Как найти сечение провода формула

Сечение провода (кабеля) по диаметру

Производители электрических проводов и кабелей маркируют свою продукцию, указывая характеристики поверх изоляции. Основная характеристика, которой придают значение потенциальные покупатели – это сечение проводников. В проводе может быть несколько проводников, о чем можно узнать, взглянув на маркировку. Например, на проводе или на кабеле указано 3х2,5 мм квадратных, при этом таких жил в проводе 3. В последнее время, когда производители начали активно экономить, информация может не соответствовать, указанным на проводе и сечение отличается в сторону уменьшения процентов на 20, а то и на 30. На самом деле, очень важно, чтобы информация соответствовала, так как уменьшение сечения проводников при определенных условиях может привести к негативным последствиям. Вооружившись подобной информацией, перед приобретением электрических проводов желательно точно определить сечение их жил.

Процесс измерения

Чтобы измерить толщину жилы электрического провода или кабеля, необходимо иметь штангенциркуль или микрометр любого типа. Измерения производят, сняв кусочек изоляции, хотя не всегда продавцы разрешают это сделать. Бывают случаи, когда продавцы предупреждают покупателей о том, что сечение, хотя и незначительно, но занижено. Зачастую это некритично, а иногда – критично. Измерив толщину провода (диаметр), по формуле легко определить сечение.

Если говорить о точности, то микрометр является более точным прибором. Если воспользоваться современными электронными приборами, то и штангенциркуль, и микрометр обладают приемлемыми характеристиками.

Если подобных приборов нет, то можно обойтись обычной линейкой и обычной отверткой. Чтобы осуществить измерения, придется зачистить приличный отрезок провода, избавив его от изоляции. После снятия изоляции на отвертку наматывается 10 витков провода. Почему 10? Да потому, что считать будет проще. Провод наматывается плотно виток к витку, без зазоров.

После намотки 10 витков на цилиндрическую основу, берется линейка и замеряется ширина намотки, после чего полученный результат делится на 10. Просто и удобно, а заодно и точно.

Определение диаметра провода при помощи линейки

Например, можно посчитать диаметр проводника, намотанного на цилиндрическое основание и представленного на изображении выше. В данном случае намотано 11 витков провода без изоляции. С помощью линейки определено, что длина намотки составляет 7,5 мм. После этого, 7,5 мм делится на 11 (количество витков). В результате получается 0,68 мм, что и соответствует диаметру жилы провода.

Формула определения сечения по диаметру

Как правило, проводники имеют круглую форму, хотя имеются проводники, которые отличаются другой формой. Чтобы рассчитать площадь круга (сечения проводника), можно воспользоваться двумя формулами: определить сечение по радиусу, что соответствует половине диаметра, а также по диаметру.

Определяем сечение провода по диаметру: формула

Для примера, можно определить сечение проводника по данным, полученным ранее: 0,68 мм. Если воспользоваться формулой определения по радиусу, то сначала необходимо определить этот радиус. Для этого толщину 0,68 мм следует разделить на 2 и получается 0,34 мм.

S = π * R2 = 3,14 * 0,342 = 0,36 мм2

В первую очередь возводится в квадрат радиус (0,34 мм), а затем полученный результат умножается на постоянное значение (3,14). В результате расчетов получается, что сечение жилы провода составляет 0, 36 мм квадратных. Такой тонкий провод в силовых сетях не применяется.

Расчеты в зависимости от диаметра, осуществляются несколько по-другому, но результат должен получиться одинаковым. В данном случае значение 0,68 мм используется в том виде, в котором оно получено (то есть, оно не делится).

Расчеты осуществляются в следующем порядке: диаметр провода (0,68) умножается на 3,14. Полученный результат (1,451936) делится на 4 и получается 0,362984. Если значение округлить, то получается такое же сечение (0,36 мм квадратных).

S = π/4 * D2 = 3.14/4 * 0,682 = 0,785 * 0,4624 = 0,36 мм2

Если взять за основу полученные результаты, то можно смело пользоваться двумя способами определения: значительной разницы не должно быть.

Таблица определения сечения проводов в зависимости от их диаметра

Не всегда есть возможность при покупке правильно рассчитать, какое на самом деле сечение жил проводниковой и кабельной продукции. Чтобы определить, как можно быстрее и проще, можно воспользоваться специальной таблицей, в которую занесены диаметры проводов и их сечения.

Пользоваться таблицей достаточно просто, тем более, что на выпускаемой продукции имеется маркировка. Зная реалии современной жизни, не лишним будет проверить, соответствуют ли реальные характеристики заявленным.

Работа с таблицей

В первую очередь необходимо взять таблицу с собой в магазин. Во-вторых, необходимо измерить толщину жилы провода любым (представленным выше) способом. После этого показания сравниваются с таблицей. Если результаты (хотя возможна погрешность) близки по значению, с указанными в таблице, то можно смело говорить о качестве проводниковой и кабельной продукции.

Заявленные размеры далеко не всегда соответствуют реальным

Если значения существенно различаются (процентов на 20), то можно говорить о том, что производитель либо безответственный, либо экономит на материалах. Естественно, что стоит говорить о некачественной продукции, и ее лучше не покупать.

О качестве продукции может говорить ее стоимость. Чем качественная продукция, изготовленная по технологии, с соблюдением требований, то такой продукт всегда стоит дороже. Здесь, как и в любых других случаях, не следует экономить, поскольку от качества кабельной и проводниковой продукции зависит наша с Вами безопасность.

Приобретая провод или кабель, следует визуально осмотреть изоляционное покрытие. Как правило, у дешевой продукции, у которой занижено сечение проводников, может быть занижена и толщина изоляционной оболочки. В таком случае рассчитывать на длительную и надежную работу электрической проводки в доме не приходится.

