Выбор мощности, тока и сечения проводов и кабелей ПУЭ
Таблица мощности кабеля требуется чтобы правильно произвести расчет сечения кабеля, если мощность оборудования большая, а сечение кабеля маленькое, то будет происходить его нагревание, что приведет к разрушению изоляции и потере его свойств.
ПУЭ-7 п.1.3.10-1.3.11 ДОПУСТИМЫЕ ДЛИТЕЛЬНЫЕ ТОКИ ДЛЯ ПРОВОДОВ, ШНУРОВ И КАБЕЛЕЙ С РЕЗИНОВОЙ ИЛИ ПЛАСТМАССОВОЙ ИЗОЛЯЦИЕЙ
Таблица 1.3.4. Допустимый длительный ток для проводов и шнуров с резиновой и поливинилхлоридной изоляцией с медными жилами
Ток, А, для проводов, проложенных в одной трубе
Таблица 1.3.5. Допустимый длительный ток для проводов с резиновой и поливинилхлоридной изоляцией с алюминиевыми жилами
Ток, А, для проводов, проложенных
Таблица 1.3.6. Допустимый длительный ток для проводов с медными жилами с резиновой изоляцией в металлических защитных оболочках и кабелей с медными жилами с резиновой изоляцией в свинцовой, поливинилхлоридной, найритовой или резиновой оболочке, бронированных и небронированных
Ток *, А, для проводов и кабелей
* Токи относятся к проводам и кабелям как с нулевой жилой, так и без нее.
Таблица 1.3.7. Допустимый длительный ток для кабелей с алюминиевыми жилами с резиновой или пластмассовой изоляцией в свинцовой, поливинилхлоридной и резиновой оболочках, бронированных и небронированных
Ток, А, для кабелей
Примечание. Допустимые длительные токи для четырехжильных кабелей с пластмассовой изоляцией на напряжение до 1 кВ могут выбираться по табл. 1.3.7, как для трехжильных кабелей, но с коэффициентом 0,92.
Таблица 1.3.8. Допустимый длительный ток для переносных шланговых легких и средних шнуров, переносных шланговых тяжелых кабелей, шахтных гибких шланговых, прожекторных кабелей и переносных проводов с медными жилами
Сечение токопроводящей жилы, мм2
Ток *, А, для шнуров, проводов и кабелей
* Токи относятся к шнурам, проводам и кабелям с нулевой жилой и без нее.
Таблица 1.3.9. Допустимый длительный ток для переносных шланговых с медными жилами с резиновой изоляцией кабелей для торфопредприятий
Сечение токопроводящей жилы, мм 2
Ток *, А, для кабелей напряжением, кВ
* Токи относятся к кабелям с нулевой жилой и без нее.
Таблица 1.3.10. Допустимый длительный ток для шланговых с медными жилами с резиновой изоляцией кабелей для передвижных электроприемников
Сечение токопроводящей жилы, мм 2
Ток *, А, для кабелей напряжением, кВ
Сечение токопроводящей жилы, мм 2
Ток *, А, для кабелей напряжением, кВ
* Токи относятся к кабелям с нулевой жилой и без нее.
Таблица 1.3.11. Допустимый длительный ток для проводов с медными жилами с резиновой изоляцией для электрифицированного транспорта 1,3 и 4 кВ
| Сечение токопроводящей жилы, мм 2 | Ток, А | Сечение токопроводящей жилы, мм 2 | Ток, А | Сечение токопроводящей жилы, мм 2 | Ток, А |
| 1 | 20 | 16 | 115 | 120 | 390 |
| 1,5 | 25 | 25 | 150 | 150 | 445 |
| 2,5 | 40 | 35 | 185 | 185 | 505 |
| 4 | 50 | 50 | 230 | 240 | 590 |
| 6 | 65 | 70 | 285 | 300 | 670 |
| 10 | 90 | 95 | 340 | 350 | 745 |
Таблица 1.3.12. Снижающий коэффициент для проводов и кабелей, прокладываемых в коробах
Количество проложенных проводов и кабелей
Снижающий коэффициент для проводов, питающих группы электро приемников и отдельные приемники с коэффициентом использования более 0,7
Petrem.ru
Всё о и для ремонта квартир и загородного строительства своими руками. На сайте вы найдете ответы на вопросы связанные с ремонтом квартиры, загородном строительсве которые вам помогут реализовать ваши мечты и сэкономить ваши деньги.
Длительно допустимый ток кабеля и его значение при выборе кабельной продукции
Во время обустройства систем электропитания внутри помещений промышленного и бытового назначения, в жилых домах и других постройках всегда рассчитывают примерную нагрузку электрической сети. Для чего это необходимо? Чтобы можно было рассчитать длительно допустимый ток кабеля и выбрать по данному параметру наиболее подходящий провод. Допустимые токи кабелей – одна из важнейших характеристик, которую используют электрики для прокладки медного провода.
Что такое предельный ток кабеля
Допустимая токовая нагрузка на проводники кабеля имеет два значения. То есть она может быть длительной или кратковременной. Электрический ток, проходя по жилам, нагревает их. Степень нагрева зависит от сечения жил, проходящего по ним тока, а также металла, который использовался для их изготовления. Материал изоляции, количество жил и то, каким образом проложен провод – эти факторы также влияют на предельно допустимые, переменные и постоянные, токи для проводов и кабелей.
