Как правильно провести расчет сечения кабеля по нагрузке
Вопрос выбора сечения кабеля для монтажа электропроводки в доме или квартире очень серьезный. Если данный показатель не будет соответствовать нагрузке в контуре, то изоляция провода просто начнет перегреваться, затем плавится и гореть. Конечный итог – короткое замыкание. Все дело в том, что нагрузка создает определенную плотность тока. И если сечение кабеля будет небольшим, то плотность тока в нем будет большой. Поэтому перед покупкой необходимо провести расчет сечения кабеля по нагрузке.
Поперечное сечение различных кабелей
Конечно, не стоит просто так наугад выбирать провод большего сечения. Это в первую очередь ударит по вашему бюджету. С меньшим сечением кабель может не выдержать нагрузку и быстро выйдет из строя. Поэтому лучше всего начать с вопроса, как рассчитать нагрузку на кабель? А уже потом по этому показателю подбирать и сам электрический провод.
Расчет мощности
Самый простой способ – это рассчитать суммарную мощность, которую будет потреблять дом или квартира. Этот расчет будет использован для подбора сечения провода от столба ЛЭП до вводного автомата в коттедж или от подъездного щита в квартиру на первую распределительную коробку. Точно так же рассчитываются провода по шлейфам или комнатам. Понятно, что входной кабель будет иметь самое большое сечение. И чем дальше от первой распределительной коробки, тем данный показатель будет уменьшаться.
Но вернемся к расчетам. Итак, в первую очередь необходимо определить суммарную мощность потребителей. У каждого из них (бытовые приборы и лампы освещения) на корпусе этот показатель обозначен. Если не нашли, смотрите в паспорте или в инструкции.
Мощность потребления некоторых электроприборов
После чего все мощности необходимо сложить. Это и есть суммарная мощность дома или квартиры. Точно такой же расчет необходимо сделать и по контурам. Но тут есть один спорный момент. Некоторые специалисты рекомендуют умножить суммарный показатель на понижающий коэффициент 0,8, придерживаясь того правила, что не все приборы будут одновременно включаться в цепь. Другие же, наоборот, предлагают умножить на повышающий коэффициент 1,2, тем самым создавая некий запас на будущее, ввиду того, что есть большая вероятность появления в доме или квартире дополнительных бытовых приборов. По нашему мнению второй вариант – оптимальный.
Выбор кабеля
Теперь, зная суммарный показатель мощности, можно выбрать и сечение проводки. В ПУЭ установлены таблицы, по которым легко сделать этот выбор. Приведем несколько примеров для электрической линии, находящейся под напряжением 220 вольт.
- Если суммарная мощность составила 4 кВт, то сечение провода будет 1,5 мм².
- Мощность 6 кВт, сечение 2,5 мм².
- Мощность 10 кВт – сечение 6 мм².
Точно такая же таблица есть и для электрической сети напряжением 380 вольт.
Расчет токовой нагрузки
Это самое точное значение вычисления, проводимого по нагрузке тока. Для этого используется формула:
- I – это сила тока;
- P – суммарная мощность;
- U – напряжение в сети ( в данном случае 220 В);
- cos φ – коэффициент мощности.
Есть формула и для трехфазной электрической сети:
Именно по показателю силы тока определяется сечение кабеля по тем же таблицам в ПУЭ. И опять приведем несколько примеров.
- Сила тока 19 А – сечение кабеля 1,5 мм².
- 27 А – 2,5 мм².
- 46 А – 6 мм².
Как и в случае определения сечения по мощности, здесь также лучше всего умножить показатель силы тока на повышающий коэффициент 1,5.
Коэффициенты
Существуют определенные условия, при которых сила тока внутри проводки может повышаться или понижаться. К примеру, в открытой электрической проводке, когда провода укладываются по стенам или потолку, сила тока будет повышенной, чем в закрытой схеме. Это связано напрямую с температурой окружающей среды. Чем она больше, тем большей силы тока может данный кабель пропускать.
Внимание! Все выше перечисленные таблицы ПУЭ рассчитаны при условии эксплуатации проводов при температуре +25С с температурой самих кабелей не больше +65С.