Определение сечения многожильных проводников

Сечение многожильного провода считается аналогично

Существуют одножильные проводники, которые более жесткие и многожильные, которые характеризуются повышенной гибкостью. Многожильные проводники состоят из нескольких более тонких проводников, скрученных в одну жилу. Как же определяется сечение многожильных проводников? Да так же, как и одножильных, с разницей лишь в том, что необходимо измерить толщину (диаметр) одной жилы, а затем полученный результат умножить на количество тонких проводников. Полученный результат и будет отражать реальное значение. Здесь главное – это воспользоваться точным измерительным прибором.

Расчёт сечения кабеля по мощности и току: как правильно рассчитать проводку

Подсчитав нагрузку и определившись с материалом (медь), рассмотрим пример расчета сечения проводов для отдельных групп потребителей, на примере двухкомнатной квартиры.

Как известно, вся нагрузка делится на две группы: силовую и осветительную.

В нашем случае основной силовой нагрузкой будет розеточная группа, установленная на кухне и в ванной. Так как там устанавливается наиболее мощная техника (электрочайник, микроволновка, холодильник, бойлер, стиральная машина и т.п.).

Для этой розеточной группы выбираем провод сечением 2.5мм2. При условии, что силовая нагрузка будет разбросана по разным розеткам. Что это значит? Например, на кухне для подключения всей бытовой техники нужно 3-4 розетки подключенных медным проводом сечением 2.5 мм2 каждая.

Если вся техника подключается через одну единственную розетку, то сечения в 2.5 мм2 будет недостаточно, в этом случае нужно использовать провод сечением 4-6 мм2. В жилых комнатах для питания розеток можно использовать провод сечением 1.5 мм2, но окончательный выбор нужно принимать после соответствующих расчетов.

Питание всей осветительной нагрузки выполняется проводом сечением 1.5 мм2.

Необходимо понимать, что мощность на разных участках электропроводки будет разной, соответственно и сечение питающих проводов тоже разным. Наибольшее его значение будет на вводном участке квартиры, так как через него проходит вся нагрузка. Сечение вводного питающего провода выбирают 4 – 6 мм2.

При монтаже электропроводки применяют провода и кабели марки ПВС, ВВГнг, ППВ, АППВ.

Выбор сечения кабеля по мощности

Вот мы добрались и до сути нашей статьи. Однако всё, что было выше, упускать нельзя, а значит и мы умолчать не могли.

Если попытаться изложить мысль логично и по-простому, то через каждое условное сечение проводника может пройти ток определенной силы. Заключение это вполне логичное и теперь лишь осталось узнать эти соотношения и соотнести для разных диаметров провода, исходя из его типоряда.

Также нельзя умолчать, что здесь, при расчете сечения по току, в «игру вступает» и температура. Да, это новая составляющая – температура. Именно она способна повлиять на сечение. Как и почему, давайте разбираться.

Все мы знаем о броуновском движении. О постоянном смещении ионов в кристаллической решетке. Все это происходит во всех материалах, в том числе и в проводниках. Чем выше температура, тем больше будут эти колебания ионов внутри материала. А мы знаем, что ток — это направленное движение частиц.

Так вот, направленное движение частиц будет сталкиваться в кристаллической решетке с ионами, что приведет к повышению сопротивления для тока.

Чем выше температура, тем выше электрическое сопротивление проводника. Поэтому по умолчанию, сечение провода для определенного тока принимается при комнатной температуре, то есть при 18 градусах Цельсия. Именно при этой температуре приведены все справочные значения в таблицах, в том числе и наших.

Несмотря на то, что алюминиевые провода мы не рассматриваем в качестве проводов для электропроводки, по крайней мере, в квартире, тем не менее, они много где применяются. Скажем для проводки на улице. Именно поэтому мы также приведем значения зависимостей сечения и тока и для алюминиевых проводов.

Итак, для меди и алюминия будут следующие показатели зависимости сечения провода (кабеля) от тока (мощности). Смотрите таблицу.

Таблица проводников под допустимый максимальный ток для их использования в проводке:

С 2001 года алюминиевые провода для проводки в квартирах не применяются. (ПЭУ)

Да, здесь как заметил наш читатель, мы фактически не привели расчета, а лишь предоставили справочные данные, сведенные в таблицу, на основании этих расчетов. Но смеем вас замерить, что для расчетов необходимо перелопатить множество формул, и показателей. Начиная от температуры, удельного сопротивления, плотности тока и тому подобных.

Поэтому такие расчеты мы оставим для спецов. При этом необходимо заметить, что и они не являются окончательными, так как могут незначительно разнится, в зависимости от стандарта на материал и запаса провода по току, применяемого в разных странах.

А вот о чем мы еще хотели бы сказать, так это о переводе сечения провода в диаметр. Это необходимо, когда имеется провод, но по каким-то причинам маркировки на нем нет. В этом случае по диаметру провода можно вычислить сечения и наоборот из сечения диаметр.

Расчет сечения кабеля

Вычисление выбора сечения происходит по определенным алгоритмам.

Что необходимо для расчета по нагрузке и мощности

Расчет ведется за 2 этапа: для начала высчитывается суммарная мощность приборов, после чего происходит выбор сечения кабеля по мощности.

Это требует получения предварительных показателей:

1. Расчет суммарной мощности приборов, подключаемых к сети. Прежде всего, это стационарно: постоянно или часто, работающие устройства: холодильник, электроплита, чайник, освещение, у многих – компьютер. Следует учитывать также более редко подключаемые электроприборы: утюг, пылесос, фен, кондиционер и другие.
2. Выяснение штатного напряжения сети: 220 в или 380 в.
3. Определение, какой материал использован для сердечника. Медь или алюминий.
4. Проектирование варианта проводки: скрытая, поверхностная.