Что случится, если токовые нагрузки на кабели превысят максимальные в течение длительного времени? Сильный нагрев проводников приведёт к тому, что изоляция начнёт плавиться, не выдержав такой температуры. Как результат – угроза пожара и короткое замыкание. Предельные значения токов зависят от изолирующего материала – есть такие, которые начинают плавиться уже при достижении температуры 65°С.
Как правило, допустимый длительный ток для кабелей меньше, чем во время кратковременной перегрузки. Два основных металла, которые применяют для изготовления силовых кабелей, – это алюминий и медь. Оба они широко доступны и имеют оптимальную, относительно недорогую, стоимость. Раньше эти материалы применяли в жилищном строительстве. Сегодня для проведения электромонтажных работ внутри капитальных построек допускаются к использованию только медные провода. Это отражено в Правилах устройства электроустановок (ПУЭ). Такой подход связан с тем, что электропроводность меди гораздо лучше алюминия.
Другими словами, пропускная способность кабеля из меди выше, чем алюминиевого. Чтобы пропустить один и тот же ток, потребуется алюминиевый проводник большего сечения, чем медный. Соответственно, максимально допустимый ток для медных проводов больше, чем для алюминиевых такого же сечения. Алюминий имеет только одно преимущество – он более дешёвый. Но он не такой гибкий, как медный провод, и подвергается деформации в точках соединения.
Из таблицы 1 видно, насколько допустимые токовые нагрузки кабелей с медными жилами выше, чем у алюминиевых (первая буква «А» в маркировке). Кабели из 5 жил применяются для электропроводки трёхфазной сети, имеющей современную заземляющую систему TN-S. Содержат 3 фазных проводника, один нулевой и один заземляющий провод.
Как определяется площадь сечения
Большинство кабелей имеет круглую форму проводников. Выпускается также продукция с прямоугольным, треугольным и квадратным сечением жил. Эти шаги были предприняты для создания большего удобства прокладки. Например, для распределительных шкафов производят квадратные или прямоугольные шины, как самые удобные. Обычно кабель содержит маркировку, которая указывает количество жил и их сечение. Можно также вычислить это значение самостоятельно, чтобы определить допустимый длительный ток для кабелей той или иной марки.
Площадь круглого сечения определяется по формуле S = πd2/4, где S означает площадь, π – это знак «пи», равный приблизительно 3.14, d – диаметр жилы, который можно замерить точно штангенциркулем. Для квадрата способ расчёта очень прост – S = A2, где А – длина одной из сторон квадрата. Площадь прямоугольного сечения вычисляется так: S = A*B, обозначения А и В – длинная и короткая стороны прямоугольника. Если речь идёт о треугольной форме, имеющей форму сектора круга, то формула расчёта такая: S = πr2/3, где r – радиус.
Вычислив сечение жилы, зная марку, материал проводника и изоляции, можно определить по таблицам 1 или 2 допустимый длительный ток для кабелей. Сечение многожильных проводников посчитать труднее, но вполне возможно. Для этого нужно распушить кабельный конец, отделить один из проводников и замерить штангенциркулем его диаметр. После расчёта по вышеприведённой формуле для круглых жил результат умножается на их количество.
Если под рукой нет соответствующих таблиц, можно грубо определить, какой длительно допустимый ток для их медных проводов. Если, к примеру, сечение жилы из меди равно 1 мм2, она сможет без перегрева обеспечить прохождение тока величиной 10 А. 2 мм2 – 20 А и так далее. Но лучше длительно допустимый ток кабеля определять по соответствующими таблицам, особенно если дело касается многожильных проводников. Пропуская ток, они не только греются сами, но также греют друг друга. Поэтому предельную нагрузку уменьшают с соответствующими поправками.
Виды проводки
Чаще всего используется открытая проводка. Это означает, что выполняется прокладка кабеля по воздуху, по различным поверхностям, внутри труб или специальных колодцев, каналов. Если же провод проложен под штукатуркой, в воде, а также под землёй или внутри других конструктивных элементов, не дающих доступа воздуху, он нагревается сильнее.
Для того чтобы откорректировать максимальные значения по току, были вычислены поправки:
если провод с одной жилой протянут внутри трубы длиннее 10 м – Iнагрузки = Iпредельный * 0,94;
для трёх одножильных проводов, проложенных в одной трубе – Iнагрузки = Iпредельный * 0,9;
если кабель с защитным покрытием проложен под водой, Iнагрузки = Iпредельный * 1,3 – то есть вода хорошо охлаждает;
для 4-жильного кабеля с проводниками одинакового сечения – Iнагрузки = Iпредельный * 0,93.
Такие коэффициенты поправок справедливы как для жил из меди, так и для алюминиевых проводников. Пропуская через себя ток, проводник нагревается. Одновременно он отдаёт тепло окружающей среде при любом виде прокладки. Наступает момент, когда происходит баланс между нагревом и рассеиванием тепла. То есть температура проводника становится стабильной. Для того чтобы потери на нагрев были меньше, следует правильно подбирать сечение жил.
