Как рассчитать сечения кабеля: Как правильно рассчитать нагрузку на кабель

Содержание

Сечение провода что такое. Расчет сечения электропровода, расчет сечения проводов и кабелей

Вопрос выбора сечения проводов и кабелей для прокладки в часном доме, котежде, производственном помещении очень серьезный, т.к. при недостаточном сечении проводника он начнет греться, разрушая тем самым изоляцию провода, а при значительном превышении силы тока в проводнике он может перегореть и повлечь за собой печальные последствия. У каждого кабеля есть номинальная мощность, которую он способен выдержать при работе электроприборов. Если мощность всех электроприборов в здании будет превышать расчетный показатель проводника для конкретного провода (кабеля), то в скором времени аварии не избежать.

Что бы правильно рассчитать сечения проводников в доме необходимо сумировать мощность всех электроприборов которые будут нагружены на расчетный проводник и по полученному значению мощности выбрать из соответствующей таблицы (таблицы и примеры приведены ниже) сечение провода (кабеля). Если приборов много (более 4), то необходимо полученный результат умножить на коэффициент одновременной работы всех электроприборов (т.к. все приборы не будут использоваться одновременно), он выбирается в пределах 0,7-0,8.

Формула расчета имеет вид:

Pобщ = (P1+P2+P3+…+Pn)*0.8,

Где: P1..Pn–мощность каждого электроприбора, кВт

Таблицы выбора сечения кабеля по мощности:

Как видно из таблицы, для каждого определенного вида провода (кабеля) табличные значения имеют свои данные. И если в таблице нет того значения мощности, которое получилось у вас расчетным путем (по формуле выше) то выбирается ближайшее значение мощности, которое есть в таблице и выбирается соответствующий диаметр жил.

Пример расчета сичения кабеля по суммарной мощности

Мы подсчитали, что суммарная мощность всех электроприборов на кухне составляет 15 кВт. Данное значение необходимо умножить на коэффициент 0,8, что в результате даст 12 кВт действительной нагрузки.

Далее в таблице ищем подходящее значение в колонке. Для даного примера и однофазной сети (напряжение 220В) выбираем ближайшее большее значение «15,4» КВт из таблицы для медных проводов получаем сечение проводников 10 кв.мм.

Если предполается использовать алюминиевые провода, то выбираем ближайшее большее значение «13,2» КВт из таблицы для алюминиевых проводов, и получаем сечение проводников 16 кв.мм.

Как видно в расчетах по выбору сечения проводников нет ничего сложного!

Расчет сечения кабеля по току более точный, поэтому предпочтительнее пользоваться им. Принцип расчета аналогичен предыдущему, только в данном случае необходимо определить токовую нагрузку на электропроводку.

Первым делом по формулам ниже расчитываем силу тока по каждому из электроприборов или замеряем токовыми клещами.

Если в доме однофазная сеть, необходимо воспользоваться следующей формулой:

Для трехфазной сети формула будет иметь вид:

Где, P – мощность электроприбора, кВт

cos Фи- коэффициент мощности

Далее суммируем все токи и по табличным значениям выбраем сечение кабеля в зависимости от тока.

Обращаем Ваше внимание на то, что от условий прокладки проводника будут зависеть значения табличных величин. При монтаже открытой электропроводки токовые нагрузки и мощность будут большими, чем при прокладке в закрытым способом.
Следует отметить, что полученное суммарное значение токов рекомендуется округлить в большую сторону до табличного значения.

Заключительный этап определения диаметра кабеля – по длине. Суть следующих вычислений заключается в том, что каждый проводник имеет свое сопротивление, которое с увеличением протяженности линии способствует потерям тока (чем больше расстояние, тем больше и потери). В том случае, если величина потерь превысит отметку в 5%, необходимо выбрать проводник с жилами большего сечения.

