Как найти сечение провода формула

Расчет сечения провода и кабеля

Материал изготовления и сечение проводов является, пожалуй, главными критериями, которыми следует руководствоваться при выборе проводов и силовых кабелей.

Напомним, что площадь поперечного сечения (S) кабеля вычисляется по формуле S = (Pi * D2)/4, где Pi – число пи, равное 3,14, а D – диаметр.

Почему так важен правильный выбор сечения проводов? Прежде всего, потому, что используемые провода и кабели – основные элементы электропроводки вашего дома или квартиры. А она должна отвечать всем нормам и требованиям надёжности и электробезопасности.

Главным нормативным документом, регламентирующим площадь сечения электрических проводов и кабелей являются Правила Устройства Электроустановок (ПУЭ).

Основные показатели, определяющие сечение провода:

— Металл, из которого изготовлены токопроводящие жилы.

— Рабочее напряжение, В.

— Потребляемая мощность, кВт и токовая нагрузка, А.

Так, неправильно подобранные по сечению провода, не соответствующие нагрузке потребления, могут нагреваться или даже сгореть, просто не выдержав нагрузки по току, что не может не сказаться на электро- и пожаробезопасности вашего жилья. Случай очень частый, когда в целях экономии или по каким-либо другим причинам используется провод меньшего, чем это необходимо сечения.

Руководствоваться при выборе сечения провода поговоркой «кашу маслом не испортишь» тоже не стоит. Применение проводов большего, чем это действительно нужно сечения приведёт лишь к большим материальным затратам (ведь по понятным причинам их стоимость будет больше) и создаст дополнительные сложности при монтаже.

Так, говоря об электропроводке дома или квартиры, будет оптимальным применение: для «розеточных» — силовых групп медного кабеля или провода с сечением жил 2,5 мм² и для осветительных групп – с сечением жил 1,5 мм². Если в доме имеются приборы большой мощности, напр. эл. плиты, духовки, электрические варочные панели, то для их питания следует использовать кабели и провода сечением 4-6 мм2.

Предложенный вариант выбора сечений для проводов и кабелей является, наверное, наиболее распространенным и популярным при монтаже электропроводки квартир и домов. Что, в общем-то, объяснимо: медные провода сечением 1,5 мм² способны «держать» нагрузку 4,1 кВт (по току – 19 А), 2,5 мм² – 5,9 кВт (27 А), 4 и 6 мм² – свыше 8 и 10 кВт. Этого вполне хватит для питания розеток, приборов освещения или электроплит. Более того, такой выбор сечений для проводов даст некоторый «резерв» в случае увеличения мощности нагрузки, например, при добавлении новых «электроточек».

При использовании алюминиевых проводов следует иметь в виду, что значения длительно допустимых токовых нагрузок на них гораздо меньше, чем при использовании медных проводов и кабелей аналогичного сечения. Так, для жил алюминиевых проводов сечением 2, мм² максимальная нагрузка составляет чуть больше 4 кВт (по току это – 22 А), для жил сечением 4 мм² – не более 6 кВт.

Не последний фактор в расчете сечения жил проводов и кабелей – рабочее напряжение. Так, при одинаковой мощности потребления электроприборов, токовая нагрузка на жилы питающих кабелей или проводов электроприборов, рассчитанных на однофазное напряжение 220 В будет выше, чем для приборов, работающих от напряжения 380 В.

Кабели и провода нашего завода полностью соответствует заявленному сечению!

Расчет сечения кабеля по мощности

ПУЭ таблица расчета сечения кабеля по мощности и току

Позволяет выбрать сечение по максимальному току и максимальной нагрузке.

для медных проводов:

для алюминиевых проводов:

Формула расчета сечения кабеля по мощности

Позволяет подобрать сечение по потребляемой мощности и напряжению.

Для однофазных электрических сетей (220 В):

I = (P × K и ) / (U × cos(φ) )

• cos(φ) — для бытовых приборов, равняется 1
• U — фазовое напряжение, может колебаться в пределах от 210 V до 240 V
• I — сила тока
• P — суммарная мощность всех электрических приборов
• K и — коэффициент одновременности, для расчетов принимается значение 0,75

Для 380 в трехфазных сетях:

I = P / (√3 × U × cos(φ))

• Cos φ — угол сдвига фаз
• P — сумма мощности всех электроприборов
• I — сила тока, по которой выбирается площадь сечения провода
• U — фазное напряжение, 220V

Расчет автомата по мощности и току

В таблице ниже указаны токи автомата по способу подключения в зависимости от напряжения.

