Как быстро выбрать сечение кабеля практически

Практические советы как выбрать кабель/провод для дома, квартиры или дачного участка

Сообщения о пожарах, причиной которых была неисправная электропроводка, в последнее время настолько часты, что мы начали относиться к такой беде как к неизбежному злу. И совершенно напрасно. Хотя количество электроприборов в жилищах и их мощность резко возросли, правильный выбор марки проводов и кабелей способен помочь нам избежать многих неприятностей.

Оснащение вашей квартиры многочисленными электробытовыми приборами требует множества разных проводов и кабелей, о выборе и размещении которых надо подумать заранее.

Известно, что танцевать надо от печки. А значит, для начала определим, что предстоит электрифицировать. Это важно. Ибо, если у вас двухэтажный каменный коттедж, стоящий на пригорке, никогда не заливаемом водой, а все работы на участке ограничиваются стрижкой газонов, решение будет одно. Если же, например, место болотистое, с близким залеганием подземных вод, и вы хотите подвести электричество к деревянной баньке, где установлена электрокаменка для сауны, а на участке вы осуществляете вспашку земли при помощи трактора, то решение будет совсем другим. Тем не менее, в обоих случаях не обойтись без кабеля. Рассмотрим процесс выбора кабеля по шагам. Вопрос стоимости полученного решения сознательно оставляем за рамками статьи, здесь все зависит лишь от толщины вашего кошелька.

Только не забывайте, что хорошо и одновременно дешево не бывает.

Провода и кабели различаются по количеству жил (от 1 до 37), сечению (от 0,75 до 800 мм²) и номинальному рабочему напряжению.

Провода изготавливаются с изоляцией на напряжение 380, 660 и 3000 В переменного тока, кабели — на любое напряжение. У изолированного провода токопроводящая жила заключена в оболочку из резины, поливинилхлорида или винипласта. Для предохранения от механических повреждений и воздействий внешней среды изоляция некоторых марок проводов покрыта снаружи хлопчатобумажной оплеткой, пропитанной противогнилостным составом.

Провода, предназначенные для прокладки в местах, где имеется повышенная опасность их механического повреждения, защищаются дополнительной оплеткой из стальной оцинкованной проволоки.

Немного о терминах

Жила — в общем случае отдельный проводник.

Провода — изделия, содержащие одну или более изолированных жил либо скрученных проволок, поверх которых имеется легкая защитная оболочка (например, металлическая обмотка, обмотка или оплетка из волокнистых материалов).

Установочный провод — провод для электрических распределительных сетей низкого напряжения.

Электрический шнур — провод сечением до 1,5 мм² с изолированными жилами повышенной гибкости. Служит для подсоединения подвижных устройств. Жилы в данном случае обязательно многопроволочные. Кроме того, они соединены между собой скруткой или общей оплеткой.

Кабель — это несколько изолированных проводов, заключенных в одну или несколько защитных оболочек.

Так что, если у вас в руках нечто очень гибкое, имеющее одинарную изоляцию и толщину не более мизинца, это, скорее всего, шнур. Если же речь идет об изделии толщиной с вашу руку и примерно такой же жесткости, состоящем из одиночных проводников и снабженном двойной изоляцией, это кабель. В случае, когда нужно подвести электричество к коттеджу или электрифицировать участок, да к тому же не хочется портить вид висящими проводами, потребуется именно кабель. Как же его выбрать?

Выбор материала проводников

Медь предпочтительнее алюминия. Она имеет большую проводимость и менее подвержена коррозии. К тому же по сравнению с медью алюминий непрочен и при нескольких изгибах может попросту сломаться. Отрицательным свойством алюминия является и его быстрая окисляемость в случае соприкосновения с воздухом, результат — образование на поверхности тугоплавкой окисной пленки. Она плохо проводит электрический ток, а значит, препятствует созданию хорошего контакта. Место с плохим контактом будет греться, искрить, еще более окисляться, еще более греться, а там недалеко и до пожара. И если вы не хотите звонить 01, вам придется периодически проверять места крепления алюминиевых жил к электрическим приборам. При креплении в винтовых зажимах алюминий проявляет другой свой недостаток — низкий предел текучести. В результате этого алюминий выскальзывает из-под зажима («течет»), ослабляя контакт. Таким образом, алюминиевые провода, находящиеся в распределительных коробках и других устройствах, где для соединения используются зажимы, тоже требуют периодической проверки и поджатия.

Помимо этого, при контакте алюминия с медью образуется гальваническая пара, в которой алюминий, подвергаясь электрокоррозии, разрушается. Что ведет к дополнительному ухудшению соединения. А о результатах этого явления мы только что говорили.

Выбор сечения кабеля

Кабель обычно состоит из 2–4 жил. Сечение (точнее, площадь поперечного сечения) жилы определяется ее диаметром.

Напомним: площадь круга S = 0,78d², где d — диаметр круга. Исходя из практических соображений, при малых значениях силы тока сечение медной жилы берут не менее 1 мм², а алюминиевой — 2 мм².

При достаточно больших токах сечение провода выбирают по подключаемой мощности.

Обычно исходят из расчета мощности, что нагрузка величиной 1 кВт требует 1,57 мм² сечения жилы. Отсюда следуют приближенные значения сечений провода, которых следует придерживаться при выборе его диаметра. Для алюминиевых проводов это 5 А на 1 мм²., для медных — 8 А на 1 мм². Проще говоря, если у вас стоит проточный водонагреватель на 5 кВт, то подключать его надо проводом, рассчитанным не менее чем на 25 А, и для медного провода сечение должно быть не менее 3,2 мм². Учтите, из ряда предпочтительных величин сечений (0,75; 1; 1,5; 2,5; 4; 6 мм² и т. д.) для алюминиевых проводов сечение выбирают на ступень выше, чем для медных, так как их проводимость составляет примерно 62% от проводимости медных.

