Сечение кабеля по мощности

Ремонт и проектирование электросетей, а также электрооборудования неразрывно связаны с необходимостью правильного подбора проводки. Для оптимального выбора силового кабеля понадобиться узнать несколько параметров начиная нагрузкой и заканчивая способом прокладки. Разберём как рассчитать сечение кабеля по мощности, таблица для проведения вычислений будет приведена в статье.

Необходимость расчётов

Современные электрические сети должны отвечать следующим требованиям:

• безопасность эксплуатации;
• надёжность функционирования;
• экономичность потребления.

Расчёт сечения кабеля по мощности либо другому параметру, в первую очередь, необходим для соблюдения этих требований. 

При недостаточной площади поперечного сечения проводки, нагрузка на неё резко возрастает и в результате приводит к перегреву. В свою очередь это чревато аварийными ситуациями, наносящими вред не только электрооборудованию, но и пользующимся им людям.

Завышенное от номинального поперечного сечения кабеля позволяет безопасно использовать приборы и устройства. Однако такой подход оборачивается неоправданным расходом средств на более дорогие коммуникации. Грамотный расчёт сечения кабеля позволяет соблюсти баланс между безопасностью и ценой энергетических линий.

Приведём небольшой пример. Задача – определить сечение провода для пяти киловатт. Для решения необходимо воспользоваться таблицами ПУЭ. Это регламентирующий справочный документ, полное название– «Правила устройства электроустановок» в нём указаны 4 основных критерия, определяющих сечение проводки:

• вид напряжения – одна или три фазы;
• материал, из которого изготовлен проводник;
• способ укладки проводника;
• ток в амперах или мощность в киловаттах.

В этом справочнике имеется необходимая нам таблица сечения кабеля. Однако значение пять киловатт в ней отсутствует. В таких случаях берётся следующая большая величина, в нашем случае, пять с половиной киловатт.

Современная проводка в квартирах изготавливается из меди и прокладывается по воздуху. Исходя из этих параметров для решения поставленной задачи подойдёт проводник сечением два с половиной миллиметра. При этом сеть должна создавать не более двадцати пяти ампер токовой нагрузки.

Выбор сечения проводника по мощности

Выбирая сечение кабеля по мощности необходимо вычислить её суммарную величину. Для этого составляется перечень всех электроприборов на объекте. Как на устройствах, так и в технической документации к ним обозначается потребляемая мощность. Она может быть указывается в ваттах и киловаттах. Сложив показатели всех приборов получаем окончательную сумму.

Если выбирается проводка для отдельной линии, к которой будет подключён один прибор, то информация берётся только о его энергопотреблении. Например, средний утюг потребляет один киловатт. Само сечение можно подобрать используя ПУЭ. Ниже приведены две таблицы для медных и алюминиевых проводников соответственно.

Помимо данных приведённых в таблицах необходимо учитывать тип сети – одна фаза или три. От этого напрямую зависит напряжение одна фаза – это 220 вольт, а три 380 вольт. Мы привели таблицы для медных и алюминиевых проводников. Медь более предпочтительный материал поскольку она:

• обладает высокой электропроводностью;
• прочная;
• стойкая к окислению;
• упругая.

Превосходя по многим показателям алюминиевые проводники, медные имеют всего одни недостаток – высокую стоимость. В домах советской постройки, как правило, проложены провода из алюминия. Поэтому при ремонте желательно использовать такие же.

Исключением может служить капитальный ремонт с полной заменой коммуникаций до распределительного щита. В таком случае лучше использовать медные проводники. Прямой контакт между двумя видами проводки недопустим. Это приводит к окислению, нагреву и коротким замыканиям. Для соединения используют специальные проводники из третьего метала.

Выбор сечения проводника по току

Для оптимального подбора проводника одной мощности мало и надо уметь рассчитывать сечение кабеля по току. Его сила зависит от нескольких факторов:

• длины;
• температуры;
• удельного сопротивления;
• ширины.