Розрахунок та вибір перетину проводу

Для прокладання електричних мереж у будинках різного призначення важливо правильно підібрати провід та кабель. При їх виборі потрібно насамперед звертати увагу на переріз проводки. Він має бути достатнім для безпечного проходження струму потрібної сили, щоб електричної потужності вистачало на забезпечення енергією всього електрообладнання, яке передбачається експлуатувати у будівлі. Від вибору проводів достатнього перерізу залежить надійна та безаварійна робота електричних приладів та пристроїв, а також безпека людей.

Занадто тонкі дроти будуть перегріватися, що призведе до плавлення ізоляції жил, замикання або займання електропроводки, а надто товсті – зайва витрата грошей, оскільки коштують вони дорожче. Про те, як правильно розрахувати переріз проводів, ми розповімо докладно в цій статті.

Що таке перетин дроту та як його визначити

Під перетином дроту розуміють площу поперечного розрізу струмопровідної жили. Для розрахунків вона приймається мм 2 . Щоб побачити перетин, потрібно просто перерізати провід під кутом 90° і подивитися на нього з торця.

Для розрахунку площі перерізу дроту потрібно виміряти його діаметр і визначити площу за формулою, добре знайомою зі шкільного курсу геометрії:

S=3,14 D 2 /4 = 0,785 D 2 ,

де S – площа перетину, 3,14 – число «пі», а D – діаметр жили.

Спрощено можна прийняти, що площа дорівнює квадрату діаметра, помноженого на 0,8. Виміряти діаметр можна штангенциркулем або мікрометром, попередньо видаливши ізоляцію з провідника. Для точності визначення діаметра в багатожильних дротах необхідно заміряти діаметр однієї з жил і помножити його на їх кількість.
Якщо під рукою немає штангенциркуля чи мікрометра, визначити діаметр можна за допомогою лінійки та олівця. Для цього:

• очистіть провідник від ізоляції на довжину щонайменше 10 см;
• у багатожильному провіднику від’єднайте одну з жил, які зазвичай скручені разом;
• намотайте жилу на олівець, укладаючи витки впритул, один до одного;
• заміряйте довжину намотування лінійкою і порахуйте кількість витків у ній.

Розрахунок діаметра жили визначають за такою формулою:

де D – діаметр жили в мм, L – довжина намотки в мм й n – кількість витків.

Для багатожильного провідника діаметр, визначений за цією формулою, потрібно помножити на кількість жил.

Що слід враховувати при виборі перерізу проводки

Щоб правильно вибрати кабель та провід відповідного перерізу для електропроводки, необхідно враховувати такі важливі параметри та характеристики, як:

• номінальне струмове навантаження на кабель чи сукупну потужність споживачів. Ці показники взаємопов’язані, і, знаючи одну з них, неважко розрахувати другу;
• матеріал виготовлення струмопровідної жили, оскільки від нього залежить електричний опір провідника. Найчастіше для електропроводки використовують кабелі та дроти з мідними або алюмінієвими жилами. При цьому слід враховувати, що провід з алюмінію витримує менше вигинів (10-12 замість 50 у міді) і має більший питомий опір;
• вид ізоляції – кожен ізоляційний матеріал має свою максимально допустиму температуру нагріву, перевищення якої веде до розплавлення ізоляції та виникнення аварійних ситуацій;
• спосіб прокладання кабелів – він впливає їх охолодження;
• довжину кабелю – що довше провідник, то більше втрат електроенергії, що слід враховувати, задля забезпечення електрообладнання струмом з потрібними характеристиками.

Способи розрахунку перерізу кабелів проводки

Кабелі, що підводять електрику до будинку або квартири, а також розподіляють її по кімнатах, повинні забезпечувати всі прилади та пристрої достатньою кількістю електроенергії, не нагріваючись до критичної температури. Розрахунок площі проводиться по формулах, а результати для зручності зводяться у спеціальні таблиці.

Визначення перерізу проводів за потужністю

Щоб визначити площу перерізу проводів, потрібно розрахувати сукупну потужність усіх споживачів електроенергії у квартирі чи кімнаті, у яку підводиться електрика. Це можна зробити за такою формулою:

де Р – сукупна потужність споживання, Р ₁ , Р ₂ , Р ₃ … Р _n – потужності кожного окремого пристрою, в Вт, К _с – коефіцієнт попиту, що враховує можливість включення одночасно всіх пристроїв, К_з – коефіцієнт запасу.

Коефіцієнт попиту приймається за 0,85, оскільки всі прилади та пристрої бувають рідко включені одночасно. Ви можете визначити його з більшою точністю у частках від загального числа споживачів або прийняти рівним 1, передбачивши запас потужності.

