Расчет проводки по нагрузке: Как правильно рассчитать нагрузку на кабель

Содержание

Грамотный расчет сечения кабеля по нагрузке сети для домашней проводки

Надежная работа местной электрической сети в квартире или частном доме напрямую зависит от уровня грамотности выполнения проектной стадии. Именно правильный выбор параметров проводов, исполнительных и контрольных элементов электросети гарантирует высокий уровень безопасности ее эксплуатации.

Зависимости, используемые для расчета сечения медного кабеля по планируемой нагрузке на систему

Параметры цепи переменного однофазного тока, поставляемого в каждый жилой дом, легко рассчитываются по основным законам электротехники. Ток вычисляется следующим образом: I = P * K исп. / (U * cos (y)), где:

P – суммарная мощность электроприборов, Вт;
K исп. – процент одновременно используемых приборов [0…1];
U – напряжение в сети – 220 V;
cos (y) – коэффициент мощности энергетической системы (для бытовых электроприборов – 1).

Полученное значение величины тока по нагрузке служит исходным параметром при расчете сечения кабеля: d = sqrt (1,27 * I / j). Плотность тока характеризуется переменной j и может колебаться в пределах 2…5 А/м2. Рекомендуется выбирать наименьшее значение j, исходя из соображений надежности эксплуатации проводов. Ведь, чем больше плотность тока при неизменном поперечном профиле проводника, тем выше будет температурное поле, что повышает риск плавки защитной изоляции. В связи с вышеуказанными утверждениями ходовой формулой расчета диаметра медного кабеля является d = 0,8 * sqrt (I).

Нормальную поверхность медного провода в большинстве случаев формирует круг, площадь которого можно вычислить по известной зависимости: S = 0,785*D*D. Поперечную площадку многопроволочного кабеля формирует профиль каждой проволоки. В каталоге рекомендуется выбирать ближайшее большее значение сечения.

Входные данные для расчета

Приступая к вычислению параметров проводников, следует определиться с номенклатурой приборов, электроснабжением которых будет заниматься разрабатываемая проводка. Например, класс кухонных потребителей в классическом виде формируют:

холодильник;
печь;
духовка;
электрический чайник;
микроволновка;
вытяжка.

Организовывать систему энергоснабжения в таких условиях необходимо исходя из показателей номинальной мощности устройств (rated input). Величина последней указана как в сопровождаемой прибор документации, так и в информационном поле, прикрепленном на электроприборе. Мощности всех устройств, эксплуатация которых планируется на данном участке цепи, необходимо сложить. Значение коэффициента одновременно используемых электротехнических устройств рекомендуется выбирать не менее 0,85.

Учет дополнительных факторов

Надежными и достоверными расчеты сечения кабеля по планируемой нагрузке становятся только после того, как проведен комплекс поправочных мероприятий. Стоит иметь ввиду, что на конечный результат калькуляционной стадии влияют:

приоритетный вид монтажа электрической проводки;
материал жил;
вариант исполнения.

Проводка в помещении может быть организована как скрытым, так и открытым способом. Кабель, базируемый в гофре или закрытый слоем штукатурки, будет греться до более высоких температур.

Специалисты рекомендуют принудительно увеличивать посчитанное сечение при скрытом способе установки не менее чем на 30%.

Материалом провода, как правило, является либо алюминий, либо медь в силу того, что эти металлы обладают наименьшим удельным сопротивлением в сочетании с приемлемой стоимостью. Выбирая нужное среди этих двух экземпляров, следует иметь ввиду: правила устройства электроустановок запрещают использовать алюминиевые провода с площадью поперечного профиля менее 16 кв. мм. в домашних условиях.

Медный проводник имеет в 1,5 раза меньшее значение удельного сопротивления. Следовательно, активная составляющая импеданса будет меньше, чем у аналогичного алюминиевого представителя. Температура нагрева также будет ниже, что позволяет пропускать ток большей плотности при неизменном сечении. Вычислить величину нормальной площадки алюминиевого проводника можно по описанной выше методике, добавив еще одно действие: площадь поперечного профиля медного проводника дополнительно умножить на 1,65.

