Расчет толщины провода по мощности
расчет и подбор сечения жилы провода
При ремонте и проектировании электрооборудования появляется необходимость правильно выбирать провода. Можно воспользоваться специальным калькулятором или справочником. Но для этого необходимо знать параметры нагрузки и особенности прокладки кабеля.
Для чего нужен расчет сечения кабеля
К электрическим сетям предъявляются следующие требования:
- безопасность;
- надежность;
- экономичность.
Если выбранная площадь поперечного сечения провода окажется маленькой, то токовые нагрузки на кабели и провода будут большими, что приведет к перегреву. В результате может возникнуть аварийная ситуация, которая нанесет вред всему электрооборудованию и станет опасной для жизни и здоровья людей.
Если же монтировать провода с большой площадью поперечного сечения, то безопасное применение обеспечено. Но с финансовой точки зрения будет перерасход средств. Правильный выбор сечения провода — это залог длительной безопасной эксплуатации и рационального использования финансовых средств.
Правильному подбору проводника посвящёна отдельная глава в ПУЭ: «Глава 1.3. Выбор проводников по нагреву, экономической плотности тока и по условиям короны».
Осуществляется расчет сечения кабеля по мощности и току. Рассмотрим на примерах. Чтобы определить, какое сечение провода нужно для 5 кВт, потребуется использовать таблицы ПУЭ ( «Правила устройства электроустановок«). Данный справочник является регламентирующим документом. В нем указывается, что выбор сечения кабеля производится по 4 критериям:
- Напряжение питания (однофазное или трехфазное).
- Материал проводника.
- Ток нагрузки, измеряемый в амперах (А), или мощность — в киловаттах (кВт).
- Месторасположение кабеля.
В ПУЭ нет значения 5 кВт, поэтому придется выбрать следующую большую величину — 5,5 кВт. Для монтажа в квартире сегодня необходимо использовать провод из меди. В большинстве случаев установка происходит по воздуху, поэтому из справочных таблиц подойдет сечение 2,5 мм². При этом наибольшей допустимой токовой нагрузкой будет 25 А.
В вышеуказанном справочнике регламентируется ещё и ток, на который рассчитан вводный автомат (ВА). Согласно «Правилам устройства электроустановок«, при нагрузке 5,5 кВт ток ВА должен равняться 25 А. В документе указано, что номинальный ток провода, который подходит к дому или квартире, должен быть на ступень больше, чем у ВА. В данном случае после 25 А находится 35 А. Последнюю величину и необходимо брать за расчетную. Току 35 А соответствуют сечение 4 мм² и мощность 7,7 кВт. Итак, выбор сечения медного провода по мощности завершен: 4 мм².
Чтобы узнать, какое сечение провода нужно для 10 кВт, опять воспользуемся справочником. Если рассматривать случай для открытой проводки, то надо определиться с материалом кабеля и с питающим напряжением.
Например, для алюминиевого провода и напряжения 220 В ближайшая большая мощность будет 13 кВт, соответствующее сечение — 10 мм²; для 380 В мощность составит 12 кВт, а сечение — 4 мм².
Выбираем по мощности
Перед выбором сечения кабеля по мощности надо рассчитать ее суммарное значение, составить перечень электроприборов, находящихся на территории, к которой прокладывают кабель. На каждом из устройств должна быть указана мощность, возле нее будут написаны соответствующие единицы измерения: Вт или кВт (1 кВт = 1000 Вт). Затем потребуется сложить мощности всего оборудования и получится суммарная.
Если же выбирается кабель для подключения одного прибора, то достаточно информации только о его энергопотреблении. Можно подобрать сечения провода по мощности в таблицах ПУЭ.
Таблица 1. Подбор сечения провода по мощности для кабеля с медными жилами
Таблица 2. Подбор сечения провода по мощности для кабеля с алюминиевыми жилами
Кроме того, надо знать напряжение сети: трехфазной соответствует 380 В, а однофазной — 220 В.
В ПУЭ дана информация и для алюминиевых, и для медных проводов. У обоих есть свои преимущества и недостатки. Достоинства медных проводов:
- высокая прочность;
- упругость;
- стойкость к окислению;
- электропроводность больше, чем у алюминия.
Недостаток медных проводников — высокая стоимость. В советских домах использовалась при постройке алюминиевая электропроводка. Поэтому если происходит частичная замена, то целесообразно поставить алюминиевые провода. Исключение составляют только те случаи, когда вместо всей старой проводки (до распределительного щита) устанавливается новая. Тогда есть смысл применять медь. Недопустимо, чтобы медь с алюминием контактировали напрямую, т. к. это приводит к окислению. Поэтому для их соединения используют третий металл.
Можно самостоятельно произвести расчет сечения провода по мощности для трехфазной цепи. Для этого надо воспользоваться формулой: I=P/(U*1.73), где P — мощность, Вт; U — напряжение, В; I — ток, А. Затем из справочной таблицы выбирается сечение кабеля в зависимости от рассчитанного тока. Если же там не будет необходимого значение, тогда выбирается ближайшее, которое превышает расчетное.
Как рассчитать по току
Величина тока, проходящего через проводник, зависит от длины, ширины, удельного сопротивления последнего и от температуры. При нагревании электрический ток уменьшается. Справочная информация указывается для комнатной температуры (18°С). Для выбора сечения кабеля по току используют таблицы ПУЭ (ПУЭ-7 п.1.3.10-1.3.11 ДОПУСТИМЫЕ ДЛИТЕЛЬНЫЕ ТОКИ ДЛЯ ПРОВОДОВ, ШНУРОВ И КАБЕЛЕЙ С РЕЗИНОВОЙ ИЛИ ПЛАСТМАССОВОЙ ИЗОЛЯЦИЕЙ).
Таблица 3. Электрический ток для медных проводов и шнуров с резиновой и ПВХ-изоляцией
Для расчета алюминиевых проводов применяют таблицу.
Таблица 4. Электрический ток для алюминиевых проводов и шнуров с резиновой и ПВХ-изоляцией
Кроме электрического тока, понадобится выбрать материал проводника и напряжение.
Для примерного расчета сечения кабеля по току его надо разделить на 10. Если в таблице не будет полученного сечения, тогда необходимо взять ближайшую большую величину. Это правило подходит только для тех случаев, когда максимально допустимый ток для медных проводов не превышает 40 А. Для диапазона от 40 до 80 А ток надо делить на 8. Если устанавливают алюминиевые кабели, то надо делить на 6. Это объясняется тем, что для обеспечения одинаковых нагрузок толщина алюминиевого проводника больше, чем медного.
Расчет сечения кабеля по мощности и длине
Длина кабеля влияет на потерю напряжения. Таким образом, на конце проводника напряжение может уменьшиться и оказаться недостаточным для работы электроприбора. Для бытовых электросетей этими потерями можно пренебречь. Достаточно будет взять кабель на 10-15 см длиннее. Этот запас израсходуется на коммутацию и подключение. Если концы провода подсоединяются к щитку, то запасная длина должна быть еще больше, т. к. будут подключаться защитные автоматы.
При укладке кабеля на большие расстояния приходиться учитывать падение напряжения. Каждый проводник характеризуется электрическим сопротивлением. На данный параметр влияют:
- Длина провода, единица измерения — м. При её увеличении растут потери.
- Площадь поперечного сечения, измеряется в мм². При её увеличении падение напряжения уменьшается.
- Удельное сопротивление материала (справочное значение). Показывает сопротивление провода, размеры которого 1 квадратный миллиметр на 1 метр.
Падение напряжения численно равняется произведению сопротивления и тока. Допустимо, чтобы указанная величина не превышала 5%. В противном случае надо брать кабель большего сечения. Алгоритм расчета сечения провода по максимальной мощности и длине:
- В зависимости от мощности P, напряжения U и коэффициента cosф находим ток по формуле: I=P/(U*cosф). Для электросетей, которые используются в быту, cosф = 1. В промышленности cosф рассчитывают как отношение активной мощности к полной. Последняя состоит из активной и реактивной мощностей.
- С помощью таблиц ПУЭ определяют сечение провода по току.
- Рассчитываем сопротивление проводника по формуле: Rо=ρ*l/S, где ρ — удельное сопротивление материала, l — длина проводника, S — площадь поперечного сечения. Необходимо учесть ток факт, что ток идет по кабелю не только в одну сторону, но и обратно. Поэтому общее сопротивление: R = Rо*2.
- Находим падение напряжения из соотношения: ΔU=I*R.
- Определяем падение напряжения в процентах: ΔU/U. Если полученное значение превышает 5%, тогда выбираем из справочника ближайшее большее поперечное сечение проводника.
Открытая и закрытая прокладка проводов
В зависимости от размещения проводка делится на 2 вида:
- закрытая;
- открытая.
Сегодня в квартирах монтируют скрытую проводку. В стенах и потолках создаются специальные углубления, предназначенные для размещения кабеля. После установки проводников углубления штукатурят. В качестве проводов используют медные. Заранее всё планируется, т. к. со временем для наращивания электропроводки или замены элементов придется демонтировать отделку. Для скрытой отделки чаще используют провода и кабели, у которых плоская форма.
При открытой прокладке провода устанавливают вдоль поверхности помещения. Преимущества отдают гибким проводникам, у которых круглая форма. Их легко установить в кабель-каналы и пропустить сквозь гофру. Когда рассчитывают нагрузку на кабель, то учитывают способ укладки проводки.
Расчёт сечения кабеля по мощности и току: формулы и примеры
Вы планируете заняться или дополнительно протянуть силовую линию на кухню для подключения новой электроплиты? Здесь пригодятся минимальные знания о сечении проводника и влиянии этого параметра на мощность и силу тока.
Согласитесь, что неправильный расчёт сечения кабеля приводит к перегреву и короткому замыканию или к неоправданным расходам.
Очень важно провести вычисления на стадии проектирования, так как выход из строя скрытой проводки и последующая замена сопряжена со значительными издержками. Мы поможем вам разобраться с тонкостями проведения расчетов, чтобы избежать проблем при дальнейшей эксплуатации электросетей.
Чтобы не нагружать вас сложными расчетами, мы подобрали понятные формулы и варианты вычислений, привели информацию в доступном виде, снабдив формулы пояснениями. Также в статью добавили тематические фото и видеоматериалы, позволяющие наглядно понять суть рассматриваемого вопроса.
Содержание статьи:
Расчет сечения по мощности потребителей
Основное назначение проводников – доставка электрической энергии к потребителям в необходимом количестве. Поскольку в обычных условиях эксплуатации сверхпроводники не доступны, приходится принимать в расчет сопротивление материала проводника.
Расчет необходимого сечения в зависимости от общей мощности потребителей основан на продолжительном опыте эксплуатации.
Галерея изображений
Фото из
Различные виды кабеля для устройства проводки
Разная толщина у проводников для бытовой эксплуатации
Число жил в различных марках кабеля
Варианты многожильного кабеля
Общий ход вычислений начнем с того, что сначала проводим расчеты, используя формулу:
P = (P1+P2+..PN)*K*J,
Где:
- P – мощность всех потребителей, подключенных к рассчитываемой ветке в Ваттах.
- P1, P2, PN – мощность первого потребителя, второго, n-го соответственно, в Ваттах.
Получив результат по окончанию вычислений по вышеприведенной формуле, настал черед обратиться к табличным данным.
Теперь предстоит выбор необходимого сечения по таблице 1.
Таблица 1. Сечение жил проводов всегда необходимо выбирать в ближайшую большую сторону (+)
Этап #1 — расчет реактивной и активной мощности
Мощности потребителей указаны в документах на оборудование. Обычно в паспортах оборудования указана активная мощность вместе с реактивной мощностью.
Устройства с активным видом нагрузки превращают всю полученную электрическую энергию, с учетом КПД, в полезную работу: механическую, тепловую или в другой ее вид.
К устройствам с активной нагрузкой относятся лампы накаливания, обогреватели, электроплиты.
Для таких устройств расчет мощности по току и напряжению имеет вид:
P = U * I,
Где:
- P – мощность в Вт;
- U – напряжение в В;
- I – сила тока в А.
Устройства с реактивным видом нагрузки способны накапливать энергию поступающую от источника, а затем возвращать. Происходит такой обмен за счет смещения синусоиды силы тока и синусоиды напряжения.
При нулевом смещении фаз мощность P=U*I всегда имеет положительное значение. Такой график фаз силы тока и напряжения имеют устройства с активным видом нагрузки (I, i – сила тока, U, u – напряжение, π – число пи, равное 3,14)
К устройствам с реактивной мощностью относятся электродвигатели, электронные приборы всех масштабов и назначений, трансформаторы.
Когда есть смещение фаз между синусоидой силы тока и синусоидой напряжения, мощность P=U*I может быть отрицательной (I, i – сила тока, U, u – напряжение, π – число пи, равное 3,14). Устройство с реактивной мощностью возвращает накопленную энергию обратно источнику
Электрические сети построены таким образом, что могут производить передачу электрической энергии в одну сторону от источника к нагрузке.
Поэтому возвращенная энергия потребителя с реактивной нагрузкой является паразитной и тратится на нагрев проводников и других компонентов.
Реактивная мощность имеет зависимость от угла смещения фаз между синусоидами напряжения и тока. Угол смещения фаз выражают через cosφ.
Для нахождения полной мощности применяют формулу:
P = Q / cosφ,
Где Q – реактивная мощность в ВАрах.
Обычно в паспортных данных на устройство указана реактивная мощность и cosφ.
Пример: в паспорте на перфоратор указана реактивная мощность 1200 ВАр и cosφ = 0,7. Следовательно, общая потребляемая мощность будет равна:
P = 1200/0,7 = 1714 Вт
Если cosφ найти не удалось, для подавляющего большинства электроприборов бытового назначения cosφ можно принять равным 0,7.
