Расчет мощности от сечения кабеля: Калькулятор сечения кабеля (провода) по длине, мощности и току / Калькулятор / Элек.ру

Калькулятор сечения — расчет кабеля по мощности и току онлайн

С помощью этого калькулятора можно рассчитать требуемое сечение провода или кабеля по току или заданной мощности:

Данный расчет можно применять, не учитывая индуктивность сопротивления кабельной линии на потерю напряжения, (допустимая потеря напряжения в данном калькуляторе взята из расчёта 5%, что является нормой по ГОСТ 13109-97) если выполняются нижеописанные условия:

  • Коэффициент мощности косинус фи (cos φ) = 1 (для линии сети переменного тока)
  • Линии сети постоянного тока
  • Сети (переменного тока с частотой 50 Гц), выполненные проводниками, если их сечения не превосходят указанных в следующей таблице:

Максимальные значения сечений кабельно-проводниковой продукции, для которой допустимо делать расчет на потерю напряжения

Коэффициент мощности0.950.900.850.800.750.70
Материал жилыCuAlCuAlCuAlCuAlCuAlCuAl
Кабели до 1 кВ70.0120.050.095.035.070.035.050.025.050.025.035.0
Кабели 6-10 кВ50.095.035.050.025.050.025.035.016.025.016.025.0
Провода в трубах50.095.035.050.035.050.025.035. 016.025.016.025.0

Этот расчет основан на методике описанной в пособии Козлова В.Н. и Карпова Ф.Ф. на странице 134. Его найти можно в интернете.

Внимание! Полученные значения нельзя считать в качестве окончательного варианта, в каждом конкретном случае необходим расчет квалифицированного специалиста, с замером сечений жил применяемой кабельно-проводниковой продукции.

Зачем вообще делать расчет сечения кабеля?

Каждый электрик, пусть даже и не очень опытный, должен знать методику расчета сечения кабеля. Без правильно рассчитанного кабеля, ожидать хорошей безопасности эксплуатации электричества не стоит. В чем же заключается такая важность этого расчета?

В первую очередь, это необходимо для безопасности помещения. Кабели и провода являются основным средством для передачи. А также распределения тока. Без кабелей электроэнергии просто не существует, поскольку ученые еще не придумали беспроводной передачи электричества. А с такими случаями, когда необходимо подключить дома электрическую кухонную плиту, поменять розетку или же повесить новый светильник, время от времени сталкивается практически каждый.

Одним словом, подбирать правильно сечение необходимо для того, чтобы обеспечить постоянный приток электроэнергии и избежать разных неприятных ситуаций, которые касаются повреждения электрической проводки.

В случае, если сечения кабеля недостаточно для нормальной функциональности электрических приборов с большой мощностью, то кабель будет перегреваться. А это уже приводит к разрушению его изоляции. Как следствие — уровень надежности и длительности эксплуатации электропроводки в здании резко снижается. Более того, несоответствующая нагрузка на проводку может привести к тому, что она может просто сгореть.

А пожаробезопасность и электробезопасность жилья не стоит «игр» с электричеством. Очень часты случаи, когда в целях экономии жильцы используют сечение кабелей меньшее, чем необходимо. Отсюда и возникает короткое замыкание.

Если не уделить достаточно внимания и времени на выбор расчета сечения кабеля, или сделать это халатно и непрофессионально во время электромонтажных работ, то в результате можно ожидать перегрев или потерю мощности. А также нецелесообразных денежных затрат на замену или ремонт электропроводки.

Итак, насколько правильно будет подобрано сечение кабелей и прокладываемых проводов, настолько качественной будет и дальнейшая работоспособность потребителей. Так что любой электромонтаж в квартире, доме или на производстве можно начинать только когда уже рассчитано сечение всех кабелей и проводов. В зависимости от потребностей жителей (другими словами — в зависимости от мощности используемых приборов).

Исходя из важности правильно подобранного сечения кабелей авббшв (ож), площадь этого сечения является, пожалуй, самым главным критерием, которым руководствуются профессионалы при выборе необходимых материалов для электромонтажных работ. Используемые провода — это основные элементы электрической проводки в доме или любом другом помещении. И именно поэтому так важно правильно подбирать их сечение.

Нужно помнить, что электричество не прощает ошибок и не дает второго шанса. Поэтому относиться к работе по электромонтажу халатно, не уделяя достаточно внимания качеству прокладываемых проводников — это просто недопустимо. Электробезопасность и надежность помещения — вот к чему стремится каждый профессиональный электрик, который делает электромонтажные работы на даче, доме, квартире или производстве.

Расчет сечения кабеля по мощности — ISEE GROUP

Расчет сечения кабеля по мощности


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.















Медные жилы провода, кабеля

Сечение жилы провода

(
Сечение токопроводящих жил. мм)

Напряжение 220 В

Напряжение 380 В



ток





мощность





ток





мощность



1,5 мм

19 А

4,1 кВт

16 А

10,5 кВт

2,5 мм

27 А

5,9 кВт

25 А

16,5 кВт

4 мм

38 А

8,3 кВт

30 А

19,8 кВт

6 мм

46 А

10,1 кВт

40 А

26,4 кВт

10 мм

70 А

15,4 кВт

50 А

33,0 кВт

16 мм

85 А

18,7 кВт

75 А

49,5 кВт

25 мм

115 А

25,3 кВт

90 А

59,4 кВт

35 мм

135 А

29,7 кВт

115 А

75,9 кВт

50 мм

175 А

38,5 кВт

145 А

95,7 кВт

70 мм

215 А

47,3 кВт

180 А

118,8 кВт

95 мм

260 А

57,2 кВт

220 А

145,2 кВт

120 мм

300 А

66,0 кВт

260 А

171,6 кВт














Алюминиевые жилы провода, кабеля

Сечение жилы провода 

(Сечение токопроводящих жил. мм)

Напряжение 220 В

Напряжение 380 В

ток



мощность





ток





мощность



2,5 мм

20 А

4,4 кВт

19 А

12,5 кВт

4 мм

28 А

6,1 кВт

23 А

15,1 кВт

6 мм

36 А

7,9 кВт

30 А

19,8 кВт

10 мм

50 А

11 кВт

39 А

25,7 кВт

16 мм

60 А

13,2 кВт

55 А

36,3 кВт

25 мм

85 А

18,7 кВт

70 А

46,2 кВт

35 мм

100 А

22,0 кВт

85 А

56,1 кВт

50 мм

135 А

29,7 кВт

110 А

72,6 кВт

70 мм

165 А

36,3 кВт

140 А

92,4 кВт

95 мм

200 А

44,0 кВт

170 А

112,2 кВт

120 мм

230 А

50,6 кВт

200 А

132,0 кВт

Какой провод будет лучше, медный или алюминиевый?

  • медь более гибкая, прочная и менее ломкая, чем алюминий;
  • поверхность меди менее подвержена окислению и дольше сохраняет качество контактов при коммутации в распределительных коробоках;
  •  проводимость меди примерно в 1,7 раза выше, чем у алюминия, что означает большую нагрузку при меньшем сечении.

Расчет кабеля по мощности: калькулятор онлайн

Неправильно выполненные электромонтажные работы при строительстве или ремонте дома часто сопровождаются авариями, пожаром или получением электрических травм. Поэтому сразу на стадии их планирования необходимо использовать проводку, отвечающую требованиям безопасности.

В статье показываю, как выполнить расчет сечения кабеля по мощности: калькулятор и таблицы прилагаются. Информацию для новичков дополняю картинками и схемами, поясняющими основные электрические процессы.

Опытный электрик может не читать пояснения, а сразу через раздел содержания открыть онлайн калькулятор и сделать в нем нужные вычисления.

Содержание статьи

Чем опасна неправильно смонтированная электропроводка: как проявляются скрытые риски

С начала дачного сезона привел ко мне новый сосед своего знакомого Андрея. У того просьба: помочь решить вопрос с пониженным напряжением на его участке. Особенно его беспокоит низкий уровень в гараже, где он разместил свою мастерскую с электрическими станками.

Поехали смотреть и проверять. Напряжение подается на вводной щит частного дома. Мой карманный мультиметр показал 203 вольта, что в принципе приемлемо для сельской местности.

А вот дальше начались чудеса. На его большой территории размещено несколько хозяйственных построек. Они подключены последовательной цепочкой: одно к другому. Гараж находится в самом конце.

Общая длина магистрали превышает сотню метров. Подключение выполнено тем, что было под рукой: медный провод 1,5 мм кв, а отдельные участки между строениями запитаны даже скрутками из алюминия 2,5 квадрата.

Этот участок обладает повышенным сопротивлением. Оно создает падение напряжения на входе в гараж до 185 вольт. А этого уже недостаточно для нормальной работы электродвигателей различных станков.

У Андрея на участке от дома до мастерской потери составили 18 вольт. Он собирался приобрести стабилизатор напряжения для гаража, а я ему объяснил, что так делать нельзя по следующим причинам:

  1. стабилизатор поднимет уровень напряжения на своем выходе и мощность потребления станками еще больше возрастет;
  2. от этого дополнительно увеличится нагрузка на проводку.

В этой ситуации возникнет дополнительная просадка напряжения на входе в стабилизатор, что повлечет:

  • его отключение от защит;
  • или возникновение аварийной ситуации в проводке из-за ее перегруза и перегрева.

Ненужные потери напряжения можно устранить только правильным подбором сечения кабеля питания с учетом транслируемой мощности и его надежным монтажом.

Принципы выбора кабеля по току: какие процессы учитываются

Провода и кабели для домашней проводки выпускаются большим ассортиментом с разным сечением жил из меди или алюминия. Их поперечное сечение вычисляется по формуле площади круга через диаметр, который легко определить измерительными инструментами, например, микрометром.

Поскольку они предназначены для работы в разных условиях эксплуатации, то обладают различной конструкцией, каждая из которых имеет свое название, например, NYM, ПУНП, ПУНГП, ВВГ, ВВГнг, ПВС и другие обозначения.

Внутренняя конструкция любого из них состоит из металлических жил и изоляции. В качестве примера показываю картинкой кабель ВВГнг.

Любая жила обладает электрическим сопротивлением. При прохождении тока по ней выделяется тепло, описываемое законом Джоуля-Ленца. Оно зависит от величины нагрузки, времени ее протекания и сопротивления проводника.

При этом происходит нагрев:

  1. металла жилы;
  2. слоя изоляции;
  3. окружающей кабель среды.

С третьим вопросом предлагаю разобраться поподробнее.

Как влияют условия эксплуатации на работу проводки: особенности открытой и закрытой прокладки

Обратите внимание на то, что окружающая кабель среда может отводить тепло, снижая нагрев, либо повышать его температуру за счет локализации места прокладки расположенными в непосредственной близости теплоизолирующими материалами.

Поэтому расположенная на открытом воздухе проводка, благодаря естественной вентиляции (перемещения тепла вверх, а охлажденных масс вниз), охлаждается лучше, чем спрятанная в трубах или внутри строительных конструкций.

Изоляционные материалы хорошо работают при нагреве до допустимой температуры, а после достижения ею критических значений усыхают, теряя свои диэлектрические свойства. Тогда через них создаются токи утечек, приводящие к авариям или пожарам.

Поэтому для каждого типа провода уже выбраны температуры допустимого нагрева с учетом прохождения по ним длительных нагрузок. Поскольку сопротивление по закону Ома уже влияет на величину тока, то по нему и проводится весь расчет.

При пользовании этой методикой необходимо суммировать все нагрузки, которые могут проходить по жиле. Например, розетки, подключенные шлейфом, могут питать одновременно несколько бытовых приборов. Этот момент следует учитывать при выборе сечения питающего их кабеля.

Чтобы не усложнять этот процесс формулами на практике используются уже готовые таблицы. Привожу выдержку из них, необходимую для домашнего мастера.

Способ выбора сечения кабеля по току является базовым. Он:

  • основан на многочисленных научных экспериментах;
  • заложен в ПУЭ для обеспечения надежной и безопасной работы электрооборудования;
  • позволяет оптимально выбрать сечение проводки по цене.

Для обеспечения повышенной безопасности при эксплуатации допустимо создавать запас по площади, используя кабель с более толстыми жилами. А монтировать его с уменьшенным сечением опасно.

Как рассчитать кабель по мощности нагрузки простыми словами

У большинства современных бытовых приборов в сопроводительной документации указывается информация не о токе нагрузки, а о величине мощности потребления. Эти параметры электрической сети взаимосвязаны.

Их легко пересчитать по известным формулам, содержащихся в шпаргалке электрика.

Однако есть более простой и доступный путь: уже готовая табличная форма. Она избавляет человека от математических вычислений.

Здесь действует то же правило сложения мощностей всех подключенных приборов, как и ранее для тока нагрузки.

Разберем пример. В розеточную группу из трех последовательно подключенных розеток может быть одновременно вставлено три потребителя с нагрузкой 2, 1,5 и 1,0 кВт. Складываем их и получаем 4,5 киловатта.

Смотрим таблицу. Для проводки 220 вольт, проложенной открытым способом, достаточно использовать медь сечением полтора квадрата или алюминий — 2,5. При выборе закрытого способа монтажа потребуется увеличить медный провод до 2,5 мм кв, а алюминиевый — до 4,0.

К слову: на любые розеточные группы общепринято выполнять монтаж проводов с сечением от 2,5 миллиметров квадратных. Здесь действуют дополнительные требования к их механической прочности, требующей запаса по толщине.

Особенно актуально это
требование к алюминиевой проводке, обладающей пониженной механической прочностью. В этом не раз убедились многочисленные владельцы квартир в старых многоэтажных зданиях.

Создание небольшого запаса сечения кабеля в будущем может избавить владельца от непредвиденных проблем при приобретении и подключении нового, более мощного электрооборудования.

Выбор сечения кабеля по мощности и току: таблица справочных данных

Этот способ вобрал в себя две вышеприведенные методики расчета. Они просто сведены в общую таблицу.

Ей удобно пользоваться, имея любую информацию: по току нагрузки или потребляемой мощности, что позволяет не заниматься переводом одной величины в другую.

Однако во всех этих таблицах скрыт один параметр, а именно: очень длинная электрическая цепь. Она косвенно влияет на результаты расчета. Но об этом читайте в следующем подразделе.

Почему необходимо учитывать длину протяженной электрической магистрали в частном доме

Во всех приведенных таблицах учитывается итоговое действие электрического тока на нагрев металлической жилы. Его величина практически не меняется внутри пределов квартиры, где от вводного щитка до конечного потребителя расстояние редко превышает 15 метров.

Однако мы знаем, что электрическое сопротивление провода влияет на ток, а оно с увеличением расстояния всегда возрастает прямо пропорционально отношению удельного сопротивления к площади поперечного сечения.

На длинных участках дополнительно возникают потери напряжения, а все это необходимо учитывать в точных расчетах, что и применяется на практике в онлайн калькуляторе, приведенном в следующем разделе.

В качестве пояснения приведу пример такого влияния, применённого при монтаже точных измерительных цепей напряжения ТН на своей подстанции 330 кВ, где потери должны быть минимальными. С ними борются всеми доступными способами.