Вариант исполнения оказывает значительное влияние на безопасность эксплуатации проводки. Сгруппированные проводники подвергаются дополнительному внешнему воздействию от температурного поля соседнего кабеля. В этом случае необходимо вводить поправку на расчет сечения кабеля по нагрузке не менее, чем на 15 %.

Основной задачей расчетного этапа является вычисление подходящей величины сечения проводов. Калькуляционные действия производятся исходя из суммарной величины потребляемой мощности объектов энергопотребления различной номенклатуры. Расчетная площадь поперечного сечения проводника подлежит корректировке в случае скрытой установки и совместной прокладки проводов.

Расчет сечения провода по мощности и по плотности тока: формулы и примеры

Грамотный подбор кабеля для восстановления или прокладки электропроводки гарантирует безупречную работу системы. Приборы будут получать питание в полноценном объеме. Не случится перегрева изоляции с последующими разрушительными последствиями.

Разумный расчет сечения провода по мощности избавит и от угроз воспламенения, и от лишних затрат на покупку недешевого провода. Давайте разберемся в алгоритме расчетов.

Упрощенно кабель можно сравнить с трубопроводом, транспортирующим газ или воду. Точно так же по его жиле перемещается поток, параметры которого ограничены размером данного токоведущего канала. Следствием неверного подбора его сечения являются два распространенных ошибочных варианта:

Слишком узкий токоведущий канал, из-за которого в разы возрастает плотность тока. Рост плотности тока влечет за собой перегрев изоляции, затем ее оплавление. В результате оплавления по минимуму появятся «слабые» места для регулярных утечек, по максимуму пожар.

Излишне широкая жила, что, в сущности, совсем неплохо. Причем, наличие простора для транспортировки электро-потока весьма положительно отражается на функционале и эксплуатационных сроках проводки. Однако карман владельца облегчится на сумму, примерно вдвое превышающую по факту требующиеся деньги.

Первый из ошибочных вариантов представляет собой откровенную опасность, в лучшем случае повлечет увеличение оплаты за электроэнергию. Второй вариант не опасен, но крайне нежелателен.

Содержание

1 «Протоптанные» пути вычислений
2 Расчет размера сечения по нагрузке
3 Как рассчитать сечение по току?
- 3.1 Допустимая и рабочая плотность тока
- 3.2 Изучение схемы расчета
4 Видео-руководство для точных расчетов
5 Какой кабель лучше купить?

«Протоптанные» пути вычислений

Все существующие расчетные способы опираются на выведенный Омом закон, согласно которому сила тока, помноженная на напряжение, равняется мощности. Бытовое напряжение – величина постоянная, равная в однофазной сети стандартным 220 В. Значит, в легендарной формуле остаются лишь две переменные: это ток с мощностью. «Плясать» в расчетах можно и нужно от одной из них. Через расчетные значения тока и предполагаемой нагрузки в таблицах ПУЭ найдем требующийся размер сечения.

Обратите внимание, что сечение кабеля рассчитывают для силовых линий, т.е. для проводов к розеткам. Линии освещения априори прокладывают кабелем с традиционной величиной площади сечения 1,5 мм².

Если в обустраиваемом помещении нет мощного диско-прожектора или люстры, требующей питания в 3,3кВт и больше, то увеличивать площадь сечения жилы осветительного кабеля не имеет смысла. А вот розеточный вопрос – дело сугубо индивидуальное, т.к. подключать к одной линии могут такие неравнозначные тандемы, как фен с водонагревателем или электрочайник с микроволновкой.

Тем, кто планирует нагрузить силовую линию электрической варочной поверхностью, бойлером, стиральной машиной и подобной «прожорливой» техникой, желательно распределить всю нагрузку на несколько розеточных групп.

Если технической возможности разбить нагрузку на группы нет, бывалые электрики рекомендуют без затей прокладывать кабель с медной жилой сечением 4-6 мм². Почему с медной токоведущей сердцевиной? Потому что строгим кодексом ПУЭ прокладка кабеля с алюминиевой «начинкой» в жилье и в активно используемых бытовых помещениях запрещена. Сопротивление у электротехнической меди гораздо меньше, тока она пропускает больше и не греется при этом, как алюминий. Алюминиевые провода используются при устройстве наружных воздушных сетей, кое-где они еще остались в старых домах.

