Расчет сечения кабеля по току, мощности, длине

На сегодняшний день существует широкий ассортимент кабельной продукции, с поперечным сечением жил от 0,35 мм.кв. и выше.

Если неправильно выбрать сечение кабеля для бытовой проводки, то результат может иметь два итога:

1. Чересчур толстая жила «ударит» по Вашему бюджету, т.к. ее погонный метр будет стоить дороже.
2. При неподходящем диаметре проводника (меньшем, чем необходимо), жилы начнут нагреваться и плавить изоляцию, что вскоре приведет к самовозгоранию электропроводки и короткому замыканию.

Как Вы понимаете, и тот и другой итог неутешительный, поэтому перед монтажом электропроводки в доме и квартире необходимо правильно рассчитать сечение кабеля в зависимости от мощности потребителя, силы тока и длины линии. Сейчас мы подробно рассмотрим каждую из методик.

• Расчет по мощности электроприборов
• Расчет по токовой нагрузке
• Расчет по длине
• Видео примеры расчетов

Расчет по мощности электроприборов

Для каждого кабеля есть определенная величина тока (мощности), которую он способен выдержать при работе электроприборов. Если ток (мощность), потребляемый всеми приборами, будет превышать допустимую величину для токопроводящей жилы, то в скором времени аварии не избежать.

Чтобы самостоятельно рассчитать мощность электроприборов в доме, необходимо на лист бумаги выписать характеристики каждого прибора отдельно (плиты, телевизора, светильников, пылесоса и т.д.). После этого все значения суммируются, и готовое число используется для выбора кабеля с жилами с оптимальной площадью поперечного сечения.

Формула расчета имеет вид:

Pобщ = (P1+P2+P3+…+Pn)*0.8,

Где: P1..Pn–мощность каждого прибора, кВт

Обращаем Ваше внимание на то, что получившееся число необходимо умножить на поправочный коэффициент – 0,8. Этот коэффициент обозначает, что из всех электроприборов одновременно работать будет только 80%. Такой расчет более логичный, потому что, к примеру, пылесосом либо феном Вы точно не будете пользоваться в течение длительного времени без перерыва.

Таблицы выбора сечения кабеля по мощности потребителя:

Это приведенные и упрощенные таблицы, более точные значения вы можете найти в ПУЭ п. 1.3.10-1.3.11.

Как вы видите, для каждого определенного вида кабеля табличные значения имеют свои данные. Все что Вам нужно, это найти ближайшее значение мощности и посмотреть соответствующее сечение жил.

Чтобы Вы наглядно поняли, как правильно рассчитать кабель по мощности, приведем простой пример:

Мы подсчитали, что суммарная мощность всех электроприборов в квартире составляет 13 кВт. Данное значение необходимо умножить на коэффициент 0,8, что в результате даст 10,4 кВт действительной нагрузки. Далее в таблице ищем подходящее значение в колонке. Нас устраивает цифра «10,1» при однофазной сети (напряжение 220В) и «10,5», если сеть трехфазная.

Это значит, что нужно выбрать такое сечение жил кабеля, который будет питать все расчётные приборы – в квартире, комнате или каком-либо другом помещении. То есть такой расчёт нужно проводить для каждой розеточной группы, запитанной от одного кабеля, или для каждого прибора, если он запитан напрямую от щитка. В примере выше, мы привели расчет площади поперечного сечения жил вводного кабеля на весь дом или квартиру.

Итого, выбор сечения останавливаем на 6-миллиметровом проводнике при однофазной сети либо 1,5-миллиметровом при трехфазной сети. Как вы видите, все довольно просто и даже электрик-новичок справится с таким заданием самостоятельно!

Расчет по токовой нагрузке

Расчет сечения кабеля по току более точный, поэтому лучше всего пользоваться им. Суть аналогична, но только в данном случае необходимо определить токовую нагрузку на электропроводку. Для начала по формулам считаем силу тока по каждому из приборов.