Эти ТН расположены на ОРУ-330 кВ. Они удалены от релейных панелей на дистанцию порядка 300-400 метров.

Сборка вторичных цепей выполнена в шкафу. Они к нему подаются от выводной коробки, расположенной внизу основания фарфорового изолятора коротким контрольным кабелем с жилами 1,5 мм кв.

Его длину можете оценить визуально по фотографии. Она не превышает несколько метров. Выходные кабели цепей напряжения, проложенные к панелям релейного зала, имеют повышенное сечение жил и превышают 16 мм квадратных.

Это хорошо видно на обратной стороне ввода релейной панели.

Сделано это для того, чтобы минимизировать потери напряжения на такой большой дистанции. Они не должны вносить погрешность большую 0,5%.

По самим же панелям разводка опять выполняется жилами 1,5 квадрата. Короткие расстояния от ТН к его шкафу и в релейном зале не оказывают существенного влияния на потери.

Приведенным примером я постарался показать, как длина протяженной магистрали может повлиять на выбор и расчет кабеля. Все это учтено в онлайн калькуляторе.

Калькулятор расчета сечения кабеля по мощности с учетом условий эксплуатации

Онлайн методика позволяет оптимально вычислить сечение, которое будет:

  • надежно работать при длительной полной нагрузке без каких-либо повреждений;
  • полностью выдержит возникающие в цепи короткие замыкания;
  • исключит потери напряжения в магистрали ниже допустимого уровня;
  • обеспечит работу защитных устройств при недостаточном качестве заземления.

Вычисления необходимо делать индивидуально для каждого кабельного участка. Они позволяют:

  1. определиться с условиями монтажа и видами нагрузок, которые будут протекать по его жилам;
  2. учесть минимальные размеры способом расчета по току;
  3. обеспечить надежную работу при возникновении температурных перегрузок от коротких замыканий;
  4. выявить допустимые габариты для снижения потерь напряжения;
  5. выбрать сечение, основываясь на импендансе петли из-за недостаточного заземления.

Для проведения расчета потребуется подготовить:

  • информацию о характере нагрузки;
  • условия работы в однофазной или трехфазной схеме питания;
  • тип тока: постоянный или переменный;
  • величину нагрузки в киловаттах;
  • полный и пусковой коэффициенты мощности;
  • протяженность рабочей магистрали;
  • способ прокладки и конструкцию кабеля, учитывающую температурные нагрузки.

А дальше вводим эти исходные данные в таблицу и жмем кнопку «Расчет». Для перехода к следующим вычислениям надо просто нажать кнопку «Сброс» и повторить выше перечисленные операции.

Еще раз обращаю внимание на то, что за основу любого расчета пропускной способности кабеля взят наибольший ток, который способен выдерживать кабель длительно с сохранением диэлектрических свойств изоляции без ее повреждений. По его величине определяется поперечное сечение.

Рекомендую по вопросу выбора проводки дополнительно посмотреть видеоролик владельца «Электроснабжение в Москве»

Видеоматериал автора «Elektrik-sam.info» объясняет подробные алгоритмы вычисления сечения кабеля (провода).

Много полезной информации можно увидеть в комментариях под этими роликами.

Вот в принципе и все, что я хотел объяснить про расчет сечения кабеля по мощности, калькулятор к которому значительно облегчает математические действия. Если вы желаете обсудить это материал, то воспользуйтесь разделом комментариев.

Калькулятор расчета сечения кабеля по мощности и току

Онлайн калькулятор считает сечение провода по току и мощности, так же по длине. Считает как алюминиевую проводку, так и силовые медные проводники. Делает подбор сечения (диаметра жилы) в зависимости от нагрузки. Не считает для 12в. Чтобы рассчитать, заполните все поля и сделайте выбор нужных параметров во всех выпадающих списках. Важно! Обращаем ваше внимание — расчеты данной программы по подбору кабелей, не являются прямым руководством к применению электрических проводников, с рассчитанной тут величиной площади сечения. Они являются лишь предварительным ориентиром к выбору сечения. Окончательный точный расчет по подбору сечения должен делать квалифицированный специалист, который сделает правильный выбор в каждом конкретном случае. Помните, при правильных расчетах вы получите результат для минимального сечения силовых кабелей. Превышать этот результат для расчетной электрической проводки, допускается.

ПУЭ таблица расчета сечения кабеля по мощности и току

Позволяет выбрать сечение по максимальному току и максимальной нагрузке.

для медных проводов:

для алюминиевых проводов:

Формула расчета сечения кабеля по мощности

Позволяет подобрать сечение по потребляемой мощности и напряжению.

Для однофазных электрических сетей (220 В):

I = (P × K и ) / (U × cos(φ) )

где:

  • cos(φ) — для бытовых приборов, равняется 1
  • U — фазовое напряжение, может колебаться в пределах от 210 V до 240 V
  • I — сила тока
  • P — суммарная мощность всех электрических приборов
  • K и — коэффициент одновременности, для расчетов принимается значение 0,75

Для 380 в трехфазных сетях:

I = P / (√3 × U × cos(φ))

Где:

  • Cos φ — угол сдвига фаз
  • P — сумма мощности всех электроприборов
  • I — сила тока, по которой выбирается площадь сечения провода
  • U — фазное напряжение, 220V

Расчет автомата по мощности и току

В таблице ниже указаны токи автомата по способу подключения в зависимости от напряжения.

Расчет сечения кабеля. По мощности, току, длине

Как рассчитать кабель по току, напряжению и длине. Кабели, как известно, бывают разного сечения, материала и с разным количеством жил. Какой из них надо выбрать, чтобы не переплачивать, и одновременно обеспечить безопасную стабильную работу всех электроприборов в доме. Для этого необходимо произвести расчет кабеля. Расчет сечения проводят, зная мощность приборов, питающихся от сети, и ток, который будет проходить по кабелю. Необходимо также знать несколько других параметров проводки.

Основные правила

При прокладке электросетей в жилых домах, гаражах, квартирах чаще всего используют кабель с резиновой или ПВХ изоляцией, рассчитанный на напряжение не более 1 кВ. Существуют марки, которые можно применять на открытом воздухе, в помещениях, в стенах (штробах) и трубах. Обычно это кабель ВВГ или АВВГ с разной площадью сечения и количеством жил.
Применяют также провода ПВС и шнуры ШВВП для подсоединения электрических приборов.

После расчета выбирается максимально допустимое значение сечения из ряда марок кабеля.

Основные рекомендации по выбору сечения находятся в Правилах устройства электроустановок (ПУЭ). Выпущено 6-е и 7-е издания, в которых подробно описывается, как прокладывать кабели и провода, устанавливать защиту, распределяющие устройства и другие важные моменты.

За нарушение правил предусмотрены административные штрафы. Но самое главное состоит в том, что нарушение правил может привести к выходу из строя электроприборов, возгоранию проводки и серьезным пожарам. Ущерб от пожара измеряется порой не денежной суммой, а человеческими жертвами.

Важность правильного выбора сечения

Почему расчет сечения кабеля так важен? Чтобы ответить, надо вспомнить школьные уроки физики.

Ток протекает по проводам и нагревает их. Чем сильнее мощность, тем больше нагрев. Активная мощность тока вычисляют по формуле:
P=U*I* cos φ=I²*R

R – активное сопротивление.

Как видно, мощность зависит от силы тока и сопротивления. Чем больше сопротивление, тем больше выделяется тепла, то есть тем сильнее провода нагреваются. Аналогично для тока. Чем он больше, тем больше греется проводник.

Сопротивление в свою очередь зависит от материала проводника, его длины и площади поперечного сечения.

R=ρ*l/S

ρ – удельное сопротивление;

l – длина проводника;

S– площадь поперечного сечения.

Видно, что чем меньше площадь, тем больше сопротивление. А чем больше сопротивление, тем проводник сильнее нагревается.

Площадь рассчитывается по формуле:
S=π*d²/4

d – диаметр.

Не стоит также забывать удельное сопротивление. Оно зависит от материала, из которого сделаны провода. Удельное сопротивление алюминия больше, чем меди. Значит, при одинаковой площади сильнее нагреваться будет алюминий. Сразу становится понятно, почему алюминиевые провода рекомендуют брать большего сечения, чем медные.

Чтобы каждый раз не вдаваться в длинный расчет сечения кабеля, были разработаны нормы выбора сечения проводов в таблицах.

Расчет сечения провода по мощности и току

Расчет сечения провода зависит от суммарной мощности, потребляемой электрическими приборами в квартире. Ее можно рассчитать индивидуально, или воспользоваться средними характеристиками.

Для точности расчетов составляют структурную схему, на которой изображены приборы. Узнать мощность каждого можно из инструкции или прочитать на этикетке. Наибольшая мощность у электрических печек, бойлеров, кондиционеров. Суммарная цифра должна получиться в диапазоне приблизительно 5-15 кВт.

Зная мощность, по формуле определяют номинальную силу тока:
I=(P*K)/(U*cos φ)

P – мощность в ваттах

U=220 Вольт

K=0,75 – коэффициент одновременного включения;

cos φ=1 для бытовых электроприборов;

Если сеть трехфазная, то применяют другую формулу:
I=P/(U*√3*cos φ)

U=380 Вольт

Рассчитав ток, надо воспользоваться таблицами, которые представлены в ПУЭ, и определить сечение провода. В таблицах указан допустимый длительный ток для медных и алюминиевых проводов с изоляцией различного типа. Округление всегда производят в большую сторону, чтобы был запас.

Можно также обратиться к таблицам, в которых сечение рекомендуют определять только по мощности.

Разработаны специальные калькуляторы, по которым определяют сечение, зная потребляемую мощность, фазность сети и протяженность кабельной линии. Следует обращать внимание на условия прокладки (в трубе или на открытом воздухе).

Влияние длины проводки на выбор кабеля

Если кабель очень длинный, то возникают дополнительные ограничения по выбору сечения, так как на протяженном участке происходят потери напряжения, которые в свою очередь приводят к дополнительному нагреву. Для расчета потерь напряжения используют понятие «момент нагрузки». Его определяют как произведение мощности в киловаттах на длину в метрах. Далее смотрят значение потерь в таблицах. Например, если потребляемая мощность составляет 2 кВт, а длина кабеля 40 м, то момент равняется 80 кВт*м. Для медного кабеля сечением 2,5 мм². это означает, что потери напряжения составляют 2-3%.

Если потери будут превышать 5%, то необходимо брать сечение с запасом, больше рекомендованного к использованию при заданном токе.

Расчетные таблицы предусмотрены отдельно для однофазной и трехфазной сети. Для трехфазной момент нагрузки увеличивается, так как мощность нагрузки распределяется по трем фазам. Следовательно, потери уменьшаются, и влияние длины уменьшается.

Потери напряжения важны для низковольтных приборов, в частности, газоразрядных ламп. Если напряжение питания составляет 12 В, то при потерях 3% для сети 220 В падение будет мало заметно, а для низковольтной лампы оно уменьшится почти вдвое. Поэтому важно размещать пускорегулирующие устройства максимально близко к таким лампам.

Расчет потерь напряжения выполняется следующим образом:
∆U = (P∙r0+Q∙x0)∙L/ Uн

P — активная мощность, Вт.

Q — реактивная мощность, Вт.

r0 — активное сопротивление линии, Ом/м.

x0 — реактивное сопротивление линии, Ом/м.

Uн – номинальное напряжение, В. (оно указывается в характеристиках электроприборов).

L — длинна линии, м.

Ну а если попроще для бытовых условий:
ΔU=I*R

R – сопротивление кабеля, рассчитывается по известной формуле R=ρ*l/S;

I – сила тока, находят из закона Ома;

Допустим, у нас получилось, что I=4000 Вт/220 В=18,2 А.

Сопротивление одной жилы медного провода длиной 20 м и площадью 1,5 мм кв. составило R=0,23 Ом. Суммарное сопротивление двух жил равняется 0,46 Ом.

Тогда ΔU=18,2*0,46=8,37 В

В процентном соотношении

8,37*100/220=3,8%

На длинных линиях от перегрузок и коротких замыканий устанавливают автоматические выключатели с тепловыми и электромагнитными расцепителями.

Похожие темы:

Калькулятор сечения кабеля (провода) по длине, мощности и току / калькулятор / элек.ру

S=0,8D.

Небольшая поправка. — является округленным коэффициентом. Точная расчетная формула:

В электропроводке и электромонтаже в 90 % случаях применяется медный провод. Медный провод по сравнению с алюминиевым проводом, имеет ряд преимуществ. Он более удобен в монтаже, при такой же силе токе имеет меньшую толщину, более долговечен. Но чем больше диаметр (площадь сечения), тем выше цена медного провода. Поэтому, несмотря на все преимущества, если сила тока превышает значение 50 Ампер, чаще всего используют алюминиевый провод. В конкретном случае используется кабель, имеющий алюминиевую жилу 10 мм и более.

В квадратных миллиметрах измеряют площадь сечения проводов. Наиболее чаще всего на практике (в бытовой электрике), встречаются такие площади сечения: 0,75; 1,5; 2,5; 4 мм .

Существует иная система измерения площади сечения (толщины провода) — система AWG, которая используется, в основном в США. Ниже приведена таблица сечений проводов по системе AWG, а так же перевод из AWG в мм .

Выделяют, три основные принципа, при выборе сечения провода.

1.    Для прохождения электрического тока, площадь сечения провода (толщина провода), должна быть достаточной. Понятие достаточно означает, что когда проходит максимально возможный, в данном случае, электрический ток, нагрев провода будет допустимый (не более 600С).

2.    Достаточное сечение провода, что бы падение напряжения не превышало допустимого значения. В основном это относится к длинным кабельным линиям (десятки, сотни метров) и токам большой величины.

3.    Поперечное сечение провода, а также его защитная изоляция, должна обеспечивать механическую прочность и надежность.

Для питания, например люстры, используют в основном лампочки с суммарной потребляемой мощностью 100 Вт (ток чуть более 0,5 А).

Выбирая толщину провода, необходимо ориентироваться на максимальную рабочую температуру. Если температура будет превышена, провод и изоляция на нем будут плавиться и соответственно это приведет к разрушению самого провода. Максимальный рабочий ток для провода с определенным сечением ограничивается только максимально его рабочей температурой. И временем, которое сможет проработать провод в таких условиях.

Далее приведена таблица сечения проводов, при помощи которой в зависимости от силы тока, можно подобрать площадь сечения медных проводов. Исходные данные – площадь сечения проводника.

Максимальный ток для разной толщины медных проводов. Таблица 1.

Сечение токо-проводящей жилы, мм2

Ток, А, для проводов, проложенных

открыто

в одной трубе

одного двух жильного

одного трех жильного

0,5

11

0,75

15

1

17

15

14

1,2

20

16

14,5

1,5

23

18

15

2

26

23

19

2,5

30

25

21

3

34

28

24

4

41

32

27

5

46

37

31

6

50

40

34

8

62

48

43

10

80

55

50

16

100

80

70

25

140

100

85

35

170

125

100

50

215

160

135

70

270

195

175

95

330

245

215

120

385

295

250

Выделены номиналы проводов, которые используются в электрике. «Один двужильный» — кабель, имеющий два провода. Один Фаза, второй – Ноль – это считается однофазное питание нагрузки. «Один трехжильный» — используется при трехфазном питании нагрузки.

