Сечение провода для домашней проводки: как правильно произвести расчет
Монтаж бытовой электросети необходимо проводить так, чтобы пользователи без проблем могли одновременно включать несколько мощных электроприборов. Поэтому подбирать сечение провода для домашней проводки нужно на основании грамотного расчет параметров квартирной и домовой электросети.
Существует несколько методик расчета. Мы предлагаем ознакомиться с разными подходами и выбрать оптимальный вариант. Помимо технологии расчета сечения провода, в статье описаны основные параметры выбора электропроводки и указаны нормативные ограничения на максимальную мощность электроприборов.
Зачем знать параметры провода
Стандартные электророзетки рассчитаны на длительный ток в 16 А, что соответствует максимальной мощности включенного прибора 3,52 кВт. Обычно к ним подводиться медный кабель с сечением 2,5 мм 2 , что может ввести в заблуждение при выборе типа провода для всей остальной электроразводки.
Параллельно увеличению площади поперечного сечения кабеля возрастает и его цена. Однако экономить на электропроводке не стоит – это может привести к гораздо большим финансовым затратам в будущем
При движении электронов по металлу часть энергии рассеивается в виде тепла. При большом токе и небольшом сечении кабеля тепловой компонент может привести к перегреву металла и оплавлению его оболочки.
В бытовых условиях это может инициировать как внутристенное короткое замыкание, так и возгорание открытых проводов, особенно в местах перегибов.
В результате могут возникнуть следующие ситуации:
- Масштабный пожар, если рядом с кабелем находится легковоспламеняющийся материал.
- Утечка тока при неполном оплавлении оболочки жилы. Это ведет к бессмысленному расходу электроэнергии и вероятности поражения жильцов электрическим током.
- Незаметный разрыв провода в стене. В результате обесточивается часть квартиры или все помещение. После этого требуется поиск места разрыва и последующая замена проводки с локальным ремонтом стены.
Выбор толстого электропровода для квартиры, с запасом, также имеет один минус – перерасход финансовых средств, который не имеет смысла. Поэтому выбор сечения проводки лучше производить с помощью расчетных методов, чтобы избежать всех вышеуказанных проблем.
Факторы выбора сечения проводки
Не только мощность прибора определяет характер необходимой электропроводки. Существуют и другие факторы, влияние которых обязательно учитывается при расчете необходимого сечения кабеля. Они могут оказать влияние на теплообразование в проводнике, его пожароопасность и эксплуатационные характеристики.
- Материал жилы: медь, алюминий.
- Вид изоляции: ПТФЭ, ПВХ, ПЭ и другие пластики.
- Длина провода от источника тока до прибора.
- Способ прокладки провода: открытый монтаж, скрытый в стене или с помощью кабель-каналов.
- Температурный режим в помещении.
- Количество фаз и напряжение сети.
- Схема монтажа проводки.
Медь имеет меньшее сопротивление, чем алюминий, поэтому и расчеты по этим материалам производятся отдельно. Сечение медной жилы может быть примерно в 1,5 раза меньше, чем алюминиевой.
Материал изоляции также влияет на выбор электропровода. Существуют специальные оболочки, которые выдерживают высокие температуры без оплавления и изменения сопротивления, поэтому такие кабеля могут подвергаться повышенным нагрузкам и использоваться при повышенных температурах.
Галерея изображений
Одножильные провода стоят дешевле, но гнуться хуже, поэтому их чаще используют в стационарной проводке
Электрокабель в деревянных домах положено укладывать в металлической гофре для защиты прилегающих материалов от возгорания
Толстая изоляция не только защищает металлическую жилу от внешних воздействий, но и препятствует рассеиванию тепла
Трехжильная схема позволяет снизить нагрузку на проводку и увеличить её эксплуатационный срок
Одно- и многожильный кабель
Прокладка электрокабеля в гофре
Различные виды изоляции проводов
Трехжильный кабель для домашней проводки
От длины провода и его сечения зависит степень падения напряжения, поэтому для работы чувствительной электроники необходимо учитывать и эти параметры.
Закрытые в короба или заштукатуренные в стене электропровода в меньшей степени теряют тепло при длительных нагрузках, поэтому они быстрее перегреваются и требуют большего расчетного сечения.
Проводка, идущая от счетчика к распределительным коробкам, вообще может испытывать одновременную нагрузку от нескольких приборов, включенных в различные розетки. Поэтому расчет сечения этих участков кабеля нужно производить отдельно.
Также нагрузка на электрокабель зависит от напряжения и количества подведенных фаз. Но так как в быту используется преимущественно однофазная п роводка с напряжением 220 В, то влияние этого фактора рассматриваться не будет.
Методика определения сечения домашней проводки
При расчете сечения жилы электрокабеля при монтаже домашней проводки учитывается множество факторов. Существуют специальные компьютерные программы, которые позволяют учесть все особенности дома и потребности его жильцов. Но определить необходимое для проводки сечение можно и самостоятельно, используя описанную методику.
Важно понимать, что диаметр проводов в квартире может отличаться от комнаты к комнате. На входе в электросчетчик он один, у распределительной коробки сечение провода уже может быть меньше, у розеток и светильников – ещё меньше.
На каждом участке электропроводки желательно определять необходимые для неё параметры, чтобы не переплачивать за излишне толстые провода.