Например, если по расчетам нагрузки для меди нужна величина сечения 2,5 мм², то для алюминия следует брать 4 мм², если же для меди нужно 4 мм², то для алюминия — 6 мм² и т. д.

А вообще кабель лучше выбирать большего поперечного сечения, чем требуется, — вдруг вы захотите подключить еще что-нибудь? Кроме того, необходимо проверить, согласуется ли сечение проводов с максимальной фактической нагрузкой, а также с током защитных предохранителей или автоматического выключателя, которые обычно находятся рядом со счетчиком.

Таблица выбора сечения кабеля при прокладке проводов открыто и в трубе

Сечение кабеля, мм²	Проложенные открыто						Проложенные в трубе
	Медь			Алюминий			Медь			Алюминий
	Ток	W, кВт		Ток	W, кВт		Ток	W, кВт		Ток	W, кВт
	А	220 В	380 В	А	220 В	380 В	А	220 В	380 В	А	220 В	380 В
0,50	11	2,4
0,75	15	3,3
1,00	17	3,7	6,4	14	3,0	5,3
1,50	23	5,0	8,7	15	3,3	5,7
2,00	26	5,7	9,8	21	4,6	7,9	19	4,1	7,2	14,0	3,0	5,3
2,50	30	6,6	11,0	24	5,2	9,1	21	4,6	7,9	16,0	3,5	6,0
4,00	41	9,0	15,0	32	7,0	12,0	27	5,9	10,0	21,0	4,6	7,9
6,00	50	11,0	19,0	39	8,5	14,0	34	7,4	12,0	26,0	5,7	9,8
10,00	80	17,0	30,0	60	13,0	22,0	50	11,0	19,0	38,0	8,3	14,0
16,00	100	22,0	38,0	75	16,0	28,0	80	17,0	30,0	55,0	12,0	20,0
25,00	140	30,0	53,0	105	23,0	39,0	100	22,0	38,0	65,0	14,0	24,0
35,00	170	37,0	64,0	130	28,0	49,0	135	29,0	51,0	75,0	16,0	28,0

Выбор сечения одиночного проводника гибкого многожильного автомобильного провода

Номинальное сечение, мм²	Сила тока в одиночном проводе, А, при длительной нагрузке и температуре окружающей среды, °С
	20,0	30,0	50,0	80,0
0,50	17,5	16,5	14,0	9,5
0,75	22,5	21,5	17,5	12,5
1,00	26,5	25,0	21,5	15,0
1,50	33,5	32,0	27,0	19,0
2,50	45,5	43,5	37,5	26,0
4,00	61,5	58,5	50,0	35,5
6,00	80,5	77,0	66,0	47,0
16,00	149,0	142,5	122,0	88,5

Примечание: при прокладке проводов сечением 0,5–4,0 мм² в жгутах, в поперечном сечении которых по трассе содержится от двух до семи проводов, сила допустимого тока в проводе составляет 0,55 от силы тока в одиночном проводе согласно таблице, а при наличии 8–19 проводов — 0,38 от силы тока в одиночном проводе.

Выполнение проводки

По способу выполнения электропроводка может быть открытой и скрытой.

Скрытые проводки делятся на две группы. К первой относятся проводки в разного рода трубах: стальных, стеклянных, асбоцементных, резиновых и др. Вторую группу образуют проводки в элементах строительных конструкций, без труб.

Трубная прокладка позволяет в случае надобности производить беспрепятственную замену проводов. В сухих помещениях скрытая проводка осуществляется в трубах (изоляционных, изоляционных с металлической оболочкой, стальных), в глухих коробах, замкнутых каналах, а также специальными проводами. Во влажных помещениях — в трубах (изоляционных влагостойких, стальных), глухих коробах и тоже специальными проводами. В сырых и особо сырых помещениях скрытая проводка допускается только в изоляционных влагостойких трубах.

Если вы собираетесь использовать трубы при проведении электричества по участку, имейте в виду, что они в основном защищают кабель от механических повреждений (гарантируя, что вы, вскапывая грядки, случайно не заденете его лопатой или культиватором). Особо не обольщайтесь, что трубы защитят проводку от влаги, вода дырочку найдет. К тому же в трубах возможно образование конденсата из воздуха, проникающего на входном или выходном конце. Но пусть это вас особо не беспокоит. Сами кабели производятся герметичными. Перед выпуском в продажу их 12 часов выдерживают в воде под напряжением, превышающим номинальное.

Поэтому лучше подумайте о глубине укладки кабеля. Бронированные кабели можно укладывать просто в землю, но лучше, чтобы это было ниже глубины промерзания. В противном случае расширение и сжатие земли способны вызвать обрыв кабеля. Правда, глубина эта может оказаться больше, чем глубина залегания подземных вод. Класть кабель в воду тоже нежелательно. Компромиссом может быть прокладка в асбестовых трубах с дополнительной их герметизацией.

А для обеспечения кабелю возможности сжиматься и расширяться его при прокладке не стоит натягивать (особенно если вести работы в летние месяцы, — зимой кабель сожмется и может лопнуть).

Другой вариант — использовать кабели марок АВБбШв и ВБбШв, выдерживающие механические нагрузки.

Согласование плана проводки

Координаты разрешающего органа энергонадзора можно узнать либо в дирекции вашего садового товарищества, либо в районной администрации. Конечно, обычно согласованием никто не занимается. Но если случится несчастье и в результате замыкания произойдет пожар или что-либо подобное, страховые компании при отсутствии подобного документа могут отказаться от возмещения вам ущерба.