Таблица помогает определиться, при каких токах, а также в каких условиях эксплуатируется провод данного сечения.

Например, если на розетке написано «Мах 16А», то к одной розетке можно проложить провод сечением 1,5мм . Необходимо защитить розетку выключателем на ток не более чем 16А, лучше даже 13А, или 10 А. Эту тему раскрывает статья «Про замену и выбор защитного автомата».

Из данных таблицы видно, что одножильный провод – означает, что вблизи (на расстоянии менее 5 диаметров провода), не проходит более никаких проводов. Когда два провода рядом, как правило, в одной общей изоляции – провод двужильный. Здесь более тяжелый тепловой режим, поэтому меньше максимальный ток. Чем больше собрано в кабеле или пучке проводов, тем меньше должен быть максимальный ток отдельно для каждого проводника, из-за возможности перегрева.

Однако, эта таблица не совсем удобна с практической стороны. Зачастую исходный параметр – это мощность потребителя электроэнергии, а не электрический ток. Следовательно, нужно выбирать провод.

Определяем ток, имея значение мощности. Для этого, мощность Р (Вт) делим на напряжение (В) – получаем ток (А):

Расчет сечения медных проводов и проводов.

После подсчёта нагрузки и определения материала (в данном случае – медь), проведём расчёт сечения провода по мощности. В качестве примера расчёт будет проводиться для двухкомнатной квартиры.

Вся нагрузка делится на силовую и осветительную группы. Пусть основной силовой нагрузкой будут обладать розеточные группы, установленные в ванной и на кухне. Там всегда устанавливается самая мощная техника (электрочайник, холодильник, стиральная машина, микроволновка и т. д.).

При условии, что силовая нагрузка будет распределена по разным розеткам, используем провод с сечением 2. 5 мм2. Что это означает? К примеру, на кухне, чтобы подключить всю бытовую технику одновременно, нужно будет 3-4 розетки. Если же там будет присутствовать только 1 розетка, то будет необходимо использовать медный провод, имеющий сечение 5-6 мм2.

В жилых помещениях для питания розеток можно использовать провод сечением 1.5 мм2. Однако, окончательный выбор нужно делать после проведения необходимых расчётов.

Для питания осветительной нагрузки можно использовать провод сечением 1.5 мм2.

Нужно понимать, что мощность тока на разных участках электропроводки будет отличаться. Наибольшая нагрузка приходится на вводный в квартиру участок. Это происходит из-за того, что через него проходит вся нагрузка. Рекомендуемое сечение вводного питающего провода составляет 4-6 мм2.

При монтаже домашней электропроводки чаще всего применяются провода и провода марки ПВС, ВВГ, ППВ, АППВ.

Наиболее распространенные марки проводов и кабелей:

•      ППВ – плоский медный провод с одинарной изоляцией, для которого используются провода с двумя или тремя жилами. Данный провод используется для прокладки скрытой или неподвижной электропроводки;

•      АППВ — плоский алюминиевый провод с одинарной изоляцией, для которого используются провода с двумя или тремя жилами. Данный провод используется для прокладки скрытой или неподвижной электропроводки;

•      ПВС – круглый медный провод с двойной изоляцией, имеющий от трёх до пяти жил в проводе. Используется для прокладки открытой или скрытой проводки;

•      ШВВП – круглый медный и гибкий провод, имеющий скрученные жилы и двойную изоляцию. Используется для подключения бытовых приборов к источникам питания;

•      ВВГ – круглый медный провод, имеющий до четырёх жил. Используется для прокладки в земле;

Таблица потребляемой мощности электроприборов

Распространенным способом определения необходимого сечения провода является методика расчета по пиковой мощности. Для того чтобы узнать нагрузку, можно воспользоваться стандартной таблицей, в которой сведены параметры мощности и пикового значения потребляемого тока для бытовых приборов.

Тип устройстваМощность, кВтПиковый ток, АРежим потребления
Стандартная лампа накаливания0,251,2Постоянный
Чайник с электрическим нагревателем2,09,0Кратковременный до 5 минут
Электрическая плита с 2-4 конфорками6,060,0Зависит от интенсивности эксплуатации
СВЧ-печь2,210,0Периодический
Мясорубка с электрическим приводомАналогичноАналогичноЗависит от интенсивности эксплуатации
Тостер1,57,0Постоянный
Электрическая кофемолка1,58,0Зависит от интенсивности эксплуатации
Гриль2,09,0Постоянный
Кофеварка1,58,0Постоянный
Отдельная электрическая духовка2,09,0Зависит от интенсивности эксплуатации
Машина для мытья посуды2,09,0Периодический (на период работы нагревателя)
Стиральная машина2,09,0Аналогично
Сушильная машина3,013,0Постоянный
Утюг2,09,0Периодический (на период работы спирали нагрева)
ПылесосАналогичноАналогичноЗависит от интенсивности эксплуатации
Обогреватель масляный3,013,0Аналогично
Фен1,58,0Аналогично
Кондиционер воздуха3,013,0Аналогично
Системный блок компьютера0,83,0Аналогично
Инструменты с приводом от электрического двигателя2,513,0Аналогично

Ток будут потреблять холодильник, электроприборы в дежурном состоянии (телевизоры, радиотелефоны), зарядные устройства. Суммарное значение потребления мощности устройствами считается в пределах 0,1 кВт.

При подключении всех имеющихся бытовых приборов ток может достигать 100-120 А. Такой вариант подсоединения маловероятен, поэтому при расчетах нагрузки учитывают распространенные комбинации подключения.

Например, в утреннее время могут использоваться:

  • электрический чайник — 9,0 А;
  • печь СВЧ — 10,0 А;
  • тостер — 7 А;
  • кофемолка или кофеварка — 8 А;
  • прочая бытовая техника и освещение — 3 А.

Итоговое потребление приборов может достигать: 9+10+7+8+3=37 А. Также имеются калькуляторы, которые позволяют рассчитывать ток по потребляемой мощности и напряжению.

Многожильные проводники

С многожильными проводниками все не так просто. Хотя многие источники приводят для многожильных кабелей точно такую же формулу, что и для одножильных, на самом деле это неправильно, так как в многожильном проводнике приходится рассчитывать суммарную площадь сечения через площади сечения маленьких жилок, а эквивалентный диаметр – через диаметр отдельных жилок, уложенных по принципу плотной упаковки. Например, для 7-жильного кабеля диаметр проводника геометрически равен трем диаметрам жил, для 19-жильного – 5 диаметрам, а для промежуточных отношений диаметр рассчитывается через промежуточный коэффициент.

Понятно, что целое значение коэффициента (причем всегда нечетное) будет только при строго определенном количестве жил в проводнике. Для 7-жильного это коэффициент 3, для 19-жильного – 5, для 37 – 7, для 61 – 9. Рассчитать такие «правильные» конфигурации несложно:

1 + 6 = 7

1 + 6 + 12 = 19

1 + 6 + 12 + 18 = 37

1 + 6 + 12 + 18 + 24 = 61

1 + 6 + 12 + 18 + 24 + 30 = 91

и т.д.

Но в реальной жизни для очень_много_жильных проводников используются и «неправильные» количества жил, и тогда приходится определять фактический диаметр жилы эмпирическим путем.

В таблице, приводимой далее, диаметр отдельной жилы рассчитан по той же формуле, что и для одножильных проводников, затем рассчитано сечение жилы, затем суммарное сечение всех жил в проводнике, а затем для «правильных» конфигураций дан расчетный диаметр. Самый правый столбец – фактический диаметр, его еще в некоторых источниках называют «приведенным». Как видите, разница между теоретическим и фактическим диаметрами не так уж велика.

AWGКол-во жилAWG жилыДиаметр жилы, ммСечение жилы, кв. ммСуммарное сечение жил, кв. ммРасчетный диаметр, ммФактический диаметр, мм
4/0259210.7230.410106.31413.259
4/0427230.5730.258110.23113.259
3/0259220.6440.32684.31111.786
3/0427240.5110.20587.41711.786
2/0133200.8120.51868.84110.516
2/0259230.5730.25866.86210.516
1/0133210.7230.41054.5949.347
1/0259240.5110.20553.0249.347
1817300.2550.05141.6058.331
12109340.1600.02042.4798.331
2259260.4050.12933.3477.417
2665300.2550.05133.8657.417
21333330.1800.02533.8567.417
22646360. 1270.01333.5187.417
4133250.4550.16221.5935.898
4259260.4050.12933.3475.898
41666360.1270.01321.1045.898
6133270.3610.10213.5804.674
6259300.2550.05113.1894.764
61050360.1270.01313.3014.674
849250.4550.1627.9553.734
8133290.2860.0648.5413.734
8655360.1270.0138.2973.734
1037260.4050.1294.7642.8342.920
1065280.3210.0815.2632.950
10105300.2550.0515.3472.950
127200.8120.5183.6232.4352.440
1219250.4550.1623.0852.2732.360
1265300.2550.0513.3102.410
12165340.1600.0203.3232.410
147220.6440. 3262.2791.9311.850
1419260.4050.1292.4462.0241.850
1442300.2550.0512.1391.850
14105340.1600.0202.1151.850
167240.5110.2051.4331.5321.520
1619290.2860.0641.2201.4301.470
1626300.2550.0511.3241.500
1665340.1600.0201.3091.500
16105360.1270.0131.3301.500
187260.4050.1290.9011.2151.220
1816300.2550.0510.8151.2731.200
1819300.2550.0510.9681.2731.240
1842340.1600.0200.8461.200
1865360.1270.0130.8231.200
207280.3210.0810.5670.9630.890
2010300.2550.0510.5091.1370.890
2019320.2020.0320.6091.0100.940
2026340.1600. 0200.5240.914
2042360.1270.0130.5320.914
2272400.0800.0050.3610.762
2219340.1600.0200.3830.8010.787
2226360.1270.0130.3290.762
247320.2020.0320.2240.6060.610
2410340.1600.0200.2010.7150.584
2419360.1270.0130.2410.6350.610
2442400.0800.0050.2100.584
267340.1600.0200.1410.4800.483
2610360.1270.0130.1270.5670.553
2619380.1010.0080.1510.5040.508
277350.1430.0160.1120.4280.457
287360.1270.0130.0890.3810.381
2819400.0800.0050.0950.3990.406
307380.1010.0080.0560.3020.305
3019420.0630.0030.0600.3170.305
327400.0800. 0050.0350.2400.203
3219440.0500.0020.0380.2510.229
347420.0630.0030.0220.1900.191
367440.0500.0020.0140.1510.153

Надеемся, что эти таблицы содержат все необходимые вам значения :).

Как определить сечение для многожильного провода?

Многожильного типа медные провода — это проводники, сечение которых представлено несколькими жилами, которые в некоторых марках кабельного изделия переплетаются между собой. Сечение любого многожильного провода вычисляется по стандартной формуле S = π × d²/4.

Оценка нагрузочной способности многожильного провода может быть выполнена без замеров диаметра каждого отдельного проводника.

В этом случае нужно измерить общий диаметр кабельного многожильного изделия, а затем использовать в формуле стандартный повышающий коэффициент 0,91.

Диаметр медных жил можно измерить посредством штангенциркуля или микрометром.

Максимальная гибкость и высокий уровень эластичности отмечается в медных проводниках, жилы которого сплетены в плотную нить.

В результате применения специальных клемм, соединение многожильных проводников приобретает высокую надежность и меньшее токовое сопротивление, но в высокочастотных электрических цепях использование таких кабельных изделий ограничено.

Критерий для выбора сечения – нагрузка

На что ориентироваться, выбирая кабель для электропроводки? Официальный документ, который полезно изучить – ПУЭ. В нём указаны стандарты, которые поддерживает государство. Следуя этим правилам можно создать безопасную проводку. Возможности не ограниченны.

Доступно несколько вариантов.

Выбрать надёжный кабель, не переплатив при этом ни копейки, легко, если при его оценке отталкиваться от такого критерия, как потребляемая мощность. Сколько приборов будет работать в квартире или доме, много ли они электроэнергии потребляют – вот в чём вопрос.

В наше время всё больше техники используется. Вошло в привычку жить так. Электроприборы самые разные дарят невероятный комфорт.

Возможности у техники постоянно возрастают. Стала сложней стиральная машина, миксер, фен. Увеличивается и мощность.

Каждый современный электроприбор устроен таким образом, чтобы энергопотребление было сведено к минимуму, но всё равно они создают большую нагрузку и нужен такой кабель, который её будет выдерживать.

Подсчитать приблизительную нагрузку на электросеть легко: следует изучить техпаспорт, коробки или надписи на корпусе всех электроприборов, которые есть в квартире, доме. Нужно суммировать их.

Подбор сечения кабеля – задача простая на самом деле, но требует внимательности. Если неправильно рассчитать, какой нужен запас по мощности, можно в последствие столкнуться с рядом неприятностей при покупке и использовании новых, интересных, практичных электроприборов. Если же купить кабель с большим запасом, можно переплатить, что тоже нежелательно.

Полезно знать

Для частных домов и квартир, где применяется линейное напряжение 0,4 кВ и соответственно фазное 220 В чаще всего применяется провод сечением от самого минимального значения: 2,5 — алюминий и 1,5 мм.кв. медь. В основном такие стандартные токоведущие жилы подходят для цепей освещения.

Все остальные сечения и соответственно их диаметры зависят от мощности и, естественно, тока в цепях бытового электрооборудования. Для определения сечения, необходимого для монтажа электропроводки ниже приведена таблица. По ней, зная суммарную мощность электрических приборов, подключаемых к данной сети, с легкостью можно найти нужный размер жил.

При этом рекомендуется все же выбирать сечение немного с запасом, то есть ближайшее большее стандартное значение. Например, напряжение в сети однофазное 220 Вольт и у владельца помещения есть необходимость запитать приборы мощностью, допустим, 7 кВт. Согласно таблице нет такой мощности, а есть 5,9 и 8,3 кВт. Для медной проводки понадобится кабель с сечением жилы 4 мм2. Если бюджет ограничен и стоит задача выполнить проводку из алюминия, то ближайший больший указный в таблице параметр будет 7,9 кВт, что соответствует жиле 6 мм2.

Также можно комбинировать провода разного сечения, например от вводного автомата до распределительной коробки больше, а потом когда происходит разводка по группам электропотребителей или же по светильникам, то можно проложить провод меньшего размера. Главное, нужно помнить о правилах соединения алюминиевой и медной проводки, в случае появившейся такой необходимости.

На производстве мощности электрооборудования значительно выше чем в быту, да и напряжение в высоковольтных сетях это 6 кВ, 10 кВ, 35 кВ и т.д. Именно поэтому здесь стандартные сечения проводов и кабелей разнообразнее. Эта величина высчитывается с большим запасом, так как основные самые мощные приёмники электроэнергии — это электродвигатели, а они во время запуска могут усиливать ток в питающих их силовых цепях в 5–7 раз выше номинального.

Однако, для питания осветительной аппаратуры и цепей вторичной коммутации, осуществляемых контрольными кабелями, широко применяются всё те же провода 1,5–2,5 мм2 и их вполне хватает.