Для большинства жилых помещений выбирать поперечную площадь проводников не приходится. Как правило, для осветительных приборов достаточно 1,5 мм2, а для розеточных устройств – 2,5 мм2. Если же в квартире будет работать духовой шкаф, электроплита, бойлер, стиральная машина и другие мощные потребители энергии, к ним прокладывается провод отдельно. Для него выбираются жилы, исходя из потребляемой мощности. Устанавливаются также мощные розетки.
Как выбирается вводный кабель
Выбор вводного провода зависит от общей суммарной мощности электрооборудования, которое может быть подключено в квартире. При этом лучше учитывать определённый запас по мощности на будущее. Технический прогресс движется такими бурными темпами, что электроприборов различного назначения становится всё больше. Например, уже сейчас есть смысл оборудовать заправку в частном доме для электромобилей. Они приобретают сегодня огромную популярность, поскольку намного экономичнее своих бензиновых собратьев.
Зная мощность потребления, можно вычислить силу потребляемого тока, который должны выдерживать провода и кабели. На каждый прибор токовую нагрузку можно определить по формуле: I = P*Kодн/U. Коэффициент Кодн равен 0,75 и означает, что одновременно все приборы подключены быть не могут. По статистике, в любой момент времени будет потребляться максимум 3/4 от суммарной мощности всех приборов. Ниже, в таблице 4, приведены усреднённые значения мощности для популярных бытовых приборов.
Если посчитать, какова предельная длительная нагрузка на вводные провода и кабели, согласно таблице 4, получается 81 А = 0,75*23780 Вт/220 В. Таким образом, если определить поперечную площадь жилы, то она составит приблизительно 10 мм2, это довольно приличная величина. Причём эта величина справедлива только для одножильного провода. Для трёх проводников надо было бы выбирать 16 мм2 сечения.
Вполне вероятно, что невозможно будет обеспечить такой ток для квартиры, даже если использовать медные провода и шины большого сечения. Счётчик электроэнергии просто не потянет такую нагрузку. Кроме того, электроэнергия очень дорого обойдётся хозяевам из-за превышающих коэффициентов.
Популярная кабельная продукция
Среди проводов российского производства есть марки, наилучшим образом отвечающие современным требованиям к электропроводке. Широкая номенклатура позволяет подобрать определённую марку по допустимым токовым нагрузкам на жилы.
Провода этой марки производятся как в Европейском союзе, так и на территории РФ. К примеру, один из производителей – компания «Севкабель». Эта марка имеет очень неплохие характеристики, популярна из-за своей отличной гибкости, хорошего качества медных жил, а также изолирующих материалов. Полностью соответствует немецкому стандарту VDE 0250-204 Isolierte Starkstromleitungen – PVC-Installationsleitung NYM. Обычно на оболочках таких проводов печатают аббревиатуру , означающую соответствие друг другу разных стандартов. Это относится также к российским ТУ, совместимым с VDE. По ним как раз изготавливают NYM.
Кабельный провод производится с количеством жил от 1 до 7. Одножильный имеет профиль жилы площадью от 1,5 до 16 мм2. Если количество проводников – от 2 до 5, предлагаются варианты с сечением от 1,5 до 35 мм2. Для российских построек самые популярные – 3 и 5-жильные провода. Если в оболочке 7 жил, то может быть только два варианта – 1,5 или 2,5 мм2.
Жилы изготовлены из меди, изолированы разноцветным полихлорвинилом. В многожильном исполнении присутствуют синий (нулевой проводник), а также жёлто-зелёный цвет (земля). Средний слой изоляции производится из полиальфаолефинов или из вулканизированной резины. Наружную оболочку делают из негорючего материала – пластиката ПВХ. Максимально допустимый ток для медных проводов можно посчитать по таблице 2. Примечательно, что минимальный радиус изгиба может равняться всего 4 диаметрам провода.
ВВГ, ВВГнг, ВВГнг-LS
Отечественный продукт, подходящий для электропроводки в современных квартирах. Он не так гибок, как NYM, это – его главный недостаток. Минимальный радиус изгиба одножильного провода – 7,5 диаметров. Для многожильных вариантов этот показатель равен 10. Количество проводников – от 1 до 5. Выпускается с медными и алюминиевыми жилами (к маркировке добавляется первая буква «А»).
Какую предельную нагрузку на жилы по току выдерживает кабель ВВГ? Допустимый длительный ток для кабелей с разным количеством жил представлен в таблице 5. Информация по 5-жильным проводам ВВГ есть также в таблице 1.
Производятся негорючие варианты ВВГнг и ограничивающие выделение дыма при возгорании – ВВГнг-LS. Изоляция проводников, а также наружная оболочка, изготовлены из поливинилхлорида. Негорючие варианты покрывают изоляционными ПВХ-пластикатами, не имеющими в своём составе галогенов.
Проводники также окрашены в разные цвета. Обязательными являются синий для нулевого проводника, а также – зелено-жёлтый для заземляющей жилы. Фазовые проводники могут окрашиваться разными цветами по усмотрению производителя. Одним из основных преимуществ этой марки является её невысокая цена.
