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.

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.

Способы определения сечения провода пошагово

Существует несколько способов для измерения сечения по диаметру жилы. Если провод одножильный, то замеры будут производиться сразу на нем, а вот из бухты кабеля необходимо выпутать один проводник. После этого его очищают от изоляции, чтобы остался только металл.

Рис. 1. Удаление изоляции с провода

Чтобы вычислить площадь круга через величину радиуса, применяется расчет по формуле: S = π × R 2 ­, где:

• π – константа равная 3,14;
• R – радиус окружности.

Но, в связи с тем, что с практической точки зрения гораздо проще вычислить диаметр, равный двум радиусам, формула расчета примет такой вид: S = π × (D/2) 2 .

Рис. 2. Диаметр провода

В зависимости от способов замеров диаметра выделяют несколько методов вычисления сечения провода и жил кабеля. Рассмотрим их.

По диаметру с помощью штангенциркуля или микрометра

Наиболее актуальным вариантом, чтобы измерить диаметр являются такие приборы, как штангенциркуль и микрометр. Данные устройства позволяют измерить диаметр максимально точно. Для этого вам понадобится провод и микрометр

Рис. 3: Провод и микрометр

Рассмотрите пример определения сечения для одножильного провода (рисунок 4).

Рис. 4. Измерение микрометром

Для этого фиксатор Б переводится в открытое положение. Ручка микрометра откручивается на такое расстояние, чтобы провод легко поместился в пространстве между щупами А. Затем при помощи ручки Г прибор закручивается до срабатывания трещотки. После этого фиксируются показания по всем трем шкалам в точке В.

В данном примере диаметр составляет 1,4 мм, следовательно, чтобы вычислить сечение, необходимо S = 3,14 × 1,4 × 1,4 / 4 = 1,53 мм 2 . Такую же процедуру определения сечения можно произвести, используя штангенциркуль.

Преимуществом такого метода является возможность измерить любой проводник круглого сечения, даже если он уже установлен и эксплуатируется для питания какого-либо электрического прибора. Основной недостаток метода – это высокая стоимость приспособлений, естественно, что приобретать их для пары замеров совершенно нецелесообразно.

По диаметру с помощью карандаша или ручки

Данный способ определения сечения основан на том факте, что по всей длине у провода одинаковый диаметр. Возьмите обычный карандаш, ручку или фломастер, на который намотайте провод по спирали. Чтобы исключить толщину изоляции, ее необходимо срезать по всей длине. Кольца должны располагаться максимально плотно, чем больше пространство между кольцами, тем ниже точность.

Рис. 5: Определение сечения карандашом

Так как все провода имеют одинаковую толщину, то для определения диаметра медных проводов, измерьте длину всей намотки и разделите на количество витков. В данном примере D = 15 мм / 15 витков = 1 мм, соответственно, используя ту же формулу расчета, получим сечение S = 3,14 × 1 × 1 / 4 = 0,78 мм 2 . Заметьте, чем больше витков вы сделаете, тем более точно определите сечение.

Стоит отметить, что преимущество такого метода в том, что для определения сечения можно использовать только подручные средства. Недостаток – низкая точность и возможность намотки только тонких проводников. В примере использовался относительно тонкий провод, но расстояние между витками уже просматривается. Из-за чего точность оставляет желать лучшего, разумеется, что алюминиевую проволоку таким способом согнуть не удастся.

По диаметру с помощью линейки

Сразу оговоримся, что для измерения линейкой можно брать только относительно толстый провод, чем меньше толщина, тем ниже точность. Диаметр жилки при этом может определяться ниткой или бумагой, второй вариант является наиболее предпочтительным, так как дает большую точность.

Рис. 6: Подготовка бумаги для замера

Оторвите небольшую полоску и загните ее с одной стороны. Предпочтительнее более тонкая бумага, поэтому не нужно складывать листок в несколько раз.

Рисунок 7: Обматывание бумагой провода

Затем бумагу прикладывают к проводу и заворачивают по окружности до соприкосновения полоски. В месте соприкосновения ее загибают второй раз и прикладывают к линейке для измерения.

Рисунок 8: измерение при помощи линейки

Через полученную длину окружности L находят диаметр жилки D = L / 2 π, а расчет сечения выполняется как показывалось ранее. Данный метод определения сечения хорошо подходит для крупных алюминиевых жил. Но точность в этом методе наиболее низкая.

По диаметру с помощью готовых таблиц

Этот метод подходит для проводов стандартного сечения. К примеру, вы уже определили диаметр по одному из вышеприведенных методов. После чего вы используете таблицу для определения сечения.

Таблица 1: определение сечения через диаметр провода

К примеру, если у вас диаметр получился 1,8 мм, то это значит, что сечение по таблице будет равно 2,5 мм 2 .