Этап #2 — поиск коэффициентов одновременности и запаса
K – безразмерный коэффициент одновременности, показывает сколько потребителей одновременно может быть включено в сеть. Редко случается, чтобы все устройства одновременно потребляли электроэнергию.
Маловероятна одновременная работа телевизора и музыкального центра. Из устоявшейся практики K можно принять равным 0,8. Если Вы планируете использовать все потребители одновременно, K следует принять равным 1.
J – безразмерный коэффициент запаса. Характеризует создание запаса по мощности для будущих потребителей.
Прогресс не стоит на месте, с каждым годом изобретаются все новые удивительные и полезные электрические приборы. Ожидается, что к 2050 году рост потребления электроэнергии составит 84%. Обычно J принимается равным от 1,5 до 2,0.
Этап #3 — выполнение расчета геометрическим методом
Во всех электротехнических расчетах принимается площадь поперечного сечения проводника – сечение жилы. Измеряется в мм2.
Часто бывает необходимо узнать, как грамотно рассчитать проволоки проводника.
В этом случае есть простая геометрическая формула для монолитного провода круглого сечения:
S = π*R2 = π*D2/4, или наоборот
D = √(4*S / π)
Для проводников прямоугольного сечения:
S = h * m,
Где:
- S – площадь жилы в мм2;
- R – радиус жилы в мм;
- D – диаметр жилы в мм;
- h, m – ширина и высота соответственно в мм;
- π – число пи, равное 3,14.
Если Вы приобретаете многожильный провод, у которого один проводник состоит из множества свитых проволочек круглого сечения, то расчет ведут по формуле:
S = N*D2/1,27,
Где N – число проволочек в жиле.
Провода, имеющие свитые из нескольких проволочек жилы , в общем случае имеют лучшую проводимость, чем монолитные. Это обусловлено особенностями протекания тока по проводнику круглого сечения.
Электрический ток представляет собой движение одноименных зарядов по проводнику. Одноименные заряды отталкиваются, поэтому плотность распределения зарядов смещена к поверхности проводника.
Другим достоинством многожильных проводов является их гибкость и механическая стойкость. Монолитные провода дешевле и применяют их в основном для стационарного монтажа.
Этап #4 —рассчитываем сечение по мощности на практике
Задача: общая мощность потребителей на кухне составляет 5000 Вт (имеется ввиду, что мощность всех реактивных потребителей пересчитана). Все потребители подключаются к однофазной сети 220 В и имеют запитку от одной ветки.
Таблица 2. Если вы планируете в будущем подключение дополнительных потребителей, в таблице представлены необходимые мощности распространенных бытовых приборов (+)
Решение:
Коэффициент одновременности K примем равным 0,8. Кухня место постоянных инноваций, мало ли что, коэффициент запаса J=2,0. Общая расчетная мощность составит:
P = 5000*0,8*2 = 8000 Вт = 8 кВт
Используя значение расчетной мощности, ищем ближайшее значение в таблице 1.
Ближайшим подходящим значением сечения жилы для однофазной сети является медный проводник с сечением 4 мм2. Аналогичный размер провода с алюминиевой жилой 6 мм2.
Для одножильной проводки минимальный диаметр составит 2,3 мм и 2,8 мм соответственно. В случае применения многожильного варианта сечение отдельных жил суммируется.
Галерея изображений
Фото из
Помещение с максимальным числом бытовой техники
Техническое оснащение ванных комнат и совмещенных санузлов
Подключение мощных энергопотребителей
Блок-розетка для маломощного оборудования
Варочная поверхность требует правильного подключения
Силовая электролиния для стиральной машины
Отдельные силовые ветки для холодильников
Мощные потребители энергии в санузлах и ванных
Расчет сечения по току
Расчеты необходимого сечения по току и мощности кабелей и проводов представят более точные результаты. Такие вычисления позволяют оценить общее влияние различных факторов на проводники, в числе которых тепловая нагрузка, марка проводов, тип прокладки, условия эксплуатации т.д.
Весь расчет проводится в ходе следующих этапов:
- выбор мощности всех потребителей;
- расчет токов, проходящих по проводнику;
- выбор подходящего поперечного сечения по таблицам.
Для этого варианта расчёта мощность потребителей по току с напряжением берется без учета поправочных коэффициентов. Они будут учтены при суммировании силы тока.
Этап #1 — расчет силы тока по формулам
Тем, кто подзабыл школьный курс физики, предлагаем основные формулы в форме графической схемы в качестве наглядной шпаргалки:
«Классическое колесо» наглядно демонстрирует взаимосвязь формул и взаимозависимость характеристик электрического тока (I — сила тока, P — мощность, U — напряжение, R — радиус жилы)
Выпишем зависимость силы тока I от мощности P и линейного напряжения U:
I = P/Uл,
Где:
- I — cила тока, принимается в амперах;
- P — мощность в ваттах;
- Uл — линейное напряжение в вольтах.
Линейное напряжение в общем случае зависит от источника электроснабжения, бывает одно- и трехфазным.
Взаимосвязь линейного и фазного напряжения:
- Uл = U*cosφ в случае однофазного напряжения.
- Uл = U*√3*cosφ в случае трехфазного напряжения.
Для бытовых электрических потребителей принимают cosφ=1, поэтому линейное напряжение можно переписать:
- Uл = 220 В для однофазного напряжения.
- Uл = 380 В для трехфазного напряжения.
Далее суммируем все потребляемые токи по формуле:
I = (I1+I2+…IN)*K*J,
Где:
- I – суммарная сила тока в амперах;
- I1..IN – сила тока каждого потребителя в амперах;
- K – коэффициент одновременности;
- J – коэффициент запаса.
Коэффициенты K и J имеют те же значения, что были применены при расчете полной мощности.
Может быть случай, когда в трехфазной сети через разные фазные проводники течет ток неравнозначной силы.
Такое происходит, когда к трехфазному кабелю подключены одновременно однофазные потребители и трехфазные. Например, запитан трехфазный станок и однофазное освещение.
Возникает естественный вопрос: как в таких случаях рассчитывают сечение многожильного провода? Ответ прост — вычисления производят по наиболее нагруженной жиле.
Этап #2 — выбор подходящего сечения по таблицам
В правилах эксплуатации электроустановок (ПЭУ) приведен ряд таблиц для выбора требуемого сечения жилы кабеля.
Проводимость проводника зависит от температуры. Для металлических проводников с повышением температуры повышается сопротивление.
При превышении определенного порога процесс становится автоподдерживающимся: чем выше сопротивление, тем выше температура, тем выше сопротивление и т.д. пока проводник не перегорает или вызывает короткое замыкание.
Следующие две таблицы (3 и 4) показывают сечение проводников в зависимости от токов и способа укладки.
Таблица 3. Первое, необходимо выбрать способ укладки проводов, от этого зависит, на сколько эффективно происходит охлаждение (+)
Кабель отличается от провода тем, что у кабеля все жилы, оснащенные собственной изоляцией, скручены в пучок и заключены в общую изоляционную оболочку. Более подробно о различиях и видах кабельных изделий написано в этой .
Таблица 4. Открытый способ указан для всех значений сечения проводников, однако на практике сечения ниже 3 мм2 открыто не прокладывают по соображениям механической прочности (+)
При использовании таблиц к допустимому длительному току применяются коэффициенты:
- 0,68 если 5-6 жил;
- 0,63 если 7-9 жил;
- 0,6 если 10-12 жил.
Понижающие коэффициенты применяются к значениям токов из столбца «открыто».
Нулевая и заземляющая жилы в количество жил не входят.
По нормативам ПЭУ выбор сечения нулевой жилы по допустимому длительному току, производится как не менее 50% от фазной жилы.
Следующие две таблицы (5 и 6) показывают зависимость допустимого длительного тока при прокладке его в земле.
Таблица 5. Зависимости допустимого длительного тока для медных кабелей при прокладке в воздухе или земле
Токовая нагрузка при прокладке открыто и при углублении в землю различаются. Их принимают равными, если прокладка в земле проводится с применением лотков.
Таблица 6. Зависимости допустимого длительного тока для алюминиевых кабелей при прокладке в воздухе или земле
Для устройства временных линий снабжения электроэнергией (переноски, если для частного пользования) применяется следующая таблица (7).
Таблица 7. Допустимый длительный ток при использовании переносных шланговых шнуров, переносных шланговых и шахтных кабелей, прожекторных кабелей, гибких переносных проводов. Применяется только медных проводников
Когда прокладка кабелей производится в грунте помимо теплоотводных свойств необходимо учитывать удельное сопротивление, что отражено в следующей таблице (8):
Таблица 8. Поправочный коэффициент в зависимости от типа и удельного сопротивления грунта на допустимый длительный ток, при расчете сечения кабелей (+)
Расчет и выбор медных жил до 6 мм2 или алюминиевых до 10 мм2 ведется как для длительного тока.
В случае больших сечений возможно применить понижающий коэффициент:
0,875 * √Тпв
где Tпв — отношение продолжительности включения к продолжительности цикла.
Продолжительность включения берется из расчета не более 4 минут. При этом цикл не должен превышать 10 минут.
При выборе кабеля для разводки электричества в особое внимание уделяют его огнестойкости.
Этап #3 — расчет сечения проводника по току на примере
Задача: медного кабеля для подключения:
- трехфазного деревообрабатывающего станка мощностью 4000 Вт;
- трехфазного сварочного аппарата мощностью 6000 Вт;
- бытовой техники в доме общей мощностью 25000 Вт;
Подключение будет произведено пятижильным кабелем (три жилы фазные, одна нулевая и одна заземление), проложенным в земле.
Изоляция кабельно-проводниковой продукции рассчитывается на конкретное значение рабочего напряжения. Следует учитывать, что указанное производителем рабочее напряжение его изделия должно быть выше напряжения в сети
Решение.
Шаг # 1. Рассчитываем линейное напряжение трехфазного подключения:
Uл = 220 * √3 = 380 В
Шаг # 2. Бытовая техника, станок и сварочный аппарат имеют реактивную мощность, поэтому мощность техники и оборудования составит:
Pтех = 25000 / 0,7 = 35700 Вт
Pобор = 10000 / 0,7 = 14300 Вт
Шаг # 3. Ток, необходимый для подключения бытовой техники:
Iтех = 35700 / 220 = 162 А
Шаг # 4. Ток, необходимый для подключения оборудования:
Iобор = 14300 / 380 = 38 А
Шаг # 5. Необходимый ток для подключения бытовой техники посчитан из расчета одной фазы. По условию задачи имеется три фазы. Следовательно, ток можно распределить по фазам. Для простоты предположим равномерное распределение:
Iтех = 162 / 3 = 54 А
Шаг # 6. Ток приходящийся на каждую фазу:
Iф = 38 + 54 = 92 А
Шаг # 7. Оборудование и бытовая техника работать одновременно не будут, кроме этого заложим запас равный 1,5. После применения поправочных коэффициентов:
Iф = 92 * 1,5 * 0,8 = 110 А
Шаг # 8. Хотя в составе кабеля имеется 5 жил, в расчет берется только три фазные жилы. По таблице 8 в столбце трехжильный кабель в земле находим, что току в 115 А соответствует сечение жилы 16 мм2.
Шаг # 9. По таблице 8 применяем поправочный коэффициент в зависимости от характеристики земли. Для нормального типа земли коэффициент равен 1.
Шаг # 10. Не обязательный, рассчитываем диаметр жилы:
D = √(4*16 / 3,14) = 4,5 мм
Если бы расчет производился только по мощности, без учета особенностей прокладки кабеля, то сечение жилы составит 25 мм2. Расчет по силе тока сложнее, но иногда позволяет экономить значительные денежные средства, особенно когда речь идет о многожильных силовых кабелях.
О взаимосвязях значений напряжения и силы тока подробнее можно прочесть .
Расчет падения напряжения
Любой проводник, кроме сверхпроводников, имеет сопротивление. Поэтому при достаточной длине кабеля или провода происходит падение напряжения.
Нормы ПЭУ требуют, чтобы сечение жилы кабеля было таким при котором падение напряжения составляло не более 5%.
Таблица 9. Удельное сопротивление распространенных металлических проводников (+)
В первую очередь это касается низковольтных кабелей малого сечения.
Расчет падения напряжения выглядит следующим образом:
R = 2*(ρ * L) / S,
Uпад = I * R,
U% = (Uпад / Uлин) * 100,
Где:
- 2 – коэффициент, обусловленный тем, что ток течет обязательно по двум жилам;
- R – сопротивление проводника, Ом;
- ρ – удельное сопротивление проводника, Ом*мм2/м;
- S – сечение проводника, мм2;
- Uпад – напряжение падения, В;
- U% – падение напряжения по отношению к Uлин,%.
Используя формулы, можно самостоятельно выполнить вне необходимые вычисления.
Пример расчета переноски
Задача: рассчитать падение напряжения для медного провода с поперечным сечением одной жилы 1,5 мм2. Провод необходим для подключения однофазного электросварочного аппарата полной мощностью 7 кВт. Длина провода 20 м.
Желающим подключить бытовой сварочный аппарат к ветке электросети следует учесть ситу тока, на которую рассчитан применяемый кабель. Вполне возможно, что общая мощность работающих приборов может быть выше. Оптимальный вариант — подключение потребителей к отдельным веткам
Решение:
Шаг # 1. Рассчитываем сопротивление медного провода, используя таблицу 9:
R = 2*(0,0175 * 20) / 1,5 = 0,47 Ом
Шаг # 2. Сила тока, протекающая по проводнику:
I = 7000 / 220 = 31.8 А
Шаг # 3. Падение напряжения на проводе:
Uпад = 31,8 * 0,47 = 14,95 В
Шаг # 4. Вычисляем процент падения напряжения:
U% = (14,95 / 220) * 100 = 6,8%
Вывод: для подключения сварочного аппарата необходим проводник с большим сечением.