ВБбШв, ВБбШвнг, ВБбШвнг-LS
Это – отечественный кабельный провод, снабжённый бронёй из двухслойной стальной ленты. Она намотана таким образом, что верхний слой перекрывает стыки нижнего. Проводники имеют одну жилу, также выпускаются в многожильном варианте. Количество медных проводников – от 1 до 5. Провод жёсткий, с одножильными проводниками, версия «нг» и «нг-LS» имеет минимальный радиус изгиба 15 диаметров. Простой ВБбШв, проводники которого состоят из 1 жилы, можно согнуть с радиусом от 10 диаметров.
Кабель имеет преимущество – его можно прокладывать в земле. Другие марки требуют защитных средств – например, труб. Максимальные токи для проводов и кабелей этой марки можно посмотреть в таблице 1. Проводники могут быть круглыми или иметь форму секторов.
Длительно-допустимый ток кабеля
Длительно-допустимый ток кабеля обозначает параметры токов, при которых наблюдается пиковый подъем температуры до своего максимума. На изменении данной характеристики больше всего влияет эксплуатационный режим, сечение токопроводника и наружные условия в плане влажности и температуры. Эти колебания происходят под воздействием данных факторов.
Содержание:
Причины нагрева кабеля
Для любой сети, проектируемой для бытового использования или на крупном промышленном объекте, обязательно потребуется грамотно рассчитать сечение кабельно-проводниковых элементов. Корректно выполнить данную работу поможет знание причин изменения температуры в проводниках.
Физическая природа такого явления, как электрический ток, заключается в четко направленном перемещении заряженных частиц, происходящем под влиянием электрополя. В рабочем процессе электроны вынуждены преодолевать существующие в кристаллической решетке внутренние связи на молекулярном уровне. Из-за этого наблюдается образование значительного количества тепловой энергии.
Как и у любого другого явления, есть как негативные, так и положительные аспекты подобного свойства. В различных устройствах, к примеру, утюгах, чайниках, печах, такой эффект положен в основу конструкции. А вот минусом становится угроза разрушения изоляции, что грозит поломкой и даже воспламенением техники. Каждая такая ситуация – это превышение установленного лимита длительной токовой нагрузкой.
К чрезмерному перегреву приводит:
- небрежный выбор параметров сечения. Перед подключением кабеля к прибору нужно убедиться в наличии запаса мощности кабеля порядка 30-40% к номинальному рабочему значению потребления;
- плохое качество контактов обязательно послужит причиной нагрева и может закончиться возгоранием. Устранить опасность нередко можно своевременной профилактикой в виде подтягивания в местах соединения;
- использование скрутки для алюминиевых и медных жил недопустимо. Следует воспользоваться клеммниками.
Получить корректные данные требуемого сечения можно делением суммы номинальных мощностей потребителей энергии на показатель напряжения. После этого не составит труда определиться с сечением, используя таблицы.
Расчет длительно допустимого тока кабеля
Избежать слишком большого повышения температуры можно только при грамотном выборе кабеля. Нужный рабочий режим обеспечивает оптимальное сечение проводника.
Для выполнения данного условия особую важность имеют два критерия – потеря в пределах нормы напряжения и допускаемая величина нагревания. Первый параметр сказывается на состоянии воздушных коммуникаций, а второй – на магистралях под землей.
Важно учитывать, сила тока Ip была сопоставима с аналогичной величиной по нагреву Iд. Таким образом обеспечивается соответствие конкретного показателя температуры проводника, протекающему в нем определенное время, любому току. Последний параметр представляет собой рассматриваемую нами величину.
В ходе расчета длительно допустимого тока кабеля принимается во внимание наибольшая положительная температура наружной среды. Базовое значение характеристики последнего значения в таблицах ПУЭ для установок в помещениях и на улице берется в пределах 250°С, и для подземной прокладки не менее 70-80 см – 150 градусов.
Важный нюанс – намного быстрее и проще воспользоваться таблицами допустимых значений, чем формулами. Подобный метод будет оптимальным при потребности уточнить приспособленность кабеля к воздействию на участке цепи номинальной нагрузки.
Условия теплоотдачи
Данный процесс протекает с максимальной эффективностью при находящемся во влажной среде кабеле. На параметры большое влияние имеют структура почвы и содержание в ней влаги.
Наиболее корректные результаты получаются при точном определении состава грунта с уточнением его показателей сопротивления при помощи специальных таблиц. При необходимости уменьшить теплоотдачу делается изменение структуры засыпки и ее трамбовка. К примеру, глина обладает большей теплопроводностью, чем гравий и песок. Из этого следует, что вместо камней и шлака гораздо целесообразнее воспользоваться суглинком и похожим материалами.
Минимальные значение токовых нагрузок применяются в ситуациях с расположением проводников в кабель-каналах и других вариантах воздушных линий. Оптимальным методом для нормальной эксплуатации будет расчет для работы и обычном длительном режиме, и в аварийном. Кабеля ПВХ могут выдержать короткое замыкание с допустимой температурой в 1200°С, а с бумажным слоем изоляции – до 2000 градусов.
Существует обратная пропорциональная зависимость между температурным сопротивлением проводника и показателями теплоемкости наружной среды. При этом есть разница в условиях охлаждения изолированных и не имеющих оболочки проводов.
