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

Какая цель проведения расчетов

В первую очередь это нужно для безопасности жилого или общественного помещения, в котором будет проложена новая проводка. Необходимость определения сечения кабеля по мощности обоснована круглосуточным использованием проводки в качестве поставщика электричества к бытовым электрическим приборам. Если неправильно произвести расчет сечения кабеля по мощности, то вместо нормального функционирования проводки и обеспечения необходимого количества электричества получаем ненужные проблемы — или переплата за кабель большего сечения, чем требуется, или (что еще хуже) меньшего сечения. Использование более тонкого провода приводит к его нагреву, то есть и к быстрому разрушению изоляции с последующим выходом из строя всего кабеля.

Попытка сэкономить средства при покупке материалов чревата нарушением правил безопасности, что часто является причиной возгорания или короткого замыкания. Поэтому перед выбором электрической проводки необходимо учитывать следующие составляющие:

  • приблизительное количество электроприборов, используемых в помещении;
  • мощность и нагрузка этих приборов в сумме (необходимо считать с небольшим запасом);
  • тип и сечение кабеля.

Расчет сечения кабеля по мощности

После произведения подсчета мощности для отдельного помещения или группы потребителей, следует провести вычисление силы тока в бытовой сети с напряжением 220 В. Для этого существует формула:

I = (P1 + P2 + … + Pn) / U220, где: I – искомая сила тока; P1 … Pn – мощность каждого потребителя по списку – от первого до n-ого; U220 – напряжение в сети, в нашем случае это 220 В.

Формула расчета для трехфазной сети с напряжением 380 В выглядит так:

I = (P1 + P2 + …. + Pn) / √3 / U380 где: U380 – напряжение в трехфазной сети, равное 380 В.

Сила тока I, полученная в расчетах измеряется в Амперах, обозначается А.

Таблицы составляются согласно показателю пропускной способности металла в проводнике. Для меди это значение равно 10 А на 1 мм, для алюминия – 8 А на 1 мм.

Определить сечение согласно пропускной способности следует по такой формуле:

S = I / Z, где: Z – пропускная способность кабеля.

Таблица соотношения величины тока и минимального сечения кабеля

Сечение сердцевины проводника, кв. мм

Сила тока в проводниках, положенных в одной трубе, А

Сила тока в кабеле, положенном открытым способом, А
один 3-жильныйодин 2-жильныйчетыре 1-жильныхтри 1-жильныхдва 1-жильных
0,511
0,7515
1141514151617
1,214,51615161820
1,5151816171923
2192320222426
2,5212525252730
3242826283234
4273230353841
5313734394246
6344040424650
8434846515462
10505550607080
167080758085100
258510090100115140
35100125115125135170
50135160150170185215
70175195185210225270
95215245225255275330
120250295260290315385
150330360440
185510
240605
300695
400830

Таблица мощности, тока и сечения медных проводов

Согласно ПЭУ, допускается расчет сечения проводника в зависимости мощности потребителей. Для медного сердечника кабеля приведены в таблице вычисления для сети с напряжением 380 В и 220 В.

Сечение сердцевины проводника, кв. мм

Медные сердцевины кабелей

Напряжение сети 380 ВНапряжение сети 220 В
Мощность, ВтСила тока, АМощность, ВтСила тока, А
1,510,5164,119
2,516,5255,927
419,8308,338
626,44010,146
10335015,470
1649,57518,780
2559,49025,3115
3575,911529,7135
5095,714538,5175
70118,818047,3215
95145,222057,2265
120171,626066300

Согласно данному документу, в жилых зданиях рекомендуется прокладывать кабеля с медными жилами. Для обеспечения питания инженерного оборудования некоторых типов допускается посредством алюминиевой проводки с минимальным сечением не менее 2,5 кв. мм.

Таблица мощности, тока и сечения алюминиевых проводов

Согласно данным таблицы, для определения сечения алюминиевой сердцевины проводки следует учитывать такие поправочные коэффициенты: согласно расположению (в земле, скрыто, открыто), по температурному режиму, в зависимости от влажности и т.п. В приведенной ниже таблицы расчеты верны для проводов с резиновой или пластмассовой изоляцией марок АППВ, ВВГ, АВВГ, ВПП, ППВ, ПВС, ВВП и др. Кабели с бумажным экранированием или без изоляции должны рассчитываться по соответствующим их типу таблицам.

Сечение сердцевины проводника, кв. мм

Медные сердцевины кабелей

Напряжение сети 380 ВНапряжение сети 220 В
Мощность, ВтСила тока, АМощность, ВтСила тока, А
2,512,5194,422
415,1236,128
619,8307,936
1025,7391150
1636,35513,260
2546,27018,785
3556,18522100
5072,611029,7135
7092,414036,3165
95112,217044200
12013220050,6230

Обоснование для калькулятора расчёта оптимального сечения кабеля

Продолжительность безопасной работы электроразводки напрямую зависит от:

  • Точного расчёта на калькуляторе сечения кабеля по мощности и длине; 
  • Выбора материала жил и изоляции; 
  • Правильной укладки и подключения.