На 1 шаге вычисляется сумма мощностей ΣP = (P₁ + Р₂ + … + Рₙ) · Кс · Кз.

Кс – коэфф. спроса, он показывает насколько вероятно подключение всех в один и тот же отрезок времени, Кз – коэфф. запаса. Учитывает добавление новых устройств.

Выбор сечения кабеля по мощности

На 2ом этапе делается подбор кабеля по подходящему сечению по параметру мощности.

Удобно использовать таблицу из Правил — ПУЭ. В нее сведены показатели по типу проводки, материалам электропроводящих жил и др.

В Таблице ПУЭ можно определять сечение кабеля по мощности.

Соотношение тока и сечения

Вышеописанная таблица из ПУЭ позволяет проанализировать, как нагрузки соотносятся с площадью сечения. Нагрузка выражена в силе тока исходя из пересчета на одножильный вариант.

Расчет сечения кабеля по току происходит раздельно для сети в 220 в и для трехфазной в 380 в.

Таблица представляет виды кабеля с распространенными вариантами изоляции – резиновой и полимерной. Для бумажных изолирующих слоев, а также неизолированных проводов, есть всои таблицы соотношения сечения и силы тока.

При выборе проводится корректировка с использованием поправочных коэффициентов, связанных с местом проводов в блоке, с тепловыми нагрузками, с различным числом рядом расположенных кабелей и т.д.

Правила расчета по длине

Предварительная информация, нужная в подсчетах:

1. Метраж провода. Обозначение длины — L.
2. Удельное сопротивление металла, это зависит от того, что за провода задействуются. Обозначение – ρ. Измеряется в Ом/мм2·м:
3. Номинальная сила тока. Обозначается – I. Измеряется в А.

I = (P · Кс) / (U · cos ϕ)

P – суммарная мощность. Измеряется в ваттах. U – 220. Единица измерения – Вольты. Кс – коэфф. спроса. cos φ – 1 для бытовых приборов

Учитывается такой показатель, как потеря напряжения по длине. Он не может выходить за пределы 5%.

Эта схема просчета сечения кабеля по длине приведена для случаев одножильных проводов. Их еще называют однопроволочными или «монолитами». Если же работа идет с многожильными вариантами, длину следует считать, суммируя длины всех жил.

Для расчета сечения промеряют провод, применив какой-либо из трех методов, описанных ранее в соответствующем разделе.

Расчет сечения медных проводов и кабелей

Нужно учитывать ряд показателей. Пожалуй, наиболее ответственный из них — материал, использованный при производстве проводников. Нагрузка по потребляемой мощности существенно различается.

Сечение медного провода по мощности можно установить по таблицам ПУЭ. Для кабеля с медным сердечником.

Расчет сечения алюминиевых проводов и кабелей

Для алюминиевых токопроводящих сердечников подсчеты проводятся аналогично медным проводникам. Различия определяются свойствами металлов.

Таблица ПУЭ. Для кабеля с алюминиевым сердечником.

Таблица выбора сечения алюминиевого кабеля по току и мощности

Сечение токопро водящей жилы, мм2	Алюминивые жилы проводов и кабелей
Напряжение, 220 В	Напряжение, 380 В
ток, А	мощность, кВт	ток, А	мощность, кВт
2,5	20	4,4	19	12,5
4	28	6,1	23	15,1
6	36	7,9	30	19,8
10	50	11,0	39	25,7
16	60	13,2	55	36,3
25	85	18,7	70	46,2
35	100	22,0	85	56,1
50	135	29,7	110	72,6
70	165	36,3	140	92,4
95	200	44,0	170	112,2
120	230	50,6	200	132,0

Пример выбора сечения кабеля

Допустим у нас нагрузка в P=5 кВт и нам нужно определить требуемое сечения медного кабеля. Напряжение сети U=220 В. Для активной нагрузки по закону Ома находим ток протекающий по кабелю: I=P/U=5000/220=22.72 А

По таблицы для медного кабеля, напряжения 220 В и току более 22.72 А находим что сечение провода должно быть 2.5 мм2

Таблица допустимых длительных длительных токов для проводов и кабелей при прокладке в воздухе и в земле для прямоугольного и квадратного сечения представлена ниже.