То есть, получается так, что если в один лоток, гофру или трубу укладываются сразу несколько проводов, то внутри проводки температура будет повышенной за счет нагрева самих кабелей. Это приводит к тому, что допустимая нагрузка тока снижается на 10-30 процентов. То же самое касается и открытой проводки внутри отапливаемых помещений. Поэтому можно сделать вывод: при проведении расчета сечения кабеля в зависимости от нагрузки тока при повышенных температурах эксплуатации можно выбирать провода меньшей площади. Это, конечно, неплохая экономия. Кстати, таблицы снижающих коэффициентов в ПУЭ тоже есть.
Есть еще один момент, который касается длины используемого электрического кабеля. Чем длиннее разводка, тем больше потери напряжения на участках. В любых расчетах используются потери, равные 5%. То есть, это максимум. Если потери будут больше данного значения, то придется увеличивать сечение кабеля. Кстати, самостоятельно рассчитать токовые потери несложно, если знать сопротивление проводки и токовую нагрузку. Хотя оптимальный вариант – использовать таблицу ПУЭ, в которых установлена зависимость момента нагрузки и потерь. В данном случае момент нагрузки – это произведение мощности потребления в киловаттах и длины самого кабеля в метрах.
Разберем пример, в котором установленный кабель длиною 30 мм в сети переменного тока напряжением 220 вольт выдерживает нагрузку 3 кВт. При этом момент нагрузки будет равен 3*30=90. Смотрим в таблицу ПУЭ, где показано, что этому моменту соответствуют потери 3%. То есть, это меньше номинала в 5%. Что допустимо. Как уже было сказано выше, если расчетные потери превысили бы пятипроцентный барьер, то пришлось бы приобретать и устанавливать кабель большего сечения.
Внимание! Данные потери сильно сказываются на освещении с низковольтными лампами. Потому что на 220 вольтах 1-2 В не сильно отражаются, а вот на 12 В видно сразу.
В настоящее время алюминиевые провода в разводках используются редко. Но необходимо знать, что их сопротивление больше, чем у медных, в 1,7 раза. А, значит, и потери у них во столько же раз больше.
Что касается трехфазных сетей, то здесь момент нагрузки больше в шесть раз. Это зависит от того, что сама нагрузка распределяется по трем фазам, а это соответственно тронное увеличение момента. Плюс двоенное увеличение за счет симметричного распределения потребляемой мощности по фазам. При этом в нулевом контуре ток должен быть равен нулю. Если распределение по фазам несимметричное, а это приводит к увеличению и потерь, то придется рассчитывать сечение кабеля по нагрузкам в каждом проводе по отдельности и выбирать его по максимальному расчетному размеру.
Заключение по теме
Как видите, для проведения расчета сечения кабеля по нагрузкам, приходится учитывать различные коэффициенты (понижающие и повышающие). Самостоятельно, если вы в электрике разбираетесь на уровне любителя или начинающего мастера, сделать это непросто. Поэтому совет – пригласите высококвалифицированного специалиста, пусть он сам сделает все расчеты и составит грамотно схему проводки. А вот монтаж можно провести и своими руками.
Как правильно рассчитать нагрузку на кабель
Подписка на рассылку
- ВКонтакте
- ok
- YouTube
- Яндекс.Дзен
- TikTok
Для того чтобы правильно проложить электропроводку, обеспечить бесперебойную работу всей электросистемы и исключить риск возникновения пожара, необходимо перед закупкой кабеля осуществить расчет нагрузок на кабель для определения необходимого сечения.
Существует несколько видов нагрузок, и для максимально качественного монтажа электросистемы необходимо производить расчет нагрузок на кабель по всем показателям. Сечение кабеля определяется по нагрузке, мощности, току и напряжению.
Расчет сечения по мощности
Для того чтобы произвести расчет сечения кабеля по мощности, необходимо сложить все показатели электрооборудования, работающего в квартире. Расчет электрических нагрузок на кабель осуществляется только после этой операции.
Расчет сечения кабеля по напряжению
Расчет электрических нагрузок на провод обязательно включает в себя расчет сечения кабеля по напряжению. Существует несколько видов электрической сети — однофазная на 220 вольт, а также трехфазная — на 380 вольт. В квартирах и жилых помещениях, как правило, используется однофазная сеть, поэтому в процессе расчета необходимо учитывать данный момент — в таблицах для расчета сечения обязательно указывается напряжение.
