Выбор сечения кабеля по мощности и длине: 3 способа

Содержание

Сечение кабеля по мощности таблица и расчёты

Ремонт и проектирование электросетей, а также электрооборудования неразрывно связаны с необходимостью правильного подбора проводки. Для оптимального выбора силового кабеля понадобиться узнать несколько параметров начиная нагрузкой и заканчивая способом прокладки. Разберём как рассчитать сечение кабеля по мощности, таблица для проведения вычислений будет приведена в статье.

Надо знать, какую часть кабеля считать Источник cablingpoint.com

Необходимость расчётов

Современные электрические сети должны отвечать следующим требованиям:

безопасность эксплуатации;
надёжность функционирования;
экономичность потребления.

Расчёт сечения кабеля по мощности либо другому параметру, в первую очередь, необходим для соблюдения этих требований.
При недостаточной площади поперечного сечения проводки, нагрузка на неё резко возрастает и в результате приводит к перегреву. В свою очередь это чревато аварийными ситуациями, наносящими вред не только электрооборудованию, но и пользующимся им людям.

Завышенное от номинального поперечного сечения кабеля позволяет безопасно использовать приборы и устройства. Однако такой подход оборачивается неоправданным расходом средств на более дорогие коммуникации. Грамотный расчёт сечения кабеля позволяет соблюсти баланс между безопасностью и ценой энергетических линий.

Приведём небольшой пример. Задача – определить сечение провода для пяти киловатт. Для решения необходимо воспользоваться таблицами ПУЭ. Это регламентирующий справочный документ, полное название– «Правила устройства электроустановок» в нём указаны 4 основных критерия, определяющих сечение проводки:

вид напряжения – одна или три фазы;
материал, из которого изготовлен проводник;
способ укладки проводника;
ток в амперах или мощность в киловаттах.

Кабель, проложенный открытым способом Источник krepezhinfo. ru
В этом справочнике имеется необходимая нам таблица сечения кабеля. Однако значение пять киловатт в ней отсутствует. В таких случаях берётся следующая большая величина, в нашем случае, пять с половиной киловатт.

Современная проводка в квартирах изготавливается из меди и прокладывается по воздуху. Исходя из этих параметров для решения поставленной задачи подойдёт проводник сечением два с половиной миллиметра. При этом сеть должна создавать не более двадцати пяти ампер токовой нагрузки.

Выбор сечения проводника по мощности

Выбирая сечение кабеля по мощности необходимо вычислить её суммарную величину. Для этого составляется перечень всех электроприборов на объекте. Как на устройствах, так и в технической документации к ним обозначается потребляемая мощность. Она может быть указывается в ваттах и киловаттах. Сложив показатели всех приборов получаем окончательную сумму.

Если выбирается проводка для отдельной линии, к которой будет подключён один прибор, то информация берётся только о его энергопотреблении. Например, средний утюг потребляет один киловатт. Само сечение можно подобрать используя ПУЭ. Ниже приведены две таблицы для медных и алюминиевых проводников соответственно.

Сечение провода и мощность Источник m-strana.ru

Таблица сечения кабеля по мощности и току для алюминиевых проводников Источник m-strana.ru

Помимо данных приведённых в таблицах необходимо учитывать тип сети – одна фаза или три. От этого напрямую зависит напряжение одна фаза – это 220 вольт, а три 380 вольт. Мы привели таблицы для медных и алюминиевых проводников. Медь более предпочтительный материал поскольку она:

обладает высокой электропроводностью;
прочная;
стойкая к окислению;
упругая.

Превосходя по многим показателям алюминиевые проводники, медные имеют всего одни недостаток – высокую стоимость. В домах советской постройки, как правило, проложены провода из алюминия. Поэтому при ремонте желательно использовать такие же.

Исключением может служить капитальный ремонт с полной заменой коммуникаций до распределительного щита. В таком случае лучше использовать медные проводники. Прямой контакт между двумя видами проводки недопустим. Это приводит к окислению, нагреву и коротким замыканиям. Для соединения используют специальные проводники из третьего метала.

О выборе марки кабеля для домашней электропроводки

Делать квартирную электропроводку из алюминиевых проводов на первый взгляд кажется дешевле, но эксплуатационные расходы из-за низкой надежности контактов со временем многократно превысят затраты на электропроводку из меди. Рекомендую делать проводку исключительно из медных проводов! Алюминиевые провода незаменимы при прокладке воздушной электропроводки, так как они легкие и дешевые и при правильном соединении служат надежно продолжительное время.

