Рассчитать максимальную нагрузку на кабель

Расчет сечения кабеля

Рассчитать максимальную нагрузку на кабель

Сечение кабеля — это площадь среза токоведущей жилы. Если срез жилы круглый (как в большинстве случаев) и состоит из одной проволочки — то площадь/сечение определяется по формуле площади круга. Если в жиле много проволочек, то сечением будет сумма сечений всех проволочек в данной жиле.

Величины сечения во всех странах стандартизированы, причем стандарты бывшего СНГ и Европы в этой части полностью совпадают. В нашей стране документом, которым регулируется этот вопрос, являются «Правила устройства электроустановок» или кратко — ПУЭ.

Сечение кабеля выбирается исходя из нагрузок с помощью специальных таблиц, называемых «Допустимые токовые нагрузки на кабель.» Если нет никакого желания разбираться в этих таблицах — то Вам вполне достаточно знать, что на розетки желательно брать медный кабель сечением 1,5-2,5мм², а на освещение — 1,0-1,5мм². Для ввода одной фазы в рядовую 2-3 комнатную квартиру вполне хватит 6,0мм². Все равно на Ваших 40-80 м² большего оборудования не поместиться, даже с учетом электроплиты.

Многие электрики для «прикидки» нужного сечения считают, что 1мм² медного провода может пропустить через себя 10А электрического тока: соответственно 2,5 мм² меди способны пропустить 25А, а 4,0 мм² — 40А и т.д. Если Вы немного проанализируете таблицу выбора сечения кабеля, то увидите, что такой метод годится только для прикидки и только для кабелей сечением не выше 6,0мм².

Ниже дана сокращенная таблица выбора сечения кабеля до 35 мм² в зависимости от токовых нагрузок. Там же для Вашего удобства приведена суммарная мощность электрооборудования при 1-фазном (220В) и 3-фазном (380В) потреблении. Обратите внимание, что при прокладке кабеля в трубе (т.е. в любых закрытых пространствах, как например, в стене) возможные токовые нагрузки на кабель должны быть меньше, чем при прокладке открыто. Это связано с тем, что кабель в процессе эксплуатации нагревается, а теплоотдача в стене или в земле значительно ниже, чем на открытом пространстве.

Важно Когда нагрузка называется в кВт — то речь идет о совокупной нагрузке. Т.е. для однофазного потребителя нагрузка будет указана по одной фазе, а для трехфазного — совокупно по всем трем. Когда величина нагрузки названа в амперах (А) — речь всегда идет о нагрузке на одну жилу (или фазу).

Сечение кабеля, мм² Проложенные открыто Проложенные в трубе
медь алюминий медь алюминий
ток, А кВт ток, А кВт ток, А кВт ток, А кВт
220В 380В 220В 380В 220В 380В 220В 380В
0,5 11 2,4
0,75 15 3,3
1,0 17 3,7 6,4 14 3,0 5,3
1,5 23 5,0 8,7 15 3,3 5,7
2,5 30 6,6 11,0 24 5,2 9,1 21 4,6 7,9 16,0 3,5 6,0
4,0 41 9,0 15,0 32 7,0 12,0 27 5,9 10,0 21,0 4,6 7,9
6,0 50 11,0 19,0 39 8,5 14,0 34 7,4 12,0 26,0 5,7 9,8
10,0 80 17,0 30,0 60 13,0 22,0 50 11,0 19,0 38,0 8,3 14,0
16,0 100 22,0 38,0 75 16,0 28,0 80 17,0 30,0 55,0 12,0 20,0
25,0 140 30,0 53,0 105 23,0 39,0 100 22,0 38,0 65,0 14,0 24,0
35,0 170 37,0 64,0 130 28,0 49,0 135 29,0 51,0 75,0 16,0 28,0
Читайте также  Как рассчитать время заряда конденсатора?

Если Вы внимательно изучили приведенную таблицу и таки желаете самостоятельно определить необходимое Вам сечение кабеля, например, для ввода в дом, то Вам также необходимо знать следующее. Настоящая таблица касается кабелей и проводов в резиновой и пластмассовой изоляции. Это такие широко распространенные марки как: ПВС, ВВП, ВПП, ППВ, АППВ, ВВГ. АВВГ и ряд других.

