Расчет и выбор сечения провода

• Правильный расчет для однофазной сети
• Всё, что нужно знать для выбора
• Таблица нагрузки проводов и кабелей
• Вспоминаем школьные уроки по физике
• Упрощенный расчет по «дедовскому методу»
• Рассчитываем для трехфазной электросети

Сечение или площадь поперечного разреза является одним из наиболее важных факторов при выборе проводов. От этого зависит максимальный безопасно пропускаемый ток.

• Слишком тонкий начнет нагреваться и оплавлять изоляцию. Далее может случиться возгорание или короткое замыкание. Чаще всего именно проблемы в электросети дома стают причиной пожаров.
• Слишком толстый будет дороже стоить и с его длиной будут расти неэффективные затраты. Так, например, в среднем в однокомнатной квартире на 40 м² около 150-200 м проводки. Разница между номиналами 1,5 мм² и 2,5 мм² одного производителя в среднем 10 грн/метр. В данном случае цена ошибки - 1500-2000 грн.

Как правильно произвести расчет для однофазной сети?

В данном случае Вам поможет классическая математическая формула S = π (d/2)2, где d - диаметр сечения. Зная значение π несложно вывести более простой вариант:

S = 3,14 × d²/4= 0,785d² ≈ 0,8d².

Диаметр легко измерить при помощи самого обыкновенного штангенциркуля. Замерив его, легко посчитать и площадь разреза.

90% случаев в быту используется медный провод, так как в сравнении с алюминиевым он имеет ряд технических преимуществ:

• Более удобный и простой в монтаже;
• Не так быстро окисляется;
• Выдерживает 40-50 изгибов, в то время, как алюминий - 10-12;
• Больше срок службы;
• Лучше технические характеристики. Для того, чтобы пропустить электричество с одинаковыми параметрами, нужен алюминиевый проводник большей толщины, чем медный. Это дает свои преимущества при наружной прокладке - чем тоньше кабель, тем он менее заметный на общем фоне.

Единственным недостатком меди является ее цена, она в 3-4 раза выше. Данный фактор нивелирует все преимущества при прокладке километровых магистральных линий, потому как экономия исчисляется сотнями тысяч гривен. Поэтому в высоковольтных ЛЭП (от 50 А) до сих пор используется преимущественно алюминиевый СИП от 16 мм².

Самые популярные в быту «медные» номиналы: 0,75 мм², 1 мм², 1,5 мм², 2,5 мм², 4 мм². Для обозначения типоразмера в США используется система AWG (с англ. American Wire Gauge - американская толщина проводов). Некоторые производители указывают сразу и европейский и американский вариант.

Что нужно знать для правильного выбора?

1. Толщина должна быть достаточной для прохождения предполагаемого электричества, при этом не должно быть нагревания выше 60°C. Это наиболее важный фактор, ведь нагревание жил за предельно допустимую температуру может спровоцировать возгорание или аварию в электросети;
2. Толщина должна быть достаточной для механической прочности. Например, для навесного монтажа некоторые виды усиливаются стальным тросом. Это увеличивает прочность линии под весовой нагрузкой.

Выбирать можно по силе тока или совокупной мощности потребителей. Зная один из этих параметров, несложно рассчитать второй, а затем сопоставить полученный результат по таблице норм ПУЭ.

Таблица нагрузки проводов и кабелей

Это усредненные данные при идеальных условиях, некоторые производители дают собственные рекомендации по эксплуатации разных типоразмеров из собственного ассортимента.

Если бытовая розетка выдерживает до 16А, к ней необходимо подводить провод на 1,5 мм², но для защиты нужно поставить автомат на 16А или ниже.

По таблице можно заметить, что для скрытой прокладки допустимый показатель Iₙ меньше, чем для открытой. Это связано с тем, что в стене или трубе плохая теплоотдача и нагревание происходит быстрее, соответственно вероятность оплавления изоляции выше. Как правило, чем больше количество плотно уложенных кабельных линий в одном канале, тем меньшую нагрузку они выдерживают.