При этом все факторы находятся в прямой зависимости друг от друга.

Жилы для проводов изготавливают из алюминия или меди. По эксплуатационным характеристикам, медные жилы превосходят алюминиевые провода при равной площади сечения кабеля, онлайн калькулятор учитывает эти параметры при расчётах. Медь на 20% лучше проводит электричество и жилы более гибкие, но алюминий дешевле.

Например, при площади сечения провода 2,5 мм2, по медному проводу можно подать питание для прибора мощностью 5,9 кВт, а по алюминиевому только 4,4 кВт. Но если площадь сечения алюминиевого провода будет 4 мм2, то по нему уже можно запитать оборудование мощностью 6,1 киловатт.

На гибкость проводов влияет не только материал жил, но и их количество. Многожильный медный провод более гибкий, нежели одножильный. Однако калькулятор расчёта сечения кабеля по длине и мощности учитывает, что максимальная нагрузка допустимая для многожильных проводов, гораздо ниже, чем в однопроводном кабеле.

ВАЖНО: многожильный кабель запрещено использовать при скрытом монтаже. Превышение допустимой нагрузки, вызывает нагрев проводника, а за ним и изоляции

Регулярное превышение максимальной допустимой нагрузки, приводит к температурной деструкции материала изоляции, и его разрушению. Это чревато коротким замыканием и возгоранием

Превышение допустимой нагрузки, вызывает нагрев проводника, а за ним и изоляции. Регулярное превышение максимальной допустимой нагрузки, приводит к температурной деструкции материала изоляции, и его разрушению. Это чревато коротким замыканием и возгоранием.

Величина нагрузки и расчёт силы тока

В однофазной сети сила тока определяется на онлайн калькуляторе как мощность делённая на напряжение. Например, для бойлера мощностью 3000 ватт, сила тока составит: 3000/220 = 13,63 А. Округляется в большую сторону, до 14А.

ВАЖНО: для безопасности обязательно добавляйте к полученному результату 5А!

Значит, к 14 прибавляют 5, и в расчётах площади сечения провода будут оперировать цифрой 19А.

При подключении к одной цепи нескольких приборов, в расчёты включают дополнительную категорию.

Индекс востребованности

Вероятность такой ситуации, когда в сеть включат сразу все запланированные устройства, очень мала. Для бытовых условий разработан индекс востребованности (или коэффициент значимости) электроприборов, который учитывается при расчёте мощности по сечению кабеля на онлайн калькуляторе. Этот показатель не стабилен, и изменяется в зависимости от климатических условий региона, типа помещения и режима эксплуатации. Для квартир средней полосы России, коэффициент востребованности выглядит так:

  • Розетки жилых комнат – 0,7; 
  • Освещение кухни, коридора и санузла – 0,7; 
  • Микроволновка и пылесос – 0,6;
  • Холодильник – 0,8;
  • Электроплита, водонагреватель и стиральная машина – 1.

Но эти показатели не стабильны даже в пределах одного региона. Например, коэффициент значимости для электрических тёплых полов – 1. Но он будет снижаться, при профессиональной термоизоляции всего объекта, и приведению жилья стандарту домов с высокой энергоэффективностью. Ведь при устранении утечек тепла, они будут включаться гораздо реже. Поэтому параметр качества теплоизоляции учитывается при работе калькулятора сечения кабеля по мощности и току.

В стандартной ситуации, например для Московской области, расчёт на онлайн калькуляторе максимальной силы тока для кухонной розетки с несколькими приборами выглядит так:

  • Микроволновка: 1800 Вт х 0,6 = 1080 Вт; 
  • Холодильник: 600 Вт х 0,6 = 360 Вт;

1080 + 360 = 1440 Вт.

1440/220 ≈ 6,5 А.

6,5 + 5 = 11,5 А.

Как рассчитать сечение кабеля по току, мощности, длине

В настоящий момент рынок кабельной продукции предлагает громадную номенклатуру всевозможных проводников, сферы широкого применения. Как сориентироваться в таком разнообразии марок и сечений попытаемся разобраться. При выборе кабеля, для любых нужд, необходимо ориентироваться на главное свойство проводника, его пропускную способность, то есть сечение токопроводящей жилы провода. Именно эта величина составляет большую часть цены электрического провода.И часто, не сведущие люди, допускают ошибки при выборе кабеля для замены проводки в доме или квартире. Далее мы расскажем, как рассчитать сечение кабеля по току, мощности и длине линии.