№	Число жил, сечение мм. Кабеля (провода)	Наружный диаметр мм.	Диаметр трубы мм.	Допустимый длительный ток (А) для проводов и кабелей при прокладке:	Допустимый длительный ток для медных шин прямоугольного сечения (А) ПУЭ
ВВГ	ВВГнг	КВВГ	КВВГЭ	NYM	ПВ1	ПВ3	ПВХ (ПНД)	Мет.тр. Ду	в воздухе	в земле	Сечение, шины мм	Кол-во шин на фазу
1	1х0,75	2,7	16	20	15	15	1	2	3
2	1х1	2,8	16	20	17	17	15х3	210
3	1х1,5	5,4	5,4	3	3,2	16	20	23	33	20х3	275
4	1х2,5	5,4	5,7	3,5	3,6	16	20	30	44	25х3	340
5	1х4	6	6	4	4	16	20	41	55	30х4	475
6	1х6	6,5	6,5	5	5,5	16	20	50	70	40х4	625
7	1х10	7,8	7,8	5,5	6,2	20	20	80	105	40х5	700
8	1х16	9,9	9,9	7	8,2	20	20	100	135	50х5	860
9	1х25	11,5	11,5	9	10,5	32	32	140	175	50х6	955
10	1х35	12,6	12,6	10	11	32	32	170	210	60х6	1125	1740	2240
11	1х50	14,4	14,4	12,5	13,2	32	32	215	265	80х6	1480	2110	2720
12	1х70	16,4	16,4	14	14,8	40	40	270	320	100х6	1810	2470	3170
13	1х95	18,8	18,7	16	17	40	40	325	385	60х8	1320	2160	2790
14	1х120	20,4	20,4	50	50	385	445	80х8	1690	2620	3370
15	1х150	21,1	21,1	50	50	440	505	100х8	2080	3060	3930
16	1х185	24,7	24,7	50	50	510	570	120х8	2400	3400	4340
17	1х240	27,4	27,4	63	65	605	60х10	1475	2560	3300
18	3х1,5	9,6	9,2	9	20	20	19	27	80х10	1900	3100	3990
19	3х2,5	10,5	10,2	10,2	20	20	25	38	100х10	2310	3610	4650
20	3х4	11,2	11,2	11,9	25	25	35	49	120х10	2650	4100	5200
21	3х6	11,8	11,8	13	25	25	42	60	Допустимый длительный ток для медных шин прямоугольного сечения (А) Schneider Electric IP30
22	3х10	14,6	14,6	25	25	55	90
23	3х16	16,5	16,5	32	32	75	115
24	3х25	20,5	20,5	32	32	95	150
25	3х35	22,4	22,4	40	40	120	180	Сечение, шины мм	Кол-во шин на фазу
26	4х1	8	9,5	16	20	14	14	1	2	3
27	4х1,5	9,8	9,8	9,2	10,1	20	20	19	27	50х5	650	1150
28	4х2,5	11,5	11,5	11,1	11,1	20	20	25	38	63х5	750	1350	1750
29	4х50	30	31,3	63	65	145	225	80х5	1000	1650	2150
30	4х70	31,6	36,4	80	80	180	275	100х5	1200	1900	2550
31	4х95	35,2	41,5	80	80	220	330	125х5	1350	2150	3200
32	4х120	38,8	45,6	100	100	260	385	Допустимый длительный ток для медных шин прямоугольного сечения (А) Schneider Electric IP31
33	4х150	42,2	51,1	100	100	305	435
34	4х185	46,4	54,7	100	100	350	500
35	5х1	9,5	10,3	16	20	14	14
36	5х1,5	10	10	10	10,9	10,3	20	20	19	27	Сечение, шины мм	Кол-во шин на фазу
37	5х2,5	11	11	11,1	11,5	12	20	20	25	38	1	2	3
38	5х4	12,8	12,8	14,9	25	25	35	49	50х5	600	1000
39	5х6	14,2	14,2	16,3	32	32	42	60	63х5	700	1150	1600
40	5х10	17,5	17,5	19,6	40	40	55	90	80х5	900	1450	1900
41	5х16	22	22	24,4	50	50	75	115	100х5	1050	1600	2200
42	5х25	26,8	26,8	29,4	63	65	95	150	125х5	1200	1950	2800
43	5х35	28,5	29,8	63	65	120	180
44	5х50	32,6	35	80	80	145	225
45	5х95	42,8	100	100	220	330
46	5х120	47,7	100	100	260	385
47	5х150	55,8	100	100	305	435
48	5х185	61,9	100	100	350	500
49	7х1	10	11	16	20	14	14
50	7х1,5	11,3	11,8	20	20	19	27
51	7х2,5	11,9	12,4	20	20	25	38
52	10х1	12,9	13,6	25	25	14	14
53	10х1,5	14,1	14,5	32	32	19	27
54	10х2,5	15,6	17,1	32	32	25	38
55	14х1	14,1	14,6	32	32	14	14
56	14х1,5	15,2	15,7	32	32	19	27
57	14х2,5	16,9	18,7	40	40	25	38
58	19х1	15,2	16,9	40	40	14	14
59	19х1,5	16,9	18,5	40	40	19	27
60	19х2,5	19,2	20,5	50	50	25	38
61	27х1	18	19,9	50	50	14	14
62	27х1,5	19,3	21,5	50	50	19	27
63	27х2,5	21,7	24,3	50	50	25	38
64	37х1	19,7	21,9	50	50	14	14
65	37х1,5	21,5	24,1	50	50	19	27
66	37х2,5	24,7	28,5	63	65	25	38

Комментарии

Андрей 27.02.2018 08:09 Таблицы не всегда есть под рукой, поэтому вношу поправку к данной статье о подборе сечения провода. Формула I=P/U=I/s*15%; где s- сопротивление10 ампер на 1квадрат, а 15% — это погрешность на ГОСТ и реактивную мощность.

Обновить список комментариев

Способы расчета

В данной статье мы не будем рассматривать вопрос создания схемы электрической сети и разделения потребителей на группы. Достаточно отметить, что в наши дни общепринятым считается схема, когда приборы с большой потребляемой мощностью выносятся на отдельную линию друг от друга, а также групп розеток и осветителей. Поэтому для них, как правила, используются более толстые провода.

А для того чтобы выбрать рассчитать сечение провода для квартиры обращаются к нескольким способам:

• по таблице соответствия нагрузки к толщине жилы;
• по длине (с помощью формулы);
• по потребляемой мощности;
• по другим рабочим показателям (напряжению или току).

С помощью формулы

Сечением кабеля называют площадь поперечного среза токопроводящей жилы. Если для подачи фазы используется многожильный кабель, то за сечение принимается сумма этих площадей.

Чтобы найти расчетную величину сечения кабеля можно выразить её из формулы сопротивления провода, согласно которой:

Здесь p означает удельное сопротивление, l – длину провода, а S – его площадь в поперечнике. Вспоминаем, что площадь круга равна квадрату его диаметра, умноженному на 0,758 (S = 0,758d2). При известном значении толщины провода (то есть диаметра поперечного круга), приводим формулу к следующему виду:

R= (p*l)/(0,758*d^2 )
d – диаметр жилы

Значение p зависит от металла, из которого сделан провод, его величину можно узнать в справочниках.

