для определения сечения жилы по диаметру у нас есть уже знакомая стандартная формула Sкр=0,785d 2.
Таблица площади сечения проводов по диаметру жилы
Чтобы не тратить время на точные измерения, либо если у вас нет инструментов для этого, то можете воспользоваться таблицей самых распространенных размеров проводов.
| Диаметр проводника | Сечение проводника |
|---|---|
| 0,8 мм | 0,5 мм2 |
| 0,98 мм | 0,75 мм2 |
| 1,13 мм | 1 мм2 |
| 1,38 мм | 1,5 мм2 |
| 1,6 мм | 2,0 мм2 |
| 1,78 мм | 2,5 мм2 |
| 2,26 мм | 4,0 мм2 |
| 2,76 мм | 6,0 мм2 |
| 3,57 мм | 10,0 мм2 |
| 4,51 мм | 16,0 мм2 |
| 5,64 мм | 25,0 мм2 |
Измеряем сечение многопроволочного кабеля
Как узнать сечение кабеля по диаметру, если он состоит из нескольких жил (типа ВБбШв 4х240 или АСБл-10 3х240) или является многопроволочным? Произвести расчет совсем несложно, если следовать нашей инструкции. Для выполнения работы вам необходимо снять изоляцию с одного участка, рассоединить жилы и пересчитать их количество. После измерения диаметра одной жилы по привычной формуле, указанной выше, определяется сечение жилы. Чтобы выявить общее сечение провода, следует умножить полученную цифру на количество проволочек.
В то же время следует помнить, что между токопроводящими элементами имеются воздушные прослойки. По этой причине при выполнении расчетов используют коэффициент 0,91. Например, при проведении расчетов вы узнали, что общее сечение проводника равно трем квадратным миллиметрам. Умножьте эту сумму на коэффициент 0,91, чтобы получить точное значение.