Выводы и полезное видео по теме
Расчет сечения проводника по формулам:
Рекомендации специалистов по подбору кабельно-проводниковой продукции:
Приведенные расчёты справедливы для медных и алюминиевых проводников промышленного назначения. Для других типов проводников предварительно рассчитывается полная теплоотдача.
На основе этих данных производится расчет максимального тока способного протекать по проводнику, не вызывая чрезмерного нагрева.
Если остались какие-либо вопросы по методике расчета сечения кабеля или есть желание поделиться личным опытом, пожалуйста, оставляйте комментарии к этой статье. Блок для отзывов расположен ниже.
формулы, таблицы, примеры расчетов, правила выбора сечения проводов
Умение правильно выбрать сечение кабеля со временем может пригодиться каждому, и для этого необязательно быть квалифицированным электриком. Неверно рассчитав кабель, можно подвергнуть себя и своё имущество серьёзному риску — чересчур тонкие провода будут сильно греться, что может привести к появлению возгорания.
Для чего нужен расчёт сечения кабеля
В главную очередь, проведение этой несильно сложной процедуры необходимо для обеспечения безопасности как самого помещения, так и находящихся в нём людей. На сегодня человечеством не изобретено более удобного метода распределения и доставки электрической энергии до потребителя, как по проводам. Людям практически ежедневно необходимы услуги электрика — кто-то нуждается в подключении розетки, кому-то необходимо установить светильник и т. д. Из этого выходит, что с операцией подбора требуемого сечения связана даже такая, казалось бы, незначительная процедура, как установка нового светильника. Что же тогда говорить о подключении электрической плиты или водонагревателя?
Несоблюдение норм может привести к нарушению целостности проводки, что нередко становится причиной короткого замыкания или даже поражения электрическим током.
Если при выборе сечения кабеля допустить ошибку, и приобрести кабель с меньшей площадью проводника, то это приведёт к постоянному нагреву кабеля, что станет причиной разрушения его изоляции. Естественно, все это негативно влияет на продолжительность эксплуатации проводки — нередки случаи, когда через месяц после успешного монтажа электропроводка переставала работать, и требовалось вмешательство специалиста.
Следует помнить, что от правильно подобранного значения сечения кабеля напрямую зависит электро и пожаробезопасность в здании, а значит, и жизнь самих жильцов.
Конечно, каждый собственник желает как можно больше сэкономить, но не стоит делать это ценой своей жизни, ставя её под угрозу — ведь в результате короткого замыкания может случиться пожар, который вполне может уничтожить все имущество.
Во избежание этого, перед началом электромонтажных работ следует подобрать кабель оптимального сечения. Для подбора необходимо учитывать несколько факторов:
- общее количество электротехнических устройств, находящихся в помещении;
- совокупную мощность всех приборов и потребляемую ими нагрузку. К полученному значению следует добавить «про запас» 20–30%;
- затем, путём нехитрых математических расчётов, перевести полученное значение в сечение провода, учитывая при этом материал проводника.
Внимание! Ввиду более низкой электропроводимости, провода с алюминиевыми жилами должны приобретаться с большим сечением, нежели медные.
Что влияет на нагрев проводов
Если во время эксплуатации бытовых приборов нагревается проводка, то следует незамедлительно принять все необходимые меры для устранения этой проблемы. Факторов, влияющих на нагрев проводов, существует немало, но к основным можно отнести следующие:
- Недостаточная площадь сечения кабеля. Выражаясь доступным языком, можно сказать так — чем толще будут у кабеля жилы, тем больший ток он может передавать, не греясь при этом. Величина этого значения указывается в маркировке кабельной продукции. Также можно измерить сечение самостоятельно при помощи штангенциркуля (следует убедиться, что провод не находится под напряжением) или по марке провода.
- Материал, из которого изготовлен провод. Медные жилы лучше передают напряжение до потребителя, и обладают меньшим сопротивлением, по сравнению с алюминиевыми. Естественно, они меньше греются.
- Тип жил. Кабель может быть одножильным (жила состоит из одного толстого стержня) или многожильным (жила состоит из большого числа маленьких проводков). Многожильный кабель более гибкий, но существенно уступает одножильному по допустимой силе передаваемого тока.
- Способ укладки кабеля. Плотно уложенные провода, находящиеся при этом в трубе, греются ощутимо сильнее, нежели открытая проводка.
- Материал и качество изоляции. Недорогие провода, как правило, имеют изоляцию низкого качества, что отрицательно сказывается на их устойчивости к воздействию высоких температур.
Как делается расчёт потребляемой мощности
Рассчитать приблизительное сечение кабеля можно и самостоятельно — необязательно прибегать к помощи квалифицированного специалиста. Полученные в результате расчётов данные можно использовать для покупки провода, однако, сами электромонтажные работы следует доверять только опытному человеку.
Последовательность действий при расчёте сечения такова:
- Составляется подробный список всех находящихся в помещении электрических приборов.
- Устанавливаются паспортные данные потребляемой мощности всех найденных устройств, после чего определяется непрерывность работы того или иного оборудования.
- Выявив значение потребляемой мощности от устройств, работающих постоянно, следует суммировать это значение, добавив к нему коэффициент, равный значению периодически включающийся электроприборов (то есть, если прибор будет работать всего 30% времени, то следует прибавить треть от его мощности).
- Далее ищем полученные значения в специальной таблице расчёта сечения провода. Для большей гарантии рекомендуется к полученному значению потребляемой мощности добавить 10-15%.
Для определения необходимых вычислений по подбору сечения кабелей электропроводки согласно их мощности внутри сети важно использовать данные о количестве электрической энергии, потребляемой устройствами и приборами тока.
На этом этапе необходимо учесть очень важный момент – данные электропотребляемых приборов дают не точное, а приближенное, усредненное значение. Поэтому к такой отметке необходимо добавлять около 5% от параметров, указанных компанией-производителем оборудования.
Большинство далеко не самых компетентных и квалифицированных электриков уверены в одной простой истине – для того, чтобы правильно провести электрические провода для источников освещения (к примеру, для светильников), необходимо брать провода с сечением, равным 0,5 мм², для люстр – 1,5 мм², а для розеток – 2,5 мм².
Об этом думают и так считают только некомпетентные электрики. Но что, если, например, в одном помещении одновременно работают микроволновка, чайник, холодильник и освещение, для которых нужны провода с разным сечением? Это может привести, к самым разным ситуациям: короткому замыканию, быстрой порче проводки и изоляционного слоя, а также к возгоранию (это редкий случай, но все же возможный).
Точно такая же не самая приятная ситуация может произойти, если человек будет подключать к одной и той же розетке мультиварку, кофеварку и, допустим, стиральную машину.
Особенности расчёта мощности скрытой проводки
Если проектной документацией подразумевается использование скрытой проводки, то необходимо приобретать кабельную продукцию «с запасом» — к полученному значению сечения кабеля следует прибавить порядка 20–30%. Это делается во избежание нагрева кабеля в процессе эксплуатации. Дело в том, что в условиях стеснённого пространства и отсутствия доступа воздуха нагрев кабеля происходит значительно интенсивнее, чем при монтаже открытой проводки. Если же в закрытых каналах предусматривается укладка не одного кабеля, а сразу нескольких, то следует увеличить сечение каждого провода не менее чем на 40%. Также не рекомендуется плотно укладывать различные провода — в идеале каждый кабель должен находиться гофротрубе, обеспечивающей его дополнительную защиту.
Важно! Именно по значению потребляемой мощности профессиональные электрики ориентируются при выборе сечения кабеля, и только такой способ является корректным.
Как рассчитать сечения кабеля по мощности
При достаточном значении сечения кабеля электрический ток будет проходить до потребителя, не вызывая нагрева. Почему происходит нагрев? Постараемся объяснить максимально доступно. К примеру, в розетку включён чайник потребляемой мощностью 2 киловатта, но идущий к розетке провод может передать для него ток мощностью только 1 киловатт. Пропускная способность кабеля связана с сопротивлением проводника — чем оно больше, тем меньший ток может передаваться по проводу. В результате высокого сопротивления в проводке и происходит нагрев кабеля, постепенно разрушающий изоляцию.
При соответствующем сечении электрический ток доходит до потребителя в полном объёме, и нагревание провода не происходит. Поэтому, проектируя электропроводку, следует учитывать потребляемую мощность каждого электрического прибора. Это значение можно узнать из технического паспорта на электроприбор или из наклеенной на нём этикетки. Суммируя максимальные значения и используя нехитрую формулу:
I=(P1+P2+...+Pn)/220
и получаем значение общей силы тока.
Pn обозначает указанную в паспорте мощность электроприбора, 220 - номинальный вольтаж.
Для трехфазной системы (380 В) формула выглядит так:
I=(P1+P2+....+Pn)/√3/380.
Полученное значение I измеряется в Амперах, и на основании него и подбирается соответствующее сечение кабеля.
Известно, что пропускная способность медного кабеля составляет 10 А/мм, для алюминиевого кабеля значение пропускной способности составляет 8 А/мм.
Для того чтоб рассчитать сечение кабеля нужно величину тока разделить на 8 или 10, в зависимости от вида кабеля. Полученный результат и будет размером сечения кабеля.
Например рассчитаем величину сечения кабеля для подключения стиральной машины, потребляемая мощность которой составляет 2400 Вт.
I=2400 Вт/220 В=10,91 А, округлив получаем 11 А.
Дальше, чтоб увеличить запас прочности, согласно правилу "пяти ампер" к полученному значению силы тока нужно прибавить еще 5 А:
11 А+5 А=16 А.
Если учитывать, что в квартирах используют трехжильные кабеля и посмотреть по таблице, то к 16 А близкое значение 19 А, поэтому для установки стиральной машины потребуется провод, сечение которого не меньше 2 мм².
Таблица сечения кабеля относительно величины силы тока
| Сечение токо- прово- дящей жилы(мм2) | Ток(А), для проводов, проложенных | |||||
|---|---|---|---|---|---|---|
| Откры- то | в одной трубе | |||||
| двух одно- жильных | трех одно- жильных | четырех одно- жильных | одного двух- жильного | одного трех- жильного | ||
| 0,5 | 11 | - | - | - | - | - |
| 0,75 | 15 | - | - | - | - | - |
| 1 | 17 | 16 | 15 | 14 | 15 | 14 |
| 1,2 | 20 | 18 | 16 | 15 | 16 | 14,5 |
| 1,5 | 23 | 19 | 17 | 16 | 18 | 15 |
| 2 | 26 | 24 | 22 | 20 | 23 | 19 |
| 2,5 | 30 | 27 | 25 | 25 | 25 | 21 |
| 3 | 34 | 32 | 28 | 26 | 28 | 24 |
| 4 | 41 | 38 | 35 | 30 | 32 | 27 |
| 5 | 46 | 42 | 39 | 34 | 37 | 31 |
| 6 | 50 | 46 | 42 | 40 | 40 | 34 |
| 8 | 62 | 54 | 51 | 46 | 48 | 43 |
| 10 | 80 | 70 | 60 | 50 | 55 | 50 |
| 16 | 100 | 85 | 80 | 75 | 80 | 70 |
| 25 | 140 | 115 | 100 | 90 | 100 | 85 |
| 35 | 170 | 135 | 125 | 115 | 125 | 100 |
| 50 | 215 | 185 | 170 | 150 | 160 | 135 |
| 70 | 270 | 225 | 210 | 185 | 195 | 175 |
| 95 | 330 | 275 | 255 | 225 | 245 | 215 |
| 120 | 385 | 315 | 290 | 260 | 295 | 250 |
| 150 | 440 | 360 | 330 | - | - | - |
| 185 | 510 | - | - | - | - | - |
| 240 | 605 | - | - | - | - | - |
| 300 | 695 | - | - | - | - | - |
| 400 | 830 | - | - | - | - | - |
Как выбрать сечения проводника
Существует ещё несколько критериев, которым должно соответствовать сечение используемых проводов:
- Длина кабеля. Чем больше провод по длине, тем большие в нём наблюдаются потери тока. Это происходит опять-таки в результате увеличения сопротивления, нарастающего по мере увеличения длины проводника. Особенно это ощущается при использовании алюминиевой проводки. При применении медных проводов для организации электропроводки в квартире, длина, как правило, не учитывается — стандартного запаса в 20–30% (при скрытой проводке) с лихвой достаточно, чтобы компенсировать возможные увеличения сопротивления, связанные с длиной провода.
- Тип используемых проводов. В бытовом электроснабжении используются 2 типа проводников — на основе меди или алюминия. Медные провода качественнее и обладают меньшим сопротивлением, но зато алюминиевые дешевле. При полном соответствии нормам, алюминиевая проводка справляется со своими задачами не хуже медной, так что необходимо тщательно взвесить свой выбор перед покупкой провода.
- Конфигурация электрощита. Если все провода, питающие потребителей, подключены к одному автомату, то именно он и будет являться слабым местом в системе. Сильная нагрузка приведёт к нагреву клеммных колодок, а несоблюдение номинала к его постоянному срабатыванию. Рекомендуется разделять электропроводку на несколько «лучей» с установкой отдельного автомата.
Для того, чтобы определить точные данные для выбора сечения кабелей электрической проводки, необходимо учитывать любые, даже самые незначительные параметры, такие как:
- Вид и тип изоляции электрической проводки;
- Длина участков;
- Способы и варианты прокладки;
- Особенности температурного режима;
- Уровень и процент влажности;
- Максимально возможная величина перегрева;
- Разница в мощностях всех приемников тока, относящихся к одной и той же группе. Все эти и многие другие показатели позволяют значительно увеличить эффективность и пользу от использования энергии в любых масштабах. Кроме того, правильные расчеты помогут избежать случаев перегревания или быстрого истирания изоляционного слоя.
