Сечение электрического кабеля.
Сечение электрического кабеля – это одна из основополагающих составных частей правильной электропроводки в квартире. А значит, комфортной эксплуатации электроприборов и оборудования, а так же безопасности потребителей, т. е. всех нас. Цель этой статьи разъяснить, как рассчитать сечение кабеля для квартирной электросети, исходя из мощности используемых электроприборов. А так же рассказать какой провод необходим для того или иного участка домашней электропроводки.
Перед тем как начать разговор по основной теме статьи, напомню некоторые термины.
● Жила – это, в общем понимании, отдельный проводник (медный или алюминиевый), который может быть, как цельным проводником, так и состоять из нескольких скрученных между собой в жгут или, облаченных в общую оплетку, отдельных проволочек.
● Провод – это изделие, которое состоит из одной однопроволочной или многопроволочной жилы, облаченной в легкую защитную оболочку.
● Установочный провод – это провод, который используется для электропроводки, предназначенной для осветительных или силовых сетей. Может быть одно — , двух – или трехжильным.
● Электрический шнур – это провод, имеющий сечение жилы до 1,5 мм2. Шнуры используются для питания легких мобильных (переносных) электроприборов и оборудования. Он стоит из многопроволочной жилы, в силу чего имеет повышенную пластичность.
● Электрический кабель – это изделие, состоящее из нескольких изолированных проводов, поверх которых находится от одной до нескольких защитных оболочек.
Теперь, определившись с названиями, перейдем к рассмотрению основной темы.
Так как для бытовой электропроводки преимущественно используются провода и кабели круглого сечения, разговор пойдет именно и них.
Сечение электрического провода и кабеля.
В первую очередь нужно определить необходимое номинальное сечение электрического кабеля (провода), которым будет проводиться система электроснабжения помещения. Для этого суммируется мощность всех энергоемких (мощных) электроприборов, как существующих, так и тех, которые могут быть подключены в перспективе (проводка делается ни на один год, а электрооборудование может приобретаться). Это, в первую очередь, кухонная плита, стиральная машина, посудомоечная машина, электрический водонагреватель (или все, если их несколько), микроволновая печь, электрические чайники и прочие более или менее мощные электроприборы (2кВт и более), которые могут быть одновременно подключены к электросети. Все это обуславливает площадь сечения провода, которая предполагает длительно допустимую токовую нагрузку на кабель (и наоборот).
Длительно допустимая токовая нагрузка – это величина силы тока, при которой кабель, нагреваясь в процессе работы до 65°C при температуре окружающей среды ≈ 25°C, может нормально функционировать.
Но это все теория, которая не совсем нужна (или совсем не нужна) рядовому потребителю. Но тем ни менее, она нужна для проведения расчетов.
Допустим, что после суммирования мощностей всех электроприборов, было получено значение 15 кВт. Используя формулу:
где,
I — общая токовая нагрузка на электропроводку (провод или кабель);
Р — суммарная мощность всех имеющихся (и тех, которые планируется приобрести) электроприборов и оборудования;
220 В – напряжение в сети;
Или, если быть более точным:
где
Р — суммарная мощность всех электроприборов, Вт;
U — напряжение сети, В;
К = 0.75 — коэффициент одновременности (учитывает возможность одновременного включения нескольких электроприборов);
cos φ для бытовых электроприборов = 1
Произведя необходимые расчеты, имеем:
Согласно таблице 1.3.4 из ПУЭ (Правила Устройства Электроустановок) ближайшим значением от 68 A (или 51 А, полученные во втором расчете), в большую сторону в графе «Трехжильные провода» (именно трехжильным медным проводом предполагается проводить проводку от внешнего [подъездного] электрощита до внутриквартирного), является значение 70 A. Этому значению отвечает сечение жилы провода 16 мм². Таким образом, в нашем случае, для безопасного функционирования электропроводки, подвод к внутриквартирному щиту нужно производить трехжильным медным кабелем с сечением жилы 16 мм² (или кабелем с алюминиевыми жилами, о котором сказано ниже).
Табл. 1.3.4.
Далее по квартире разводка электропроводки производится кабелями, которые соответствует нагрузке (исходя из мощностей приборов, питающихся от нее).
Чтобы подобрать кабель (провод) необходимого сечения для внутриквартирной разводки нужно воспользоваться таблицей, приведенной выше, а для определения токовой нагрузки на кабель можно использовать формулу, используемую ранее:
Iрас. = P/Uном.
