Как выбрать силовой кабель

Как выбрать нужное сечение провода?

Не знаю как у вас, а у меня есть одна проблема: каждый раз, когда дело доходит до приобретения проводов/кабелей на более-менее серьёзную нагрузку, у меня делаются страшные глаза, и я начинаю судорожно вспоминать, а какой конкретно кабель мне нужен на мою нагрузку и как его следует подбирать?

В какой-то момент мне это надоело, и я решил разобраться в вопросе, результаты чего приведены ниже и, возможно, будут полезны и вам.

Небольшой спойлер от автора: дальше последует некоторый результат моих исследований этой темы. Суждения в тексте ниже могут быть где-то верны, где-то ошибочны, а где-то недостаточно подробны. В любом случае, надеюсь, что будет интересно!

▍ Вводная часть

Для начала давайте разберёмся с основными понятиями, чтобы нам дальше было проще. Для подведения электричества к потребителям используются следующие элементы инфраструктуры:

• воздушная линия — специальная система для передачи электрического тока проводам, располагающимся на воздухе, и укреплённая на специальных несущих конструкциях в виде железобетонных или деревянных столбов;
• кабельная линия — линия электропередач, которая проложена в специально оборудованных сооружениях (каналах, шахтах) просто по воздуху и располагается на стенах или потолках зданий. Кроме того, линии могут быть проложены в водной среде;
• электропроводка — распределительная сеть электроснабжения напряжением до 1000 В (далее речь будет идти именно о таких сетях), которая выполнена в виде изолированных проводов или кабелей, имеющих сечения до 16 , которые также могут быть проложены как внутри зданий, так и снаружи.

К распределительной электропроводке подключаются приёмники электрической энергии, которые должны быть по своему номинальному напряжению равны номинальному напряжению питающей сети.

Питающие сети могут быть выполнены в четырёхпроводном виде, на номинальное напряжение 380/220 В, где нейтраль заземляется. Сеть подобного типа представляет собой четыре провода, из которых три являются фазными, а один нулевым, имеющим глухое заземление (благодаря такому заземлению напряжение на нулевом проводе близко к нулю):

При этом напряжение между фазными линиями составляет 380 В, а между любым фазным и нулевым проводом — 220 В.

Таким образом, к фазным выводам подключаются трёхфазные потребители (например, трёхфазные электродвигатели), а однофазные потребители (например, лампы накаливания, любая бытовая техника) подключается между фазным и нулевым проводами.

При этом получается, что к одной и той же сети могут быть подключены в один и тот же момент как трёхфазные потребители, так и однофазные.

Вкратце, зачем вообще нужно делать трёхфазную сеть: она позволяет получить устойчивое вращающееся магнитное поле в трёхфазных электродвигателях, кроме того, подобная сеть позволяет получать два напряжения без использования преобразующих трансформаторов (380/220), что удобно для разных потребителей.

Первым создателем трёхфазной сети был российский учёный Михаил Осипович Доливо-Добровольский. Именно он придумал располагать обмотки генератора под углом в 120°, что и дало на выходе три фазы. Кроме того, он же разработал и асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором, конструкция которого без особых изменений сохранилась по наше время.

В общем случае, разница между трёхфазными и однофазными электродвигателями заключается в том, что:

• однофазные имеют более простую конструкцию, большую надёжность (отсутствует такая проблема, как обрыв фазы на трёхфазных, которая вызывает необходимость сооружать определённые системы контроля двигателя; в то время как у однофазных при обрыве фазы двигатель просто перестанет работать);
• однофазные требуют больших пусковых токов;
• однофазные имеют меньший коэффициент мощности, соответственно — меньший КПД.

▍ Расчёт участка сети

При подборе характеристик проводов и кабелей питания электрической сети, прежде всего, необходимо руководствоваться следующими соображениями:

• сопротивляемость нагреву;
• механическая прочность;
• потери напряжения на этом участке сети;
• экономическая плотность тока.

При подборе сечений конкретных участков сети, исходя из соображений противостоянию нагреву и экономической плотности тока, достаточно только знать токовые нагрузки этих участков, в то время как расчёт с точки зрения потерь напряжения можно произвести, если кроме этого известны ещё и длины этих участков.

Если расчёт ведётся для трёхфазных сетей, то нагрузка участка каждой из фаз принимается равной друг другу (но на самом деле это условие соблюдается только в том случае, если сеть используется для питания трёхфазных электродвигателей).

Что же касается питания однофазных потребителей, то на самом деле, здесь наблюдается постоянно неравномерность загрузки каждой фазы сети, хотя при практических расчётах всё равно считают распределение нагрузки по фазам равномерной.

Если мы считаем нагрузку на каждую фазу равномерной, то для расчётов не нужно показывать абсолютно все провода, достаточно нарисовать обобщённую схему сети с указанием подключённых потребителей и длин каждого участка сети.

Если есть чертёж, согласно которому должна быть проложена сеть, то можно измерить все длины её участков прямо по чертежу с учётом его масштаба (т. е. измеряем по чертежу, а потом масштабируем до реальных размеров). Если же такого чертежа нет, каждый участок должен быть измерен в реальности.

Определение нагрузки участков сети является довольно непростой задачей, так как отдельные приёмники электроэнергии потребляют одну и ту же мощность (например, лампочка), в то время как электродвигатель нагружает сеть по-разному, в зависимости от режима и момента работы: стартует ли он в данный момент или уже стабильно работает, находится ли в режиме холостых оборотов или же к нему подключён какой-то механизм, который замедляет вращение электродвигателя, и ему приходится преодолевать эту нагрузку. Таким образом, в одних своих режимах двигатель может оказывать слабую нагрузку на сеть и быть недогруженным, в противовес этому в других оказывать повышенную нагрузку на сеть.

