Как выбрать сечение кабеля

Выбор сечения кабеля по мощности

Рассматривать далее буду квартиру, так как на предприятиях люди грамотные и всё знают. Чтобы прикинуть мощность необходимо знать мощность каждого электроприемника, сложить их вместе. Единственным минусом при выборе кабеля большего сечения, чем необходимо, является экономическая нецелесообразность. Так как больший кабель больше стоит, но меньше греется. А если выбрать правильно то выйдет и дешевле и греться не будет сильно. В меньшую же сторону округлять нельзя, так как кабель будет больше греться от протекания в нем тока и быстрее придет в неисправное состояние, которое может повлечь за собой неисправность электроприбора и всей проводки.

Первым шагом при выборе сечения кабеля будет определение мощности подключенных к нему нагрузок, а также характер нагрузки – однофазная, трехфазная. Трехфазная это может быть плита в квартире или станок в гараже в частном доме.

Если все приборы уже приобретены, то можно узнать мощность каждого по паспорту, который идет в комплекте, или, зная тип, можно найти в интернете паспорт и посмотреть мощность там.

Если приборы не куплены, но покупать их входит в ваши планы, то можно воспользоваться таблицей, где занесены наиболее популярные приборы. Выписываем значения мощностей и складываем те величины, которые одновременно могут включаться в одну розетку. Приведенные ниже значения носят справочный характер, при расчете следует брать большее значение (если указан диапазон мощности). И всегда лучше посмотреть в паспорт, чем брать средние показатели из таблиц.

ЭлектроприборВероятная мощность, Вт
Стиральная машина4000
Микроволновка1500-2000
Телевизор100-400
ЭкранЭ
Холодильник150-2000
Чайник электрический1000-3000
Обогреватель1000-2500
Плита электрическая1100-6000
Компьютер (тут всякое возможно)400-800
Фен для волос450-2000
Кондиционер1000-3000
Дрель400-800
Шлифовальная машина650-2200
Перфоратор600-1400

Выключатели, которые идут после вводного удобно разделять на группы. Отдельные выключатели для питания плиты, стиралки, бойлера и других мощных приборов. Отдельные для питания освещения отдельных комнат, отдельные для групп розеток комнат. Но это в идеале, в реальности бывает просто вводной и три автомата. Но что-то я отвлекся…

Зная значение мощности, которая будет подключаться к данной розетке мы выбираем по таблице сечение с округлением в большую сторону.

За основу возьму таблицы 1.3.4-1.3.5 из 7-го издания ПУЭ. Эти таблицы даны для проводов, шнуров алюминиевых или медных с резиновой и (или) ПВХ изоляцией. То есть то что мы используем в домашней проводке – к данному типу подходит и любимые электриками медные NYM и ВВГ, и алюминиевый АВВГ.

Кроме таблиц нам понадобятся две формулы активной мощности: для однофазной (P=U*I*cosf) и трехфазной сети (та же формула, только еще умножить на корень из трех, который равен 1,732). Косинус принимаем единице, будет у нас для запаса.

Хотя существуют таблицы, где для каждого типа розетки (розетка для станка, розетка для того, для сего) описан свой косинус. Но больше единицы он быть не может, поэтому не страшно, если примем его 1.

Еще перед взглядом в таблицу стоит определиться как и в каком количестве у нас будут проложены наши провода. Варианты есть следующие – открыто или в трубе. А в трубе можно двух- или трех- или четырех одножильных, одного трехжильного или одного двухжильного. Для квартиры нам на выбор либо два одножильных в трубе – это на 220В, либо четыре одножильных в трубе – на 380В. При прокладке в трубе, необходимо, чтобы процентов 40 оставалось свободного пространства в этой самой трубе, это для отсутствия перегрева. Если прокладывать необходимо провода в другом количестве или другим способом то смело открывайте ПУЭ и пересчитывайте для себя, или же выбирайте не по мощности, а по току, о чем пойдет речь чуть позже в этой статье.

Выбирать можно как медный, так и алюминиевый кабель. Хотя, в последнее время большее применение получает медный, так как для одной и той же мощности потребуется меньшее сечение. К тому же медь имеет лучшие электропроводящие свойства, механическую прочность, меньше подвержена окислению, и плюс ко всему срок службы медного провода выше по сравнению с алюминием.

