Изчисляване на напречното сечение на кабела според мощността и тока: как правилно да се изчисли окабеляването

Видове проводници за електрически инсталации

Основно проводниците се делят на медни и алуминиеви. Напоследък медните кабели стават все по-популярни, тъй като имат сравнително ниско съпротивление. При едно и също сечение меден кабел може да пренася по-голям ток и да генерира по-голяма мощност.

Електрическият кабел с медни проводници има по-дълъг експлоатационен живот. Но алуминиевите продукти са много по-евтини, така че много често хората ги предпочитат.

Можете също така да разделите кабела на:

• едноядрен. Груби и нееластични, те се полагат предимно по скрит начин. Не е необходимо да ги сменяте постоянно, те са доста качествени и дълготрайни. Те не могат да се огъват;
• многоядрени. Те са меки и позволяват постоянно огъване. Достатъчно гъвкави, те са подходящи за използване в домакински уреди, за удължители, кабели за пренасяне. Многожилните кабели се използват за окабеляване на открити проводници. Поради тази причина те се нуждаят от двойна защита.

По-долу е описано какво е най-подходящо за електрическа инсталация в частен дом.

Избор и оразмеряване на кабели до 1kV (за апартаменти и къщи)

Електрическите мрежи с напрежение до 1 kV са най-многобройни - те приличат на паяжина, която обгръща цялата електрическа система и има толкова много ключове, вериги и устройства, че главата на необучен човек може да се завърти в кръг. С изключение на мрежите 0,4 kV на промишлените предприятия (фабрики, топлоелектрически централи), към тези мрежи спадат и електрическите инсталации в апартаменти, вили. Ето защо хората, които са далеч от електричеството - обикновени собственици на недвижими имоти - също си задават въпроса за избора и изчисляването на сечението на кабела.

Кабелът се използва за пренос на електроенергия от източника до потребителя. При апартаментите се има предвид участъкът от електрическото табло, където е монтиран прекъсвачът за апартамента, до контактите, към които са свързани уредите (телевизори, перални машини, чайници). Всичко, което излиза от автоматичния прекъсвач встрани от апартамента, е отговорност на фирмата за поддръжка и ние нямаме право да влизаме там. С други думи, трябва да помислим за прокарването на кабелите от автоматичния прекъсвач до контактите в стената и до превключвателите на тавана.

В общия случай за осветление се вземат 1,5 квадратни метра, за контакти 2,5, а изчислението е необходимо, ако искате да свържете нещо нестандартно с голям капацитет - пералня, бойлер, нагревател, готварска печка.

Отворено и затворено окабеляване

В зависимост от местоположението на окабеляването се разделя на 2 вида:

• скрити;
• изложени.

Днес в апартаментите се използват скрити кабели. В стените и таваните се създават специални улеи за разполагане на кабелите. След монтажа на проводниците вдлъбнатините се измазват. Медта се използва като проводник. Всичко е планирано предварително, тъй като с течение на времето ще се наложи да се премахне покритието, за да се разшири окабеляването или да се подменят елементите. Плоските проводници и кабели се използват по-често за скрити инсталации.

При открити инсталации проводниците се монтират по повърхността на помещението. Предпочитат се гъвкави проводници с кръгла форма. Те могат лесно да се монтират в кабелни канали и да преминават през гофриране. Когато се изчислява натоварването на кабелите, се взема предвид начинът на полагане на кабелите.

Изчисляване на напречното сечение на кабела въз основа на номиналната стойност

След като сте изчислили мощността за една стая или група потребители, трябва да изчислите интензитета на тока в битовата верига 220 V. За това има формула:

I = (P1 + P2 + ... + Pn) / U220, където: I е необходимият ток; P1 ... Pn е мощността на всеки потребител в списъка - от първия до n-тия; U220 е напрежението в мрежата, в нашия случай то е 220 V.

Формулата за трифазна мрежа с напрежение 380 V е следната:

I = (P1 + P2 + .... + Pn) / √3 / U380 където: U380 е напрежението в трифазна мрежа, равно на 380 V.