Практические советы

1. Если прокладывается постоянная проводка, лучше использовать кабель с токоведущими жилами из одиночных проволок. Он меньше, чем многопроволочный, подвержен коррозии (за счет меньшей площади поверхности), и его проще зачищать перед подключением.
2. Резина под действием озона, содержащегося в воздухе, стареет и покрывается микротрещинами. Поэтому желательно не использовать кабели с резиновым покрытием на солнечных местах. Предпочтительней бронированные варианты и прокладка кабелей в земле.
3. Поливинилхлорид склонен к растрескиванию при сильном морозе, так что на улице лучше применять кабели с покрытием из полиэтилена.
4. Полиэтилен недолюбливают пожарные, поэтому в помещениях предпочтителен стабилизированный самозатухающий полиэтилен (в марке провода обозначается как Пс).
5. Кабели в свинцовой оболочке лучше прокладывать в летнее время. На морозе при их изгибе из-за малой морозостойкости свинца возможно образование микротрещин.
6. Кабели АВВГнг, ВВГнг, АВБбШнг и ВБбШнг отличаются оболочкой или шлангом из ПВХ-пластиката пониженной горючести. Применяются в местах с повышенной пожароопасностью.
7. Если вы собираетесь проводить кабель в водной среде (например, для подключения насосов в колодцах или для питания летнего фонтана на участке), вам потребуется специальная марка ВПП для погружных двигателей. К недостаткам этой модели можно отнести то, что кабель выпускается одножильным. А значит, для подключения насоса или фонтана придется использовать два провода, свитых между собой (чтобы не спутывались). Как альтернативу можно рассмотреть применение кабеля Lyonipompe французского производства. Он трехжильный, сечением от 1,5 до 4 мм².
8. По мнению специалистов магазина «Кабель», для временного подключения желательно использовать многожильные кабели марок кг и ПВС (КГ — с медными многопроволочными жилами, снабженными резиновой изоляцией, в резиновой оболочке), для постоянного подсоединения: по улице — ВВГ, для прокладки в грунте — ВБбШв с защитной броней.
9. Если кабель требуется провести через горючие материалы (а таковыми являются стены вашего деревянного дома или нефтесодержащие вещества в вашем гараже), в его обозначении должны присутствовать буквы «Н» (негорючий) или «нг» (не распространяющий горение). Это, например, кабели кгН и ВВГнг, которые, кстати, лучше использовать не только в деревянных домах (хотите звонить 01?).
10. Если на участке нейтральная почва с глубоким залеганием грунтовых вод, то вам подойдут кабели марок АВВГз и ВВГз, рекомендуемые для прокладки в земле с низкой коррозионной активностью при отсутствии возможности механических повреждений и растягивающих усилий. Если же местность болотистая и земля на участке вспучивается (это выясняется, например, по тому, что неглубоко вкопанная осенью садовая скамейка весной оказалась перекошенной; подобным образом могут себя вести столбы ограждения и т. п.), то лучше использовать кабели марок АВБбШв и ВБбШв (поливинилхлорид по жиле, поливинилхлоридная оболочка, броня из оцинкованных стальных полос, поверх нее герметичный внешний шланг), предназначенные для любых условий эксплуатации и стойкие к механическим повреждениям.
11. Кроме того, следует знать, какое напряжение в сети и сколько фаз используется на вашем участке. Если 220 В и 1 фаза, то подойдет двух- или трехжильный кабель (третья жила — «земля» — обычно имеет меньшее сечение, чем другие). Если 380 В и трехфазный ток (что требуется для работы некоторых насосов и моторов), то необходим трехжильный (с одинаковыми жилами) или четырехжильный кабель (четвертая жила — «земля»). Это отражается в маркировке изделия. Например, кг-4×2,5 означает четырехжильный кабель с сечением основных жил 2,5 мм².

• Расчет мощности кабеля по сечению кабеля
• Расчет сечения токопроводящей жилы в кабеле
• Расчет массы металла в кабеле
• Расчет потерь напряжения в кабельной линии
• Расчет длины кабеля на барабане
• Расчёт нагревательного провода ПНСВ
• Расчет мощности греющего (нагревательного) кабеля для «Тёплого пола»
• Расчет мощности греющего (нагревательного) кабеля для стаивания льда
• Расчет подогрева грунта в теплице
• Расчет греющего кабеля для затвердевания бетона
• Расчет мощности греющего (нагревательного) кабеля для защиты от замерзания и для обогрева трубопроводов в зимнее время
• Расчет тепловой мощности инфракрасных обогревателей для вашего помещения
• Расчет освещения вашего помещения и подбор светильников

© ООО «ПромКабель плюс»
+7 (3952) 28-05-50, 28-03-50 mail@promkabel.su promkabel1968@mail.ru

разработка и продвижение сайтов

Как правильно подобрать сечение провода по мощности и току?

Планируете частичную или полную замену проводки? Умение правильно выбрать сечение кабеля со временем может пригодиться каждому, и для этого необязательно быть квалифицированным электриком. Неверно подобрав кабель, можно подвергнуть себя и своё имущество серьёзному риску — чересчур тонкие провода будут сильно греться, что может привести к выходу из строя электроприбора, проводки или даже к пожару.

Здесь мы рассмотрим выбор сечения кабеля для сетей напряжением менее 1 кВ, которые используются в жилых помещениях.

В общем случае для целей освещения выбирают сечение 1,5 мм², для розеток ― 2,5 мм². Отдельный расчёт становится необходимым, если требуется подключить бытовой прибор с большой мощностью ― например, стиральную машину, бойлер или электроплиту.

Для расчёта необходимо знать мощность каждого электроприбора, который планируется подключать к сети (она указывается в паспорте). Затем нужно сложить мощности всех приборов, которые планируется подключать к одной розетке.