Для вычислений используется следующая методика:

Рассчитывается суммарная мощность электроприборов и сила тока.
Рассчитывается сопротивление электропроводки. Формула имеет следующий вид: удельное сопротивление проводника (p) * длину (в метрах). Получившееся значение необходимо разделить на выбранное поперечное сечение кабеля.

R=(p*L)/S, где p — табличная величина

Обращаем Ваше внимание на то, что длина прохождения тока должна умножаться в два раза, т.к. ток изначально идет по одной жиле, а потом возвращается назад по другой.

Рассчитываются потери напряжения: сила тока умножается на рассчитанное сопротивление.

Определяется величина потерь: потери напряжения делятся на напряжение в сети и умножаются на 100%.
Итоговое число анализируется. Если значение меньше 5%, оставляем выбранный диаметр жилы. В противном случае подбираем более «толстый» проводник.

Самое первое, что нам нужно сделать, это рассчитать общую потребляемую мощность своей квартиры или дома. Как же это сделать? Да очень просто. Берем листок бумаги и пишем туда весь перечень электрических приборов, которые будут питаться от нашего кабеля.

Например:

чайник
микроволновая печь
стиральная машина
электрическая плита
холодильник
компьютер
телевизор
светильники
утюг
кондиционер.

У каждого электрического прибора имеется своя установленная мощность и указывается она в паспорте или на стикере. Напротив каждого электрического прибора пишем его мощность. Единица измерения — Ватт (Вт) или килоВатт (КВт). И считаем путем сложения суммарную установленную мощность своей квартиры, дома, дачи. Заметим, что расчет будем вести для однофазной (220 В) системы электроснабжения. Предположим, что у Вас получилось 16000 Вт или 16 КВт. Полученную мощность умножаем на коэффициент одновременного использования электроприборов (0,7-0,8) — этот коэффициент показывает, что Вы можете включить одновременно 70%-80% всего вышеперечисленного электрооборудования.

Для примера возьмем 0,8. 16000 х 0,8 = 12800 (Вт) = 12,8 (кВт) .

В зависимости от вида электропроводки (в воздухе или земле), материала жил и напряжения выбираем сечение. В данном примере у нас вводной кабель в квартиру выполнен медным трехжильным кабелем марки ВВГнг и проложен открыто. Получаем сечение кабеля 10 кв.

Рассмотрим второй пример. Допустим, у нас в котедже имеется трехфазный асинхронный двигатель типа мощностью 550 (Вт), обмотки которого подключены звездой на напряжение 380 (В). Нам необходимо для него выбрать и определить сечение питающего кабеля. Смотрим номинальный ток двигателя при соединении звездой, указанный на бирке. Он составляет 1,6 (А) . Питающий кабель планируем приобрести медным, прокладывать будем по воздуху. Ищем соответствующие строки по таблице и находим необходимое сечение. Получаем 1,5 кв. мм. Сечение питающего кабеля для двигателя можно найти и по его мощности.

Сечение провода рассчитывают по следующей формуле:

S = π*r2 ,

где S — сечение провода, мм2; π — число равное 3,14; r — радиус провода, мм, который равен половине диаметра.

Диаметр провода токоведущей жилы без изоляции измеряют микрометром или штангенциркулем. Сечение жилы многопроволочных проводов и кабелей определяют по сумме сечений всех проволок.

Пользуются также другой формулой: S = 0,78d?, где d – диаметр провода.