Если в доме однофазная сеть, для расчета необходимо воспользоваться следующей формулой:Для трехфазной сети формула будет иметь вид:Где, P – мощность электроприбора, кВт

cos Фи- коэффициент мощности

Более подробно о формулах, связанных с вычислением мощности, можно прочитать в статье: https://samelectrik. ru/kak-najti-moshhnost-toka.html.

Далее все токи суммируются и по табличным значениям необходимо выбрать сечение кабеля по току.

Обращаем Ваше внимание на то, что от условий прокладки проводника будут зависеть значения табличных величин. При монтаже открытой электропроводки допустимые токовые нагрузки и мощность будут значительно большими, чем при прокладке проводки в трубе.

Повторимся, любой расчет сечения проводится для конкретного прибора или их группы.

Таблица выбора сечения кабеля по току и мощности:

Расчет по длине

Ну и последний способ, позволяющий рассчитать сечение кабеля – по длине. Суть следующих вычислений заключается в том, что каждый проводник имеет свое сопротивление, которое с увеличением протяженности линии способствует потерям напряжения (чем больше расстояние, тем больше и потери). В том случае, если величина потерь превысит отметку в 5%, необходимо выбрать проводник с жилами покрупнее.

Для вычислений используется следующая методика:

• Нужно рассчитать суммарную мощность электроприборов и силу тока (выше мы предоставили соответствующие формулы).
• Выполняется расчет сопротивления электропроводки. Формула имеет следующий вид: удельное сопротивление проводника (p) * длину (в метрах). Получившееся значение необходимо разделить на выбранное поперечное сечение кабеля.

R=(p*L)/S, где p — табличная величина

Обращаем Ваше внимание на то, что длина прохождения тока должна умножаться в два раза, т.к. ток изначально идет по одной жиле, а потом возвращается назад по другой.

• Рассчитываются потери напряжения: сила тока умножается на рассчитанное сопротивление.

U_потерь=I_{нагрузки}*R_{провода}

ПОТЕРИ=(U_потерь/U_ном)*100%

• Определяется величина потерь: потери напряжения делятся на напряжение в сети и умножаются на 100%.
• Итоговое число анализируется. Если значение меньше 5%, оставляем выбранное сечение жилы. В противном случае подбираем более «толстый» проводник.

Допустим мы рассчитали, что сопротивление жил у нас 0,5 Ома, а ток 16 Ампер, тогда:

U_потерь=16*0,5=8 Вольт

ПОТЕРИ=(8/220)*100%=0,03636*100%=3,6%

Что вполне допустимо для большинства случаев, согласно ГОСТ 29322-14 «Стандартные напряжения».

Подробнее в статье: https://samelectrik.ru/kakoe-otklonenie-napryazheniya-v-seti-schitaetsya-predelnym.html.

Таблица удельных сопротивлений:

 

Если Вы протягиваете линию на довольно протяженное расстояние, обязательно производите расчет с учетом потерь по длине, иначе будет высокая вероятность неправильного выбора сечения кабеля.

Видео примеры расчетов

Наглядные видео примеры всегда позволяют лучше усвоить информацию, поэтому предоставляем их к Вашему вниманию:

Видео инструкция: как самому рассчитать сечение жил

Видео инструкция: как правильно выбрать диаметр кабеля?

Опубликовано 27.07.2014 Обновлено 03.02.2021 Пользователем Александр (администратор)

Расчет сечения кабеля. По мощности, току, длине

Как рассчитать кабель по току, напряжению и длине. Кабели, как известно, бывают разного сечения, материала и с разным количеством жил. Какой из них надо выбрать, чтобы не переплачивать, и одновременно обеспечить безопасную стабильную работу всех электроприборов в доме. Для этого необходимо произвести расчет кабеля. Расчет сечения проводят, зная мощность приборов, питающихся от сети, и ток, который будет проходить по кабелю. Необходимо также знать несколько других параметров проводки.