В двух словах ― чем больше сечение жилы кабеля, тем меньше он нагревается. Поэтому при выборе площади сечения жилы по таблицам следует производить округление в большую сторону, даже если имеется очень близкое к расчётному, но не достигающее его значение.

В упрощённых таблицах, предложенных ниже, представлены максимальные (наиболее безопасные) значения сечения жил для одно-, двух- и трёхжильных кабелей на основе таблиц ПУЭ.

Значения указаны для медных и алюминиевых кабелей, хотя всё чаще выбор электриков падает на медные жилы. При той же мощности медь позволяет использовать меньшее сечение; кроме того, она обладает большей электропроводностью, прочностью и меньше подвержена окислению.

Таблица выбора сечения кабеля для открытой электропроводки

Таблица выбора сечения кабеля для скрытой электропроводки

Полезно будет также учесть т ипичные ошибки при выборе сечения кабеля:

Для расчёта сечения кабеля и определения его веса вы можете воспользоваться онлайн-калькулятором (переход на другой сайт):

Как выбрать нужное сечение провода?

Не знаю как у вас, а у меня есть одна проблема: каждый раз, когда дело доходит до приобретения проводов/кабелей на более-менее серьёзную нагрузку, у меня делаются страшные глаза, и я начинаю судорожно вспоминать, а какой конкретно кабель мне нужен на мою нагрузку и как его следует подбирать?

В какой-то момент мне это надоело, и я решил разобраться в вопросе, результаты чего приведены ниже и, возможно, будут полезны и вам.

Небольшой спойлер от автора: дальше последует некоторый результат моих исследований этой темы. Суждения в тексте ниже могут быть где-то верны, где-то ошибочны, а где-то недостаточно подробны. В любом случае, надеюсь, что будет интересно!

▍ Вводная часть

Для начала давайте разберёмся с основными понятиями, чтобы нам дальше было проще. Для подведения электричества к потребителям используются следующие элементы инфраструктуры:

• воздушная линия — специальная система для передачи электрического тока проводам, располагающимся на воздухе, и укреплённая на специальных несущих конструкциях в виде железобетонных или деревянных столбов;
• кабельная линия — линия электропередач, которая проложена в специально оборудованных сооружениях (каналах, шахтах) просто по воздуху и располагается на стенах или потолках зданий. Кроме того, линии могут быть проложены в водной среде;
• электропроводка — распределительная сеть электроснабжения напряжением до 1000 В (далее речь будет идти именно о таких сетях), которая выполнена в виде изолированных проводов или кабелей, имеющих сечения до 16 , которые также могут быть проложены как внутри зданий, так и снаружи.

К распределительной электропроводке подключаются приёмники электрической энергии, которые должны быть по своему номинальному напряжению равны номинальному напряжению питающей сети.

Питающие сети могут быть выполнены в четырёхпроводном виде, на номинальное напряжение 380/220 В, где нейтраль заземляется. Сеть подобного типа представляет собой четыре провода, из которых три являются фазными, а один нулевым, имеющим глухое заземление (благодаря такому заземлению напряжение на нулевом проводе близко к нулю):

При этом напряжение между фазными линиями составляет 380 В, а между любым фазным и нулевым проводом — 220 В.

Таким образом, к фазным выводам подключаются трёхфазные потребители (например, трёхфазные электродвигатели), а однофазные потребители (например, лампы накаливания, любая бытовая техника) подключается между фазным и нулевым проводами.

При этом получается, что к одной и той же сети могут быть подключены в один и тот же момент как трёхфазные потребители, так и однофазные.

Вкратце, зачем вообще нужно делать трёхфазную сеть: она позволяет получить устойчивое вращающееся магнитное поле в трёхфазных электродвигателях, кроме того, подобная сеть позволяет получать два напряжения без использования преобразующих трансформаторов (380/220), что удобно для разных потребителей.

Первым создателем трёхфазной сети был российский учёный Михаил Осипович Доливо-Добровольский. Именно он придумал располагать обмотки генератора под углом в 120°, что и дало на выходе три фазы. Кроме того, он же разработал и асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором, конструкция которого без особых изменений сохранилась по наше время.

В общем случае, разница между трёхфазными и однофазными электродвигателями заключается в том, что:

• однофазные имеют более простую конструкцию, большую надёжность (отсутствует такая проблема, как обрыв фазы на трёхфазных, которая вызывает необходимость сооружать определённые системы контроля двигателя; в то время как у однофазных при обрыве фазы двигатель просто перестанет работать);
• однофазные требуют больших пусковых токов;
• однофазные имеют меньший коэффициент мощности, соответственно — меньший КПД.

▍ Расчёт участка сети

При подборе характеристик проводов и кабелей питания электрической сети, прежде всего, необходимо руководствоваться следующими соображениями:

• сопротивляемость нагреву;
• механическая прочность;
• потери напряжения на этом участке сети;
• экономическая плотность тока.

При подборе сечений конкретных участков сети, исходя из соображений противостоянию нагреву и экономической плотности тока, достаточно только знать токовые нагрузки этих участков, в то время как расчёт с точки зрения потерь напряжения можно произвести, если кроме этого известны ещё и длины этих участков.

Если расчёт ведётся для трёхфазных сетей, то нагрузка участка каждой из фаз принимается равной друг другу (но на самом деле это условие соблюдается только в том случае, если сеть используется для питания трёхфазных электродвигателей).

Что же касается питания однофазных потребителей, то на самом деле, здесь наблюдается постоянно неравномерность загрузки каждой фазы сети, хотя при практических расчётах всё равно считают распределение нагрузки по фазам равномерной.

Если мы считаем нагрузку на каждую фазу равномерной, то для расчётов не нужно показывать абсолютно все провода, достаточно нарисовать обобщённую схему сети с указанием подключённых потребителей и длин каждого участка сети.