Обратите внимание! Площадь сечения и диаметр жилы кабеля – вещи разные. Первая обозначается в квадратных мм, второй просто в мм. Главное не перепутать!

Для поиска табличных значений мощности и допустимой силы тока можно пользоваться обоими показателями. Если в таблице указан размер площади сечения в мм², а нам известен только диаметр в мм, площадь нужно найти по следующей формуле:

Расчет размера сечения по нагрузке

Простейший способ подбора кабеля с нужным размером — расчет сечения провода по суммарной мощности всех подключаемых к линии агрегатов.

Алгоритм расчетных действий следующий:

для начала определимся с агрегатами, которые предположительно могут использоваться нами одновременно. Например, в период работы бойлера нам вдруг захочется включить кофемолку, фен и стиралку;
затем согласно данным техпаспортов или согласно приблизительным сведениям из приведенной ниже таблицы банально суммируем мощность одновременно работающих по нашим планам бытовых агрегатов;
предположим, что в сумме у нас вышло 9,2 кВт, но конкретно этого значения в таблицах ПУЭ нет. Значит, придется округлить в безопасную большую сторону – т.е. взять ближайшее значение с некоторым превышением мощности. Это будет 10,1 кВт и соответствующее ему значение сечения 6 мм².

Все округления «направляем» в сторону увеличения. В принципе суммировать можно и силу тока, указанную в техпаспортах. Расчеты и округления по току производятся аналогичным образом.

Как рассчитать сечение по току?

Табличные значения не могут учесть индивидуальных особенностей устройства и эксплуатации сети. Специфика у таблиц среднестатистическая. Не приведены в них параметры максимально допустимых для конкретного кабеля токов, а ведь они отличаются у продукции с разными марками. Весьма поверхностно затронут в таблицах тип прокладки. Дотошным мастерам, отвергающим легкий путь поиска по таблицам, лучше воспользоваться способом расчета размера сечения провода по току. Точнее по его плотности.

Допустимая и рабочая плотность тока

Начнем с освоения азов: запомним на практике выведенный интервал 6 — 10. Это значения, полученные электриками многолетним «опытным путем». В указанных пределах варьирует сила тока, протекающего по 1 мм² медной жилы. Т.е. кабель с медной сердцевиной сечением 1 мм² без перегрева и оплавления изоляции предоставляет возможность току от 6 до 10 А спокойно достигать ожидающего его агрегата-потребителя. Разберемся, откуда взялась и что означает обозначенная интервальная вилка.

Согласно кодексу электрических законов ПУЭ 40% отводится кабелю на неопасный для его оболочки перегрев, значит:

6 А, распределенные на 1 мм² токоведущей сердцевины, являются нормальной рабочей плотностью тока. В данных условиях проводник работать может бесконечно долго без каких-либо ограничений по времени;
10 А, распределенные на 1 мм² медной жилы, протекать по проводнику могут краткосрочно. Например, при включении прибора.

Потоку энергии 12 А в медном миллиметровом канале будет изначально «тесно». От тесноты и толкучки электронов увеличится плотность тока. Следом повысится температура медной составляющей, что неизменно отразиться на состоянии изоляционной оболочки.

Обратите внимание, что для кабеля с алюминиевой токоведущей жилой плотность тока отображает интервал 4 – 6 Ампер, приходящийся на 1 мм² проводника.

Выяснили, что предельная величина плотности тока для проводника из электротехнической меди 10 А на площадь сечения 1 мм², а нормальные 6 А. Следовательно:

кабель с жилой сечением 2,5 мм² сможет транспортировать ток в 25 А всего лишь несколько десятых секунды во время включения техники;

он же бесконечно долго сможет передавать ток в 15А.

Приведенные выше значения плотности тока действительны для открытой проводки. Если кабель прокладывается в стене, в металлической гильзе или в пластиковом кабель канале, указанную величину плотности тока нужно помножить на поправочный коэффициент 0,8. Запомните и еще одну тонкость в организации открытого типа проводки. Из соображений механической прочности кабель с сечением меньше 4 мм² в открытых схемах не используют.