Во время расчета важно предусмотреть снижение длительности токовой нагрузки в каждой линии при нахождении в общей траншее сразу нескольких кабелей.
Длительно допустимый ток по ПУЭ
Особая система правил разработана для обеспечения безопасности в ходе всех мероприятий, касающихся электроэнергии. Последнее 7-е издание ПУЭ предусматривает регламент всех рабочих процессов, условия монтажа, профилактического обслуживания, ремонта и обеспечения безопасности персонала. Подробно описаны требования по допустимому длительному току для множества вариантов с разным сечением, используемым металлом, видом кабеля, способом укладки.
Все документы по безопасности находятся в 3-ей главе в разделе№1. Здесь рассмотрены все значения допустимого тока в таблицах 3. 1. 7. 4 – 3. 1. 7. 11.
Более наглядно можно понять все нюансы нормативов ПУЭ при построении стандартной таблицы с выполнением выделения подсетей и вычислением для них по отдельности наибольшего значения тока и мощности.
Таблица длительно допустимых токов для кабелей
Всегда следует помнить о порядке значимости определенных критериев при определении параметров сечения. Обычно следует определяться в такой последовательности:
- Основные технические характеристики и тип линии.
- Номинальная мощность рабочей нагрузки.
- Особенности тока.
- Планируемые к установке аппараты защиты.
- Подбор с учетом вышеуказанных факторов проводки.
Есть таблица, где указаны длительно допустимые токи для медных кабелей в изделиях с изоляционным слоем ПВХ, а также с другими видами покрытия.
На практике нередко отдается предпочтение алюминию, как более дешевому варианту монтажа. Для подобных случаев производится свой расчет, который определяет допустимый длительный ток для алюминиевого кабеля с необходимым уровнем параметров точности.
Вся изложенная в ПУЭ информация стала основой для составления таблиц для с множеством различных вариантов подбора нужных токопроводников, используемых для видео- и звуковых устройств, образцов с повышенной устойчивостью к возгораниям, кабелей речевого оповещения, стационарных линий на бытовых и промышленных объектах.
Предельно допустимые токи проводов и кабелей
Правильно вывести величину токов можно по уровню мощности потребителей, указанной в паспорте, а затем пользуясь формулой Р/220 = I, вычислить результат. Необходимо также учитывать суммарную величину токов потребителей, подключенных к сети, и соотношение двух других параметров – токовой нагрузки и сечения:
Указанных величин достаточно, чтобы определить, подходит ли провод для использования в открытой сети, или требуется выбрать продукт с другим сечением.
Если речь идет о скрытой проводке (например, когда монтаж проводят в стене или трубке), выше приведенные значения уменьшаются путем умножения на коэффициент 0,8. Следует учесть, что для установки силовой проводки открытого типа чаще используют провод сечением от 4 мм2 и выше, поскольку только в этом случае он обладает достаточной механической прочностью.
Приведенные выше данные легко запомнить, и этого в большинстве случаев достаточно, чтобы соблюсти высокую точность при выборе проводов для эксплуатации на конкретных участках сети. Когда работа требует исключительной точности, необходимо учитывать, какую токовую нагрузку медные провода и кабели способны выдержать длительное время (данные приведены ниже).
В таблице приведены значения мощности, токов, сечения, которые помогут правильно выбрать защитные средства, кабельно-проводниковые материал и электрооборудование.
Медные жилы, проводов и кабелей
Медные жилы, проводов и кабелей
токопроводящей жилы,
Напряжение, 220 В
Напряжение, 380 В
мощность, кВт
мощность, кВт
Алюминиевые жилы, проводов и кабелей
Алюминивые жилы, проводов и кабелей
токопроводящей жилы,
Напряжение, 220 В
Напряжение, 380 В
мощность, кВт
мощность, кВт
Допустимый длительный ток для проводов и шнуров с резиновой и поливинилхлоридной изоляцией с медными жилами
Ток, А для проводов, проложенных
Сечение токопроводящей жилы, мм
в одной трубе
двух, одно- жильных
трех, одно- жильных
четырех, одно- жильных
одного, двух- жильного
одного, трех- жильного
Допустимый длительный ток для проводов с резиновой и поливинилхлоридной изоляцией с алюминиевыми жилами
Ток, А, для проводов, проложенных
в одной трубе
токопроводящей жилы, мм
двух, одно- жильных
трех, одно- жильных
четырех, одно- жильных
одного, двух- жильного
Допустимый длительный ток для проводов с медными жилами
Ток», А, дпя проводов и кабелей
одножильных
двухжильных
трехжильных
при прокладке
Допустимый длительный ток для кабелей с алюминиевыми жилами
Допустимый длительный ток для кабелей с алюминиевыми жилами с резиновой или пластмассовой изоляцией в свинцовой, поливинилхлоридной и резиновой оболочках, бронированных и небронированных.
Ток», А, дпя проводов и кабелей
одножильных
двухжильных
трехжильных
токопроводящей
при прокладке
В научной практике и теории уделяется много внимания такому значению, как площадь и диаметр поперечного сечения провода. Рассчитать величину достаточно просто. Если известен диаметр (для его измерения используют штангенциркуль), остается вставить цифры в готовую формулу:
S = π (D/2)2, где:
π – это константа со значением 3,14,
D (мм) – диаметр токопроводящей жилы (его мы измерили прибором),
S (мм2) — площадь сечения.
