Как подобрать сечение кабеля по мощности

Как подобрать сечение кабеля по мощности

Если говорить простым языком, это нужно для нормальной работы всего, что связано с электрическим током. Будь-то фен, стиральная машина, двигатель или трансформатор. Без кабелей электроэнергии просто не существует, поскольку ученые еще не придумали беспроводной передачи электричества, соответственно основным средством для передачи и распределения электрического тока, являются кабели и провода.

При маленьком сечении кабеля и большой мощности оборудования, кабель может нагреваться, что приводит к потере его свойств и разрушению изоляции. Более того, несоответствующая нагрузка на проводку может привести к тому, что она может просто сгореть.

Итак, выбор сечения кабеля по мощности. Для подбора будем использовать удобную таблицу:

Теперь нам нужно рассчитать общую потребляемую мощность оборудования и приборов, используемых в квартире, доме, цехе или в любом другом месте куда мы ведем кабель. Произведем расчет мощности.

Допустим у нас дом, выполняем монтаж закрытой электропроводки кабелем ВВГ. Берем лист бумаги и переписываем перечень используемого оборудования.

Как узнать мощность? Мощность вы сможете найти на самом оборудовании, обычно имеется бирка, где записаны основные характеристики:

Мощность измеряется в Ваттах ( Вт, W ), или Киловаттах ( кВт, KW ). Записываем данные, затем складываем.

Допустим, у вас получилось 20 000 Вт, это 20 кВт. Цифра говорит нам о том, сколько энергии потребляют все электроприемники вместе. Теперь нужно подумать сколько вы будете использовать приборов одновременно в течении длительного времени? Допустим 80 %. Коэффициент одновременности в таком случае равен 0,8 . Делаем расчет сечения кабеля по мощности:

Номинальная мощность электротехнического изделия

Единица измерения мощности указывается в ваттах или в киловаттах. Значение номинальной мощности указывается или в паспорте электрического изделия, или на самом изделии.

Если это бытовая техника, например, чайник, то номинальная потребляемая мощность может быть указана на специальной наклейке. Для бойлера мощность указывается в паспорте. А для обычной лампы накаливания значение номинальной мощности нанесено на колбу лампы и на картонную упаковку.

Если это электродвигатель промышленного назначения, то мощность (да и не только мощность) указывается на шильдике (специальная металлическая табличка), прикреплённом к корпусу электродвигателя. Для силовых трансформаторов мощность также указывается на шильдике.

Расчет кабеля по мощности и длине

Если линия электропередачи длинная — несколько десятков или даже сотен метров — кроме нагрузки или потребляемого тока необходимо учитывать потери в самом кабеле. Обычно большие расстояния линий электропередачи при вводе электричества от столба в дом. Хоть все данные должны быть указаны в проекте, можно перестраховаться и проверить. Для этого надо знать выделенную мощность на дом и расстояние от столба до дома. Далее по таблице можно подобрать сечение провода с учетом потерь на длине.

Таблица определения сечения кабеля по мощности и длине

Вообще, при прокладке электропроводки, лучше всегда брать некоторый запас по сечению проводов. Во-первых, при большем сечении меньше будет греться проводник, а значит и изоляция. Во-вторых, в нашей жизни появляется все больше устройств, работающих от электричества. И никто не может дать гарантии, что через несколько лет вам не понадобиться поставить еще пару новых устройств в дополнение к старым. Если запас существует, их можно будет просто включить. Если его нет, придется мудрить — или менять проводку (снова) или следить за тем, чтобы не включались одновременно мощные электроприборы.

Сечение провода и напряжение.

Каждый провод, кабель, шнур имеет рабочее (номинальное) и испытательное напряжения. Эти величины для проводов и кабелей характеризуют электрическую прочность их изоляции.

Рабочее напряжение — это наибольшее напряжение сети, при котором провод, кабель, шнур могут эксплуатироваться.

При рабочем напряжении провода 380в он подходит для сетей 380, 220, 127, 42, 12в. Но шнур, рабочее напряжение которого 220в, нельзя применять в сетях 380в и выше. Для электрической сети вашего дома применяются провода и кабели на напряжения 660, 380 и 220в. Надписи 660/660; 380/380 и 220/220 относятся к многожильным проводам; они указывают допустимое напряжение между соседними жилами.

Испытательное напряжение — определяет запас электрической прочности примененной изоляции. Оно значительно выше рабочего.

Если мы возьмем кабели с проводами одинакового сечения для сетей напряжения 220в и 380в, мы увидим, что в сети 380в кабель будет выдерживать мощность больше, чем в сети 220в. И это логично. Так, например, кабель с проводами сечением 2,5 мм² для напряжения 220в рассчитан на нагрузку 5,9 кВт, а кабель для напряжения 380в держит нагрузку 16,5 кВт.

Выбор сечения кабеля по его длине.

Выбирая кабель нужно точно знать, что он подходит. Для этого нужно выполнить простые расчёты сечения кабеля по токовой нагрузке и его сечению. Длина кабельной линии имеет большое значение при выборе сечения кабеля под конкретную нагрузку. Если сечение кабеля при определённой его длине подобрано правильно — это значит, что кабель не будет грется и его изоляция будет сохранятся долгое время.