Что может произойти при неправильном выборе сечения кабеля:

  1. При недостаточном сечении проводника, будет происходить перегрев жилы и расплавление изоляции кабеля. В итоге это приведет к короткому замыканию или возгоранию участка цепи.
  2. Неоправданно большой перерасход бюджета из-за завышенного сечения провода.

Необходимо ответственно подойти к выбору сечения проводов, что бы не остаться в проигрыше. Рассмотрим несколько методик выбора кабеля:

  • По току в цепи.
  • По мощности потребителей.
  • По длине кабеля.

Каждый проводник имеет свой предел пропускной способности по току. При превышении этой величины, происходит неизбежная деградация кристаллической решетки металла проводника, а также разогрев и увеличение внутреннего сопротивления проводника. Что бы не допустить такое развитие событий, есть формулы и таблицы для расчета и выбора желаемого сечения кабеля.

Первая методика выбора сечения кабеля — по току электрических приборов, подключенных к данной цепи. Данный расчет более точный по сравнению с другими методиками. В паспорте или на корпусе электроприбора, заводом производителем указывается ток потребления данного устройства. Переписываем указанные значения на листок и производим их сложение.

Следуя определенной логике, что не все электроприборы будут работать одновременно, можно на 20 % уменьшить суммарный ток всех потребителей. По специальной таблице, где уже прописаны стандартные сечения готовых проводников, выбираем ближайший с большей стороны кабель с нужным сечением.

Пример: в результате расчетов получилось 30 ампер тока. И по таблице нам необходимо выбрать ближайшее большее значение, и для меди это 38 ампер 4 мм сечение.

Расчет по мощности. В большинстве расчетов похожий на предыдущий пункт. Переписываем мощность электроприборов, скидываем 20 процентов.

  • Можно выбирать необходимый провод, руководствуясь таблицей выше, или рассчитать ток самостоятельно по специальным формулам. Для однофазной сети формула расчета тока будет иметь такой вид:
  • I=P/(U*cosФи)
  • Формула для расчета тока в трех фазной сети:

где:

  • Р — мощность электроприбора.
  • U — напряжение сети, 220 или 380 вольт.
  • cos Фи — коэффициент мощности 1.4142 для двухфазной сети, 1.732 для трех фазной сети.
  • I – ток потребителя.

Далее выбор сечения не отличается от ранее описанного способа.

Выбор сечения кабеля по длине. Внутреннее сопротивление проводника на протяженных участках электрической сети может достигать значительных размеров. В таких случаях можно столкнуться с большим падением напряжения на дальнем участке и значительный расход мощности. Инструмент не выходит на свою мощность, а бытовая техника надрывно воет или отказывается нормально работать.

  1. В этом случае необходимо произвести расчет тока потребления на выбранном участке сети, руководствуясь методиками описанными ранее.
  2. Расчет сопротивления электрической линии выполняется по формуле:
  3. R провода=(p*L)/S
  • R – сопротивление в Ом.
  • L – длина провода метр. Берется две длины провода.
  • S – площадь проводника. S=3.14*D2 (в квадрате)/ 4.
  • p – коэффициент из таблицы удельных сопротивлений.
  • Дальше рассчитывается падение напряжения на этом участке.
  • U потерь= I нагрузки*R провода
  • ПОТЕРИ = (U потерь / U ном) *100%
  • · I нагрузки – ток нагрузки на участке сети.
  • · R провода — сопротивление провода.
  • · U потери – падение напряжения.
  • · U номинальное напряжение, 220 или 380 вольт.
  • Если расчетное напряжение потерь превышает 5 % от U ном, следует выбрать большее сечение.

Как выбрать марку кабеля для домашней проводки

При выборе марки кабеля для выполнения электромонтажных работ основным документом, на основании которого можно сделать правильный выбор, являются «Правила устройства электроустановок», раздел 2 «Канализация электроэнергии».

Общими критериями выбора кабеля для домашней электропроводки будут такие показатели:

  1. Способ прокладки – скрытая или открытая.
  2. Материал строительных конструкций, по которым будет осуществляться прокладка,− горючий или не горючий.
  3. Класс помещения по агрессивности среды – влажные, пожароопасные, взрывоопасные.
  4. Способ крепления к строительным конструкциям – скобки и лоток, трос и кабель-канал, а также прочие варианты.
  5. Сечение токоведущей жилы.
  6. Надёжность производителя.
  7. Стоимость.

Провода и кабели, рекомендованные для домашней электропроводки

Способ прокладки по строительным конструкциям, их типам и марка кабеля (провода) регламентированы ПУЭ, как и требования к электропроводкам в помещениях различного типа, а вот о способе крепления проводов и кабелей нет жёстких требований. По этому показателю каждый пользователь решает для себя сам, какой провод ему лучше использовать, потому как жёсткие марки (однопроволочные) легче подключать к электроустановочным изделиям и выполнять соединение в распределительных коробках, а гибкие (многопроволочные) – легче монтировать. Надёжность кабельной продукции напрямую связана с брендом производителя и, соответственно, отражается на её стоимости – чем известнее компания, тем дороже стоит предлагаемое к реализации изделие.