Кроме того, задача может быть ещё более усложнена, если подобных потребителей больше одного.

Чтобы понять, какую нагрузку такой потребитель будет оказывать на участок сети, необходимо определить максимально возможную среднюю нагрузку за получасовой период работы.

Для определения расчётной нагрузки на сеть можно воспользоваться следующей формулой:

• — коэффициент спроса;
• — номинальная мощность группы электроприёмников.

Для исследования участка сети согласно нагреву или экономической плотности тока необходимо определить размер тока каждого потребителя (здесь и далее в формулах используется расчётная мощность потребителя, формула расчёта которой приведена выше).

Для трёхфазного потребителя это происходит в последующей формуле:

• — расчётная мощность потребителя;
• — номинальное напряжение на разъёме потребителя;
• — коэффициент мощности потребителя.

• — номинальное напряжение приёмника(ов), равное фазному напряжению сети подключения.

По первому закону Кирхгофа, в любой точке сети сумма приходящих токов должна быть равна сумме выходящих токов. Таким образом, когда известны токи каждого потребителя необходимо их просто суммировать (для магистрали), чтобы понять, какой ток будет течь по магистральной линии и какие токи будут течь конкретному потребителю.

Например, в квартире 3 потребителя: 30А, 15А, 5А. Таким образом, к каждому конкретному потребителю будет течь указанный номинал тока, в то время как ввод в квартиру должен выдерживать (как минимум, но нужен ещё запас): 30 + 15 + 5 = 50А.

Теперь, когда нам известно, какие токи потребуются потребителям, мы можем выяснить требующиеся сечения проводов, которые потребуются для обеспечения этих потребителей, с учётом ряда условий, описанных ниже.

▍ Выбор с учётом сопротивляемости нагреву

Протекание электрического тока по проводникам сопровождается рядом явлений, одним из которых является нагрев проводника одновременно с его охлаждением из-за излучения этого тепла в окружающую среду. По прошествии некоторого времени нагрев и охлаждение проводника уравновешиваются, и температура стабилизируется на некотором значении.

Максимально допустимое значение температуры для проводника является разным для разных типов проводников и устанавливается исходя из соображений безопасности его эксплуатации, так как долговременный нагрев может привести как к разрушению изоляции, так и к возможным возгораниям и взрывам окружающей среды.

Существуют справочные таблицы, которые регламентируют максимальные токовые нагрузки для различных проводников. Ниже приведён пример подобных таблиц (они могут быть несколько староваты, поэтому можно поискать нечто поновее). В указанных таблицах подразумевается (допустимая токовая нагрузка подобрана таким образом), что голые провода не должны нагреваться более 70°, в то время как провода в пластиковой изоляции не должны нагреваться более 65°:

Картинка: Ф. Ф. Карпов – «Как выбрать сечение проводов и кабелей»

Информация в указанных таблицах приведена с учётом того, что эксплуатация происходит при обычных условиях, которые представляют собой температуру воздуха в 25° с расстоянием между соседними кабелями не менее 35 мм (при свободной прокладке) и 50 мм (при прокладке в каналах).

Если же условия эксплуатации не являются типовыми, то расчёт допустимой нагрузки (Iд) производится так:

• — величина допустимой нагрузки при обычных условиях (взята из таблиц выше);
• — поправочный коэффициент, величина которого может быть взята из таблиц ниже, в зависимости от того, проложен ли кабель по воздуху, или же в траншее.

Картинка: Ф. Ф. Карпов – «Как выбрать сечение проводов и кабелей»

В таблицах выше были приведены максимальные токовые нагрузки при обычных условиях, однако нужно понимать, что подобная нагрузка там дана для продолжительного режима работы, в то время как многие устройства работают в кратковременно-периодическом режиме, соответственно, питающие их участки сети могут выдерживать большие токи (кратковременно), чем предусмотрено таблицами. Для этого случая существует поправочный коэффициент, который может быть применён в формуле выше:

• — относительная продолжительность рабочего периода, которая вычисляется по формуле ниже.

• — продолжительность рабочего периода (т. е. на какое время кратко включился потребитель);
• — общая длительность цикла (сколько всего будет работать потребитель).

▍ Выбор с учётом экономической плотности тока

Итак, на предыдущих этапах мы выяснили, какой ток будет потреблять наша нагрузка и как выбрать проводники по максимально допустимой нагрузке.

И всё равно остаётся вопрос — а точно ли такие проводники надо выбрать? А может не такие, а какие-то другие? 🙂

И именно на эти вопросы нам позволит ответить этот раздел. Дело в том, что даже относительно стабильно работающие потребители в итоге всё равно работают с переменной нагрузкой, например, те же самые уличные фонари постоянно работают ночью и вечером и не работают утром и днём. Или же, взять линии электроснабжения троллейбусов/трамваев — у них будут наблюдаться всплески потребления рано утром и вечером, когда люди едут на работу/с работы, в то время как в промежутках проводники, питающие этих потребителей, будут недогружены. Имеет ли смысл для них протягивать «максимально мощные» линии? Или же где-то можно сэкономить?

Для этого можно использовать следующую формулу, которая позволяет определить сечение проводника с учётом экономической плотности тока:

• — расчётный ток линии;
• — экономическая плотность тока, значения которой могут быть взяты из таблицы ниже для проводов, шин и кабелей.

Картинка: Ф. Ф. Карпов – «Как выбрать сечение проводов и кабелей»

В заключение можно сказать, что комплексные расчёты являются достаточно сложными, и можно произвести расчёты ещё и по потерям напряжения на линии (если знаем длину линий или можем её измерить), так как обеспечение потребителей стабильным электропитанием является важным вопросом, и отклонения его от требуемых значений может негативно сказаться на них. Однако в рамках этой статьи мне кажется приведение подобной методики несколько избыточным, так как мало кто из читающих эту статью будет заниматься протягиванием линий в сотни метров длиной 🙂 Типовыми задачами домашних самоделкиных будет являться подбор небольших кусков кабелей для питания 3D-принтера, ЧПУ-станка, освещения в беседку, и всё в таком духе.