Коефіцієнт запасу враховує можливість встановлення у кімнаті чи квартирі нових приладів та пристроїв на перспективу. Його зазвичай приймають у межах 1,15-1,2.

Потужність кожного з приладів можна дізнатися в паспорті або технічному описі. Середню споживану потужність побутових пристроїв, що працюють від електрики, можна прийняти рівною наступній величині, Вт:

• електролампи – 100 (застосування люмінесцентних та світлодіодних ламп знизить навантаження на проводку, але для розрахунку краще взяти потужність лампи розжарювання);
• телевізора – 200;
• холодильника – 400;
• комп’ютера – 550;
• кухонного комбайна – 700;
• праски, пилососа, електром’ясорубки – 1000;
• електричного чайника та електродуховки – 1200;
• електрообігрівача – 1500;
• мікрохвильової печі – 1800;
• кондиціонера – 2000;
• електроплити – 4000.

Як приклад розглянемо варіант розрахунку сумарної потужності обладнання для кухні, в якій необхідно забезпечити електроживлення для двох ламп, холодильника, мікрохвильової печі, чайника, духової шафи та електром’ясорубки. Приймемо коефіцієнт попиту К_с = 0,85 , а коефіцієнт запасу К_з = 1,15 . Отримуємо:

Р = (2*100 + 400 + 1800 + 1200 + 1200 + 1000)*0,85*1,15 = 5670 Вт = 5,67 кВт.

Знаючи сумарну потужність приладів та пристроїв у квартирі, будинку чи кімнаті, визначити, якою площею має бути переріз струмопровідних жил у проводах та кабелях, можна за допомогою таблиць, наведених у ПУЕ-2017 («Правилах улаштування електроустановок»). Глава 1.3 цих правил містить таблиці залежності площі перерізу від струму та потужності для провідників, виготовлених з різних матеріалів, при різному вигляді ізоляції та різних умовах прокладки.

Для потужності, розрахованої в прикладі, застосовуємо наступну таблицю залежності перерізу проводки від потужності.

Расчет сечения кабеля: зачем он необходим и как правильно выполнить

Самое уязвимое место в сфере обеспечения квартиры или дома электрической энергией – это электропроводка. Во многих домах продолжают использовать старую проводку, не рассчитанную на современные электроприборы. Нередко подрядчики и вовсе стремятся сэкономить на материалах и укладывают провода, не соответствующие проекту. В любом из этих случаев необходимо сначала сделать расчет сечения кабеля, иначе можно столкнуться с серьезными и даже трагичными последствиями.

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.

Что будет, если неправильно рассчитать сечение

Без расчета сечения проводника можно столкнуться с одной из двух ситуаций:

• Слишком сильный перегрев проводки. Возникает при недостаточном диаметре проводника. Создает благоприятные условия для самовозгорания и коротких замыканий.
• Неоправданные затраты на проводку. Такое происходит в ситуациях, когда были выбраны проводники избыточного диаметра. Конечно, опасности здесь нет, но кабель большего сечения стоит дороже и не столь удобен в работе.

Что еще влияет на нагрев проводов

Из формулы (2) видно, что сопротивление проводника зависит не только от площади поперечного сечения. В связи с этим на его нагрев будут влиять:

• Материал. Пример – у алюминия удельное сопротивление больше, чем у меди, поэтому при одинаковом сечении проводов медь будет нагреваться меньше.
• Длина. Слишком длинный проводник приводит к большим потерям напряжения, что вызывает дополнительный нагрев. При превышении потерь уровня 5% приходится увеличивать сечение.

Пример расчета сечения кабеля на примере BBГнг 3×1,5 и ABБбШв 4×16

Трехжильный кабель BBГнг 3×1,5 изготавливается из меди и предназначен для передачи и распределения электричества в жилых домах или обычных квартирах. Токопроводящие жилы в нем изолированы ПВХ (В), из него же состоит оболочка. Еще BBГнг 3×1,5 не распространяет горение нг(А), поэтому полностью безопасен при эксплуатации.

Кабель ABБбШв 4×16 четырехжильный, включает токопроводящие жилы из алюминия. Предназначен для прокладки в земле. Защита с помощью оцинкованных стальных лент обеспечивает кабелю срок службы до 30 лет. В компании «Бонком» вы можете приобрести кабельные изделия оптом и в розницу по приемлемой цене. На большом складе всегда есть в наличии вся продукция, что позволяет комплектовать заказы любого ассортимента.

