Параметры кабелей рассчитываются при проектировании электрической линии. Основательный подход инженеров гарантирует качественную и безопасную проводку, рассчитанную с запасом на одновременную работу всех электроприборов. Если проигнорировать точность на этом этапе и неправильно подобрать электрический кабель, все может завершиться пожаром.
Чтобы предотвратить аварийные ситуации, которые могут повлечь значительные финансовые расходы, рекомендуется предварительно рассчитать сечение кабеля в зависимости от длины и мощности. Сделать это можно несколькими способами:
- с помощью онлайн-калькуляторов – программных сервисов, работающих на основе утвержденных формул;
- по таблицам зависимости сечения жилы провода от мощности и длины линии;
- по формулам.
Калькулятор расчета сечения по мощности и длине
Чтобы задача вычисления параметров проводки не казалась новичкам нерешаемой, разработан калькулятор расчета сечения кабеля по мощности и длине.
| Перевод Ватт в Ампер | ||
| U, В | P, Ватт | Ток пот., А |
| Uобр, В | Ток потр., А | Тип кабеля | S, мм2 | Длина, м |
| 1 | удалить |
| № | Uбп, В | Uобр, В | Ток потр., А | Тип кабеля | S, мм2 | Длина, м |
| 1 | удалить |
| № | Uбп, В | Uобр, В | Ток потр., А | Тип кабеля | S, мм2 | Длина, м |
| 1 | удалить |
| № | Uбп, В | Uобр, В | Ток потр., А | Тип кабеля | S, мм2 | Длина, м |
| 1 | удалить |
С его помощью легко определить значение тока потребления электрических установок, зная максимальную мощность, которую они потребляют. Этот параметр обычно указывается производителем прямо на приборе или в паспорте к нему. Напряжение питания можно узнать там же.
Максимально допустимая длина линии вычисляется для конкретного типа кабеля, который выбирается из выпадающего списка. Также в расчете участвуют значения тока потребления, напряжения источника питания и минимального напряжения, при котором устройство способно функционировать.
Онлайн-калькулятор существенно упрощает работу проектировщиков, сокращая время на ручные расчеты.
Предварительный расчёт мощности
Этот этап идёт первым, потому что собранные данные будут служить основой для проектирования.
Невозможно приступать к проектированию, если не известен спектр подключаемых приборов, их мощность и режим эксплуатации. При этом тип электрооборудования, имеет более весомое значение, нежели мощность при выборе сечения кабеля на калькуляторе.
Например, одинаковые по номинальной мощности приборы, могут работать в разных режимах, что сказывается на пиковых нагрузках – одно дело работа водогрейного бойлера мощностью 3 кВт, другое дело работа скважинного насоса мощностью 3 кВт. Ведь при включении насоса, в течении нескольких секунд потребляемая мощность превышает номинальную на 30-45%. Такой скачок обязательно выбьет пробки предохранителя, если этот фактор не был учтён на первом этапе подбора сечения кабеля на калькуляторе.
Мощность подключаемого оборудования берётся из паспорта изделия, а список всех электроприборов на данном объекте лучше разбить по конкретным комнатам.
Проектирование и расчёт сечения кабеля на онлайн калькуляторе
Этап видится сумбурным из-за обилия мелких деталей проекта, но разбивка объекта на несколько комнат, как-бы обнажает сценарий работ, позволяя через призму одного помещения, оценить масштабность задачи.
На листе бумаги рисуется отдельно каждая комната, и вносится список электроприборов для конкретного помещения.
Определяются точки подключения с привязкой к ним соответствующих устройств.
Например, в зале трёхкомнатной квартиры планируется использовать:
- Кондиционер 2 кВт;
- Телевизор 0,4 кВт;
- Светодиодное освещение суммарной мощностью 200 ватт;
- Музыкальный центр 0,5 кВт;
- Гаджеты и прочие мелкие бытовые приборы суммарной мощностью 1 кВт.
Для потолочного освещения кидают отдельную линию 2 х 1,5 мм2.
Для кондиционера прокладывают отдельную цепь, сечение провода рассчитывается так 2000/220 = 10 А (с округлением в большую сторону). Добавляем 5 А (запас прочности) и подбираем провод для тока 15 Ампер.
Остальные устройства в сумме потребляют 2,1 кВт. Учитывая, что шанс их одновременного включения маловероятен, можно воспользоваться формулой расчёта сечения кабеля для кондиционера.