Для того, чтобы правильно определить оптимальное кабельное сечение для любых человеческих бытовых нужд, необходимо во всех общих случаях использовать стандартизированные следующие правила:
- для всех розеток, которые будут монтироваться в квартире, необходимо использовать провода с соответствующим сечением в 3,5 мм²;
- для всех элементов точечного освещения необходимо использовать кабеля электрической проводки с сечением в 1,5 мм²;
- что же касается приборов повышенной мощности, то для них следует использовать кабеля с сечением в 4-6 мм².
Если в процессе монтажа или расчетов возникают некоторые сомнения, лучше не действовать вслепую. Идеальным вариантом будет обратиться к соответствующей таблице расчетов и стандартов.
Таблица сечения медного кабеля
| Сечение жил, проводящих ток (мм) | Медные жилы проводов и кабелей | |||
| Напряжение 220 В | Напряжение 380 В | |||
| Ток (А) | Мощность (кВТ) | Ток (А) | Мощность (кВТ) | |
| 1,5 | 19 | 4,1 | 16 | 10,5 |
| 2,5 | 27 | 5,9 | 25 | 16,5 |
| 4 | 38 | 8,3 | 30 | 19,8 |
| 6 | 46 | 10,1 | 40 | 26,4 |
| 10 | 70 | 15,4 | 50 | 33 |
| 16 | 80 | 18,7 | 75 | 49,5 |
| 25 | 115 | 25,3 | 90 | 59,4 |
| 35 | 135 | 29,7 | 115 | 75,9 |
| 50 | 175 | 38,5 | 145 | 95,7 |
| 70 | 215 | 47,3 | 180 | 118,8 |
| 95 | 265 | 57,2 | 220 | 145,2 |
| 120 | 300 | 66 | 260 | 171,6 |
Таблица сечения алюминиевого кабеля
| Сечение жил, проводящих ток (мм) | Алюминиевые жилы проводов и кабелей | |||
| Напряжение 220 В | Напряжение 380 В | |||
| Ток (А) | Мощность (кВТ) | Ток (А) | Мощность (кВТ) | |
| 2,5 | 22 | 4,4 | 19 | 12,5 |
| 4 | 28 | 6,1 | 23 | 15,1 |
| 6 | 36 | 7,9 | 30 | 19,8 |
| 10 | 50 | 11 | 39 | 25,7 |
| 16 | 60 | 13,2 | 55 | 36,3 |
| 25 | 85 | 18,7 | 70 | 46,2 |
| 35 | 100 | 22 | 85 | 56,1 |
| 50 | 135 | 29,7 | 110 | 72,6 |
| 70 | 165 | 36,3 | 140 | 92,4 |
| 95 | 200 | 44 | 170 | 112,2 |
| 120 | 230 | 50,6 | 200 | 132 |
От верно подобранного сечения кабеля напрямую зависит безопасность объекта — поэтому необходимо подойти к процедуре выбора со всей ответственностью. Рекомендуется также проконсультироваться со специалистами перед приобретением проводов — опытный электрик подскажет наиболее оптимальный вариант.
Экономия при покупке часто выходит боком — нередко владельцы квартир или домов приобретают алюминиевый кабель взамен медного, не учитывая тот факт, что его сечение должно быть больше. В итоге смонтированная электропроводка сильно греется, и в течение достаточно малого времени требуется полная замена проводов, что не слабо ударит по кошельку собственника жилья. К тому же, это ещё и чрезвычайно опасно - многие любители сэкономить остались в итоге без крыши над головой.
Если возникли сомнения в собственных силах, рекомендуется обратиться к специалисту — только в этом случае можно гарантировать безопасность для жильцов и продолжительность работы новой электропроводки.
расчет сечения кабеля по мощности
Калькулятор позволяет рассчитать сечение токоведущих жил электрических проводов и кабелей по электрической мощности.
Вид электрического тока
Вид тока зависит от системы электроснабжения и подключаемого оборудования.
Выберите вид тока: ВыбратьПеременный токПостоянный ток
Материал проводников кабеля
Материал проводников определяет технико-экономические показатели кабельной линии.
Выберите материал проводников:
ВыбратьМедь (Cu)Алюминий (Al)Суммарная мощность подключаемой нагрузки
Мощность нагрузки для кабеля определяется как сумма потребляемых мощностей всех электроприборов, подключаемых к этому кабелю.
Введите мощность нагрузки: кВт
Номинальное напряжение
Введите напряжение: В
Только для переменного тока
Система электроснабжения: ВыбратьОднофазнаяТрехфазная
Коэффициент мощности cosφ определяет отношение активной энергии к полной. Для мощных потребителей значение указано в паспорте устройства. Для бытовых потребителей cosφ принимают равным 1.
Коэффициент мощности cosφ:
Способ прокладки кабеля
Способ прокладки определяет условия теплоотвода и влияет на максимальную допустимую нагрузку на кабель.
Выберите способ прокладки:
ВыбратьОткрытая проводкаСкрытая проводкаКоличество нагруженных проводов в пучке
Для постоянного тока нагруженными считаются все провода, для переменного однофазного — фазный и нулевой, для переменного трехфазного — только фазные.
Выберите количество проводов:
ВыбратьДва провода в раздельной изоляцииТри провода в раздельной изоляцииЧетыре провода в раздельной изоляцииДва провода в общей изоляцииТри провода в общей изоляцииМинимальное сечение кабеля: 0
Кабель с рассчитанным сечением не будет перегреваться при заданной нагрузке. Для окончательного выбора сечения кабеля необходимо проверить падение напряжения на токонесущих жилах кабельной линии.
Длина кабеля
Введите длину кабеля: м
Допустимое падение напряжения на нагрузке
Введите допустимое падение: %
Минимальное сечение кабеля с учетом длины: 0
Рассчитанное значение сечения кабеля является ориентировочным и не может использоваться в проектах систем электроснабжения без профессиональной оценки и обоснования в соответствии с нормативными документами!
Расчет сечения кабеля по току
Без электричества жизнь современного человека представить сейчас просто невозможно. Но при небрежном отношении к себе оно способно становиться не другом, а смертельно опасным врагом. Даже на бытовом уровне эксплуатация электрических сетей, систем и приборов требует строгого соблюдения целого ряда непреложных правил.
Расчет сечения кабеля по токуИ, кстати, одним из наиболее уязвимых мест именно в сфере конечного потребления электроэнергии, то есть в жилых домах и квартирах, является электропроводка. А именно – неправильно выполненный расчет сечения кабеля по току нагрузки, из-за чего чаще всего случаются аварии с очень тяжелыми, а иногда – и трагичными последствиями.
Проблема часто в том, что владельцы жилья попросту не видят связи между сечением проводника и мощностью подключаемой нагрузки: «идет ток – и ладно». Встречаются и такие ситуации, когда при строительстве подрядчики явно «халтурили», и, пытаясь максимально сэкономить на материалах, скрытно уложили некачественные или не соответствующие проекту провода. Сплошь и рядом случаи, когда продолжает эксплуатироваться старая проводка, смонтированная может быть и правильно, но когда-то очень давно, то есть явно не рассчитанная на современную насыщенность жизни людей электрическими бытовыми приборами.
В настоящей публикации будет рассмотрено несколько путей оценки соответствия сечения проводника реальным условиям эксплуатации электроприборов.
Несколько базовых понятий
А для чего вообще необходимо рассчитывать сечение проводов? Нельзя ли ограничиться подбором «на глаз»?
Нет, нельзя, так как совсем несложно впасть в две крайности:
- Проводник недостаточного сечения начинает сильно перегреваться. Это ведет к оплавлению изоляции проводки, созданию условий для самовозгорания, для коротких замыканий. Все это становится причиной разрушительных пожаров, часто сопровождающихся человеческими трагедиями.
- Проводники избыточного диаметра, безусловно, такими опасностями не грозят. Но зато они и существенно дороже (особенно если разговор идет о медных кабелях), и не столь удобны в работе. Получаются совершенно неоправданные материальные и трудовые затраты.
Так что руководствоваться следует принципом разумной достаточности. Тем более что произвести необходимые вычисления – по силам каждому, кто хоть немного разбирается в азах математики и физики.
Для начала вспомним некоторые понятия, многим, наверное, и без того хорошо известные. Но просто для того, чтобы в дальнейшем изложении не появилось разночтений.
Провода одножильные и многожильные
С этим вопросом часто бывает путаница, в том числе в статьях, опубликованных на интернет-сайтах.
Итак, в качестве проводника в проводах и кабелях может использоваться одна проволока — с точки зрения электрической проводимости — это оптимальный вариант.
Но для достижения гибкости кабельной продукции приходится использовать более сложные конструкции – множество тонких проволочек, обычно скрученных при этом в «косичку». Чем больше таких проволочек – тем более гибким получается проводник.
Однако, это не следует путать с многожильностью провода. Под отдельной жилой подразумевается именно отдельный проводник. Чтобы стало понятнее – смотрим на иллюстрацию.
На картинке ниже – примеры одножильного провода. Просто с левой стороны – жесткий однопроволочный, а с правой – более гибкий многопроволочный вариант.
И слева, и справа — это одножильный провод.Если провод (кабель) конструктивно совмещает два изолированных друг от друга проводника или больше, он становится двухжильным, трехжильным и т.п. Но он также может оставаться одно- или многопроволочным.
Двухжильный многопроволочный проводАналогичная ситуация и с кабелями. По определению, кабель – это конструкция из нескольких изолированных друг от друга проводников, заключенных в общую изолирующую и защитную оболочку. А вот проводники также могут быть одно- или многопроволочными.
Трехжильные силовые кабели – с однопроволочными или многопроволочными жиламиЖесткие однопроволочные изделия хороши для неподвижных участков проводки, например, вмуровываемых в стены. Многопроволочные провода и кабели отлично подходят для тех участков, где бывает нужна подвижность — типичным примером являются шнуры питания бытовой техники и осветительных приборов.
Итак, все последующие расчеты будут вестись для сечения жилы провода или кабеля.
При оценке условий расположения проводов в дальнейшем могут быть варианты, когда придется представлять разницу, например, между тремя одножильными проводами, протянутыми в одной трубе, или одним трехжильным кабелем.
Диаметр и площадь поперечного сечения провода
Два взаимосвязанных параметра, которые порой по неопытности путают. Смотрим на схему – по ней все станет понятно.
Слева – диаметр проводника (жилы), измеряется в миллиметрах. Справа – площадь поперечного сечения проводника, измеряется в мм².Во всех справочника обычно используется параметр сечения, так как именно по этому критерию производится классификация различных марок проводов и кабелей.
Но это хорошо, если известна марка кабеля (провода). Если нет, то сечение остается подсчитать, опираясь на диаметр, который можно измерить штангенциркулем или микрометром.
Диаметр жилы (проволоки) поддается обычному измерению. Площадь сечения – только расчёту.Формулу площади круга должны, наверное, помнить все. Но тем не менее – приведем ее на всякий случай.
Sc = π × d² / 4 ≈ 3.14 × d² / 4 ≈ 0.785 × d²
Знак «примерно равно» применен только потому, что взято округление числа π до сотых, всем известное значение π ≈ 3,14. Но в нашем случае такой точности – более чем достаточно!
Это формула сечения однопроволочного проводника. А если нужно найти сечение неизвестного провода, с многопроволочной жилой?
Тоже ничего сложного. Жила распушается, чтобы появилась возможность подсчитать количество проволочек в «косичке». И останется только микрометром или штангенциркулем промерить диаметр одной проволочки.
Sc = n × π × d² / 4 ≈ n × 3.14 × d² / 4 ≈ 0.785 × n × d²
где n – это количество проволочек в одной жиле.
Калькулятор пересчёта диаметра проводника в площадь его поперечного сечения
Перейти к расчётам
Основные электрические параметры цепи
При проведении расчетов нам могут понадобиться формулы, показывающими взаимосвязь между основными электрическими параметрами.
- Базовой формулой для цепей переменного и постоянного тока является известный закон Ома, гласящий¸ что сила тока в проводнике (на участке цепи) прямо пропорциональна напряжению и обратно пропорциональна сопротивлению этого участка.
I = U / R
I — сила тока, ампер, А.
U — напряжение (разность потенциалов), вольт, В.
R — электрическое сопротивление, ом, Ом.
Из этой формулы несложно вывести другие:
U = I × R
R = U / I
- Теперь обратимся к мощности электрического тока.
Для начала – работа, выполняемая электрическим током. Она равна произведению силы тока на напряжение и на длительность промежутка времени, в течение которого она выполнялась.
А = I × U × Δt
А — работа электрического тока, джоулей, Дж.
Δt — длительность периода, секунд, с.
Но более наглядной величиной всегда является мощность, то есть показатель работы, выполненной за единицу времени, например, секунду.
P = A / Δt = I × U × Δt / Δt = I × U
P — мощность электрического тока, джоулей в секунду или ватт, Вт.
- Отсюда напрашивается целый каскад производных формул, описывающих взаимосвязи напряжения, силы тока, сопротивления и мощности между собой. Чтобы не перечислять все формулы «в столбик», можно привести хорошо понятное графическое их представление.
Графическое представление формул взаимосвязей основных электрических параметров.- Вернемся к сопротивлению проводника. Как оно выражается через ток и напряжение – мы уже знаем.
Но оно в первую очередь зависит от материала изготовления проводника и его геометрических размеров. Описывается эта зависимость следующей формулой:
R = ρ × L / S
ρ — удельное сопротивление материала, из которого изготовлен проводник. Показывает, какое сопротивление имеет проводник длиной 1 метр с площадью поперечного сечения 1 мм².
Как правило, на практике в электротехнике чаще всего встречаются алюминий и медь. Реже применяются стальные проводники, но обычно – лишь в качестве каких-то токонесущих деталей электротехнической арматуры.
Для алюминия удельное сопротивление равно 0,029 Ом×м, у меди оно пониже – 0,0175 Ом×м.
L — длина линии (участка цепи) метров, м.