Оптимальным между параллельно проложенными кабелями считается расстояние равное 5 диаметрам наибольшего из них.

Вспоминаем школьные уроки по физике

Iₙ напрямую зависит от совокупной мощности потребителей. Каждый включенный в розетку электроприбор потребляет только необходимые ему ватты электричества. Чем больше потребителей и чем они мощнее, тем больше нагрузка и соответственно выше параметры электричества.

При одной фазе ее можно рассчитать по формуле I = P/U, где P - суммарная мощность потребителей, Вт, а U - напряжение, В.

Например, Вы планируете проложить проводку для одиночной розетки на кухне, в которую точно никогда не будут подключаться разветвители. Предполагаемый набор электротехники:

По технике безопасности в жилом помещении рекомендуется прокладывать исключительно медную проводку.

Важно понимать, что данные в таблице актуальны только для электросети со следующими характеристиками:

• однофазные с напряжением 220 В;
• средний температурный режим +30°C;
• используются три жилы (с заземлением);
• прокладка по закрытому коробу.

В таблице представлены расчеты в идеальных условиях с микроскопической точностью сечения и высоким качеством металла. На практике, иногда встречается дешевые китайские аналоги с характеристиками меньше заявленных, поэтому если Вы не уверены в его надежности, лучше перестраховаться и проложить аналог большей толщины или поставить автомат номиналом ниже.

Кроме того, могут быть определенные условия, влияющие на сетевые характеристики:

• перспектива подключения высокомощного оборудования с большими пусковыми токами;
• большой диапазон рабочих температур, например, когда при наружной прокладке под солнцем нагревается изоляция;
• эксплуатация в условиях повышенной пожароопасности.

Если какой-либо из приведенных вариантов возможен, лучше выбрать больший диаметр и поставить соответствующий автомат, но это уже чисто индивидуальное решение.

Упрощенный расчет по «дедовскому методу»

Многие электрики в своей практике пользуются простым правилом: Iₙ (в амперах) делят на 10 и получают оптимальную площадь сечения (в кв. миллиметрах), а затем результат округляется в большую сторону.

Так, в качестве примера возьмем показатель 22А, таким образом, 22А/10=2,2 (мм²). Ближайший верхний номинал - 2,5 мм², соответственно его и берем. Как можно заметить, полученный результат вписывается в табличные данные.

Правило деления на 10 действует только для сетей до 40А. Для более мощных линий снаружи дома, например на вводе (40-80А) рекомендуется сделать больший запас и амперы необходимо делить на 8.

С обратной стороны, можно рассчитать максимально допустимый ток, для этого просто умножаем сечение на 10.

Алюминий хуже проводит электричество, чем медь. Так, например, для проводимости от 0 до 40А необходим провод на 20% толще, а для 40-80А - на 30%. Полагаясь на данный факт, для алюминиевого кабеля нужно амперы разделить на 6.

Рассчитываем проводку для трехфазной электросети

Для трехфазной сети применяется другая формула: I=P/(U*cosφ), где P - мощность, U - напряжение (380В), cosφ - коэффициент мощности, и при трех фазах он равен √3 ≈ 1,7.

Давайте рассчитаем проводник на примере трехфазной электроплиты. Средняя модель имеет 4 конфорки по 1-1,5 кВт каждая, а это значит, что максимально электроплита будет потреблять - 6 кВт. Iₙ будет равно:

6 кВт / (380 В × 1,7) = 9,3 А

Согласно ПУЭ для подключения нам понадобится 5-проводниковый ППВ или ВВГ на 1 мм². Для большей надежности можно купить ВВГ 5×1,5. Если делать алюминиевую проводку, то сойдет и АВВГ 4×2,5, но для бытовых целей все же предпочтительнее медные аналоги.

При расчете рекомендуется к киловаттам добавлять запас 15-20%. Это страховка на случай его износа или подключения дополнительных устройств.