Расчет сечения кабеля по нагрузке
Таблица 1. Установленная мощность (кВт) для кабелей, прокладываемых открыто
| Сечение жил, мм 2 | Кабели с медными жилами | Кабели с алюминиевыми жилами | ||
|---|---|---|---|---|
| 220 В | 380 В | 220 В | 380 В | |
| 0,5 | 2,4 | |||
| 0,75 | 3,3 | |||
| 1 | 3,7 | 6,4 | ||
| 1,5 | 5 | 8,7 | ||
| 2 | 5,7 | 9,8 | 4,6 | 7,9 |
| 2,5 | 6,6 | 11 | 5,2 | 9,1 |
| 4 | 9 | 15 | 7 | 12 |
| 5 | 11 | 19 | 8,5 | 14 |
| 10 | 17 | 30 | 13 | 22 |
| 16 | 22 | 38 | 16 | 28 |
| 25 | 30 | 53 | 23 | 39 |
| 35 | 37 | 64 | 28 | 49 |
Таблица 2. Установленная мощность (кВт) для кабелей, прокладываемых в штробе или трубе
| Сечение жил, мм 2 | Кабели с медными жилами | Кабели с алюминиевыми жилами | ||
|---|---|---|---|---|
| 220 В | 380 В | 220 В | 380 В | |
| 0,5 | ||||
| 0,75 | ||||
| 1 | 3 | 5,3 | ||
| 1,5 | 3,3 | 5,7 | ||
| 2 | 4,1 | 7,2 | 3 | 5,3 |
| 2,5 | 4,6 | 7,9 | 3,5 | 6 |
| 4 | 5,9 | 10 | 4,6 | 7,9 |
| 5 | 7,4 | 12 | 5,7 | 9,8 |
| 10 | 11 | 19 | 8,3 | 14 |
| 16 | 17 | 30 | 12 | 20 |
| 25 | 22 | 38 | 14 | 24 |
| 35 | 29 | 51 | 16 | |
Каждый электроприбор, установленный в доме, имеет определенную мощность — данный показатель указывается на шильдиках приборов или в техническом паспорте оборудования. Чтобы осуществить расчет нагрузок на провод, необходимо подсчитать общую мощность. Производя расчет сечения кабеля по нагрузке, необходимо переписать все электрооборудование, а также нужно продумать, какое оборудование может добавиться в будущем. Поскольку монтаж производится на долгий срок, необходимо позаботиться о данном вопросе, чтобы резкое увеличение нагрузки не привело к аварийной ситуации.
Например, у вас получилась сумма общего напряжения 15 000 Вт. Поскольку в подавляющем большинстве жилых помещений напряжение составляет 220 В, мы рассчитаем систему электроснабжения с учетом однофазной нагрузки.
Далее необходимо продумать, какое количество оборудования может работать одновременно. В итоге у вас получится значительная цифра: 15 000 (Вт) х 0,7 (коэффициент одновременности 70 %) = 10 500 Вт (или 10,5 кВт) — на эту нагрузку должен быть рассчитан кабель.
Также вам необходимо определить, из какого материала будут выполнены жилы кабеля, поскольку разные металлы имеют разные проводящие свойства. В жилых помещениях в основном используют медный кабель, поскольку его проводящие свойства намного превышают показатели алюминия.
Стоит учитывать, что кабель обязательно должен иметь три жилы, поскольку в помещениях для системы электроснабжения требуется заземление. Кроме того, необходимо определить, какой вид монтажа вы будете использовать — открытый или скрытый (под штукатуркой или в трубах), поскольку от этого также зависит расчет сечения кабеля. После того как вы определились с нагрузкой, материалом жилы и видом монтажа, вы можете посмотреть нужное сечение кабеля в таблице.
Расчет сечения кабеля по току
Сначала необходимо осуществить расчет электрических нагрузок на кабель и выяснить мощность. Допустим, что мощность получилась 4,75 кВт, мы решили использовать медный кабель (провод) и прокладывать его в кабель-канале. Расчет сечения кабеля по току производится по формуле I = W/U, где W — мощность, а U — напряжение, которое составляет 220 В. В соответствии с данной формулой, 4750/220 = 21,6 А. Далее смотрим по таблице 3, у нас получается 2,5 мм.
Таблица 3. Допустимые токовые нагрузки для кабеля с медными жилами прокладываемого скрыто
Расчет сечения кабеля: зачем он необходим и как правильно выполнить
Самое уязвимое место в сфере обеспечения квартиры или дома электрической энергией – это электропроводка. Во многих домах продолжают использовать старую проводку, не рассчитанную на современные электроприборы. Нередко подрядчики и вовсе стремятся сэкономить на материалах и укладывают провода, не соответствующие проекту. В любом из этих случаев необходимо сначала сделать расчет сечения кабеля, иначе можно столкнуться с серьезными и даже трагичными последствиями.