Поэтому в рамках указанных задач, полагаю, величину потерь в линиях можно смело игнорировать. Конечно, если вы используете специальные электротехнические медные/алюминиевые провода, а не пытаетесь самостоятельно изготовить и использовать стальные/чугунные и т. д. провода 🙂 Тем не менее, желающие смогут более глубоко ознакомиться с разными методиками в литературе, приведённой ниже.

▍ Использованные источники

1. Ф. Ф. Карпов — «Как выбрать сечение проводов и кабелей».
2. Н. А. Мельников — «Электрические системы».

Как выбрать силовой кабель

Силовые кабели предназначены для подачи электропитания стационарным и мобильным потребителям однофазного и трёхфазного тока промышленных частот. Ввиду огромного сортамента кабельно-проводниковой продукции у многих покупателей возникает вопрос, как подобрать силовой кабель, что особенно актуально для неспециалистов. Здесь мы попробуем ответить на этот вопрос с учётом ключевых критериев выбора.

Напоминаем, что кабели составляют основу электрических сетей, и от правильного их выбора зависит всё, включая безопасность эксплуатации электрооборудования и его пользователей. Ответы на вопрос, как правильно выбрать силовой кабель, не могут быть однозначными. Они меняются в зависимости от множества факторов, поэтому при выборе кабельно-проводниковой продукции следует проконсультироваться у специалиста.

Как выглядит силовой кабель

Существует три типа проводников: кабель, провод и шнур. Кабели малых маркоразмеров с количеством жил до трёх часто путают с проводами, и на первый взгляд они трудноразличимы. Назовём основные отличительные признаки кабеля:

• в его конструкции обязательно присутствует как минимум три элемента – токопроводящая жила, её изоляция и внешняя защитная оболочка;
• если изделие имеет более трёх жил – перед вами кабель;
• жилы разного сечения может иметь только кабель;
• на кабель также указывает наличие экрана, поясной изоляции, наполнителя, брони и других специальных конструктивных элементов.

Кабели имеют более широкую сферу применения, чем провода и шнуры, в том числе они могут полностью заменить эти типы проводников в любых условиях эксплуатации. В то же время обратная замена невозможна, ни при каких обстоятельствах.

Внешний вид кабельно-проводниковой продукции не поможет при её выборе и не даст ответа на вопрос, какой силовой кабель купить для решения конкретной задачи. Для этого используют технические и эксплуатационные характеристики изделий, которые должны соответствовать требованиям нормативно-технической документации. Часть из них отражена в маркировке кабелей, но большинство параметров указывают в техническом описании конкретного маркоразмера продукции.

Какими бывают силовые кабели

Весь сортамент силовых кабелей подразделяется на восемь видов для разных условий эксплуатации. В их числе:

• кабели общего назначения – круглые и плоские, для обычных условий эксплуатации;
• изделия пониженной горючести для групповой прокладки;
• кабели для объектов с особыми требованиями к противопожарной безопасности;
• бронированные кабели для прокладки в местах, где имеется высокий риск их механического повреждения и т. д.

Указание на вид кабеля содержится в его маркировке. Если она начинается с буквы А, это означает изделие с алюминиевыми жилами. Отсутствие буквы А по умолчанию означает кабель с медными жилами.

В свою очередь, каждый вид кабеля имеет по несколько вариантов исполнения, которые различаются такими характеристиками, как:

• количество и сечение жил;
• виды жил – цельные или многопроволочные;
• разновидности изолирующих материалов;
• класс гибкости;
• виды материалов для защиты кабеля от механических повреждений;
• наличие или отсутствие дополнительных элементов в конструкции изделия, например защитного экрана.

Всё это необходимо учитывать при ответе на вопрос, как правильно выбрать силовой кабель. Перечисленные обстоятельства оказывают непосредственное влияние на величину допустимых нагрузок в электрической сети по мощности и току.

Одним из важнейших показателей классификации кабелей является количество жил, от которого зависит применяемость изделий в электрических сетях разных типов:

• одна жила – для однофазных сетей переменного тока и подключения потребителей постоянного тока;
• две жилы – для однофазных сетей с изолированным нулём или заземлением;
• три жилы – для однофазных сетей с изолированным нулём и заземлением;
• четыре жилы – для трёхфазных сетей с изолированным нулём или заземлением;
• пять жил – для трёхфазных сетей с изолированным нулём и заземлением.

Разнообразие видов и вариантов исполнения кабелей гарантирует потребителям оптимальный выбор кабельно-проводниковой продукции для любых способов монтажа, типов сетей, условий эксплуатации и нагрузок.

Если вас интересуют кабели класса гибкости от второго и выше для подключения мобильных потребителей тока, то вам необходимо знать, что они могут быть только медными с многопроволочными жилами. Ассортимент кабелей для подключения стационарных электроустановок одинаково распределён между изделиями с цельными алюминиевыми и медными проводниками.

Как выбрать сечение силового кабеля

Главной характеристикой любого кабеля является величина сечения его жил. Именно она определяет, какую токовую нагрузку он может выдержать в постоянном и аварийном режиме эксплуатации. Для иллюстрации ответа на вопрос, как выбрать сечение кабеля по току и мощности, приведём следующую таблицу:

Сечение жилы в мм 2

Показатели для медных/алюминиевых кабелей

в однофазных сетях (220 вольт)

в трёхфазных сетях (380 вольт)

токовая нагрузка, ампер

потребляемая мощность, кВт

токовая нагрузка, ампер

потребляемая мощность, кВт

Более подробные таблицы, как подобрать сечение кабеля по мощности и току, несложно найти в Интернете. Однако стоит обратить ваше внимание на то, что подобные материалы носят справочный характер и в большей мере рассчитаны на бытовых потребителей. Для серьёзных инженерных расчётов их не используют.

