×
Сделать запрос

Тип заявки:


Раздел:


Подраздел:




 

Рекомендуем
  • Кабели ВВГ купить в Киеве.


 

 





Каталог статей

Расчет и выбор сечения кабеля (провода)


Расчет и выбор сечения кабеля (провода)

Проектирование любых электросетей как бытового, так и промышленного назначения начинается с выбора сечения кабеля. Расчеты по формулам обычно более точны, и необходимы в тех случаях, когда в таблицах отсутствуют нужные данные.

Для чего выполняется расчет сечения провода? К сожалению, какой бы элементарной не казалась тема выбора сечения проводника, среди обывателей находится немало людей, настойчиво игнорирующих соблюдение соответствия сечения провода и нагрузки. В результате – сгоревшие дачи и коттеджи, человеческие жертвы, материальные и прочие убытки. Цена вопроса, как видим, высока, однако его решение совсем несложное.

Прежде всего, необходимо понять, что любой проводник электрического тока имеет свойство нагреваться под нагрузкой. И если эта нагрузка окажется для него слишком высокой, то металл, из которого изготовлен провод, может разогреться до температуры его плавления. Чем выше сопротивление проводника, тем сильнее он нагревается. Таким образом, если мы хотим подключить, к примеру, мощный электронагреватель, то сечение провода должно быть достаточным, чтобы при работе прибора металлический проводник не испытывал перегрева.

При оплавлении проводника возникает нарушение изоляции и как следствие короткое замыкание – замыкание цепи короче потребителя. Температура плавления металла довольно высокая, и если электрическая цепь не защищена, то короткое замыкание может легко стать причиной пожара.

Кроме того, с возрастанием температуры проводника растет и его сопротивление, приводящее к еще большему его нагреванию и так далее. Провод, который эксплуатируется на грани своих температурных возможностей, портится намного быстрее, чем при оптимальной нагрузке.

О материалах и электропроводимости. Практически все металлы имеют различное сопротивление – параметр очень важный для электрического провода. Наиболее низким сопротивлением обладают благородные металлы, например, золото. Однако золотые провода, конечно же, никто не будет выпускать для бытовых нужд. Высокая проводимость золота широко используется в электронике, где его расход исчисляется миллиграммами.

В бытовых и промышленных электросетях наиболее распространены медные и алюминиевые проводники. При этом медь на 38% лучше проводит ток, чем алюминий. Медный провод качественнее алюминиевого по всем параметрам, однако стоит дороже. Служит он дольше, греется меньше, а, кроме того, сама медь имеет более высокий предел текучести в сравнении с алюминием. В связи с этим алюминиевые провода в местах винтовых зажимов нуждаются в периодической проверке и подтяжке. Алюминиевая жила просто выскальзывает из контакта, что может привести не только к отключению электричества, но и к замыканию в распределительной коробке или ином месте, где произошел выход контакта.

Важно знать, что в варианте непосредственного соединения медь – алюминий образуется, т.н. гальваническая пара, в результате чего алюминий подвергается электрокоррозии, и, как следствие, разрушается.

Расчет сечения проводника по формулам

Сопротивление провода (Ом) вычисляется по формуле: R=рl/S, где р – удельное сопротивление проводника, l – длина проводника, S – площадь поперечного сечения проводника, выраженная в мм².

Если известен диаметр провода, то формула имеет иной вид: R=1,27ρl/d², где ρ – удельное сопротивление проводника, l – длина, d – диаметр проводника.

Удельное сопротивление проводников, как правило, берется из справочников. Длина провода для данных выражений определяется по формуле l=RS/ρ, где R – полное сопротивление провода, S – площадь поперечного сечения, ρ – удельное сопротивление.

Площадь поперечного сечения провода рассчитывается по формуле S=0,785d², где d – диаметр провода.

Когда говорится о сечении кабеля, то имеется в виду площадь поперечного сечения токоведущей жилы, которых в кабеле может быть несколько. В свою очередь токоведущие жилы могут состоять как из одной, так и из множества проволочек. В последнем случае сечением называется сумма площадей поперечных сечений всех проволочек.

Сопротивление проводника при произвольной температуре может быть найдено по следующей фрмуле: R2=R1 [1+α(t2-t1)], где α – температурный коэффициент сопротивления, R1 – сопротивление при заданной температуре (во всех справочниках обычно принимается 18°С).

Допустимая сила тока при заданной норме плотности тока, выраженной в Амперах на 1 мм², находится по формуле I=0,785∆d², где I – ток, ∆ – норма нагрузки или плотности тока, d – диаметр провода.

Необходимый диаметр провода по заданной силе тока определяется по такой формуле: d=√1,127I/∆, где d – диаметр провода, I – ток, ∆ - норма нагрузки.