Полученият при изчисленията ток се измерва в ампери и се обозначава с А.

Таблиците са съставени в зависимост от капацитета на тока на метала в проводника. За медта тази стойност е 10 A на 1 mm, а за алуминия - 8 A на 1 mm.

Определете площта на напречното сечение в зависимост от капацитета на проводника, като използвате следната формула:

S = I / Z, където: Z е капацитетът на кабела за пренос на ток.

Таблица, показваща съотношението между стойността на тока и минималната площ на напречното сечение на кабела

Таблица на мощността, тока и напречното сечение на медните проводници

Според ЕПК е допустимо да се изчислява площта на напречното сечение на проводника в зависимост от мощността на потребителите. За кабели с медни жила в таблицата са дадени изчисления за 380 V и 220 V.

Съгласно този документ се препоръчва в жилищни сгради да се инсталират кабели с медни проводници. В някои инсталации за захранване на определени видове комунални услуги могат да се използват алуминиеви кабели с минимално сечение от поне 2,5 mm².

Таблица на мощността, тока и площта на напречното сечение на алуминиеви проводници

Според таблицата, за да се определи площта на напречното сечение на проводниците с алуминиева сърцевина, трябва да се вземат предвид следните корекционни коефициенти: според местоположението (в земята, скрито, открито), според температурата, според влажността и т.н. В в следващата таблица изчисленията важи за кабели с гумена или пластмасова изолация от марките APPV, VVG, AVVG, VPP, PPV, PVS, VVP и др. Кабелите със или без хартиено екраниране трябва да се изчисляват съгласно съответните таблици за типа.

Сечение на входящия кабел в плоскостта

Общото потребление на енергия в един апартамент винаги е ограничено до разпределената мощност, която се контролира от инсталирането на мрежов прекъсвач. Прекъсвачът на акумулатора е проектиран за определен ток и при претоварване ще прекъсне електрозахранването.

Казано по-просто, ако вашият доставчик на електроенергия ви разрешава да използвате електроенергия с максимална консумация на енергия, например 5,5 kW, това е вашият пиков товар, можете да включите едновременно уреди с обща консумация на енергия не повече от тази стойност. За да се гарантира, че тези стойности няма да бъдат надвишени, на захранването е монтиран прекъсвач 25 А, който ще прекъсне електрическата верига, ако се получи по-голям ток.

В жилищен блок прекъсвачът е монтиран в общия коридор на стълбището, откъдето захранващият кабел вече е прокаран до вашия апартамент - това е захранващият кабел.

Захранващият кабел пренася целия електрически товар на вашия апартамент, затова има най-голямо сечение. Трябва да изберете захранващия кабел възможно най-сериозно и да се уверите, че разполагате с достатъчно резервен капацитет.

Най-често, според SP31-110-2003, мощността на съвременните апартаменти с електрически печки е 10 kW, а дори и да имате по-стара сграда, рано или късно електрическата система ще бъде модернизирана, така че когато полагате входящ кабел в апартамента, е добре да сте подготвени за това и да изградите подходящо сечение.

В апартаментите се използват следните напречни сечения на водещи кабели:

За еднофазна мрежа: Меден кабел (напр. VVGng-lS) 3 x 10 mm². , автоматичен прекъсвач 50A

За трифазна система: Меден кабел (напр. VVGng-lS) 5 x 4 mm². , прекъсвач 25A

Номиналната мощност на тези кабели надхвърля 10 kW, което е необходим резерв, като се има предвид логиката на работа на защитното реле.

На практика мощността на повечето апартаменти е между 3 kW и 15 kW в зависимост от това кога е построена къщата, дали има газов или електрически котел и други фактори. В по-старите къщи с газова печка инсталираната мощност рядко надвишава 3 до 5 kW; в съвременните жилища с електрическа печка тя варира от 8 до 15 kW.

Непряк показател за разпределената мощност може да бъде даден от номиналната стойност на прекъсвача в апартамента в етажното разпределително табло. Но във всеки случай, ако изберете препоръчаните по-горе проводници, няма да сгрешите.

