Сечение кабеля по мощности — расчеты, таблица

Монтируя электропроводку в квартире либо доме, особое внимание уделяют правильному выбору сечения кабеля по мощности, поскольку от показателя зависит качество проделанной работы и пожаробезопасность. Диаметр токопроводящих жил влияет и на стоимость изделий. 

Определение

Под сечением подразумевается площадь среза токопроводящей жилы, выполненного перпендикулярно по отношению к ней. Т.е. под прямым углом. 

При круглом срезе и единственной жиле диаметр определяют, используя формулу вычисления площади окружности. Если кабель состоит из двух и более проволок, сечением считают общую сумму площадей срезов всех элементов. В Российской Федерации нужные диаметры стандартизированы и регулируются документом ПУЭ — «Правилами устройства электроустановок».

Важно! Использование тонкого провода часто приводит к перегреву жил, последующему оплавлению изоляционного слоя и короткому замыканию. При отсутствии защитного отключения происходит возгорание. Однако и монтаж толстого кабеля часто необязателен, поскольку многие владельцы не планируют использовать различные приборы и инструменты. Поэтому, делая выбор сечения провода по мощности, учитывают возможную нагрузку на систему, пользуясь для удобства специальными таблицами.

При монтаже электропроводки в закрытом пространстве, например, в трубе, планируемые токовые нагрузки на кабель меньше в отличие от прокладки открытым способом. Подобное объясняется тем, что провод при эксплуатации подвержен нагреву. А теплоотдача в замкнутом пространстве ниже, чем на открытом воздухе.

Таблица выбора сечения кабеля до 35 мм² в резиновой и пластмассовой обмотке в зависимости от планируемых нагрузок с учетом общей мощности оборудования при одно- (220В) либо трехфазном (380В) энергопотреблении:

Несмотря на указанные величины, при расчете диаметра дополнительно учитывают способ прокладки: лотками, пучками и т.д. Также значения из таблицы (не только этой, но и других) могут корректироваться специалистом при помощи поправочных коэффициентов. К последним, определяя сечение медного провода по мощности и другим критериям, относятся такие показатели, как:

• температура окружающей среды;
• место проведения работ;
• наличие рядом других разводок и пр. 

Для стандартной розетки выбирают медный провод сечением по току 1,5-2,5 мм², на освещение достаточно приобрести кабель диаметром 1,0-1,5мм².

Соотношение сечения и тока

Для понимания принципа работы электрического провода можно привести сравнение с водопроводной трубой. Например, при большем диаметре последней увеличивается и прохождение жидкости. Аналогичную схему подразумевает провод. Т.е. при большем показателе площади среза возрастает допустимая сила тока, что означает выдерживание значительной нагрузки. Причем сама жила не подвержена перегреву и не станет причиной возникновения пожара.

Поэтому соотношение «сечение провода/тoк» — это главный критерий, используемый при выборе силового кабеля. Например, на кухне часто включают одновременно микроволновку, кофеварку, посудомоечную машину и пр. Если учесть постоянно работающий холодильник, то для сети характерно повышенное напряжение.

Каждому мастеру важно знать количество подключаемых бытовых приборов и планируемую суммарную нагрузку, чтобы правильно рассчитать показатели и исключить проблемы при эксплуатации.

Определить правильное сечение кабеля по мощности можно в специальной таблице выбора проводов:

Выбор кабеля

При выборе кабеля для электропроводки, помимо сведений из таблицы токов и сечений, учитывают различные характеристики, в т.ч. материал, количество жил и др.

Медь или алюминий

При монтаже электропроводки лучше использовать медные провода. Такие изделия характеризуются длительной эксплуатацией, повышенной прочностью на изгиб и, в отличие от алюминиевых жил, менее подвержены окислению в местах соединения и последующему выходу из строя. Нюансы выбора сечения провода и нужного материала прописаны и в п. 7.1.34 ПУЭ, где указано, что для внутренней разводки в зданиях нужно применять только изделия с медными жилами. 