Изучение схемы расчета

Суперсложных вычислений снова не будет, расчет провода по предстоящей нагрузке предельно прост.

Сначала найдем предельно допустимую нагрузку. Для этого суммируем мощность приборов, которые предполагаем одновременно подключать к линии. Сложим, например, мощность стиральной машины 2000 Вт, фена 1000 Вт и произвольно какого-либо обогревателя 1500 Вт. Получили мы 4500 Вт или 4,5 кВт.

Затем делим наш результат на стандартную величину напряжения бытовой сети 220 В. Мы получили 20,45…А, округляем до целого числа, как положено, в большую сторону.
Далее вводим поправочный коэффициент, если в нем есть необходимость. Значение с коэффициентом будет равно 16,8, округленно 17 А, без коэффициента 21 А.
Вспоминаем о том, что рассчитывали рабочие параметры мощности, а нужно еще учесть предельно допустимое значение. Для этого вычисленную нами силу тока умножаем на 1,4, ведь поправка на тепловое воздействие 40%. Получили: 23,8 А и 29,4 А соответственно.
Значит, в нашем примере для безопасной работы открытой проводки потребуется кабель с сечением более 3 мм², а для скрытого варианта 2,5 мм².

Не забудем о том, что в силу разнообразных обстоятельств порой включаем одновременно больше агрегатов, чем рассчитывали. Что есть еще лампочки и прочие приборы, незначительно потребляющие энергию. Запасемся некоторым резервом сечения на случай увеличения парка бытовой техники и с расчетами отправимся за важной покупкой.

Видео-руководство для точных расчетов

Какой кабель лучше купить?

Следуя жестким рекомендациям ПУЭ, покупать для обустройства личной собственности будем кабельную продукцию с «литерными группами» NYM и ВВГ в маркировке. Именно они не вызывают нареканий и придирок со стороны электриков и пожарников. Вариант NYM – аналог отечественных изделий ВВГ.

Лучше всего, если отечественный кабель будет сопровождать индекс НГ, это означает, что проводка будет пожароустойчивой. Если предполагается прокладывать линию за перегородкой, между лагами или над подвесным потолком, купите изделия с низким дымовыделением. У них будет индекс LS.

Вот таким нехитрым способом рассчитывается сечение токопроводящей жилы кабеля. Сведения о принципах вычислений помогут рационально подобрать данный важный элемент электросети. Необходимый и достаточный размер токоведущей сердцевины обеспечит питанием домашнюю технику и не станет причиной возгорания проводки.

Автор: Владимир

Ранее мы поделились простым способом составления схемы электрической системы вашего дома. Однако, если это было слишком сложно или вы не чувствуете себя комфортно, свяжитесь с нашими опытными электриками для выполнения этой работы. На этой неделе мы поделимся тем, как можно рассчитать нагрузку цепи.

Вы составили схему электрических цепей вашего дома и теперь можете определить, какая цепь питает каждое устройство или прибор. Далее расчеты. Очень необходимо и полезно знать, сколько энергии потребляют ваши устройства.

Прежде чем мы начнем, кратко расскажем о том, как работает электричество. Электричество измеряется в ваттах. Например, стоваттная лампа использовала сто (100 Вт) ватт электроэнергии. Ватт — это произведение напряжения и силы тока.

Напряжение измеряется в «вольтах», а сила тока часто рассматривается как «амперы». Чтобы рассчитать общую нагрузку на цепь, вы должны сложить мощности всех устройств в этой цепи. Лампочки и большинство мелких бытовых приборов имеют маркировку с буквой «w».

Будьте осторожны, не прикасайтесь к включенным лампочкам. Обычно вам не нужно откручивать их, чтобы узнать мощность. Если маркировка устройства указана только в амперах, умножьте количество ампер на сто двадцать (120) вольт. Сто двадцать вольт – это напряжение стандартных цепей.

Включите все электроприборы, постоянно подключенные к сети, а также подключаемые электроприборы, которые вы не очень часто отключаете от электросети. Многие люди не отключают свою кофемашину, тостер, вентилятор или блендер каждый день.

После расчета нагрузки сравните общую мощность с номинальной нагрузкой этой цепи. Ель говорит: «Схемы с выключателями «15» рассчитаны на 15 ампер». Это означает, что максимальная номинальная нагрузка одной из этих цепей составляет восемнадцать сотен ватт.