А какой провод лучше использовать при монтаже электропроводки, одножильный или многожильный? С точки зрения способности проводить ток на единицу сечения и монтажа, одножильный лучше. Так что для домашней электропроводки нужно использовать только одножильный провод. Многожильный допускает многократные изгибы, и чем тоньше в нем проводники, тем он более гибкий и долговечнее. Поэтому многожильный провод применяют для подключения к электросети нестационарных электроприборов, таких как электрофен, электробритва, электроутюг и все остальных.

После принятия решения по сечению провода встает вопрос о марке кабеля для электропроводки. Тут выбор не велик и представлен всего несколькими марками кабелей: ПУНП, ВВГнг и NYM. Кабель ПУНП с 1990 года, в соответствии с решением Главгосэнергонадзора «О запрете применения проводов типа АПВН, ППБН, ПЕН, ПУНП и др., выпускаемых по ТУ 16-505. 610-74 вместо проводов АПВ, АППВ, ПВ и ППВ по ГОСТ 6323-79*» к применению запрещен.

Кабель ВВГ и ВВГнг – медные провода в двойной поливинилхлоридной изоляции, плоской формы. Предназначен для работы при температуре окружающей среды от −50°С до +50°С, для выполнения проводки внутри зданий, на открытом воздухе, в земле при прокладке в тубах. Срок службы до 30 лет. Буквы «нг» в обозначении марки говорят о негорючести изоляции провода. Выпускаются двух-, трех- и четырехжильные с сечением жил от 1,5 до 35,0 мм2. Если в обозначении кабеля перед ВВГ стоит буква А (АВВГ), то жилы в проводе алюминиевые.

Кабель NYM (его российский аналог – кабель ВВГ), с медными жилами, круглой формы, с негорючей изоляцией, соответствует немецкому стандарту VDE 0250. Технические характеристики и область применения, практически одинаковые с кабелем ВВГ. Выпускаются двух-, трех- и четырехжильные с сечением жил от 1,5 до 4,0 мм².

Как видите, выбор для прокладки электропроводки не велик и определяется в зависимости от того, какой формы кабель более подходит для монтажа, круглой или плоской. Кабель круглой формы удобнее прокладывается через стены, особенно если делается ввод с улицы в помещение. Понадобится просверлить отверстие чуть больше диаметра кабеля, а при большей толщине стены это становится актуальным. Для внутренней проводки удобнее применять плоский кабель ВВГ.

При прокладке квартирной электропроводки, как правило, возникает вопрос и о выборе автоматического выключателя, или, как его часто называют, автомата. Этот вопрос и о выборе счетчика, УЗО, дифференциального автомата подробно освещен в статье сайта «Об электрическом счетчике, УЗО и автоматах защиты».

Выбор сечения проводника по току

Для оптимального подбора проводника одной мощности мало и надо уметь рассчитывать сечение кабеля по току. Его сила зависит от нескольких факторов:

длины;
температуры;
удельного сопротивления;
ширины.

Если проводник нагревается, то сила тока в нем падает. В справочниках все данные указываются исходя из средней комнатной температуры восемнадцать градусов. Чтобы выбрать сечение проводки согласно току, опять обратимся к таблицам из ПУЭ. Ниже приведены таблицы для проводников из разных металлов.

Таблица сечений медного проводника с изоляцией из ПВХ или резины Источник m-strana.ru

Таблица сечений алюминиевого проводника с изоляцией из ПВХ или резины Источник m-strana.

Для того чтобы рассчитать сечение приблизительно, сила тока делится на десять. В случае отсутствия необходимого значения в таблице, берётся ближайшая большая величина. Однако это правило действует только для медных проводников максимальный ток для которых не превышает сорок ампер.

В диапазоне от сорока до восьмидесяти ампер, сила тока делится уже на восемь. Что касается алюминиевых проводников, то деление производится на шесть. Это связано с тем, что для выдерживания одинаковых нагрузок провод из алюминия должен быть толще чем медный.

Смотрите также: Каталог компаний, что специализируются на электроснабжении частных домов.

Чем отличается кабель от провода

Прежде чем перейти к основному содержимому, нам необходимо понять, что же мы все-таки хотим рассчитать, сечение провода или кабеля, в чем различия одного от другого!? Несмотря на то, что обыватель применяет эти два слова как синонимы, подразумевая под этим что-то свое, но если быть дотошными, то разница все же имеется.

Так провод это одна токопроводящая жила, будь то моножила или набор проводников, изолированная в диэлектрик, в оболочку. А вот кабель, это уже несколько таких проводов, объединенных в единое целое, в своей защитной и изоляционной оболочке. Для того, чтобы вам было лучше понятно, что к чему, взгляните на картинку.