Для силовых цепей 6 кВ часто применяется алюминиевая кабельная продукция от 120 мм2. Если такого сечения кабеля не хватает, то пускают две линии, подключенные параллельно друг другу, тем самым разделяя нагрузку на каждый из них. В быту такие приёмы нецелесообразны. Встречается для особо мощного оборудования монтаж цепей с четырьмя или даже шестью, параллельно подключенными проводниками.

Бывают случаи, когда и для низковольтных цепей необходимы кабели с довольно большим сечением жил, как, например, в случае организации сварочных работ.

Выбор сечения провода очень важен и индивидуален, поэтому на производстве этим занимаются целые проектировочные бюро или же отдельные компании, в состав которых входят опытные инженеры проектировщики.

Напоследок рекомендуем просмотреть полезное видео по теме:

Надеемся, предоставленные стандартные сечения кабелей и проводов, а также таблицы, с помощью которых можно выбрать подходящий размер жил, помогли вам полностью разобраться с данным вопросом!

Будет полезно прочитать:

  • Как перевести ватты в киловатты
  • Отличие кабеля ГОСТ от ТУ
  • Как составить схему электропроводки
  • Как выбрать автоматический выключатель

Опубликовано:
15.11.2017
Обновлено: 15.11.2017

Расчет сечения кабеля по мощности

Основные показатели, определяющие сечение провода для электропроводки в квартире:

  • Металл, из которого изготовлены токопроводящие жилы
  • Потребляемая мощность (кВт), токовая нагрузка (А)
  • Рабочее напряжение (В)

Прохождение тока по проводнику всегда сопровождается выделением тепла (нагревом), которое прямо пропорционально мощности, рассеиваемой на участке электропроводки. Неправильно подобранные провода по сечению и силе тока, без соответствия нагрузке, могут нагреваться, перегорать и приводить к коротким замыканиям, что напрямую ставит под угрозу пожаробезопасность помещений. Нельзя выбирать меньшее сечение, даже с целью экономии. А применение проводов большего сечения, чем это необходимо, приведет к дополнительным трудностям при монтаже и ненужным затратам на материалы.

В электропроводке квартиры оптимально использование: для розеточной разводки — силовых групп медного провода с сечением жил 2,5 мм2; для осветительных групп – 1,5 мм2; для электроприборов повышенной мощности (электроплиты, электродуховки, варочные панели) — 4-6 мм2.

Медные провода сечением 1,5 мм2 держат нагрузку 4,1 кВт (по току 19А), 2,5 мм2 – 5,9 кВт (27А), 4 и 6 мм2 – свыше 8 и 10 кВт. К тому же это обеспечивает некоторый резерв на случай увеличения мощности токовой нагрузки.

На расчет сечения жил проводов и кабелей влияет и рабочее напряжение. Так, при одинаковой мощности потребления, токовая нагрузка на жилы питающих кабелей или проводов электроприборов, рассчитанных на однофазное напряжение 220 В будет выше, чем для приборов, работающих от 380 В.

Для расчета сечения проводов по допустимой длительной токовой нагрузке необходимо знать номинальный ток, который должен проходить по проектируемой электрической проводке. Зная номинальный ток, сечение провода находят по таблице. К примеру: при номинальном токе 50 А, сечение медной жилы провода должно быть 6 мм2.

Принцип простой — чем больше потребляемая величина тока электроприборами, тем больше должно быть сечение жил проводов в кабеле (округляют значение при расчетах в большую сторону).

Площадь поперечного сечения (S) кабеля вычисляется по формуле S = (Pi * D2)/4, где Pi = 3,14, D – диаметр.

В многожильном проводе вместе свиты множество одножильных проволочек, и чтобы определить сечение, сначала определяют сечение одной проволочки и умножают на количество. Можно приблизительно определить сечение многожильного провода в кабеле измерением общего диаметра всех свитых проволочек, с учетом, что между круглыми проволочками есть воздушные зазоры. Для исключения площади зазоров, полученный результат умножают на коэффициент 0,7854.

Таблица соответствия стандартных сечений жил проводов их диаметрам

Стандартный ряд сечений жил провода, мм2

0,35

0,5

0,75

1,0

1,2

1,5

2,0

2,5

3,0

4,0

5,0

6,0

8,0

10,0

16,0

25,0

30,0

Диаметр, соответствующий сечению жилы, мм

0,67

0,80

0,98

1,1

1,2

1,4

1,6

1,8

2,0

2,3

2,5

2,7

3,2

3,6

4,5

5,6

6,2

Если есть провод меньшего чем необходимо сечения, то проводку можно сделать из двух и более проводов, соединяя их параллельно. Сумма сечений каждого из них должна быть не меньше расчетной.

Заниженное сечение провода — в чем опасность?

Итак, рассмотрим опасности, которые поджидают нас при использовании в быту проводов низкого качества. Понятно, что токовые характеристики токоведущих жил снижаются прямо пропорционально уменьшению их сечения. Нагрузочная способность провода из-за заниженного сечения падает. Согласно стандартам рассчитан ток, который может пропустить через себя провод. Он не разрушится, если по нему пройдет меньший ток.

Сопротивление между жилами уменьшается, если слой изоляции более тонкий, чем требуется. Тогда в аварийной ситуации при повышении питающего напряжения в изоляции может возникнуть пробой. Если наряду с этим сама жила имеет заниженное сечение, то есть не может пропустить тот ток, который по стандартам она должна пропускать, тонкая изоляция начинает постепенно расплавляться. Все эти факторы неизбежно приведут к короткому замыканию, а потом и к пожару. Пожар возникает от искр, появляющихся в момент короткого замыкания.

Приведу пример: трехжильный медный провод (например, сечением 2,5 кв. мм.) согласно нормативной документации может длительно пропускать через себя 27А, обычно, считают 25А.

Но попадающиеся мне в руки провода, выпущенные согласно ТУ, на самом деле имеют сечение от 1,8 кв. мм. до 2 кв. мм. (это при заявленном 2.5 кв.мм.). Исходя из нормативной документации провод сечением 2 кв. мм. может длительно пропускать ток 19А.

Поэтому случись такая ситуация, что по выбранному вами проводу, который якобы имеет сечение 2,5 кв. мм., потечет рассчитанный на такое сечение ток, провод перегреется. А при длительном воздействии произойдет оплавление изоляции, затем и короткое замыкание. Контактные соединения (например, в розетке) очень быстро разрушаться, если такие перегрузки будут происходить регулярно. Поэтому сама розетка, а также вилки бытовых приборов также могут подвергнуться оплавлению.

А теперь представьте последствия всего этого! Особенно обидно, когда сделан красивый ремонт, установлена новая техника, например, кондиционер, электрический духовой шкаф, варочная панель, стиральная машинка, электрический чайник, микроволновка. И вот вы поставили печься булочки в духовку, запустили стиральную машину, включили чайник, да еще и кондиционер, так как стало жарко. Этих включенных приборов достаточно, чтобы пошел дым из распределительных коробок и розеток.

Потом вы услышите хлопок, который сопровождается вспышкой. А после этого пропадет электричество. Все еще хорошо закончится, если у вас имеются защитные автоматы. А если они низкого качества? Тогда хлопком и вспышкой вы не отделаетесь. Начнется пожар, который сопровождается искрами от проводки, горящей в стене. Проводка будет гореть в любом случае, даже если она замурована наглухо под плиткой.

Описанная мной картина дает ясно понять, насколько ответственно нужно выбирать провода. Ведь вы будете использовать их в своем жилище. Вот что значит, следовать не ГОСТам, а ТУ.

Три основных способа определения диаметра провода.

Способов есть несколько, но в основе каждого из них лежит определение диаметры жилы с последующими вычислениями окончательных результатов.

Способ первый. С помощью приборов. На сегодня есть ряд приборов, которые помогают измерить диаметр провода или жилы провода. Это микрометр и штангенциркуль, которые бывают как механическими, так и электронными (смотрите ниже).

Этот вариант в первую очередь подойдет для профессиональных электриков, которые постоянно занимаются монтажом электропроводки. Наиболее точные результаты можно получить с помощью штангенциркуля. Эта методика имеет преимущества в том, что возможно проводить измерения диаметра провода даже на участке работающей линии, например, в розетке.

После того, как вы измерили диаметр провода, необходимо провести подсчеты по следующей формуле:

Необходимо помнить, что число «Пи» составляет 3,14, соответственно, если мы разделим число «Пи» на 4, то сможем упростить формулу и свести вычисления к умножению 0,785 на диаметр в квадрате.

Способ второй. Используем линейку. Если вы решили не тратить деньги на прибор, что логично в данной ситуации, то можете использовать простой проверенный способ для измерения сечения провода или провода?. Вам понадобится простой карандаш, линейка и проволока. Зачищаете жилу от изоляции, плотно накручиваете ее на карандаш, и после этого линейкой измеряете общую длину намотки (как показано на рисунке).

Затем длину намотанной проволоки делите на количество жил. Полученное значение и будет диаметром сечения провода.

Но при этом необходимо учитывать следующее:

  • чем больше жил вы намотаете на карандаш, тем более точный будет результат, количество витков должно быть не меньше 15;
  • витки прижимайте плотно к друг другу, чтобы между ними не оставалось свободного пространства, это значительно уменьшит погрешность;
  • проведите замеры несколько раз (меняйте при этом сторону замера, направление линейки и др.). Несколько полученных результатов поможет вам опять же избежать большой погрешности.

Обратите внимание и на минусы данного способа измерения:

1.    Измерить можно только сечение тонких проводов, так как толстый провод вам с трудом удастся намотать на карандаш.

2.    Для начала вам нужно будет приобрести маленький кусочек изделия, прежде чем делать основную покупку.

Формула, о которой говорили выше, подходит для всех измерений.

Способ третий. Пользуемся таблицей. Чтобы не проводить расчеты по формуле, вы можете использовать специальную таблицу, в которой указан диаметр провода? (в миллиметрах) и сечение проводника (в миллиметрах квадратных). Готовые таблицы дадут вам более точные результаты и значительно сэкономят ваше время, которое вам не придется тратить на вычисления.

Материал проводника

В настоящее время изготавливается порядка трёх сотен марок и несколько тысяч разновидностей проводника, различающихся по типу материала и другим техническим характеристикам.

Алюминий

Алюминий является мягким и легким, серебристо-белого цвета металлом, широко применяемым в производстве кабельных изделий. К наиболее значимым достоинствам алюминиевой проводки относятся:

  • небольшой вес материала, что особенно актуально при необходимости выполнить монтаж линий электрической передачи на протяжении нескольких километров;
  • доступная широкому кругу потребителей стоимость качественного кабельного изделия;
  • устойчивость к окислению под негативным воздействием открытого воздуха и атмосферных явлений;
  • наличие защитного слоя, возникающего на алюминии в процессе эксплуатации.

Алюминий не лишен и некоторых недостатков, ограничивающих сферы использования проводов такого типа. К минусам материала относится высокий уровень удельного сопротивления и предрасположенность к нагреву с ослаблением контакта. Пленка, образуемая на поверхности алюминия, снижает токовую проводимость, а сам металл в результате частого перегрева приобретает излишнюю хрупкость.

Как показывает практика использования алюминиевой электрической проводки, стандартный эксплуатационный ресурс составляет около четверти века, после чего требуется в обязательном порядке выполнить замену такой сети.

Медь

Электропроводка в жилых помещениях или промышленных зданиях чаще всего предполагает установку многожильных медных проводов.

Очень хорошо зарекомендовали себя кабельные изделия ВВГ, имеющие двойную ПВХ-изоляцию.

Также специалисты рекомендуют обратить внимание на медные проводники в резиновой КГ-изоляции. Такой вариант отличается хорошей гибкостью и удобством эксплуатации

Такой вариант отличается хорошей гибкостью и удобством эксплуатации.

Медные провода на порядок дороже алюминиевого кабеля, но такая электропроводка надежнее и значительно долговечнее. Кроме того, к преимуществам медных проводов относятся высокий уровень прочности и мягкость, что минимизирует риск поломки на сгибах и контактных соединениях, устойчивость к вредным коррозийным изменениям, а также отличную токовую проводимость.

Медные бронированные кабельные изделия ВБбШв характеризуются сдвоенной ПВХ-изоляцией и устойчивостью к возгоранию, благодаря чему такая проводка очень востребована в наружных работах.

Важность правильного выбора

Почему столь важно иметь точную информацию о сечении провода. Вот главные причины:

  1. Оно подбирается согласно потребляемой мощности, и указано в электропроекте.
  2. Несоблюдение этого требования может привести к пожару, или выходу электропроводки из строя.

Важность правильного подбора можно ярко проиллюстрировать на одном примере. Предположим, что вы купили брюки, по словам продавца, хорошего качества, сшитые крепкими нитками

Прогуливаясь в этих брюках, вы присели, и почувствовали, как они расходятся по швам. Какое у вас мнение по поводу ниток, которыми сшиты брюки?

А теперь представьте, что брюки – это ваша электросистема, а нитки – провод. Возникла дополнительная нагрузка (включили стиральную машину, электродуховку, утюг), и «нитки» оплавились. Что делать? Еще раз покупать, штробить стены и менять всю электропроводку (по крайней мере, ее силовую часть). Независимо от того, будете менять старый провод или только недавно уложенный плохого качества, новый должен соответствовать указанному сечению.

Расчет по мощности электроприборов

Для каждого кабеля есть определенная величина тока (мощности), которую он способен выдержать при работе электроприборов. Если ток (мощность), потребляемый всеми приборами, будет превышать допустимую величину для токопроводящей жилы, то в скором времени аварии не избежать.

Чтобы самостоятельно рассчитать мощность электроприборов в доме, необходимо на лист бумаги выписать характеристики каждого прибора отдельно (плиты, телевизора, светильников, пылесоса и т.д.). После этого все значения суммируются, и готовое число используется для выбора кабеля с жилами с оптимальной площадью поперечного сечения.

Формула расчета имеет вид:

Pобщ = (P1+P2+P3+…+Pn)*0.8,

Где: P1..Pn–мощность каждого прибора, кВт

Обращаем Ваше внимание на то, что получившееся число необходимо умножить на поправочный коэффициент – 0,8. Этот коэффициент обозначает, что из всех электроприборов одновременно работать будет только 80%

Такой расчет более логичный, потому что, к примеру, пылесосом либо феном Вы точно не будете пользоваться в течение длительного времени без перерыва.

Таблицы выбора сечения кабеля по мощности:

Это приведенные и упрощенные таблицы, более точные значения вы можете найти в ПУЭ п.1.3.10-1.3.11.

Как вы видите, для каждого определенного вида кабеля табличные значения имеют свои данные. Все что Вам нужно, это найти ближайшее значение мощности и посмотреть соответствующее сечение жил.

Чтобы Вы наглядно поняли, как правильно рассчитать кабель по мощности, приведем простой пример:

Мы подсчитали, что суммарная мощность всех электроприборов в квартире составляет 13 кВт. Данное значение необходимо умножить на коэффициент 0,8, что в результате даст 10,4 кВт действительной нагрузки. Далее в таблице ищем подходящее значение в колонке. Нас устраивает цифра «10,1» при однофазной сети (напряжение 220В) и «10,5», если сеть трехфазная.