Для чего необходим расчет кабеля
В вопросе выбора сечения проводов нельзя следовать принципу «на глаз». Протекая по проводам, ток нагревает их. Чем выше сила тока, тем сильнее происходит нагрев. Эту взаимосвязь легко доказать парой формул. Первая из них определяет активную силу тока:
где I – сила тока, U – напряжение, R – сопротивление.
Из формулы видно: чем больше сопротивление, тем больше будет выделяться тепла, т. е. тем сильнее проводник будет нагреваться. Сопротивление определяют по формуле:
где ρ – удельное сопротивление, L – длина проводника, S – площадь его поперечного сечения.
Чем меньше площадь поперечного сечения проводника, тем выше его сопротивление, а значит выше и активная мощность, которая говорит о более сильном нагреве. Исходя из этого, расчет сечения необходим для обеспечения безопасности и надежности проводки, а также грамотного распределения финансов.
Что будет, если неправильно рассчитать сечение
Без расчета сечения проводника можно столкнуться с одной из двух ситуаций:
- Слишком сильный перегрев проводки. Возникает при недостаточном диаметре проводника. Создает благоприятные условия для самовозгорания и коротких замыканий.
- Неоправданные затраты на проводку. Такое происходит в ситуациях, когда были выбраны проводники избыточного диаметра. Конечно, опасности здесь нет, но кабель большего сечения стоит дороже и не столь удобен в работе.
Что еще влияет на нагрев проводов
Из формулы (2) видно, что сопротивление проводника зависит не только от площади поперечного сечения. В связи с этим на его нагрев будут влиять:
- Материал. Пример – у алюминия удельное сопротивление больше, чем у меди, поэтому при одинаковом сечении проводов медь будет нагреваться меньше.
- Длина. Слишком длинный проводник приводит к большим потерям напряжения, что вызывает дополнительный нагрев. При превышении потерь уровня 5% приходится увеличивать сечение.
Пример расчета сечения кабеля на примере BBГнг 3×1,5 и ABБбШв 4×16
Трехжильный кабель BBГнг 3×1,5 изготавливается из меди и предназначен для передачи и распределения электричества в жилых домах или обычных квартирах. Токопроводящие жилы в нем изолированы ПВХ (В), из него же состоит оболочка. Еще BBГнг 3×1,5 не распространяет горение нг(А), поэтому полностью безопасен при эксплуатации.
Кабель ABБбШв 4×16 четырехжильный, включает токопроводящие жилы из алюминия. Предназначен для прокладки в земле. Защита с помощью оцинкованных стальных лент обеспечивает кабелю срок службы до 30 лет. В компании «Бонком» вы можете приобрести кабельные изделия оптом и в розницу по приемлемой цене. На большом складе всегда есть в наличии вся продукция, что позволяет комплектовать заказы любого ассортимента.
Порядок расчета сечения по мощности
В общем виде расчет сечения кабеля по мощности происходит в 2 этапа. Для этого потребуются следующие данные:
- Суммарная мощность всех приборов.
- Тип напряжения сети: 220 В – однофазная, 380 В – трехфазная.
- ПУЭ 7. Правила устройства электроустановок. Издание 7.
- Материал проводника: медь или алюминий.
- Тип проводки: открытая или закрытая.
Шаг 1. Потребляемую мощность электроприборов можно найти в их инструкции или же взять средние характеристики. Формула для расчета общей мощности:
где P1, P2 и т. д. – мощность подключаемых приборов, Кс – коэффициент спроса, который учитывает вероятность включения всех приборов одновременно, Кз – коэффициент запаса на случай добавления новых приборов в доме. Кс определяется так:
- для двух одновременно включенных приборов – 1;
- для 3-4 – 0,8;
- для 5-6 – 0,75;
- для большего количества – 0,7.
Кз в расчете кабеля по нагрузке имеет смысл принять как 1,15-1,2. Для примера можно взять общую мощность в 5 кВт.
Шаг 2. На втором этапе остается по суммарной мощности определить сечение проводника. Для этого используется таблица расчета сечения кабеля из ПУЭ. В ней дана информация и для медных, и для алюминиевых проводников. При мощности 5 кВт и закрытой однофазной электросети подойдет медный кабель сечением 4 мм 2 .