С помощью данной формулы мы можем узнать, на какое предельное сопротивление рассчитан провод той или иной толщины, то есть определить безопасную нагрузку, и использовать эту информацию для проектирования домашней электросети. Стоит признать, что этот способ расчета сечения относительно сложен и громоздок, особенно если в квартире будет разводиться много линий питания с разной потребляемой мощностью. Мы приводим его здесь для более полного понимания того, как происходит расчет. Тем более, рабочие характеристики всех типов проводов давно известны, а значит можно не мучиться (и избежать возможных ошибок), а воспользоваться уже известными данными, сведенными в удобную таблицу.

С помощью таблицы

Таблица нагрузок и кабелей, соответствующих её величине, является гораздо более удобным способом найти расчетную площадь сечения. Самым главным показателем в данной таблице является сопротивление материала проводов. Электрические кабели чаще всего изготавливаются из меди и алюминия. Вторые обладают более низкими рабочими характеристиками и по этой причине в последнее время все чаще отвергаются профессионалами как менее безопасные и надежные. Несмотря на это, алюминиевые провода по-прежнему очень часто используются в домашних электросетях. Поэтому таблица ПЭУ (правил электротехнических установок) для выбора сечения содержит колонки со значениями для обоих металлов.

В приведенной таблице расчетная площадь сечения находится по току и мощности, поскольку эти два параметра взаимосвязаны и вычисляются по общей формуле. Очевидно, что она гораздо удобнее способа, описанного ранее – нет необходимости производить сложные вычисления, исходя из диаметра жил. Здесь достаточно знать общую нагрузку, которая будет подаваться на провода, и сразу увидеть, какой должна быть их толщина. Помните, что в целях безопасности и обеспечения надежности следует всегда округлять величину поперечного сечения в большую сторону.

Влияние рабочих параметров на расчет

Чтобы определить, какой толщины должен быть кабель для прокладывания функциональной и безопасной проводки, можно ориентироваться на основные рабочие показатели электрической сети (напряжение, сила тока, потребляемая мощность). Однако каждый из этих способов имеет небольшие особенности, которые необходимо учитывать. Рассмотрим их по отдельности.

Напряжение

При расчете сечения кабеля по напряжению ключевое значение имеет тип сети по количеству фаз. Как мы знаем, стандартная бытовая сеть имеет 1 силовую фазу с напряжением 220 вольт, а в производственной деятельности и на высоконагруженных объектах применяется трехфазная сеть – с напряжением 380 вольт. Отличается и строение силового кабеля:

• в однофазном – 3 жилы: фаза, ноль, заземление;
• в трехфазном – 5 жил: 3 фазы, ноль, заземление.

Это накладывает определенные особенности на монтаж электросети, связанные с разводкой питания на автоматы и выделенные линии. К примеру, от силового щитка частного дома идет одна ветка для освещения и подачи электроэнергии в гараж, потребляемая мощность которого составляет 18 киловатт. И именно здесь возникает различие:

• В однофазной сети кабель будет принимать на себя всю нагрузку ветви, равную 18 кВт. То есть при использовании медного провода его сечение должно быть равно 16 или 25 мм2 (для скрытой и отрытой проводки).
• В трехфазной сети кабель будет состоять из трех питающих жил, каждая их которых будет находиться под нагрузкой в 6,6 кВт. То есть площадь сечения каждой из них может составлять 1 мм2, а суммарная – 3мм2.

Например, мы прокладываем электрическую сеть в квартире, подключенной к однофазной сети с напряжением 220В. Для питания электроплиты с номинальной мощностью в 5 кВт от распределительного щитка будет проведена отдельная ветка с автоматикой. Согласно таблице для этого нужно использовать медный кабель с площадью сечения в 2,5 мм2. Алюминиевые провода для питания таких устройств лучше не использовать совсем – их свойства могут изменить в худшую сторону под воздействием сильной нагрузки.

Сила тока

Чтобы узнать, какие провода подойдут для использования на определенном участке цепи, можно провести расчеты по силе тока. Некоторые электрики в данной ситуации производят примерный расчет, считая, что на один квадратный миллиметр сечения должно приходиться 10А тока, однако такой способ не слишком точен, поскольку подходит только для однофазных сетей и кабелей с площадью сечения до 6 мм2. Поэтому мы рассмотрим, как правильно и точно выбрать кабель исходя из величины номинального тока.

Чаще всего на корпусе электроприборов или в технической документации указывается их номинальная мощность, с помощью которой мы можем вычислить мощность и, следовательно, нагрузку. Сложив токовые нагрузки всех электроприборов, получим суммарную мощность. Исходя из этой величины, надо будет выбирать провод. Например, в участок сети включены две ламы мощностью по 100Вт и четыре – по 40Вт, а также 1200Вт микроволновка и 2200Вт электрический чайник. Суммарная мощность нагрузки в такой цепи составит 3760Вт или 3,76 кВт. Для расчета сечения кабеля понадобится стандартная формула нахождения силы тока.

P – сопротивление (общая мощность); U – напряжение сети; I – сила тока

I= 3760Вт/220В= 17,09 А

Токовая нагрузка на нашем участке сети составляет 17,09А. В выборе подходящего кабеля нам поможет таблица нагрузок, использовавшаяся в способах выше. Обращаемся к ней и видим, что в однофазной сети с напряжением в 220В можно использовать медный кабель с сечением 1,5 мм2 или алюминиевый с сечением 2,5 мм2. Для сети с напряжением 380В эти показатели аналогичны – существенная разница в требуемой толщине кабелей между трех- и двухфазными сетями становится заметной только при нагрузке выше 25А.

Не забывайте, что выбор проводников по длительно допустимому току необходимо производить с округлением в большую сторону. Если, например, суммарная нагрузка составляет 22,5 А, следует брать кабель с сечением не ниже этого значения. Согласно таблице это будет 2,5 мм2 для медных проводов и 4 мм2 – для алюминиевых. Такое соотношение закономерно для двух этих материалов, так как медь обладает более высокой пропускной способностью.