S — площадь поперечного сечения проводника, мм²
Эти соотношения полезно знать, так как иногда приходится оценивать собственные резистивные потери мощности на линиях большой протяженности.
- Акцентируем внимание еще на одном взаимоотношении, которое, в принципе, уже было рассмотрено выше. Это – количество тепла, выделяемое проводником при прохождении по нему электрического тока. Описывается уравнением Джоуля-Ленца.
Q = I² × R × Δt
Как видно, нагрев проводника (Q) лежит в квадратичной зависимости от силы тока (I) и от сопротивления (R). Понятно, что при всех остальных равных параметрах медный провод будет иметь более низкое сопротивление, нежели алюминиевый, то есть при одинаковой нагрузке греться станет существенно меньше.
Так оно и есть – это будет очень хорошо заметно дальше, при работе с таблицами.
- Можно еще вспомнить понятие плотности тока. Здесь все относительно просто – это количество ампер на единицу площади сечения проводника. Этот термин будет задействован в одном из способов оценки проводки.
Далеко не все их показанных формул и определений понадобятся для правильного подбора сечения проводника. Но зато они помогают более «рельефно» представить взаимосвязи между разными величинами.
Материалы изготовления проводки
Об этом уже вкратце говорилось – в подавляющем большинстве случаев используются медь и алюминий. Провода из иных металлов и сплавов если и встречаются, то имеют очень узкую специализацию.
Медь выигрывает у алюминия практически по всем статьям!Сравнение меди и алюминия практически по всем статьям показывает ее преимущество.
- Удельное сопротивление даже просто в «чистом виде» у меди практически в полтора раза ниже.
- Оба этих металла от контакта с кислородом покрываются тонким слоем окислов. Однако, к меди этот слой практически не становится препятствием для токопроводимости. То есть в местах контактных соединений особых проблем не возникает (низкое переходное сопротивление).
А вот окислы алюминия по своим качествам близки к диэлектрикам. И проводимость обеспечивается только тем, что этот слой очень тонок. В местах механических контактов проблем значительно больше. Поэтому рекомендуется зачистка проводников, а также использование специальных смазок, предотвращающих поверхностную коррозию алюминия.
- Медь прочнее алюминия. Она в меру пластична, что позволяет достигать надёжных контактов при обжиме. Сломать медный проводник механическим воздействием – довольно сложно.
Переломить же алюминиевый провод можно буквально через несколько изгибов по одному месту. Недостаток упругости этого металла (слишком уж высокая пластичность) приводит к тому, что после выполнения скруток или обжима в клеммах, то есть при стабилизировавшейся механической нагрузке, алюминий продолжает «течь». А это значит, что надежность механических контактных соединений всегда постоянно снижается и требует регулярной подтяжки.
- Оптимальный вариант контактов для любого металла – это сварка или пайка. Но и по этим позициям медь впереди. Произвести пайку меди можно, не прибегая к каким-то сложным технологическим приёмам. Пайка или сварка алюминия требует использования специальных припоев и флюсов, и неопытному человеку выполнить эту операцию – крайне затруднительно.
- Единственные позиции, по которым алюминий обходит медь – он втрое легче и значительно дешевле. Этим и объясняется его широкое использование в эпоху массового городского многоэтажного строительства. Сейчас же по действующим СНиП в качестве проводки в жилых домах должна использоваться исключительно медь.
Как правильно определить сечение провода
С теорией закончили. Пора переходить к основному вопросу темы – как же определить требуемое сечение токонесущей жилы для различных условий эксплуатации электропроводки.
Здесь возможны несколько вариантов поиска нужного результата.
Выбрать можно тот, который покажется наиболее удобным или подходящим к конкретному случаю.
Расчет через допустимую плотность тока
Изо всего изложенного выше уже должно быть понятно, что главным ограничителем при выборе требуемого сечения является резистивный нагрев проводников, способный привести к плавлению изоляции, к коротким замыканиям, к перегреву окружающих материалов вплоть до вероятности самовозгорания.
То есть выбираемое сечение провода должно исключать подобные явления.
Проведение точных теплотехнических расчетов – дело очень непростое. Но специалисты уже многое сделали в этом плане, так что можно воспользоваться их наработками.
В частности, ими просчитана безопасная плотность тока, которая не вызывает опасного нагрева проводника до температур, способных вызвать плавление наиболее распространенной в наше время ПВХ или ПЭ изоляции.
Так, для проводников, находящихся в условиях условной комнатной температуры (+20℃), эта плотность тока составляет:
| Материал проводов | Оптимальная плотность тока, А/мм² | |
|---|---|---|
| Расположение проводки | Открытая | Закрытая |
| Алюминий | 3.5 | 3 |
| Медь | 5 | 4 |
Сразу оговорим разницу между открытой и закрытой проводками.
- Открытая встречается не столь часто. Она прокладывается по стенам или потолкам на хомутах или изоляторах, может быть воздушной — самонесущей или же удерживаться несущим тросом. К открытым проводкам можно отнести и сетевые шнуры, удлинители, если, конечно, они не намотаны на катушки, бобины и т.п.
- Все остальное, по сути – это закрытая проводка: расположенная к кабель-каналах, коробах или гофротрубах, вмурованная в стены, проложенная в грунте и т.п. Иными словами, в любых условиях, где отсутствует нормальный теплоотвод. С опорой на этот критерий к закрытой проводке следует отнести и те участки, которые располагаются в распределительных щитах и монтажных коробках – нормального теплообмена здесь тоже нет.
Выше не зря было оговорено, что указанные показатели справедливы для комнатной температуры. Случается, что проводку приходится прокладывать в помещениях с особым температурным режимом, то есть в которых поддерживается нагрев выше обычного (предбанники, сушилки, оранжереи и т.п.) В таком случае в значение допустимой плотности тока вносятся коррективы – применяется коэффициент 0,9 на каждые 10 градусов температуры свыше + 20 ℃.
Например, на какую плотность тока следует ориентироваться, если планируется проложить медную проводку в кабель-канале для подключения ТЭНа в сушилке, в которой будет поддерживаться температура +50 ℃?
По таблице плотность тока G для закрытой медной проводки равна 4 А/мм².
Разница между нормой температуры и планируемым режимом равна
50 – 20 = 30 ℃.
То есть понижающий коэффициент должен быть учтен трижды. Но столько это означает не 0,9 × 3, а 0,9³:
G = 4 × 0,9 × 0,9 × 0,9 = 4 × 0,9³ = 4 × 0,729 = 2,92 А/мм²
На этот показатель плотности и придется ориентироваться для создания безопасной в данных условиях проводки.
Еще один пример. Скажем, в уже рассмотренных условиях проводка прокладывается для подключения двух обогревателей мощностью по 750 ватт каждый.
Суммарная нагрузка по мощности на линию получается:
Р = 750 + 750 = 1500 Вт
Пересчитаем ее в необходимый ток при напряжении 220 вольт:
I = P / U = 1500 / 220 = 6.8 А
Нормальная плотность тока для таких условий эксплуатации была нами подсчитана – 2,92 А/мм². То есть ничего уже не стоит подсчитать то сечение медной жилы, которое обеспечит безопасную плотность:
S = I / G = 6.8 / 2.92 = 2.33 мм²
Естественно, полученное значение приводится к ближайшему с округлением в большую сторону. То есть для прокладки проводки в указанных условиях подойдет медный провод сечением 2.5 мм².
В принципе, по такому же принципу можно проводить расчеты и для любых других помещений. В том числе для линий, к которым планируется подключить несколько электрических приборов различной мощности.
При этом суммарную мощность линии можно подсчитать так:
ΣP = (P₁ + Р₂ + … + Рₙ) × Кс × Кз
В скобках — мощности подключаемых к линии электроприборов, от 1 до n.
Кс – так называемый коэффициент спроса. Вряд ли все подключенные в линии приборы будут работать одновременно. То есть этот коэффициент учитывает вероятность их одновременного включения.
Расчет этого коэффициента – задача непростая, так как учитывает немало нюансов. Но так как наша публикация предназначена для электриков-любителей, которые в своей работе наверняка ограничиваются своими небольшими жилыми владениями, можно задачу упростить. А конкретно: при двух приборах коэффициент оставляем равным единице. При трех ÷ четырех – 0,8. Пять ÷ шесть – 0,75. Большего количества потребителей на линии в условиях дома или квартиры вряд ли встретится, но на всякий случай, если вдруг… – коэффициент 0,7.
Кз – коэффициент запаса. Величина необязательная. Но рачительный хозяин может подумать и наперед, что, возможно, через год-другой к этой же линии придется подключать и дополнительную нагрузку, о которой пока можно только догадываться. Так что имеет смысл сразу заложить резерв, приняв коэффициент, например, от 1,5 до 2,0. Но, повторимся, дело – добровольное, и этот коэффициент можно вообще исключить из расчетов.
Еще один важный нюанс. Реальная мощность электрического прибора может оказаться выше номинальной, указанной в паспорте. Это связано с понятиями активной и реактивной мощностей.
Не будем вдаваться особо в физику этого явления, скажем лишь, что полная мощность для некоторых типов нагрузки рассчитывается по формуле:
Pп = Pn / cos φ
Pп — полная мощность;
Pn — указанная в паспорте номинальная мощность;
cos φ — коэффициент мощности, равный косинусу угла φ — смещения фаз тока и напряжения.
Такое смещение свойственно приборам с мощным электроприводом, с высокой индуктивной нагрузкой (трансформаторами, дросселями). Значение cos φ для такой техники также указывается в паспорте изделия.
Значения номинальной мощности и cos φ на шильдике асинхронного двигателяВ бытовых условиях подобные приборы встречаются нечасто, но все же если линия проводится, скажем, для питания мощного насоса, компрессора, электродвигателя, для сварочного поста – лучше этим показателем не манкировать.
А теперь можно попробовать произвести полный расчет с учетом всего сказанного выше. Для этого читателю предлагается онлайн-калькулятор.
В поля ввода программы необходимо ввести запрашиваемые данные:
- Какая проводка будет использоваться: медная или алюминиевая, расположенная открыто или закрытая.
- Напряжение в планируемой линии.
- Если в помещении предполагается какой-то специфический температурный режим, то это следует указать – выбрать из предлагаемых вариантов. Температура в комнате ниже +25℃ будет считаться нормальной – она стоит в перечне первой и учитывается по умолчанию.
- Далее, указывается мощность планируемой к подключению нагрузки. Предусмотрено до 6 разных единиц – для бытовых условий этого обычно достаточно. При этом если поле не заполняется, то мощность считается равной нулю, то есть поле в расчет не принимается.
Два последних поля позволяют учесть нагрузку с реактивной составляющей мощности, если таковая есть. Для этого помимо номинала необходимо указать и значение cos φ. По умолчанию cos φ = 0, то есть как для обычной активной нагрузки.
- В зависимости от количества подключаемых к линии приборов в алгоритме автоматически учитывается коэффициент спроса.
- Наконец, пользователь может заложить резерв мощности, повысив коэффициент запаса, от 1 до 2 с шагом 0,1.
Результат расчета будет выдан в квадратных миллиметрах сечения жилы провода (кабеля) с точностью до сотой. Естественно, после этого придется сделать округление до ближайшего стандартного размера в большую сторону.
Калькулятор расчета площади сечения токонесущей жилы кабеля или провода
Поиск нужного сечения кабеля с помощью таблиц
Не все и не всегда любят заниматься самостоятельными расчетами. Таким пользователям можно порекомендовать воспользоваться таблицами.
По сути, это те же расчеты, выполненные специалистами по приведённым формулам. Но только для удобства их результаты сведены в табличное представление.
Например, таблица для определения допустимого сечения (и соответствующего диаметра) жилы исходя из мощности нагрузки и (или) значения силы тока для переменного напряжения 220 вольт (ОП и ЗП — открытая и закрытая проводка соответственно):
| Мощность нагрузки, Вт | Ток, А | МЕДЬ | АЛЮМИНИЙ | ||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| ОП | ЗП | ОП | ЗП | ||||||
| S, мм ² | d, мм | S, мм ² | d, мм | S, мм ² | d, мм | S, мм ² | d, мм | ||
| 100 | 0,43 | 0,09 | 0,33 | 0,11 | 0,37 | 0,12 | 0,40 | 0,14 | 0,43 |
| 200 | 0.87 | 0,17 | 0,47 | 0,22 | 0,53 | 0,25 | 0,56 | 0.29 | 0,61 |
| 300 | 1,30 | 0,26 | 0,58 | 0,33 | 0,64 | 0,37 | 0,69 | 0,43 | 0,74 |
| 400 | 1,74 | 0,35 | 0,67 | 0,43 | 0,74 | 0,50 | 0,80 | 0,58 | 0,86 |
| 500 | 2.17 | 0,43 | 0,74 | 0,54 | 0,83 | 0,62 | 0,89 | 0.72 | 0,96 |
| 750 | 3,26 | 0,65 | 0,91 | 0,82 | 1,02 | 0,93 | 1,09 | 1,09 | 1,18 |
| 1000 | 4,35 | 0,87 | 1,05 | 1,09 | 1,18 | 1,24 | 1,26 | 1,45 | 1,36 |
| 1500 | 6,52 | 1,30 | 1,29 | 1,63 | 1,44 | 1,86 | 1,54 | 2,17 | 1,66 |
| 2000 | 8,70 | 1,74 | 1,49 | 2,17 | 1,66 | 2,48 | 1,78 | 2,90 | 1,92 |
| 2500 | 10,87 | 2,17 | 1,66 | 2,72 | 1,86 | 3,11 | 1,99 | 3.62 | 2,15 |
| 3000 | 13.04 | 2,61 | 1,82 | 3,26 | 2,04 | 3,73 | 2.18 | 4,35 | 2,35 |
| 3500 | 15,22 | 3,04 | 1,97 | 3,80 | 2,20 | 4,35 | 2,35 | 5.07 | 2,54 |
| 4000 | 17.39 | 3,48 | 2,10 | 4,35 | 2,35 | 4.97 | 2.52 | 5,80 | 2.72 |
| 4500 | 19,57 | 3,91 | 2,23 | 4,89 | 2,50 | 5,59 | 2,67 | 6,52 | 2,88 |
| 5000 | 21,74 | 4,35 | 2,35 | 5,43 | 2,63_ | 6,21 | 2,81 | 7.25 | 3,04 |
| 6000 | 26.09 | 5,22 | 2,58 | 6,52 | 2,88 | 7,45 | 3,08 | 8,70 | 3,33 |
| ]000 | 30,43 | 6,09 | 2,78 | 7,61 | 3,11 | 8,70 | 3,33 | 10,14 | 3,59 |
| 8000 | 34.78 | 6,96 | 2,98 | 8,70 | 3,33 | 9,94 | 3,56 | 11,59 | 3,84 |
| 9000 | 39.13 | 7,83 | 3,16 | 9,78 | 3,53 | 11,18 | 3,77 | 13,04 | 4,08 |
| 10000 | 43,48 | 8,70 | 3,33 | 10,87 | 3,72 | 12,42 | 3,98 | 14.49 | 4,30 |
Чаще встречаются несколько иные таблицы. В них приведены стандартные сечения выпускаемой кабельной продукции, и соответствующие им допустимые значения силы тока и мощности нагрузки.