Так вот, теперь мы в курсе, что рассчитывать нам необходимо именно сечение провода, то есть одного токопроводящего элемента, а второй будет уже уходить от нагрузки, обратно к питанию.

Однако мы порой и сами забываемся не лучше Вашего, так что если вы нас подловите на том, что где-то все же встретится слово кабель, то не сочтите уж за невежество, стереотипы делают свое дело.

Выбор сечения проводника по мощности и длине

От длины проводника зависит напряжение, которое поступает в конечную точку. Может сложиться ситуация, когда в точке потребления напряжение окажется недостаточным для работы электроприборов.

В бытовых электро-коммуникациях этими потерями пренебрегают и берут кабель на десять-пятнадцать сантиметров длиннее необходимого. Этот излишек расходуется на выполнение коммутации. При подсоединении к распределительному щиту, запас увеличивают, учитывая необходимость подключения защитных автоматов.

Кабель, проложенный закрытым способом Источник kadetbrand.ru

Прокладывая линии большой протяжённости следует брать во внимание неизбежное падение напряжения. У любого есть собственное сопротивление, на которое влияют три основных фактора:

Длина, измеряемая в метрах. При увеличении этого показателя увеличиваются потери.
Поперечное сечение, измеряемое в квадратных миллиметрах. Если этот параметр увеличивается, то снижается падение напряжения.
Сопротивление материала проводника, значение которого берётся из справочных данных. Они показывают эталонное сопротивление провода сечением один миллиметр и длиной один метр.

Произведение сопротивления и силы тока численно отражает падение напряжения. Эта величина не должна превышать пяти процентов. Если она превышает данный показатель, то необходимо брать проводник с большим сечением.

Расчет падения напряжения

Любой проводник, кроме сверхпроводников, имеет сопротивление. Поэтому при достаточной длине кабеля или провода происходит падение напряжения.

Нормы ПЭУ требуют, чтобы сечение жилы кабеля было таким при котором падение напряжения составляло не более 5%.

Таблица 9. Удельное сопротивление распространенных металлических проводников (+)

В первую очередь это касается низковольтных кабелей малого сечения.

Расчет падения напряжения выглядит следующим образом:

R = 2*(ρ * L) / S,

Uпад = I * R,

U% = (Uпад / Uлин) * 100,

Где:

2 – коэффициент, обусловленный тем, что ток течет обязательно по двум жилам;
R – сопротивление проводника, Ом;
ρ — удельное сопротивление проводника, Ом*мм2/м;
S – сечение проводника, мм2;
Uпад – напряжение падения, В;
U% — падение напряжения по отношению к Uлин,%.

Используя формулы, можно самостоятельно выполнить вне необходимые вычисления.

Сечение и способ укладки

Ещё один фактор который влияет на выбор сечения проводника – способ прокладки линий. Их существует два:

открытый;
закрытый.

При первом способе проводка укладывается в специальный короб или гофрированную трубу и находится на поверхности стены. Второй вариант предполагает замуровывание кабеля внутрь отделки или основного тела стен.

Здесь основное значение играет теплопроводность окружающей среды. В грунте тепло от кабеля отводится лучше, чем на воздухе. Поэтому при закрытом способе берутся провода с меньшим сечением чем при открытом. В таблице ниже указано как влияет способ укладки на сечение проводника.

Способ укладки и сечение проводника Источник m-strana.ru

Специфика проводки в помещении

Вообще, существует 2 способа проводки – открытый и закрытый. Обычно в жилых помещения применяют скрытый способ проведения электричества.

В этом случае в стенах, или на потолке прокладывают каналы для проводников, а после монтажа – заделывают. Целесообразно заранее спланировать, так как, если возникнет необходимость замены, придется нарушить проведенный ремонт.

В открытом типе кабель проводят снаружи, причем, для этого лучше всего подойдут гибкие материалы с формой круга. Они просты при монтаже и свободно проходят в гофре.

При расчете необходимой нагрузки необходимо также учитывать, каким способом будет проводиться монтаж.

Сводная таблица

Существуют таблицы, которые позволяют определить необходимо сечение используя сразу несколько параметров – ток, мощность, материал проводника и так далее. Они более удобны в использовании и одна из них размещена ниже. В ней указано сечение провода по току и мощности, а также учитывается способ укладки.

Сечение провода по току и мощности – таблица для медных и алюминиевых проводников Источник tvz2.

Выбор сварочных кабелей подходящего размера

Мне нужно заказать сварочный кабель для нашего магазина, но я не уверен, что мне нужен нужный размер. Я видел несколько справочных диаграмм, но хотел бы объяснить, как их использовать.