Очень важно учитывать фактическое сечение жилы. Как правило заявленое сечение кабеля не совпадает с фактиеским. Расчитать фактическое сечение жилы кабеля зная её диаметр очень просто по формуле

S=π*R 2 или S= ( π/4) * D 2 Допустим, что измеренный диаметр жилы кабеля ВВГнг-LS 3х2.5 составил 1,7мм, тогда получим фактическое сечение равным 2,26кв.мм.

Как правило после изготовления кабеля происходим измерение его основных характеристик это сопротивление жилы кабеля на 1000 метров длины и сопротивление изоляции при напряжении 2500 Вольт. Данные значения есть в паспорте на патртию кабеля. Если при фактическом сечении жилы кабеля 2,26 сопротивление его жилы на 1000 метров входит в рамки для кабеля с маркировкой ВВГнг-LS 3х2.5 кв мм он получает эту маркировку. Фактическую величину сопротивления жилы кабеля на 1000 метров его длины при его фактическом сечении лучше всего использовать для расчётов нагрузки на кабель при конкретной длине.

Для расчётов необходима длина кабеля, сечение жилы кабеля(фактичекое или измеенное) и удельное сопротивление(измеренное или заначение из паспорта на кабель) проводника ρ ( МЕДЬ = 0,0175, АЛЮМИНИЙ = 0,0281 )

Расчёт сечкения жилы для ОДНОЙ ФАЗЫ 220 — 230 вольт на 5 кВт на 60 метров длины кабельной линии.

Для расчёта сечения кабеля при напряжении 220 — 230 вольт необходимо знать максимальное значение тока для кабельной линии. Ток будет равен отношению нагрузки на кабель (мощность в ваттах) на напряжение нашей кабельной линии (230 вольт).

Произведём расчёт сечения кабеля при длине 60 метров , выделенной мощности 5 000 Вт или 5 кВт и потерях в сети 0% COS φ = 1

Сначала рассчитываем максимальный ток, который будет равен I = P/U*COS φ

I — сила тока,
P — общая мощность в сумме, (Вт);
U — напряжение в электросети, (В);
COS φ — равен 1,

I = 5000Вт/230В*1 = 22А

Затем рассчитаем сопротивление R = p*L/S

ρ – удельное сопротивлене проводника, (Ом*мм2/м),
R — сопротивление кабеля, (Ом),
S — площадь поперечного сечения, (мм2),
L — длина кабеля, (м).
Величина р – это величина постоянная.

Удельное сопротивление для МЕДИ ρ = 0,0175
Удельное сопротивление для АЛЮМИНИЯ ρ = 0,0281

Для кабеля сечением 6 кв мм длина которого равна 60 м, производятся такие расчёты:

R = 0,0175*60м/6 кв.мм. = 0,175 Ом. Ток проходит по одной жиле, а возвращается уже по другой, поэтому длина умножается на 2: Rобщ равно 0,35 Ом.

Приступим к расчёту падения напряжения (потерь) на нашей длине кабеля :

Δ U = I(полученный ииходя из выделенной мощности)*R(получиенное исходя из длины кабеля),

Δ U – потери напряжения при нашей дине кабеля (Вольт)
I — сила тока (А)
R — сопротивление кабеля (Ом)

Δ U = 22А*0,35Ом = 7,7Вольт

Падение напряжение на 7,7Вольт составляет 3,3 % от напряжения 230 вольт. Допустимая минимальная величина падения напряжения 5 % , а максимальная 8%. Это занчит что наше сечение кабеля равное 6кв. мм. выбрано правильно.

Расчёт сечкения жилы для ТРЁХ ФАЗ 380 — 410 вольт на 15 кВт.

Расчитаем ток при разрешённой нагрузке 15 000 Вт с COS φ = 90% или 0,9 по простой формуле :

I=P/(√3*U* COS φ) I=15кВт/(1,732*0,395В*0,9) I=24А

Затем рассчитаем сопротивление д ля кабеля сечением 16 кв мм длина которого равна 60 м:

R = p*L/S R = 0,0175*60м/6 кв.мм. = 0,175 Ом , Ток проходит по четырём жилам поэтому длина умножается на 4, Rобщ равно 0,7 Ом

Приступим к расчёту падения напряжения (потерь) на нашей длине кабеля :

Δ U = 24А*0,7Ом = 16,8Вольт

Падение напряжение на 16,8Вольт составляет 4,2 % от напряжения 395Вольт. Допустимая минимальная величина падения напряжения 5 % , а максимальная 10%. Это занчит что наше сечение кабеля равное 6кв. мм. выбрано правильно.

ПУЭ таблица расчета сечения кабеля по мощности и току

Позволяет выбрать сечение по максимальному току и максимальной нагрузке.

для медных проводов:

для алюминиевых проводов:

Выбор сечения кабеля по мощности

Дополнительные данные, которые вам понадобятся, элементарны: материал проводов (медь или алюминий) и характеристики вашей сети (220 или 380В). Определившись с суммарной потребляемой мощностью по каждой группе и используя это значение, вы с помощью простых таблиц ПЭУ находите сечение нужного кабеля. Правда, с небольшой поправкой.

Пример. Провод медный, сеть 220В, суммарная мощность электроприборов 10,2 кВт. По табл.1 ближайшее значение для открытой проводки составляет 9,8 кВт и сечение 2 кв.мм, рекомендуем брать с запасом, т.е. следующее 2.5 кв.мм. Для закрытой аналогично.

Таблица 1. Открытая проводка

Таблица 2. Закрытая проводка

Как видите, все достаточно просто, если на предварительном этапе вы правильно определились с аппетитами ваших электрических друзей.