Вот такая таблица для кабелей с медными жилами:
| Сечение токонесущей жилы, мм ² | Напряжение 220 В | Напряжение 380 В | ||
|---|---|---|---|---|
| I, A | P, кВт | I, A | P, кВт | |
| 1.5 | 19 | 4.1 | 16 | 10.5 |
| 2.5 | 27 | 5.9 | 25 | 16.5 |
| 4 | 38 | 8.3 | 30 | 19.8 |
| 6 | 46 | 10.1 | 40 | 26.4 |
| 10 | 70 | 15.4 | 50 | 33 |
| 16 | 85 | 18.7 | 75 | 49.5 |
| 25 | 115 | 25.3 | 90 | 59.4 |
| 35 | 135 | 29.7 | 115 | 75.9 |
| 50 | 175 | 38.5 | 145 | 95.7 |
| 70 | 215 | 47.3 | 180 | 118.8 |
| 95 | 260 | 57.2 | 220 | 145.2 |
| 120 | 300 | 66 | 260 | 171.6 |
Аналогичная таблица – для кабелей с алюминиевыми проводниками:
| Сечение токонесущей жилы, мм ² | Напряжение 220 В | Напряжение 380 В | ||
|---|---|---|---|---|
| I, A | P, кВт | I, A | P, кВт | |
| 2.5 | 20 | 4,4 | 19 | 12,5 |
| 4 | 28 | 6,1 | 23 | 15,1 |
| 6 | 36 | 7,9 | 30 | 19,8 |
| 10 | 50 | 11,0 | 39 | 25,7 |
| 16 | 60 | 13,2 | 55 | 36,3 |
| 25 | 85 | 18,7 | 70 | 46,2 |
| 35 | 100 | 22,0 | 85 | 56,1 |
| 50 | 135 | 29,7 | 110 | 72,6 |
| 70 | 165 | 36,3 | 140 | 92,4 |
| 95 | 200 | 44,0 | 170 | 112,2 |
| 120 | 230 | 50,6 | 200 | 132,2 |
Есть таблицы, которые сразу учитывают количество токонесущих жил в одном кабель-канале (коробе, трубе и т.п.). То есть принимается в расчет взаимное тепловое влияние в условиях ограниченности теплоотвода.
Такая таблица для медных кабелей показана ниже.
(Сокращения: ОЖ – одножильный, ДЖ – двужильный, ТЖ – трехжильный).
| Сечение токонесущей жилы, мм² | Ток, А, для проводов, проложенных | |||||
|---|---|---|---|---|---|---|
| открыто | в одном кабель-канале | |||||
| 2×ОЖ | 3×ОЖ | 4×ОЖ | 1×ДЖ | 1×ТЖ | ||
| 0.5 | 11 | - | - | - | - | - |
| 0.75 | 15 | - | - | - | - | - |
| 1 | 17 | 16 | 15 | 14 | 15 | 14 |
| 1.2 | 20 | 18 | 16 | 15 | 16 | 14.5 |
| 1.5 | 23 | 19 | 17 | 16 | 18 | 15 |
| 2 | 26 | 24 | 22 | 20 | 23 | 19 |
| 2.5 | 30 | 27 | 25 | 25 | 25 | 21 |
| 3 | 34 | 32 | 28 | 26 | 28 | 24 |
| 4 | 41 | 38 | 35 | 30 | 32 | 27 |
| 5 | 46 | 42 | 39 | 34 | 37 | 31 |
| 6 | 50 | 46 | 42 | 40 | 40 | 34 |
| 8 | 62 | 54 | 51 | 46 | 48 | 43 |
| 10 | 80 | 70 | 60 | 50 | 55 | 50 |
| 16 | 100 | 85 | 80 | 75 | 80 | 70 |
| 25 | 140 | 115 | 100 | 90 | 100 | 85 |
| 35 | 170 | 135 | 125 | 115 | 125 | 100 |
| 50 | 215 | 185 | 170 | 150 | 160 | 135 |
| 70 | 270 | 225 | 210 | 185 | 195 | 175 |
| 95 | 330 | 275 | 255 | 225 | 245 | 215 |
| 120 | 385 | 315 | 290 | 260 | 295 | 250 |
Аналогичная таблица – для кабелей с алюминиевыми проводами:
| Сечение токонесущей жилы, мм² | Ток, А, для проводов, проложенных | |||||
|---|---|---|---|---|---|---|
| открыто | в одном кабель-канале | |||||
| 2×ОЖ | 3×ОЖ | 4×ОЖ | 1×ДЖ | 1×ТЖ | ||
| 2 | 21 | 19 | 18 | 15 | 17 | 14 |
| 2.5 | 24 | 20 | 19 | 19 | 19 | 16 |
| 3 | 27 | 24 | 22 | 21 | 22 | 18 |
| 4 | 32 | 28 | 28 | 23 | 25 | 21 |
| 5 | 36 | 32 | 30 | 27 | 28 | 24 |
| 6 | 39 | 36 | 32 | 30 | 31 | 26 |
| 8 | 46 | 43 | 40 | 37 | 38 | 32 |
| 10 | 60 | 50 | 47 | 39 | 42 | 38 |
| 16 | 75 | 60 | 60 | 55 | 60 | 55 |
| 25 | 105 | 85 | 80 | 70 | 75 | 65 |
| 35 | 130 | 100 | 95 | 85 | 95 | 75 |
| 50 | 165 | 140 | 130 | 120 | 125 | 105 |
| 70 | 210 | 175 | 165 | 140 | 150 | 135 |
| 95 | 255 | 215 | 200 | 175 | 190 | 165 |
| 120 | 295 | 245 | 220 | 200 | 230 | 190 |
При желании можно отыскать таблицы более узкой специализации, например, для воздушной прокладки проводов или для подземной, причем — еще и с учетом теплоотводных качеств того или иного грунта. Но не станем ими перегружать настоящую публикацию – она рассчитана все же на начинающих электриков, которые в своем дебюте выполняют задачи попроще.
Некоторые мастера и вовсе рекомендуют брать во внимание упрощенный вариант таблицы сечений проводов и кабелей, используемых для домашней проводки. Вот такой:
| Сечение жилы медного провода, мм ² (в скобках - алюминиевого) | Максимальный ток при длительной нагрузке, А | Максимальная мощность нагрузки. кВт | Номинальный ток защиты автомата, А | Предельный ток защиты автомата, А | Сфера применения в условиях дома (квартиры) |
|---|---|---|---|---|---|
| 1,5 (2,5) | 19 | 4.1 | 10 | 16 | приборы освещения, сигнализации |
| 2,5 (4,0) | 27 | 5.9 | 16 | 25 | розеточные блоки, системы подогрева полов |
| 4,0 (6,0) | 38 | 8.3 | 25 | 32 | мощное климатическое обрудование, водонагреватели, стиральные и посудомоечные машины |
| 6,0 (10,0) | 46 | 10.1 | 32 | 40 | электроплиты и электродуховки |
| 10,0 (16,0) | 70 | 15.4 | 50 | 63 | входные линии электропитания |
По большому счету, так оно обычно и получается.
Но напоследок рассмотрим еще один важный нюанс.
Возможная поправка сечения жилы на сопротивление линии
Любой проводник обладает собственным сопротивлением – об этом мы говорили в самом начале статьи, когда приводили значения удельного сопротивления материалов, меди и алюминия.
Оба этих металла обладают весьма достойной проводимостью, и на участках небольшой протяженности собственное сопротивление линии не оказывает сколь-нибудь значимого влияния на общие параметры цепи. Но если планируется прокладка линии большой протяженности, или, например, изготавливается удлинитель-переноска большой длины для работы на значительном удалении от дома, то собственное сопротивление желательно просчитать, и сравнить вызываемое им падение напряжения с напряжением питания. Если падение напряжения получается более 5% от номинала напряжения в цепи, правила эксплуатации электроустановок предписывают брать кабель с жилами большего сечения.
Например, изготавливается переноска для сварочного инвертора. Если сопротивление самого кабеля будет чрезмерным, провода под нагрузкой будут сильно перегреваться, а напряжения и вовсе может оказаться недостаточно для корректной работы аппарата.
Собственное сопротивление кабеля можно вычислить по формуле:
Rk = 2 × ρ × L / S
Rk — собственное сопротивление кабеля (линии), Ом;
2 — длина кабеля удваивается, так как учитывается весь путь прохождения тока, то есть «туда и обратно»;
ρ — удельное сопротивление материала жил кабеля;
L — длина кабеля, м;
S — площадь поперечного сечения жилы, мм².
Предполагается, что нам уже известно, с каким током придется иметь дело при подключении нагрузки — об этом уже не раз рассказывалось в настоящей статье.
Зная силу тока, несложно по закону Ома вычислить падение напряжения, а затем сравнить его с номиналом.
Ur = Rk × I
ΔU (%) = (Ur / Uном) × 100
Если проверочный результат получается более 5%, то следует увеличить сечение жил кабеля на один шаг.
Быстро провести такую проверку поможет еще один онлайн-калькулятор. Дополнительных пояснений он, думается, не потребует.
Калькулятор проверки падения напряжения на линии большой протяженности
Перейти к расчётам
Как уже говорилось, при значении до 5% можно ничего не менять. Если получается больше – увеличивается сечение жилы кабеля, также с последующей проверкой.
* * * * * * *
Итак, были рассмотрены основные вопросы, касающиеся необходимого сечения кабеля в зависимости от планируемой нагрузки на него. Читатель волен выбрать любой из предлагаемых способов расчета, какой ему больше понравится.
Завершим статью видеосюжетом на эту же тему.
Видео: Основные правила выбора сечения проводов
Онлайн расчет сечения кабеля по мощности, току и длине провода
Правильный подбор электрического кабеля важен для того чтобы обеспечить достаточный уровень безопасности, экономически эффективно использовать кабель и полноценно применить все возможности кабеля. Грамотно рассчитанное сечение должно быть способно постоянно работать под полной нагрузкой, без повреждений, выдерживать короткие замыкания в сети, обеспечивать нагрузку с соответствующим напряжением тока (без чрезмерного падения напряжения тока) и обеспечивать работоспособность защитных приспособлений во время недостатка заземления. Именно поэтому производится скрупулёзный и точный расчёт сечения кабеля по мощности, что сегодня можно сделать при помощи нашего онлайн-калькулятора достаточно быстро.
Вычисления делаются индивидуально по формуле расчёта сечения кабеля отдельно для каждого силового кабеля, для которого нужно подобрать определённое сечение, или для группы кабелей со схожими характеристиками. Все методы определения размеров кабеля в той или иной степени следуют основным 6 пунктам:
- Сбор данных о кабеле, условиях его установки, нагрузки, которую он будет нести, и т. д
- Определение минимального размера кабеля на основе расчёта силы тока
- Определение минимального размера кабеля основанные на рассмотрении падения напряжения тока
- Определение минимального размера кабеля на основе повышении температуры короткого замыкания
- Определение минимального размера кабеля на основе импеданса петли при недостатке заземления
- Выбор кабеля самых больших размеров на основе расчётов пунктов 2, 3, 4 и 5
Онлайн калькулятор расчета сечения кабеля по мощности
Чтобы применить онлайн калькулятор расчёта сечения кабеля необходимо произвести сбор информации, необходимой для выполнения расчёта размеров. Как правило, необходимо получить следующие данные:
- Детальную характеристику нагрузки, которую будет поставлять кабель
- Назначение кабеля: для трёхфазного, однофазного или постоянного тока
- Напряжение тока системы и (или) источника
- Полный ток нагрузки в кВт
- Полный коэффициент мощности нагрузки
- Пусковой коэффициент мощности
- Длина кабеля от источника к нагрузке
- Конструкция кабеля
- Метод прокладки кабеля
Таблицы сечения медного и алюминиевого кабеля
Таблица сечения медного кабеля
Таблица сечения алюминиевого кабеля
При определении большинства параметров расчётов пригодится таблица расчёта сечения кабеля, представленная на нашем сайте. Так как основные параметры рассчитываются на основании потребности потребителя тока все исходные могут быть достаточно легко посчитаны. Однако так же важную роль влияет марка кабеля и провода, а также понимание конструкции кабеля.