Определились с тем, медь или алюминий, 220 или 380В? Что же, смотрим в таблицу и выбираем сечение. Но учитываем, что в таблице у нас приведены значения для двух или четырех одножильных проводов в трубе.

Посчитали мы нагрузку например в 6кВт для розетки на 220В и смотрим 5,9 мало, хоть и близко, выбираем 8,3кВт – 4мм2 для меди. А если решили алюминий, то 6,1кВт – тоже 4мм2. Хотя выбрать стоит медь, так как ток при таком же сечении будет допустимый на 10А больше.

Расчет сечения кабеля по мощности и длине

От длины кабеля зависит такая величина, как потеря напряжения. Одна из потенциальных неприятных ситуаций: на конце выбранного провода напряжение уменьшилось до минимума, чего недостаточно для обеспечения функциональности оборудования. В бытовых электрических сетях потери будут невелики, поэтому ими можно пренебречь. Достаточно использовать кабель с запасом 100-150 мм, что необходимо для упрощения коммутации. Если края провода подключаются к электрощитку, то запас должен быть выше, поскольку требуется монтаж автоматов.

Размещая кабель на более протяженных участках, нужно учитывать падение напряжения, которое рассчитывается по формуле, указанной выше. Любой проводник имеет определенное электрическое сопротивление, которое зависит от ряда характеристик:

  1. Длина провода, м. Чем больше длина, тем выше потери.
  2. Площадь поперечного сечения, кв. мм. Чем выше параметр, тем ниже падение напряжения.
  3. Удельное сопротивление материала (ищите в справочниках).

Максимальная длина кабеля для различных токовых нагрузок

Для расчета падения напряжения в обычных случаях достаточно перемножить сопротивление и допустимый ток. Фактическая величина может быть больше, но не более чем на 5%. Если она не вписывается в заданные рамки, придется использовать кабель с большим сечением.

Для расчета сечения кабеля по мощности и длине нужно действовать следующим образом:

  1. Рассчитайте ток по формуле I=P/(U*cosф), где P — мощность, U — напряжение, cosф — коэффициент. В бытовых электросетях данный коэффициент равняется 1, поэтому формула упрощается до I=P/U. В промышленности cosф представляет собой соотношение активной и полной мощностей (активная и реактивная).
  2. В таблице ПУЭ найдите подходящий кабель по сечению в зависимости от тока.
  3. Подсчитайте сопротивление проводника, используя формулу: R=ρ*l/S, где ρ — удельное сопротивление материала, из которого изготовлены жилы, l — длина кабеля, S — площадь поперечного сечения. Помните, что электрический ток движется в обе стороны, поэтому суммарное сопротивление равняется удвоенному значению, полученному из формулы выше.
  4. Для падения напряжения воспользуйтесь формулой ΔU=I*R
  5. Чтобы получить падение напряжения в процентах, разделите ΔU/U.

Таким образом, если итоговое значение не превышает 5%, можете оставить кабель с выбранным сечением. В противном случае его придется заменить на проводник с увеличенным сечением.

Длительно допустимые токи

Данная величина отличается в зависимости от выбранного кабеля и используемых токоведущих жил. Любой провод имеет определенную длительную температуру Tд, которая указывается в его паспорте. При такой температуре допустима продолжительная эксплуатация жил проводника, исключаются любые повреждения.

Для расчета длительно допустимого тока воспользуйтесь формулой:

Iд = √((Тд*S*Кт)/R),

где:

  • Ктп — коэффициент теплопередачи;
  • R — сопротивление;
  • S — сечение жилы.

На практике можно воспользоваться таблицами ПУЭ.

Длительно допустимые токи для медных проводов и кабелей

Основные положения

Для начала следует ознакомиться со значением букв аббревиатуры, которая используется в маркировке электрических кабелей и проводов. Ниже приведена таблица с расшифровкой таких символов.

