Розрахунок перетину кабелю (проводу) за струмом і потужності (таблиця)

1. Навіщо це потрібно?
2. способи розрахунку
3. За допомогою формули
4. За допомогою таблиці
5. Вплив робочих параметрів на розрахунок
6. напруга
7. Сила струму
8. потужність
9. Вплив типу проводки на розрахунок

Розрахунок перетину кабелю по потужності і іншим робочим параметрам необхідний для забезпечення безпеки і надійності електричної мережі. При неправильному виборі це може привести до серйозних наслідків від виходу з ладу приладів або частини проводки до пожежі.

Навіщо це потрібно?

Життя сучасної людини вимагає все більшої кількості електричної техніки і обладнання для забезпечення комфорту. Кількість всіх цих приладів постійно зростає і, незважаючи на активну розробку економічних технологій, збільшує вимоги до електромереж, що прокладається в будинках. З кожним роком в будинку з'являється все більше техніки, яка володіє великою споживаною потужністю.

Збільшення кількості техніки закономірно веде до збільшення навантаження на проводку. Особливо це важливо при використанні таких потужних приладів, як пральні машини, водонагрівачі, електричні плити. Товщина або перетин кабелю, за допомогою якого здійснюється подача електроенергії на такий пристрій, повинна вибиратися спеціально під його характеристики.

Використання занадто тонкого кабелю загрожує такими наслідками, як:

• плавлення зовнішньої та первинної ізоляції проводів;
• загоряння проводки;
• коротке замикання;
• пожежа (як наслідок попередніх пунктів);
• вихід з ладу електроприладів.

У кращому випадку це може стати причиною додаткових витрат на ремонт і покупку нової техніки, а в гіршому - людських жертв. Саме тому гранично важливо використовувати для домашньої проводки і не тільки кабелі з відповідною площею перетину.

способи розрахунку

У даній статті ми не будемо розглядати питання створення схеми електричної мережі та поділу споживачів на групи. Досить зазначити, що в наші дні загальноприйнятим вважається схема, коли прилади з великою споживаною потужністю виносяться на окрему лінію один від одного, а також груп розеток і освітлювачів. Тому для них, як правила, використовуються більш товсті дроти.

А для того щоб вибрати розрахувати перетин дроту для квартири звертаються до декількох способів:

• за таблицею відповідності навантаження до товщини жили;
• по довжині (за допомогою формули);
• по споживаної потужності;
• по іншим робочим показниками (напрузі або струму).

За допомогою формули

Перетином кабелю називають площу поперечного зрізу струмопровідної жили. Якщо для подачі фази використовується багатожильний кабель, то за перетин приймається сума цих площ.

Щоб знайти розрахункову величину перетину кабелю можна висловити її з формули опору проводу, згідно з якою:

R = (p * l) / S

Тут p означає питомий опір, l - довжину проводу, а S - його площа в поперечнику. Згадуємо, що площа кола дорівнює квадрату його діаметра, помноженому на 0,758 (S = 0,758d2). При відомому значенні товщини дроту (тобто діаметра поперечного кола), наводимо формулу до наступного вигляду:

R = (p * l) / (0,758 * d ^ 2)
d - діаметр жили

Значення p залежить від металу, з якого зроблений провід, його величину можна дізнатися в довідниках.

За допомогою цієї формули ми можемо дізнатися, на яке граничне опір розрахований провід тієї чи іншої товщини, тобто визначити безпечну навантаження, і використовувати цю інформацію для проектування домашньої електромережі. Варто визнати, що цей спосіб розрахунку перетину відносно складний і громіздкий, особливо якщо в квартирі буде розлучатися багато ліній живлення з різною споживаної потужністю. Ми наводимо його тут для більш повного розуміння того, як відбувається розрахунок. Тим більше, робочі характеристики всіх типів проводів давно відомі, а значить можна не мучитися (і уникнути можливих помилок), а скористатися вже відомими даними, зведеними в зручну таблицю.