Если нет желания рассчитывать сечение прокладываемой проводки, можно воспользоваться рекомендациями опытных электриков, которые утверждают:
Галерея изображений
Несмотря на рекомендации ПУЭ 7.1.34 проводить расчеты для всех электролиний, практический опыт показывает, что в большинстве случаев можно принять стандартные величины. Как правило ветки освещения в квартирах и домах прокладывают кабелем 3×1,5мм². Максимальной мощностью считается 4,1 кВт. Автомат на ветки освещения ставят с номиналом 10А
Линии электропитания для штепсельных розеток прокладывают кабелем 3×2,5мм². Максимальная мощность в пределах 5,9 кВт, автоматический выключатель нужен номиналом 16А
Для обеспечения подключения мощных потребителей, типа электрической плиты, духовки или МКЧ, применяется кабель 3×6мм². Максимум мощности до 10,1 кВт. Автомат нужен номиналом 32 А
Для ввода электросети в дом или квартиру используют кабель сечением 3×6мм². Однако сейчас из-за увеличения мощных потребителей в жилье все чаще для ввода применяется кабель сечением 3×10мм²
Наиболее подходящим для устройства домашней проводки кабелем является ВВГнг-LS. В его составе незначительное включение галогенов, которые при тлении создают угрозу
Кабели с маркировкой ВВГ и ВВГнг запрещены для устройства электросети в доме или квартире. Их изоляция выполнена из ПВХ — полимера, выделяющего большое количество отравляющих веществ при горении/тлении
Сооружать электропроводку из кабеля с изоляцией из ПВХ запрещено из-за значительного содержания галогенов. Тление изоляции провода с малым их содержанием позволяет людям эвакуироваться, не получив серьезного отравления
Самым безопасным для жизни и здоровья владельцев жилого объекта считается кабель ППГнг-HF. В составе его изоляции нет вообще галогенов
Устройство групп освещения
Сооружение веток электропитания
Проводка для питания мощных потребителей
Электрощит на вводе проводки в дом
Приемлемый для домашней проводки ВВГнг-LS
Запрещенные для домашней электрики ВВГ и ВВГнг
Возгорание электрической проводки
Кабель с безгалогеновой изоляцией ППГнг-HF
Расчет по мощности приборов
Простейшим методом определения требуемого сечения провода является его расчет с учетом мощности эксплуатируемых электроприборов и корректирующих коэффициентов. Данная методика предполагает несколько этапов.
Этап №1. Суммирование мощностей электроприборов. В идеале нужно узнать номинальное потребление энергии каждым устройством, которое указано на его маркировке. Если жилое помещение ещё необустроенное, то рассчитать ориентировочную потребность в электроэнергии можно с помощью нижеприведенной таблицы №1.
Одинаковая по функционалу и размеру бытовая техника может иметь отличающуюся в 2-3 раза потребляемую мощность, поэтому её значение нужно смотреть на каждом устройстве (+)
При расчете можно использовать также параметры устройств, которые находятся в аналогичных квартирах родственников или знакомых. Есть ещё один вариант – сходить в магазин бытовой техники, посмотреть её характеристики, а заодно и присмотреть подходящую модель оборудования для дома.
Этап №2. Определение коэффициента одновременности. Он может выражаться в процентах или в числовом значении от 0 до 1. Коэффициент показывает отношение потребления электроэнергии одновременно включенными в сеть приборами к суммарной мощности всех домашних устройств, рассчитанной на первом этапе.
Обычно коэффициент составляет 0,8, но можно рассчитать его самостоятельно, исходя из привычек домашних жильцов.
Не стоит злоупотреблять переносными розетками, тройниками и удлинителями. Использовать желательно только оборудования со встроенным предохранительным механизмом, которое отключает электроэнергию при большом токе
Этап №3. Определение коэффициента запаса. Данный показатель учитывает возможный рост потребления электроэнергии через несколько лет. Обычно он принимается равным 1,5-2, но если в доме уже полный комплект электроприборов, то значение коэффициента можно взять 1,2-1,3. Главное, не пожалеть о малом сечении проводов в будущем.
Этап №4. Расчет предельно допустимой нагрузки.
Производится он по формуле:
P = (P(1)+P(2)+..P(N))*J*K,
- P – предельно допустимая нагрузка в Вт;
- P(1)+P(2)+..P(N) – сумма номинальных мощностей всех электроприборов;
- K – коэффициент одновременности;
- J – коэффициента запаса.
Например, если суммарная мощность приборов составляет 7500 Вт, коэффициент одновременности – 0,8, коэффициента запаса – 1,5, то предельно допустимая нагрузка составит:
Данный показатель будет использоваться в последующих расчетах.
Этап №5. Определение максимально допустимой силы тока.
Показатель определяется по простой формуле:
I=P/U,
- I – допустимая сила тока;
- P – предельно допустимая нагрузка в Вт;
- U – напряжение в сети – 220 В.
Используя данные четвертого этапа, можно определить максимально допустимую силу тока:
Методика расчета сечения кабеля по мощности и току подробно расписана в этой статье.
Этап №6. Расчет сечения кабеля по таблице. Так как на оптимальный выбор провода для домашней проводки влияют не только параметры приборов, но и внешние факторы (материал жилы, её оболочка, схема монтажа и т.д.), то для каждого случая существуют свои таблицы, которые рассмотрены далее.