Например, нет универсальной формулы, как выбрать силовой кабель для улицы. При профессиональном расчёте электрических сетей используют весь математический аппарат из ПУЭ (правил устройства электросетей). Мы не собираемся публиковать здесь краткое изложение десяти книг ПУЭ, поскольку расчётами электросетей и сечения кабелей занимаются проектировщики. Заметим только, что при этом обязательно берут во внимание такие факторы:

• токовые нагрузки с учётом нагрева проводников;
• потери напряжения в сети в зависимости от длины кабелей;
• токовые нагрузки в аварийном режиме работы;
• необходимые меры по предотвращению и защите от перегрузок.

С другой стороны, таблицы подбора сечения кабеля по мощности и току вполне подойдут для бытовых потребителей и небольших объектов, где нет сетей большой протяжённости и высокой сложности. В этих случаях данные таблиц не дадут опасной погрешности. Если вам нужно подключить к сети электромотор, бойлер и другое оборудование, ими можно спокойно пользоваться. Обратим ваше внимание, что при выборе сечения кабеля следует учитывать и ряд других обстоятельств. В их числе:

• способ прокладки кабеля – воздушные линии выдерживают повышенные нагрузки;
• необходимость резерва, чтобы иметь возможность подключения к сети новых или более мощных потребителей тока;
• материал проводников.

Тем, кто не забыл школьного курса физики, с подбором сечения кабеля по мощности и току не возникнет больших проблем. Однако при выборе кабельно-проводниковой продукции для электросетей повышенной сложности лучше воспользоваться услугами специалистов. Напомним ещё раз, что любая ошибка в выборе кабелей может стоить очень дорого во всех смыслах этого слова. Прежде всего их следует использовать по назначению.

Какой силовой кабель лучше

Вопрос о том, какой силовой кабель лучше, с профессиональной точки зрения лишён смысла, поскольку специалисты при выборе кабельно-проводниковой продукции пользуются объективными критериями, выраженными через математические формулы ПУЭ. В их числе имеется и критерий экономической целесообразности. Здесь можно лишь говорить о преимуществах изделий из меди над аналогичными кабелями из алюминия. В их числе:

• повышенная надёжность и долговечность;
• стойкость к электрохимической коррозии;
• лучшая проводимость при одинаковом сечении жил.

Например, старение и склонность алюминиевого кабеля к электрохимической коррозии становится причиной сильного окисления контактов и хрупкости токопроводящих жил. В некоторых случаях контакты даже самопроизвольно отваливаются. Медные проводники подобных проблем не имеют. Потребитель должен сам решать, стоит ли платить намного больше за кабели с медными жилами, хотя бытовые пользователи чаще предпочитают именно этот вариант.

Как правильно выбрать кабель? Расчет по току, мощности, назначению

Вопрос, между прочим, не простой. В частности, в соответствии со СН еще с времен СССР и до настоящего времени работы с кабелем дорогостоящие, нежели с проводом. Однако весьма отчетливой классификации в этом плане не имелось ни в прошлые времена, ни сегодня. Различные источники предоставляют разнообразные точки зрения. Практически, характеристика “кабель” или “провод” присваивается ГОСТом/ ТУ на выпуск конкретной марки. В частности, кабель марки ВВП от ОАО “Одескабель” разнится от провода марки ПВС лишь конфигурацией оболочки: кабель ВВП- плоский, а провод ПВС – круглый. И ни в каком справочнике о кабелях форма оболочки кабеля/провода не указывается как малозначимый фактор. Поэтому смотреть надо в сертификат – там непременно будет заявлено: это кабель или провод.

Расчет сечения кабеля

Есть справочные таблички, указавающие, какое сечение алюминиевой/ медной жилы нужно для назначенной нагрузки. Однако большинство электриков применяют легкую формулу (рассмотрим нагрузку в 8кВт.): сечение медного кабеля в 1 мм2 может пропустить сквозь себя 10А или 2,2кВт (мощность = 10А х 220В).

Следовательно, нагрузка в 8 кВт в А будет равна 36 А (нагрузка=8кВт/220В), а для подобного объема тока будет хватать кабеля, у которого сечение равно 4мм2.

Этот расчет более – менее подходит для кабелей из сечением не больше 6 мм2. Для больших сечений нужны таблицы “Допустимых токовых нагрузк”.

При равной нагрузке сечение алюминиевого кабеля должно составлять почти на 30% больше, чем у медного. Сечение кабеля – это площадь жилы в срезе, которая проводит ток.

Сечение круглой проводящей ток жилы кабеля получают согласно формуле площади круга S = π × r2, где число π=3,14, а r – радиус.

Когда в жиле пару проволок, тогда сечение жилы будет равняться сумме сечений всех проволок. Радиус проволочки замеряется штангенциркулем, а весьма тонких проволок – микрометром. Каков запас по сечению необходим? Запас, бесспорно, не будет лишним. Однако надо знать предел.

Например, предел обычных бытовых розеток-выключателей – 16А (3,2кВт=16А х 220В) и подключение розетки с помощью кабеля в 4 мм2, с пропускной способностью 8кВт – это нецелесообразный расход финансов.

А также, кабель сечением 4 мм2 вместится совсем не в каждой розетке.

Рациональные сечения в бытовых электросетях по меди: 1,5-2,5 мм2 на розетки и 0,75-1,5 мм2 на освещение.