Това е интересно: Скрито окабеляване в дървена къща - видеоклипове, снимки, правила за монтаж

Как да определим сечението на тока на проводника

Като се има предвид, че съвременното битово оборудване е доста обемно по отношение на потреблението на енергия, трябва да помните: недостатъчното сечение на проводника при високите токове, протичащи през него, може да доведе до прегряване на кабела. Това води до прекъсване на веригата, което е трудно да се открие, и до изключване на част от апартамента. Още по-често прегряването може да предизвика пожар на място, където сечението е особено малко или където проводниците са преплетени.

В общия случай интензитетът на тока в дадена мрежа се определя за еднофазна мрежа по формулата

• Където P е общата мощност на потребителя във ватове;
• U - мрежово напрежение, 220 или 380 V;
• К_И - е коефициентът на едновременна връзка, обикновено се приема KI=0,75;
• cos(φ) е променлива за битовото електрическо оборудване и се приема, че е равна на единица.

При трифазно свързване формулата се променя:

Тук факторът едновременност не се взема предвид, но се въвеждат трите фази.

Пример за изчисление

Еднофамилна къща използва LED осветление, като общият капацитет на всички осветителни тела е до 1 kW. Инсталирани са електрически отоплителен котел с номинална мощност 12 kW, два проточни бойлера с мощност 4 и 8 kW, хладилник (1,2 kW), пералня с максимална мощност 2 kW и други големи и малки уреди с максимална мощност 3 kW. Окабеляването е разделено на четири линии - осветление (обща), три захранващи линии (за бойлер, водонагревател, пералня, хладилник и ютия), за група обикновени контакти. Амперажът във всяка от веригите се определя по горната формула.

• За двата най-мощни електропровода (по 12 kW) изчисляваме силата на тока I= 12000/(√3×220×1)=31 A
• За третия електропровод с мощност 6,2 kW I= 6200/(√3×220×1)=16,2 A
• За нормални изходи I= 3000/(√3×220×1)=7,8 A
• За осветление I=1000/(√3×220×1)=2,6

От таблицата за оразмеряване на медни и алуминиеви проводници по-долу изберете нормалната тоководеща способност на медния проводник, като вземете най-близката по-голяма стойност. Затова за:

• първите два електропровода - сечение 4 кв.мм, диаметър на сърцевината 2,26 мм;
• Трета линия за захранване - 1 кв.мм, диаметър 1,12 мм;
• контакти и осветление: сечение 0,5 mm² и диаметър 0,8 mm.

Интересно: често при изчисляването на тока се използва правилото "плюс 5 А", т.е. към получената от изчисленията стойност се добавят 5 А и размерът на сечението се избира в съответствие с увеличения ток.

В практиката се използват проводници със сечение 1,5 mm² за осветителната линия и 2,5...4 mm² за гнездата. За "най-тежките" уреди, като електрически котли и нагреватели, напречното сечение може да се увеличи до 6 кв.мм.

Увеличете напречното сечение и диаметъра на сърцевината при намаляване на броя на гнездата. Например, ако хладилник, електрическа кана и ютия (използваща Т-образен прът) трябва да бъдат включени едновременно към един и същи контакт, по-добре е да се използват кабели с по-голям диаметър, отколкото да се включват уредите към три различни контакта.

Интересно: за по-бързи изчисления можете да определите сечението на сърцевината като тока в линията, разделен на 10. Например за електропровод 1 при 31 A получаваме 3,1 кв.мм, а най-голямата стойност от таблицата е 4 кв.мм, което е в рамките на даденото изчисление.

Защо се прави изчислението

Проводниците и кабелите, по които тече електрически ток, са съществена част от електрическата инсталация.

Необходимо е да се изчисли напречното сечение на проводника, за да се гарантира, че избраният проводник отговаря на всички изисквания за безопасна и надеждна работа на електрическата система.