где:
Iрас. – расчетная длительно допустимая токовая нагрузка;
P – мощность подключаемого оборудования;
Uном. – напряжение в сети;
Допустим, нужно подобрать кабель для подключения электрического бойлера мощностью 3 кВт. Подставив исходные значения в формулу, получим:
Iрас. = 3000 Вт/220 В = 13,63 А,
округлив это значение в большую сторону, получим 14 А.
Для более точного расчета токовой нагрузки существуют различные коефициенты, зависящие от условий окружающей среды и способов прокладки кабеля. Есть и коефициент повторно-кратковременного режима. Но они все, в большей степени, относятся к трехфазной сети 380 В, поэтому для наших расчетов они не требуются. Но для увеличения запаса прочности проводника применим усредненное значение 5 А. И получим:
14 А + 5 А = 19 А
В графе таблицы 1. 3. 4. «Трехжильные провода» ищем значение 19 А. Если его нет, нужно выбрать ближайшее к нему большее. Таким является значение 21 А. Такую длительно допустимую токовую нагрузку способен выдержать кабель с сечением жилы 2,5 мм². Делаем вывод – для подключения электрического бойлера (или другого электрооборудования), имеющего (потребляющего) мощность 3 кВт, необходим трехжильный медный кабель с сечением токопроводящей жилы 2,5 мм².
В том случае, когда необходимо подключить розетку (или блок розеток) от которой будет запитано несколько электроприборов, можно воспользоваться приведенной выше формулой, в которой значение «P» будет равно сумме мощностей приборов или оборудования, одновременно подключаемых к розетке (блоку розеток).
Так как все электроприборы, мощность которых превышает 2 кВт, рекомендуется подключать к электропитанию через отдельный подвод (отдельная ветка от внутриквартирного электрощита), можно сделать вывод, что для розеточной группы квартирной электропроводки требуется медный (желательно) кабель с сечением жилы 2,5 мм². В силу того, что осветительные приборы не имеют большой мощности, то провод для электропроводки, снабжающей их электричеством, должен иметь сечение жилы не менее 1,5 мм².
Это то, что касается электропроводки с медными жилами. А как же быть с проводкой, имеющей алюминиевые проводники. Есть простой способ расчета сечения алюминиевой жилы провода.
В связи с тем, что электропроводность алюминия составляет 65,9% от электропроводности меди, то при подсоединении к ним (проводам или кабелям) приборов с одинаковой потребляемой мощностью, сечение алюминиевой жилы должно быть больше, чем медной. Например. Обратившись к расчетам, произведенным выше по тексту, определено, что сечение медной жилы в проводе для подключения бойлера мощностью 3 кВт, должно быть 2,5 мм². При использовании кабеля с алюминиевым проводником, согласно табл. 1.3.4, сечение жилы нужно выбирать на коефициент выше, т. е. — 4 мм².
Обратившись к ПУЭ гл. 1. п. 3. табл. 1. 3. 5 можно подтвердить это предположение.
Табл. 1. 3. 5.
При выборе кабеля для электропроводки необходимо пользоваться не только принципами экономии, но и принимать во внимание механическую прочность провода, а так же руководствоваться Правилами Устройства Электроустановок. Которые гласят, что для проводки внутри жилых помещений необходимо использовать кабель с сечением жилы не менее 1,5 мм2 (ПУЭ гл. 7; раздел 7.1; таблица 7.1.1). Таким образом, если согласно Вашим расчетам, для электропроводки достаточно кабеля с сечением менее 1,5 мм2, то руководствуясь Правилами и нормами безопасности, выбирайте рекомендуемую проводку.
Все необходимые нормы и правила, а также таблицы можно просмотреть, а при необходимости и скачать, в файле «Правила Устройства Электроустановок».
Есть еще один, простейший, способ для подбора поперечного сечения провода для электропроводки. Им, наверное, пользуются все электрики. Суть его состоит в том, что сечение рассчитывается из расчета силы тока 6 – 10 А на 1 мм2 площади поперечного сечения для проводов с медными жилами и 4 – 6 А на 1 мм2 для алюминиевой жилы. Таким образом, можно сказать, что эксплуатация электропроводки с медной жилой при силе тока 6 А на 1 мм2 сечения, является самой комфортной и безопасной. Тогда как при плотности тока в 10 А на 1 мм2 – может применяться только в кратковременном режиме. То же самое можно сказать и об алюминиевых проводниках.