За допомогою таблиці

Таблиця навантажень і кабелів, відповідних її величині, є набагато більш зручним способом знайти розрахункову площу перерізу. Найголовнішим показником в цій таблиці є опір матеріалу проводів. Електричні кабелі найчастіше виготовляються з міді і алюмінію. Другі мають більш низькими робочими характеристиками і з цієї причини останнім часом все частіше відкидаються професіоналами як менш безпечні і надійні. Незважаючи на це, алюмінієві дроти і раніше дуже часто використовуються в домашніх електромережах. Тому таблиця ШЕУ (правил електротехнічних установок) для вибору перетину містить колонки зі значеннями для обох металів.

У наведеній таблиці розрахункова площа перерізу знаходиться за струмом і потужності, оскільки ці два параметри взаємопов'язані і обчислюються за загальною формулою. Очевидно, що вона набагато зручніше способу, описаного раніше - немає необхідності проводити складні обчислення, виходячи з діаметра жил. Тут досить знати загальне навантаження, яке буде подаватися на дроти, і відразу побачити, якою має бути їхня товщина. Пам'ятайте, що в цілях безпеки і забезпечення надійності слід завжди округляти величину поперечного перерізу в більшу сторону.

Вплив робочих параметрів на розрахунок

Щоб визначити, якої товщини повинен бути кабель для прокладання функціональної і безпечної проводки, можна орієнтуватися на основні робочі показники електричної мережі (напруга, сила струму, споживана потужність). Однак кожен з цих способів має невеликі особливості, які необхідно враховувати. Розглянемо їх окремо.

напруга

При розрахунку перетину кабелю по напрузі ключове значення має тип мережі за кількістю фаз. Як ми знаємо, стандартна побутова мережа має 1 силову фазу з напругою 220 вольт, а у виробничій діяльності і на високонавантажених об'єктах застосовується трифазна мережа - з напругою 380 вольт. Відрізняється і будова силового кабелю:

• в однофазному - 3 жили: фаза, нуль, заземлення;
• в трифазному - 5 жив: 3 фази, нуль, заземлення.

Це накладає певні особливості на монтаж електромережі, пов'язані з розведенням харчування на автомати і виділені лінії. Наприклад, від силового щитка приватного будинку йде одна гілка для освітлення і подачі електроенергії в гараж, споживана потужність якого становить 18 кіловат. І саме тут виникає відмінність:

• В однофазної мережі кабель буде приймати на себе все навантаження гілки, рівну 18 кВт. Тобто при використанні мідного дроту його перетин має дорівнювати 16 або 25 мм 2 (для прихованої і відритої проводки).
• У трифазної мережі кабель буде складатися з трьох живлять жив, кожна з яких буде перебувати під навантаженням в 6,6 кВт. Тобто площа перетину кожної з них може становити 1 мм 2, а сумарна - 3мм2.

Наприклад, ми прокладаємо електричну мережу в квартирі, підключеної до однофазної мережі з напругою 220В. Для харчування електроплити з номінальною потужністю в 5 кВт від розподільного щитка буде проведена окрема гілка з автоматикою. Згідно таблиці для цього потрібно використовувати мідний кабель з площею перетину в 2,5 мм 2. Алюмінієві дроти для живлення таких пристроїв краще не використовувати зовсім - їх властивості можуть змінити в гіршу сторону під впливом сильного навантаження.

Сила струму

Щоб дізнатися, які дроти підійдуть для використання на певній ділянці ланцюга, можна провести розрахунки по силі струму. Деякі електрики в даній ситуації виробляють приблизний розрахунок, вважаючи, що на один квадратний міліметр перетину має припадати 10А струму, однак такий спосіб не дуже точний, оскільки підходить тільки для однофазних мереж і кабелів з площею перетину до 6 мм2. Тому ми розглянемо, як правильно і точно вибрати кабель виходячи з величини номінального струму.