Безопасната работа означава, че ако изберете сечение, което не съответства на капацитета на тока, това ще доведе до прегряване на проводника, разтопяване на изолацията, късо съединение и пожар.

Затова е важно да се обърне сериозно внимание на площта на напречното сечение на проводника.

Какво трябва да знаете

Основното правило за оразмеряване на проводник е неговата продължителна токова пропускливост. Казано по-просто, това е количеството ток, което може да пренася за дълъг период от време.

За да определите номиналния ток, трябва да изчислите мощността на всички уреди в къщата, които ще бъдат свързани. Нека разгледаме пример за изчисляване на площта на напречното сечение на типичен двустаен апартамент.

Изисквания към мощността/тока на уредите

След като мощността е известна, изчисляването на площта на напречното сечение на проводника или кабела се свежда до определяне на силата на тока въз основа на тази мощност. Интензитетът на тока може да се определи по формулата:

1) Формула за изчисляване на тока в ампераж за еднофазна мрежа 220 V:

Изчисляване на силата на тока за еднофазна мрежа

където P е общата мощност на всички уреди, W; U е напрежението на мрежата, V; KI = 0,75 е коефициентът на едновременност; cos е за домакинските уреди. 2) Формула за изчисляване на тока в трифазна мрежа с напрежение 380 V:

Изчисляване на силата на тока за трифазна мрежа

Като се знае стойността на тока, от таблицата се определя площта на напречното сечение на проводника. Ако се окаже, че изчислените и табличните стойности на тока не съвпадат, в този случай изберете най-близката по-висока стойност. Например изчислената стойност на тока е 23 А, изберете следващата по големина стойност на тока от таблицата - 27 А - със сечение 2,5 mm2.

Кой проводник е по-добре да се използва

В днешно време медните кабели са много популярни, както за открити, така и за скрити инсталации.

• Медта е по-ефективна от алуминия:
• Той е по-здрав, по-мек и с по-малка вероятност да се счупи при прегъване от алуминия;
• Той е по-малко податлив на корозия и окисляване. Когато алуминият е свързан в разклонителна кутия, точките на усукване се окисляват с течение на времето, което води до загуба на контакт;
• Проводимостта на медта е по-висока от тази на алуминия; при едно и също напречно сечение меден проводник може да пренася по-голямо токово натоварване от алуминиев проводник.

Недостатъкът на медните проводници е тяхната висока цена. Те струват 3-4 пъти повече от алуминиевите проводници. Въпреки че медните проводници са по-скъпи, те все още са по-разпространени и популярни за използване от алуминиевите проводници.

Видове окабеляване

Преди процедурата за изчисляване на напречното сечение е необходимо да се определи материалът, от който ще бъде изработен кабелът. Тя може да бъде алуминиево-медна или хибридна - алуминиева. Ще опишем подробно характеристиките на всеки продукт, както и техните предимства и основни недостатъци:

• Алуминиево окабеляване. В сравнение с медта той може да бъде закупен на по-ниска цена. Той е значително по-лек. Освен това проводимостта му е почти наполовина по-ниска от тази на медните проводници. Причината за това е възможността за окисляване с течение на времето. Струва си да се отбележи, че този тип кабели трябва да се подменят след известно време, тъй като постепенно губят формата си. Алуминиевите кабели могат да се запояват сами, без помощта на специалист;
• Медно окабеляване. Цената на такъв продукт е няколко пъти по-висока от тази на алуминиевия кабел. В същото време според експертите отличителната му черта е неговата еластичност, както и значителната му здравина. Електрическото му съпротивление е доста ниско. Запояването на такъв продукт е сравнително лесно;
• Окабеляване от алуминий и мед. Съставът му е предимно от алуминий и само 10-30% от мед, която е покрита отвън по термомеханичен метод. Поради тази причина проводимостта на продукта е малко по-малка от тази на медта, но по-голяма от тази на алуминия. Той може да бъде закупен на по-ниска цена от медния проводник. През целия си живот кабелите не губят формата си и не се окисляват.