Если норма нагрузки равна 2А на 1мм², то формула принимает следующий вид: d=0,8√I, где d – диаметр провода, I – ток.

Ток плавления для тонких проволочек диаметром до 0,2 мм, подсчитывается по формуле: I=(d-0,005)/k, где I – ток плавления, d – диаметр провода, k – постоянный коэффициент материла. Например, для меди он составляет 0,034 (берется из справочников). Отсюда диаметр провода может быть найден по следующий формуле: d=kI+0,005, где I – ток плавления, k – постоянный коэффициент.

Применяя данные формулы можно безошибочно и очень точно рассчитать и выбрать необходимый провод. Однако при этом важно правильно рассчитать предполагаемую нагрузку, а лучше брать ее с запасом на подключение дополнительных электропотребителей* (см. в окончании).Таблица расчета сечения кабеля по мощности и току

Выбор сечения кабеля по таблице

В большинстве бытовых ситуаций расчет сечения проводника по формулам (точный расчет) может и не понадобится – достаточно воспользоваться специальными расчетными таблицами. Однако и такие таблицы требуют понимания, что есть ток, мощность и собственно площадь сечения проводника.

Когда говориться о сечении кабеля, то подразумевается площадь поперечного сечения одной из его токоведущих жил, которых может быть несколько (чаще всего 2 или 4). Чтобы узнать эту площадь, необходимо знать диметр окружности данного сечения (диаметр жилы). Площадь круга вычисляется по формуле S = πR², где R – радиус окружности, т.е. половина диаметра. Пользуются также формулой, где фигурирует не радиус, а диаметр: S = 0,78d², где d – диаметр провода.

 

 

На практике при малых значениях силы тока медные провода выбирают с диаметром жилы минимум 1 мм², а для алюминия – 2 мм². При больших токах сечение жилы рассчитывают по формулам или по таблице.

В приведенных таблицах для меди и алюминия (материал проводника) сечение кабеля рассчитывается по мощности или по току – взаимосвязанным между собой параметрам. Работать с такими таблицами несложно, но при расчетах следует округлять исходники тока или мощности в большую сторону.

Например, если мы хотим рассчитать сечение медной токопроводящей жилы для провода, которым собираемся подключить проточный водонагреватель мощностью 4 кВт, то следует смотреть его значение для 5 кВт. В данном случае это будет 1,5 мм². Данное значение является номинальным, однако в ряде случаев лучше брать кабель с запасом. Для этого принимаем следующее значение из данной таблицы – 2,5 мм². Многие электрики для выбора сечения кабеля часто принимают соответствие каждого 1 мм² сечения 10А. Следует заметить, что данный метод дает ориентировочные данные и подходит только для кабелей сечением менее 6 мм². В нашем примере он показывает более-менее правильный расчет, поскольку при мощности 5 кВт соответствует ток 23А, а это значит, что сечение кабеля будет 2,3 мм², что в принципе не намного меньше, чем найденные с помощью таблицы 2,5 мм² тем более что мы брали со значительным запасом.

При выборе сечения провода имеет также значение и его тип. В частности данная таблица справедлива для медных и алюминиевых проводов и кабелей в пластмассовой или резиновой изоляции, которые традиционно используются в бытовых электросетях. Для других кабелей имеются свои расчетные таблицы.

Как видно из данных приведенной выше таблицы, на сечении кабеля отражается и способ его прокладки, в частности, открытый или закрытый. Здесь дело в том, что кабели, проложенные в трубах, сильнее нагреваются, а, следовательно, их сечение должно быть большим, чем при открытом способе прокладки.

Ниже преведена таблица допустимого длительного тока для проводов с медными жилами и резиновой изоляцией в металлических защитных оболочках, а также кабелей с медными жилами и резиновой изоляцией в свинцовых, поливинилхлоридной, найритовой или резиновой оболочке, бронированных и небронированных.

Сечение токопроводящей жилы, мм2 Ток*, А, для проводов и кабелей
одножильных двужильных трехжильных
при прокладке
в воздухе в воздухе в земле в воздухе в земле
1,5 23 19 33 19 27
2,5 30 27 44 25 38
4 41 38 55 35 49
6 50 50 70 42 60
10 80 70 105 55 90
16 100 90 135 75 115
25 140 115 175 95 150
25 170 140 210 120 180
50 215 175 265 145 225
70 270 215 320 180 275
95 325 260 385 220 330
120 385 300 445 260 385
150 440 350 505 305 435
185 510 405 570 350 500
240 605 - - - -

* Токи относятся к проводам и кабелям как с нулевой жилой, так и без нее.

Допустимый длительный ток для кабелей с алюминиевыми жилами с резиновой или пластмассовой изоляцией в свинцовой, поливинилхлоридной и резиновой оболочках, бронированных и небронированных.