Какой кабель выбрать: медный или алюминиевый?

Многие ” эксперты” с абсолютной уверенностью скажут – медь. Почему? Для потребителя медь по сопоставлению с алюминием выгодна в том, что медь рано или поздно не так живо разрушается, а это весьма значимо при замене светильников, и др. Надо ли за это уплачивать в три раза больше – вывод за потребителем.

Объединять медный и алюминиевый кабеля надо лишь с помощью клеммника так, чтобы алюминий не соприкоснулся с медью.

Потому-что через некоторые физические явления в точке прикосновения алюминия и меди через какое-то время сопротивление тока повышается. В следствие, точка соединения чрезвычайно интенсивно нагревается, кабель ломается, появляется короткое замыкание, а в крайнем случае – пожар.Между прочим, соединение всяких неоднородных материалов с различным сопротивлением повергает к похожему результату.

Вследствие этого, дотачивать проводку первым повстречавшимся проводом путем скрутки не нужно.

Смотря на область использования кабеля, токопроводящая жила производится из разнообразных материалов: сначала медь и алюминий, потом – нихром, сталь, и др. Когда вы не заверены в однородности материала объединяемых кабелей – используйте клеммник.

Какой кабель оптимальный: гибкий или жесткий?

Жесткий кабель, обычно, это кабель одножильный, а гибкий – с многожильный. Чем большее число проволок в жиле и насколько тоньше будет каждая проволочка – тем эластичнее кабель.

За гибкостью кабель разделяют на 7 классов: моножила – это 1-й класс, а 7-й класс – наиболее гибкий.

С повышением класса гибкости кабеля повышается его цена. Жесткий кабель служит для вделки в стены и укладывания в землю, а гибкий – для подсоединения маневренных устройств или электрических приборов. С точки зрения эксплуатации, какой выбирать кабель – жесткий или гибкий, не важно. С точки зрения установки – всякий электрик имеет свои пожелания. Между прочим: кончики гибкого кабеля, которые вделываются в розетки (выключатели), непременно должны пропаиваться или обжиматься с помощью специальных оконцевателей. Для жесткого кабеля подобная процедура не нужна. Для подсоединения осветительного оснащения лучше приобретать гибкий кабель, потому что осветительные приборы нередко заменяются, а жесткий кабель поломается скорее при подключении нового электрического оборудования.

Как самостоятельно определить качество кабеля?

Много производителей не все время соблюдают стандарты при изготовке кабеля. Главным их ” ухищрением ” является занижение сечения токопроводящей жилы. И порой существенно. Безусловно, обследовать сечение на месте приобретения сложно. В магазине можно измерить всякую проволочку штангенциркулем и микрометром.

Попадается кабель и с заниженной толщиной оболочки или с оболочкой из материала низкого качества, а это снижает срок эксплуатации кабеля.

Для обследования неплохо иметь при себе в качестве эталона кусок “правильного” кабеля. В магазинах можно наткнуться на китайский кабель из алюминия, укрытого медью (реализуется как медный с маркировкой на кириллице).

Подобный кабель обследовать легко: срез токопроводящей жилы на кабеле отблескивает белой окраской – это алюминий.

Есть производители, которые для снижения себестоимости применяют медь или алюминий низкого качества. У подобных кабелей срок эксплуатации и токопроводимость жилы намного ниже, нежели за ГОСТом. Испытать качество металла проводящей ток жилы возможно так:

• попробуйте пару раз изогнуть и распрямить кабель. На заводах подобное испытание совершается на особом гибочном механизме под определенным радиусом изгиба. Конечно у Вас число изгибов будет меньшим, предусмотренных в ГОСТе. Однако, во всяком случае, алюминий должен выдержать самое меньшее 7-8 изгибов, а медь – 30-40. После этого возможна деформация изоляции и обрыв жилы. Эксперимент лучше проводить на конце кабеля, чтобы потом его просто отрезать.
• кабель из высококачественной меди/алюминия должен сгибаться и не пружиниться;
• медная/алюминиевая жила на зачищенном кабеле должна обладать ярким (бликующим) цветом. Когда жила – разнородна по цвету и есть беспросветные пятнышки – это свидетельствует и больших примесях в металле и о его низком качестве..

И тем не менее любитель самостоятельно не сможет на 100% установить качество кабеля. В этом случае рекомендация одна – полагаться на торговую марку и преобретать его в крупных проверенных магазинах.

Какую именно изоляцию и оболочку должен иметь кабель

Лучше всего, когда изоляция и оболочка у кабеля будут иметь двойную изоляцию. Кабель с одинарной изоляцией обладает сроком эксплуатации до 15 лет, а в двойной – обычно в 2 раза дольше. Обычно «изоляция» и «оболочка» это 2 разных материала. Изоляция – пласт диэлектрического материала, идущий сразу за токопроводящей жилой, а оболочка – все слои сверху изоляции. Оболочка предназначается для предохранения кабеля от разных механических влияний. Кабель может иметь пару слоев оболочки из разных видов материала. Отдельные виды оболочки, которые могут пригодиться:

1. термостойкие кабели предназначены для протягивания в помещениях с высокой температурой (сауне). Обычно используется материал фторопласт, а поверху – стеклоткань. Особые обозначения для подобных кабелей отсутствуют, т.е. при надобности нужно обратиться за помощью в справочники или каталоги, где значение «температуры эксплуатации» указано точно;
2. не поддерживающие горение с маркированием “нг” – обозначает способность самозатухать при исчезновении пламени, однако не переносить высокие температуры
3. когда в марке кабеля есть « FR» (огнестойкий) и далее E30, E90 или E120 – то этот кабель может ” функционировать” в открытом огне на протяжении 30, 90 или 120 минут;
4. кабеля с полиэтиленовой оболочкой можно протягивать как в почве, так и отрытым способом (к примеру, по стенам домов);
5. кабеля с изоляцией и оболочкой из ПВХ (поливинилхлорид) служат для протягивания внутри зданий (под штукатуркой) или в кабельных каналах.