Определение сечения электрокабеля по таблицам
Для определения оптимального сечения провода для домашней разводки существуют специальные таблицы. Все они ориентированы на величину допустимой силы тока, которая рассчитывается отдельно по вышеизложенной методике. Далее будут рассмотрены табличные варианты определения сечения проводки.
Расчет сечения обычных домашних проводов представлен в таблицах:
Из-за ломкости алюминия, провода из этого материала изготавливают лишь сечением от 2 мм. Также отсутствуют многожильные алюминиевые провода из тонких проволочек (+)
Ниже приведен расчет сечения проводов для переносок и удлинителей.
Удлинители в магазинах редко бывают с сечением провода свыше 1,5 мм2, поэтому нагружать их мощными электроприборами не стоит (+)
Токовая нагрузка на электрокабель при открытой и закрытой прокладке различается. Но они считаются одинаковыми, если провод укладывается в земле в широком лотке. Это позволяет кабелю отдавать тепло окружающему воздуху и меньше нагреваться.
Расчет сечения для медных и алюминиевых жил, в зависимости от способа укладки кабеля, приведен в таблице.
Максимальный ток зависит и от количества жил в кабеле, потому что каждая из них генерирует тепло, суммирующееся под единой оболочкой (+)
Аналогичные таблицы применяются при расчете электропроводки и в промышленности. Бытовые кабели обычно устроены гораздо проще, поэтому и количество расчетных материалов для них довольно ограничено. Указанные в таблицах параметры не придуманы, а указаны в отраслевых стандартах, например в ГОСТ 31996-2012.
Расчет падения напряжения
От сечения электрокабеля зависит не только степень нагрева жилы, но и электрическое напряжение на дальнем конце провода. Бытовая техника рассчитана на определенные параметры электросети, а их постоянное несоответствие может привести к уменьшению срока эксплуатации оборудования.
При падении напряжения на котле желательно поставить стабилизатор, чтобы оборудование не испытывало дополнительных нагрузок из-за несоответствия эксплуатационных характеристик электросети
При удлинении кабеля происходит падение напряжения. Этот эффект можно уменьшить, увеличив сечение проводки. Критическим считается понижение напряжение на конце провода на 5%, по сравнению с его значением у источника тока.
Рассчитать данный показатель можно по известной формуле:
Uпад = I*2*(ρ*L)/S,
- ρ – удельное сопротивление металла, Ом*мм2/м;
- L – длина кабеля, м;
- S – сечение проводника в мм2;
- Uпад – напряжение падения, Вольт;
- I – ток, протекающий по проводнику.
Если рассчитанное падение напряжения более 5% от номинального, то требуется использовать кабель с большим поперечным сечением. Это обеспечит стабильную работу техники.
Особенно чувствительны к значению напряжения отопительные котлы, стиральные машинки и прочие устройства с множеством реле и датчиков. Данную особенность нужно учитывать и при использовании переносок.
Нормативно-правовые ограничения
Коммунальные предприятия, обеспечивающие население электроэнергией, вправе вводить ограничения на максимальную суммарную мощность приборов в квартире. Достигаться это может установкой электросчетчиков с определенной пропускной способностью.
На прибор ставятся автоматические одноразовые или многоразовые предохранители, которые срабатывают при превышении порогового значения тока.
Электросчетчики советского типа массово заменяются на электронные. Они ещё более чувствительны к перегрузкам, из-за которых быстро выходят из строя
Если убрать со счетчика пробки и подключить его к квартирной проводке напрямую, то он гарантировано сгорит при длительном нарушении режима работы. Большинство советских счетчиков, установленных в квартирах, выдерживают пиковую нагрузку в 25 А до 1 минуты.
После этого они сгорают, что чревато оплатой установки нового прибора и штрафом за нарушение правил эксплуатации.
Не выдержать высоких нагрузок способна и проводка в подъезде, перегорание которой может обесточить сразу несколько квартир. Поэтому при подключении квартиры к внутридомовой сети кабелем 2,5 мм не стоит рассчитывать, что более толстый внутриквартирный провод будет способен выдержать высокие нагрузки.
Особенно важно учитывать фактор нормативных ограничений на этапе планирования монтажа электрического отопления, теплых полов, инфракрасных саун и прочего энергоемкого оборудования.
Предварительно нужно проконсультировать о возможностях электрооборудования, установленного перед квартирой, в соответствующих коммунальных службах.
Если вы решили рассчитать параметры электропроводки самостоятельно, то вам будет полезно разобраться в таких понятиях как: сила тока, мощность и напряжение. Подробнее в статье — Как рассчитать мощность, силу тока и напряжение: принципы и примеры расчета для бытовых условий
Выводы и полезное видео по теме
Видеоролики содержат практические советы электриков по выбору и покупке домашней проводки. Они помогут приобрести соответствующее кабелю оборудование, которое точно предохранит жилье от возможных проблем с перегрузками в сети.
Выбор сечения кабеля в магазине:
Соответствие сечения кабеля и параметрам автомата-предохранителя:
Выбор сечения кабеля и автомата:
Ошибки при выборе электрокабеля:
Основными факторами при выборе кабеля для домашней проводки являются мощность бытовой техники и ограничения электросетей, обеспечивающих подведение электрической энергии к квартире.
Правильно подобрав сечение провода, можно включать в сеть все необходимые электроприборы. Это избавляет от неудобств при эксплуатации техники и позволяет предупредить возгорание проводки.