Именно този тип окабеляване се препоръчва като заместител на алуминиевото. Диаметърът трябва да е абсолютно еднакъв. Ако преминавате към мед, съотношението трябва да е 5:6.

Ако изборът на напречно сечение на проводника е необходим за полагане в домашни условия, експертите препоръчват използването на многожилни проводници. В този случай те ви гарантират гъвкавост.

Избор на кабел

Най-добре е да използвате медни проводници за вътрешна инсталация. Въпреки че алуминиевите проводници са също толкова добри. Има обаче един нюанс, който е свързан с правилното свързване на секциите в разклонителната кутия. Практиката показва, че точките на свързване често се повреждат поради окисляване на алуминиевия проводник.

Друг въпрос е кой проводник да изберете: едноядрен или многоядрен? Плътният проводник има най-добра проводимост на тока, поради което се препоръчва за използване в домашните електрически инсталации. Многожичните проводници са много гъвкави и могат да се огъват няколко пъти на едно място, без да се нарушава качеството им.

Едноядрен или многоядрен

При инсталирането на електрически инсталации обикновено се използват проводници и кабели от марките PVS, VVGng, PPV, APPV. В този списък са включени както гъвкави, така и едножилни кабели.

Искаме да ви кажем едно нещо. Ако окабеляването ви няма да се движи, т.е. не е удължител, не е точка на огъване, която постоянно променя позицията си, тогава монокоровото е за предпочитане.

Изводът е, че ако има много проводници, зоната на окисление е много по-голяма, което означава, че проводящото сечение се "топи" много повече. Да, това е дълъг процес, но не смятаме, че ще сменяте често кабелите си. Колкото по-дълго трае, толкова по-добре.

Този ефект на окисляване е по-силен особено в срязаните краища на кабела, в помещения с температурни промени и при висока влажност.

Затова горещо препоръчваме използването на монокор! Сечението на едножилния кабел или проводник няма да се промени много с течение на времето, което е толкова важно за по-нататъшните ни изчисления.

Мед или алуминий

В СССР повечето къщи бяха с алуминиеви кабели - това беше нещо като норма, стандарт, дори догма. Не, това не означава, че страната е бедна и няма мед. В някои случаи беше обратното.

Но очевидно проектантите на електрическите мрежи са решили, че е възможно да се спестят много пари от икономическа гледна точка, като се използва алуминий вместо мед. Вярно е, че темповете на строителство бяха огромни, спомнете си само къщите на Хрушчов, в които все още живее половината от страната, което означава, че ефектът от тези икономии е бил значителен. В това няма съмнение.

Днешната действителност обаче е различна и в новите жилища не се използват алуминиеви кабели, а само медни. Това идва от клауза 7.1.34 на PUE "В сградите трябва да се използват медни кабели и проводници...".

Силно ви препоръчваме да не експериментирате и да не опитвате алуминий. Недостатъците му са очевидни. Алуминиевите нишки не могат да се запояват и много трудно се заваряват, така че контактите в разклонителните кутии могат да се разрушат с течение на времето. Алуминият е много крехък, две-три огъвания и жицата пада.

Ще има постоянни проблеми със свързването му към контакти и ключове. Отново, ако говорим за проводима мощност, меден проводник със същото напречно сечение за алуминий 2,5 mm² позволява непрекъснат ток от 19 A, а за мед - 25 A. Разликата тук е повече от 1 kW.

Така че още веднъж - само мед! По-долу вече ще приемем, че сечението е изчислено за меден проводник, но в таблиците ще дадем стойности и за алуминий. Никога не се знае.

Избор на сечение на кабела според мощността

По правило ще приема апартамента, защото хората в компаниите са умни и знаят всичко. За да оцените капацитета, трябва да знаете капацитета на всеки електрически уред и да го съберете. Единственият недостатък на избора на кабел с по-голямо сечение от необходимото е икономическият недостатък. По-големият кабел струва по-скъпо, но е по-малко горещ. Ако изберете правилния кабел, той ще бъде по-евтин и няма да се нагрява твърде много. Не бива да се закръглява по-малкото сечение, тъй като кабелът ще се нагорещи заради протичащия в него ток и ще се повреди по-бързо, което може да доведе до неизправност на уреда и на цялата инсталация.