Правила расчета по длине
Расчет сечения кабеля по длине предполагает, что владелец заранее определил, какое количество метров проводника потребуется для электропроводки. Таким методом пользуются, как правило, в бытовых условиях. Для расчета потребуются такие данные:
- L – длина проводника, м. Для примера взято значение 40 м.
- ρ – удельное сопротивление материала (медь или алюминий), Ом/мм 2 ·м: 0,0175 для меди и 0,0281 для алюминия.
- I – номинальная сила тока, А.
Шаг 1. Определить номинальную силу тока по формуле:
где P – мощность в ваттах (суммарная всех приборов в доме, для примера взято значение 8 кВт), U – 220 В, Кс – коэффициент одновременного включения (0,75), cos φ – 1 для бытовых приборов. В примере получилось значение 36 А.
Шаг 2. Определить сечение проводника. Для этого нужно воспользоваться формулой (2):
Потеря напряжения по длине проводника должна быть не более 5%:
Потери напряжения dU = I · R, отсюда R = dU/I = 11/36 = 0,31 Ом. Тогда сечение проводника должно быть не меньше:
В случае с трехжильным кабелем площадь поперечного сечения одной жилы должна составить 0,75 мм 2 . Отсюда диаметр одной жилы должен быть не менее (√S/ π) · 2 = 0,98 мм. Кабель BBГнг 3×1,5 удовлетворяет этому условию.
Как рассчитать сечение по току
Расчет сечения кабеля по току осуществляется также на основании ПУЭ, в частности, с использованием таблиц 1.3.6. и 1.3.7. Зная суммарную мощность электроприборов, можно по формуле определить номинальную силу тока:
Для трехфазной сети используется другая формула:
где U будет равно уже 380 В.
Если к трехфазному кабелю подключают и однофазных, и трехфазных потребителей, то расчет ведется по наиболее нагруженной жиле. Для примера с общей мощностью приборов, равной 5 кВт, и однофазной закрытой сети получается:
BBГнг 3×1,5 – медный трехжильный кабель. По таблице 1.3.6. для силы тока 18 А ближайшее в значение – 19 А (при прокладке в воздухе). При номинальной силе тока 19 А сечение его токопроводящей жилы должно составлять не менее 1,5 мм 2 . У кабеля BBГнг 3×1,5 одна жила имеет сечение S = π · r 2 = 3,14 · (1,5/2) 2 = 1,8 мм 2 , что полностью соответствует указанному требованию.
Если рассматривать кабель ABБбШв 4×16, необходимо брать данные из таблицы 1.3.7. ПУЭ, где указаны значения для алюминиевых проводов. Согласно ей, для четырехжильных кабелей значение тока должно определяться с коэффициентом 0,92. В рассматриваемом примере к 18 А ближайшее значение по таблице 1.3.7. составляет 19 А.
С учетом коэффициента 0,92 оно составит 17,48 А, что меньше 18 А. Поэтому необходимо брать следующее значение – 27 А. В таком случае сечение токопроводящей жилы кабеля должно составлять 4 мм 2 . У кабеля ABБбШв 4×16 сечение одной жилы равно:
Согласно таблице 1.3.7. этот кабель рациональнее использовать при номинальном токе 60 А (при прокладке по воздуху) и до 90 А (при прокладке в земле).
Расчет сечения кабеля по мощности
Чтобы правильно смонтировать электропроводку в жилом помещении, необходимо грамотно рассчитать сечения кабеля. Если провод будет слишком толстый, получится пустая трата денег. Слишком тонкий проводник быстро перегреется, оплавится, что приведёт к возгоранию и пожару.
- Общая информация о кабеле
- Материалы изготовления проводников
- Расчет сечения провода по диаметру
- Выбор сечения кабеля
- По мощности
- По силе тока
- По длине и мощности
- Практические рекомендации
Общая информация о кабеле
Протекая по проводам, ток способствует их нагреванию. Чем выше его сила, тем быстрее происходит нагрев. Основной показатель, по которому проводят расчет – максимальная токовая нагрузка. Это величина, показывающая, сколько кабель может выдержать нагрузки тока в течение длительного периода времени.
Найдя показатель номинальной силы тока, можно рассчитать мощность для однофазной сети, учитывая суммарную мощность для всех приборов, напряжение, коэффициент одновременности и переменную для электроприборов.
Если неправильно посчитать сечение провода, проводка будет перегреваться.
Причины перегрева кабеля:
- Недостаточная площадь сечения. Чем толще жилы кабеля, тем больше тока он передает, не нагреваясь. На кабельных изделиях значения указываются в маркировке.