Если есть чертёж, согласно которому должна быть проложена сеть, то можно измерить все длины её участков прямо по чертежу с учётом его масштаба (т. е. измеряем по чертежу, а потом масштабируем до реальных размеров). Если же такого чертежа нет, каждый участок должен быть измерен в реальности.

Определение нагрузки участков сети является довольно непростой задачей, так как отдельные приёмники электроэнергии потребляют одну и ту же мощность (например, лампочка), в то время как электродвигатель нагружает сеть по-разному, в зависимости от режима и момента работы: стартует ли он в данный момент или уже стабильно работает, находится ли в режиме холостых оборотов или же к нему подключён какой-то механизм, который замедляет вращение электродвигателя, и ему приходится преодолевать эту нагрузку. Таким образом, в одних своих режимах двигатель может оказывать слабую нагрузку на сеть и быть недогруженным, в противовес этому в других оказывать повышенную нагрузку на сеть.

Кроме того, задача может быть ещё более усложнена, если подобных потребителей больше одного.

Чтобы понять, какую нагрузку такой потребитель будет оказывать на участок сети, необходимо определить максимально возможную среднюю нагрузку за получасовой период работы.

Для определения расчётной нагрузки на сеть можно воспользоваться следующей формулой:

• — коэффициент спроса;
• — номинальная мощность группы электроприёмников.

Для исследования участка сети согласно нагреву или экономической плотности тока необходимо определить размер тока каждого потребителя (здесь и далее в формулах используется расчётная мощность потребителя, формула расчёта которой приведена выше).

Для трёхфазного потребителя это происходит в последующей формуле:

• — расчётная мощность потребителя;
• — номинальное напряжение на разъёме потребителя;
• — коэффициент мощности потребителя.

• — номинальное напряжение приёмника(ов), равное фазному напряжению сети подключения.

По первому закону Кирхгофа, в любой точке сети сумма приходящих токов должна быть равна сумме выходящих токов. Таким образом, когда известны токи каждого потребителя необходимо их просто суммировать (для магистрали), чтобы понять, какой ток будет течь по магистральной линии и какие токи будут течь конкретному потребителю.

Например, в квартире 3 потребителя: 30А, 15А, 5А. Таким образом, к каждому конкретному потребителю будет течь указанный номинал тока, в то время как ввод в квартиру должен выдерживать (как минимум, но нужен ещё запас): 30 + 15 + 5 = 50А.

Теперь, когда нам известно, какие токи потребуются потребителям, мы можем выяснить требующиеся сечения проводов, которые потребуются для обеспечения этих потребителей, с учётом ряда условий, описанных ниже.

▍ Выбор с учётом сопротивляемости нагреву

Протекание электрического тока по проводникам сопровождается рядом явлений, одним из которых является нагрев проводника одновременно с его охлаждением из-за излучения этого тепла в окружающую среду. По прошествии некоторого времени нагрев и охлаждение проводника уравновешиваются, и температура стабилизируется на некотором значении.

Максимально допустимое значение температуры для проводника является разным для разных типов проводников и устанавливается исходя из соображений безопасности его эксплуатации, так как долговременный нагрев может привести как к разрушению изоляции, так и к возможным возгораниям и взрывам окружающей среды.

Существуют справочные таблицы, которые регламентируют максимальные токовые нагрузки для различных проводников. Ниже приведён пример подобных таблиц (они могут быть несколько староваты, поэтому можно поискать нечто поновее). В указанных таблицах подразумевается (допустимая токовая нагрузка подобрана таким образом), что голые провода не должны нагреваться более 70°, в то время как провода в пластиковой изоляции не должны нагреваться более 65°:

Картинка: Ф. Ф. Карпов – «Как выбрать сечение проводов и кабелей»

Информация в указанных таблицах приведена с учётом того, что эксплуатация происходит при обычных условиях, которые представляют собой температуру воздуха в 25° с расстоянием между соседними кабелями не менее 35 мм (при свободной прокладке) и 50 мм (при прокладке в каналах).

Если же условия эксплуатации не являются типовыми, то расчёт допустимой нагрузки (Iд) производится так:

• — величина допустимой нагрузки при обычных условиях (взята из таблиц выше);
• — поправочный коэффициент, величина которого может быть взята из таблиц ниже, в зависимости от того, проложен ли кабель по воздуху, или же в траншее.

Картинка: Ф. Ф. Карпов – «Как выбрать сечение проводов и кабелей»

В таблицах выше были приведены максимальные токовые нагрузки при обычных условиях, однако нужно понимать, что подобная нагрузка там дана для продолжительного режима работы, в то время как многие устройства работают в кратковременно-периодическом режиме, соответственно, питающие их участки сети могут выдерживать большие токи (кратковременно), чем предусмотрено таблицами. Для этого случая существует поправочный коэффициент, который может быть применён в формуле выше:

• — относительная продолжительность рабочего периода, которая вычисляется по формуле ниже.

• — продолжительность рабочего периода (т. е. на какое время кратко включился потребитель);
• — общая длительность цикла (сколько всего будет работать потребитель).

▍ Выбор с учётом экономической плотности тока

Итак, на предыдущих этапах мы выяснили, какой ток будет потреблять наша нагрузка и как выбрать проводники по максимально допустимой нагрузке.

И всё равно остаётся вопрос — а точно ли такие проводники надо выбрать? А может не такие, а какие-то другие? 🙂

И именно на эти вопросы нам позволит ответить этот раздел. Дело в том, что даже относительно стабильно работающие потребители в итоге всё равно работают с переменной нагрузкой, например, те же самые уличные фонари постоянно работают ночью и вечером и не работают утром и днём. Или же, взять линии электроснабжения троллейбусов/трамваев — у них будут наблюдаться всплески потребления рано утром и вечером, когда люди едут на работу/с работы, в то время как в промежутках проводники, питающие этих потребителей, будут недогружены. Имеет ли смысл для них протягивать «максимально мощные» линии? Или же где-то можно сэкономить?