Есть, что дополнить, или возникли вопросы по расчету сечения проводки? Пожалуйста, оставляйте комментарии к публикации, участвуйте в обсуждениях материала. Форма для связи находится в нижнем блоке.
Расчёт сечения кабеля по мощности и току: как правильно рассчитать проводку
Вы планируете заняться модернизацией электросети 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.
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 проводников и кабелей в зависимости от общей мощности потребителей основан на продолжительном опыте эксплуатации.
Галерея изображений
Сечение кабеля — одна из основных величин в подборе его для устройства проводки
Сечение определяет, какой мощности ток способен проводить кабель без перегрева из-за превышения мощности
Основой кабеля является однопроволочная или многопроволочная медная жила, которая в сечении может быть круглой, треугольной или прямоугольной
Если в проводнике больше двух жил, то они чаще всего скручиваются. Номинальное сечение многожильных изделий представляет собой сумму сечений всех имеющихся жил
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,
- 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,
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 мм 2 .
Часто бывает необходимо узнать, как грамотно рассчитать сечение провода по диаметру проволоки проводника.
В этом случае есть простая геометрическая формула для монолитного провода круглого сечения:
S = π*R 2 = π*D 2 /4, или наоборот
D = √(4*S / π)
Для проводников прямоугольного сечения:
S = h * m,
- S – площадь жилы в мм 2 ;
- 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*D 2 /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 мм 2 . Аналогичный размер провода с алюминиевой жилой 6 мм 2 .
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
На кухнях обычно сосредоточено наибольшее количество мощных потребителей электроэнергии и менее «прожорливой» бытовой техники
В ванных комнатах и совмещенных санузлах может также находиться внушительное количество электрооборудования
В зависимости от мощности технической единицы ее питание осуществляется от общей или отдельной силовой линии. Расчеты производятся для группы розеток, для потребителей отдельных линий подбирают согласно мощности
К розеточному блоку, запитанному одной силовой линией, можно подключать только маломощные приборы: миксеры, фены, кофемолки и т.д.
Подключение к отдельной силовой линии требуют микроволновые печи, варочные поверхности и электродуховки
Нормальную работу стандартной стиральной машины должна обеспечивать отдельная силовая линия
Обязательной прокладки отдельной силовой ветки требуют холодильники и электроплиты
В гигиенических помещениях отдельные линии прокладывают для джакузи, электронных крышек биде, душевых кабинок
Как рассчитать сечение кабеля по мощности и разобраться какие автоматы ставить в щиток
— Таблицы сечения проводов с пояснениями + инструкция расчёта
— Поправочные коэффициенты для расчёта мощности
— Нагрев проводов и при чём тут розетки
Эксперт MyFuseBox
14 декабря 2022
Универсальная таблица
Вам нужен чёткий ответ, поэтому сразу начну с таблицы сечений. В принципе на вопрос “какое должно быть сечение” можно дать быстрый ответ — такое-то, смотри таблицу сразу за этим абзацем. Но готов спорить, что вас такая краткость не удовлетворит и вы хотите разобраться в более научном обосновании. Кто читает такие статьи, обычно пытливы, как и мы. Раз так, то давай разбираться, тут есть что обсудить.
Если где-то специально не указано, то знайте, все данные в статье только для медного провода, т.к. другой вы и не будете применять.
Данная таблица содержит оптимальные соотношения сечений провода, номиналов автоматов и нагрузки на линию:
| Сечение провода |
Номинал автомата |
Нагрузка максимальная |
|---|---|---|
| 1.5 мм 2 | 10 A | 2.2 кВт |
| 2.5 мм 2 | 16 A | 3.5 кВт |
| 4.0 мм 2 | 25 A | 5.5 кВт |
| 6.0 мм 2 | 32 A | 7.0 кВт |
| 10 мм 2 | 50 A | 11 кВт |
Теперь неплохо бы разобраться почему всё именно так, как написано в таблице. Мы рассмотрим главные факторы, влияющие на выбор сечения и номинала автомата, опишем взаимосвязь и подводные камни, но тем не менее, как вы увидите к концу статьи, отчасти эту таблицу вам придётся принять на веру, уж слишком много переменных, чтобы в итоге собственных расчётов прийти к плюс-минус тем же данным, что в таблице. Поэтому берите её на вооружение как проверенную отправную точку, ну а теперь поговорим о научной базе.
Во-первых нужно определить мощность всей нагрузки
Табличные данные, которыми руководствуются все ответственные электрики это хорошо, но посчитать общую нагрузку именно вашего проекта точно стоит.
Считаем общую мощность будущих потребителей.
Для этого надо собрать список всех электроприборов, которые будут использоваться и просуммировать их паспортную мощность. Вы можете не знать сколько потребляет холодильник, стиральная машина или духовой шкаф, поэтому проще всего взять значения из описаний товаров в интернет-магазинах.
Для того, чтобы определить какой автомат ставить и какое сечение кабеля выбрать, вам не надо брать общую мощность всей квартиры или дома. Вы же не из тех, кто планирует запитать все розетки от одного провода, т.е. у вас будет несколько отдельных групповых линий по комнатам, по назначению, разделённых по допустимой мощности группы, вы должны будете поделить всю нагрузку на группы как минимум согласно ограничениям автоматов. Про эти лимиты мы будем говорить далее в статье.
