Как рассчитать сечение кабеля по мощности

Как рассчитать сечение кабеля по мощности?

Каждая электрическая сеть независимо от назначения должна длительное время выдерживать подключаемую к ней электрическую нагрузку. В качестве нагрузки могут использоваться как бытовые электрические приборы, так и промышленное электрооборудование.

Бытовые и промышленные потребители

К бытовым электрическим приборам и устройствам относятся светильники, электрические чайники, пылесосы, бойлеры, обогреватели, персональные компьютеры, принтеры, сканеры, телевизоры, стиральные машины, кухонная бытовая техника и т.д.

К промышленному электрооборудованию можно отнести электродвигатели, реле, пускатели, контакторы, силовые трансформаторы, промышленное освещение и др.

Каждый прибор, устройство и оборудование в процессе работы потребляют определённое количество электроэнергии. Величина потребления зависит от номинальной и рабочей мощности прибора, устройства или оборудования.

Расчет сечения кабеля онлайн, калькулятор по диаметру

На сегодняшний день удобным способом подбора кабеля является калькулятор. С его помощью расчет и выбор силового кабеля производится в онлайн режиме.

Калькулятор сечения кабеля по диаметру позволяет выбрать все необходимые параметры, включая напряжение, ток, диаметр, а также многие другие важные детали.

Для того чтобы использовать калькулятор электроэнергии, достаточно воспользоваться интернет поиском. В открытом доступе доступны различные виды данной программы. В зависимости от потребностей, пользователь может выбрать:

• Калькулятор веса,
• Обыкновенный математический калькулятор для вычислений,
• Калькулятор мощности,
• Калькулятор величин и другие.

Также есть возможность скачать или купить калькулятор.

Расчет кабеля онлайн. Особенности и параметры.

Расчет кабеля при помощи калькулятора позволяет правильно произвести расчет потребляемой мощности и предусмотреть все необходимые детали и подобрать соответствующие параметры, включая следующие:

• Сечение провода по нагреву и потерям напряжения. Необходимо учитывать максимально возможный нагрев в нормальном и экстренном режимах. Важно помнить и о неравномерном распределении, возникающем вследствие различного нагрева отдельных линий и повышенного сопротивления. Чрезмерный нагрев может повредить как изоляцию, так и соединения, что в итоге может привести к возгоранию. Чтобы сделать правильный выбор, следует воспользоваться специальными таблицами допустимой нагрузки. Таким образом, правильно подобранный по нагреву кабель обеспечит надёжную изоляцию, контакт, а также предотвратит возникновение аварийной ситуации. Здесь требуется учитывать расчётный ток линии, материал, температуру среды и способ прокладки провода.
• Что касается второго параметра, наряду с нагревом, всегда стоит учитывать относительные линейные потери напряжения. Их можно рассчитать по формуле: . U – это напряжение источника электроэнергии, а Uном — напряжение в точке соединения приемника.
• Нагрузочная способность провода заданного сечения. Провода различных сечений обладают разной максимально допустимой нагрузкой. Именно поэтому этот параметр особенно важен, когда необходимо сделать выбор и расчёт сечения кабеля. Так, чем больше энергопотребление в помещении, тем большего сечения кабель будет необходим. Сечение жилы любого провода может быть вычислено по диаметру. Обычно величину диаметра умножают на саму себя и на 0,785. Полученную величину также округляют до целого числа. Калькулятор сечения кабеля по диаметру можно произвести онлайн. Что же касается многожильного провода, то сначала необходимо выполнить расчёт сечения одной проволочки, а затем умножить полученное число на их общее количество.
• Расчёт потерь и максимальных параметров линии. Потери определяются на активном сопротивлении проводов. Проводя расчет необходимого сечения кабеля, всегда необходим запас как самого сечения, так и длины для тока. Потери же рассчитываются по номинальному значению тока. При онлайн расчете сечения кабеля, можно самостоятельно устанавливать процент потерь.