Основные правила

При прокладке электросетей в жилых домах, гаражах, квартирах чаще всего используют кабель с резиновой или ПВХ изоляцией, рассчитанный на напряжение не более 1 кВ. Существуют марки, которые можно применять на открытом воздухе, в помещениях, в стенах (штробах) и трубах. Обычно это кабель ВВГ или АВВГ с разной площадью сечения и количеством жил.
Применяют также провода ПВС и шнуры ШВВП для подсоединения электрических приборов.

После расчета выбирается максимально допустимое значение сечения из ряда марок кабеля.

Основные рекомендации по выбору сечения находятся в Правилах устройства электроустановок (ПУЭ). Выпущено 6-е и 7-е издания, в которых подробно описывается, как прокладывать кабели и провода, устанавливать защиту, распределяющие устройства и другие важные моменты.

За нарушение правил предусмотрены административные штрафы. Но самое главное состоит в том, что нарушение правил может привести к выходу из строя электроприборов, возгоранию проводки и серьезным пожарам. Ущерб от пожара измеряется порой не денежной суммой, а человеческими жертвами.

Важность правильного выбора сечения

Почему расчет сечения кабеля так важен? Чтобы ответить, надо вспомнить школьные уроки физики.

Ток протекает по проводам и нагревает их. Чем сильнее мощность, тем больше нагрев. Активная мощность тока вычисляют по формуле:

P=U*I* cos φ=I²*R

R – активное сопротивление.

Как видно, мощность зависит от силы тока и сопротивления. Чем больше сопротивление, тем больше выделяется тепла, то есть тем сильнее провода нагреваются. Аналогично для тока. Чем он больше, тем больше греется проводник.

Сопротивление в свою очередь зависит от материала проводника, его длины и площади поперечного сечения.

R=ρ*l/S

ρ – удельное сопротивление;

l – длина проводника;

S– площадь поперечного сечения.

Видно, что чем меньше площадь, тем больше сопротивление. А чем больше сопротивление, тем проводник сильнее нагревается.

Площадь рассчитывается по формуле:

S=π*d²/4

d – диаметр.

Не стоит также забывать удельное сопротивление. Оно зависит от материала, из которого сделаны провода. Удельное сопротивление алюминия больше, чем меди. Значит, при одинаковой площади сильнее нагреваться будет алюминий. Сразу становится понятно, почему алюминиевые провода рекомендуют брать большего сечения, чем медные.

Чтобы каждый раз не вдаваться в длинный расчет сечения кабеля, были разработаны нормы выбора сечения проводов в таблицах.

Расчет сечения провода по мощности и току

Расчет сечения провода зависит от суммарной мощности, потребляемой электрическими приборами в квартире. Ее можно рассчитать индивидуально, или воспользоваться средними характеристиками.

Для точности расчетов составляют структурную схему, на которой изображены приборы. Узнать мощность каждого можно из инструкции или прочитать на этикетке. Наибольшая мощность у электрических печек, бойлеров, кондиционеров. Суммарная цифра должна получиться в диапазоне приблизительно 5-15 кВт.

Зная мощность, по формуле определяют номинальную силу тока:

I=(P*K)/(U*cos φ)

P – мощность в ваттах

U=220 Вольт

K=0,75 – коэффициент одновременного включения;

cos φ=1 для бытовых электроприборов;

Если сеть трехфазная, то применяют другую формулу:

I=P/(U*√3*cos φ)

U=380 Вольт

Рассчитав ток, надо воспользоваться таблицами, которые представлены в ПУЭ, и определить сечение провода. В таблицах указан допустимый длительный ток для медных и алюминиевых проводов с изоляцией различного типа. Округление всегда производят в большую сторону, чтобы был запас.

Можно также обратиться к таблицам, в которых сечение рекомендуют определять только по мощности.

Разработаны специальные калькуляторы, по которым определяют сечение, зная потребляемую мощность, фазность сети и протяженность кабельной линии. Следует обращать внимание на условия прокладки (в трубе или на открытом воздухе).