Для этого можно использовать следующую формулу, которая позволяет определить сечение проводника с учётом экономической плотности тока:

• — расчётный ток линии;
• — экономическая плотность тока, значения которой могут быть взяты из таблицы ниже для проводов, шин и кабелей.

Картинка: Ф. Ф. Карпов – «Как выбрать сечение проводов и кабелей»

В заключение можно сказать, что комплексные расчёты являются достаточно сложными, и можно произвести расчёты ещё и по потерям напряжения на линии (если знаем длину линий или можем её измерить), так как обеспечение потребителей стабильным электропитанием является важным вопросом, и отклонения его от требуемых значений может негативно сказаться на них. Однако в рамках этой статьи мне кажется приведение подобной методики несколько избыточным, так как мало кто из читающих эту статью будет заниматься протягиванием линий в сотни метров длиной 🙂 Типовыми задачами домашних самоделкиных будет являться подбор небольших кусков кабелей для питания 3D-принтера, ЧПУ-станка, освещения в беседку, и всё в таком духе.

Поэтому в рамках указанных задач, полагаю, величину потерь в линиях можно смело игнорировать. Конечно, если вы используете специальные электротехнические медные/алюминиевые провода, а не пытаетесь самостоятельно изготовить и использовать стальные/чугунные и т. д. провода 🙂 Тем не менее, желающие смогут более глубоко ознакомиться с разными методиками в литературе, приведённой ниже.

▍ Использованные источники

1. Ф. Ф. Карпов — «Как выбрать сечение проводов и кабелей».
2. Н. А. Мельников — «Электрические системы».

Расчет сечения кабеля по мощности: практические советы от профессионалов

Умение правильно выбрать сечение кабеля со временем может пригодиться каждому, и для этого необязательно быть квалифицированным электриком. Неверно рассчитав кабель, можно подвергнуть себя и своё имущество серьёзному риску — чересчур тонкие провода будут сильно греться, что может привести к появлению возгорания.

Для чего нужен расчёт сечения кабеля

В главную очередь, проведение этой несильно сложной процедуры необходимо для обеспечения безопасности как самого помещения, так и находящихся в нём людей. На сегодня человечеством не изобретено более удобного метода распределения и доставки электрической энергии до потребителя, как по проводам. Людям практически ежедневно необходимы услуги электрика — кто-то нуждается в подключении розетки, кому-то необходимо установить светильник и т. д. Из этого выходит, что с операцией подбора требуемого сечения связана даже такая, казалось бы, незначительная процедура, как установка нового светильника. Что же тогда говорить о подключении электрической плиты или водонагревателя?

Несоблюдение норм может привести к нарушению целостности проводки, что нередко становится причиной короткого замыкания или даже поражения электрическим током.

Если при выборе сечения кабеля допустить ошибку, и приобрести кабель с меньшей площадью проводника, то это приведёт к постоянному нагреву кабеля, что станет причиной разрушения его изоляции. Естественно, все это негативно влияет на продолжительность эксплуатации проводки — нередки случаи, когда через месяц после успешного монтажа электропроводка переставала работать, и требовалось вмешательство специалиста.

Следует помнить, что от правильно подобранного значения сечения кабеля напрямую зависит электро и пожаробезопасность в здании, а значит, и жизнь самих жильцов.

Конечно, каждый собственник желает как можно больше сэкономить, но не стоит делать это ценой своей жизни, ставя её под угрозу — ведь в результате короткого замыкания может случиться пожар, который вполне может уничтожить все имущество.

Во избежание этого, перед началом электромонтажных работ следует подобрать кабель оптимального сечения. Для подбора необходимо учитывать несколько факторов:

• общее количество электротехнических устройств, находящихся в помещении;
• совокупную мощность всех приборов и потребляемую ими нагрузку. К полученному значению следует добавить «про запас» 20–30%;
• затем, путём нехитрых математических расчётов, перевести полученное значение в сечение провода, учитывая при этом материал проводника.

Внимание! Ввиду более низкой электропроводимости, провода с алюминиевыми жилами должны приобретаться с большим сечением, нежели медные.

Что влияет на нагрев проводов

Если во время эксплуатации бытовых приборов нагревается проводка, то следует незамедлительно принять все необходимые меры для устранения этой проблемы. Факторов, влияющих на нагрев проводов, существует немало, но к основным можно отнести следующие:

1. Недостаточная площадь сечения кабеля. Выражаясь доступным языком, можно сказать так — чем толще будут у кабеля жилы, тем больший ток он может передавать, не греясь при этом. Величина этого значения указывается в маркировке кабельной продукции. Также можно измерить сечение самостоятельно при помощи штангенциркуля (следует убедиться, что провод не находится под напряжением) или по марке провода.
2. Материал, из которого изготовлен провод. Медные жилы лучше передают напряжение до потребителя, и обладают меньшим сопротивлением, по сравнению с алюминиевыми. Естественно, они меньше греются.
3. Тип жил. Кабель может быть одножильным (жила состоит из одного толстого стержня) или многожильным (жила состоит из большого числа маленьких проводков). Многожильный кабель более гибкий, но существенно уступает одножильному по допустимой силе передаваемого тока.
4. Способ укладки кабеля. Плотно уложенные провода, находящиеся при этом в трубе, греются ощутимо сильнее, нежели открытая проводка.
5. Материал и качество изоляции. Недорогие провода, как правило, имеют изоляцию низкого качества, что отрицательно сказывается на их устойчивости к воздействию высоких температур.