Это значит, что нужно выбрать такое сечение жил кабеля, который будет питать все расчётные приборы – в квартире, комнате или каком-либо другом помещении. То есть такой расчёт нужно проводить для каждой розеточной группы, запитанной от одного кабеля, или для каждого прибора, если он запитан напрямую от щитка. В примере выше, мы привели расчет площади поперечного сечения жил вводного кабеля на весь дом или квартиру.

Итого, выбор сечения останавливаем на 6-миллиметровом проводнике при однофазной сети либо 1,5-миллиметровом при трехфазной сети. Как вы видите, все довольно просто и даже электрик-новичок справится с таким заданием самостоятельно!

Список источников

  • www.calc.ru
  • samelectrik.ru
  • www.icsgroup.ru
  • www.stroikaural.ru
  • www.stroitelstvosovety.ru
  • strojka-gid.ru
  • razvodka.net
  • proprovoda.ru
  • electricvdome.ru

Поделитесь с друзьями!

Расчет сечения кабеля по току

Без электричества жизнь современного человека представить сейчас просто невозможно. Но при небрежном отношении к себе оно способно становиться не другом, а смертельно опасным врагом. Даже на бытовом уровне эксплуатация электрических сетей, систем и приборов требует строгого соблюдения целого ряда непреложных правил.

Расчет сечения кабеля по току

И, кстати, одним из наиболее уязвимых мест именно в сфере конечного потребления электроэнергии, то есть в жилых домах и квартирах, является электропроводка. А именно – неправильно выполненный расчет сечения кабеля по току нагрузки, из-за чего чаще всего случаются аварии с очень тяжелыми, а иногда – и трагичными последствиями.

Проблема часто в том, что владельцы жилья попросту не видят связи между сечением проводника и мощностью подключаемой нагрузки: «идет ток – и ладно». Встречаются и такие ситуации, когда при строительстве подрядчики явно «халтурили», и, пытаясь максимально сэкономить на материалах, скрытно уложили некачественные или не соответствующие проекту провода. Сплошь и рядом случаи, когда продолжает эксплуатироваться старая проводка, смонтированная может быть и правильно, но когда-то очень давно, то есть явно не рассчитанная на современную насыщенность жизни людей электрическими бытовыми приборами.

В настоящей публикации будет рассмотрено несколько путей оценки соответствия сечения проводника реальным условиям эксплуатации электроприборов.

Несколько базовых понятий

А для чего вообще необходимо рассчитывать сечение проводов? Нельзя ли ограничиться подбором «на глаз»?

Нет, нельзя, так как совсем несложно впасть в две крайности:

  • Проводник недостаточного сечения начинает сильно перегреваться. Это ведет к оплавлению изоляции проводки, созданию условий для самовозгорания, для коротких замыканий. Все это становится причиной разрушительных пожаров, часто сопровождающихся человеческими трагедиями.
  • Проводники избыточного диаметра, безусловно, такими опасностями не грозят. Но зато они и существенно дороже (особенно если разговор идет о медных кабелях), и не столь удобны в работе. Получаются совершенно неоправданные материальные и трудовые затраты.

Так что руководствоваться следует принципом разумной достаточности. Тем более что произвести необходимые вычисления – по силам каждому, кто хоть немного разбирается в азах математики и физики.

Для начала вспомним некоторые понятия, многим, наверное, и без того хорошо известные. Но просто для того, чтобы в дальнейшем изложении не появилось разночтений.

Провода одножильные и многожильные

С этим вопросом часто бывает путаница, в том числе в статьях, опубликованных на интернет-сайтах.

Итак, в качестве проводника в проводах и кабелях может использоваться одна проволока —  с точки зрения электрической проводимости — это оптимальный вариант.

Но для достижения гибкости кабельной продукции приходится использовать более сложные конструкции – множество тонких проволочек, обычно скрученных при этом в «косичку». Чем больше таких проволочек – тем более гибким получается проводник.

Однако, это не следует путать с многожильностью провода. Под отдельной жилой подразумевается именно отдельный проводник. Чтобы стало понятнее – смотрим на иллюстрацию.

На картинке ниже – примеры одножильного провода. Просто с левой стороны – жесткий однопроволочный, а с правой – более гибкий многопроволочный вариант.

И слева, и справа — это одножильный провод.

Если провод (кабель) конструктивно совмещает два изолированных друг от друга проводника или больше, он становится двухжильным, трехжильным и т.п. Но он также может оставаться одно- или многопроволочным.

Двухжильный многопроволочный провод

Аналогичная ситуация и с кабелями. По определению, кабель – это конструкция из нескольких изолированных друг от друга проводников, заключенных в общую изолирующую и защитную оболочку. А вот проводники также могут быть одно- или многопроволочными.

Трехжильные силовые кабели – с однопроволочными или многопроволочными жилами

Жесткие однопроволочные изделия хороши для неподвижных участков проводки, например, вмуровываемых в стены. Многопроволочные провода и кабели отлично подходят для тех участков, где бывает нужна подвижность — типичным примером являются шнуры питания бытовой техники и осветительных приборов.

Итак, все последующие расчеты будут вестись для сечения жилы провода или кабеля.

При оценке условий расположения проводов в дальнейшем могут быть варианты, когда придется представлять разницу, например, между тремя одножильными проводами, протянутыми в одной трубе, или одним трехжильным кабелем.

Диаметр и площадь поперечного сечения провода

Два взаимосвязанных параметра, которые порой по неопытности путают. Смотрим на схему – по ней все станет понятно.

Слева – диаметр проводника (жилы), измеряется в миллиметрах. Справа – площадь поперечного сечения проводника, измеряется в мм².

Во всех справочника обычно используется параметр сечения, так как именно по этому критерию производится классификация различных марок проводов и кабелей.

Но это хорошо, если известна марка кабеля (провода). Если нет, то сечение остается подсчитать, опираясь на диаметр, который можно измерить штангенциркулем или микрометром.

Диаметр жилы (проволоки) поддается обычному измерению. Площадь сечения – только расчёту.

Формулу площади круга должны, наверное, помнить все. Но тем не менее – приведем ее на всякий случай.

Sc = π × d² / 4 ≈ 3.14 × d² / 4 ≈ 0.785 × d²

Знак «примерно равно» применен только потому, что взято округление числа π до сотых, всем известное значение π ≈ 3,14. Но в нашем случае такой точности – более чем достаточно!

Это формула сечения однопроволочного проводника. А если нужно найти сечение неизвестного провода, с многопроволочной жилой?

Тоже ничего сложного. Жила распушается, чтобы появилась возможность подсчитать количество проволочек в «косичке». И останется только микрометром или штангенциркулем промерить диаметр одной проволочки.

Sc = n × π × d² / 4 ≈ n × 3.14 × d² / 4 ≈ 0.785 × n × d²

где n – это количество проволочек в одной жиле.

Калькулятор пересчёта диаметра проводника в площадь его поперечного сечения

Перейти к расчётам

Основные электрические параметры цепи

При проведении расчетов нам могут понадобиться формулы, показывающими взаимосвязь между основными электрическими параметрами.

  • Базовой формулой для цепей переменного и постоянного тока является известный закон Ома, гласящий¸ что сила тока в проводнике (на участке цепи) прямо пропорциональна напряжению и обратно пропорциональна сопротивлению этого участка.

I = U / R

I — сила тока, ампер, А.

U — напряжение (разность потенциалов), вольт, В.

R — электрическое сопротивление, ом, Ом.

Из этой формулы несложно вывести другие:

U = I × R

R = U / I

  • Теперь обратимся к мощности электрического тока.

Для начала – работа, выполняемая электрическим током. Она равна произведению силы тока на напряжение и на длительность промежутка времени, в течение которого она выполнялась.

А = I × U × Δt

А — работа электрического тока, джоулей, Дж.

Δt — длительность периода, секунд, с.

Но более наглядной величиной всегда является мощность, то есть показатель работы, выполненной за единицу времени, например, секунду.

P = A / Δt = I × U × Δt / Δt = I × U

P — мощность электрического тока, джоулей в секунду или ватт, Вт.

  • Отсюда напрашивается целый каскад производных формул, описывающих взаимосвязи напряжения, силы тока, сопротивления и мощности между собой. Чтобы не перечислять все формулы «в столбик», можно привести хорошо понятное графическое их представление.

Графическое представление формул взаимосвязей основных электрических параметров.

  • Вернемся к сопротивлению проводника. Как оно выражается через ток и напряжение – мы уже знаем.

Но оно в первую очередь зависит от материала изготовления проводника и его геометрических размеров. Описывается эта зависимость следующей формулой:

R = ρ × L / S

ρ — удельное сопротивление материала, из которого изготовлен проводник. Показывает, какое сопротивление имеет проводник длиной 1 метр с площадью поперечного сечения 1 мм².

Как правило, на практике в электротехнике чаще всего встречаются алюминий и медь. Реже применяются стальные проводники, но обычно – лишь в качестве каких-то токонесущих деталей электротехнической арматуры.

Для алюминия удельное сопротивление равно 0,029 Ом×м, у меди оно пониже – 0,0175 Ом×м.

L — длина линии (участка цепи) метров, м.

S — площадь поперечного сечения проводника, мм²

Эти соотношения полезно знать, так как иногда приходится оценивать собственные резистивные потери мощности на линиях большой протяженности.

  • Акцентируем внимание еще на одном взаимоотношении, которое, в принципе, уже было рассмотрено выше. Это – количество тепла, выделяемое проводником при прохождении по нему электрического тока. Описывается уравнением Джоуля-Ленца.

Q = I² × R × Δt

Как видно, нагрев проводника (Q) лежит в квадратичной зависимости от силы тока (I) и от сопротивления (R). Понятно, что при всех остальных равных параметрах медный провод будет иметь более низкое сопротивление, нежели алюминиевый, то есть при одинаковой нагрузке греться станет существенно меньше.

Так оно и есть – это будет очень хорошо заметно дальше, при работе с таблицами.

  • Можно еще вспомнить понятие плотности тока. Здесь все относительно просто – это количество ампер на единицу площади сечения проводника. Этот термин будет задействован в одном из способов оценки проводки.

Далеко не все их показанных формул и определений понадобятся для правильного подбора сечения проводника. Но зато они помогают более «рельефно» представить взаимосвязи между разными величинами.

Материалы изготовления проводки

Об этом уже вкратце говорилось – в подавляющем большинстве случаев используются медь и алюминий. Провода из иных металлов и сплавов если и встречаются, то имеют очень узкую специализацию.

Медь выигрывает у алюминия практически по всем статьям!

Сравнение меди и алюминия практически по всем статьям показывает ее преимущество.

  • Удельное сопротивление даже просто в «чистом виде» у меди практически в полтора раза ниже.
  • Оба этих металла от контакта с кислородом покрываются тонким слоем окислов. Однако, к меди этот слой практически не становится препятствием для токопроводимости. То есть в местах контактных соединений особых проблем не возникает (низкое переходное сопротивление).

А вот окислы алюминия по своим качествам близки к диэлектрикам. И проводимость обеспечивается только тем, что этот слой очень тонок. В местах механических контактов проблем  значительно больше. Поэтому рекомендуется зачистка проводников, а также использование специальных смазок, предотвращающих поверхностную коррозию алюминия.

  • Медь прочнее алюминия. Она в меру пластична, что позволяет достигать надёжных контактов при обжиме. Сломать медный проводник механическим воздействием – довольно сложно.

Переломить же алюминиевый провод можно буквально через несколько изгибов по одному месту. Недостаток упругости этого металла (слишком уж высокая пластичность) приводит к тому, что после выполнения скруток или обжима в клеммах, то есть при стабилизировавшейся механической нагрузке, алюминий продолжает «течь». А это значит, что надежность механических контактных соединений всегда постоянно снижается и требует регулярной подтяжки.

  • Оптимальный вариант контактов для любого металла – это сварка или пайка. Но и по этим позициям медь впереди. Произвести пайку меди можно, не прибегая к каким-то сложным технологическим приёмам. Пайка или сварка алюминия требует использования специальных припоев и флюсов, и неопытному человеку выполнить эту операцию – крайне затруднительно.
  • Единственные позиции, по которым алюминий обходит медь – он втрое легче и значительно дешевле. Этим и объясняется его широкое использование в эпоху массового городского многоэтажного строительства. Сейчас же по действующим СНиП в качестве проводки в жилых домах должна использоваться исключительно медь.

Как правильно определить сечение провода

С теорией закончили. Пора переходить к основному вопросу темы – как же определить требуемое сечение токонесущей жилы для различных условий эксплуатации электропроводки.

Здесь возможны несколько вариантов поиска нужного результата.

Выбрать можно тот, который покажется наиболее удобным или подходящим к конкретному случаю.

Расчет через допустимую плотность тока

Изо всего изложенного выше уже должно быть понятно, что главным ограничителем при выборе требуемого сечения является резистивный нагрев проводников, способный привести к плавлению изоляции, к коротким замыканиям, к перегреву окружающих материалов вплоть до вероятности самовозгорания.

То есть выбираемое сечение провода должно исключать подобные явления.

Проведение точных теплотехнических расчетов – дело очень непростое. Но специалисты уже многое сделали в этом плане, так что можно воспользоваться их наработками.

В частности, ими просчитана безопасная плотность тока, которая не вызывает опасного нагрева проводника до температур, способных вызвать плавление наиболее распространенной в наше время ПВХ или ПЭ изоляции.

Так, для проводников, находящихся в условиях условной комнатной температуры (+20℃), эта плотность тока составляет:

Материал проводовОптимальная плотность тока, А/мм²
Расположение проводкиОткрытаяЗакрытая
Алюминий3.53
Медь54

Сразу оговорим разницу между открытой и закрытой проводками.

  • Открытая встречается не столь часто. Она прокладывается по стенам или потолкам на хомутах или изоляторах, может быть воздушной — самонесущей или же удерживаться несущим тросом. К открытым проводкам можно отнести и сетевые шнуры, удлинители, если, конечно, они не намотаны на катушки, бобины и т.п.
  • Все остальное, по сути – это закрытая проводка: расположенная к кабель-каналах, коробах или гофротрубах, вмурованная в стены, проложенная в грунте и т.п. Иными словами, в любых условиях, где отсутствует нормальный теплоотвод. С опорой на этот критерий к закрытой проводке следует отнести и те участки, которые располагаются в распределительных щитах и монтажных коробках – нормального теплообмена здесь тоже нет.

Выше не зря было оговорено, что указанные показатели справедливы для комнатной температуры. Случается, что проводку приходится прокладывать в помещениях с особым температурным режимом, то есть в которых поддерживается нагрев выше обычного (предбанники, сушилки, оранжереи и т.п.) В таком случае в значение допустимой плотности тока вносятся коррективы – применяется коэффициент 0,9 на каждые 10 градусов температуры свыше + 20 ℃.

Например, на какую плотность тока следует ориентироваться, если планируется проложить медную проводку в кабель-канале для подключения ТЭНа в сушилке, в которой будет поддерживаться температура +50 ℃?