Упрощенный вид формулы выглядит следующим образом: 0,8 D² = S. Для получения более точного результата площадь вычисляют, используя другое значение коэффициента, а именно π (1/2)2 = 0,785.
Примерно 90% электромонтажных работ сегодня выполняют с помощью медного провода. По сравнению с алюминиевым он имеет продолжительный срок службы, способен проводить ток большей величины при одинаковой толщине и более удобен в монтаже. Недостаток медного провода заключается в высокой цене, причем чем выше сечение, тем стоимость дороже, поэтому использование меди становится невыгодным с финансовой точки зрения. На практике вопрос с выбором решается следующим образом: если значение тока выше 50 Ампер, вместо меди используют алюминий, точнее – кабель с толщиной алюминиевой жилы 10 мм2.
Величину – площадь сечения провода – измеряют в миллиметрах в квадрате. Чаще всего при выполнении разного рода электромонтажных работ берут провода сечением 0,75; 1,5; 2,5 и 4мм2. В некоторых странах, например, в США, пользуются системой измерения толщины провода AWG. Существует специальная сводная таблица, где приводится сравнение параметров.
Как выбрать площадь сечения провода
Существует 3 главных правила, от которых следует отталкиваться при выборе сечения (толщины):
1. Площади должно быть достаточно для беспрепятственного прохождения тока. Это означает, что в рабочем состоянии провод не должен нагреваться выше температуры 600С.
2. Сечения должно хватать, чтобы падение напряжения в проводе не превышало предельно допустимого уровня. Это требование особенно актуально для очень больших токов и кабелей длиной в сотни метров.
3. Толщины провода, а также качества его защитной изоляции должно хватать для обеспечения высокой механической прочности. Только в этом случае можно говорить о его надежности.
| Пример: Нужно выполнить монтаж люстры в гостиной. Выбрали лампочки с общей потребляемой мощностью в 100 Вт (величина тока немного превышает 0,5А). По сути, достаточно взять провода с S сечения не более 0,5мм2. Однако, закладывать провода такой толщины в плиту перекрытия не целесообразно. Оптимальный вариант для такого случая – проводка толщиной 1,5мм2. |
В реальной жизни толщину провода выбирают, отталкиваясь от одного значения – от верхнего предела рабочей температуры: если ее превысить, изоляция расплавится, произойдет разрушение системы. Второй критерий, на который опираются специалисты, это срок службы провода: в расчет берется время, в течение которого провод способен проработать в конкретных условиях эксплуатации.
Сводная таблица сечений проводов, тока, мощности и характеристик нагрузки
В таблице приведены данные на основе ПУЭ, для выбора сечений кабельно-проводниковой продукции, а также номинальных и максимально возможных токов автоматов защиты, для однофазной бытовой нагрузки чаще всего применяемой в быту.
Селение медных проводов кабелей.
Допустимый длительный нагрузки для проводов и кабелей, А
Номинальный ток автомата защиты, А
Предельный автомата защиты, А
Максимальная мощность однофазной нагрузки при U=220 В, кВт
Характеристика примерной однофазной бытовой нагрузки
Petrem.ru
Всё о и для ремонта квартир и загородного строительства своими руками. На сайте вы найдете ответы на вопросы связанные с ремонтом квартиры, загородном строительсве которые вам помогут реализовать ваши мечты и сэкономить ваши деньги.
Длительно допустимый ток кабеля и его значение при выборе кабельной продукции
Во время обустройства систем электропитания внутри помещений промышленного и бытового назначения, в жилых домах и других постройках всегда рассчитывают примерную нагрузку электрической сети. Для чего это необходимо? Чтобы можно было рассчитать длительно допустимый ток кабеля и выбрать по данному параметру наиболее подходящий провод. Допустимые токи кабелей – одна из важнейших характеристик, которую используют электрики для прокладки медного провода.
Что такое предельный ток кабеля
Допустимая токовая нагрузка на проводники кабеля имеет два значения. То есть она может быть длительной или кратковременной. Электрический ток, проходя по жилам, нагревает их. Степень нагрева зависит от сечения жил, проходящего по ним тока, а также металла, который использовался для их изготовления. Материал изоляции, количество жил и то, каким образом проложен провод – эти факторы также влияют на предельно допустимые, переменные и постоянные, токи для проводов и кабелей.
Что случится, если токовые нагрузки на кабели превысят максимальные в течение длительного времени? Сильный нагрев проводников приведёт к тому, что изоляция начнёт плавиться, не выдержав такой температуры. Как результат – угроза пожара и короткое замыкание. Предельные значения токов зависят от изолирующего материала – есть такие, которые начинают плавиться уже при достижении температуры 65°С.