РАСЧЕТ СЕЧЕНИЯ КАБЕЛЯ НН

Перейти к содержимому Расчет сечения кабеля — низкое напряжение

ВХОДНЫЕ ДАННЫЕ

Напряжение системы	415 В
Тип изоляции	СПЭ
Тип проводника	Медь
Максимальная температура окружающего воздуха	40°
Температура грунта	30°
Постоянная температура кабеля	90°
Максимальная температура короткого замыкания кабеля	250°

Детали груза
Номинальная мощность двигателя	90 кВт
Напряжение источника	415 В
Эффективность	0,9
Коэффициент мощности	0,85
Детали кабеля
Длина	120 м
Сопротивление проводника (95 мм ² )	0,247 Ом/км (согласно каталогу кабелей)
Реактивное сопротивление проводника (95 мм ² )	0,0734 Ом/км (согласно каталогу кабелей)

КРИТЕРИИ РАСЧЕТА СЕЧЕНИЯ КАБЕЛЯ

Минимальное поперечное сечение кабелей низкого напряжения рассчитывается на основе следующих методов:

Допустимый ток короткого замыкания
Допустимая токовая нагрузка
Падение напряжения кабеля

Допустимый ток короткого замыкания

Этот критерий определяет минимальное поперечное сечение кабеля.

А	=	Площадь поперечного сечения кабеля в кв. мм
	=	Ток короткого замыкания
К	=	Константа, 143 для XLPE Cu. Кабель
т	=	Продолжительность короткого замыкания в секундах

Ток короткого замыкания при 415 В составляет 40 кА, а продолжительность t считается равной 0,1 на основе времени задержки реле и времени размыкания выключателя.

Следующий ближайший доступный размер кабеля будет 95 кв. Мм

2. Торговая пропускная способность

Коэффициенты, рассмотренные для многоядерных кабелей, заложенных в Duct
Способ установки		:	Прямой заглубленный
Температура грунта		:	30°С
Удельное тепловое сопротивление грунта		:	2,5 км/Вт
Глубина укладки		:	75 см
Группировка кабелей:
Количество кабелей в группе		:	1
Расстояние между центрами воздуховодов		:	0 мм

Поправочный коэффициент
Коэффициент снижения характеристик при изменении температуры грунта при 30°C	к1	:	0,93	(согласно IEC 60364-5-52, Таблица B. 52.15)

Понижающий коэффициент глубины прокладки кабеля	к2	:	1	(Согласно каталогу кабелей)

Понижающий коэффициент для грунта и удельного теплового сопротивления	к3	:	1	(согласно IEC 60364-5-52, Таблица B.52.16)

Коэффициент снижения характеристик для коэффициента группировки кабелей	к4	:	1	(согласно IEC 60364-5-52, таблица B.52.17)

Общий поправочный коэффициент для кабелей, проложенных в подземных каналах (k1 x k2 x k3 x k4)		:	0,93
		:	0,93

Количество циклов/фаз	:	1
Номинальный ток для 95 кв. мм Cu. Кабель (канал)	:	211	(согласно МЭК 60502-1)
Коэффициент снижения	:	0,93
Пониженная допустимая токовая нагрузка I _{(Пониженная} )	:	196,23

Допустимая нагрузка по току кабеля в условиях снижения номинальных характеристик должна быть больше, чем ток полной нагрузки ( I < I _(Derated ) ). Если не больше, то увеличьте сечение кабеля или количество прогонов.

Увеличение поперечного сечения кабеля или количества витков зависит от области применения и области применения.
Иногда увеличение поперечного сечения кабеля ограничивает плавное подключение кабеля к клемме двигателя.
Иногда увеличение числа участков также вызывает помехи, поэтому в этом случае будет использоваться увеличивающееся поперечное сечение.

3. Падение напряжения в кабеле

Сопротивление и реактивное сопротивление кабеля вызывают некоторое падение напряжения. При пуске двигатель потребляет в 6-12 раз больше тока полной нагрузки. Критерии падения напряжения должны быть проверены, чтобы иметь достаточное напряжение для развития момента нагрузки.