Основными характеристиками конструкции кабеля являются:
- Материал-проводника
- Форма проводника
- Тип проводника
- Покрытие поверхности проводника
- Тип изоляции
- Количество жил
Ток, протекающий через кабель создаёт тепло за счёт потерь в проводниках, потерь в диэлектрике за счёт теплоизоляции и резистивных потерь от тока. Именно поэтому самым основным является расчёт нагрузки, который учитывает все особенности подвода силового кабеля, в том числе и тепловые. Части, которые составляют кабель (например, проводники, изоляция, оболочка, броня и т. д.), должны быть способны выдержать повышение температуры и тепло, исходящее от кабеля.
Пропускная способность кабеля — это максимальный ток, который может непрерывно протекать через кабель без повреждения изоляции кабеля и других компонентов. Именно этот параметр и является результатом при расчёте нагрузки, для определения общего сечения.
Кабели с более большими зонами поперечного сечения проводника имеют более низкие потери сопротивления и могут рассеять тепло лучше, чем более тонкие кабели. Поэтому кабель с 16 мм2 сечения будет иметь большую пропускную способность тока, чем 4 мм2 кабель.
Однако такая разница в сечении — это огромная разница в стоимости, особенно когда дело касается медной проводки. Именно поэтому следует произвести очень точный расчёт сечения провода по мощности, чтобы его подвод был экономически целесообразным.
Для систем переменного тока обычно используется метод расчёта перепадов напряжения на основе коэффициента мощности нагрузки. Как правило, используются полные токи нагрузки, но если нагрузка была высокой при запуске (например, двигателя), то падение напряжения на основе пускового тока (мощность и коэффициент мощности, если это применимо), должны также быть просчитаны и учтены, так как низкое напряжение так же является причиной выхода из строя дорогостоящего оборудования, несмотря на современные уровни его защиты.
Видео-обзоры по выбору сечения кабеля
Воспользуйтесь другими онлайн калькуляторами:
Калькулятор размеров электрических проводов и кабелей (медь и алюминий)
Калькулятор размеров медных и алюминиевых проводов и кабелей
Сегодня мы предлагаем еще один комплексный калькулятор размеров медных и алюминиевых проводов.
Как мы уже подробно обсуждали в теме «Как рассчитать правильный размер провода для электропроводки». Теперь вы можете воспользоваться этим калькулятором для выполнения этой работы.
Формула расчета размера провода / кабеля для однофазных цепей
Круглые милы проводов = 2 x ρ x I x L / (% допустимого падения напряжения источника)
Расчет размера провода / размера кабеля для Трехфазные цепи
Круглый провод, мил = √3 x 2 x ρ x I x L / (% допустимого падения напряжения источника)
Где;
- ρ = Удельное сопротивление или удельное сопротивление проводника
- D = Расстояние в футах (в одну сторону) i.е. ½ общей длины цепи
- I = Ток нагрузки
Примечание. Значение ρ = Удельное сопротивление или удельное сопротивление проводника, используемое здесь для меди и алюминия, составляет 11,2 и 17,4 соответственно при 53 ° C (127 ° F)
- Также проверьте раздел «Полезно знать» после калькулятора.
Введите значения и нажмите «Рассчитать». Результат покажет необходимое количество.
Полезно знать:
Если размер провода больше, чем все калибры (т.е.e 0000 - это самый большой провод одного размера в), то инженер-электрик измеряет его в см, кСм или мкМ, а не в дюймах, потому что дюйм - это небольшая единица измерения проводов такого типа. Куда;
A круговых мил (СМ) - это единица измерения площади круга диаметром в одну мил (одну тысячную дюйма). Это соответствует 5,067 × 10 -4 мм².
Где:
1000 CM (круговые милы) = 1 MCM или 1 kcmil = 0,5067 мм², поэтому 2 kcmil.
Это единица измерения площади провода с круглым поперечным сечением.
Вы также можете прочитать:
.Таблица размеров калибра провода | Таблица AWG
Калькулятор и таблица размеров американского калибра проводов (AWG).
Калькулятор калибра провода
* при 68 ° F или 20 ° C
** Результаты могут отличаться для реальных проволок: различное удельное сопротивление материала и количество жил в проволоке
Калькулятор падения напряжения ►
AWG диаграмма
| AWG # | Диаметр (дюйм) | Диаметр (мм) | Площадь (тыс. Мил) | Площадь (мм 2 ) |
|---|---|---|---|---|
| 0000 (4/0) | 0.4600 | 11,6840 | 211.6000 | 107.2193 |
| 000 (3/0) | 0,4096 | 10,4049 | 167.8064 | 85.0288 |
| 00 (2/0) | 0,3648 | 9,2658 | 133.0765 | 67,4309 |
| 0 (1/0) | 0,3249 | 8,2515 | 105,5345 | 53,4751 |
| 1 | 0,2893 | 7.3481 | 83,6927 | 42,4077 |
| 2 | 0,2576 | 6.5437 | 66,3713 | 33,6308 |
| 3 | 0,2294 | 5,8273 | 52,6348 | 26.6705 |
| 4 | 0,2043 | 5,1894 | 41,7413 | 21.1506 |
| 5 | 0,1819 | 4.6213 | 33.1024 | 16.7732 |
| 6 | 0,1620 | 4,1154 | 26,2514 | 13,3018 |
| 7 | 0,1443 | 3,6649 | 20,8183 | 10,5488 |
| 8 | 0,1285 | 3,2636 | 16,5097 | 8,3656 |
| 9 | 0,1144 | 2,9064 | 13,0927 | 6,6342 |
| 10 | 0.1019 | 2,5882 | 10,3830 | 5.2612 |
| 11 | 0,0907 | 2.3048 | 8,2341 | 4,1723 |
| 12 | 0,0808 | 2,0525 | 6.5299 | 3,3088 |
| 13 | 0,0720 | 1,8278 | 5,1785 | 2,6240 |
| 14 | 0,0641 | 1,6277 | 4.1067 | 2,0809 |
| 15 | 0,0571 | 1.4495 | 3,2568 | 1,6502 |
| 16 | 0,0508 | 1,2908 | 2,5827 | 1,3087 |
| 17 | 0,0453 | 1,1495 | 2,0482 | 1.0378 |
| 18 | 0,0403 | 1.0237 | 1,6243 | 0,8230 |
| 19 | 0.0359 | 0,9116 | 1,2881 | 0,6527 |
| 20 | 0,0320 | 0,8118 | 1.0215 | 0,5176 |
| 21 | 0,0285 | 0,7229 | 0,8101 | 0,4105 |
| 22 | 0,0253 | 0,6438 | 0,6424 | 0,3255 |
| 23 | 0,0226 | 0,5733 | 0.5095 | 0,2582 |
| 24 | 0,0201 | 0,5106 | 0,4040 | 0,2047 |
| 25 | 0,0179 | 0,4547 | 0,3204 | 0,1624 |
| 26 | 0,0159 | 0,4049 | 0,2541 | 0,128 |
| 27 | 0,0142 | 0,3606 | 0.2015 | 0,1021 |
| 28 | 0.0126 | 0,3211 | 0,1598 | 0,0810 |
| 29 | 0,0113 | 0,2859 | 0,1267 | 0,0642 |
| 30 | 0,0100 | 0,2546 | 0,1005 | 0,0509 |
| 31 | 0,0089 | 0,2268 | 0,0797 | 0,0404 |
| 32 | 0,0080 | 0,2019 | 0.0632 | 0,0320 |
| 33 | 0,0071 | 0,1798 | 0,0501 | 0,0254 |
| 34 | 0,0063 | 0,1601 | 0,0398 | 0,0201 |
| 35 | 0,0056 | 0,1426 | 0,0315 | 0,0160 |
| 36 | 0,0050 | 0,1270 | 0,0250 | 0,0127 |
| 37 | 0.0045 | 0,1131 | 0,0198 | 0,0100 |
| 38 | 0,0040 | 0,1007 | 0,0157 | 0,0080 |
| 39 | 0,0035 | 0,0897 | 0,0125 | 0,0063 |
| 40 | 0,0031 | 0,0799 | 0,0099 | 0,0050 |
Расчет калибра провода
Расчет диаметра проволоки
Диаметр проволоки калибра n d n дюймов (дюймов) равен 0.005, умноженное на 92 в степени 36 минус число n, разделенное на 39:
d n (дюйм) = 0,005 дюйма × 92 (36- n ) / 39
Диаметр проволоки n калибра d n в миллиметрах (мм) равен 0,127 мм, умноженному на 92 в степени 36 минус номер калибра n, деленное на 39:
d n (мм) = 0,127 мм × 92 (36- n ) / 39
Расчет площади поперечного сечения провода
Площадь поперечного сечения провода n-го калибра A n в килокружных милах (kcmil) равно 1000 диаметрам квадратной проволоки d в дюймах (дюймах):
A n (kcmil) = 1000 × d n 2 = 0.025 дюйм 2 × 92 (36- n ) / 19,5
Площадь поперечного сечения провода калибра n A n в квадратных дюймах (в дюймах 2 ) равно пи, деленному на 4 диаметра квадратной проволоки d в дюймах (дюймах):
A n (дюйм 2 ) = (π / 4) × d n 2 = 0,000019635 дюйм 2 × 92 (36- n ) / 19,5
Площадь поперечного сечения провода калибра n A n в квадратных миллиметрах (мм 2 ) равно пи, деленному на 4 диаметра квадратной проволоки d в миллиметрах (мм):
A n (мм 2 ) = (π / 4) × d n 2 = 0.012668 мм 2 × 92 (36- n ) / 19,5
Расчет сопротивления проводов
Сопротивление провода калибра n R в Ом на килофит (Ом / кфут) равно 0,3048 × 1000000000 удельному сопротивлению провода ρ дюйма Ом-метры (Ом · м), разделенные на 25,4 2 , умноженные на площадь поперечного сечения A n в квадратных дюймах (в 2 ):
R n (Ом / kft) = 0,3048 × 10 9 × ρ (Ом · м) / (25.4 2 × A n (в 2 ) )
Сопротивление провода N калибра R в Ом на километр (Ом / км) равно 1000000000 удельному сопротивлению провода ρ дюйма ом-метры (Ом · м), разделенные на площадь поперечного сечения A n в квадратных миллиметрах (мм 2 ):
R n (Ом / км) = 10 9 × ρ (Ом · м) / A n (мм 2 )
См. Также
.Калькулятор падения напряжения
Это калькулятор для оценки падения напряжения в электрической цепи на основе размера провода, расстояния и ожидаемого тока нагрузки. Обратите внимание, что этот калькулятор предполагает, что цепь работает в нормальных условиях - при комнатной температуре с нормальной частотой. Фактическое падение напряжения может варьироваться в зависимости от состояния провода, используемого кабелепровода, температуры, разъема, частоты и т. Д. Рекомендуется, чтобы падение напряжения было менее 5% в условиях полной нагрузки.
Основной закон падения напряжения
В падение = ИК
где:
I: ток через объект, измеренный в амперах
R: сопротивление проводов, измеренное в Ом.