- Тип кабеля. Провод бывает одножильным (одна жила состоит из одного стержня) и многожильным. Второй вариант гибче, но значительно уступает по максимальной нагрузке.
- Способ укладки проводника. Если кабель плотно уложен, он будет греться значительно быстрее.
Ещё один фактор – материал, из которого выполнен кабель и качество изоляции.
Материалы изготовления проводников
Для изготовления изолированных проводников используют алюминий и медь. Медные жилы обладают меньшим сопротивлением и меньше греются, поэтому считаются лучше, чем алюминиевые.
Провода изолируют поливинилхлоридом (ПВХ), резиной и иногда — фторопластами. Чем выше качество изолирующих материалов, тем больше устойчивость к возгоранию у провода.
В капитальных строениях с прокладкой внутренних силовых сетей используют исключительно медные проводники.
Расчет сечения провода по диаметру
Зачастую подобные расчеты выполняют без изоляции с помощью штангенциркуля. Узнав диаметр жилы, проводится расчет сечения кабеля по формуле: Sкр=3,14*Д²/4, где Sкр – это площадь сечения, а Д – диаметр круга.
Если штангенциркуля нет, одну из жил очищают от изоляции и наматывают на карандаш. Ширину намотки измеряют линейкой и делят на количество витков (чем больше сделать витков, тем точнее получится замер).
Для вычислений сечения по диаметру гибкого многожильного провода сначала узнают диаметр одной жилы витками или штангенциркулем. После применяют стандартную формулу, а затем умножают полученное значение на количество витков.
Выбор сечения кабеля
Прокладывая электрический кабель, необходимо знать, какой именно провод нужно использовать для питания одного или нескольких электроприборов. Выбор основывают на потребляемой мощности, силе тока и нагрузке. При этом обязательно учитывают способ укладки проводниковых элементов и длину самого провода.
По мощности
При расчете сечения кабеля ориентируются на мощность нагрузки. У каждого бытового прибора имеется паспорт с указанием основных технических характеристик. Эти же сведения есть на табличке, расположенной на корпусе изделия. Помимо страны изготовителя и заводского номера там прописана потребляемая мощность (W) и потребляемый ток (А).
При выборе кабеля учитывают все возможные нагрузки в ваттах либо киловаттах. Узнав необходимую величину, используют специальную таблицу с сечением кабеля, диаметром проводника и силой тока медного и алюминиевого провода.
Сначала выбирают соответствующий столбец с указанным напряжением и цифру, соответствующую мощности потребления. Далее смотрят на параметры сечения провода, которое можно использовать.
По силе тока
Специалисты производят расчёты диаметра кабеля по потребляемому току. Для этого выписывают и суммируют все показатели: длину, температуру, удельное сопротивление, ширину провода. Сечение подбирают по этой же таблице, однако ищут столбец с током. Для надежности желательно выбирать большее значение. Как только проводник начинает нагреваться, сила тока стремительно снижается.
По длине и мощности
В среднестатистических квартирах длина проводниковых элементов позволяет не брать ее во внимание при расчете сечения. Однако при необходимости подключения частного дома к ближайшему столбу данные параметры обязательно учитываются. Если токи потребления очень большие, длинный провод может негативно влиять на электропередачу. Чем больше его длина, тем больше будет падать напряжение. Чтобы избежать этого, сечение провода определяется с учётом таблицы. В ней необходимые параметры рассчитываются в зависимости от расстояния до точки питания.
Прокладывая длинные линии обязательно учитывают естественное падение собственного напряжения, связанное:
- с длиной, измеряемой в метрах;
- с поперечным сечением;
- с сопротивлением материалов, из которых изготовлен проводник.
Сила тока умноженная на сопротивление частично отражает падение напряжения. Данный показатель не должен превышать 5%. Если цифра больше, используется кабель с большим сечением.
Практические рекомендации
В зависимости от способа размещения проводка бывает открытого и закрытого типа. В квартирах всегда используют закрытую. В стенах и потолках проделывают специальные выемки/углубления, по которым и размещают проводниковые элементы. Планировка создается заранее, так как при наращивании проводки или монтаже придётся устранять отделку стен. Чаще всего монтаж выполняют медными плоскими проводами.
Если прокладка открытого типа, провода тянут вдоль поверхности. При этом используют гибкие круглые проводники. Их легко установить в кабель-каналы и пропустить через специальную гофрированную трубку.