Сечение кабеля

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 1,5-2,5 мм², 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.

При прокладке кабеля в трубе (т.е. в любых закрытых пространствах) 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.

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).

Таблица нагрузок по сечению кабеля:

Сечение кабеля, мм²	Проложенные открыто	Проложенные в трубе
медь	алюминий	медь	алюминий
ток, А	мощность, кВт	ток, А	мощность, кВт	ток, А	мощность, кВт	ток, А	мощность, кВт
220В	380В	220В	380В	220В	380В	220В	380В
0.5	11	2.4
0.75	15	3.3
1	17	3.7	6.4	14	3	5.3
1.5	23	5	8.7	15	3.3	5.7
2.5	30	6.6	11	24	5.2	9.1	21	4.6	7.9	16	3.5	6
4	41	9	15	32	7	12	27	5.9	10	21	4.6	7.9
6	50	11	19	39	8.5	14	34	7.4	12	26	5.7	9.8
10	80	17	30	60	13	22	50	11	19	38	8.3	14
16	100	22	38	75	16	28	80	17	30	55	12	20
25	140	30	53	105	23	39	100	22	38	65	14	24
35	170	37	64	130	28	49	135	29	51	75	16	28

Для самостоятельного расчета необходимого сечение кабеля, например, для ввода в дом, можно воспользоваться кабельным калькулятором или выбрать необходимое сечение по таблице.

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 кабели 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.

Открытая и закрытая прокладка проводов

В зависимости от размещения проводка делится на 2 вида:

• закрытая;
• открытая.

Сегодня в квартирах монтируют скрытую проводку. В стенах и потолках создаются специальные углубления, предназначенные для размещения кабеля. После установки проводников углубления штукатурят. В качестве проводов используют медные. Заранее всё планируется, т. к. со временем для наращивания электропроводки или замены элементов придется демонтировать отделку. Для скрытой отделки чаще используют провода и кабели, у которых плоская форма.

При открытой прокладке провода устанавливают вдоль поверхности помещения. Преимущества отдают гибким проводникам, у которых круглая форма. Их легко установить в кабель-каналы и пропустить сквозь гофру. Когда рассчитывают нагрузку на кабель, то учитывают способ укладки проводки.

Площадь сечения провода. Таблицы и формулы.

В этой статье разберемся с понятием “площадь сечения” и проанализируем справочные данные. Выбору площади поперечного сечения проводов (иначе говоря, толщины) уделяется большое внимание на практике и в теории. Ведь от площади сечения зависит сопротивление 1 метра провода, а значит — максимальный ток, ограниченный температурой нагрева, и падение напряжения на данном участке провода.

Расчет сечения провода

Строго говоря, понятие “толщина” для провода используется в разговорной речи, а более научные термины – диаметр и площадь сечения. На практике толщину провода всегда характеризуют площадью сечения.
Рассчитать сечение провода на практике можно очень просто. Зная диаметр (например, измерив его штангенциркулем), можно легко вычислить площадь сечения по формуле

S – площадь сечения провода, мм2
π – 3,14
D – диаметр токопроводящей жилы провода, мм. Его можно измерить, например, штангенциркулем.
Формулу площади сечения провода можно записать в более удобном виде: S = 0,8 D².

Поправка. Откровенно говоря, 0,8 – округленный коэффициент. Более точная формула: π (1/2)² = π / 4 = 0,785

Рассмотрим только медный провод, поскольку в 90% в электропроводке и электромонтаже применяется именно он. Преимущества медных проводов перед алюминиевыми – удобство в монтаже, долговечность, меньшая толщина (при том же токе).

Но с ростом диаметра (площади сечения) высокая цена медного провода съедает все его преимущества, поэтому алюминий в основном применяют там, где ток превышает значение 50 Ампер. В данном случае используют кабель с алюминиевой жилой 10 мм2 и толще.

Площадь сечения проводов измеряется в квадратных миллиметрах. Самые распространенные на практике (в бытовой электрике) площади сечения: 0,75, 1,5, 2,5, 4 мм2

Есть и другая единица измерения площади сечения (толщины) провода, применяемая в основном в США, – система AWG. Есть таблица сечений проводов по системе AWG и перевод из AWG в мм2.

При выборе площади сечения проводов следует руководствоваться тремя основными принципами.

1. Площадь сечения провода (иначе говоря, его толщина) должна быть достаточной для прохождения через него электрического тока. Достаточной – это означает, что при прохождении максимально возможного в данном случае тока нагрев провода будет допустимым (как правило, не более 60 С)
2. Сечение провода должно быть достаточным, чтобы падение напряжения на нём не превышало допустимое значение. Это особенно актуально для длинных кабельных линий (десятки и сотни метров) и больших токов.
3. Толщина провода и его защитная изоляция должна обеспечивать его механическую прочность, а значит надежность.

Например, для питания люстры в гостиной используются лампочки с суммарной потребляемой мощностью 100 Вт (ток чуть более 0,5 А). Вроде бы, вполне достаточно проводов с площадью сечения 0,5 мм2? Но какой электрик в здравом уме будет закладывать такой провод в потолочную плиту? В данном случае как правило применяют 1,5 мм2.

На самом деле, выбор толщины провода зависит от одного параметра – максимальной рабочей температуры. При превышении этой температуры провод и изоляция на нём начнут плавиться и разрушаться. Иначе говоря, максимальный рабочий ток для провода с определенным сечением ограничивается только максимальной его рабочей температурой. И временем, которое сможет проработать провод в таких условиях.

Ниже дана общеизвестная таблица сечения проводов для подбора площади сечения медных проводов в зависимости от тока. Исходные данные – площадь сечения проводника.