В подтверждение правильного решения дополнительно можно привести сравнение проводимой мощности. Например, медный провод аналогичного диаметра пропускает больше тока, чем алюминиевый. Т.е. 1 мм² последнего в течение длительного времени, нагреваясь до допустимых значений, проводит максимум 4 А. А медная жила, при равных показателях, допускает 10 А, что подразумевает использование провода меньшей толщины без влияния на эксплуатационные характеристики системы. 

Из расчета оптимальной механической прочности силовая проводка открытого типа чаще выполняется проводом от 4 мм². При необходимости уточнения более точных значений допустимой нагрузки для проводов лучше пользоваться данными специальных таблиц сечения кабеля по нагрузке.

Одно- или многожильный 

Одножильный провод отличается хорошей пропускной способностью тока и может выдерживать значительные нагрузки по сечению кабеля и большую мощность. Такой вариант чаще применяется при устройстве бытовой электрической разводки. Многожильный тип характеризуется повышенной гибкостью, поэтому может многократно гнуться даже в одном месте без потери качества.

Если электропроводка при эксплуатации будет неподвижной, т.е. кабель не станет использоваться в качестве удлинителя, не подразумевает изгибов и отсутствует постоянная смена положения, лучше выбирать моножилу. Подобный аспект объясняется тем, что даже при качественной укладке проводов в изоляционную оплетку не исключено попадание под защитную оболочку воздуха. А при взаимодействии с кислородом начинается окислительный процесс поверхности медных изделий, что напрямую влияет на продолжительность эффективного и бесперебойного функционирования системы.

Если кабель содержит много жил, увеличивается и площадь окисления. Это подразумевает уменьшение сечения провода по току. Особенно проявляется окислительный процесс у краев среза, при повышенном уровне влажности и эксплуатации электропроводки в помещениях со значительным перепадом температур.

Особенности расчета

Расчет правильного сечения кабеля по мощности по таблице производится, поскольку важно убедиться в соответствии электропроводки требованиям надежной и безопасной эксплуатации. При этом главным показателем считается допустимая нагрузка тока на протяжении длительного времени.

Для поиска оптимального значения учитываются мощности всех подключаемых электрических приборов. Для удобства лучше использовать специальные таблицы расчета сечения кабеля. В них указаны необходимые данные о потребляемой мощности и силе тока разных электроприборов. Однако стоит учитывать, что приведены усредненные показатели, поскольку для каждого оборудования характерны свои значения, указанные производителем в прилагаемой инструкции.

Таблица потребляемой мощности/силы тока электрическими приборами:

После выбора нужных значений проводят расчет сечения кабеля по силе тока, основываясь на показателях самой мощности. Для этих целей можно воспользоваться специальными формулами:

1. Расчет силы тока для сети с напряжением 220 В. Здесь применяется формула следующего вида:

   

    

2. Расчет силы тока для сети с напряжением 380 В:

   

    

Обозначения в формулах:

• P — это общая мощность электрических приборов (единица измерения — Вт);
• U — сетевое напряжение (В);
• Kи — коэффициент одновременности (показатель равен 0.75);
• cos — коэффициент мощности для приборов, предназначенных для использования в бытовой электросети (показатель равен 1).

После определения величины тока найти правильное сечение используемых кабелей поможет таблица нагрузок. При несовпадении расчетного значения нужно выбирать ближайший показатель (в большую сторону). 

Например, по итогам вычисления вышло 23 A. Т.е. в таблице значений сечения провода, тока необходимо остановиться на параметре в 27 A, подразумевающим использование медного кабеля 2.5 мм² в однофазной сети.

Помимо значения электрического тока, нужно подобрать материал проводника. Также потребуется определить само напряжение. 

Для ориентировочного расчета диаметра силу тока делят на 10. Если таблица мощности кабеля не содержит полученного значения, берут ближайшую величину. Однако такой подход целесообразен, только если максимально допустимый ток для медных проводов не более 40 А. При превышении показателя, вплоть до 80 А, значение нужно разделить на 8. Если применяются алюминиевые жилы, то на 6. 

Пример расчета

Чтобы узнать, какое сечение провода нужно для 5 кВт, необходимо воспользоваться справочными данными. Например, обратиться за помощью к таблицам ПУЭ. В них выбор сечения силового провода осуществляется по нескольким критериям, в т.ч. напряжению питания (одно-, трехфазное), материалу, силе тока и даже расположению кабеля.