На кабеля в бумажной изоляции есть своя таблица, на не изолированные провода и шины — своя. При расчетах сечения кабеля специалист должен также учитывать методы прокладки кабеля: в лотках, пучками и т.п.

Кроме того, величины из таблиц о допустимых токовых нагрузках должны быть откорректированы следующими снижающими коэффициентами:

  • поправочный коэффициент, соответствующий сечению кабеля и расположению его в блоке;
  • поправочный коэффициент на температуру окружающей среды;
  • поправочный коэффициент для кабелей, прокладываемых в земле;
  • поправочный коэффициент на различное число работающих кабелей, проложенных рядом.

Если и это Вас не останавливает — то открывайтесправочник под ред.Белоруссова на стр.503, а мы снимаем шляпу.

Если деньги для Вас не проблема, тогда смело увеличивайте справочное сечение жилы на 50%, и спите спокойно: так как даже все поправочные коэффициенты в сумме не дадут больше.

При расчете необходимого сечения кабеля основной критерий — это количество тепла, выделяемого кабелем при прохождении через него электрического тока и температура окружающей среды. Вообще-то, любой электропроводник может пропустить через себя очень много тока, вплоть до температуры своего плавления, а это в десятки раз больше, чем указано в справочниках.

Обратите внимание, что в справочниках приведены величины для длительных токовых нагрузок на кабель. А кратковременные нагрузки могут быть гораздо выше. Т.е. запас всегда есть. Но при условии, что Вы приобрели кабель, произведенный по ГОСТу.

Если же Вам вместо медного кабеля продали нечто, сделанное из какого-то сплава и покрытое пластиком из вторичного полиэтилена (из использованных кульков и ПЭТ-бутылок), то зачем Вам все эти таблицы: см. статью «Как выбрать кабель»

Токовые нагрузки в сетях с постоянным током

В сетях с постоянным током расчет сечения идет несколько по другому. Сопротивление проводника постоянному напряжению гораздо выше, чем переменному (при переменном токе сопротивлением на длинах до 100 м вообще пренебрегают).

Кроме этого, для потребителей постоянного тока как правило очень важно, чтобы напряжение на концах было не ниже 0,5В (для потребителей переменного тока, как известно колебания напряжения в пределах 10% в любую строону допустимы).

Есть формула, определяющая насколько упадет напряжение на концах по сравнению с базовым напряжением, в зависимости от длины проводника, его удельного сопротивления и силы тока в цепи: U = ((p l) / S) I, где

U — напряжение постоянного тока, В

p — удельное сопротивление провода, Ом*мм2/м
l — длина провода, м
S — площадь поперечного сечения, мм2
I — сила тока, А
Зная величины указанных показателей достаточно легко рассчитать нужное Вам сечение: методом подставновки, или с помощью простйеших арифметических действий над данным уравнением.

Если же падение постоянного напряжения на концах не имеет значения, то для для выбора сечения можно пользоваться таблицей для переменного тока, но при этом корректировать величины тока на 15% в сторону уменьшения, т.е. при постоянном токе справочные сечения кабеля могут пропускать тока на 15 % меньше, чем указано в таблице. Подобное правило также работает для выбора автоматических выключателей для сетей с постоянным током, например: для цепей с нагрузкой в 25А, нужно брать автомат на 15% меньшего номинала, в нашем случае подходит предыдущий типоразмер автомата — 20А.

Читайте также  Как рассчитать реактивную мощность генератора?

Удельное электрическое сопротивление некоторых металлов, применяемых в электротехнике

Металл Сопротивление, Ом·мм2/м
Серебро 0,015…0,0162
Медь 0,01724…0,018
Золото 0,023
Алюминий 0,0262…0,0295
Вольфрам 0,053…0,055
Цинк 0,059
Никель 0,087
Железо 0,098
Платина 0,107
Олово 0,12
Свинец 0,217…0,227

Внимание: это авторская статья, поэтому при использовании материала просьба делать ссылку на первоисточник.