Как правило, допустимый длительный ток для кабелей меньше, чем во время кратковременной перегрузки. Два основных металла, которые применяют для изготовления силовых кабелей, – это алюминий и медь. Оба они широко доступны и имеют оптимальную, относительно недорогую, стоимость. Раньше эти материалы применяли в жилищном строительстве. Сегодня для проведения электромонтажных работ внутри капитальных построек допускаются к использованию только медные провода. Это отражено в Правилах устройства электроустановок (ПУЭ). Такой подход связан с тем, что электропроводность меди гораздо лучше алюминия.
Другими словами, пропускная способность кабеля из меди выше, чем алюминиевого. Чтобы пропустить один и тот же ток, потребуется алюминиевый проводник большего сечения, чем медный. Соответственно, максимально допустимый ток для медных проводов больше, чем для алюминиевых такого же сечения. Алюминий имеет только одно преимущество – он более дешёвый. Но он не такой гибкий, как медный провод, и подвергается деформации в точках соединения.
Из таблицы 1 видно, насколько допустимые токовые нагрузки кабелей с медными жилами выше, чем у алюминиевых (первая буква «А» в маркировке). Кабели из 5 жил применяются для электропроводки трёхфазной сети, имеющей современную заземляющую систему TN-S. Содержат 3 фазных проводника, один нулевой и один заземляющий провод.
Как определяется площадь сечения
Большинство кабелей имеет круглую форму проводников. Выпускается также продукция с прямоугольным, треугольным и квадратным сечением жил. Эти шаги были предприняты для создания большего удобства прокладки. Например, для распределительных шкафов производят квадратные или прямоугольные шины, как самые удобные. Обычно кабель содержит маркировку, которая указывает количество жил и их сечение. Можно также вычислить это значение самостоятельно, чтобы определить допустимый длительный ток для кабелей той или иной марки.
Площадь круглого сечения определяется по формуле S = πd2/4, где S означает площадь, π – это знак «пи», равный приблизительно 3.14, d – диаметр жилы, который можно замерить точно штангенциркулем. Для квадрата способ расчёта очень прост – S = A2, где А – длина одной из сторон квадрата. Площадь прямоугольного сечения вычисляется так: S = A*B, обозначения А и В – длинная и короткая стороны прямоугольника. Если речь идёт о треугольной форме, имеющей форму сектора круга, то формула расчёта такая: S = πr2/3, где r – радиус.
Вычислив сечение жилы, зная марку, материал проводника и изоляции, можно определить по таблицам 1 или 2 допустимый длительный ток для кабелей. Сечение многожильных проводников посчитать труднее, но вполне возможно. Для этого нужно распушить кабельный конец, отделить один из проводников и замерить штангенциркулем его диаметр. После расчёта по вышеприведённой формуле для круглых жил результат умножается на их количество.
Если под рукой нет соответствующих таблиц, можно грубо определить, какой длительно допустимый ток для их медных проводов. Если, к примеру, сечение жилы из меди равно 1 мм2, она сможет без перегрева обеспечить прохождение тока величиной 10 А. 2 мм2 – 20 А и так далее. Но лучше длительно допустимый ток кабеля определять по соответствующими таблицам, особенно если дело касается многожильных проводников. Пропуская ток, они не только греются сами, но также греют друг друга. Поэтому предельную нагрузку уменьшают с соответствующими поправками.
Виды проводки
Чаще всего используется открытая проводка. Это означает, что выполняется прокладка кабеля по воздуху, по различным поверхностям, внутри труб или специальных колодцев, каналов. Если же провод проложен под штукатуркой, в воде, а также под землёй или внутри других конструктивных элементов, не дающих доступа воздуху, он нагревается сильнее.
Для того чтобы откорректировать максимальные значения по току, были вычислены поправки:
если провод с одной жилой протянут внутри трубы длиннее 10 м – Iнагрузки = Iпредельный * 0,94;
для трёх одножильных проводов, проложенных в одной трубе – Iнагрузки = Iпредельный * 0,9;
если кабель с защитным покрытием проложен под водой, Iнагрузки = Iпредельный * 1,3 – то есть вода хорошо охлаждает;
для 4-жильного кабеля с проводниками одинакового сечения – Iнагрузки = Iпредельный * 0,93.
Такие коэффициенты поправок справедливы как для жил из меди, так и для алюминиевых проводников. Пропуская через себя ток, проводник нагревается. Одновременно он отдаёт тепло окружающей среде при любом виде прокладки. Наступает момент, когда происходит баланс между нагревом и рассеиванием тепла. То есть температура проводника становится стабильной. Для того чтобы потери на нагрев были меньше, следует правильно подбирать сечение жил.
Для большинства жилых помещений выбирать поперечную площадь проводников не приходится. Как правило, для осветительных приборов достаточно 1,5 мм2, а для розеточных устройств – 2,5 мм2. Если же в квартире будет работать духовой шкаф, электроплита, бойлер, стиральная машина и другие мощные потребители энергии, к ним прокладывается провод отдельно. Для него выбираются жилы, исходя из потребляемой мощности. Устанавливаются также мощные розетки.
Как выбирается вводный кабель
Выбор вводного провода зависит от общей суммарной мощности электрооборудования, которое может быть подключено в квартире. При этом лучше учитывать определённый запас по мощности на будущее. Технический прогресс движется такими бурными темпами, что электроприборов различного назначения становится всё больше. Например, уже сейчас есть смысл оборудовать заправку в частном доме для электромобилей. Они приобретают сегодня огромную популярность, поскольку намного экономичнее своих бензиновых собратьев.