Първата стъпка при избора на напречно сечение на кабела е да се определи капацитетът на свързаните към него товари и естеството на товара - еднофазен, трифазен. Трифазен ток може да има готварска печка в апартамент или машина в гараж в частен дом.

Ако всички уреди вече са закупени, можете да разберете мощността на всеки от тях от информационния лист, който се доставя с него, или, ако знаете типа, можете да намерите информационния лист в интернет и да проверите мощността там.

Ако още не сте купили уреди, но планирате да ги закупите, можете да използвате таблицата, в която са изброени най-популярните уреди. Запишете стойностите на мощността и добавете стойностите, които могат да бъдат свързани към един и същ контакт по едно и също време. Стойностите, дадени по-долу, са само за справка и трябва да се приемат за по-високата стойност (ако е посочен диапазон на мощността). Винаги е по-добре да се направи справка в таблицата за оценка, отколкото да се вземат осреднени стойности от таблици.

Удобно е да разделите превключвателите, които идват след главния превключвател, на групи. Отделни ключове за захранване на готварска печка, пералня, бойлер и други мощни уреди. Отделни за осветлението в отделните стаи, отделни за групите от контакти в стаите. Но в идеалния случай, в действителност това е само електрическа мрежа и три автоматични превключвателя. Но се разсеях...

Като знаем стойността на мощността, която ще бъде свързана към даден контакт, избираме от таблицата закръгленото нагоре сечение.

Ще използвам таблици от 1.3.4 до 1.3.5 от седмото издание на правилата за монтаж. Тези таблици са предназначени за алуминиеви или медни проводници, шнурове с гумена и/или PVC изолация. Тоест това, което използваме в домашните електроинсталации - както медните NYM и VVG, така и алуминиевите AVVG, които електротехниците обичат, са подходящи за този тип инсталации.

В допълнение към таблиците се нуждаем от две формули за активна мощност: за еднофазни (P=U*I*cosf) и трифазни мрежи (същата формула, само че умножена по корен три, който е 1,732). Косинусът се приема за единица, имаме го като резерв.

Въпреки че има таблици, които описват различен косинус за всеки тип гнездо (гнездо за машина, гнездо за това, за онова). Но то не може да бъде повече от едно, така че е добре да го приемем като 1.

Преди да разгледаме таблицата, трябва да решим как и колко проводника ще свържем. Възможностите са отворени или в тръба. А в една тръба може да има две или три ядра, четири едноядрени, едно триядрено или едно двуядрено. За един апартамент имаме избор между два едножилни проводника в тръба - за 220 V, или четири едножилни проводника в тръба - за 380 V. При полагане в тръба е необходимо да остане 40 % свободно пространство в тази тръба, за да няма прегряване. Ако е необходимо да се положат проводници в друго количество или по друг начин, тогава не се колебайте да отворите PUE и да преизчислите за себе си или да изберете не по мощност, а по ток, което ще бъде разгледано по-нататък в тази статия.

Могат да се избират както медни, така и алуминиеви кабели. Напоследък обаче медните кабели стават все по-популярни, тъй като изискват по-малко сечение за същата изходна мощност. Освен това медта има по-добра електропроводимост, механична якост, по-малко податлива е на окисляване, а експлоатационният живот на медната тел е по-дълъг от този на алуминия.

Решавате дали да изберете мед или алуминий, 220V или 380V? Погледнете таблицата и изберете напречното сечение. Но имайте предвид, че в таблицата са показани стойности за два или четири едножилни кабела в една тръба.

Ако изчислим натоварване от напр. 6 kW за контакт 220 V и видим, че 5,9 не е достатъчно, ще изберем 8,3 kW - 4 mm2 за мед. А ако изберем алуминий, тогава 6,1 kW - също 4 mm2. Въпреки че си струва да изберете мед, защото токът в същото сечение ще бъде допустим с 10 А повече.