Влияние длины проводки на выбор кабеля

Если кабель очень длинный, то возникают дополнительные ограничения по выбору сечения, так как на протяженном участке происходят потери напряжения, которые в свою очередь приводят к дополнительному нагреву. Для расчета потерь напряжения используют понятие «момент нагрузки». Его определяют как произведение мощности в киловаттах на длину в метрах. Далее смотрят значение потерь в таблицах. Например, если потребляемая мощность составляет 2 кВт, а длина кабеля 40 м, то момент равняется 80 кВт*м. Для медного кабеля сечением 2,5 мм². это означает, что потери напряжения составляют 2-3%.

Если потери будут превышать 5%, то необходимо брать сечение с запасом, больше рекомендованного к использованию при заданном токе.

Расчетные таблицы предусмотрены отдельно для однофазной и трехфазной сети. Для трехфазной момент нагрузки увеличивается, так как мощность нагрузки распределяется по трем фазам. Следовательно, потери уменьшаются, и влияние длины уменьшается.

Потери напряжения важны для низковольтных приборов, в частности, газоразрядных ламп. Если напряжение питания составляет 12 В, то при потерях 3% для сети 220 В падение будет мало заметно, а для низковольтной лампы оно уменьшится почти вдвое. Поэтому важно размещать пускорегулирующие устройства максимально близко к таким лампам.

Расчет потерь напряжения выполняется следующим образом:

∆U = (P∙r0+Q∙x0)∙L/ Uн

P — активная мощность, Вт.

Q — реактивная мощность, Вт.

r0 — активное сопротивление линии, Ом/м.

x0 — реактивное сопротивление линии, Ом/м.

Uн – номинальное напряжение, В. (оно указывается в характеристиках электроприборов).

L — длинна линии, м.

Ну а если попроще для бытовых условий:

ΔU=I*R

R – сопротивление кабеля, рассчитывается по известной формуле R=ρ*l/S;

I – сила тока, находят из закона Ома;

Допустим, у нас получилось, что I=4000 Вт/220 В=18,2 А.

Сопротивление одной жилы медного провода длиной 20 м и площадью 1,5 мм кв. составило R=0,23 Ом. Суммарное сопротивление двух жил равняется 0,46 Ом.

Тогда ΔU=18,2*0,46=8,37 В

В процентном соотношении

8,37*100/220=3,8%

На длинных линиях от перегрузок и коротких замыканий устанавливают автоматические выключатели с тепловыми и электромагнитными расцепителями.

Похожие темы:

• Сечение по ГОСТу или ТУ. Особенности и отличия
• Измерение сопротивления изоляции. Методика и приборы. Порядок
• Активное и реактивное сопротивление. Треугольник сопротивлений
• Степень защиты IP. Маркировка. Выбор устройств
• Закон Ома. Для цепей и тока. Формулы и применение
• Электрические цепи. Виды и составные части. Режимы работы
• Последовательное и параллельное соединение. Применение

Рассчитать сечение линии в Calc2Web

Почему в первую очередь необходимо использовать правильное сечение кабеля

Движение электронов, вызванное электрическим напряжением, всегда вызывает тепло в соответствующем кабеле. Чем больше электронов приводится в движение, тем больше текущее напряжение и, в конечном итоге, тем больше тепла выделяется в кабеле.

Во избежание несчастных случаев, например, из-за возгорания или обрыва кабеля, соответствующая линия электропередачи также должна иметь достаточное поперечное сечение. Решающим здесь является уровень напряжения, требуемый силовым устройством.

Например, для дверного звонка у входной двери требуется кабель меньшего сечения, чем, скажем, для духовки.

Потенциальное повреждение из-за кабеля меньшего сечения

Если бы прибор с большой потребляемой мощностью работал с проводкой меньшего сечения, возгорание кабеля было бы практически запрограммировано. В этом контексте задачей электрика или инженера является обеспечение надлежащей проводки.