Количество запусков/фаза	:	1
Сопротивление проводника (95 мм ² )	:	0,247	Ом/км	(согласно каталогу кабелей)
Реактивное сопротивление проводника (95 мм ² )	:	0,0734	Ом/км	(согласно каталогу кабелей)
Напряжение	:	415	В

Трехфазное падение напряжения

Где,

L	=	Длина кабеля (м)
Р	=	Сопротивление кабеля при 90°C – Ом/км
Х	=	Реактивное сопротивление кабеля при 50 Гц
я	=	Номинальный ток (А)
п	=	Количество параллельных участков
cos ø	=	Коэффициент мощности
I _ст	=	Пусковой ток
cos ø _сталь	=	Коэффициент мощности при пуске

Падение напряжения во время работы должно быть менее 3 % (В _{(Работа)} < 3 %)

Падение напряжения во время пуска должно быть менее 10–15 % (В _{(Запуск)} <10-15%)

Согласно трем основным критериям, выбранный размер кабеля- 95 мм ²

Загрузить блог

-Инженер энергосистемы

Категории

Оборудование
Аккумулятор
Кабель
Конденсатор
Автоматический выключатель
Генератор
Мотор
Солнечные инверторы
Стартер
Трансформатор
Линия передачи
Исследования энергосистемы
Исследование вспышки дуги
Исследование потока нагрузки
Исследование координации реле
Исследование короткого замыкания

