Опубліковано: 02.11.2017
Автор: Владислав

Перетин або площа поперечного зрізу – це чи не найважливіший критерій для вибору проводів. Від нього залежить величина струму, що може безпечно протікати впродовж певного часу.

  • Занадто тонкий дріт буде нагріватися, що призведе до плавлення ізоляції. У результаті може статися коротке замикання, що призведе до загоряння чи інших проблем. Аварії в електромережі найчастіше стають причиною пожеж у житлових будинках;
  • Занадто товстий – буде дорожче коштувати, а з довжиною будуть рости неефективні витрати. Наприклад, у середньому в однокімнатній квартирі на 40м² загальна довжина електропроводки складає 150–200м. Різниця між перетином 1,5мм² і 2,5мм² в одного виробника в середньому 10грн/метр. У цьому випадку ціна помилки – 1500–2000грн.
 
 

Як правильно зробити розрахунок для однофазної мережі?

У цьому випадку допоможе класична математична формула S = π (d/2)2, де d - діаметр перетину. Знаючи π можна вивести простіший варіант формули:

S = 3,14 × d²/4= 0,785d2 ≈ 0,8d2.

Діаметр легко виміряти з допомогою звичайного штангенциркуля. Знаючи його, можна порахувати площу перерізу.

У побуті переважно використовується мідний дріт, оскільки в порівнянні з алюмінієвим він має низку технічних переваг:

  • Зручний та простий у монтажі;
  • Не так швидко окислюється;
  • Витримує 40–50 вигинів, тоді як алюміній лише 10–12;
  • Має триваліший термін служби;
  • Кращі технічні характеристики. Щоби пропустити електрику з однаковими параметрами, потрібен товстіший алюмінієвий провідник, ніж мідний. Прокладати електропроводку зручніше тонким кабелем, крім того, він буде менш помітний, що важливо для естетики.

Єдиним недоліком міді є вартість, що в 3–4 рази вища за алюміній. Це нівелює всі переваги під час прокладання кілометрових магістральних ліній, оскільки в такий спосіб можна заощадити сотні тисяч гривень. Тому для повітряних ліній використовується переважно алюмінієвий СІП від 16мм².

Найпопулярніші в побуті «мідні» номінали: 0,75мм², 1мм², 1,5мм², 2,5мм², 4мм². Для позначення типорозміру в США використовується система AWG (з англ. American Wire Gauge – американська товщина проводів). Деякі виробники вказують відразу європейський і американський варіант.

Європейська метрична система, мм² Американський розмір (AWG)
0,25 23/24
0,5 21/22
0,75 19/20
1 18
1,5 16/17
2,5 14/15
4 12/13

Що потрібно знати для правильного вибору?

  1. Товщина має бути достатньою для пікового навантаження, допускається невелике нагрівання кабелю, але не вище 60°C. Це найважливіший чинник, адже нагрівання жил понад допустиму температуру може спровокувати аварію в електромережі;
  2. Товщина повинна бути достатньою для механічної міцності. Наприклад, для навісного монтажу деякі марки проводів посилюються сталевим тросом. Це збільшує міцність та стійкість до вітрових навантажень.

Вибирати можна за силою струму або потужністю. Знаючи один із цих параметрів, нескладно розрахувати інший, для цього можна скористатися таблицею ПУЕ (Правила улаштування електроустановок).

Таблиця навантаження проводів і кабелів

Перетин, мм2 Відкрито прокладений
Мідь Алюміній
Iₙ, А кВт Iₙ, А кВт  
220В 380В   220В 380В 
0,5 11 2,4 - - - -
0,75 15 3,3 - - - -
1 17 3,7 11 - - -
1,5 23 5 15 - - -
2,5 30 6,6 19 24 5,3 15,5
4 41 9 26 32 7 20,7
6 50 11 32 39 8,6 25,2
10 80 17,6 52 60 13 38,8
16 100 22 65 75 16,5 48,5
25 140 30,8 90 105 23,1 58,1
35 170 37 110 130 28,6 71
Перетин, мм2 Прокладений у трубі
Мідь Алюміній
Iₙ, А кВт Iₙ, А кВт  
220В 380В   220В 380В 
0,5 - - - - - -
0,75 - - - - - -
1 14 3 9 - - -
1,5 15 3,3 9,7 - - -
2,5 21 4,6 13,6 16 3,5 10,3
4 27 5,9 17,4 21 4,6 13,6
6 34 7,5 22 26 5,7 16,8
10 50 11 32,3 28 8,3 24,5
16 80 17,6 51,7 55 12,1 35,5
25 100 22 64,6 65 14,3 42
35 135 29,7 87,2 75 16,5 48,5

Це середні дані за ідеальних умов, деякі виробники надають власні рекомендації щодо використання різних типорозмірів із власного асортименту.

Якщо побутова розетка витримує до 16А, до неї необхідно підводити провід на 1,5мм², але для захисту краще поставити автомат на 16А або нижче.

Можна помітити, що в таблиці для прихованої прокладки допустимий показник Iₙ менший, ніж для відкритої. Це пов’язано з тим, що в стіні або трубі погана тепловіддача й нагрівання відбувається швидше, відповідно ймовірність плавлення ізоляції вища. Чим щільніше прокладені кабелі в каналі, тим менше навантаження вони витримають.