В дополнение к упомянутым выше несчастным случаям, повреждение кабеля, вызванное выделением тепла или коротким замыканием, также может привести к повреждению самого устройства. В худшем случае ответственность за это несет сам собственник, если это причиняет квартире или дому крупный ущерб, который страхование ответственности не покрывает по причине личной халатности.

В дополнение к привлечению опытного и прошедшего обучение инженера-электрика, в первую очередь следует учитывать использование кабелей соответствующего сечения. Какое именно сечение кабеля для какого проекта нужно, чуть больше информации об этом в следующих разделах.

Математическая основа для расчета поперечного сечения кабеля

Особенно для цепей 12 В, а также для цепей 24 В важно использовать правильное сечение кабеля. С этой целью список Формула расчета электрической мощности должна служить отправной точкой:

P = U x I

P – электрическая мощность в единицах измерения Ватт (сокращенно: «Вт»). Это вычисляется путем умножения напряжения U в вольтах (или «V» для краткости) и силы тока в I в амперах (или «A» для краткости).

Если, например, телевизор должен работать при мощности 1000 Вт и для этой цели доступны два напряжения 12 В и 230 В, это приводит к необходимости двух разных значений силы тока:

I = 1000 Вт / 12 В = 83,33 А

I = 1000 Вт / 230 В = 4,35 А

В первом случае для работы телевизора требуется ЛЭП большего сечения , так как здесь для работы нужна гораздо большая сила тока.

Формула для расчета поперечного сечения линии

С помощью следующих компонентов формулы можно окончательно рассчитать требуемое сечение линии :

Физическое количество	Блок	Символ формулы	Что это?
Длина линии	м	л	Введите точную длину линии электропередачи, которая будет использоваться здесь
Напряжение сети	В	У	Преобладающее напряжение в соответствующей сети (зависит от страны)
Мощность	кВт	Р	Введите мощность конечного устройства, которое будет работать здесь
Косинус	от 0,9 до 1,0	φ	Соответствует коэффициенту мощности, определяющему соотношение между активной и полной мощностью
Падение напряжения	%	Украина	Разница в текущем напряжении между источником питания и точкой потребления (вызванная, например, потерями в кабеле).
Проводимость	См/м	г	Здесь необходимо ввести значение проводимости соответствующего материала (например, меди).

Таким образом, формула для расчета требуемого сечения кабеля составляется следующим образом:

Сечение линии переменного тока (А) = 2 x L x I x φ / (y) x Ua.

Требуемое сечение проводника отличается для каждого материала

Фактическое требуемое поперечное сечение проводника зависит от материала. Например, материал меди имеет более высокую проводимость, чем материал алюминий. Другие влияющие факторы, такие как постоянный, переменный или трехфазный ток, также вызывают различия в требуемом поперечном сечении проводника.

Драгоценный металл серебро обладает самой высокой из всех известных электропроводностей. Другим параметром является коэффициент сцепления, который точно равен 1,732 для трехфазного тока — он дает информацию об отношении напряжений двух соседних внешних проводников.

Всего получается различных сечения линий в зависимости от исходной ситуации.

Воспользуйтесь практичным онлайн-калькулятором прямо сейчас, чтобы рассчитать требуемое сечение кабеля

С помощью практичного онлайн-калькулятора теперь вы можете быстро и легко рассчитать поперечное сечение кабеля, необходимое для рассматриваемого проекта. Для этого нужны только соответствующие показатели. Их необходимо ввести в бесплатный калькулятор.

Важной информацией, которую вы должны иметь наготове для использования онлайн-калькулятора, является тип материала (например, медь или алюминий), а также длина кабеля используется в метрах, которые должны быть точно измерены.

Кроме того, вы должны знать преобладающее напряжение в подключенной электросети, а также КПД системы и силу тока. Кроме того, выясните, какой тип тока используется, например, постоянный ток, переменный ток или трехфазный ток.