При расчете сечения силового кабеля, важно обращать внимание на такой параметр как максимальная нагрузка на кабель, которую способен выдержать тот или иной провод. Для этого необходимо учитывать ваши требования, а также возможности вашей сети. В случае если в помещении или на линии установлен автомат, обеспечивающий безопасность электропроводки, следует помнить о его максимально допустимых значениях при выборе кабеля. В противном случае может произойти поломка автомата и возгорание. Полезным будет произвести расчет нагрузки кабеля онлайн.

Существуют различные типы кабелей, в числе которых:

• силовые,
• контрольные,
• специализированные и др.

В зависимости от типа, они служат для разнообразных целей. Например, силовой кабель отлично подходит для передачи значительного объема тока, тогда как контрольный обеспечит передачу небольшого. Помимо этого, кабели могут различаться по среде прокладки (земля, воздух) и по виду материала (алюминий, медь и т.п.). Алюминиевые провода обычно обладают меньшим весом, что является их главным преимуществом. Это позволяет успешно использовать такие кабели для прокладки линий электропередач. Кроме того, алюминий в разы дешевле меди и имеет стойкость к коррозии. Что касается медной проводки, она всё же является наиболее предпочтительной и безопасной. Во-первых, такой металл имеет меньшее сопротивление, то есть пропускает больше тока, чем алюминиевый аналог. Во-вторых, медные провода износостойки и служат в течение долгого времени. Во время окисления медь не теряет токопроводящих свойств.

Существует два основных вида сечений – одножильный и многожильный. Кроме того, выделяют круглый и плоский провод.

Сечение круглого типа при расчете кабеля в квартире или другом помещении производится при помощи подсчёта диаметра. Величину диаметра провода умножают на саму себя и на 0,785. Полученную величину часто округляют до целого числа. Калькулятор также часто используется для проведения подобных подсчётов. Многожильный круглый кабель считается по тому же принципу. Сначала необходимо найти диаметр одной жилы, а затем умножить его на общее количество.

Оболочка предотвращает кабели от пагубного воздействия влаги, солнца, механических повреждений и различных веществ.

Среди наиболее популярных материалов для оболочек встречаются:

• металл (чаще применяется для высоковольтных кабелей и прокладывается в земле),
• ПВХ пластикат (используется на общепромышленных проводниках, создан для неподвижного подключения и стоек к низким температурам),
• резина (подходит для проводников при создании подвижного соединения, так как обладает высокой пластичностью).

Таким образом, при выборе и расчете сечения кабеля по мощности и длине, а также другим параметрам, важно учитывать вид оболочки.

Примеры проводов и кабелей

Силовой с ПВХ и изоляцией из резиновой смеси:

• ВВГ, ВВГнг,
• ВВГнг-LS, АВВГ,
• ВВГнг-П,
• АВВГнг,
• ВБбШв и другие.

• ТПпП,
• ТПпПз,
• ТПпэПзБбШп,
• ТСВнг и др.

Кабель с изоляцией из бумаги:

• АСБ,
• АСБ2л,
• СБ,
• СБГ и др.

Разновидности кабеля АВВГ и ВВГ:

ВВГ провод относится к типу силовых. Он обладает изоляцией и оболочкой, выполненными из ПВХ, имеет медную жилу, а также не имеет внешней защиты. Среди его разновидностей существуют следующие:

ВВГнгд, нг-нд или нг-ls – не поддерживающий горение и не выделяет дым,

ВВГп: самый ходовой, отличается от ВВГ плоской формой,

ВВГз: наличие жгутов из ПВХ/резины между изоляцией и оболочкой (кембриком),

АВВГ: тот же самый ВВГ, но материал жилы алюминий. Бывает в нг и нгд исполнениях.

Провода подразделяются на одножильные и многожильные. Однако количество жил в них может быть различным. К примеру, ВВГ кабель может иметь до четырёх, пяти жил. Это медный круглый кабель для прокладки в земле. Обладающий двойной изоляцией. СИП, известный как самонесущий изолированный провод, может иметь от одной (СИП-3 1х50-20) до четырех жил (СИП-5 4х35). Обладающий одинарной изоляцией.