Оleg Stolyarov

Источник: https://cabel.com.ua/articles/cable-cross-section/

Рассчитать максимальную нагрузку на кабель

Рассчитать максимальную нагрузку на кабель

Расчеты, выполненные самостоятельно вручную, не всегда являются точными для правильного определения длительно допустимых нагрузок на электрическую сеть.

Таблица нагрузок по сечению кабеля относится к категории уточненных расчетов, и позволяет грамотно определиться с выбором наружной или внешней проводки.

Сечение жилы

Жила кабельного изделия представляет собой токопроводящую медную или алюминиевую сердцевину провода, защищенную изолирующим материалом.

Номинальные показатели сечения жилы являются площадью поперечного сечения в токопроводящей части кабельного изделия, и указываются в маркировке на изоляции.

Самостоятельный расчет фактического сечения жилы актуален в нескольких ситуациях:

  • проверка кабельного изделия на соответствие фактических показателей сечения заявленным производителем;
  • оценка качественных и технических характеристик немаркированного кабельного изделия.

В некоторых случаях, определение сечения жилы является обязательным. Например, при замене старой электрической проводки с неизвестными параметрами.Стандартная формула для расчета сечения в круглых кабельных изделиях не более 10 мм2:

S= πD2/4

  • π — число «Пи», равное 3,14;
  • D — результаты замеров диаметра жилы в мм;
  • S — искомые показатели сечения кабельной жилы в мм2.

В многопроволочных кабельных изделиях замеряется сечение одной жилки, после чего результат умножается на количество всех элементов. Расчет сегментных кабелей является более сложным.

Расчет сечения однопроволочной проводной жилы осуществляется чаще всего посредством штангенциркуля, а многопроволочного кабельного изделия — микрометром.

Провод на основе разных материалов

Электрические кабельные изделия могут быть представлены проводами с алюминиевой или медной жилой. Второй вариант является более предпочтительным, что обусловлено меньшим сопротивлением и долговечностью. Однако именно алюминиевый кабель является более доступным по стоимости.

Кабель силовой алюминиевый 4-х жильный сечение 38 кв мм

Кабельное изделие состоит из нескольких основных элементов:

  • жилы — части, отвечающей за проведение электрического тока;
  • изоляции — защитной кабельной поверхности диэлектрического типа.

Монолитные жилы представлены одной проволокой, а составные — несколькими скрученными в пучок, что положительно сказывается на показателях их гибкости. Соединение основных элементов электрической проводки чаще всего осуществляется специальными зажимами — клеммами.

Медный тип

Неоспоримыми преимуществами кабельного изделия с жилой медного типа являются:

  • незначительные показатели электрического сопротивления;
  • высокий уровень гибкости;
  • механическая устойчивость;
  • пригодность для пайки и лужения;
  • легкость сварки и скручивания.

Окисленная поверхность на контактах обладает незначительными показателями переходного сопротивления, а в процессе монтажа и опрессовки нет необходимости смазывать поверхности, что облегчает работу с материалом. Самые популярные марки:

  • ПВ — одножильный провод с сечением 0,5-95 мм2;
  • ППВ — двух- или трёхжильный провод с сечением 0,75-4,0 мм2;
  • ПР — одножильный с сечением 0,75-120 мм2.

Самым главным недостатком проводки с медной жилой является высокая стоимость исходного материала, и соответственно всей кабельной продукции, содержащей медь.

Алюминиевый тип

Основные достоинства кабельного изделия с жилой алюминиевого типа представлены:

  • более низким весом монтируемой электрической проводки;
  • широким выбором и доступной стоимостью.

Следует отметить, что электрическая проводимость алюминия в полтора раза ниже, чем у медного кабеля, а аморфный по своим характеристикам материал в процессе длительной эксплуатации способен «вытекать» из обжимов.

Читайте также  Как рассчитать мощность генератора для дачи?