Сварочный кабель — это проводник сварочного тока. Он состоит из ряда тонких медных нитей, обернутых в непроводящую прочную оболочку (обычно из синтетического или натурального каучука разных цветов). Тонкие медные жилы придают сварочному кабелю большую гибкость, чем другие типы электрических проводников, а изоляционная оболочка предназначена для того, чтобы выдерживать повторяющиеся движения по шероховатым поверхностям. По мере увеличения уровня тока (измеряемого в силе тока или амперах) необходимо увеличивать диаметр сварочного кабеля и результирующую площадь поперечного сечения медной жилы. Концепция похожа на поток воды через шланг. Шланг большего диаметра необходим для того, чтобы нести больший объем воды.

Вы используете меньший шланг для полива своего сада, в то время как пожарная часть использует гораздо больший шланг для тушения пожаров.

«Точность» сварочного кабеля, также известная как допустимая токовая нагрузка или номинальная сила тока, относится к максимальной величине электрического тока, которую кабель может безопасно проводить. Помимо площади поперечного сечения, другими факторами, влияющими на допустимую нагрузку сварочного кабеля, являются его длина, номинальное сопротивление (т. е. номинальное сопротивление), температурные характеристики изоляционного материала и температура окружающей среды. Более короткие кабели могут нести больший ток, чем более длинные кабели того же диаметра. Сварочный кабель часто рассчитан на температуру проводника 75°C (167°F), 90°C (194⁰F) или 105°C (221°F). В то время как медный провод сам по себе может выдерживать высокие температуры, создаваемые более высокими токами, прежде чем получить повреждение, защищающая их изоляция расплавится. Сварочные кабели также часто рассчитаны на температуру окружающей среды 30°C (86°F).

Более высокие температуры окружающей среды могут снизить их способность рассеивать тепло в окружающую среду и, таким образом, уменьшить их мощность. Кроме того, несколько кабелей, плотно уложенных вместе, также могут иметь пониженную способность рассеивать тепло. Несколько кабелей должны быть немного разведены в стороны.

Обратите внимание, что, хотя медь является отличным проводником электричества, она все же обладает определенным сопротивлением потоку электронов через нее. Следовательно, в кабеле будет происходить некоторый резистивный нагрев. Сварочный кабель правильного размера может быть теплым на ощупь после продолжительной сварки. Однако, если диаметр кабеля слишком мал для уровня тока, протекающего по нему, кабель будет перегреваться. Это может привести к потенциальной опасности возгорания, а также к повреждению самого кабеля (и, в конечном счете, к обрыву и выходу кабеля из строя). Пробой изоляционной оболочки также может привести к поражению электрическим током. И наоборот, кабель, размер которого превышает допустимый для данного уровня силы тока, проводит ток не более эффективно, чем кабель надлежащего размера.

Однако кабель большего диаметра обычно стоит больше за фут или метр, чем кабель меньшего диаметра, из-за увеличенного количества медных жил. Таким образом, кабели большого сечения могут оказаться нерентабельными.

Электрический кабель обычно классифицируется по размеру AWG (American Wire Gauge), где кабель меньшего диаметра имеет больший номер. Рисунок 1. перечислены размеры AWG. Размер манометра (или манометра), превышающий единицу, равен нулю, также выражается как 1/0 (произносится как «один ауток»), два нуля, выражается как 2/0 (произносится как «два аута»), 3/0 и 4/0. Размеры кабеля от № 4 до № 4/0 обычно используются для сварочного кабеля.

Рис. 1: Примеры калибров проволоки

В метрической системе размер сварочного кабеля обычно выражается в квадратных миллиметрах (мм2), представляющих собой площадь поперечного сечения кабеля. На рис. 2 показано сравнение сварочных кабелей размеров AWG и метрических размеров.

Рис. 2. Сравнение размеров кабелей по стандарту AWG и метрических единиц

Рис. 3: Пример сварочного контура

Теперь при выборе надлежащего размера кабеля для сварочного оборудования лучше всего выбрать кабель, способный выдержать максимальную мощность сварочного аппарата. Для этого нужно определить три фактора. К ним относятся:

• Общая длина сварочного контура
• Номинальная мощность источника сварочного тока
• Рабочий цикл источника сварочного тока

Сварочный контур — это полный путь, по которому проходит электричество. Он включает в себя источник питания, электродный кабель, электрододержатель (или горелку TIG, или устройство подачи проволоки и пистолет), электрическую дугу, рабочий кабель и рабочий зажим. На рис. 3 показана схема сварки. Для определения правильного размера сварочного кабеля необходимо сложить полные длины кабеля электрода и рабочего кабеля. Кабель электрода подключается либо к электрододержателю, либо к горелке TIG, либо к механизму подачи проволоки. Рабочий трос крепится к рабочему зажиму. Обратите внимание, что последние два элемента часто ошибочно называют «заземляющим кабелем» и «заземляющим зажимом». Однако это неправильная терминология, поскольку «заземляющий» провод применяется только к первичной стороне сварочной цепи (т. е. к входному кабелю питания).