Примеры
Если вы рассчитываете кухню, то там все довольно понятно: холодильник, духовка, варочная панель, вытяжка, телевизор, розетки для более мелких кухонных приборов. Сценарии их совместного использования легко представить.
Со спальней, например, может быть некое замешательство, там не так много потребителей, чаще всего, комнаты вообще будут объединены одной питающей линией, и вы будете считать какая нагрузка в них предвидится. Там будут эпизодические включаемые фены и пылесосы, более часто и более длительно включенные компьютеры, телевизоры, приставки. Просто прикиньте реалистичные сценарии, при которых у вас будет включено максимальное кол-во приборов и берите в расчёт эту мощность.
Для уточнения мощности существуют поправочные коэффициенты
Коэффициент одновременного включения.
Обычно он составляет 0.75 — 0.8 . Таким образом вы можете не думая много о сценариях просто просуммировать все возможные приборы в комнатах и умножить на коэффициент. Например, вы насчитали 4 кВт с 5-6 приборов, умножьте на 0.75 и получите 3 кВт , с которыми можно работать дальше.
Коэффициент реактивной мощности.
В некоторых приборах существует реактивная составляющая, в частности это касается насосов, двигателей, компрессоров. При запуске они мгновенно повышают ток до значения, большего чем при штатной работе. Реактивная мощность часто указана в документации устройства, также она может быть уже заложена в общую паспортную мощность. Это важный фактор и его можно усреднить до коэффициента 1.3 . Таким образом к мощности некоторых приборов можно накинуть 30%.
Кроме этих кэфов существует практика закладывать повышающий коэффициент на будущий рост потребителей и модернизацию. Мы не будем в это углубляться.
Как можно в два клика сделать то же самое в калькуляторе Myfusebox
В этом конструкторе вы можете создать виртуальные помещения и поместить в них нагрузку из списка готовых пресетов. Каждый потребитель уже обладает запрограммированными свойствами, система знает о реактивной нагрузке и коэффициентах одновременного спроса.
Кроме этого, мы пока не обсуждали этот момент, некоторые устройства нельзя совмещать, т.к. они требуют отдельной качественно другой линии. Например, не стоит считать в общую нагрузку духовой шкаф и розетки для телевизоров, холодильников, микроволновок. Это также сразу учитывается в алгоритмах Myfusebox.
Дефолтную мощность выбранных потребителей можно отредактировать под свои требования.
Выбираете одну из схем построения электрощита и сразу получаете подсчитанные по мощности групповые линии и подборку автоматов под них.
Итак у вас теперь есть значения мощности линий.
Выбор автоматического выключателя
Для разбора берём строку №2 из универсальной таблицы: это простые розетки, запитанные кабелем 2.5 кв.мм . с автоматами на 16 Ампер .
Почему автомат С16
Правила электромонтажа регламентируют, что по расчётным токам (исходным высчитанным данным по нагрузке) следует выбирать наименьшие номиналы и уставки устройств защиты. Правда делать это нужно так, чтобы при кратковременных перегрузках не было отключений линии.
Другими словами, номиналы, сечения, уставки должны быть рассчитанной логичной золотой серединой, а не вот этим вот бытовым “с запасом”. В электрике эти запасы чреваты.
Расшифровка ВТХ автоматов
В спецификации автоматических выключателей есть вот такое — время-токовые характеристики (коротко ВТХ). Выглядит страшно, но на самом деле штука простая — это кривая на плоскости с двумя осями: ток и время. Кривая показывает зависимость времени срабатывания от тока.
Так вот, согласно ВТХ, оказывается, что превышение номинального тока до 13% вообще не приводит к отключению, потому что 1.13 — это уставка нижнего порога срабатывания, условный ток нерасцепления.
Дальше ещё интереснее.
Верхний порог, ток условного расцепления — 1.45.
Помните, что кривая ВТХ показывает время срабатывания? Так вот мало того, что ток может превышать номинальный на 45% , так еще и время срабатывания теплового расцепителя составит до одного часа!
Смотрите, автомат С16 может целый час пропускать ток в 23.2 А ! Не на это мы рассчитывали, покупая автомат на 16 Ампер.
Эти значения уставок указаны для температуры окружающей среды 30°С . Температура окружения может повышаться при пакетном размещении группы автоматов с высокой нагрузкой, поэтому уставки являются условными, а не строгими.
Наконец подбираем сечение кабеля
Точнее, доказываем, что для автомата С16 на розетки сечение должно быть 2.5 мм 2
Сечение выбирается по таблице длительных токов в разных комбинациях. ПУЭ предусматривает разные значения в зависимости от способа прокладки кабелей (открытый/закрытый), металла (медь/аллюминий), количества жил и проводов, но мы рассматриваем только медь и только трёхжильный кабель.