После того, как вы собрали всю информацию и записали ее, вы можете удобно ввести параметры и информацию в онлайн-калькулятор. Нажатием кнопки 9Затем онлайн-калькулятор 0023 рассчитает поперечное сечение кабеля , необходимое для вашего индивидуального проекта.

Но вы также можете использовать бесплатный инструмент калькулятора поперечного сечения кабеля для проверки

В дополнение к методу предварительного расчета вы также можете использовать удобный онлайн-калькулятор для последующей проверки ваших линий электропередач. Узнайте, оснащено ли ваше индивидуальное оборудование соответствующими линиями электропередач, или проверьте осуществимость вашего индивидуального проекта.

В любом случае используйте линии электропередач только до максимального тока

Токонесущие линии можно использовать только до максимально допустимого тока. Кроме того, они должны быть защищены дополнительным предохранителем, чтобы предотвратить повреждение из-за перенапряжения (например, возгорание кабеля, обрыв кабеля или повреждение оборудования).

В связи с этим необходимо также проверить использование предохранителей необходимой мощности .

Похожие темы калькулятора: Электрика, электротехника, строительные услуги, строительство, инженеры, преобразователь, конвертер

Расчет диаметра провода и площади поперечного сечения

В этом блоге мы рассмотрим концепцию сопротивления, удельного сопротивления и шагов для расчета минимальной площади поперечного сечения и диаметра любого желаемого проводника.

Что такое сопротивление?

Свойство устройства или цепи, препятствующее прохождению через него тока. Сопротивление измеряется в Омах (Ом). Сопротивление любого материала с одинаковой площадью поперечного сечения определяется следующими четырьмя факторами:

1. Вид материала
2. Длина
3. Площадь поперечного сечения
4. Температура

Что такое удельное сопротивление?

Удельное сопротивление — это мера сопротивления определенного размера материала протеканию тока. Хотя материалы сопротивляются прохождению электрического тока, некоторые лучше проводят его, чем другие. Удельное сопротивление используется для сравнения характеристик собственного сопротивления различных материалов. Материалы, которые легко проводят ток, называются проводниками. Проводники имеют низкое удельное сопротивление. В то время как материалы, которые плохо проводят ток, называются изоляторами. Изоляторы имеют высокое удельное сопротивление. Удельное сопротивление материала играет важную роль при выборе материалов, используемых для электрических проводов.

Теперь, когда мы ясно понимаем концепцию сопротивления и удельного сопротивления, давайте рассмотрим общую зависимость основного сопротивления проводника, которая предполагает, что сопротивление данного проводника равно удельному сопротивлению материала, умноженному на отношение его длины к его поперечному сечению. область. Это может помочь нам рассчитать минимальную площадь поперечного сечения и диаметр любого желаемого проводника.

Давайте разработаем пример, чтобы понять шаги по расчету минимальной площади поперечного сечения и диаметра любого желаемого проводника.

Пример: Какова минимальная площадь поперечного сечения и диаметр проводника для медного провода длиной 750 м с максимальным сопротивлением 0,2 Ом?

Минимальная площадь поперечного сечения:

Для решения этой задачи воспользуемся общим соотношением для расчета сопротивления проводника по следующей формуле:

Сопротивление = Удельное сопротивление * (длина / площадь) = Сопротивление материала, в Ом

Ρ = Удельное сопротивление материала, в Ом на метр

L = длина проводника в метрах

A = площадь поперечного сечения в квадратных метрах      

Чтобы использовать это общее соотношение для решения нашей примерной задачи, нам потребуется удельное сопротивление или удельное сопротивление меди. Обратите внимание, что мы получаем удельное сопротивление материалов проводников из таблицы удельного сопротивления проводников, и теперь мы знаем, что медь имеет удельное сопротивление 1,72 x 10e-8 Ом на метр.

При расчете сопротивления проводника не забудьте выразить сопротивление в омах, удельное сопротивление материала в омах на метр, длину проводника в метрах и площадь поперечного сечения в квадратных метрах, чтобы это соотношение было действительным.