При подключении мощных приборов рекомендуют применять отдельные кабели с автоматами включения. Так легче подобрать провода и соблюсти правила безопасности. При этом такой вариант считается практичным. В случае аварийной ситуации не придётся обесточивать всё жилое помещение.
Также специалисты советуют выбирать кабель по большему значению. Он без проблем сможет выдержать постоянные нагрузки, что позволит избежать перегрева и воспламенения проводки. Выбор проводниковой продукции с запасом – это ещё одна возможность подключить к линии дополнительный электроприбор.
Расчёт электропроводки в квартире своими силами
Вступление
Если вы ремонтируете, меняете, делаете новую электропроводку в квартире, нельзя обойти этап расчёта электропроводки. Этот расчёт даст требуемое сечение кабеля проводки и прояснит варианты защиты проводки.
Что включает расчёт электропроводки в квартире?
Давайте определимся, что включает полный расчёт электропроводки квартиры.
- Во-первых, это расчёт сечения кабеля или кабелей необходимого для проводки.
- Во-вторых, это вычисление длины необходимых кабелей.
- В третьих, это подбор номиналов автоматов и устройств защиты электропроводки.
Посмотрим подробно на каждый этап расчёта электропроводки подробно, но для начала выполним некоторые подготовительные работы.
Выбор типа проводки
На этом этапе вы должны определиться с типом электропроводки, а именно будет ли проводка скрытой или она будет открытой.
Скрытой электропроводкой считается проводка, монтируемая внутри строительных конструкций помещений. Иначе, скрытая проводка это проводка визуально не видимая глазу. При чём, невидимость распространяется не только на кабели, но и конструкции монтажа.
Например, кабель, уложенный в слой штукатурки в стене, считается скрытым, а кабель, уложенный в кабель канале плинтуса или кабель канале, относится к открытой проводке.
Открытой электропроводкой считается проводка визуально видимая глазу. При чём, кабель, уложенный в плинтусе, наличнике, видимом коробе, лотке, видимой трубе относится к открытой проводке.
Выбор типа проводки повлияет на расчёт сечения жил кабеля, о котором чуть ниже.
Расчёт сечения кабеля
Этот расчёт важнейший в общем расчёт электропроводки квартиры. От него будет зависеть безаварийная и стабильная работа электропроводки, а также её безопасность для окружающих.
Расчёт сечения кабеля проводится по мощности планируемых к подключению электроприборов и длине электрических линий. Второй расчёт называется расчётом потерь, и он не актуален для проводки квартиры.
Сечение кабеля рассчитываем по мощности на основе простых законов физики из курса средней школы и таблиц ПУЭ.
Напомню, ПУЭ это «Правила Устройства Электроустановок» — базовый нормативный закон электрика. Скачать его можно тут и тут.
Простейший расчёт по мощности проводим на основе закона Ома: Электрическая мощность сети прямо пропорциональна силу тока и напряжению в сети. Нам нужно рассчитать не мощность, а силу тока, поэтому нам актуальна такая версия закона: сила тока в электрической цепи прямо пропорциональная мощности, и обратно пропорциональна напряжению в цепи.
Математическая формула расчёта выглядит так:
P=U×I
Для этой формулы у нас точно известно напряжения в цепи (U). Бытовое напряжение в квартире равно 220-230 Вольт.
Мощность для формулы (P) нам нужно посчитать самостоятельно, сложив потребляемые мощности всех бытовых приборов, которые будут включены в эту электрическую цепь.
Взять мощность бытовых приборов можно из их паспорта, описании в магазине или запросив в Интернет поиск «мощности бытовых приборов». Вы легко найдете таблицу основных бытовых приборов используемых в квартире.
Имея суммарную мощность и напряжение цепи, мы легко посчитаем максимальную силу тока (I) этой цепи. Например, вы делаете новую розетку для электрической плиты. Пусть по паспорту её максимальная мощность будет 5100 Вт. Напряжение мы знаем оно 220 Вольт. Простым делением получаем, что максимальная сила тока этой цепи будет 23,18 А. Округляем в большую сторону, получаем, что сила тока этой цепи, с максимальной нагрузкой, будет 24 Ампера.
Имя это значения, мы легко рассчитаем сечение необходимого кабеля, воспользовавшись таблицам 3 из ПУЭ. Не буду приводить все таблицы ПУЭ, покажу сводный вариант расчёта:
Как видите по таблице, вы легко по силе тока определите сечение необходимого кабеля. Более того вы можете это сделать даже по расчётной мощности включаемый приборов.