В квартирах и домах необходимо использовать трёхжильный провод. Так как заземляющий контакт не участвует в расчётах, то из всей таблицы смотрим данные только для одного двухжильного провода. Вот они:
Таблица пределов длительного тока для двухжильного провода:
| Сечение жилы | 1.0 мм 2 | 1.2 мм 2 | 1.5 мм 2 | 2.0 мм 2 | 2.5 мм 2 | 3.0 мм 2 | 4.0 мм 2 | 5.0 мм 2 | 6.0 мм 2 | 8.0 мм 2 | 10 мм 2 |
| Максимальный ток | 15A | 16A | 18A | 23A | 25A | 28A | 32A | 37A | 40A | 48A | 55A |
| Сечение жилы | Максимальный ток |
| 1.0 мм 2 | 15 A |
| 1.2 мм 2 | 16 A |
| 1.5 мм 2 | 18 A |
| 2.0 мм 2 | 23 A |
| 2.5 мм 2 | 25 A |
| 3.0 мм 2 | 28 A |
| 4.0 мм 2 | 32 A |
| 5.0 мм 2 | 37 A |
| 6.0 мм 2 | 40 A |
| 8.0 мм 2 | 48 A |
| 10 мм 2 | 55 A |
Итак, автомат будет выдерживать 23.2 А , значит согласно таблице, нам подходит сечение 2.5 мм 2 . Провод с этим сечением выдерживает 25 А , а провод 2 квадрата выдержит 23 , но у нас 23.2 , и хотя это очень близко к 23 , мы не будем использовать для проводки кабель в 2 квадрата. Дальше поймёте почему
Кабель 2.5 квадрата способен длительно выдерживать ток 25 А , т.е. нагрузку в 5.5 кВт без перегрева и разрушения. Значит автомат, защищающий данную линию должен бы начинать отключаться при значении 25 А , иначе кабель начнёт греться. И автомат С16 прекрасно с этим справляется, в чём можно убедиться по кривой ВТХ — при 25 А (т.е. при перегрузке примерно в 1.56 — 1.57 ) автомат типа С отключится в условное время, равное 1 минуте . За это время при таком пограничном значении тока кабель даже не успеет вспотеть.
О розетках
Все не специальные розетки обычно рассчитаны на ток 16 А , при этом если вы когда-нибудь разбирали их, то могли убедиться, что иногда встречается качественная начинка, а бывает омеднённая фольга.
В теории розетка должна длительно выдерживать 3.5 кВт (16 * 220 = 3520 Вт) , а превышение приведёт к её оплавлению. На практике же розетки могут начать греться и при меньшем токе.
И теперь, зная о поведении автоматов и возможностях провода, вы видите, что самое слабое звено в цепи — розетка. И это отличная новость. Провод часто будет в заштукатуренной штробе, под потолком, полом, в распаячных коробках, вы бы очень не хотели, чтобы он где-то на отрезке 20 метров начал оплавляться. Поэтому самый выгодный вариант — выход из строя розетки. Она рассчитана максимум на 16 А и имеет самый слабый прижим контактов во всей цепи.
Если бы мы строили линию от вводного кабеля к одной единственной розетке, то сразу понятно, что максимальная нагрузка, по которой можно вести расчёты — это 3.5 кВт . Однако, одной розетки не бывает, поэтому групповая линия может нести больше, чем 16 А . Главное не планируйте воткнуть в розетку тройник-разветвитель и раздать питание по всему дому (шутка, я знаю, что вы не станете)
Ещё о проводах, нагрузке и сечении
Провода нагреваются.
Чаще всего проводка у вас будет скрытая, а значит естественным образом замурованный кабель охлаждаться не будет. На этот фактор тоже необходим запас прочности. Сюда же можно отнести и температурный режим в помещениях.
Кабель под напряжением нагревается, часть энергии выделяется в виде тепла. Если провод тонкий, а ток большой, то тепловой компонент может привести к перегреву и оплавлению оболочки. Произойти такое может в самом тёплом ничем не охлаждаемом месте — в стене. Далее при потере изоляции происходит короткое замыкание и возможно возгорание. Последствия поиска неисправного участка тоже можете себе представить. Поэтому даже там, где казалось бы, можно использовать меньшее сечение (в защиту этого можно привести ряд доводов) делать это не стоит.
Так как вы не будете тянуть отдельную линию на каждую розетку, то в вашей схеме будут групповые линии. Групповые провода, идущие к распределительным коробкам, нагреваются сильнее, чем провода, которые идут от коробки к розетке. Это надо не забывать. Но и делать их разными сечениями не нужно, всё уже просчитано: для розеток 2.5 мм 2 и грамотное деление на группы, для освещения — 1.5 мм 2 и то же самое.
Жилы-то заужены
Провода по факту заужены, уж сколько замеров сделали энтузиасты со штангенциркулями. Есть ТУ и есть ГОСТ на изготовление кабеля, замеры показывают, что часто сечение жил меньше расчётного, так что не надейтесь, что у вас всё будет в аккурат по формуле. Это ещё один фактор в пользу проверенных универсальных рекомендаций по сечениям, приведённых в самом начале статьи.
190? 220? 240?
И ещё один переменный фактор в ваши расчёты — напряжение в сети. Напряжение нестабильно, и особенно явно это проявляется в новостройках из-за специально построенных для них подстанций.
В розетке не всегда будет 220 В , иногда меньше, иногда больше, в то время как напряжение — одно из неотъемлемых составляющих троицы P=I*U
Поэтому и есть общие рекомендации по выбору сечения кабеля и номиналам автоматов.
В общем это почти всё, что нужно знать, чтобы рассчитать проводку
Для освещения делаем всё точно так же, только автомат будет С10 , а провод 1.5 мм 2
- духовой шкаф — 4 мм 2 — автомат С32
- варочная панель — 6 мм 2 — автомат С40
У таких приборов мощность может колебаться в больших диапазонах, поэтому дополнительно ориентируйтесь на технические характеристики. Кстати, для соединения автоматики внутри щита используют провод сечением не ниже 6-ки.