Ссылка для загрузки страницы
Перейти к началу
Как рассчитать сечение кабеля по мощности, длине, току
На сегодняшний день имеется широкий ассортимент кабельной продукции, с сечением жил от 0,35 мм.кв. и выше.
Если неправильно подобрать сечение кабеля для бытовой электропроводки, то результат может иметь два результата:
Слишком толстая жила «ударит» по вашему бюджету, так как ее погонный метр будет стоить дороже.
При неподходящем диаметре жилы (меньше необходимого) жилы начнут нагреваться и плавить изоляцию, что вскоре приведет к самовозгоранию проводки и короткому замыканию.
Как известно, оба этих результата неутешительны, поэтому перед монтажом электропроводки в доме и квартире необходимо правильно рассчитать сечение кабеля в зависимости от мощности, силы тока и длины линии. Теперь подробно рассмотрим каждый из способов.
Расчет мощности электроприборов
Расчет текущей нагрузки
Расчет длины
Примеры видео расчетов
Расчет мощности электроприборов
Для каждого кабеля существует определенная величина тока (мощности), которую он способен выдержать при работе электроприборов. Если ток (мощность), потребляемый всеми устройствами, превысит допустимое значение для токопроводящей жилы, то вскоре аварии не избежать.
Чтобы самостоятельно рассчитать мощность электроприборов в доме, необходимо выписать на листочек характеристики каждого прибора отдельно (плита, телевизор, светильники, пылесос и т. д.). После этого все значения суммируются, и по готовому числу подбирается кабель с жилами оптимального сечения.
Формула расчета:
Pобщ = (P1 + P2 + P3 + … + Pn) * 0,8,
Где: P1..Pn – мощность каждого устройства, кВт
Обращаем ваше внимание к тому, что полученное число необходимо умножить на поправочный коэффициент – 0,8. Этот коэффициент означает, что из всех электроприборов одновременно будут работать только 80%. Такой расчет более логичен, ведь, например, пылесосом или феном вы точно не будете пользоваться долго без перерыва.
Таблицы выбора сечения кабеля по мощности:
Это простые и упрощенные таблицы; более точные значения можно найти в ПУЭ п.1.3.10-1.3.11.
Как видите, табличные значения имеют свои данные для каждого конкретного типа кабеля. Все, что вам нужно, это найти ближайшее значение мощности и посмотреть соответствующий раздел ядра.
Для того, чтобы вы наглядно поняли, как правильно рассчитать кабель по мощности, приведем простой пример:
Мы подсчитали, что суммарная мощность всех электроприборов в квартире составляет 13 кВт. Это значение необходимо умножить на коэффициент 0,8, что даст фактическую нагрузку 10,4 кВт. Далее в таблице ищем подходящее значение в столбце. Нас устраивает цифра «10,1» для однофазной сети (напряжение 220В) и «10,5» если сеть трехфазная.
Это значит, что нужно подобрать сечение жил кабеля, которое будет питать все вычислительные устройства — в квартире, комнате или каком-то другом помещении. То есть такой расчет необходимо проводить для каждой группы розеток, запитанной от одного кабеля, или для каждого прибора, если он питается напрямую от щитка. В примере выше мы привели расчет площади сечения провода вводного кабеля на весь дом или квартиру.
Итого, выбираем сечение на проводнике 6 мм при однофазной сети или 1,5 мм при трехфазной сети. Как видите, все достаточно просто и с такой задачей самостоятельно справится даже начинающий электрик!
Расчет токовой нагрузки
Расчет сечения кабеля по току более точный, поэтому лучше использовать его. Суть аналогична, но только в этом случае необходимо определить токовую нагрузку на проводку. Для начала по формулам считаем силу тока для каждого из приборов.
Если в доме однофазная сеть, то для расчета необходимо использовать следующую формулу: Для трехфазной сети формула будет иметь вид: Где, Р — мощность мощности прибора, кВт
cos phi коэффициент мощности
Подробнее о формулах, связанных с расчетом мощности, читайте в статье: https://my.electricianexp.com/en/kak-najti-moshhnost-toka.html.
Далее все токи суммируются и по табличным значениям необходимо подобрать сечение кабеля по току.
Обращаем Ваше внимание на то, что значения табличных значений будут зависеть от условий прокладки проводника. При монтаже открытой проводки допустимые токовые нагрузки и мощность будут значительно больше, чем при трубной проводке.
Повторяем, любой расчет сечения ведется для конкретного устройства или их группы.
Таблица выбора кабеля по току и мощности:
Расчет длины
Ну и последний способ, позволяющий рассчитать сечение кабеля — по длине. Суть следующих расчетов заключается в том, что каждый проводник имеет свое сопротивление, которое при увеличении длины линии способствует потерям напряжения (чем больше расстояние, тем больше потери). В том случае, если величина потерь превышает отметку в 5 %, необходимо выбирать проводник с жилами большего размера.
Для расчетов используется следующая методика:
Необходимо рассчитать суммарную мощность электроприборов и силу тока (выше мы привели соответствующие формулы).
Расчет сопротивления электропроводки. Формула следующая: удельное сопротивление проводника (p) * длина (в метрах). Полученное значение необходимо разделить на выбранное сечение кабеля.
R = (p * L) / S, где p — табличное значение
Обращаем ваше внимание на то, что длину прохождения тока необходимо увеличить вдвое, т.к. ток сначала протекает по одной жиле, а потом возвращается обратно по другой.
Рассчитывается потеря напряжения: ток умножается на рассчитанное сопротивление.
U _потерь = I _{нагрузка} * R _{провода}
ПОТЕРИ = (U _потерь / U _ном )*100%
5
_{потери напряжения на напряжение в сети и умножаются на 100%. Общее количество анализируется. Если значение меньше 5%, оставляем выбранный участок ядра. В противном случае выбираем более «толстый» проводник.}
Предположим, мы рассчитали, что сопротивление проводов у нас 0,5 Ом, а ток 16 Ампер, тогда:
U _потерь = 16 * 0,5 = 8 Вольт
ПОТЕРИ = (8/220) * 100% = 0,03636 * 100% = 3,6%
Что вполне приемлемо для большинства случаев, согласно ГОСТ 29322-14 «Нормативные напряжения». Подробнее в статье: https://my.electricianexp.com/ru/kakoe-otklonenie-napryzheniya-v-seti-schitaetsya-predelnym.html.
Таблица удельных сопротивлений:

Если вы протягиваете линию на достаточно большое расстояние, обязательно сделайте расчет с учетом потерь по длине, иначе велика вероятность неправильного выбора сечение кабеля.