Рассмотрим показатели наиболее популярных проводов:

Считаем: 20 х 0,8 = 16 (кВт)

Чтобы сделать выбор сечения кабеля по мощности, смотрим на нашу таблицу:

Для трехфазной цепи 380 Вольт это будет выглядеть вот так:

Как видите, не сложно. Также советую выбирать кабель или провод наибольшего сечения жил, на случай если вы захотите подключить что-нибудь еще.

Способы расчёта сечения кабелей

Есть два способа определения необходимого сечения кабеля. При расчёте необходимо применять оба метода и использовать большую из полученных величин.

Расчёт сечения по нагреву

Во время протекания электрического тока по кабелю он греется. Допустимая температура нагрева и сечение провода зависят от типа изоляции и способов прокладки. При недостаточном сечении токопроводящей жилы она нагревается до недопустимой температуры, что может привести к разрушению изоляции, короткому замыканию и пожару.

Совет! Для тщательного расчёта необходимо использовать специальные таблицы, программы или онлайн-калькуляторы, но для большинства практических задач допускается применить таблицу, которую можно найти в ПУЭ, п. 1.3.10.

Расчёт сечения по допустимым потерям напряжения

Токопроводящая жила в проводе обладает сопротивлением и при прохождении по ней тока, согласно закону Ома, происходит падение напряжения. Величина этого падения растёт при уменьшении сечения кабеля и увеличении его длины.

При прокладке кабеля большой длины его сечение, необходимое для уменьшения потерь, может многократно превышать величину, выбранную по допустимому нагреву. Для расчёта используются специальные формулы, программы и онлайн-калькуляторы.

Совет! При подключении устройств, работающих на пониженном напряжении, блок питания располагается как можно ближе к аппарату.

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 — напряжение постоянного тока, В
p — удельное сопротивление провода, Ом*мм 2 /м
l — длина провода, м
S — площадь поперечного сечения, мм 2
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.

Расчет по длине

Ну и последний способ, позволяющий рассчитать сечение кабеля – по длине. Суть следующих вычислений заключается в том, что каждый проводник имеет свое сопротивление, которое с увеличением протяженности линии способствует потерям напряжения (чем больше расстояние, тем больше и потери). В том случае, если величина потерь превысит отметку в 5%, необходимо выбрать проводник с жилами покрупнее.

Для вычислений используется следующая методика:

• Нужно рассчитать суммарную мощность электроприборов и силу тока (выше мы предоставили соответствующие формулы).
• Выполняется расчет сопротивления электропроводки. Формула имеет следующий вид: удельное сопротивление проводника (p) * длину (в метрах). Получившееся значение необходимо разделить на выбранное поперечное сечение кабеля.

R=(p*L)/S, где p — табличная величина

Обращаем Ваше внимание на то, что длина прохождения тока должна умножаться в два раза, т.к. ток изначально идет по одной жиле, а потом возвращается назад по другой.

• Рассчитываются потери напряжения: сила тока умножается на рассчитанное сопротивление.

• Определяется величина потерь: потери напряжения делятся на напряжение в сети и умножаются на 100%.
• Итоговое число анализируется. Если значение меньше 5%, оставляем выбранное сечение жилы. В противном случае подбираем более «толстый» проводник.

Допустим мы рассчитали, что сопротивление жил у нас 0,5 Ома, а ток 16 Ампер, тогда:

Что вполне допустимо для большинства случаев, согласно ГОСТ 29322-14 «Стандартные напряжения». Подробнее в статье: https://samelectrik.ru/kakoe-otklonenie-napryazheniya-v-seti-schitaetsya-predelnym.html.

Таблица удельных сопротивлений:

Если Вы протягиваете линию на довольно протяженное расстояние, обязательно производите расчет с учетом потерь по длине, иначе будет высокая вероятность неправильного выбора сечения кабеля.

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.