Как делается расчёт потребляемой мощности

Рассчитать приблизительное сечение кабеля можно и самостоятельно — необязательно прибегать к помощи квалифицированного специалиста. Полученные в результате расчётов данные можно использовать для покупки провода, однако, сами электромонтажные работы следует доверять только опытному человеку.

Последовательность действий при расчёте сечения такова:

1. Составляется подробный список всех находящихся в помещении электрических приборов.
2. Устанавливаются паспортные данные потребляемой мощности всех найденных устройств, после чего определяется непрерывность работы того или иного оборудования.
3. Выявив значение потребляемой мощности от устройств, работающих постоянно, следует суммировать это значение, добавив к нему коэффициент, равный значению периодически включающийся электроприборов (то есть, если прибор будет работать всего 30% времени, то следует прибавить треть от его мощности).
4. Далее ищем полученные значения в специальной таблице расчёта сечения провода. Для большей гарантии рекомендуется к полученному значению потребляемой мощности добавить 10-15%.

Для определения необходимых вычислений по подбору сечения кабелей электропроводки согласно их мощности внутри сети важно использовать данные о количестве электрической энергии, потребляемой устройствами и приборами тока.

На этом этапе необходимо учесть очень важный момент – данные электропотребляемых приборов дают не точное, а приближенное, усредненное значение. Поэтому к такой отметке необходимо добавлять около 5% от параметров, указанных компанией-производителем оборудования.

Большинство далеко не самых компетентных и квалифицированных электриков уверены в одной простой истине – для того, чтобы правильно провести электрические провода для источников освещения (к примеру, для светильников), необходимо брать провода с сечением, равным 0,5 мм², для люстр – 1,5 мм², а для розеток – 2,5 мм².

Об этом думают и так считают только некомпетентные электрики. Но что, если, например, в одном помещении одновременно работают микроволновка, чайник, холодильник и освещение, для которых нужны провода с разным сечением? Это может привести, к самым разным ситуациям: короткому замыканию, быстрой порче проводки и изоляционного слоя, а также к возгоранию (это редкий случай, но все же возможный).

Точно такая же не самая приятная ситуация может произойти, если человек будет подключать к одной и той же розетке мультиварку, кофеварку и, допустим, стиральную машину.

Особенности расчёта мощности скрытой проводки

Если проектной документацией подразумевается использование скрытой проводки, то необходимо приобретать кабельную продукцию «с запасом» — к полученному значению сечения кабеля следует прибавить порядка 20–30%. Это делается во избежание нагрева кабеля в процессе эксплуатации. Дело в том, что в условиях стеснённого пространства и отсутствия доступа воздуха нагрев кабеля происходит значительно интенсивнее, чем при монтаже открытой проводки. Если же в закрытых каналах предусматривается укладка не одного кабеля, а сразу нескольких, то следует увеличить сечение каждого провода не менее чем на 40%. Также не рекомендуется плотно укладывать различные провода — в идеале каждый кабель должен находиться гофротрубе, обеспечивающей его дополнительную защиту.

Важно! Именно по значению потребляемой мощности профессиональные электрики ориентируются при выборе сечения кабеля, и только такой способ является корректным.

Как рассчитать сечения кабеля по мощности

При достаточном значении сечения кабеля электрический ток будет проходить до потребителя, не вызывая нагрева. Почему происходит нагрев? Постараемся объяснить максимально доступно. К примеру, в розетку включён чайник потребляемой мощностью 2 киловатта, но идущий к розетке провод может передать для него ток мощностью только 1 киловатт. Пропускная способность кабеля связана с сопротивлением проводника — чем оно больше, тем меньший ток может передаваться по проводу. В результате высокого сопротивления в проводке и происходит нагрев кабеля, постепенно разрушающий изоляцию.

При соответствующем сечении электрический ток доходит до потребителя в полном объёме, и нагревание провода не происходит. Поэтому, проектируя электропроводку, следует учитывать потребляемую мощность каждого электрического прибора. Это значение можно узнать из технического паспорта на электроприбор или из наклеенной на нём этикетки. Суммируя максимальные значения и используя нехитрую формулу:

и получаем значение общей силы тока.

Pn обозначает указанную в паспорте мощность электроприбора, 220 — номинальный вольтаж.

Для трехфазной системы (380 В) формула выглядит так:

Полученное значение I измеряется в Амперах, и на основании него и подбирается соответствующее сечение кабеля.

Известно, что пропускная способность медного кабеля составляет 10 А/мм, для алюминиевого кабеля значение пропускной способности составляет 8 А/мм.

Для того чтоб рассчитать сечение кабеля нужно величину тока разделить на 8 или 10, в зависимости от вида кабеля. Полученный результат и будет размером сечения кабеля.

Например рассчитаем величину сечения кабеля для подключения стиральной машины, потребляемая мощность которой составляет 2400 Вт.

I=2400 Вт/220 В=10,91 А, округлив получаем 11 А.

Дальше, чтоб увеличить запас прочности, согласно правилу «пяти ампер» к полученному значению силы тока нужно прибавить еще 5 А:

Если учитывать, что в квартирах используют трехжильные кабеля и посмотреть по таблице, то к 16 А близкое значение 19 А, поэтому для установки стиральной машины потребуется провод, сечение которого не меньше 2 мм².