Расчет автоматов и устройств защиты
Итак, мы рассчитали сечение необходимого кабеля, заодно рассчитав максимальную силу тока в цепи. По значению силы тока мы можем подобрать автомат защиты этой цепи.
Автомат защиты это электротехническое устройство, обеспечивающее автоматическое отключение электропитания цепи за безопасно короткое время при возникновении аварийных ситуаций короткого замыкания и перегрузки.
При подборе номинала автомата защиты нам понадобится округлённое в большую сторону значение силы тока нашей цепи и знание шага номиналов имеющихся в продаже. В продаже вы найдете автоматы защиты с номиналов по току 6, 10, 16, 25, 32, 64 Ампера.
Чтобы выбрать устройство защиты, нужно вспомнить, что это такое.
Устройство защиты или УЗО, это электротехническое устройство, обеспечивающее автоматическое отключение электропитания цепи при возникновении потенциальных угроз человеку быть пораженным электротоком.
Например, в ванной идет утечка тока от питающего кабеля на металлический корпус машины. Сила этого тока недостаточна, чтобы сработал автомат защиты. Вместе с тем во влажной среде этот ток может быть опасен для человека. УЗО определяет такие токи, которые называются дифференциальными, и отключает электропитание цепи.
При выборе УЗО нужно учесть, что:
- УЗО ставится в цепь со стороны подачи электропитания вместе с автоматом защиты.
- Устройство ставится в цепь после автомата защиты этой электрической группы.
- Номинал УЗО по току должен быть на шаг меньше номинала автомата защиты, установленного вместе с УЗО.
Данные правила относятся к УЗО отдельной группы, но не относятся к выбору УЗО используемого для защиты нескольких групп электропроводки.
Чтобы упростить задачу расчёта номиналов автоматов защиты квартирной электропроводки, есть рекомендуемый вариант, который сработает для любой средней квартиры.
В этой визуальной таблице вы видите, как нужно разбить электропроводку квартиры на группы и какой подобрать номинал автомата защиты для каждой группы.
Расчёт длины кабеля
Длину необходимых кабелей нужно промерить рулеткой от мест расстановки розеток и светильников квартиры до щита.
Если вы делаете проводку для отдельной электро точки это сделать несложно. Однако если вы делаете проводку для всей квартиры с несколькими группами вам нужно предварительно нарисовать схему электропроводки с обозначением на схеме групп проводки и трасса прокладки кабелей.
К полученной длине кабеля нужно прибавить 10%-15% для запаса. Для правильного выбора трассировки кабеля нужно помнить о правилах монтажа электропроводки.
Пример
Для примера проведём расчёт электропроводки в квартире для новой стиральной машины. Я выбрал для примера, стиральную машину Bosch WAN20060OE. Её максимальная потребляемая мощность 2300 Вт (по описанию).
Для стиральной машины нужно сделать отдельную группу со своим автоматом защиты и УЗО. Отдельная группа защиты означает, что розетка стиральной машины должна питаться электрическим кабелем, идущим от квартирного щита и защищаться отдельным автоматом защиты и желательно, отдельным УЗО.
Расчёт по току:
Делим 2300 Вт на 220 Вольт и получаем силу тока цепи равную 10,45 Ампер. Здесь округляем в меньшую сторону, так как напряжение может быть 220-230 В.
Получаем ток данной цепи 10 Ампер. По таблице смотрим сечение кабеля. Оно равно 2,5 мм 2 , для меди. Алюминиевый кабель в рассмотрение не берем.
Автомат защиты выбираем с запасом на 16 Ампер. УЗО выбираем на рабочий ток 10 или 16 Ампер. Ток срабатывания УЗО 30 мА.
Для улучшения эргономии щита, пару автомат защиты+УЗО лучше заменить на дифференциальный автомат защиты (дифавтомат). Он выполнит обе функции защиты. Номинал дифференциального автомата защиты 16 Ампер.
Длину необходимого кабеля промеряем рулеткой от места установки розетки до места установки автомата защиты. К этой длине прибавляем 10%.
Всё, расчет электропроводки в квартире для новой стиральной машины проведён.
Вывод
В этой статье я показал общий расчёт электропроводки в квартире своими силами. Конечно, расчёт всей электропроводки более сложен, но базироваться он будет именно на этих общих принципах.