По сути, сравните, сколько электроэнергии вы используете в настоящее время, общую мощность и номинальную нагрузку для каждой цепи. Например, если у вас есть цепь на пятнадцать ампер, обслуживающая свет и розетки в гостиной, которая обеспечивает пятьсот ватт для освещения, пятьсот для телевизора и кабельной приставки и двести ватт для оборудования звуковой системы, вы получите всего 1200 Вт.

Но если вы включите вакуум, когда все эти приборы подключены, вы превысите общую номинальную мощность автоматического выключателя в полторы тысячи ватт. Из-за этой перегрузки цепи выключатель сработает, отключив питание.

Согласно практическому правилу, не превышайте восьмидесяти процентов от максимальной номинальной нагрузки. Обратитесь к примеру с вакуумом. Для пятнадцатиамперной цепи безопасная нагрузка составляет 1440 Вт. Для двадцатиамперной цепи безопасная нагрузка составляет тысячу девятьсот двадцать ватт.

Свяжитесь с Sanford Electric Company II, Inc. для решения этой проблемы. Возможно, вам понадобится новая проводка или полная замена проводки. Мы найдем решение для вашего дома. Приходите в следующий раз, чтобы узнать больше обо всем, что касается электрики.

Ларри Кэмпбелл — подрядчик-электрик с 36-летним опытом работы в области электропроводки в жилых и коммерческих помещениях. Он работал техником-электронщиком, а затем инженером в IBM Corp., является членом Наблюдательного совета Spruce Home Improvement Review Board.

Понимание мощности и нагрузки становится необходимым, если вы планируете электроснабжение нового дома или если вы рассматриваете возможность модернизации электроснабжения в старом доме. Понимание потребностей в нагрузке позволит вам выбрать электрическую службу с соответствующей мощностью. В старых домах чрезвычайно распространено, что существующая служба сильно не соответствует потребностям всех современных приборов и функций, которые сейчас используются.

Общая электрическая мощность электрической службы измеряется в силе тока (амперы). В очень старых домах с проводкой с ручкой и трубкой и ввинчиваемыми предохранителями вы можете обнаружить, что первоначальная электрическая служба обеспечивает 30 ампер. Немного более новые дома (построенные до 1960 г.) могут иметь 60-амперную сеть. Во многих домах, построенных после 1960 года (или модернизированных старых домах), 100 ампер является стандартным номиналом. Но в больших новых домах 200-амперная сеть теперь является минимумом, а во многих новых домах вы можете увидеть электрическую сеть на 400 ампер. В верхней части рынка жилья с домами площадью более 10 000 квадратных футов нет ничего необычного в том, чтобы увидеть услуги на 800 ампер.

Как вы узнаете, адекватны ли ваши текущие электрические услуги, или как вы планируете новые электрические услуги? Для определения этого требуется математическое сравнение общей доступной емкости с вероятной нагрузкой , которая будет размещена на этой емкости.