Алюминиевый кабель в изоляции

Со временем, алюминиевая поверхность окисляется, а результатом такого естественного процесса становится ощутимая потеря токовой проводимости. Самые популярные марки:

  • АПВ — одножильный провод с сечением 2,5-120 мм2;
  • АППВ — двух- или трёхжильный провод с сечением 2,5-6,0 мм2;
  • АПР — одножильный провод с сечением 2,5-120 мм2;
  • ПРН — одножильный провод с сечением 2,5-120 мм2.

Некоторые сложности возникают при монтаже алюминиевых кабельных изделий, что объясняется необходимостью применения газовой сварки и пайки с использованием флюсов и припоев.

Нагрузка

Проектирование и монтаж любой электрической схемы предполагает правильный выбор кабельного сечения с обязательным учетом величины максимального энергопотребления или нагрузки.

Измеряемое в мм2 или «квадратах» проводное сечение обладает разной наивысшей пропускной способностью в течение длительного времени, а также отличается периодом нагрева:

  • с алюминиевой жилой — 4,0 А;
  • с медной жилой — 10 А.

Например, энергозависимый потребитель, использующий 4 кВт или 4000 Вт в условиях однофазной сети 220 В, нуждается в силе тока, равной 4000 / 220 = 18,18 А + 15% , что обеспечивается проводом с медной жилой 2,0 мм2.

При использовании алюминиевого проводника, жила монтируемого кабельного изделия должна иметь толщину не менее 4,5-5,0 мм2.

Значения токовой нагрузки чаще всего определяются в соответствии с заявленной в паспорте изделия мощностью энергозависимых потребителей, а также согласно формуле: I = Р/220.

Таблица зависимости сечения провода от нагрузки

Наиболее востребованными и распространенными проводными показателями сечения, применяемыми в настоящее время на практике, являются площади кабельной жилы 0.75, 1.5, 2.5 и 4.0 мм2. При выборе сечения в зависимости от параметров нагрузки, целесообразно использовать стандартные табличные данные.

Сечение Открытая проводка Закрытая проводка
Алюминиевая жила Медная жила Алюминиевая жила Медная жила
Ток Мощность Ток Мощность Ток Мощность Ток Мощность
380 220 380 220 380 220 380 220
0,5мм2 11А 2,4В
0,75 мм2 15А 3,3В
1,0 мм2 17А 6,4В 3,7В 14А 5,3В 3,0В
1,5 мм2 23А 8,7В 5,0В 15А 5,7В 3,3В
2,0 мм2 21А 7,9В 4,6В 26А 9,8В 5,7В 14А 5,3В 3,0В 19А 7,2В 4,1В
2,5 мм2 24А 9,1В 5,2В 30А 11В 6,6В 16А 6,0В 3,5В 21А 7,9В 4,6В
4,0 мм2 32А 12В 7,0В 41А 15В 9,0В 21А 7,9В 4,6В 27А 10В 5,9В
6,0 мм2 39В 14В 8,5В 50А 19В 11В 26А 9,8В 5,7В 34А 12В 7,4В
10,0 мм2 60В 22В 13В 80А 30В 17В 38А 14В 8,3В 50А 19В 11В
16,0 мм2 75В 28В 16В 100А 38В 22В 55А 20В 12В 80А 30В 17В
25,0 мм2 105В 39В 23В 140А 53В 30В 65А 24В 14В 100А 38В 22В
35,0 мм2 130В 49В 28В 170А 64В 37В 75А 28В 16В 135А 51В 29В

Обязательным условием правильного выбора сечения жилы в силовых кабельных изделиях является учет величины максимально потребляемого в нагрузке тока.

Только качественные провода способны выдерживать достаточную нагрузку, поэтому при выборе нужно придавать значение маркировке, в которой содержится информация о ГОСТ и ТУ, заводе-изготовителе и типе кабельного изделия.

По всей длине кабельного изделия, непосредственно на изоляционном слое, производителем обязательно указываются марка провода и его сечение. При отсутствии информации даже об одном из перечисленных параметров от приобретения кабельного изделия рекомендуется отказаться.

Источник: https://1000eletric.com/rasschitat-maksimalnuyu-nagruzku-na-kabel/