Если проводник нагревается, то сила тока в нем падает. В справочниках все данные указываются исходя из средней комнатной температуры восемнадцать градусов. Чтобы выбрать сечение проводки согласно току, опять обратимся к таблицам из ПУЭ. Ниже приведены таблицы для проводников из разных металлов.

Для того чтобы рассчитать сечение приблизительно, сила тока делится на десять. В случае отсутствия необходимого значения в таблице, берётся ближайшая большая величина. Однако это правило действует только для медных проводников максимальный ток для которых не превышает сорок ампер.

В диапазоне от сорока до восьмидесяти ампер, сила тока делится уже на восемь. Что касается алюминиевых проводников, то деление производится на шесть. Это связано с тем, что для выдерживания одинаковых нагрузок провод из алюминия должен быть толще чем медный.

Выбор сечения проводника по мощности и длине

От длины проводника зависит напряжение, которое поступает в конечную точку. Может сложиться ситуация, когда в точке потребления напряжение окажется недостаточным для работы электроприборов.

В бытовых электро-коммуникациях этими потерями пренебрегают и берут кабель на десять-пятнадцать сантиметров длиннее необходимого. Этот излишек расходуется на выполнение коммутации. При подсоединении к распределительному щиту, запас увеличивают, учитывая необходимость подключения защитных автоматов.

Прокладывая линии большой протяжённости следует брать во внимание неизбежное падение напряжения. У любого есть собственное сопротивление, на которое влияют три основных фактора:

1. Длина, измеряемая в метрах. При увеличении этого показателя увеличиваются потери.
2. Поперечное сечение, измеряемое в квадратных миллиметрах. Если этот параметр увеличивается, то снижается падение напряжения.
3. Сопротивление материала проводника, значение которого берётся из справочных данных. Они показывают эталонное сопротивление провода сечением один миллиметр и длиной один метр.

Произведение сопротивления и силы тока численно отражает падение напряжения. Эта величина не должна превышать пяти процентов. Если она превышает данный показатель, то необходимо брать проводник с большим сечением.

Расчёт сечения по формулам

Алгоритм выбора следующий:

• Рассчитывается площадь проводника по длине и максимальной мощности по формуле:

Где:

P – мощность;

U – напряжение;

cosф – коэффициент.

Для бытовых электросетей значение коэффициента равно единице. Для промышленных коммуникаций он рассчитывается как отношение активной мощности к полной.

• В таблице ПУЭ находится сечение по току.
• Рассчитывается сопротивление проводки:

де:

ρ – сопротивление;

l – длина;

S – поперечная площадь сечения.

При этом, не стоит забывать, что ток движется в обоих направлениях и по факту сопротивление равно:

Если результат превышает пять процентов, то в справочнике ищется ближайшее поперечное сечение с большим значением.

Подобные расчёты редко выполняются родовыми потребителями электроэнергии. Для этого есть профильные специалисты и масса справочного материала. Более того, в интернете размещено множество онлайн-калькуляторов, при помощи которых все вычисления можно произвести за пару кликов.

Сечение и способ укладки

Ещё один фактор который влияет на выбор сечения проводника – способ прокладки линий. Их существует два:

• открытый;
• закрытый.

При первом способе проводка укладывается в специальный короб или гофрированную трубу и находится на поверхности стены. Второй вариант предполагает замуровывание кабеля внутрь отделки или основного тела стен.

Здесь основное значение играет теплопроводность окружающей среды. В грунте тепло от кабеля отводится лучше, чем на воздухе. Поэтому при закрытом способе берутся провода с меньшим сечением чем при открытом.

Сводная таблица

Существуют таблицы, которые позволяют определить необходимо сечение используя сразу несколько параметров – ток, мощность, материал проводника и так далее. Они более удобны в использовании и одна из них размещена ниже. В ней указано сечение провода по току и мощности, а также учитывается способ укладки.

Заключение

Возможно, статья вышла несколько скучноватой и насыщенной техническими терминами. Однако изложенной в ней информацией пренебрегать не стоит. Поскольку от того, насколько правильно была выбрана проводка, зависит надёжность и безопасность функционирования домашней электросети.