Буква аббревиатурыЗначение
AРазмещена первой и указывает на алюминиевую жилу. При отсутствии A  по умолчанию подразумевается медь.
БОзначает бронирование со стальным нержавеющим покрытием в два слоя.
BУказывает на изоляцию из винила (поливинилхлорид или ПВХ).
BУказывает на второй слой винила (ПВХ).
ГЕсли в начале маркировки, это кабель для шахтёров, а если в конце — жила без брони, «голая».
CНаличие оболочки из свинца.
OОболочка сделана отдельно для каждой фазы.
PРезиновая изоляция.
HPИз резины сделаны и оболочка, и изоляция.
НГНе горюч (не воспламеняется, но плавится).
LSLow Smoke. У изоляции минимальное газо- и дымовыделение.
КГКабель гибкий.
БбБронирование стальной лентой.
ШВ начале аббревиатуры — шнур
ПВ конце аббревиатуры — плоский
ШвШланг из винила (ПВХ) наружный.
ШпШланг из полиэтилена (ПЭ) для наружного покрова.
ШпсШланг из полиэтилена самозатухающего для наружного покрова.

Таблица расшифровки аббревиатуры для часто встречающихся маркировок электрокабелей и проводов

Шнур в виниловой изоляции и виниловой оболочке, плоский (ШВВП)

В помещениях (частный дом, квартира, гараж, хозпостройки) для бытовых потребностей типа розеток и освещения, то есть, для напряжения не более 1 кВ (1000 В) применяют кабели с резиновой или виниловой изоляцией. Для открытых участков, например, для ввода с электроопоры на утку, из дома в подсобное помещение, при маскировке в штробах и упаковке в трубах (кабель-каналах) есть специальные марки. Чаще всего, это ВВГ или АВВГ – кабель медный с двойной виниловой изоляцией без брони и кабель алюминиевый с двойной ПВХ изоляцией без брони соответственно. Для подключения таких электроприборов, как электробойлер, стиральная машина-автомат и др., обычно прокладывают ПВС (провод виниловый соединительный) или ШВВП (см. фото вверху).

Примечание. Полный текст с требованиями по выбору сечения кабелей можно найти в 6-м и 7-м издании правил устройства электроустановок (ПУЭ), но здесь мы рассмотрим исключительно бытовые потребности.

Важно! Нарушение ПУЭ может спровоцировать выход из строя подключенных электроприборов и даже возгорание. В случае пожара виновный несёт административную ответственность, но если есть человеческие жертвы, то это уже уголовное наказание.

Открытая и закрытая прокладка проводов

В зависимости от размещения проводка делится на 2 основных вида: закрытая и 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.

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.

Выбор сечения кабеля зависит от мощности и силы тока

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.

Пример шильдика с основной технической информацией. Нечто подобное есть на любой технике

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.

Таблица потребляемой мощности различных электроприборов

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

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, мм2Диаметр проводника, ммМедный проводАлюминиевый провод
Ток, АМощность, кВтТок, АМощность, кВт
220 В380 В220 В380 В
0,5 мм20,80 мм6 А1,3 кВт2,3 кВт
0,75 мм20,98 мм10 А2,2 кВт3,8 кВт
1,0 мм21,13 мм14 А3,1 кВт5,3 кВт
1,5 мм21,38 мм15 А3,3 кВт5,7 кВт10 А2,2 кВт3,8 кВт
2,0 мм21,60 мм19 А4,2 кВт7,2 кВт14 А3,1 кВт5,3 кВт
2,5 мм21,78 мм21 А4,6 кВт8,0 кВт16 А3,5 кВт6,1 кВт
4,0 мм22,26 мм27 А5,9 кВт10,3 кВт21 А4,6 кВт8,0 кВт
6,0 мм22,76 мм34 А7,5 кВт12,9 кВт26 А5,7 кВт9,9 кВт
10,0 мм23,57 мм50 А11,0 кВт19,0 кВт38 А8,4 кВт14,4 кВт
16,0 мм24,51 мм80 А17,6 кВт30,4 кВт55 А12,1 кВт20,9 кВт
25,0 мм25,64 мм100 А22,0 кВт38,0 кВт65 А14,3 кВт24,7 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 правильно произвести расчет по другим показателям

При прокладке электрокоммуникаций стоит понимать зависимость сечения от силы тока, длины материала, напряжению и нагрузке. На этих критериях необходимо основывать выбор.

По току

Величина тока при прохождении через проводник в условиях комнатной температуры зависит от ширины, длины, удельного сопротивления и температурного режима. В квартирах и домах чаще всего используют медный провод, поэтому при подборе сечения ориентируются на данные ПУЭ.