Рис. 4: Однофазные и трехфазные источники питания

Обратите внимание, что полярность сварки не влияет на размер необходимого кабеля. Не имеет значения, в каком направлении протекает ток через сварочную цепь, будь то постоянный положительный ток (DC+), постоянный отрицательный ток (DC-) или переменный ток (AC). Полярность и направление тока влияют только на характеристики сварки и выбор электрода.

Номинальная выходная мощность источника питания — это просто максимальный уровень тока или силы тока, при котором машина предназначена для использования (обратите внимание, что некоторые источники питания могут производить более высокие токи, чем их номинальная мощность, в течение коротких периодов времени). Этот номинальный выходной уровень обычно указывается в названии машины. Примеры включают «Idealarc® 250» (номинальная мощность 250 А), Power Wave® S350 (номинальная мощность 350 А), Flextec™ 650 (номинальная мощность 650 А) и т. д.

Рабочий цикл — номинальная мощность источника сварочного тока, выраженная в процентах (%). Это процент десятиминутного периода, в течение которого источник питания может работать при заданном уровне выходного тока, прежде чем превысит свой тепловой предел (т. е. обмотки станут слишком горячими) и отключится, если он имеет защиту от тепловой перегрузки. Как правило, по мере снижения уровня выходного сигнала рабочий цикл увеличивается (до 100 % или непрерывного выходного сигнала). И наоборот, по мере увеличения выходных уровней (до достижения максимальной выходной мощности) рабочий цикл уменьшается. Номинальные значения рабочего цикла указаны на паспортной табличке источника питания и/или в руководстве по эксплуатации. Рейтинг рабочего цикла источника сварочного тока обычно зависит от сварочных процессов, в которых он будет использоваться, его предполагаемого использования и от того, работает ли он от однофазного или трехфазного питания. На рис. 4 перечислены некоторые типичные различия между однофазными и трехфазными источниками питания, включая их типичные рабочие циклы.

Рис. 5: Выбор сварочного кабеля подходящего размера

На рис. 5 приведен пример таблицы для выбора подходящего размера сварочного кабеля. Другие таблицы можно получить у производителей кабелей и в справочниках по сварке. В качестве примера предположим, что у вас есть источник питания на 400 ампер с рабочим циклом 60%, и вам требуется общая общая длина электрода и рабочих кабелей 100 футов. Судя по таблице, правильный размер кабеля для выбора будет кабелем #2/0. Размеры кабелей увеличиваются для большей длины в первую очередь с целью сведения к минимуму падения кабеля. Для более высоких уровней тока часто рекомендуются два или более кабеля, которые должны быть подключены параллельно или вместе, чтобы разделить текущую нагрузку.

Рис. 6: Примеры изношенного и поврежденного сварочного кабеля

Следует также отметить, что в дополнение к правильному выбору размера кабеля очень важно поддерживать сварочный кабель и кабельные соединения в хорошем состоянии. Любые трещины, порезы, места износа и т. д. в сварочном кабеле могут снизить его токонесущую способность и привести к возникновению точек перегрева. Кроме того, изношенные или изношенные кабельные соединения с рабочим зажимом, наконечниками или разъемами с поворотным замком также могут снижать способность проводить ток и создавать точки перегрева (см. примеры на рис. 6). Все изношенные, изношенные и поврежденные секции должны быть немедленно отремонтированы для правильной работы и минимизации любых потенциальных угроз безопасности.

Электрический кабель Sanheng — определение размера нейтрального проводника в электроустановке

В сбалансированных трехфазных системах ток в нейтральном проводнике теоретически равен нулю. Однако в практической электроустановке это не так. На самом деле в нейтрали всегда есть некоторый ток, хотя и небольшой, если нагрузки в трех фазах достаточно сбалансированы. Однако в установке с высокими гармониками через нейтраль будет протекать растущий ток, поэтому необходимо правильно определить минимальную площадь поперечного сечения нейтрали, которая будет безопасной для установки.

Выбор сечения кабеля по мощности и длине: 3 способа — Интернет-магазин 7745.ru