По таблице плотность тока G для закрытой медной проводки равна 4 А/мм².

Разница между нормой температуры и планируемым режимом равна

50 – 20 = 30 ℃.

То есть понижающий коэффициент должен быть учтен трижды. Но столько это означает не 0,9 × 3, а 0,9³:

G = 4 × 0,9 × 0,9 × 0,9 = 4 × 0,9³ = 4 × 0,729 = 2,92 А/мм²

На этот показатель плотности и придется ориентироваться для создания безопасной в данных условиях проводки.

Еще один пример.  Скажем, в уже рассмотренных условиях проводка прокладывается для подключения двух обогревателей мощностью по 750 ватт каждый.

Суммарная нагрузка по мощности на линию получается:

Р = 750 + 750 = 1500 Вт

Пересчитаем ее в необходимый ток при напряжении 220 вольт:

I = P / U = 1500 / 220 = 6.8 А

Нормальная плотность тока для таких условий эксплуатации была нами подсчитана – 2,92 А/мм². То есть ничего уже не стоит подсчитать то сечение медной жилы, которое обеспечит безопасную плотность:

S = I / G = 6.8 / 2.92 = 2.33 мм²

Естественно, полученное значение приводится к ближайшему с округлением в большую сторону. То есть для прокладки проводки в указанных условиях подойдет медный провод сечением 2.5 мм².

В принципе, по такому же принципу можно проводить расчеты и для любых других помещений. В том числе для линий, к которым планируется подключить несколько электрических приборов различной мощности.

При этом суммарную мощность линии можно подсчитать так:

ΣP = (P₁ + Р₂ + … + Рₙ) × Кс × Кз

В скобках — мощности подключаемых к линии электроприборов, от 1 до n.

Кс – так называемый коэффициент спроса. Вряд ли все подключенные в линии приборы будут работать одновременно. То есть этот коэффициент учитывает вероятность их одновременного включения.

Расчет этого коэффициента – задача непростая, так как учитывает немало нюансов. Но так как наша публикация предназначена для электриков-любителей, которые в своей работе наверняка ограничиваются своими небольшими жилыми владениями, можно задачу упростить. А конкретно: при двух приборах коэффициент оставляем равным единице. При трех ÷ четырех – 0,8. Пять ÷ шесть – 0,75. Большего количества потребителей на линии в условиях дома или квартиры вряд ли встретится, но на всякий случай, если вдруг… – коэффициент 0,7.

Кз – коэффициент запаса. Величина необязательная. Но рачительный хозяин может подумать и наперед, что, возможно, через год-другой к этой же линии придется подключать и дополнительную нагрузку, о которой пока можно только догадываться. Так что имеет смысл сразу заложить резерв, приняв коэффициент, например, от 1,5 до 2,0. Но, повторимся, дело – добровольное, и этот коэффициент можно вообще исключить из расчетов.

Еще один важный нюанс. Реальная мощность электрического прибора может оказаться выше номинальной, указанной в паспорте. Это связано с понятиями активной и реактивной мощностей.

Не будем вдаваться особо в физику этого явления, скажем лишь, что полная мощность для некоторых типов нагрузки рассчитывается по формуле:

Pп = Pn / cos φ

Pп — полная мощность;

Pn — указанная в паспорте номинальная мощность;

cos φ — коэффициент мощности, равный косинусу угла φ — смещения фаз тока и напряжения.

Такое смещение свойственно приборам с мощным электроприводом, с высокой индуктивной нагрузкой (трансформаторами, дросселями). Значение cos φ для такой техники также указывается в паспорте изделия.

Значения номинальной мощности и cos φ на шильдике асинхронного двигателя

В бытовых условиях подобные приборы встречаются нечасто, но все же если линия проводится, скажем, для питания мощного насоса, компрессора, электродвигателя, для сварочного поста – лучше этим показателем не манкировать.

А теперь можно попробовать произвести полный расчет с учетом всего сказанного выше. Для этого читателю предлагается онлайн-калькулятор.

В поля ввода программы необходимо ввести запрашиваемые данные:

  • Какая проводка будет использоваться: медная или алюминиевая, расположенная открыто или закрытая.
  • Напряжение в планируемой линии.
  • Если в помещении предполагается какой-то специфический температурный режим, то это следует указать – выбрать из предлагаемых вариантов. Температура в комнате ниже +25℃ будет считаться нормальной – она стоит в перечне первой и учитывается по умолчанию.
  • Далее, указывается мощность планируемой к подключению нагрузки. Предусмотрено до 6 разных единиц – для бытовых условий этого обычно достаточно. При этом если поле не заполняется, то мощность считается равной нулю, то есть поле в расчет не принимается.

Два последних поля позволяют учесть нагрузку с реактивной составляющей мощности, если таковая есть. Для этого помимо номинала необходимо указать и значение cos φ. По умолчанию cos φ = 0, то есть как для обычной активной нагрузки.

  • В зависимости от количества подключаемых к линии приборов в алгоритме автоматически учитывается коэффициент спроса.
  • Наконец, пользователь может заложить резерв мощности, повысив коэффициент запаса, от 1 до 2 с шагом 0,1.

Результат расчета будет выдан в квадратных миллиметрах сечения жилы провода (кабеля) с точностью до сотой. Естественно, после этого придется сделать округление до ближайшего стандартного размера в большую сторону.

Калькулятор расчета площади сечения токонесущей жилы кабеля или провода

Поиск нужного сечения кабеля с помощью таблиц

Не все и не всегда любят заниматься самостоятельными расчетами. Таким пользователям можно порекомендовать воспользоваться таблицами.

По сути, это те же расчеты, выполненные специалистами по приведённым формулам. Но только для удобства их результаты сведены в табличное представление.

Например, таблица для определения допустимого сечения (и соответствующего диаметра) жилы исходя из мощности нагрузки и (или) значения силы тока для переменного напряжения 220 вольт (ОП и ЗП — открытая и закрытая проводка соответственно):

Мощность нагрузки, ВтТок, АМЕДЬАЛЮМИНИЙ
ОПЗПОПЗП
S, мм ²d, ммS, мм ²d, ммS, мм ²d, ммS, мм ²d, мм
1000,430,090,330,110,370,120,400,140,43
2000.870,170,470,220,530,250,560.290,61
3001,300,260,580,330,640,370,690,430,74
4001,740,350,670,430,740,500,800,580,86
5002.170,430,740,540,830,620,890.720,96
7503,260,650,910,821,020,931,091,091,18
10004,350,871,051,091,181,241,261,451,36
15006,521,301,291,631,441,861,542,171,66
20008,701,741,492,171,662,481,782,901,92
250010,872,171,662,721,863,111,993.622,15
300013.042,611,823,262,043,732.184,352,35
350015,223,041,973,802,204,352,355.072,54
400017.393,482,104,352,354.972.525,802.72
450019,573,912,234,892,505,592,676,522,88
500021,744,352,355,432,63_6,212,817.253,04
600026.095,222,586,522,887,453,088,703,33
]00030,436,092,787,613,118,703,3310,143,59
800034.786,962,988,703,339,943,5611,593,84
900039.137,833,169,783,5311,183,7713,044,08
1000043,488,703,3310,873,7212,423,9814.494,30

Чаще встречаются несколько иные таблицы. В них приведены стандартные сечения выпускаемой кабельной продукции, и соответствующие им допустимые значения силы тока и мощности нагрузки.

Вот такая таблица для кабелей с медными жилами:

Сечение токонесущей жилы, мм ²Напряжение 220 ВНапряжение 380 В
I, AP, кВтI, AP, кВт
1.5194.11610.5
2.5275.92516.5
4388.33019.8
64610.14026.4
107015.45033
168518.77549.5
2511525.39059.4
3513529.711575.9
5017538.514595.7
7021547.3180118.8
9526057.2220145.2
12030066260171.6

Аналогичная таблица – для кабелей с алюминиевыми проводниками:

Сечение токонесущей жилы, мм ²Напряжение 220 ВНапряжение 380 В
I, AP, кВтI, AP, кВт
2.5204,41912,5
4286,12315,1
6367,93019,8
105011,03925,7
166013,25536,3
258518,77046,2
3510022,08556,1
5013529,711072,6
7016536,314092,4
9520044,0170112,2
12023050,6200132,2

Есть таблицы, которые сразу учитывают количество токонесущих жил в одном кабель-канале (коробе, трубе и т.п.). То есть принимается в расчет взаимное тепловое влияние в условиях ограниченности теплоотвода.

Такая таблица для медных кабелей показана ниже.

(Сокращения: ОЖ – одножильный, ДЖ – двужильный, ТЖ – трехжильный).

Сечение токонесущей жилы, мм²Ток, А, для проводов, проложенных
открытов одном кабель-канале
2×ОЖ3×ОЖ4×ОЖ1×ДЖ1×ТЖ
0.511
0.7515
1171615141514
1.2201816151614.5
1.5231917161815
2262422202319
2.5302725252521
3343228262824
4413835303227
5464239343731
6504642404034
8625451464843
10807060505550
161008580758070
251401151009010085
35170135125115125100
50215185170150160135
70270225210185195175
95330275255225245215
120385315290260295250

Аналогичная таблица – для кабелей с алюминиевыми проводами:

Сечение токонесущей жилы, мм²Ток, А, для проводов, проложенных
открытов одном кабель-канале
2×ОЖ3×ОЖ4×ОЖ1×ДЖ1×ТЖ
2211918151714
2.5242019191916
3272422212218
4322828232521
5363230272824
6393632303126
8464340373832
10605047394238
16756060556055
251058580707565
3513010095859575
50165140130120125105
70210175165140150135
95255215200175190165
120295245220200230190

При желании можно отыскать таблицы более узкой специализации, например, для воздушной прокладки проводов или для подземной, причем — еще и с учетом теплоотводных качеств того или иного грунта. Но не станем ими перегружать настоящую публикацию – она рассчитана все же на начинающих электриков, которые в своем дебюте выполняют задачи попроще.

Некоторые мастера и вовсе рекомендуют брать во внимание упрощенный вариант таблицы сечений проводов и кабелей, используемых для домашней проводки. Вот такой:

Сечение жилы медного провода, мм ² (в скобках — алюминиевого)Максимальный ток при длительной нагрузке, АМаксимальная мощность нагрузки. кВтНоминальный ток защиты автомата, АПредельный ток защиты автомата, АСфера применения в условиях дома (квартиры)
1,5 (2,5)194.11016приборы освещения, сигнализации
2,5 (4,0)275.91625розеточные блоки, системы подогрева полов
4,0 (6,0)388.32532мощное климатическое обрудование, водонагреватели, стиральные и посудомоечные машины
6,0 (10,0)4610.13240электроплиты и электродуховки
10,0 (16,0)7015.45063входные линии электропитания

По большому счету, так оно обычно и получается.
Но напоследок рассмотрим еще один важный нюанс.

Возможная поправка сечения жилы на сопротивление линии

Любой проводник обладает собственным сопротивлением – об этом мы говорили в самом начале статьи, когда приводили значения удельного сопротивления материалов, меди и алюминия.

Оба этих металла обладают весьма достойной проводимостью, и на участках небольшой протяженности собственное сопротивление линии не оказывает сколь-нибудь значимого влияния на общие параметры цепи. Но если планируется прокладка линии большой протяженности, или, например, изготавливается удлинитель-переноска большой длины для работы на значительном удалении от дома, то собственное сопротивление желательно просчитать, и сравнить вызываемое им падение напряжения с напряжением питания. Если падение напряжения получается более 5% от номинала напряжения в цепи, правила эксплуатации электроустановок предписывают брать кабель с жилами большего сечения.

Например, изготавливается переноска для сварочного инвертора. Если сопротивление самого кабеля будет чрезмерным, провода под нагрузкой будут сильно перегреваться, а напряжения и вовсе может оказаться недостаточно для корректной работы аппарата.

Собственное сопротивление кабеля можно вычислить по формуле:

Rk = 2 × ρ × L / S

Rk — собственное сопротивление кабеля (линии), Ом;

2 — длина кабеля удваивается, так как учитывается весь путь прохождения тока, то есть «туда и обратно»;

ρ — удельное сопротивление материала жил кабеля;

L — длина кабеля, м;

S — площадь поперечного сечения жилы, мм².

Предполагается, что нам уже известно, с каким током придется иметь дело при подключении нагрузки — об этом уже не раз рассказывалось в настоящей статье.

Зная силу тока, несложно по закону Ома вычислить падение напряжения, а затем сравнить его с номиналом.

Ur = Rk × I

ΔU (%) = (Ur / Uном) × 100

Если проверочный результат получается более 5%, то следует увеличить сечение жил кабеля на один шаг.

Быстро провести такую проверку поможет еще один онлайн-калькулятор. Дополнительных пояснений он, думается, не потребует.

Калькулятор проверки падения напряжения на линии большой протяженности

Перейти к расчётам

Как уже говорилось, при значении до 5% можно ничего не менять. Если получается больше – увеличивается сечение жилы кабеля, также с последующей проверкой.

*  *  *  *  *  *  *

Итак, были рассмотрены основные вопросы, касающиеся необходимого сечения кабеля в зависимости от планируемой нагрузки на него. Читатель волен выбрать любой из предлагаемых способов расчета, какой ему больше понравится.

Завершим статью видеосюжетом на эту же тему.