Сечение токопроводящей жилы, мм2 Ток*, А, для проводов и кабелей
одножильных двужильных трехжильных
при прокладке
в воздухе в воздухе в земле в воздухе в земле
2,5 23 21 34 19 29
4 31 29 42 27 38
6 38 38 55 32 46
10 60 55 80 42 70
16 75 70 105 60 90
25 105 90 135 75 115
35 130 105 160 90 140
50 165 135 205 110 175
70 210 165 245 140 210
95 250 200 295 170 255
120 295 230 340 200 295
150 340 270 390 235 335
185 390 310 440 270 385
240 465 - - - -

Примечание: Допустимые длительные токи для четырехжильных кабелей с пластмассовой изоляцией на напряжение до 1 кВ могут выбираться по таблице, как для трехжильных кабелей, но с коэффициентом 0,92.

Медные жилы Ток автомата, А Сечение кабеля мм2 Ток автомата, А Алюминиевые жилы
Мощность, кВт Ток, А Мощность, кВт Ток, А
220 В 380 В 220 В 380 В
3,3 6,4 15 10 1,5        
4,6 9 21 20 2,5 16 3,5 6,8 16
5,9 11,5 27 25 4 20 4,6 9 21
7,4 14,5 34 32 6 25 5,7 11,1 26
11 21,4 50 50 10 32 8,3 16,3 38
15,4 30 70 63 16 50 12,1 23,5 55
18,7 36,4 85 80 25 63 14,3 27,8 65
22 42,9 100 100 35 63 16,5 32,1 75


Число жил,
сечение мм.
Кабеля (провода)
Наружный диаметр мм. Диаметр трубы мм. Допустимый длительный
ток (А) для проводов и кабелей при прокладке:
Допустимый длительный ток
 для медных шин прямоугольного
 сечения (А) ПУЭ
ВВГнг КВВГ КВВГЭ NYM ПВ1 ПВ3 ПВХ (ПНД) Мет.тр. Ду в воздухе в земле Сечение, шины мм Кол-во шин на фазу
1х0,75             2,7 16 20 15 15 1 2 3
1х1             2,8 16 20 17 17 15х3 210    
1х1,5 5,4 5,4       3 3,2 16 20 23 33 20х3 275    
1х2,5 5,4 5,7       3,5 3,6 16 20 30 44 25х3 340    
1х4 6 6       4 4 16 20 41 55 30х4 475    
1х6 6,5 6,5       5 5,5 16 20 50 70 40х4 625    
1х10 7,8 7,8       5,5 6,2 20 20 80 105 40х5 700    
1х16 9,9 9,9       7 8,2 20 20 100 135 50х5 860    
1х25 11,5 11,5       9 10,5 32 32 140 175 50х6 955    
1х35 12,6 12,6       10 11 32 32 170 210 60х6 1125 1740 2240
1х50 14,4 14,4       12,5 13,2 32 32 215 265 80х6 1480 2110 2720
1х70 16,4 16,4       14 14,8 40 40 270 320 100х6 1810 2470 3170
1х95 18,8 18,7       16 17 40 40 325 385 60х8 1320 2160 2790
1х120 20,4 20,4           50 50 385 445 80х8 1690 2620 3370
1х150 21,1 21,1           50 50 440 505 100х8 2080 3060 3930
1х185 24,7 24,7           50 50 510 570 120х8 2400 3400 4340
1х240 27,4 27,4           63 65 605   60х10 1475 2560 3300
3х1,5 9,6 9,2     9     20 20 19 27 80х10 1900 3100 3990
3х2,5 10,5 10,2     10,2     20 20 25 38 100х10 2310 3610 4650
3х4 11,2 11,2     11,9     25 25 35 49 120х10 2650 4100 5200
3х6 11,8 11,8     13     25 25 42 60 Допустимый длительный ток для
медных шин прямоугольного сечения
(А) Schneider Electric IP30
3х10 14,6 14,6           25 25 55 90
3х16 16,5 16,5           32 32 75 115
3х25 20,5 20,5           32 32 95 150
3х35 22,4 22,4           40 40 120 180 Сечение, шины мм Кол-во шин на фазу
4х1     8 9,5       16 20 14 14 1 2 3
4х1,5 9,8 9,8 9,2 10,1       20 20 19 27 50х5 650 1150  
4х2,5 11,5 11,5 11,1 11,1       20 20 25 38 63х5 750 1350 1750
4х50 30 31,3           63 65 145 225 80х5 1000 1650 2150
4х70 31,6 36,4           80 80 180 275 100х5 1200 1900 2550
4х95 35,2 41,5           80 80 220 330 125х5 1350 2150 3200
4х120 38,8 45,6           100 100 260 385 Допустимый длительный ток для
медных шин прямоугольного сечения (А) Schneider Electric IP31
4х150 42,2 51,1           100 100 305 435
4х185 46,4 54,7           100 100 350 500
5х1     9,5 10,3       16 20 14 14
5х1,5 10 10 10 10,9 10,3     20 20 19 27 Сечение, шины мм Кол-во шин на фазу
5х2,5 11 11 11,1 11,5 12     20 20 25 38 1 2 3
5х4 12,8 12,8     14,9     25 25 35 49 50х5 600 1000  
5х6 14,2 14,2     16,3     32 32 42 60 63х5 700 1150 1600
5х10 17,5 17,5     19,6     40 40 55 90 80х5 900 1450 1900
5х16 22 22     24,4     50 50 75 115 100х5 1050 1600 2200
5х25 26,8 26,8     29,4     63 65 95 150 125х5 1200 1950 2800
5х35 28,5 29,8           63 65 120 180        
5х50 32,6 35           80 80 145 225        
5х95 42,8             100 100 220 330        
5х120 47,7             100 100 260 385        
5х150 55,8             100 100 305 435        
5х185 61,9             100 100 350 500        
7х1     10 11       16 20 14 14        
7х1,5     11,3 11,8       20 20 19 27        
7х2,5     11,9 12,4       20 20 25 38        
10х1     12,9 13,6       25 25 14 14        
10х1,5     14,1 14,5       32 32 19 27        
10х2,5     15,6 17,1       32 32 25 38        
14х1     14,1 14,6       32 32 14 14        
14х1,5     15,2 15,7       32 32 19 27        
14х2,5     16,9 18,7       40 40 25 38        
19х1     15,2 16,9       40 40 14 14        
19х1,5     16,9 18,5       40 40 19 27        
19х2,5     19,2 20,5       50 50 25 38        
27х1     18 19,9       50 50 14 14        
27х1,5     19,3 21,5       50 50 19 27        
27х2,5     21,7 24,3       50 50 25 38        
37х1     19,7 21,9       50 50 14 14        
37х1,5     21,5 24,1       50 50 19 27        
37х2,5     24,7 28,5       63 65 25 38        