На основе вычислений для одного помещения, используя онлайн калькулятор, проводят расчёты для всей электропроводки. Но необходимо учитывать некоторые правила:
Для электроприборов высокой мощности, как-то: бойлер, электроплита, тёплые полы и т.п., прокладывается отдельная линия электропитания с индивидуальным автоматом отключения и УЗО;
Помещения с высокой влажностью, например санузел и кухня, запитываются по отдельной цепи от щитка, вне зависимости от суммарной нагрузки;
Отдельно прокладывают линию в каждую комнату для потолочного освещения;
Внутри квартиры разрешено использовать только медные провода.
Выбор по таблице
Когда нужно определить примерные параметры проводки, располагая отдельными значениями, придется кстати таблица выбора сечения кабеля по мощности и длине.
| Мощность (Вт) | Ток (А) | 1,5кв.мм | 2,5кв.мм | 4кв.мм | 6кв.мм | 10кв.мм | 16кв.мм | 25кв.мм | 35кв.мм | 50кв.мм | 70кв.мм | 95кв.мм |
| 500 | 2,3 | 100 м | 165 м | 265 м | 395 м | |||||||
| 1 000 | 4,6 | 30м | 84м | 135 м | 200м | 335 м | 530 м | |||||
| 1 500 | 6,8 | 33 м | 57 м | 90м | 130м | 225 м | 355 м | 565м | ||||
| 2 000 | 9 | 25м | 43 м | 68м | 100 м | 170м | 265 м | 430 м | 595 м | |||
| 2 500 | 11,5 | 20м | 34м | 54м | 80м | 135 м | 210 м | 340м | 470 м | 630 м | ||
| 3 000 | 13,5 | 17 м | 29м | 45 м | 66м | 110 м | 180 м | 285 м | 395 м | 520 м | ||
| 3 500 | 16 | 14 м | 24 м | 39м | 56м | 96м | 155м | 245 м | 335 м | 450 м | ||
| 4 000 | 18 | 21м | 34м | 49 м | 84м | 135 м | 210 м | 295 м | 395 м | 580м | ||
| 4 500 | 20 | 19 м | 30м | 44м | 75м | 120 м | 190 м | 260м | 350 м | 515 м | ||
| 5 000 | 23 | 27м | 39 м | 68м | 105 м | 170м | 235 м | 315 м | 460м | 630 м | ||
| 6 000 | 27 | 23 м | 32 м | 56м | 90м | 140 м | 195 м | 260 м | 385м | 530 м | ||
| 7 000 | 32 | 28м | 48м | 76м | 120м | 170 м | 225 м | 330 м | 460 м | |||
| 8 000 | 36 | 42 м | 67 м | 105 м | 145 м | 195 м | 290м | 400м | ||||
| 9 000 | 41 | 38м | 60м | 94м | 130м | 175 м | 255 м | 355 м | ||||
| 10 000 | 45 | 34м | 54м | 84м | 120 м | 155 м | 230 м | 320 м | ||||
| 12 000 | 55 | 45 м | 70м | 92 м | 130м | 190 м | 265 м | |||||
| 14 000 | 64 | 38м | 60м | 84м | 110 м | 165 м | 230 м | |||||
| 16 000 | 73 | 53 м | 74 м | 99м | 145 м | 200м | ||||||
| 18 000 | 82 | 47 м | 65м | 88м | 125м | 175 м | ||||||
| 20 000 | 91 | 160м | 160м | 160м | 160м |
Зная суммарную мощность электроприборов и ориентировочную длину линии, по таблице можно определить минимально допустимое сечение провода. Округлять значения необходимо в большую сторону.
Пример. Общая мощность электрических устройств равна 4,3 кВт, длина линии – 40 м. Округляя эти значения в сторону больших табличных, можно определить, что сечение провода при таких условиях должно составить 6 мм2.
Таблица сечений провода и диаметров
Иногда, вместо того, чтобы ковыряться в проводах с линейкой, намного легче воспользоваться готовыми таблицами. Одна из них будет с некоторым сокращением приведена ниже. В такой таблице в левой колонке будет указан конкретный диаметр проволочных жил, а в правой – сечение проводника в квадратных миллиметрах.
Определение сечения:
- 0,8 мм2 – 0,5;
- 1 мм2 – 0,75;
- 1,1 мм2 – 1;
- 2,28 мм2 – 6;
- 3,2 мм2 – 8;
- 4 мм2 – 8,3.
Данная выше таблица далеко не полна. Всего в ней существует около 10-12 строчек, и каждое её значение вполне может встретиться в магазине. Наиболее точную информацию по каждому конкретно виду проводов и кабелей по первому требованию предоставит продавец-консультант в магазине бытовой техники или электрических товаров.
Также могу пригодиться следующие характеристики. Например, в таблице может быть также указано, открыто ли проложен провод, сколько конкретно проводов в одном соединении и какие они точно, например, 2, 3, 4 одножильных или 1 двухжильный, 1 трёхжильный.