Сечение, мм2Ток, А по типу прокладки
ОткрытыйОдна труба
2 одножильных3 одножильных4 одножильных1 двухжильный1 трехжильный
0,511
0,7515
1171615141514
1,2201816151614,5
1,5231917161815
2262422202321
2,5302725252524
3343228262824
4413835302227

По длине

В случае высокого токопотребления стоит выбирать короткий материал. Излишняя длина приведет к потере качества электропередачи – напряжение на отдельных участках будет «прыгать». Зависимость сечения от расстояния до точки запитки прописана в нормативной таблице.

Мощность, ВтТок, А1,5 мм22,5 мм24 мм26 мм2
5002,5100 м165 м265 м395 м
10004,6 м30 м84 м135 м200 м
15006,8 м33 м57 м90 м130 м
20009 м25 с43 м68 м100 м
250011,5 м20 м34 м54 м80 м
300013,5 м17 м29 м45 м66 м
350016 м14 м24 м39 м56 м
400018 м21 м34 м49 м
450020 м19 м30 м44 м

По нагрузке

Для трехфазной сети свойственно тройное увеличение момента нагрузки. Двойной скачок нагрузки в режиме симметричного напряжения происходит, поскольку ток нулевого проводника равняется нулю. Точные данные можно узнать из таблицы.

Разность напряжения, %Момент нагрузки по сечению провода
1,52,546
1108180288432
2216360576864
33245408641296
443272011521728
554090014402160

Трёхфазная электрическая сеть

Расчет сечения провода по нагрузке предусматривает коэффициент одновременности 0,75 и может осуществляться математически:

  1. Составляется список домашних электроприборов.
  2. На основании документации или таблицы указывается номинальная мощность.
  3. Устанавливается возможность эксплуатации техники при единовременной нагрузке.
  4. Рассчитывается поправочный коэффициент по времени использования за сутки в процентном отношении к 24 ч для каждого из приборов.
  5. Номинальная мощность оборудования умножается на поправочный коэффициент.
  6. Все данные суммируются.
  7. Находится значение в таблице и к нему прибавляется еще 15 %.

По напряжению

Программа для расчета падения напряжения на кабеле

Если планируется укладка кабеля на большое расстояние, принимаются во внимание риски падения напряжения. Показатель находится под влиянием:

  • длины провода – при увеличении напряжение падает;
  • площадь поперечного сечения – при увеличении снижается падение напряжения;
  • удельное сопротивление проводника – стандартный размер 1 мм2/1 м.

Падение напряжения равно ток, умноженный на сопротивление. Показатель рассчитывается следующим образом:

  1. Вычисляется ток по формуле I=P/(U*cosф). Величина cosф для бытовой электросети – 1.
  2. На основании таблиц ПУЭ устанавливается сечение провода по току.
  3. Рассчитывается общее сопротивление проводника. Используется формула Rо=ρ*l/S, где ρ – удельное сопротивление материала, l – длина проводника, S – площадь поперечного сечения. Общее значение сопротивления при прохождении тока к потребителю и обратно увеличивается на 2.
  4. Находится падение напряжения по формуле ΔU=I*R.
  5. Вычисляется процент падения напряжения ΔU/U.

Если результат больше 5 %, подбирается кабель с большим сечением.

По плотности тока

Медные материалы с жилой сечением 1 мм2 имеют среднюю плотность тока 6-10 А. Токи данной величины протекают без перегрева или обгорания изоляции. Согласно ПУЭ, дополнительно на защиту оболочек нужно прибавить 40 %.

Предел в 6 А обеспечивает эксплуатацию проводки без привязки к времени. Верхний предел в 10 А указывает допустимую кратковременную нагрузку. При увеличении силы тока до 12 А повышается и его плотность, что приводит к обгоранию изоляции.

По маркировке проводов

Кабель ВВГ-нг

Квартирная проводка монтируется при помощи кабелей ВВГ-нг и ВВГ. Первый не подвергается возгораниям, предназначен для внутренних, земельных и наружных работ. Материал выпускается с 2-4 жилами, с сечением каждой от 1,5 до 35 мм2.

Специалисты считают, что для точечного освещения хватит кабеля с сечением 0, 5 мм², для люстры – 1,5 мм², розеточных устройств – 2,5 мм².