Однако в справочнике отсутствует информация для показателя в 5 кВт. В этом случае лучше взять ближайшую величину — 5,5 кВт. Ориентируясь на таблицы, оптимальным выбором сечения медного провода по мощности станет 2,5 мм², причем максимальная токовая нагрузка на кабель равна 25 А.

Что важно учитывать

Многие аспекты не принимаются во внимание при проведении расчетов сечения провода по величине тока. Однако они часто значительно влияют на конечные результаты, т.е. на эффективность и долговечность системы.

Например, предохранители (автоматы), назначение которых — прерывание тока в электрической цепи в случае превышения номинального показателя, лучше устанавливать на каждую линию, расположенную отдельно. При игнорировании подобного правила может случиться так, что при подключении осветительных приборов и электрооборудования на единственный автомат допустимое для пылесоса превышение нагрузки выведет из строя люстры. Подобный подход удобен и при ремонте, т.к. позволяет обесточивать квартиру не полностью, а только в нужных комнатах либо местах.

Длина и напряжение

При выборе сечения кабеля по току учитывается длина изделия. Хотя такой критерий не важен для стандартного жилища площадью до100-120 м², в котором применяются медные провода. Но в случае использования алюминиевых жил либо значительной длине кабеля лучше произвести проверку токопроводящей способности. 

Нужно учитывать, что часто подобный нюанс сказывается на работе электропроводки и напрямую влияет на потерю напряжения. Т.е. на конце кабеля показатель может уменьшиться и станет недостаточным для запуска либо качественного функционирования электрооборудования. Поэтому, монтируя проводку на большие расстояния, обязательно учитывают падение напряжения. 

Для каждого проводника свойственно электрическое сопротивление, на которое оказывают воздействие разные факторы, в т.ч.:

• площадь поперечного сечения провода (при увеличении показателя уменьшается падение напряжения);
• длина кабеля (чем больше значение, тем значительнее потери).

Уменьшение напряжения численно приравнивается произведению сопротивления и тока. Нормой считается, если величина не превышает 5%, иначе понадобится жила большего диаметра. 

Рассчитывают сечение провода по мощности и длине по следующей схеме:

1. При помощи формулы (рассмотренной выше) определяют силу тока в амперах.
2. Ориентируясь на справочные данные, узнают сечение кабеля по току из таблицы.
3. Рассчитывают сопротивление провода, используя формулу вида Rо=ρ*l/S (где ρ является удельным сопротивлением, l — длиной, S — площадью поперечного сечения). Поскольку ток проходит по проводнику в две стороны, общее сопротивление обозначают как R = Rо*2.
4. Определяют показатель напряжения с учетом формулы ΔU=I*R.

По завершении узнают падение напряжения: ΔU/U. Если результат превышает 5%, в таблицах выбирают сечение ближайшего показателя. Причем предпочтение отдают в большую сторону.

Определить необходимое сечение кабеля можно при помощи онлайн-калькулятора. Он поможет рассчитать оптимальные показатели тока и мощности с учетом значений суммарной нагрузки и напряжения. Также функционал предусматривает введение таких параметров, как условия и тип прокладки (открытый или закрытый), материал кабеля (медь, алюминий) и пр. Однако стоит учитывать, что любой калькулятор не гарантирует 100%-ого результата и применяется исключительно в ознакомительных целях. Для получения точных сведений, когда нужно узнать сечение провода по току и другим критериям, лучше воспользоваться таблицами ПУЭ либо обратиться за помощью к специалисту.

Температура

При выполнении расчетов особое внимание уделяется температуре. Такой показатель оказывает значительное влияние на конечный результат. 

При повышении температуры увеличивается электрическое сопротивление провода. Поэтому, согласно принятым нормам, сечение провода по току принимается при комнатных условиях, т.е. подразумевается +18°C. Согласно такому значению, приведены все справочные данные в таблицах ПУЭ.

Правильное сечение кабеля позволяет сделать качественную электрическую разводку в доме либо квартире и гарантирует продолжительную эксплуатацию. При грамотном расчете исключается короткое замыкание и достигается максимальная эффективность системы.