Видео: Основные правила выбора сечения проводов

Таблица текущей пропускной способности

| Расчет поперечного сечения кабеля

Допустимая нагрузка по току: таблицы

(Выдержка из таблиц VDE 0298-4 06/13: 11, 17, 18, 21, 26 и 27)

523A

Допустимая нагрузка по току, кабели с номинальным напряжением до 1000 В и термостойкими кабелями VDE 0298-4 06/13 таблица 11, столбец 2 и 5
столбец 2 столбец 5
способ прокладки в воздухе на поверхности или на поверхности
монопроводники

— с резиновым покрытием
— с ПВХ изоляцией
— термостойкие

Многожильные кабели
(кроме домашних или портативных устройств)
— с резиновой изоляцией
— ПВХ изолированный
— термостойкий
Количество заряженных проводников 1 2 или 3
Номинальное сечение Емкость (Ампер)
0 , 75 мм 2 15A 12A
1,00 мм 2 19A 15A
1,50 мм 2 24A 18A
2,50 мм 2 32A 26A
4,00 мм 2 42A 34A
6,00 мм 2 54A 44A
10,00 мм 2 73A 61A
16,00 мм 2 98A 82A
25,00 мм 2 129A 108A
35,00 мм 2 158A 135A
50,00 мм 2 198A 168A
70,00 мм 2 245A 207A
95,00 мм 2 292A 250A
120,00 мм 2 344A 292A
150,00 мм 2 391A 335A
185,00 мм 2 448A 382A
240,00 мм 2 528A 453A
300,00 мм 2 608A

9001 7 1,06

Допустимая нагрузка кабеля при изменении температуры окружающей среды
VDE 0298-4 06/13, таблица 17, столбец 4 1 )
Температура окружающей среды Коэффициент
10 ° C 1,22
15 ° C 1,17
20 ° C 1,12
25 ° C
30 ° C 1,00
35 ° C 0,94
40 ° C 0,87
45 ° C 0 , 79
50 ° C 0,71
55 ° C 0,61
60 ° C 0,50
65 ° C 0,35

1) для кабелей с рабочей температурой макс.70 ° C на проводнике

Допустимая нагрузка на многожильные кабели номинальным сечением до 10 мм 2
VDE 0298-4 06/13 таблица 26. При установке в под открытым небом.
Число нагруженных сердечников Коэффициент
5 0,75
7 0,65
10 0,55
14 0,50
19 0,45
24 0,40
40 0,35
61 0,30

902 03 ——

Максимальный ток кабелей для разделения температуры окружающей среды для термостойких кабелей VDE 0298-4 06/13 таблица 18, столбец 3-6
столбец 3 столбец 4 столбец 5 колонка 6
zulässige Betriebstemperatur
90 ° C 110 ° C 135 ° C 180 ° C
окружающая среда t температура коэффициенты преобразования, применяемые к емкости термостойких кабелей в таблице 11, столбец 2 и 5
до 50 ° C 1,00 1,00 1,00 1,00
55 ° C 0,94 1,00 1,00 1,00
60 ° C 0,87 1,00 1 , 00 1,00
65 ° C 0,79 1,00 1,00 1,00
70 ° C 0,71 1, 00 1,00 1,00
75 ° C 0,61 1,00 1,00 1,00
80 ° C 0,50 1,00 1,00 1,00
85 ° C 0,35 0,91 1,00 1,00
90 ° C —— 0,82 1,00 1,00
95 ° C —— 0,71 1,00 1,00
100 ° C —— 0,58 0,94 1,00
105 ° C —— 0, 41 0,87 1,00
110 ° C —— —— 0,79 1,00
115 ° C —— —— 0,71 1,00
120 ° C —— —— 0,61 1,00
125 ° C —— —— 0,50 1,00
130 ° C —— —— 0,35 1,00
135 ° C —— —— 1,00
140 ° C —— —— —— 1, 00
145 ° C —— —— —— 1,00
150 ° C —— —— —— 1,00
155 ° C —— —— —— 0,91
160 ° C —— —— —— 0,82
165 ° C —— — —- —— 0,71
170 ° C —— —— —— 0,58
175 ° C —— —— —— 0,41
Допустимая нагрузка по току o f кабели для накопления на стенах, в трубах и трубопроводах, на полу и на потолке VDE 0298-4 06/13 таблица 21

No.многожильных кабелей
(2 или 3 токоведущих жилы)

Коэффициент

1

1,00

2 0,80
3 0,70
4 0,65
5 0,60
6 0,57
7 0,54
8 0,52
9 0,50
10 0,48
12 0,45
14 0,43
16 0,41
18 0,39
20 0,38

Максимально допустимая токовая нагрузка в соотв.согласно VDE 0891, часть 1, пункт 7 необходимо учитывать при применении изолированных кабелей в телекоммуникационных системах и устройствах обработки данных.

Допустимая нагрузка на кабели для намотанных кабелей VDE 0298-4 06/13 таблица 27
1 2 3 4 5 6
№ слоев на одном барабане 1 2 3 4 5
коэффициенты пересчета 0,80 0,61 0,49 0,42 0, 38

Примечание: для спиральной обмотки действителен коэффициент преобразования 0,80

Калькулятор сопротивления проводов

Этот калькулятор сопротивления проводов может быстро вычислить электрические свойства конкретного провода — его сопротивление и проводимость.Сопротивление описывает, насколько сильно данный кабель препятствует прохождению электрического тока, а проводимость измеряет способность провода проводить его. С ними также связаны две физические величины — удельное электрическое сопротивление и электропроводность. Прочитав приведенный ниже текст, вы, например, узнаете, как можно оценить сопротивление провода, используя формулу сопротивления (так называемый закон Пуйе).

В настоящее время одним из наиболее часто используемых проводников является медь, которую можно найти почти в каждом электрическом устройстве.Прочтите, если вы хотите узнать, каковы проводимость меди и удельное сопротивление меди, а также какие единицы удельного сопротивления и единицы проводимости использовать. Вы также можете рассчитать падение напряжения на конкретном проводе — в этом случае попробуйте наш калькулятор падения напряжения!

Единицы удельного сопротивления и электропроводности

Удельное сопротивление ρ , в отличие от сопротивления, является внутренним свойством материала. Это значит, что неважно, толстая или тонкая, длинная или короткая проволока.Удельное сопротивление всегда будет одинаковым для конкретного материала, а единицы удельного сопротивления — «омметр» ( Ом * м ). Чем выше удельное сопротивление, тем труднее протекать току через провод. Вы можете проверить наш калькулятор скорости дрейфа, чтобы узнать, насколько быстро проходит электричество.

С другой стороны, у нас есть проводимость σ , которая строго связана с удельным сопротивлением. В частности, он определяется как обратное: σ = 1 / ρ . Как и удельное сопротивление, это внутреннее свойство материала, но единицы проводимости — «сименс на метр» ( См / м ).Электрический ток может плавно течь через провод, если проводимость высокая.

В некоторых материалах при очень низких температурах мы можем наблюдать явление, называемое сверхпроводимостью. Сопротивление в сверхпроводнике резко падает до нуля, и, таким образом, проводимость приближается к бесконечности. Можно сказать, что это идеальный дирижер. Сверхпроводимость также связана с левитацией, которую мы описали в нашем калькуляторе магнитной проницаемости.

Формула проводимости и формула сопротивления

И проводимость, и сопротивление зависят от геометрических размеров провода.В нашем калькуляторе сопротивления проводов используется следующая формула сопротивления:

R = ρ * L / A

где

  • R — сопротивление в Ом,
  • ρ — удельное сопротивление материала в Ом * м,
  • L — длина провода,
  • A — площадь поперечного сечения провода.

Вы также можете использовать этот калькулятор сопротивления проводов для оценки проводимости, так как:

G = σ * A / L

где

  • G — проводимость в сименсе (S),
  • σ — проводимость в См / м,
  • L и A сохраняют то же значение.

В расширенном режиме вы можете напрямую изменять значения удельного сопротивления ρ и проводимости σ . Комбинируя два приведенных выше уравнения с соотношением ρ = 1 / σ , мы получаем аналогичную связь между сопротивлением и проводимостью:

R = 1 / G

Вы уже рассчитали сопротивление вашего провода? Попробуйте наш калькулятор последовательных резисторов и параллельный калькулятор резисторов, чтобы узнать, как можно рассчитать эквивалентное сопротивление различных электрических цепей.

Электропроводность меди и удельное сопротивление меди

Такие материалы, как медь и алюминий, имеют низкий уровень удельного сопротивления, что делает эти материалы идеальными для производства электрических проводов и кабелей. Вы должны помнить, что сопротивление (и, следовательно, проводимость) зависит от температуры. В нашем калькуляторе сопротивления проводов мы перечислили некоторые материалы, которые вы можете выбрать, чтобы узнать их удельное сопротивление и проводимость при 20 ° C. Например, электропроводность меди составляет σ ≈ 5.(-8) Ом * м .

Калькулятор падения напряжения постоянного тока и переменного тока

Бесплатный онлайн-калькулятор для расчета падения напряжения и потерь энергии в проводе

Потери в проводах солнечных батарей должны быть ограничены,
Потери постоянного тока в цепочках солнечных панелей и потери переменного тока на выходе
инверторы. Способ ограничить эти потери — минимизировать напряжение
падение кабелей. Падение напряжения менее 1% подходит и в любом
в случае, если она не должна превышать 3%.

Экономьте электроэнергию: этот бесплатный онлайн-калькулятор рассчитывает переменный и постоянный ток.
Мощность, падение напряжения, потери энергии в проводе, резистивный нагрев, для
трехфазная и однофазная проводка.
Заполните желтые поля и нажмите кнопки «рассчитать». Результаты
отображается в зеленых полях.

КАЛЬКУЛЯТОР ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ И ПОТЕРЯ ЭНЕРГИИ

КАЛЬКУЛЯТОР ПАДЕНИЯ НАПРЯЖЕНИЯ ПОСТОЯННОГО ТОКА И ПОТЕРЯ ЭНЕРГИИ

КАК РАССЧИТАТЬ ПЕРЕПАД НАПРЯЖЕНИЯ И ПОТЕРИ ЭНЕРГИИ В ПРОВОДЕ?

ПАДЕНИЕ НАПРЯЖЕНИЯ

Падение напряжения определяется по следующей формуле:

Где:

U: Напряжение постоянного или переменного тока
система (В)
Это напряжение фаза-фаза для 3-фазной системы; напряжение фаза-нейтраль для однофазной системы.
Пример:
— Для западноевропейских стран трехфазная цепь обычно имеет напряжение 400 В, а однофазная 230 В.
— В Северной Америке типичное напряжение трехфазной системы составляет 208 вольт, а однофазное напряжение — 120 вольт.
Примечание: для падения напряжения постоянного тока в фотоэлектрической системе, напряжение
система U = Umpp одной панели x количество панелей в серии.
ΔU: падение напряжения в вольтах (В)
b: коэффициент длины кабеля, b = 2 для
однофазная проводка, b = 1 для трехфазной проводки.
ρ1: удельное сопротивление в Ом · мм2 / м материала.
проводник для заданной температуры. При 20 градусах Цельсия значение удельного сопротивления составляет 0,017 для меди и 0,0265 для алюминия.
Обратите внимание, что удельное сопротивление увеличивается с температурой. Удельное сопротивление меди достигает примерно 0,023 Ом.мм2 / м при 100 ° C, а удельное сопротивление алюминия достигает примерно 0,037 Ом.мм2 / м при 100 ° C.
Обычно для расчета падения напряжения в соответствии с электрическими стандартами используется удельное сопротивление при 100 ° C (например, NF C15-100).
ρ1 = ρ0 * (1 + alpha (T1-T0)), здесь ρ0 = удельное сопротивление при 20 ° C (T0) и альфа = температурный коэффициент на градус C и T1 = температура кабеля.
T1: Температура кабеля (значение по умолчанию = 100 ° C).
Обратите внимание, что по опыту проволока с правильным размером не должна иметь внешнюю температуру выше 50 ° C, но она может соответствовать внутренней температуре материала около 100 ° C.
L: простая длина кабеля
(расстояние между источником и прибором) в метрах (м).
S: сечение кабеля
в мм2
Cos φ: коэффициент мощности, Cos φ = 1
для чисто резистивной нагрузки, Cos φ <1 для индуктивного заряда (обычно 0,8).
λ: реактивное сопротивление на единицу длины
(значение по умолчанию 0,00008 Ом / м)
Sin φ: синус (acos (cos φ)).
Ib: ток в амперах (A)

NB: для цепи постоянного тока cos φ = 1, поэтому sin φ = 0.

Падение напряжения в процентах:

ΔU (%) = 100 x
ΔU / U0
Где:

ΔU: падение напряжения в В
U0: напряжение между фазой и
нейтраль (пример: 230 В в 3-фазной сети 400 В)

ПОТЕРЯ ЭНЕРГИИ

Потери энергии в кабеле в основном связаны с резистивным нагревом
кабель.
Он определяется по следующей формуле:

E = a x R x Ib²
Где:

E: потери энергии в проводах,
Ватт (Вт)
a: количество строк
коэффициент, a = 1 для одиночной линии, a = 3 для 3-х фазной цепи.
R: сопротивление одного активного
строка
Ib: ток в амперах (A)

R определяется по следующей формуле:

R = b x ρ1 x L / S

b: коэффициент длины кабеля, b = 2
для однофазной проводки, b = 1 для трехфазной проводки.
ρ1: удельное сопротивление
материал проводника, 0,017 для меди и 0,0265 для алюминия (температура провода 20 ° C) в Ом.мм2 / м. Удельное сопротивление меди достигает примерно 0,023 Ом.мм2 / м при 100 ° C, а удельное сопротивление алюминия достигает примерно 0,037 Ом.мм2 / м при 100 ° C.
L: простая длина кабеля
(расстояние между источником и прибором) в метрах (м).
S: сечение кабеля
в мм2

NB: для постоянного тока потери энергии в процентах равны
падение напряжения в процентах.

Диаграмма
: Пример потерь при падении напряжения в зависимости от поперечного сечения проводов
секция для фотоэлектрической системы мощностью 3 кВт с 50 м солнечного кабеля постоянного тока.

Калькулятор размера провода

— Как рассчитать калибр провода

Сечение жилы кабеля следует выбирать в соответствии с потребляемым током подключенных нагрузок. Эта статья расскажет, как рассчитать размер и сечение провода.Онлайн-калькулятор размеров проводов поможет вам рассчитать размеры после ввода данных.

Общие сведения о кабеле сечения провода

Электрическое напряжение — это разделение электрических зарядов и электрического тока за счет направленного движения электронов между двумя точками. Это движение электронов всегда вызывает тепло. Чем больше электронов приводится в движение, тем сильнее становится ток и выделяется больше тепла. Правильное сечение кабеля важно для безопасной эксплуатации электроприборов и машин.В этом отношении решающее значение имеет размер электрического провода.

Линия раструба имеет меньшее поперечное сечение, чем соединительная линия токарного станка. Однако управление ТЭЦ сильнее, чем у токарного станка. Если бы мы управляли ТЭЦ через токарный станок или колокол, из-за чрезмерного нагрева возник бы пожар в кабеле.

Поперечное сечение относится к площади каждого провода кабеля, и его размер зависит от нескольких факторов. С одной стороны, это электрические данные подключенной машины, а с другой — конструктивные условия, такие как длина кабеля и тип установки.Мы хотим объяснить, как эти факторы влияют на сечение и как рассчитать сечение провода. Кроме того, мы предоставляем калькулятор размера провода.

Функция поперечного сечения

Каждая линия имеет сопротивление, даже если оно очень маленькое. Каждое сопротивление означает выделение тепла, и это тепло преобразуется в электрическую энергию. Проще говоря, мы могли бы назвать это потраченное впустую тепло «потерей», потому что оно не используется по назначению. Этот эффект легко наблюдать при использовании старых лампочек: уже через несколько секунд после включения стекло становится слишком горячим, чтобы дотронуться до него.

Провод должен обеспечивать прохождение тока с минимально возможным сопротивлением. Обычно действует следующее: с увеличением поперечного сечения кабеля сопротивление уменьшается. Особенно это актуально при очень сильной жаре. Увеличение поперечного сечения нейтрализует это тепло. Это снижает риск чрезмерного нагрева и предотвращает возгорания.

Связь между температурой и сопротивлением

Из-за химических процессов в материале электрическое сопротивление кабеля увеличивается с температурой.Вот почему мы измеряем сопротивление, близкое к 0, с помощью холодной лампочки. При включении генерируется очень сильный ток, который стабилизируется из-за нагрева в течение доли секунды. Вот почему лампы накаливания обычно горят с большим взрывом при включении, а не во время работы.

Проволока меньшего диаметра нагревается быстрее при том же токе. Нагрев увеличивает сопротивление проволоки, что, в свою очередь, приводит к ее более быстрому нагреву. Этот круг предотвращает отказ некоторых систем в течение некоторого времени после включения, потому что нагревание линии увеличивает сопротивление.