Попробуем по этому методу подобрать провод для подсоединения оборудования, мощностью 3 кВт, как в примере, рассмотренном выше. Произведя подсчеты, было получено значение 14 А (3000 Вт / 220 В = 14 А). Для выбора кабеля с медным проводником возьмем наименьшее (для большего запаса прочности) значение (из «вилки» 6 – 10 А на 1 мм2) – 6 А. Отсюда видно, для силы тока 14 А нужен провод с сечением жилы
14 А / 6 А = 2,3 мм2 ≈ 2,5 мм2.
Что подтверждает наши предыдущие подсчеты.
В качестве дополнительной информации могу добавить: если у Вас отсутствует проводник нужного сечения, то его можно заменить несколькими проводами с меньшим сечением, соединенных параллельно. Так, к примеру, нужен кабель сечением 4 мм². В Вашем распоряжении имеются провода нужной длины, но сечением 1 мм², 1,5 мм² и 2,5 мм². Достаточно взять провода, суммарное сечение которых не меньше требуемого (один провод 1,5 мм² и один провод 2,5 мм² или два провода 1,5 мм² и один провод 1 мм²) и, соединить их параллельно (уложить вдоль рядом друг с другом и, «скрутить» концы). Примером этому может служить многожильный провод для удлинителей. Как Вы, наверное, заметили, каждый ее проводник состоит из множества тонких проводков. А соединенные параллельно, в один «жгут» они дают проводник (жилу) нужного сечения. Этим достигается его эластичность при сохранении необходимой пропускной способности. Но это подходит только для проводки, к которой подсоединяются маломощные электрические приборы или если она подвергается кратковременной пиковой нагрузке. Для остальных видов проводок рекомендуется провод (кабель), у которого жилы состоят из цельного (одного, однопроволочного или многопроволочного) проводника.
Узнав, как определить сечение провода, имеющего жилу из одной (цельной) проволоки, остается открытым вопрос: «Как рассчитать сечение провода, жила которого состоит из множества проволочек?».
Сечение многопроволочной жилы.
Следуя логике, нужно узнать сечение одной отдельной проволочки и умножить на количество их в жиле. Это совершенно правильно, но волоски могут быть слишком тонкими и, поэтому не всегда представляется возможным измерить их. Можно, конечно, измерить диаметр всего «жгута» проводков и, пользуясь формулой, указанной на фото «Расчет сечения жилы провода относительно ее диаметра», определить сечение всей жилы. Этого, в принципе, достаточно для очень приблизительных расчетов. Но здесь нужно учесть то, что проволочки, составляющие жилу, круглые в поперечном разрезе и, поэтому в скрутке между ними остается пространство. Что бы произвести более точный расчет нужно значение, полученное после вычисления по формуле с фото, умножить на 0,91. Именно этот коефициент исключает площадь зазоров между волосками в многопроволочной жиле. Например, имеется провод с многопроволочной жилой, диаметром 2, 5 мм. Подставим значения в формулу и получим:
4,9 × 0,91 = 4,459 ≈ 4,5 мм².
Таким образом, сечение многопроволочной жилы диаметром 2,5 мм составляет 4,5 мм². (это всего лишь пример, поэтому не нужно привязывать его к реальным размерам).
Вот, пожалуй, и все, что я хотел сказать о том, как рассчитать сечение кабеля. Вооружившись полученной информацией, Вы можете самостоятельно подобрать электрический провод или кабель, который будет удовлетворять требованиям безопасности.
Для произведения автоматических расчетов, можно воспользоваться ОН-ЛАЙН КАЛЬКУЛЯТОРОМ.
Помните: неправильно подобранные провода для электропроводки могут стать причиной пожара!
При проведении электромонтажных или ремонтных работ соблюдайте технику безопасности!
Всего вам доброго и до встречи на страницах сайта.
Для облегчения поиска необходимой информации на сайте, рекомендую воспользоваться формой поиска, которая расположена в шапке блога.
Статью нужной тематики можно найти, пользуясь списком рубрик или картой сайта.
Для того чтобы сделать сайт более интересным и информативным, прошу вас ответить на пару простых вопросов. Нажмите на кнопку.
Тем читателям, которые пользуются Яндексом и желают получать сообщения о публикации новых статей на сайте, предлагаю разместить на домашней странице виджет моего блога, используя ссылку:
Интересное по теме «Электропроводка»:
• Разводка электропроводки в квартире.
Для тех, кто хочет самостоятельно разобраться в том, как сделать монтаж электропроводки в квартире или подсобном помещении, предоставляется эта информация.