В нашем сервисе Myfusebox есть все необходимые электроустановки, алгоритм уже знает какие автоматы выбрать и что защитить с помощью УЗО. Кроме пресетов есть ещё и произвольные линии для кастомизации проекта, попробуйте разные схемы.
23 < 25 >16
Теперь, обобщив опыт, быстро пробежимся от электрощита до потребителя: автомат С16 длительно выдерживает ток 23 А , далее электричество идёт по проводу, который выдерживает 25 А и наконец приходит в розетку, которая держит 16 А .
При резком кратном нарастании тока, автомат отключится и обесточит всю линию.
- если превышает нагрузку что-то, подключённое к одной розетке, то розетка выйдет из строя, и нагрузка исчезнет
- если перегруз идёт по нескольким розеткам и при этом розетки по отдельности вывозят нагрузку, то тогда тепловой расцепитель автомата в определённый момент среагирует и отключит линию
Главное в этой истории, что либо розетка падёт первой, либо автомат не выдержит и отключится, но питающий кабель останется цел, а это самое важное.
Успехов вам в проектировании проводки!
MyFuseBlog — это сборник статей сервиса по созданию электрощитов MyFuseBox
Тут мы публикуем статьи, которые наши эксперты пишут специально для тех, кто планирует самостоятельно сделать электропроводку и собрать электрощит.
MyFuseBlog © 2022—2024 | Информационный ресурс
Как выбрать сечение кабеля
При прокладке электропроводки требуется знать, кабель с жилами какого сечения вам надо будет прокладывать. Выбор сечения кабеля можно делать либо по потребляемой мощности, либо по потребляемому току. Также учитывать надо длину кабеля и способ укладки.
Выбираем сечение кабеля по мощности
Подобрать сечение провода можно по мощности приборов, которые будут подключаться. Эти приборы называются нагрузкой и метод может еще называться «по нагрузке». Суть его от этого не меняется.
Собираем данные
Для начала находите в паспортных данных бытовой техники потребляемую мощность, выписываете ее на листочек. Если так проще, можно посмотреть на шильдиках — металлических пластинах или стикерах, закрепленных на корпусе техники и аппаратуры. Там есть основная информация и, чаще всего, присутствует мощность. Опознать ее проще всего по единицам измерения. Если изделие произведено в России, Белоруссии, Украине обычно стоит обозначение Вт или кВт, на оборудовании из Европы, Азии или Америки стоит обычно английское обозначение ваттов — W, а потребляемая мощность (нужна именно она) обозначается сокращением «TOT» или TOT MAX.
Если и этот источник недоступен (информация затерлась, например, или вы только планируете приобрести технику, но еще не определились с моделью), можно взять среднестатистические данные. Для удобства они сведены в таблицу.
Находите ту технику, которую планируете ставить, выписываете мощность. Дана она порой с большим разбросом, так что иногда трудно понять, какую цифру брать. В данном случае, лучше брать по-максимуму. В результате при расчетах у вас будет несколько завышена мощность оборудования и потребуется кабель большего сечения. Но для вычисления сечения кабеля это хорошо. Горят только кабели с меньшим сечением, чем это необходимо. Трассы с большим сечением работают долго, так как греются меньше.
Суть метода
Чтобы подобрать сечение провода по нагрузке, складываете мощности приборов, которые будут подключаться к данному проводнику. При этом важно, чтобы все мощности были выражены в одинаковых единицах измерения — или в ваттах (Вт), или в киловаттах (кВт). Если есть разные значения, приводим их к единому результату. Для перевода киловатты умножают на 1000, и получают ватты. Например, переведем в ватты 1,5 кВт. Это будет 1,5 кВт * 1000 = 1500 Вт.
Если необходимо, можно провести обратное преобразование — ватты перевести в киловатты. Для это цифру в ваттах делим на 1000, получаем кВт. Например, 500 Вт / 1000 = 0,5 кВт.
Далее, собственно, начинается выбор сечения кабеля. Все очень просто — пользуемся таблицей.
| Сечение кабеля, мм2 | Диаметр проводника, мм | Медный провод | Алюминиевый провод | ||||
| Ток, А | Мощность, кВт | Ток, А | Мощность, кВт | ||||
| 220 В | 380 В | 220 В | 380 В | ||||
| 0,5 мм2 | 0,80 мм | 6 А | 1,3 кВт | 2,3 кВт | |||
| 0,75 мм2 | 0,98 мм | 10 А | 2,2 кВт | 3,8 кВт | |||
| 1,0 мм2 | 1,13 мм | 14 А | 3,1 кВт | 5,3 кВт | |||
| 1,5 мм2 | 1,38 мм | 15 А | 3,3 кВт | 5,7 кВт | 10 А | 2,2 кВт | 3,8 кВт |
| 2,0 мм2 | 1,60 мм | 19 А | 4,2 кВт | 7,2 кВт | 14 А | 3,1 кВт | 5,3 кВт |
| 2,5 мм2 | 1,78 мм | 21 А | 4,6 кВт | 8,0 кВт | 16 А | 3,5 кВт | 6,1 кВт |
| 4,0 мм2 | 2,26 мм | 27 А | 5,9 кВт | 10,3 кВт | 21 А | 4,6 кВт | 8,0 кВт |
| 6,0 мм2 | 2,76 мм | 34 А | 7,5 кВт | 12,9 кВт | 26 А | 5,7 кВт | 9,9 кВт |
| 10,0 мм2 | 3,57 мм | 50 А | 11,0 кВт | 19,0 кВт | 38 А | 8,4 кВт | 14,4 кВт |
| 16,0 мм2 | 4,51 мм | 80 А | 17,6 кВт | 30,4 кВт | 55 А | 12,1 кВт | 20,9 кВт |
| 25,0 мм2 | 5,64 мм | 100 А | 22,0 кВт | 38,0 кВт | 65 А | 14,3 кВт | 24,7 кВт |
Чтобы найти нужное сечение кабеля в соответствующем столбике — 220 В или 380 В — находим цифру, которая равна или чуть больше посчитанной нами ранее мощности. Столбик выбираем исходя из того, сколько фаз в вашей сети. Однофазная — 220 В, трехфазная 380 В.