*В заключении, хочется напомнить, что более толстый провод всегда надежнее тонкого, поэтому, при расчете его сечения необходимо склоняться в большую сторону, а при расчете по формулам увеличивать полученное сечение на 20%, а то и на все 50%, если есть такая возможность.

25.07.2011
Автор текста: М. Тамилин
Добавил: Михаил Тамилин



Понравилась статья? Поделись с друзьями:


Данный текст статьи защищен авторскими правами! Любое копирование возможно, только после письменного согласия администрации.






Комментарии:

30.04.2012 в 20:22
информация была полезной
30.04.2012 в 20:31
можно скачать?


Другие статьи по этой теме:

Системы обогрева трубопроводов
Системы обогрева трубопроводов

Актуальным вопросом на сегодняшний день является обогрев трубопроводов, особенно в зимний период. И это относится не только к системам водоснабжения, но и к трубопроводным системам, которые обеспечивают транспортировку жидких веществ, например нефтепродуктов, на дальние дистанции.

Ветрогенератор для автономного дома (часть первая)
Ветрогенератор для автономного дома (часть первая)

В этой статье: использование энергии ветра в древности; история ветроэнергетики в Европе; создание ветрогенераторов в США; разработка ветровых электростанций в России; устройство и принцип работы ветряка; описание горизонтальных ветрогенераторов; виды вертикальных ветрогенераторов; положительные и отрицательные характеристики ветроэнергетики.

Потоки воздуха движутся вокруг Земли постоянно – атмосферные газы с ускорением «переливаются» из зон высокого давления в зоны с низким давлением. Энергию ветра не ограничивают берега, как у водоемов, ей не препятствует вращение планеты, как это происходит с солнечным светом. Правда, ветра изменчивы по направлению и непостоянны по скорости, но их сила бесплатна, возобновляема и абсолютно безопасна с точки зрения экологии, а значит ее игнорирование нерационально.
 

Заземление в частном доме
Заземление в частном доме

Так называемая «земля» необходима для минимизации влияния помех на бытовую и компьютерную технику, а также для обеспечения их нормальной работы и уменьшения электромагнитного излучения. Но самое главное – правильно выполненное заземление может спасти жизнь домочадцев, защищая их от поражения электрическим током.

Автономное электроснабжение загородного дома
Автономное электроснабжение загородного дома

В этой статье: причины нехватки электроэнергии за городом; почему сгорает бытовая техника, подключенная к центральной сети; электрогенераторы на не возобновляемых источниках; генераторы электроэнергии на возобновляемых источниках; аккумуляционная система ИБП.
Бесперебойное снабжение электроэнергией – какими средствами и способами можно решить эту задачу за городом? Строительный портал «Дома строим» открывает этим материалом серию статей, в которых будет исследована проблема загородного энергоснабжения и технические способы ее решения.