Самые известные марки кабеля

1. провод ППВ (медь), АППВ (алюминий) в одинарной изоляции – для протягивания внутри стен;
2. кабель ПВС (медь), ВВП (медь) в двойной изоляции – для протягивания внутри зданий;
3. кабеля термостойкие РКГМ (медь) – до 180°С, БПВЛ (луженая медь)- до 250°С;
4. кабель ВВГ (медь), АВВГ (алюминий) – для протягивания по стенам домов и в земле;
5. кабель ВПП (медь) водопогружной – для протягивания в воде;
6. кабель ТПП (медь) телефонный парный – для протягивания в земле;
7. провод ТРП (медь) телефонный распределительный для абонентской связи (включение ТА)
8. кабель “витая пара” UTP, FTP – для организации компьютерных сетей, включение домофонов и др.;
9. провод сигнальный “Alarm” для подсоединения домофонов, охранно-пожарной сигнализации и др.;
10. кабель коаксиальный RG-6 для подсоединения телевизоров, антенн, камер видеонаблюдения.

Интернет кабель

Понятие «интернет-кабель» обобщающее многие виды кабельных изделий. Для трансляции информации используются разнообразные информационные кабеля. Если имеется в виду подключение к Интернету, то нужно уточнить у оператора – какой именно кабель надо протягивать по стенам. При этом надо выяснить и марку кабеля и производителя, чтобы точно определить совместимые кабельные изделия.

К примеру, для Интернета используют обычный телевизионный кабель ТМ Finmark, кабель “витая пара” или имеющийся абонентский кабель (так называемая “лапша”), к которому подсоединен телефон.

На выделенных интернет -линиях могут прокладывать оптический кабель.

Компьютерный кабель

Термин также обобщающий.

Как правило, для связи ПК между собой и с сервером используют кабель “витая пара”, однако могут употребляться и прочие информационные кабеля.

Технология свивать две жилы в пару употребляется в телефонии еще с прошлого столетия. За счет правильно рассчитанного шага витья и качества материала была достигнута максимальная скорость передачи информации, нежели у стандартного парного телефонного кабеля. Имеется довольно много видов кабеля «витая пара» в зависимости от числа жил, диаметра каждой жилы, мест прокладки и т.д. Смотря на то, какая скорость передачи данных, кабель «витая пара» делят на группы:

• 3-я категория (стандартный телефонный кабель),
• 5-я категория (офисные сети),
• 6-я категория (кабель нового поколения для смены 5-й категории).

«Витая пара», приобретшая в наше время наибольшую популярность – это кабель категории 5 из 8 попарно скрученных жил, диаметр жилы составляет минимум 0,45мм и максимум 0,51мм.

Телевизионный кабель

Это бытовое наименование коаксиального кабеля с сопротивлением 75 Ом.

А также “спутниковый кабель” является коаксиальным кабелем. Всякий коаксиальный кабель на 75 Ом можно применять для подсоединения спутниковой и всякой иной антенны, и для подключения к кабельному телевидению. Имеет значение только одно – хороший ли это кабель или не очень.

Важными характеристиками коаксиального кабеля являются затухание сигнала и помехоустойчивость.

Все прочие характеристики кабеля устремлены на усовершенствование собственно данных 2 показателей и обладают второстепенным значением. В частности, наш кабель марки РК делают лишь из медной проволоки (порой даже посеребренной), однако затухание кабеля РК будет почти в четыре раза хуже, нежели у всякого нынешнего кабеля марки RG, произведенного из недорогих материалов: стали и алюминия. Это достигается за счет специальной технологии производства кабеля.

Расчет сечения и мощности кабеля

Каждый кабель или провод рассчитан на определенную токовую нагрузку, которую он в состоянии выдерживать неограниченно длительный срок, сохраняя электротехнические свойства металла и изоляции.

Чем больше заряженных частиц проходит через сечение кабеля, чем выше его сопротивление и больше нагрузка, тем сильнее он будет разогреваться.

Зная, как рассчитать мощность кабеля, можно самостоятельно спроектировать или модернизировать электрическую сеть квартиры, коттеджа, дачи, гаража и мастерской так, чтобы при минимальных финансовых вложениях обеспечить эффективность, безопасность и комфортность ее использования.

Провода и кабели

Прежде чем ответить на вопрос, как выбрать сечение провода, надо определиться, что такое провод, чем он отличается от кабеля, в каких случаях необходим провод, а в каких – кабель, какой именно провод нужен?

Провод – это одна или несколько изолированных жил-проводников или группа жил, сплетенных между собой и объединенных тонким слоем изоляции.

Кабель – это несколько изолированных проводов, заключенных в общую оболочку. К щитку на лестничной клетке подводят силовой кабель. Между щитком и розетками прокладывают провода.

Свойства материала, из которого сделаны токопроводящие жилы провода или кабеля, определяют, сколько энергии сможет передавать проводник:

• В современных квартирах и домах для прокладки электропроводки обычно используют медные провода, удельное сопротивление которых почти в 2 раза ниже алюминиевых. Они пластичны, прочны, легко паяются, свариваются и меньше перегреваются.
• Алюминиевые провода дешевые и легкие, но плохо держат затяжку, быстро окисляются и обладают меньшей, чем у медных электропроводностью.
• Провода с алюминиевыми, покрытыми медью жилами, дешевы, легки, имеют средние по сравнению с медью и алюминием сопротивление и электропроводность.