В найденной строчке смотрим значение в первом столбце. Это и будет требуемое сечение кабеля для данной нагрузки (потребляемой мощности приборов). Кабель с жилами такого сечения и надо будет искать.
Немного о том, медный провод использовать или алюминиевый. В большинстве случаев, при прокладке проводки в доме или квартире, используют кабели с медными жилами. Такие кабели дороже алюминиевых, но они более гибкие, имеют меньшее сечение, работать с ними проще. Но, медные кабели с большого сечения, ничуть не более гибкие чем алюминиевые. И при больших нагрузках — на вводе в дом, в квартиру при большой планируемой мощности (от 10 кВт и больше) целесообразнее использовать кабель с алюминиевыми проводниками — можно немного сэкономить.
Как рассчитать сечение кабеля по току
Можно подобрать сечение кабеля по току. В этом случае проводим ту же работу — собираем данные о подключаемой нагрузке, но ищем в характеристиках максимальный потребляемый ток. Собрав все значения, суммируем их. Затем пользуемся все той же таблицей. Только ищем ближайшее большее значение в столбике, подписанном «Ток». В той же строке смотрим сечение провода.
Например, надо подключить варочную панель с пиковым потреблением тока 16 А. Будем прокладывать медный кабель, потому смотрим в соответствующей колонке — третья слева. Так как нет значения ровно 16 А, смотрим в строчке 19 А — это ближайшее большее. Подходящее сечение 2,0 мм 2 . Это и будет минимальное значение сечения кабеля для данного случая.
Обращать внимание не строчку с чуть меньшим значением нельзя. В этом случае при максимальной нагрузке проводник будет сильно греться, что может привести к тому, что расплавится изоляция. Что может быть дальше? Может сработать автомат защиты, если он установлен. Это самый благоприятный вариант. Может выйти из строя бытовая техника или начаться пожар. Потому выбор сечения кабеля всегда делайте по большему значению. В этом случае можно будет позже установить оборудование даже немного больше по мощности или потребляемому току без переделки проводки.
Расчет кабеля по мощности и длине
Если линия электропередачи длинная — несколько десятков или даже сотен метров — кроме нагрузки или потребляемого тока необходимо учитывать потери в самом кабеле. Обычно большие расстояния линий электропередачи при вводе электричества от столба в дом. Хоть все данные должны быть указаны в проекте, можно перестраховаться и проверить. Для этого надо знать выделенную мощность на дом и расстояние от столба до дома. Далее по таблице можно подобрать сечение провода с учетом потерь на длине.
Вообще, при прокладке электропроводки, лучше всегда брать некоторый запас по сечению проводов. Во-первых, при большем сечении меньше будет греться проводник, а значит и изоляция. Во-вторых, в нашей жизни появляется все больше устройств, работающих от электричества. И никто не может дать гарантии, что через несколько лет вам не понадобиться поставить еще пару новых устройств в дополнение к старым. Если запас существует, их можно будет просто включить. Если его нет, придется мудрить — или менять проводку (снова) или следить за тем, чтобы не включались одновременно мощные электроприборы.
Открытая и закрытая прокладка проводов
Как все мы знаем, при прохождении тока по проводнику он нагревается. Чем больше ток, тем больше тепла выделяется. Но, при прохождении одного и того же тока, по проводникам, с разным сечением, количество выделяемого тепла изменяется: чем меньше сечение, тем больше выделяется тепла.
В связи с этим, при открытой прокладке проводников его сечение может быть меньше — он быстрее остывает, так как тепло передается воздуху. При этом проводник быстрее остывает, изоляция не испортится. При закрытой прокладке ситуация хуже — медленнее отводится тепло. Потому для закрытой прокладке — в кабель каналах, трубах, в стене — рекомендуют брать кабель большего сечения.
Выбор сечения кабеля с учетом типа его прокладки также можно провести при помощи таблицы. Принцип описывали раньше, ничего не изменяется. Просто учитывается еще один фактор.
И напоследок несколько практических советов. Отправляясь на рынок за кабелем, возьмите с собой штангенциркуль . Слишком часто заявленное сечение не совпадает с реальностью. Разница может быть в 30-40%, а это очень много. Чем вам это грозит? Выгоранием проводки со всеми вытекающими последствиями. Потому лучше прямо на месте проверять действительно ли у данного кабеля требуемое сечение жилы (диаметры и соответствующие сечения кабеля есть в таблице выше). А подробнее про определение сечения кабеля по его диаметру можно прочесть тут.