Ель / Нуша Ашджаи
Понимание электрической емкости
Расчет того, сколько энергии требуется вашему дому, заключается в расчете нагрузки по току всех различных приборов и приспособлений, а затем в расчете запаса прочности. Как правило, рекомендуется, чтобы нагрузка никогда не превышала 80 процентов мощности электроснабжения.
Чтобы использовать математику, вам нужно понимать взаимосвязь между ваттами, вольтами и амперами. Эти три общих электрических термина имеют математическую связь, которую можно выразить несколькими способами:
Вольт x Ампер = Вт
Ампер = Вт/Вольт
Эти формулы можно использовать для расчета мощности и нагрузки отдельных цепей, а также для всей электросети. Например, ответвленная цепь на 20 ампер и 120 вольт имеет общую мощность 2400 ватт (20 ампер x 120 вольт). Поскольку стандартная рекомендация состоит в том, чтобы общая нагрузка составляла не более 80 процентов от емкости, это означает, что 20-амперная схема имеет реальную емкость 19 ампер. 20 Вт. Таким образом, чтобы избежать опасности перегрузок цепи, все осветительные приборы и съемные приборы вместе в этой цепи должны потреблять не более 1920 Вт мощности.
Довольно легко прочитать номинальную мощность лампочек, телевизоров и других приборов в цепи, чтобы определить вероятность перегрузки цепи. Например, если вы регулярно включаете в сеть 1500-ваттный обогреватель и включаете несколько осветительных приборов или ламп со 100-ваттными лампочками в одной и той же цепи, вы уже израсходовали большую часть безопасных 19мощность 20 ватт.
Та же формула может быть использована для определения мощности общей электрической сети дома. Поскольку основная сеть дома 240 вольт, математика выглядит так:
240 вольт x 100 ампер = 24 000 ватт
80 процентов от 24 000 ватт = 19 200 ватт
Другими словами, следует ожидать, что электрическая сеть на 100 ампер будет обеспечивать мощность нагрузки не более 19 200 ватт в любой момент времени.
Расчет нагрузки
После того, как вы узнаете мощность отдельных цепей и всего электроснабжения дома, вы можете сравнить ее с нагрузкой, которую можно рассчитать, просто сложив номинальные мощности всех различных приборов и устройств, которые будут потреблять энергию в точке потребления. в то же время.
Вы можете подумать, что это включает в себя суммирование мощности всех лампочек в осветительных приборах, всех подключаемых устройств и всех проводных устройств, а затем сравнение этого с общей мощностью. Но редко когда все электроприборы и светильники работают одновременно — например, вы бы не включили печь и кондиционер одновременно; маловероятно, что вы будете пылесосить во время работы тостера. По этой причине у профессиональных электриков обычно есть альтернативные методы определения подходящего размера для электроснабжения. Вот один из методов, который иногда используется:
Суммируйте мощность всех ответвленных цепей общего освещения.
Добавьте номинальную мощность всех цепей подключаемых розеток.
Добавьте номинальную мощность всех стационарных приборов (плиты, сушилки, водонагреватели и т. д.)
Вычтите 10 000.
Умножьте это число на 0,40
Добавьте 10 000.
Найдите полную номинальную мощность стационарных кондиционеров и номинальную мощность нагревательных приборов (печь плюс обогреватели), затем добавьте больше из этих двух чисел. (Вы не нагреваете и не охлаждаете одновременно, поэтому не нужно складывать оба числа.)
Разделите сумму на 240.
Это итоговое число дает предполагаемую силу тока, необходимую для адекватного питания дома. Используя эту формулу, вы можете легко оценить свои текущие электрические услуги.
Другие электрики предлагают еще одно простое практическое правило:
100-амперная сеть, как правило, достаточна для питания основных распределительных цепей небольшого и среднего дома, а также одного или двух электроприборов, таких как плита, водонагреватель или сушилка для белья. Этой услуги может быть достаточно для дома площадью менее 2500 квадратных футов, если отопительные приборы работают на газе.
200-амперная сеть выдержит ту же нагрузку, что и 100-амперная, плюс электроприборы и электрическое оборудование для обогрева/охлаждения в домах площадью до 3000 квадратных футов.
300- или 400-амперное обслуживание рекомендуется для больших домов (более 3500 квадратных футов) с полностью электрическими приборами и электрическим оборудованием для обогрева/охлаждения. Этот размер обслуживания рекомендуется, когда ожидаемая электрическая тепловая нагрузка превышает 20 000 Вт. Обслуживание на 300 или 400 ампер обычно обеспечивается путем установки двух сервисных панелей: одна на 200 ампер, а вторая на 100 или 200 ампер.
План на будущее
Как правило, хорошей идеей является увеличение мощности электроснабжения, чтобы сделать возможным расширение в будущем. Точно так же, как 100-амперная сеть быстро стала малогабаритной, когда электроприборы стали обычным явлением, сегодняшняя 200-амперная сеть может когда-нибудь показаться слишком малой, когда вы обнаружите, что заряжаете два или три электромобиля.

Расчет проводки по нагрузке: Как правильно рассчитать нагрузку на кабель | Полезные статьи

Расчет проводки по нагрузке: Как правильно рассчитать нагрузку на кабель | Полезные статьи

Грамотный расчет сечения кабеля по нагрузке сети для домашней проводки