Формулы для расчета сечения провода

DC расчет поперечного сечения линии:

$$ A = \ frac {2 \ cdot l \ cdot I} {\ gamma \ cdot U_a} $$

Расчет однофазного переменного тока:

$$ A = \ frac {2 \ cdot l \ cdot I \ cdot \ cos \ varphi} {\ gamma \ cdot U_a} $$

Формула поперечного сечения линии трехфазного переменного тока (трехфазного тока):

$$ A = \ frac {\ sqrt {3} \ cdot l \ cdot I \ cdot \ cos \ varphi} {\ gamma \ cdot U_a} $$

Формулы сечения кабеля на первый взгляд выглядят довольно сложными.Поэтому в следующих нескольких разделах мы объясним, как достигаются эти размеры. Значения просто нужно ввести в калькулятор сечения провода.

Описание компонентов

\ (l \) = длина линии в метрах
\ (I \) = номинальный ток в амперах
\ (\ sqrt {3} \) = коэффициент объединения трехфазного тока
\ (\ cos \ varphi \) = электрический КПД системы
\ (\ gamma \) = проводимость материала линии в Сименсах на метр
\ (U_a \) = Допустимое падение напряжения кабеля в%

Получение требуемых значений

Номинальный ток \ (\ mathbf {I} \) и КПД \ (\ mathbf {\ cos \ varphi} \) можно найти в руководстве или на паспортной табличке машины.В качестве альтернативы ток можно рассчитать, используя известные мощность и напряжение. Для установок постоянного тока \ (\ cos \ varphi \) не указывается. Это 1.0, и его можно не учитывать при расчетах.

Длина линии \ (\ mathbf {l} \) измеряется точно вдоль линии и указывается в метрах. 2 \).2 \). В смысле резерва, здесь следует использовать следующий размер. Большее поперечное сечение имеет только преимущества с точки зрения электричества. Единственные недостатки — немного более высокая стоимость и больший размер.

Расчет сечения провода — прочие факторы

Допустимая допустимая нагрузка по току также зависит от температуры окружающей среды. Нагрузки кабеля могут отличаться при разных температурах. Высокие температуры имеют первостепенное значение, поскольку они снижают грузоподъемность. Низкие температуры увеличивают допустимую нагрузку.

Режим прокладки кабеля ограничивает ток в зависимости от материалов, окружающих кабель. Существуют типы установки от A1 до E. Они зависят от того, проложен кабель на стене, в стене или свободно. Как правило, расчетное сечение жилы будет намного ниже предельного значения, основанного на типе прокладки.

Если используется более одного кабеля, необходимо также отрегулировать допустимую нагрузку. Это связано с тем, что несколько плотно уложенных кабелей больше не могут беспрепятственно излучать свое тепло.Существуют факторы, зависящие от количества кабелей с «шапкой», с помощью которых снижается допустимая нагрузка по току.

Расчет сечения провода для нескольких потребителей

Сложнее рассчитать сечение проводника при подключении нескольких нагрузок. В принципе, можно сложить все токи и измерить длину общего участка линии. Исходя из этого, можно рассчитать большое сечение. Однако в большинстве случаев размер этой линии будет значительно превышен, поскольку не все потребители обычно получают электроэнергию одновременно.Здесь обычно ожидается фактор одновременности. Нет четкого способа определить это.

Напряжение

— Как определить сечение кабеля Напряжение

— Как определить сечение кабеля — Обмен электротехническими стеками

Сеть обмена стеков

Сеть Stack Exchange состоит из 176 сообществ вопросов и ответов, включая Stack Overflow, крупнейшее и пользующееся наибольшим доверием онлайн-сообщество, где разработчики могут учиться, делиться своими знаниями и строить свою карьеру.

Посетить Stack Exchange

  1. 0

  2. +0

  3. Авторизоваться
    Зарегистрироваться

Electrical Engineering Stack Exchange — это сайт вопросов и ответов для профессионалов в области электроники и электротехники, студентов и энтузиастов.Регистрация займет всего минуту.

Зарегистрируйтесь, чтобы присоединиться к этому сообществу

Кто угодно может задать вопрос

Кто угодно может ответить

Лучшие ответы голосуются и поднимаются наверх

Спросил

Просмотрено
999 раз

\ $ \ begingroup \ $

На этот вопрос уже есть ответы :

Закрыт 1 год назад.

Я смотрю на эту таблицу, из которой видно, что кабель 0,5 мм2 может выдерживать 720 Вт при токе 3 А.

В то же время я использовал онлайн-калькулятор размера кабеля, чтобы определить размер кабеля, который мне нужно было бы использовать для 12V60A, который также составляет 720 Вт, и в результате у меня получилось 8 мм2.

И если подумать, это действительно имеет смысл, поскольку ток — это мера электронов в единицу времени, которые являются физическими объектами (не совсем, но я исхожу из опыта программирования, так что это тоже имеет смысл для меня), чем больше они, тем больше места в них нужно будет пройти.Но где же в уравнении напряжение? Если мы представим, что напряжение — это сила, с которой движутся электроны, также имеет смысл нуждаться в более сильном проводнике, чем выше напряжение, а это, похоже, не так? Сечение проводника определяется исключительно силой тока? Может ли кабель сечением 0,5 мм2 выдерживать ток 3 А при любом напряжении?

Я задал много вопросов, но я надеюсь, что вы поняли, откуда исходит мое любопытство.

Создан 25 июл.

php_nub_qqphp_nub_qq

54422 серебряных знака1515 бронзовых знаков

\ $ \ endgroup \ $

4

\ $ \ begingroup \ $

Требуемый размер провода определяется предполагаемым током, а не напряжением или мощностью.Напряжение будет определять требуемую толщину или тип изоляции.

Требуемый размер провода для данного тока определяется как сопротивлением нагрева, так и падением напряжения на сопротивлении провода

Создан 25 июля ’19 в 19: 572019-07-25 19:57

Питер БеннеттПитер Беннетт

46.2k11 золотых знаков3737 серебряных знаков9696 бронзовых знаков

\ $ \ endgroup \ $

6

\ $ \ begingroup \ $

Исходя из того, что в таблице указано 2400 Вт при 10 А, тогда напряжение должно быть 240 В.Но вам нужно 60А, вам нужен провод, который сможет его нести. 0,5 квадратных миллиметра выдерживают ток 3А.

Создан 25 июл.

JustmeJustme

2,113 золотых знаков3737 серебряных знаков9191 бронзовый знак

\ $ \ endgroup \ $

Электротехнический стек Exchange лучше всего работает с включенным JavaScript

Ваша конфиденциальность

Нажимая «Принять все файлы cookie», вы соглашаетесь с тем, что Stack Exchange может хранить файлы cookie на вашем устройстве и раскрывать информацию в соответствии с нашей Политикой в ​​отношении файлов cookie.

Принимать все файлы cookie

Настроить параметры

Калькулятор размеров калибра проводов и сопротивления

Вычислите диаметр, площадь поперечного сечения и сопротивление провода с учетом его калибра или найдите калибр провода с учетом диаметра.

Калькулятор калибра провода

Результатов:

Диаметр

дюймов: дюймов
миллиметров: мм

Площадь поперечного сечения

тыс. Цмил: тыс. Куб.
квадратных дюймов: дюймов 2
квадратных миллиметров: мм 2

Сопротивление

Удельное сопротивление: Ом · м
Общее сопротивление: Ом


Формулы калибра проволоки

Калибр проволоки — это стандартная единица измерения диаметра проволоки, а американский калибр проволоки, или AWG, является стандартом, используемым в Северной Америке.Диаметр и площадь поперечного сечения провода можно определить с помощью калибра провода и нескольких простых формул.

Диаметр проволоки

Формула для определения диаметра проволоки в дюймах:

диаметр (дюйм) = 0,005 × 92 (36 — AWG) ÷ 39

Формула для определения диаметра проволоки в миллиметрах:

диаметр (мм) = .127 × 92 (36 — AWG) ÷ 39

Шаги по поиску диаметра

Сначала найдите показатель степени в уравнении, вычтя калибр проволоки из 36, а затем разделив на 39.

Нахождение экспоненты для проволоки калибра 00, 000 и 0000 немного отличается. Замените -1, -2 и -3 для манометра в приведенной выше формуле вместо значения AWG.

Второй — найти 92 в степени, рассчитанной на предыдущем шаге.

Третий — умножьте значение из второго шага на 0,005 дюйма или 0,127 мм, чтобы найти диаметр проволоки в дюймах или миллиметрах соответственно.

Площадь поперечного сечения провода

Формула для определения площади поперечного сечения провода в килокруглых милах или килограммах:

площадь (тыс. мил) = 1000 × диаметр 2

Формула для определения площади поперечного сечения провода в квадратных миллиметрах:

площадь (мм 2 ) = (π ÷ 4) × диаметр 2

Шаги для определения площади поперечного сечения

Сначала — найдите диаметр проволоки.Используйте приведенную выше формулу для расчета ширины, если известно AWG.

Во-вторых, умножьте диаметр на 1000, чтобы найти площадь в километрах, или на (3,1415 ÷ 4), чтобы вычислить квадратные миллиметры.

Диаграмма диаметра, площади и сопротивления проволоки

Значения диаметра, площади поперечного сечения и сопротивления для различных американских калибров провода (AWG).
AWG Диаметр Площадь поперечного сечения Сопротивление
(дюймы) (мм) (килограмм) (мм 2 ) Ом на 1000 футов Ом на 1000м
0000 (4/0) 0.46 11,684 211,6 107,22 0,049 0,1608
000 (3/0) 0,4096 10,405 167,81 85,029 0,0618 0,2028
00 (2/0) 0,3648 9,266 133.08 67,431 0,0779 0,2557
0 (1/0) 0,3249 8.251 105,53 53,475 0,0983 0,3224
1 0,2893 7,348 83,693 42,408 0,1239 0,4066
2 0,2576 6.544 66.371 33,631 0,1563 0,5127
3 0,2294 5,827 52,635 26.67 0,197 0,6464
4 0,2043 5,189 41,741 21,151 0,2485 0,8152
5 0,1819 4,621 33.102 16,773 0,3133 1.028
6 0,162 4,115 26,251 13,302 0,3951 1.296
7 0,1443 3,665 20,818 10,549 0,4982 1,634
8 0,1285 3,264 16,51 8,366 0,6282 2,061
9 0,1144 2,906 13.093 6,634 0,7921 2,599
10 0.1019 2,588 10,383 5.261 0,9988 3,277
11 0,0907 2.305 8,234 4,172 1,26 4,132
12 0,0808 2,053 6.53 3.309 1,588 5,211
13 0,072 1,828 5,178 2.624 2,003 6.571
14 0,0641 1,628 4,107 2,081 2,525 8,285
15 0,0571 1,45 3,257 1,65 3,184 10,448
16 0,0508 1,291 2,583 1,309 4,015 13,174
17 0.0453 1,15 2,048 1.038 5,063 16,612
18 0,0403 1.024 1,624 0,823 6.385 20,948
19 0,0359 0,9116 1,288 0,6527 8,051 26,415
20 0,032 0,8118 1.022 0,5176 10,152 33,308
21 0,0285 0,7229 0,8101 0,4105 12.802 42,001
22 0,0253 0,6438 0,6424 0,3255 16,143 52,962
23 0,0226 0,5733 0,5095 0,2582 20.356 66,784
24 0,0201 0,5106 0,404 0,2047 25,668 84,213
25 0,0179 0,4547 0,3204 0,1624 32,367 106,19
26 0,0159 0,4049 0,2541 0,128 40,814 133,9
27 0.0142 0,3606 0.2015 0,1021 51,466 168,85
28 0,0126 0,3211 0,1598 0,081 64,897 212,92
29 0,0113 0,2859 0,1267 0,0642 81,833 268,48
30 0,01 0,2546 0.1005 0,0509 103,19 338,55
31 0,008928 0,2268 0,0797 0,0404 130,12 426,9
32 0,00795 0,2019 0,0632 0,032 164,08 538,32
33 0,00708 0,1798 0,0501 0,0254 206.9 678,8
34 0,006305 0,1601 0,0398 0,0201 260,9 855,96
35 0,005615 0,1426 0,0315 0,016 328,98 1 079,3
36 0,005 0,127 0,025 0,0127 414,84 1,361
37 0.004453 0,1131 0,0198 0,01 523,1 1716,2
38 0,003965 0,1007 0,0157 0,007967 659,62 2 164,1
39 0,003531 0,0897 0,0125 0,006318 831,77 2 728,9
40 0,003145 0.0799 0,009888 0,00501 1048,8 3 441,1

Также ознакомьтесь с нашим калькулятором стоимости электроэнергии и нашим калькулятором стоимости освещения, прежде чем планировать свой следующий электрический проект.

Расчет данных кабеля

Расчетный выход: Диаметр кабеля, общая емкость (мкФ), общий ток зарядки (амперы), параметры заряда на фазу (кВАр), реактивное сопротивление заряда (МОм * 1000 футов), индуктивность (мГн), реактивное сопротивление (Ом), переменный ток Сопротивление, соотношение X / R и импульсное сопротивление (Ом).

Основа расчета


Емкость кабелей, зарядный ток и зарядная реактивная мощность

Емкость одножильного экранированного кабеля определяется по следующей формуле:

Где:

C = Общая емкость кабеля (микрофарады) I заряд = Ток заряда кабеля
SIC = Диэлектрическая проницаемость изоляции кабеля (Таблица 3) D = Диаметр над изоляция (дюймы)
d = Диаметр проводника (дюймы) В LL = Рабочее напряжение системы в (кВ)
f = Рабочая частота системы (Гц) L = Длина Кабель в футах
I заряд = зарядный ток (амперы) кВАр заряд = однофазный кВАр или зарядный варс на кабель

Индуктивность и реактивное сопротивление кабеля

Индуктивность и индуктивное сопротивление трех однофазных кабелей рассчитываются по формулам, приведенным ниже.Формулы предполагают конфигурацию кабеля, показанную на рисунке выше. Кроме того, поскольку индуктивность зависит от окружающего материала, используйте Таблицу 4, чтобы определить соответствующий коэффициент «K» (множитель) для индуктивности.

Где:

X L = Индуктивное сопротивление проводника (Ом) L C = Индуктивность кабеля (мГн)
L = Длина кабеля в футах A, B, C = Расстояние на цифра выше (дюймы)
K = Коэффициент поправки для установки, указанный в Таблице-4 d = Диаметр проводника (дюймы)

Сопротивление кабеля при рабочей температуре

Сопротивление жилы обеспечивается при 20 град.C в Таблице-1. При работе при другой температуре сопротивление меняется и определяется по следующей формуле:

Где:

R AC = сопротивление переменного тока проводника при рабочей температуре (Ом)
R AC20C = сопротивление переменного тока проводника при 20 ° C (Ом)
T = рабочая температура проводник (° C)

Импеданс перенапряжения

Импеданс кабеля можно рассчитать по следующей формуле:

Где:

Z o = Импеданс кабеля (Ом)
L C = индуктивность проводника (мГн)
C = общая емкость кабеля (микрофарады)

.