Типичные сечения проводов AWG
| AWG | Диаметр | витков провода | Площадь | Сопротивление меди | Допустимая нагрузка на медный провод NEC с изоляцией 60/75/90 ° C (A) | Приблизительный метрический эквивалент | ||||
| дюйм | мм | на дюйм | за см | тысяч человек | мм 2 | Н / км | O / kFT | |||
| 0000 (4/0) | 0.4600 | 11,684 | 2,17 | 0,856 | 212 | 107 | 0,1608 | 0,04901 | 195/230/260 | |
| 000 (3/0) | 0,4096 | 10,404 | 2,44 | 0,961 | 168 | 85,0 | 0,2028 | 0,06180 | 165/200/225 | |
| 00 (2/0) | 0.3648 | 9,266 | 2,74 | 1.08 | 133 | 67,4 | 0,2557 | 0,07793 | 145/175/195 | |
| 0 (1/0) | 0,3249 | 8,252 | 3,08 | 1,21 | 106 | 53,5 | 0,3224 | 0,09827 | 125/150/170 | |
| 1 | 0.2893 | 7,348 | 3,46 | 1,36 | 83,7 | 42,4 | 0,4066 | 0,1239 | 110/130/150 | |
| 2 | 0,2576 | 6.544 | 3,88 | 1,53 | 66,4 | 33,6 | 0,5127 | 0,1563 | 95/115/130 | |
| 3 | 0.2294 | 5,827 | 4,36 | 1,72 | 52,6 | 26,7 | 0,6465 | 0,1970 | 85/100/110 | 196 / 0,4 |
| 4 | 0,2043 | 5,189 | 4,89 | 1,93 | 41,7 | 21,2 | 0,8152 | 0,2485 | 70/85/95 | |
| 5 | 0.1819 | 4,621 | 5,50 | 2,16 | 33,1 | 16,8 | 1.028 | 0,3133 | 126 / 0,4 | |
| 6 | 0,1620 | 4,115 | 6,17 | 2,43 | 26,3 | 13,3 | 1,296 | 0,3951 | 55/65/75 | |
| 7 | 0.1443 | 3,665 | 6,93 | 2,73 | 20,8 | 10,5 | 1,634 | 0,4982 | 80 / 0,4 | |
| 8 | 0,1285 | 3,264 | 7,78 | 3,06 | 16,5 | 8,37 | 2,061 | 0,6282 | 40/50/55 | |
| 9 | 0.1144 | 2,906 | 8,74 | 3,44 | 13,1 | 6,63 | 2,599 | 0,7921 | 84 / 0,3 | |
| 10 | 0,1019 | 2,588 | 9,81 | 3,86 | 10,4 | 5,26 | 3,277 | 0,9989 | 30/35/40 | |
| 11 | 0.0907 | 2.305 | 11,0 | 4,34 | 8,23 | 4,17 | 4,132 | 1,260 | 56 / 0,3 | |
| 12 | 0,0808 | 2,053 | 12,4 | 4,87 | 6.53 | 3,31 | 5,211 | 1,588 | 25/25/30 (20) | |
| 13 | 0.0720 | 1,828 | 13,9 | 5,47 | 5,18 | 2,62 | 6.571 | 2,003 | 50 / 0,25 | |
| 14 | 0,0641 | 1,628 | 15,6 | 6,14 | 4,11 | 2,08 | 8,286 | 2,525 | 20/20/25 (15) | |
| 15 | 0.0571 | 1,450 | 17,5 | 6,90 | 3,26 | 1,65 | 10,45 | 3,184 | 30 / 0,25 | |
| 16 | 0,0508 | 1,291 | 19,7 | 7,75 | 2,58 | 1,31 | 13,17 | 4,016 | - / - / 18 (10) | |
| 17 | 0.0453 | 1.150 | 22,1 | 8,70 | 2,05 | 1,04 | 16,61 | 5,064 | 32 / 0,2 | |
| 18 | 0,0403 | 1.024 | 24,8 | 9,77 | 1,62 | 0,823 | 20,95 | 6.385 | - / - / 14 (7) | 24/0.2 |
| 19 | 0,0359 | 0,912 | 27,9 | 11,0 | 1,29 | 0,653 | 26,42 | 8,051 | ||
| 20 | 0,0320 | 0,812 | 31,3 | 12,3 | 1.02 | 0,518 | 33,31 | 10,15 | 16/0.2 | |
| 21 | 0,0285 | 0,723 | 35,1 | 13,8 | 0,810 | 0,410 | 42,00 | 12,80 | 13 / 0,2 | |
| 22 | 0,0253 | 0,644 | 39,5 | 15,5 | 0,642 | 0,326 | 52.96 | 16,14 | 7 / 0,25 | |
| 23 | 0,0226 | 0,573 | 44,3 | 17,4 | 0,509 | 0,258 | 66,79 | 20,36 | ||
| 24 | 0,0201 | 0,511 | 49,7 | 19,6 | 0.404 | 0,205 | 84,22 | 25,67 | 1 / 0,5, 7 / 0,2, 30 / 0,1 | |
| 25 | 0,0179 | 0,455 | 55,9 | 22,0 | 0,320 | 0,162 | 106,2 | 32,37 | ||
| 26 | 0,0159 | 0.405 | 62,7 | 24,7 | 0,254 | 0,129 | 133,9 | 40,81 | 7 / 0,15 | |
| 27 | 0,0142 | 0,361 | 70,4 | 27,7 | 0,202 | 0,102 | 168,9 | 51,47 | ||
| 28 | 0.0126 | 0,321 | 79,1 | 31,1 | 0,160 | 0,0810 | 212,9 | 64,90 | ||
| 29 | 0,0113 | 0,286 | 88,8 | 35,0 | 0,127 | 0,0642 | 268,5 | 81,84 | ||
| 30 | 0.0100 | 0,255 | 99,7 | 39,3 | 0,101 | 0,0509 | 338,6 | 103,2 | 1 / 0,25, 7 / 0,1 | |
| 31 | 0,00893 | 0,227 | 112 | 44,1 | 0,0797 | 0,0404 | 426,9 | 130,1 | ||
| 32 | 0.00795 | 0,202 | 126 | 49,5 | 0,0632 | 0,0320 | 538,3 | 164,1 | 1 / 0,2, 7 / 0,08 | |
| 33 | 0,00708 | 0,180 | 141 | 55,6 | 0,0501 | 0,0254 | 678,8 | 206,9 | ||
| 34 | 0.00630 | 0,160 | 159 | 62,4 | 0,0398 | 0,0201 | 856,0 | 260,9 | ||
| 35 | 0,00561 | 0,143 | 178 | 70,1 | 0,0315 | 0,0160 | 1079 | 329,0 | ||
| 36 | 0.00500 | 0,127 | 200 | 78,7 | 0,0250 | 0,0127 | 1361 | 414,8 | ||
| 37 | 0,00445 | 0,113 | 225 | 88,4 | 0,0198 | 0,0100 | 1716 | 523,1 | ||
| 38 | 0.00397 | 0,101 | 252 | 99,3 | 0,0157 | 0,00797 | 2164 | 659,6 | ||
| 39 | 0,00353 | 0,0897 | 283 | 111 | 0,0125 | 0,00632 | 2729 | 831,8 | ||
| 40 | 0.00314 | 0,0799 | 318 | 125 | 0,00989 | 0,00501 | 3441 | 1049 | ||
Когда электрический ток проходит по проводу, он должен превышать определенный уровень встречного давления. Если ток переменный, такое давление называется импедансом. Импеданс - это вектор или двумерная величина, состоящая из сопротивления и реактивного сопротивления (реакция созданного электрического поля на изменение тока).Если ток постоянный, давление называется сопротивлением.
Все это звучит ужасно абстрактно, но на самом деле мало чем отличается от воды, протекающей через садовый шланг. Чтобы протолкнуть воду через шланг, требуется определенное давление, что аналогично электрическому напряжению. Ток подобен воде, текущей по шлангу. И шланг вызывает определенный уровень сопротивления в зависимости от его толщины, формы и т. Д. То же самое верно и для проводов, поскольку их тип и размер определяют уровень сопротивления.
Чрезмерное падение напряжения в цепи может привести к мерцанию или тусклому горению ламп, плохому нагреву нагревателей, а также к перегреву двигателей и перегоранию двигателей. Это условие заставляет нагрузку работать с меньшим напряжением, проталкивающим ток.
Эксперты говорят, что падение напряжения никогда не должно превышать 3%. Это достигается путем выбора провода правильного размера и использования удлинителей и аналогичных устройств.
Существует четыре основных причины падения напряжения.
Во-первых, это выбор материала для проволоки. Медь - лучший проводник, чем алюминий, и будет иметь меньшее падение напряжения, чем алюминий, при данной длине и размере провода. Электричество, которое движется по медному проводу, на самом деле представляет собой группу электронов, толкаемых напряжением. Чем выше напряжение, тем больше электронов может пройти через провод.
Ampacity - это максимальное количество электронов, которые могут быть вытолкнуты за один раз - слово ampacity является сокращением от амперной емкости.
Размер провода - еще один важный фактор при определении падения напряжения. Провода большего диаметра (большего диаметра) будут иметь меньшее падение напряжения, чем провода меньшего диаметра той же длины. В американском калибре проволоки каждое уменьшение калибра на 6 дает удвоение диаметра проволоки, а каждое уменьшение на 3 толщины удваивает площадь поперечного сечения проволоки. В метрической шкале калибра калибр в 10 раз больше диаметра в миллиметрах, поэтому метрическая проволока 50 калибра будет иметь диаметр 5 мм.
Еще одним важным фактором падения напряжения является длина провода.Более короткие провода будут иметь меньшее падение напряжения, чем более длинные провода того же диаметра (диаметра). Падение напряжения становится важным, когда длина провода или кабеля становится очень большой. Обычно это не проблема в цепях внутри дома, но может стать проблемой при прокладке проводов к хозяйственной постройке, скважинному насосу и т. Д.
Чрезмерное падение напряжения может привести к снижению эффективности работы света, двигателей и приборов. Это может привести к тусклому освещению и сокращению срока службы двигателей или приборов.Поэтому важно использовать провода правильного калибра при прокладке проводов на большие расстояния.
Наконец, величина протекающего тока может влиять на уровни падения напряжения. Падение напряжения на проводе увеличивается с увеличением тока, протекающего по проводу. Допустимая нагрузка по току такая же, как и допустимая.
Допустимая нагрузка на провод зависит от ряда факторов. Провода покрыты изоляцией, которая может быть повреждена, если температура провода станет слишком высокой. Основной материал, из которого сделана проволока, конечно, является важным ограничивающим фактором.Если по проводу передается переменный ток, скорость чередования может повлиять на допустимую нагрузку. Температура, при которой используется провод, также может влиять на допустимую нагрузку.
Кабеличасто используются в связках, и когда они соединяются вместе, выделяемое ими общее тепло влияет на допустимую нагрузку и падение напряжения. По этой причине существуют строгие правила связывания кабелей.
При выборе кабеля руководствуется двумя основными принципами. Во-первых, кабель должен выдерживать действующую на него текущую нагрузку без перегрева.Он должен иметь возможность делать это в самых экстремальных температурных условиях, с которыми он может столкнуться в течение своего срока службы. Во-вторых, он должен обеспечивать достаточно надежное заземление, чтобы (i) ограничить до безопасного уровня напряжение, которому подвергаются люди, и (ii) позволить току повреждения за короткое время сработать предохранитель.
Это важные соображения безопасности. В течение 2005-2009 гг. В среднем происходило 373900 пожаров в год из-за плохого качества электроустановок. Выбор подходящего кабеля для работы - важная мера безопасности.
.Инженерные таблицы / стандартный калибр проволоки - Викиучебники, открытые книги для открытого мира
Из Wikibooks, открытые книги для открытого мира
Перейти к навигации Перейти к поиску| Найдите инженерных таблиц / стандартный калибр проволоки в одном из родственных проектов Викиучебника: Викиучебник не имеет страницы с таким точным названием. Другие причины, по которым это сообщение может отображаться:
|
Litz и дизайн от YDK Litz Wire & Cable
1. Расчет шага
Шаг проволоки LitzДлина свивки показывает интервал, необходимый одиночному проводу для одного полного витка (= оборот) по периметру литц-провода (360 градусов).
Термин относится к расстоянию, требуемому для «длины укладки (= шаг)» (см. Рисунок выше), которая может быть повернута на 360 ° на одну линию. Стандарт EN 60317-11 рекомендует обеспечивать 60 мм, максимальную длину свивки обслуживаемой литцовой проволоки.Однако на самом деле длина прокладки составляет от 0,80 мм до 60 мм. (0,4 витка на дюйм / 5 витков на фут, 32 витка на дюйм)
ex 1) Относительно 4 нитей x 0,63 мм,
OD (= Внешний диаметр) для 4 x 0,63 мм составляет приблизительно 1,45 мм. (используя вашу формулу). Это дает длину укладки 36,25 мм, что соответствует 28 виткам на метр, однако для хорошей работы в этой конфигурации следует использовать 54 витка на метр.
-> 4 х 0,63.
√4 х 1.154 x (0,63 + толщина эмалевого покрытия) od = прибл. 1,45 мм
закладная длина = 25 x OD 1,45 = 36,25 мм 1000 / 36,25 = около 28 x 2 = 54, необходимых для фактического применения, чтобы получить
ex 2) Что касается шага,
Рекомендуемая длина свивки должна быть 25 x OD (= внешний диаметр)
Например, для 150 жил x 0,100 мм
OD для 150 x 0,118 мм (наружный диаметр, включая изоляцию, gr1 медного провода 0,100 мм)
приближается к 1,67 мм (√150 x 1,154 x 0,118)
Это дает длину укладки 41.75 мм, что соответствует 23,95 (≒ 24) витка на метр, однако на самом деле клиенты запросили 48 витков на метр. Потому что материал хорошо работает при 48 скрутках. Итак, то есть 25 x OD x 2 раза.
2. Направление укладки (= шаг)
Нажмите для увеличения! - направление прокладки лицевой проволоки Должны существовать конкретные параметры литц-проволоки, а также длина свивки (= шаг) по направлению «S» или «Z». Направление прокладки обычно указывает направление скрученной и уложенной гибкой проволоки в двух разных направлениях, таких как левое направление «S» или правое направление «Z».
исх. Участок нет. длины литц-проволоки можно уменьшить, чтобы уменьшить тепловое воздействие.
Расчет веса нетто для гибкого провода
● грамм / метр = od2 x количество жил x 7
od2: чистый диаметр + изоляция
7: постоянная медного провода (= удельный вес)
FYR, фактический удельный вес Cu = 8,92 / Al = 2,71 / Fe = 7,85
Расчет внешнего диаметра гибкого провода
● OD (мм) = √N x 1,154 x d (мм)
N: количество проводников (включая толщину покрытия, 0080 мм -> 0.087 мм и т. Д.)
d: Диаметр жилы
OD: Внешний диаметр литцовой проволоки
Наружный диаметр после покрытия: одинарный (SSC, USTC)
● OD + (0,02–0,04 мм) x 2
Расчет проводимости для преобразования Cu (медь) в Al (алюминий)
● ex. Если вам нужно заменить Cu (0,25 мм) на Al, то каков OD Al.
(Cu (0,25 мм) ÷ 2) ² x π = прибл. 0,049㎟
0,049㎟ x 1,61 (увеличение на 61%) = прибл. 0,79㎟
Наружный диаметр алюминиевой проволоки 0.079㎟ (поперечное сечение) составляет 0,32 мм.
Выбор калибра проволоки в качестве частоты (Таблица 2)
| Частота | Рекомендуемое сечение провода | OD (мм) | Постоянный ток Сопротивление Ом / М ’(макс.) | Однонитевой RAC / RDC «S» |
|---|---|---|---|---|
| от 60 Гц до 1 кГц | 28 AWG | 0,32 | 66,37 | 1,0000 |
| от 1 кГц до 10 кГц | 30 AWG | 0.25 | 105,82 | 1,0000 |
| от 10 кГц до 20 кГц | 33 AWG | 0,18 | 211,70 | 1,0000 |
| от 20 кГц до 50 кГц | 36 AWG | 0,12 | 431,90 | 1,0000 |
| от 50 до 100 кГц | 38 AWG | 0,10 | 681,90 | 1,0000 |
| от 100 до 200 кГц | 40 AWG | 0.08 | 1152,3 | 1,0000 |
| От 200 до 350 кГц | 42 AWG | 0,06 | 1801,0 | 1,0000 |
| 350–850 кГц | 44 AWG | 0,05 | 2873,0 | 1,0000 |
| от 850 кГц до 1,4 МГц | 46 AWG | 0,04 | 4544,0 | 1.0003 |
| от 1,4 до 2,8 МГц | 48 AWG | 0.03 | 7285,0 | 1.0003 |
Формула потерь на гистерезис (Ph)
.