Чем ниже пропускная мощность кабеля (или провода), тем больше должно быть его сечение.

Что такое сечение провода?

Сечение провода или кабеля – это площадь среза проводника (без учета толщины слоя изоляции), по которому проходит ток. Каждая единица площади может пропустить определенное количество заряженных частиц.

Чем толще провод и, соответственно, больше его сечение, тем легче заряженным частицам перемещаться по нему, тем меньше сопротивление, которое они встречают, тем меньше греется провод или кабель, частью которого он является.

В зависимости от формы среза жилы значение площади можно вычислить по формулам площади круга, прямоугольника или треугольника, предварительно измерив его диаметр, например, штангенциркулем.

Если вы хотите определить оптимальное сечение провода, токопроводящая жила которого состоит из множества сплетенных между собой проволочек, вычислите сечение одной из таких проволочек и умножьте полученное значение на их количество в жиле.

Площади срезов фазных проводов в трехфазном кабеле не суммируются. Количество жил в таком кабеле при расчетах определяется количеством фаз без учета нуля.

Для чего нужен расчет сечения кабеля?

Расчет сечения провода или кабеля позволяет определить максимальную мощность нагрузки электрической сети, организовать бесперебойное безопасное электроснабжение квартиры или дома с учетом потребностей жильцов, обеспечить комфортное применение бытовых приборов.

Зная, какую нагрузку даст запитанное от электросети оборудование, несложно вычислить оптимальное сечение проводки, воспользовавшись несколькими из предложенных ниже формул.

Что будет, если неправильно рассчитать сечение?

Перегрев проводки не только приведет к изменению вольтамперных характеристик сети, что скажется на работе электрооборудования, но и может оплавить ее изоляцию, спровоцировав КЗ, в результате которого, если пакетник сработает с задержкой, выйдут из строя включенные в сеть приборы, например, заряжающийся от сети ноутбук.

Да и сама по себе замена сгоревшей проводки – не самое простое и дешевое мероприятие. Чтобы найти нефункционирующий отрезок цепи под штукатуркой и обоями, придется штробить стену.

Можно, конечно, выбрать в магазине провода с внушительным диаметром, поставить соответствующие оборудованию по мощности пакетники, застраховав себя от необходимости менять проводку из-за того, например, что вы чаще начали пользоваться дрелью или купили микроволновку помощнее.

Перегреваться от включения в сеть дополнительных потребителей провода однозначно не будут, с коротким замыканием пакетник справится – сработает электромагнитный расцепитель. Но обойдется такая проводка существенно дороже.

Что влияет на нагрев проводов? Плотность тока

Проводка может перегреваться из-за низкого качества проводов и их соединений, из-за высокой нагрузки на линию в результате короткого замыкания.

Усугубляют ситуацию такие факторы, как высокая температура окружающего воздуха, прокладка нескольких проводов в один кабель-канал, расположенные слишком близко греющиеся предметы, нарушение теплообмена электросети с окружающим пространством.

Чтобы не допустить ошибок в монтаже и не спровоцировать перегрев проводки, нужно учитывать плотность тока. Плотность тока – это количество зарядов, протекающих в единицу времени через единицу площади.

При открытом расположении проводки оптимальная плотность тока для алюминия составляет 3,5 А/мм2, при закрытом – 3 А/мм2. Для меди эти цифры будут, соответственно, 5 А/мм2 и 4 А/мм2.

Если вы планируете обустроить проводку в помещении с повышенной температурой, сечение кабеля нужно пересчитать, применив к нему коэффициент 0,9 на каждые 10 °C превышения температуры сверх 20 °C.

Это значит, что в случае обустройства проводки в помещении с температурой воздуха, например, 40 °C, коэффициент, который вы должны будете применить, составит 0,9 × 0,9 = 0,92 = 0,81.

Определяем группы потребителей

Рассчитывая сечение кабеля, вы должны учесть, что значение этого параметра определяется по тому из проводов, на который будет приходиться максимальная нагрузка, например, по кухонному, где одновременно в сеть могут быть включены стиральная машина, электрочайник и хлебопечка.

Распределение всех, имеющихся в коттедже или квартире потребителей, на группы позволяет максимально экономно и комфортно обустроить электропроводку, разделив ее на несколько отдельных ветвей.

Для каждой из таких ветвей в зависимости от мощности комплекта потребителей в цепь встраивается отдельный автомат, что позволяет прокладывать кабель, оптимально соответствующий нагрузке именно этой группы бытовых электроприборов.

Коэффициент спроса Кс дает возможность учесть вероятность включения на продолжительное время сразу всех потребителей выделенной ветви. Сравните значения мощности и приведенной мощности в таблице ниже.

Открытая и закрытая прокладка проводов

При открытой прокладке провода устанавливаются над поверхностью строительных конструкций.

При закрытой – прокладываются внутри элементов конструкции строения в специально подготовленных каналах, в пустотах и нишах строительных конструкций, в бороздах под штукатурку, в коробах и трубах.

Степень нагрева проводов и кабелей от перегрузки больше зависит не от типа электропроводки, а от теплопроводности среды, в которой она проложена.

Чем выше способность соприкасающейся с кабелем или проводом среды отводить тепло, тем быстрее они охлаждаются и тем меньше шансов повреждения изоляции от перегрева при повышенной нагрузке.

При открытой прокладке кабель контактирует с циркулирующим воздухом.

Закрытая проводка чаще всего прокладывается в гофре, кабель-каналах или в пустотах строительных конструкций, где провод или кабель также контактируют с воздухом, но уже в закрытом пространстве, где он не циркулирует, а значит, практически не отводит тепло.