Найчастіше на корпусі електроприладів або в технічній документації вказується їх номінальна потужність, за допомогою якої ми можемо обчислити потужність і, отже, навантаження. Склавши струмові навантаження всіх електроприладів, отримаємо сумарну потужність. Виходячи з цієї величини, треба буде вибирати провід. Наприклад, в ділянку мережі включені дві лами потужністю по 100 Вт і чотири - по 40Вт, а також 1200Вт мікрохвильовка і 2200Вт електричний чайник. Сумарна потужність навантаження в такому колі складе 3760Вт або 3,76 кВт. Для розрахунку перетину кабелю знадобиться стандартна формула знаходження сили струму.

I = P / U

P - опір (загальна потужність); U - напруга мережі; I - сила струму

I = 3760Вт / 220В = 17,09 А

Струмовий навантаження на нашій ділянці мережі становить 17,09А. У виборі відповідного кабелю нам допоможе таблиця навантажень, що використовувалась в способах вище. Звертаємося до неї і бачимо, що в однофазної мережі з напругою в 220В можна використовувати мідний кабель з перетином 1,5 мм 2 або алюмінієвий з перетином 2,5 мм 2. Для мережі з напругою 380В ці показники аналогічні - суттєва різниця в необхідної товщині кабелів між трьох- і двофазним мережами стає помітною лише при навантаженні вище 25А.

Не забувайте, що вибір провідників по довго допустимому току необхідно проводити з округленням у більшу сторону. Якщо, наприклад, сумарне навантаження становить 22,5 А, слід брати кабель з перерізом не нижче за це значення. Згідно таблиці це буде 2,5 мм 2 для мідних проводів і 4 мм 2 - для алюмінієвих. Таке співвідношення закономірно для двох цих матеріалів, так як мідь володіє більш високою пропускною здатністю.

потужність

Розрахунок перетину кабелю по потужності також проводиться за допомогою загальної таблиці навантажень. Але під час монтажу мереж на великих об'єктах вона не гарантує точність обчислень, оскільки при великій довжині кабелів грає роль падіння напруги. Тобто при значному віддаленні споживача від джерела живлення, фактичне напруга буде нижче номінальної. Як ми пам'ятаємо, сила струму є результатом поділу опору на напругу (I = P / U). Відповідно, при зменшенні величини напруги, сила струму буде зростати. Разом з нею буде збільшуватися і необхідна площа перетину кабелю (для більшого навантаження потрібен кабель більшої товщини). Для наочності нижче представлена ​​таблиця розрахунку перетину кабелю по потужності і довжині з поправкою на падіння напруги.

При монтажі електричної мережі в квартирі або приватному будинку цими відхиленнями можна знехтувати - вони не зроблять істотного впливу на роботу проводки, оскільки будуть погашені за рахунок округлення в більшу сторону.

Вплив типу проводки на розрахунок

Як відомо, для прокладання кабелів проводки можуть використовуватися два способи:

• відкритий - по поверхні стін і стель в спеціальних кабель-каналах;
• закритий - всередині каркасних конструкцій, оштукатурених стін т.д.

Тип проводки впливає на вибір кабелю певної товщини з наступних причин - дроти, прокладені відкритим способом, знаходяться в кращих теплообмінних умовах (повітря служить додатковим охолодженням). Таким чином, для провідника однієї і тієї ж товщини допустимий максимальний струм буде вище в умовах відкритої прокладки, ніж при закритій. У наведеній нами зведеної таблиці співвідношення навантажень і товщини кабелів вказані дані для закритого способу прокладки. Використовуючи кабелю, підібраний відповідно до зазначеної там інформації (незалежно від типу проводки), у вас завжди буде певний запас міцності. Проте, нижче прикріплена більш докладна таблиця для розрахунку перетину кабелів для закритої і відкритої проводки.