Данные моменты также очень важны, именно поэтому, собираясь устанавливать провод, и считать площадь его сечения, подобные детали стоит всё-таки уточнить и померить ради спокойствия и комфорта. Ошибка грозит выходом из стоя всей электроники (телевизоров, стационарных компьютеров, холодильников, электричества и даже стиральных машин), а также пожароопасной ситуацией в собственном доме. Именно поэтому, рачительному хозяину, выбирая какие-либо провода или кабели доя дома, необходимо быть предельно внимательным, требовательным и аккуратным покупателем.
Формула расчета
Формула расчета сечения кабеля по мощности позволяет определить нужное значение более точно, чем с помощью таблицы. Такой вариант вычисления рекомендуется выбирать в спорных ситуациях, а также в тех случаях, когда важна точность расчета.
При большой протяженности линии сечение провода напрямую зависит от его длины. Это связано с потерями по мощности вследствие присутствия сопротивления у металла. По мере удлинения кабеля растет сопротивление и падает мощность. Чтобы компенсировать потери, необходимо правильно подобрать сечение провода. Оно
L – протяженность проводки, м;
I – ток нагрузки электроприборов, А;
Uнач – напряжение питания, В;
Uкон – рабочее напряжение электроприборов, В;
ρ – удельное сопротивление меди или алюминия, Ом×мм2/м.
Зная мощность электроприборов, можно рассчитать силу тока по формуле:
Р – мощность потребления электрических установок, Вт;
U – напряжение питания, В.
Разные способы: как определить сечение провода
Проводник часто обозначают 2 разными словами – провод и кабель. Такое смешение очень неудобно. В обиходе эти понятия часто смешивают, хотя в работе данных устройств наблюдаются некоторые существенные различия. Чтобы правильно определить и верно узнать площадь сечения, необходимо разобраться в различиях этих проводников и уяснить более-менее точное определение.
Проводник состоит из группы жил, которые заключены в отдельную изоляцию или в общую. Жилы бывают разными, обычно сплетёнными или сплошными, в зависимости от модели провода. Измеряется их диаметр, как обычной линейкой, так и специальным прибором – штангенциркулем. Как правило, проводники делаются из различных цветных металлов.
Обычно материалы следующие:
- Медь;
- Алюминий;
- Алюмомедь – (это специально разработанный учёными сплав алюминия и меди).
Все эти материалы отличает относительно низкая цена, малое электрическое сопротивление, достаточно высокая электропроводность, удобство при сварке и монтаже
Ещё одной важной характеристикой является максимально маленький вес металлической проволоки. Способы нахождения площади сечения у вышеуказанных проводников практически одинаковы, и замерить ее совсем несложно
P=IU
Данные формулы используют в случаях активной нагрузки (потребители в жилых помещениях, лампочки, утюги). Для реактивной нагрузки в основном используется коэффициент от 0,7 до 0,9 (для работы мощных трансформаторов, электродвигателей, обычно в промышленности).
В следующей таблице предложены исходные параметры – потребляемый ток и мощность, а определяемые величины – сечение провода и ток отключения защитного автоматического выключателя.
Исходя из потребляемой мощности и тока – выбор площади поперечного сечения провода и автоматического выключателя.
Зная мощность и ток, в нижеприведенной таблице можно выбрать сечение провода.
Таблица 2.
| Макс. мощность, кВт | Макс. ток нагрузки, А | Сечение провода, мм2 | Ток автомата, А |
| 1 | 4.5 | 1 | 4-6 |
| 2 | 9.1 | 1.5 | 10 |
| 3 | 13.6 | 2.5 | 16 |
| 4 | 18.2 | 2.5 | 20 |
| 5 | 22.7 | 4 | 25 |
| 6 | 27.3 | 4 | 32 |
| 7 | 31.8 | 4 | 32 |
| 8 | 36.4 | 6 | 40 |
| 9 | 40.9 | 6 | 50 |
| 10 | 45.5 | 10 | 50 |
| 11 | 50.0 | 10 | 50 |
| 12 | 54.5 | 16 | 63 |
| 13 | 59.1 | 16 | 63 |
| 14 | 63.6 | 16 | 80 |
| 15 | 68.2 | 25 | 80 |
| 16 | 72.7 | 25 | 80 |
| 17 | 77.3 | 25 | 80 |
Критические случаи в таблице выделены красным цветом, в этих случаях лучше перестраховаться, не экономя на проводе, выбрав более толстый провод, нежели указано в таблице. А ток автомата наоборот поменьше.
По таблице можно без труда выбрать сечение провода по току, или сечение провода по мощности. Под заданную нагрузку выбрать автоматический выключатель.
В данной таблице все данные приведены для следующего случая.