В соответствии с п.7.1.37 ПУЭ, а также п. 15.5 СП 256.1325800.2016 в зданиях, стены и перекрытия которых выполнены из негорючих или слабогорючих материалов наподобие кирпича или бетона, допускается прокладка проводов и кабелей без дополнительной защиты под штукатуркой или в подстилающем слое пола.

В этом случае провода и кабели соприкасаются уже не с воздухом, а с материалом стен и штукатурки, с помощью которой заделали штробу.

Теплопроводность воздуха – 0,0244 Вт/(м∗К). Теплопроводность, например, керамического кирпича начинается от 0,4 Вт/(м∗К), теплопроводность, гипса, составляющего основу штукатурки, – 0,3 Вт/(м∗К).

Это значит, что при закрытой прокладке кабеля под штукатуркой в случае перегрузки тепло от него будет отводиться почти в 12 раз быстрее, чем при открытой прокладке.

Но если штробу заполнить макрофлексом, теплопроводность которого – 0,03 Вт/(м∗К), то есть чуть больше, чем у воздуха, или проложить провода в кабель-канале, проводка будет перегреваться сильнее, чем при открытой прокладке из-за отсутствия циркуляции.

На фото ниже вы видите открытую проводку, выполненную в стиле ретро.

Выбираем по мощности и длине

Рассчитать сечение провода или кабеля по мощности и длине можно, предварительно определив суммарную мощность всех потребителей в соответствии с данными, указанными в паспорте каждого бытового прибора.

Полученное значение нужно умножить на коэффициент спроса, который, если вы не планируете включать одновременно все приборы в доме, можно принять равным 0,8 или определить по приведенной нами выше таблице. Коэффициент запаса позволяет «оставить место» для тех бытовых приборов, которые вы когда-либо купите, и обычно принимается равным 1,5 или 2.

Справка! Следует учесть, что существуют устройства, например, электромоторы, перфораторы, с реактивным видом нагрузки, возвращающие в сеть часть накопленной от источника энергии, тем самым создавая паразитную энергию, которая не может быть использована потребителем и расходуется на нагрев кабеля.

Чтобы рассчитать мощность такого прибора, нужно разделить указанную в его паспорте реактивную мощность (она измеряется в ВАрах) на cosφ. При отсутствии значения угла смещения фаз cosφ принимают равным 0,7. Полученный результат суммируется с мощностью остальных потребителей до применения к ним коэффициентов-поправок.

Номинальный ток для проводки с напряжением 220 В определяем делением полученного значения общей мощности на 220 (уточните напряжение в вашей проводке, оно может отличаться). Сечение провода определяем, например, по таблице ниже.

Чтобы убедиться, что потеря напряжения не выше допустимых 5 %, рассчитываем это значение. Оно должно составить не более 5 % от 220 В, то есть 11 В.

Делением полученного числа на силу тока, найденную по таблице для запланированной нами нагрузки, получаем сопротивление R, подставляем его в формулу S = R ∗ ρ ∗ L, где ρ – удельное сопротивление материала, из которого сделана токопроводящая жила, L – планируемая длина кабеля, и выводим минимальное значение сечения проводки.

Выбираем по току

Чтобы определить сечение проводки по току, нужно значение суммарной мощности разделить на 0,92 от напряжения в вашей сети или, если речь идет о трехфазном проводе, на 1,7 от напряжения в сети.

По полученной силе тока находим значение в приведенной ниже таблице.

Чтобы выяснить, какой ток должен пропускать провод, не перегреваясь, нужно найти отношение мощности оборудования к напряжению в сети, которое далеко не всегда соответствует идеальному значению 220 В и может отклоняться от него в диапазоне от 190 до 250 В. Если вы хотите, чтобы ваша электропроводка работала безукоризненно, прежде чем приступить к расчетам, замерьте напряжение с помощью мультиметра. Чем оно выше, тем меньший ток протекает по проводу.

ПУЭ: таблица расчета сечения кабеля по мощности и току

Если вы знаете мощность электроприборов, которые в перспективе будут запитаны от электросети вашей квартиры или вашего дома, определить сечение провода или кабеля несложно.

В столбце того вида проводки, который вы собираетесь прокладывать, таблицы, представленной ниже, найдите материал, из которого сделаны жилы провода.

Если вы хотите узнать, на какой номинальный ток должна быть рассчитана электрическая сеть вашей квартиры, и собираетесь проложить, например, медные провода, найдите в соответствующем столбце мощность вашей проводки, под ней – предполагаемую нагрузку и сопоставьте ее с близлежащим значением силы тока.

Токовые нагрузки в сетях с постоянным током

Подбираете ли вы сечение провода по величине силы тока для переменной или постоянной сети – разницы нет. Нагрузка для одножильных проводов сетей с постоянным током рассчитывается по таким же таблицам, как для сетей с переменным. Чтобы определить силу тока I, который будет проходить через кабель, нужно мощность нагрузки разделить на напряжение в сети. Чтобы найти сопротивление R провода, делим напряжение на силу тока, полученную в предыдущем действии.

Воспользовавшись табличным значением удельного сопротивления проводника ρ, по формуле S = (ρ ∗ L) / R найдем сечение кабеля S.

Сечение кабеля вы можете найти и по таблице. Чтобы убедиться, что напряжение на его концах не перешагнуло минимально допустимый порог 0,5 В, проверьте полученную вами по таблице цифру, подставив в формулу U = p ∗L ∗ I / S данные вашей сети.

Самостоятельно рассчитать сечение кабеля для проводки квартиры или частного дома несложно, тем более, если вы собираетесь менять какую-то ветвь и потребители уже разведены по группам в вашем распределительном щитке.

Труднее сделать то же самое в экстремальных условиях повышенной температуры, влажности или в случае, когда неудачное решение вопроса может обесточить ваше жилище не на один день. Иногда обращение к профессионалам может стать лучшим решением.