Расчет допустимой силы тока по температуре разогрева проводника

Кабель не может бесконечно нагреваться, так как тепло рассеивается в окружающую среду. В конце концов наступает равновесие и устанавливается постоянная температура проводников.

Для установившегося процесса справедливо соотношение:

P = ∆t/∑S = (tж — tср)/(∑S),

где ∆t = tж-tср — разница между температурой среды и жилы, ∑S — температурное сопротивление.

Длительно допустимый ток, проходящий по кабелю, находится из выражения:

Iдоп = √((tдоп — tср)/( Rn∑S)),

где tдоп— допустимая температура разогрева жил (зависит от типа кабеля и способа прокладки). Обычно она составляет 70 градусов в обычном режиме и 80 — в аварийном.

Совместимость

Кабели из категорий 6 и 7 поддерживают обратную совместимость. Однако они не дадут вам заявленных скоростей, если вы используете ISP (или маршрутизатор) с более медленными скоростями подключения. Проще говоря, если максимальная скорость интернета на маршрутизаторе составляет 100 Мбит/с, кабель Ethernet Cat 6 не сможет обеспечить скорость до 1000 Мбит/с.

Он, вероятно, даст вам соединение с меньшим ping и будет работать без задержек при интенсивных онлайн-играх, а также уменьшит помехи, которые возникли бы в результате падения сигнала. При покупке кабелей убедитесь, что они совместимы с указанными устройствами. Вы также должны быть уверены, что они не будут препятствовать скорости, но также не стоит перегибать палку. Например, приобретение кабеля Ethernet Cat 7 для старенького ноутбука – это неразумная инвестиция.

  1. Vandesail CAT7 Ethernet кабель Кабель оснащен разъемами RJ-45 с медным покрытием, которые обеспечивают стабильное, интерференционное соединение. Его плоская форма позволяет легко прокладывать его в труднодоступных местах, таких как углы и под ковролинами. Будучи одним из лучших Ethernet-кабелей, он подходит для PS4, ПК, ноутбука, маршрутизаторов и большинства других устройств. Он идеален для высокоскоростных онлайн игр или потоковой передачи 4K с медиасерверов.
  2. Кабель Ethernet Mediabridge CAT5e Это универсальный кабель. Благодаря разъему Rj45, который позволяет использовать его в большинстве стандартных портов. Он обеспечивает скорость до 10 Гбит/с, а ширина полосы пропускания – 550 МГц. Это кабель, на который можно положиться при потоковой передаче HD-видео в интернете. Он удовлетворит большинство повседневных потребностей в домашнем и офисном интернете.
  3. Xinca CAT6 Ethernet кабель Кабель имеет плоскую ультратонкую конструкцию толщиной 0,15 см, благодаря которой его можно спрятать под линолеумом и за мебелью. Разъем RJ45 обеспечивает универсальное подключение, что делает его одним из самых доступных и лучших Ethernet-кабелей для игр в PS4. Кабель гарантирует скорость 1 Гбит/с на частоте 250 МГц. Благодаря своей конструкции и отличным характеристикам, он будет соответствовать вашим эксплуатационным и эстетическим требованиям. XINCA CAT6 изготовлен из 100% чистой меди.
  4. TNP CAT7 Ethernet кабель Он обладает всеми стандартными характеристиками Ethernet-кабеля категории 7. Но это не главное его преимущество. Его гибкая конструкция и прочность сильно выделили его на фоне конкурентов. Кабель обеспечивает скорость соединения до 10 Гбит/с при полосе пропускания 600 МГц. Он был разработан известным брендом, который обещает бесперебойную передачу сигнала и обратную совместимость с CAT6, CAT5e и CAT5e.
  5. Кабель Ethernet Matters 160021 CAT6 Это доступная альтернатива для тех, кто ищет кабель Ethernet со скоростью до 10 Гбит/сек и считается лучшим для тех, кто хочет подключить сразу несколько устройств. Благодаря ему можно настроить офисный сервер, PoE-устройства, VoIP-телефоны, принтеры и ПК. Удобная конструкция без штепсельной вилки облегчает его отключение.

Поделитесь в социальных сетях:FacebookTwitterВКонтакте
Напишите комментарий