Максимальный ток для разной толщины медных проводов

(Данные из таблицы 1.3.4 ПУЭ)

Выделены номиналы проводов, используемых в бытовой электрике. “Один двужильный” – это кабель с двумя проводами, один из них – Фаза, другой – Ноль. То есть, это однофазное питание нагрузки. “Один Трехжильный” – это при трехфазном питании.

Эта таблица показывает, при каких токах и в каких условиях можно эксплуатировать провод данного сечения.

Животрепещущий пример из практики – если на розетке написано “Max.16A”, то можно для этой одной розетки проложить провод сечением 1,5мм2. Но обязательно защитить розетку автоматическим выключателем на ток не более 13А, а лучше – 10А.

В таблице одножильный провод – означает, что рядом (на расстоянии менее 5 диаметров провода) не проходит больше никаких проводов. Двужильный провод – два провода рядом, как правило, в одной общей изоляции. Это более тяжелый тепловой режим, поэтому максимальный ток меньше. И чем больше проводов в кабеле или пучке, тем меньше должен быть максимальный ток для каждого проводника из-за возможного взаимного нагрева.

Эту таблицу я считаю не совсем удобной для практики. Ведь чаще всего исходный параметр – это мощность потребителя электроэнергии, а не ток, и исходя из этого нужно выбирать провод.

Как найти ток, зная мощность? Нужно мощность Р (Вт) поделить на напряжение (В), и получим ток (А):I = P/U
Как найти мощность, зная ток? Нужно ток (А) умножить на напряжение (В), получим мощность (Вт):P = I U
Эти формулы – для случая активной нагрузки (потребители в жилах помещениях, типа лампочек и утюгов). Для реактивной нагрузки обычно используется коэффициент от 0,7 до 0,9 (в промышленности, где работают мощные трансформаторы и электродвигатели).

Предлагаю вам вторую таблицу, в которой исходные параметры – потребляемый ток и мощность, а искомые величины – сечение провода и ток отключения защитного автоматического выключателя.

Выбор толщины провода и автоматического выключателя, исходя из потребляемой мощности и тока

Ниже – таблица выбора сечения провода, исходя из известной мощности или тока. А в правом столбце – выбор автоматического выключателя, который ставится в этот провод.
Таблица 2

Красным цветом выделены критические случаи, в которых лучше перестраховаться и не экономить на проводе, выбрав провод потолще, чем указано в таблице. А ток автомата – поменьше.

Глядя в табличку, можно легко выбрать сечение провода по току, либо сечение провода по мощности.

А также – выбрать автоматический выключатель под данную нагрузку.

В этой таблице данные приведены для следующего случая.

• Одна фаза, напряжение 220 В
• Температура окружающей среды +30 С
• Прокладка в воздухе или коробе (в закрытом пространстве)
• Провод трехжильный, в общей изоляции (кабель)
• Используется наиболее распространенная система TN-S с отдельным проводом заземления
• Достижение потребителем максимальной мощности – крайний, но возможный случай. При этом максимальный ток может действовать длительное время без отрицательных последствий.

Если температура окружающей среды будет на 20 С выше, или в жгуте будет несколько кабелей, то рекомендуется выбрать большее сечение (следующее из ряда). Особенно это касается тех случаев, когда значение рабочего тока близко к максимальному.

Вообще, при любых спорных и сомнительных моментах, например

• возможное в будущем увеличение нагрузки
• большие пусковые токи
• большие перепады температур (электрический провод на солнце)
• пожароопасные помещения

нужно либо увеличивать толщину проводов, либо более детально подойти к выбору – обратиться к формулам, справочникам. Но, как правило, табличные справочные данные вполне пригодны для практики.

Расчет сечения кабеля: зачем он необходим и как правильно выполнить

Самое уязвимое место в сфере обеспечения квартиры или дома электрической энергией – это электропроводка. Во многих домах продолжают использовать старую проводку, не рассчитанную на современные электроприборы. Нередко подрядчики и вовсе стремятся сэкономить на материалах и укладывают провода, не соответствующие проекту. В любом из этих случаев необходимо сначала сделать расчет сечения кабеля, иначе можно столкнуться с серьезными и даже трагичными последствиями.

Для чего необходим расчет кабеля

В вопросе выбора сечения проводов нельзя следовать принципу «на глаз». Протекая по проводам, ток нагревает их. Чем выше сила тока, тем сильнее происходит нагрев. Эту взаимосвязь легко доказать парой формул. Первая из них определяет активную силу тока:

где I – сила тока, U – напряжение, R – сопротивление.

Из формулы видно: чем больше сопротивление, тем больше будет выделяться тепла, т. е. тем сильнее проводник будет нагреваться. Сопротивление определяют по формуле:

где ρ – удельное сопротивление, L – длина проводника, S – площадь его поперечного сечения.

Чем меньше площадь поперечного сечения проводника, тем выше его сопротивление, а значит выше и активная мощность, которая говорит о более сильном нагреве. Исходя из этого, расчет сечения необходим для обеспечения безопасности и надежности проводки, а также грамотного распределения финансов.

Что будет, если неправильно рассчитать сечение

Без расчета сечения проводника можно столкнуться с одной из двух ситуаций:

• Слишком сильный перегрев проводки. Возникает при недостаточном диаметре проводника. Создает благоприятные условия для самовозгорания и коротких замыканий.
• Неоправданные затраты на проводку. Такое происходит в ситуациях, когда были выбраны проводники избыточного диаметра. Конечно, опасности здесь нет, но кабель большего сечения стоит дороже и не столь удобен в работе.

Что еще влияет на нагрев проводов

Из формулы (2) видно, что сопротивление проводника зависит не только от площади поперечного сечения. В связи с этим на его нагрев будут влиять:

• Материал. Пример – у алюминия удельное сопротивление больше, чем у меди, поэтому при одинаковом сечении проводов медь будет нагреваться меньше.
• Длина. Слишком длинный проводник приводит к большим потерям напряжения, что вызывает дополнительный нагрев. При превышении потерь уровня 5% приходится увеличивать сечение.