Між паралельно прокладеними кабелями слід зберігати відстань рівну 5 діаметрам найбільшого з них.

Згадаємо шкільні уроки з фізики

Iₙ залежить від сукупної потужності споживачів. Кожен включений у розетку електроприлад споживає тільки необхідні йому вати електрики. Чим більше споживачів та чим вони потужніші, тим більше навантаження буде в мережі.

Для однієї фази силу струму можна розрахувати за формулою I = P/U, де P – сумарна потужність споживачів (виражена у Вт), а U – напруга (В).

Розглянемо на прикладі електропроводки для одиночної розетки на кухні, у яку точно ніколи не будуть підключатися двійники чи трійники. Імовірний набір електротехніки:

Отже, найбільше навантаження дає електрочайник – 1,5 кВт. В однофазної мережі напруга – 220 В, робимо прості обчислення:

1500 Вт / 220 В = 6,8 А.

Для цього випадку оптимально підійде ППВ на 1,5мм² з уже згаданою 16-амперною розеткою.

Прилад P, кВт
Кухонний комбайн 0,7
Електрочайник 1,5
Електром’ясорубка 1 
Мікрохвильовка 1,4
Тостер 1

За технікою безпеки в житловому приміщенні дозволено прокладати лише мідну проводку.

А тепер змоделюємо іншу ситуацію, коли є кілька розеток, і всі прилади можуть вмикатись одночасно (наприклад, готується вечеря для великої компанії). У такому випадку навантаження в мережі може зростати до:

0,7 кВт + 1,5 + 1 + 1,4 + 1 = 5,6 кВт.

За формулою можемо порахувати силу струму:

5600 Вт / 220 В = 25,5 А.

Для прокладання від щитка кабелю на 1,5мм² буде замало, у такому випадку рекомендований перетин 4мм².

P, кВт Iₙ, А Перетин, мм2 Номінал автоматичного вимикача, А
1 4,5 1 4-6
2 9,1 1,5 10 
3 13,6 2,5 16
4 18,2 2,5 20
5 22,7 4 25
6 27,3 4 32
7 31,8  4 32
8 36,4 6 40
9 40,9 6 50
10 45,5 10 50

Дані в таблиці актуальні тільки для електромережі з такими характеристиками:

  • одна фаза з напругою 220В;
  • Температурний режим +30°C;
  • Використовуються трьохжильна проводка (з робочим заземленням);
  • Прокладання в закритому коробі.

У таблиці представлені розрахунки за стерильних умов, коли перетин не усічений, а провідник із чистої міді без домішок. На практиці іноді трапляються дешеві китайські аналоги із гіршими характеристиками, тому якщо не впевнені в надійності, краще перестрахуйтеся та оберіть кабель із перетином на номінал вище або встановіть автомат на номінал нижче.

Крім того, на мережеві характеристики впливають умови експлуатації:

  • Ймовірність підключення потужного устаткування з великими пусковими струмами;
  • Великий діапазон робочих температур, наприклад, під час прокладання на вулиці проводка може нагріватися від сонця;
  • Експлуатація в умовах підвищеної пожежної небезпеки.

Якщо можливий будь-який із вищенаведених варіантів, краще вибрати більший діаметр і поставити відповідний автомат, але це вже суто індивідуальне рішення.

Спрощений розрахунок за «дідівським методом»

Багато електриків на практиці користуються простим правилом: Iₙ (в амперах) ділять на 10 і отримують оптимальну площу перетину (у кв. міліметрах), а потім результат округлюють у більшу сторону.

Розглянемо на прикладі мережевого струму 22А, за «дідівським методом» площа перетину має бути 22А/10 = 2,2(мм²). Найближчий номінал вгору – 2,5мм², відповідно його й беремо. Отриманий результат більш-менш відповідає табличним даним.

Правило ділення на 10 діє тільки для мереж до 40А. Для потужніших ліній, наприклад, на вводі в щиток може бути 40–80А рекомендується зробити більший запас, у такому разі ампери слід ділити на 8.

Це правило діє й навпаки – щоби розрахувати максимальний струм, потрібно перетин помножити на 10.

Алюміній гірше проводить електроенергію, ніж мідь. Для мереж 0–40А потрібен провід на 20 % товщий, а для 40–80А – на 30 %. З огляду на це, для алюмінієвого кабелю ампери потрібно ділити на 6.

Розраховуємо проводку для трифазної електромережі

Для трифазної мережі актуальна така формула: I=P/(U*cosφ), де P - потужність, U - напруга (380В), cosφ - коефіцієнт потужності, за замовчуванням він дорівнює √3 ≈ 1,7.

Розрахуємо провідник на прикладі трифазної електроплити. Середня модель має 4 конфорки на 1–1,5 кВт кожна, а це значить, що максимально електроплита буде споживати – 6кВт. Iₙ дорівнюватиме:

6 кВт / (380 В × 1,7) = 9,3 А

Згідно з ПУЕ, для підключення знадобиться 5-провідниковий ППВ або ВВГ на 1мм². Для більшої надійності можна купити ВВГ 5×1,5.. Якщо робити алюмінієву проводку, то зійде й АВВГ 4×2,5, але в приміщенні дозволена лише мідна проводка.

Під час розрахунків потужності додавайте запас 15–20 %. Це страховка на випадок зносу або підключення додаткових пристроїв.