Таблица сечения кабеля относительно величины силы тока

Сечение токо- прово- дящей жилы(мм 2 )	Ток(А), для проводов, проложенных
Откры- то	в одной трубе
двух одно- жильных	трех одно- жильных	четырех одно- жильных	одного двух- жильного	одного трех- жильного
0,5	11	—	—	—	—	—
0,75	15	—	—	—	—	—
1	17	16	15	14	15	14
1,2	20	18	16	15	16	14,5
1,5	23	19	17	16	18	15
2	26	24	22	20	23	19
2,5	30	27	25	25	25	21
3	34	32	28	26	28	24
4	41	38	35	30	32	27
5	46	42	39	34	37	31
6	50	46	42	40	40	34
8	62	54	51	46	48	43
10	80	70	60	50	55	50
16	100	85	80	75	80	70
25	140	115	100	90	100	85
35	170	135	125	115	125	100
50	215	185	170	150	160	135
70	270	225	210	185	195	175
95	330	275	255	225	245	215
120	385	315	290	260	295	250
150	440	360	330	—	—	—
185	510	—	—	—	—	—
240	605	—	—	—	—	—
300	695	—	—	—	—	—
400	830	—	—	—	—	—

Как выбрать сечения проводника

Существует ещё несколько критериев, которым должно соответствовать сечение используемых проводов:

1. Длина кабеля. Чем больше провод по длине, тем большие в нём наблюдаются потери тока. Это происходит опять-таки в результате увеличения сопротивления, нарастающего по мере увеличения длины проводника. Особенно это ощущается при использовании алюминиевой проводки. При применении медных проводов для организации электропроводки в квартире, длина, как правило, не учитывается — стандартного запаса в 20–30% (при скрытой проводке) с лихвой достаточно, чтобы компенсировать возможные увеличения сопротивления, связанные с длиной провода.
2. Тип используемых проводов. В бытовом электроснабжении используются 2 типа проводников — на основе меди или алюминия. Медные провода качественнее и обладают меньшим сопротивлением, но зато алюминиевые дешевле. При полном соответствии нормам, алюминиевая проводка справляется со своими задачами не хуже медной, так что необходимо тщательно взвесить свой выбор перед покупкой провода.
3. Конфигурация электрощита. Если все провода, питающие потребителей, подключены к одному автомату, то именно он и будет являться слабым местом в системе. Сильная нагрузка приведёт к нагреву клеммных колодок, а несоблюдение номинала к его постоянному срабатыванию. Рекомендуется разделять электропроводку на несколько «лучей» с установкой отдельного автомата.

Для того, чтобы определить точные данные для выбора сечения кабелей электрической проводки, необходимо учитывать любые, даже самые незначительные параметры, такие как:

1. Вид и тип изоляции электрической проводки;
2. Длина участков;
3. Способы и варианты прокладки;
4. Особенности температурного режима;
5. Уровень и процент влажности;
6. Максимально возможная величина перегрева;
7. Разница в мощностях всех приемников тока, относящихся к одной и той же группе. Все эти и многие другие показатели позволяют значительно увеличить эффективность и пользу от использования энергии в любых масштабах. Кроме того, правильные расчеты помогут избежать случаев перегревания или быстрого истирания изоляционного слоя.

Для того, чтобы правильно определить оптимальное кабельное сечение для любых человеческих бытовых нужд, необходимо во всех общих случаях использовать стандартизированные следующие правила:

• для всех розеток, которые будут монтироваться в квартире, необходимо использовать провода с соответствующим сечением в 3,5 мм²;
• для всех элементов точечного освещения необходимо использовать кабеля электрической проводки с сечением в 1,5 мм²;
• что же касается приборов повышенной мощности, то для них следует использовать кабеля с сечением в 4-6 мм².

Если в процессе монтажа или расчетов возникают некоторые сомнения, лучше не действовать вслепую. Идеальным вариантом будет обратиться к соответствующей таблице расчетов и стандартов.

Таблица сечения медного кабеля

Сечение жил, проводящих ток (мм)	Медные жилы проводов и кабелей
	Напряжение 220 В		Напряжение 380 В
	Ток (А)	Мощность (кВТ)	Ток (А)	Мощность (кВТ)
1,5	19	4,1	16	10,5
2,5	27	5,9	25	16,5
4	38	8,3	30	19,8
6	46	10,1	40	26,4
10	70	15,4	50	33
16	80	18,7	75	49,5
25	115	25,3	90	59,4
35	135	29,7	115	75,9
50	175	38,5	145	95,7
70	215	47,3	180	118,8
95	265	57,2	220	145,2
120	300	66	260	171,6

Таблица сечения алюминиевого кабеля

Сечение жил, проводящих ток (мм)	Алюминиевые жилы проводов и кабелей
	Напряжение 220 В		Напряжение 380 В
	Ток (А)	Мощность (кВТ)	Ток (А)	Мощность (кВТ)
2,5	22	4,4	19	12,5
4	28	6,1	23	15,1
6	36	7,9	30	19,8
10	50	11	39	25,7
16	60	13,2	55	36,3
25	85	18,7	70	46,2
35	100	22	85	56,1
50	135	29,7	110	72,6
70	165	36,3	140	92,4
95	200	44	170	112,2
120	230	50,6	200	132

От верно подобранного сечения кабеля напрямую зависит безопасность объекта — поэтому необходимо подойти к процедуре выбора со всей ответственностью. Рекомендуется также проконсультироваться со специалистами перед приобретением проводов — опытный электрик подскажет наиболее оптимальный вариант.

Экономия при покупке часто выходит боком — нередко владельцы квартир или домов приобретают алюминиевый кабель взамен медного, не учитывая тот факт, что его сечение должно быть больше. В итоге смонтированная электропроводка сильно греется, и в течение достаточно малого времени требуется полная замена проводов, что не слабо ударит по кошельку собственника жилья. К тому же, это ещё и чрезвычайно опасно — многие любители сэкономить остались в итоге без крыши над головой.

Если возникли сомнения в собственных силах, рекомендуется обратиться к специалисту — только в этом случае можно гарантировать безопасность для жильцов и продолжительность работы новой электропроводки.