Кабельную продукцию можно купить у крупных компаний, специализирующихся на электротехнической продукции, или в хозяйственных магазинах шаговой доступности

Пользуясь выше приведёнными критериями выбора, а также руководствуясь требованиями ПУЭ, каждый пользователь может самостоятельно выбрать марку кабеля или провода, допустимую к использованию для конкретного объекта – квартиры, дачи или загородного дома.

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 сечения провода для сети с одной фазой (однофазной)

Расчет сечения провода осуществляется с помощью следующей формулы:

где:

  • I — сила тока;

  • P — мощность всех потребителей энергии в сумме
  • K и — коэффициент одновременности, как правило, для расчетов принимается общепринятое значение 0,75
  • U — фазное напряжение, которое составляет 220V но может колебаться в пределах от 210V до 240V.
  • cos(φ) — для бытовых однофазных приборов эта величина сталая, и равняется 1.

Если есть необходимость рассчитать ток быстрее, то можно опустить значение cos(φ) и значение K и . Результат в таком случае отличается в меньшую сторону на 15%, если мы применим формулу:

Когда мы нашли мощность потребления тока по формуле, можно начать выбирать кабель, который подходит нам по мощности. Вернее, его площади сечения. Ниже приведена специальная таблица в которой предоставлены данные, где сопоставляется величина тока, сечение кабеля и потребляемая мощность.

Данные могут различаться для проводов изготовленных из разных металлов. Сегодня для применения в жилых помещениях, как правило, используется медный, жесткий кабель. Алюминиевый кабель практически не применяется. Но все же во многих старых домах, алюминиевый кабель все еще присутствует.

Таблица расчетной мощности кабеля по току. Выбор сечения медного кабеля, производится по следующим параметрам:

Также приведем таблицу для расчета потребляемого тока алюминиевого кабеля:

Если значение мощности получилось среднее между двумя показателями, то необходимо выбрать значение сечения провода в большую сторону. Так как запас мощности должен присутствовать.

Как рассчитать сечение кабеля по мощности: формула

Перед выбором сечения кабеля по мощности надо рассчитать ее суммарное значение, составить перечень электроприборов, находящихся на территории, к которой прокладывают кабель. На каждом из устройств должна быть указана мощность, возле нее будут написаны соответствующие единицы измерения: Вт или кВт (1 кВт = 1000 Вт). Затем потребуется сложить мощности всего оборудования и получится суммарная.

Первый шаг. Рассчитывается суммарная мощность всех электроприборов, которые могут быть подключены к сети:

Pсум = (P1 + P2 + .. + Pn) × Kс

  • P1, P2 .. – мощность электроприборов, Вт;
  • Kс – коэффициент спроса (вероятность одновременной работы всех приборов), по умолчанию равен 1.

Второй шаг. Затем определяется номинальная сила тока в цепи:

I = Pсум / (U × cos ϕ)

  • Pсум – суммарная мощность электроприборов;
  • U – напряжение в сети;
  • cos ϕ – коэффициент мощности (характеризует потери мощности), по умолчанию равен 0.92.

Третий шаг. На последнем этапе используются таблицы, согласно ПУЭ (Правила устройства электроустановок).

Таблица сечения медного кабеля по току по ПУЭ-7

Сечение проводника, мм2Ток, А, для проводов, проложенных
открытов одной трубе
двух одножильныхтрех одножильныхчетырех одножильныходного двухжильногоодного трехжильного
0.511
0.7515
1171615141514
1.2201816151614.5
1.5231917161815
2262422202319
2.5302725252521
3343228262824
4413835303227
5464239343731
6504642404034
8625451464843
10807060505550
161008580758070
251401151009010085
35170135125115125100
50215185170150160135
70270225210185195175
95330275255225245215
120385315290260295250
150440360330
185510
240605
300695
400830

Таблица сечения алюминиевого кабеля по току по ПУЭ-7

Сечение проводника, мм2Ток, А, для проводов, проложенных
открытов одной трубе
двух одножильныхтрех одножильныхчетырех одножильныходного двухжильногоодного трехжильного
2211918151714
2.5242019191916
3272422212218
4322828232521
5363230272824
6393632303126
8464340373832
10605047394238
16756060556055
251058580707565
3513010095859575
50165140130120125105
70210175165140150135
95255215200175190165
120295245220200230190
150340275255
185390
240465
300535
400645
Поделитесь в социальных сетях:FacebookTwitterВКонтакте
Напишите комментарий