- Одна фаза, напряжение 220 В
- Температура окружающей среды +300С
- Прокладка в воздухе либо коробе (находится в закрытом пространстве)
- Провод трехжильный, в общей изоляции (кабель)
- Используется наиболее распространенная система TN-S с отдельным проводом заземления
- В очень редких случаях потребитель достигает максимальную мощность. В таких случаях, максимальный ток может действовать длительно без отрицательных последствий.
Рекомендовано выбирать большее сечение (следующее из ряда), в случаях, когда температура окружающей среды будет на 200С выше, либо в жгуте будет несколько кабелей
Это особо важно в тех случаях, если значение рабочего тока, приближено к максимальному
В сомнительных и спорных моментах, таких как:
большие пусковые токи; возможное в будущем увеличение нагрузки; пожароопасные помещения; большие перепады температур (например, провод находится на солнце), необходимо увеличить толщину проводов. Либо же для достоверной информации, обратиться к формулам и справочникам. Но в основном, табличные справочные данные применимы для практики.
Также толщину провода можно узнать эмпирическим (полученным опытным путем) правилом:
Правило выбора площади сечения провода для максимального тока.
Нужную площадь сечения для медного провода, исходя из максимального тока, можно подобрать применяя правило:
Необходимая площадь сечения провода равна максимальному току, деленному на 10.
Расчеты по этому правилу без запаса, поэтому полученный результат нужно округлить в большую сторону до ближайшего типоразмера. Например, нужен провод сечением мм, а ток 32 Ампер. Необходимо брать ближайший, конечно, в большую сторону – 4 мм . Видно, что данное правило вполне укладывается в табличные данные.
Следует заметить, что данное правило хорошо работает для токов до 40 Ампер. Если же токи больше (за пределами жилого помещения, такие токи на вводе) – нужно выбирать провод с еще большим запасом, и делить уже не на 10, а на 8 (до 80 А).
Это же правило и для поиска максимального тока через медный провод, если известна его площадь:
Максимальный ток равен площади сечения, умножить на 10.
Что влияет на нагрев проводов
Количество жил и их тип у кабеля ВВГ
В процессе использования бытовой техники очень часто греется проводка. Перегревание происходит по причине нескольких факторов:
- Неправильный выбор площади сечения проводников. Чем толще жилы имеет кабель, тем больший ток он передает без перегрева. Узнать нужные параметры можно по маркировке изделия или после замеров штангенциркулем.
- Несоответствие материалов изготовления. Медный провод качественнее передает напряжение, отличается небольшим сопротивлением. Жилы из алюминия при высоком сопротивлении сильнее греются.
- Количество жил. Одножильный проводник с толстым стержнем отличается высокой силой токопередачи. Многожильные модификации – гибкие, но имеют меньшую предельную силу передачи тока.
- Специфика монтажа. При плотной укладке в трубе кабели нагреваются сильнее, чем при открытой проводке.
- Особенности изоляции. Недорогие материалы с некачественной изоляцией неустойчивы к деформациям и температурным воздействиям.
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:
- стабилизатор поднимет уровень напряжения на своем выходе и мощность потребления станками еще больше возрастет;
- 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.
Особенности расчета мощности скрытой проводки
При расчете мощности скрытой проводки к полученному показателю прибавляют 20-30%
Когда в проекте указана возможность прокладки скрытой проводки, диаметр и параметры сечения кабеля нужно приобретать с запасом. К полученному после вычисления показателю прибавляют 20-30 %. Такие расчеты исключают нагрев проводника в условиях закрытого пространства с минимальным доступом воздуха.
Если в закрытые каналы производится укладка нескольких проводников, толщина каждого увеличивается на 40%. Каждое изделие для дополнительной защиты от перегрева укладывается в индивидуальной гофрированной трубе.
Про алюминиевый провод.
В отличие от меди, алюминий хуже пропускает электрический ток. Для алюминия (провод такого же сечения, что и медный), при токах до 32 А, максимальный ток будет меньше, чем для меди на 20 %. При токах до 80 А алюминий пропускает хуже ток на 30%.
Эмпирическое правило для алюминия:
Максимальный ток алюминиевого провода равен площади сечения, умножить на 6.
Имея знания, полученные в данной статье, можно выбрать провод по соотношениям «цена/толщина», «толщина/рабочая температура», а также «толщина/максимальный ток и мощность».
(Дополнение к статье, июнь 2014)
К максимально току в зависимости от площади сечения провода, немцы относятся несколько иначе. Рекомендация по выбору автоматического (защитного) выключателя, расположена в правом столбце.
Таблица зависимости электрического тока защитного автомата (предохранителя) от сечения. Таблица 3.