По мощности или току

Если известна проводящая способность жилы, то с ее помощью можно определить сечение. Для этого понадобится один из параметров токопроводящей жилы – ток или мощность. Тоже можно сделать, если вы сможете рассчитать нагрузку. После чего из нижеприведенных таблиц необходимо выбрать соответствующий вариант. Но при этом необходимо учитывать алюминиевыми или медными жилами выполнен провод.

Таблица 2: для выбора сечения медного провода, в зависимости от силы потребляемого тока

Таблица 3: для выбора сечения медного провода, в зависимости от потребляемой мощности

Таблица 4: для определения сечения жил из алюминиевого провода

К примеру, если при монтаже электропроводки из алюминия вам известно, что максимальный ток, который провод может пропускать при длительной нагрузке, составляет 21 А, то чтобы выбрать сечение необходимо посмотреть строку выше — 4 мм 2 .

Расчет сечения многожильного провода

Если используется многожильный провод, в котором все проводники одинаковые, общее сечение определяется путем сложения площади всех. К примеру, измеряют размер для одной жилы любым из вышеприведенных методов. После чего фактическое сечение определяется по формуле S_o = n × S_i, где

• S_o – это общее сечение всего проводника;
• n – число проводников одинакового диаметра;
• S_i – сечение одного провода.

Расчет сечения кабеля с помощью онлайн калькуляторов

Открытая и закрытая прокладка проводов

Как все мы знаем, при прохождении тока по проводнику он нагревается. Чем больше ток, тем больше тепла выделяется. Но, при прохождении одного и того же тока, по проводникам, с разным сечением, количество выделяемого тепла изменяется: чем меньше сечение, тем больше выделяется тепла.

В связи с этим, при открытой прокладке проводников его сечение может быть меньше — он быстрее остывает, так как тепло передается воздуху. При этом проводник быстрее остывает, изоляция не испортится. При закрытой прокладке ситуация хуже — медленнее отводится тепло. Потому для закрытой прокладке — в кабель каналах, трубах, в стене — рекомендуют брать кабель большего сечения.

Выбор сечения кабеля с учетом типа его прокладки также можно провести при помощи таблицы. Принцип описывали раньше, ничего не изменяется. Просто учитывается еще один фактор.

Выбор сечения кабеля в зависимости от мощности и типа прокладки

И напоследок несколько практических советов. Отправляясь на рынок за кабелем, возьмите с собой штангенциркуль . Слишком часто заявленное сечение не совпадает с реальностью. Разница может быть в 30-40%, а это очень много. Чем вам это грозит? Выгоранием проводки со всеми вытекающими последствиями. Потому лучше прямо на месте проверять действительно ли у данного кабеля требуемое сечение жилы (диаметры и соответствующие сечения кабеля есть в таблице выше). А подробнее про определение сечения кабеля по его диаметру можно прочесть тут.

Тип прокладки проводов и кабелей

Ток, с одинаковыми параметрами, протекающий через проводники различных сечений, по-разному оказывает влияние на жилы. Провод с меньшим сечением нагреется намного быстрее, а при перегреве увеличивается риск пробоя изоляции.

При прохождении электрического тока по токопроводящей части происходит его нагрев. Следовательно, при открытой прокладке, кода отвод тепла осуществляется без препятствий в атмосферу, сечение кабеля может быть уменьшено. Он быстрее остывает, а защитная изоляция не портится. При закрытом способе прокладки, необходимо выбирать провода и кабели с большим сечением.

В ПУЭ приведены подробные таблицы с расчетными сечениями всех алюминиевых и медных кабелей 1,6..10кВ в зависимости от токовой нагрузки, материала жил и способа прокладки.

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:

Рекомендации специалистов: как выбрать и купить оптимальный провод

Выбирая провод, помните о нескольких правилах:

1. Толщина изделия должна быть достаточной для предполагаемой мощности сети и прохождения электрическая. Однако изделие не должно нагреваться до температуры выше 60 градусов. Перегревание жил приводит к возгоранию и аварийным ситуациям.
2. Диаметр жил провода должен быть оптимальным для конкретной сети, чтобы напряжение не падало ниже допустимого уровня. Особенно важно учесть это при прокладке линий с постоянным током, где с длиной его величина снижается.
3. Толщина провода должна обеспечивать его прочность и хорошую устойчивость к возможным механическим повреждениям.

Чтобы не ошибиться при выборе кабеля, внимательно рассчитайте его сечение, учитывая нюансы конкретной сети и основные параметры помещения. Если нужна помощь в выборе провода, оставьте заявку и обратитесь к нашим консультантам. У нас вы можете купить высококачественный кабель любого номинала, маркировки и сечения недорого. На выбор представлена продукция нескольких кабельных заводов, для каждого найдется приемлемая цена..