Порядок расчета сечения по мощности

В общем виде расчет сечения кабеля по мощности происходит в 2 этапа. Для этого потребуются следующие данные:

• Суммарная мощность всех приборов.
• Тип напряжения сети: 220 В – однофазная, 380 В – трехфазная.
• ПУЭ 7. Правила устройства электроустановок. Издание 7.
• Материал проводника: медь или алюминий.
• Тип проводки: открытая или закрытая.

Шаг 1. Потребляемую мощность электроприборов можно найти в их инструкции или же взять средние характеристики. Формула для расчета общей мощности:

где P₁, P₂ и т. д. – мощность подключаемых приборов, К_с – коэффициент спроса, который учитывает вероятность включения всех приборов одновременно, К_з – коэффициент запаса на случай добавления новых приборов в доме. К_с определяется так:

• для двух одновременно включенных приборов – 1;
• для 3-4 – 0,8;
• для 5-6 – 0,75;
• для большего количества – 0,7.

К_з в расчете кабеля по нагрузке имеет смысл принять как 1,15-1,2. Для примера можно взять общую мощность в 5 кВт.

Шаг 2. На втором этапе остается по суммарной мощности определить сечение проводника. Для этого используется таблица расчета сечения кабеля из ПУЭ. В ней дана информация и для медных, и для алюминиевых проводников. При мощности 5 кВт и закрытой однофазной электросети подойдет медный кабель сечением 4 мм 2 .

Правила расчета по длине

Расчет сечения кабеля по длине предполагает, что владелец заранее определил, какое количество метров проводника потребуется для электропроводки. Таким методом пользуются, как правило, в бытовых условиях. Для расчета потребуются такие данные:

• L – длина проводника, м. Для примера взято значение 40 м.
• ρ – удельное сопротивление материала (медь или алюминий), Ом/мм 2 ·м: 0,0175 для меди и 0,0281 для алюминия.
• I – номинальная сила тока, А.

Шаг 1. Определить номинальную силу тока по формуле:

где P – мощность в ваттах (суммарная всех приборов в доме, для примера взято значение 8 кВт), U – 220 В, К_с – коэффициент одновременного включения (0,75), cos φ – 1 для бытовых приборов. В примере получилось значение 36 А.

Шаг 2. Определить сечение проводника. Для этого нужно воспользоваться формулой (2):

Потеря напряжения по длине проводника должна быть не более 5%:

Потери напряжения dU = I · R, отсюда R = dU/I = 11/36 = 0,31 Ом. Тогда сечение проводника должно быть не меньше:

В случае с трехжильным кабелем площадь поперечного сечения одной жилы должна составить 0,75 мм 2 . Отсюда диаметр одной жилы должен быть не менее (√S/ π) · 2 = 0,98 мм. Кабель BBГнг 3×1,5 удовлетворяет этому условию.

Как рассчитать сечение по току

Расчет сечения кабеля по току осуществляется также на основании ПУЭ, в частности, с использованием таблиц 1.3.6. и 1.3.7. Зная суммарную мощность электроприборов, можно по формуле определить номинальную силу тока:

Для трехфазной сети используется другая формула:

где U будет равно уже 380 В.

Если к трехфазному кабелю подключают и однофазных, и трехфазных потребителей, то расчет ведется по наиболее нагруженной жиле. Для примера с общей мощностью приборов, равной 5 кВт, и однофазной закрытой сети получается:

BBГнг 3×1,5 – медный трехжильный кабель. По таблице 1.3.6. для силы тока 18 А ближайшее в значение – 19 А (при прокладке в воздухе). При номинальной силе тока 19 А сечение его токопроводящей жилы должно составлять не менее 1,5 мм 2 . У кабеля BBГнг 3×1,5 одна жила имеет сечение S = π · r 2 = 3,14 · (1,5/2) 2 = 1,8 мм 2 , что полностью соответствует указанному требованию.

Если рассматривать кабель ABБбШв 4×16, необходимо брать данные из таблицы 1.3.7. ПУЭ, где указаны значения для алюминиевых проводов. Согласно ей, для четырехжильных кабелей значение тока должно определяться с коэффициентом 0,92. В рассматриваемом примере к 18 А ближайшее значение по таблице 1.3.7. составляет 19 А.

С учетом коэффициента 0,92 оно составит 17,48 А, что меньше 18 А. Поэтому необходимо брать следующее значение – 27 А. В таком случае сечение токопроводящей жилы кабеля должно составлять 4 мм 2 . У кабеля ABБбШв 4×16 сечение одной жилы равно:

Согласно таблице 1.3.7. этот кабель рациональнее использовать при номинальном токе 60 А (при прокладке по воздуху) и до 90 А (при прокладке в земле).