Пример расчета сечения кабеля на примере BBГнг 3×1,5 и ABБбШв 4×16

Трехжильный кабель BBГнг 3×1,5 изготавливается из меди и предназначен для передачи и распределения электричества в жилых домах или обычных квартирах. Токопроводящие жилы в нем изолированы ПВХ (В), из него же состоит оболочка. Еще BBГнг 3×1,5 не распространяет горение нг(А), поэтому полностью безопасен при эксплуатации.

Кабель ABБбШв 4×16 четырехжильный, включает токопроводящие жилы из алюминия. Предназначен для прокладки в земле. Защита с помощью оцинкованных стальных лент обеспечивает кабелю срок службы до 30 лет. В компании «Бонком» вы можете приобрести кабельные изделия оптом и в розницу по приемлемой цене. На большом складе всегда есть в наличии вся продукция, что позволяет комплектовать заказы любого ассортимента.

Порядок расчета сечения по мощности

В общем виде расчет сечения кабеля по мощности происходит в 2 этапа. Для этого потребуются следующие данные:

• Суммарная мощность всех приборов.
• Тип напряжения сети: 220 В – однофазная, 380 В – трехфазная.
• ПУЭ 7. Правила устройства электроустановок. Издание 7.
• Материал проводника: медь или алюминий.
• Тип проводки: открытая или закрытая.

Шаг 1. Потребляемую мощность электроприборов можно найти в их инструкции или же взять средние характеристики. Формула для расчета общей мощности:

где P₁, P₂ и т. д. – мощность подключаемых приборов, К_с – коэффициент спроса, который учитывает вероятность включения всех приборов одновременно, К_з – коэффициент запаса на случай добавления новых приборов в доме. К_с определяется так:

• для двух одновременно включенных приборов – 1;
• для 3-4 – 0,8;
• для 5-6 – 0,75;
• для большего количества – 0,7.

К_з в расчете кабеля по нагрузке имеет смысл принять как 1,15-1,2. Для примера можно взять общую мощность в 5 кВт.

Шаг 2. На втором этапе остается по суммарной мощности определить сечение проводника. Для этого используется таблица расчета сечения кабеля из ПУЭ. В ней дана информация и для медных, и для алюминиевых проводников. При мощности 5 кВт и закрытой однофазной электросети подойдет медный кабель сечением 4 мм 2 .

Правила расчета по длине

Расчет сечения кабеля по длине предполагает, что владелец заранее определил, какое количество метров проводника потребуется для электропроводки. Таким методом пользуются, как правило, в бытовых условиях. Для расчета потребуются такие данные:

• L – длина проводника, м. Для примера взято значение 40 м.
• ρ – удельное сопротивление материала (медь или алюминий), Ом/мм 2 ·м: 0,0175 для меди и 0,0281 для алюминия.
• I – номинальная сила тока, А.

Шаг 1. Определить номинальную силу тока по формуле:

где P – мощность в ваттах (суммарная всех приборов в доме, для примера взято значение 8 кВт), U – 220 В, К_с – коэффициент одновременного включения (0,75), cos φ – 1 для бытовых приборов. В примере получилось значение 36 А.

Шаг 2. Определить сечение проводника. Для этого нужно воспользоваться формулой (2):

Потеря напряжения по длине проводника должна быть не более 5%:

Потери напряжения dU = I · R, отсюда R = dU/I = 11/36 = 0,31 Ом. Тогда сечение проводника должно быть не меньше:

В случае с трехжильным кабелем площадь поперечного сечения одной жилы должна составить 0,75 мм 2 . Отсюда диаметр одной жилы должен быть не менее (√S/ π) · 2 = 0,98 мм. Кабель BBГнг 3×1,5 удовлетворяет этому условию.

Как рассчитать сечение по току

Расчет сечения кабеля по току осуществляется также на основании ПУЭ, в частности, с использованием таблиц 1.3.6. и 1.3.7. Зная суммарную мощность электроприборов, можно по формуле определить номинальную силу тока:

Для трехфазной сети используется другая формула:

где U будет равно уже 380 В.

Если к трехфазному кабелю подключают и однофазных, и трехфазных потребителей, то расчет ведется по наиболее нагруженной жиле. Для примера с общей мощностью приборов, равной 5 кВт, и однофазной закрытой сети получается:

BBГнг 3×1,5 – медный трехжильный кабель. По таблице 1.3.6. для силы тока 18 А ближайшее в значение – 19 А (при прокладке в воздухе). При номинальной силе тока 19 А сечение его токопроводящей жилы должно составлять не менее 1,5 мм 2 . У кабеля BBГнг 3×1,5 одна жила имеет сечение S = π · r 2 = 3,14 · (1,5/2) 2 = 1,8 мм 2 , что полностью соответствует указанному требованию.

Если рассматривать кабель ABБбШв 4×16, необходимо брать данные из таблицы 1.3.7. ПУЭ, где указаны значения для алюминиевых проводов. Согласно ей, для четырехжильных кабелей значение тока должно определяться с коэффициентом 0,92. В рассматриваемом примере к 18 А ближайшее значение по таблице 1.3.7. составляет 19 А.

С учетом коэффициента 0,92 оно составит 17,48 А, что меньше 18 А. Поэтому необходимо брать следующее значение – 27 А. В таком случае сечение токопроводящей жилы кабеля должно составлять 4 мм 2 . У кабеля ABБбШв 4×16 сечение одной жилы равно:

Согласно таблице 1.3.7. этот кабель рациональнее использовать при номинальном токе 60 А (при прокладке по воздуху) и до 90 А (при прокладке в земле).