Зная мощность потребления, можно вычислить силу потребляемого тока, который должны выдерживать провода и кабели. На каждый прибор токовую нагрузку можно определить по формуле: I = P*Kодн/U. Коэффициент Кодн равен 0,75 и означает, что одновременно все приборы подключены быть не могут. По статистике, в любой момент времени будет потребляться максимум 3/4 от суммарной мощности всех приборов. Ниже, в таблице 4, приведены усреднённые значения мощности для популярных бытовых приборов.
Если посчитать, какова предельная длительная нагрузка на вводные провода и кабели, согласно таблице 4, получается 81 А = 0,75*23780 Вт/220 В. Таким образом, если определить поперечную площадь жилы, то она составит приблизительно 10 мм2, это довольно приличная величина. Причём эта величина справедлива только для одножильного провода. Для трёх проводников надо было бы выбирать 16 мм2 сечения.
Вполне вероятно, что невозможно будет обеспечить такой ток для квартиры, даже если использовать медные провода и шины большого сечения. Счётчик электроэнергии просто не потянет такую нагрузку. Кроме того, электроэнергия очень дорого обойдётся хозяевам из-за превышающих коэффициентов.
Популярная кабельная продукция
Среди проводов российского производства есть марки, наилучшим образом отвечающие современным требованиям к электропроводке. Широкая номенклатура позволяет подобрать определённую марку по допустимым токовым нагрузкам на жилы.
Провода этой марки производятся как в Европейском союзе, так и на территории РФ. К примеру, один из производителей – компания «Севкабель». Эта марка имеет очень неплохие характеристики, популярна из-за своей отличной гибкости, хорошего качества медных жил, а также изолирующих материалов. Полностью соответствует немецкому стандарту VDE 0250-204 Isolierte Starkstromleitungen – PVC-Installationsleitung NYM. Обычно на оболочках таких проводов печатают аббревиатуру , означающую соответствие друг другу разных стандартов. Это относится также к российским ТУ, совместимым с VDE. По ним как раз изготавливают NYM.
Кабельный провод производится с количеством жил от 1 до 7. Одножильный имеет профиль жилы площадью от 1,5 до 16 мм2. Если количество проводников – от 2 до 5, предлагаются варианты с сечением от 1,5 до 35 мм2. Для российских построек самые популярные – 3 и 5-жильные провода. Если в оболочке 7 жил, то может быть только два варианта – 1,5 или 2,5 мм2.
Жилы изготовлены из меди, изолированы разноцветным полихлорвинилом. В многожильном исполнении присутствуют синий (нулевой проводник), а также жёлто-зелёный цвет (земля). Средний слой изоляции производится из полиальфаолефинов или из вулканизированной резины. Наружную оболочку делают из негорючего материала – пластиката ПВХ. Максимально допустимый ток для медных проводов можно посчитать по таблице 2. Примечательно, что минимальный радиус изгиба может равняться всего 4 диаметрам провода.
ВВГ, ВВГнг, ВВГнг-LS
Отечественный продукт, подходящий для электропроводки в современных квартирах. Он не так гибок, как NYM, это – его главный недостаток. Минимальный радиус изгиба одножильного провода – 7,5 диаметров. Для многожильных вариантов этот показатель равен 10. Количество проводников – от 1 до 5. Выпускается с медными и алюминиевыми жилами (к маркировке добавляется первая буква «А»).
Какую предельную нагрузку на жилы по току выдерживает кабель ВВГ? Допустимый длительный ток для кабелей с разным количеством жил представлен в таблице 5. Информация по 5-жильным проводам ВВГ есть также в таблице 1.
Производятся негорючие варианты ВВГнг и ограничивающие выделение дыма при возгорании – ВВГнг-LS. Изоляция проводников, а также наружная оболочка, изготовлены из поливинилхлорида. Негорючие варианты покрывают изоляционными ПВХ-пластикатами, не имеющими в своём составе галогенов.
Проводники также окрашены в разные цвета. Обязательными являются синий для нулевого проводника, а также – зелено-жёлтый для заземляющей жилы. Фазовые проводники могут окрашиваться разными цветами по усмотрению производителя. Одним из основных преимуществ этой марки является её невысокая цена.
ВБбШв, ВБбШвнг, ВБбШвнг-LS
Это – отечественный кабельный провод, снабжённый бронёй из двухслойной стальной ленты. Она намотана таким образом, что верхний слой перекрывает стыки нижнего. Проводники имеют одну жилу, также выпускаются в многожильном варианте. Количество медных проводников – от 1 до 5. Провод жёсткий, с одножильными проводниками, версия «нг» и «нг-LS» имеет минимальный радиус изгиба 15 диаметров. Простой ВБбШв, проводники которого состоят из 1 жилы, можно согнуть с радиусом от 10 диаметров.
Кабель имеет преимущество – его можно прокладывать в земле. Другие марки требуют защитных средств – например, труб. Максимальные токи для проводов и кабелей этой марки можно посмотреть в таблице 1. Проводники могут быть круглыми или иметь форму секторов.