Расчет проводки

Вступление

В электрике любого помещения важное значение имеет правильный расчет сечения кабеля, автоматов защиты. Зависит расчет от электропотребителей, которые будут работать в электросети и как следствие от планируемой нагрузки в сети. Как правильно рассчитать нагрузку и номинальные значения тока нагрузки в электрической сети и по результатам выбрать сечение кабеля и автоматы защиты пойдет речь в этой статье.

Нагрузка электросети

Любая электропроводка разделена на так называемые группы. Электропроводка каждой группы выполняется электрическим кабелем определенного сечения и защищается автоматом защиты с заранее рассчитанным номиналом. Для того чтобы выбрать сечение кабеля и номинал автомата защиты необходимо рассчитать предполагаемую нагрузку этой электросети.

При расчете нагрузки электросети нужно помнить, что расчет токовой нагрузки (величина силы тока в сети, при работе электроприбора) отдельного бытового прибора (потребителя) и группы из нескольких потребителей отличаются друг от друга.

Кроме этого расчет нагрузки при однофазном электропитании (220 вольт) отличается от расчета трехфазного электропитания (380 вольт). Начнем разбирать расчет нагрузки электросети в однофазной сети с рабочим напряжением 220 Вольт.

Расчет токовой нагрузки и выбор автомата защиты в однофазной электросети,220 вольт для одиночного потребителя

Расчет электросети для одного бытового прибора достаточно прост. Для этого нужно вспомнить основной закон электротехники (закон Ома), посмотреть в паспорте на прибор его потребляемую мощность и рассчитать токовую нагрузку.

Приведу пример:

• Бытовая электроплита на 220 вольт. Потребляемая мощность 5000 ватт (5 КВатт).
• Ток нагрузки можно рассчитать по закону Ома.
• Iнагрузки=5000Вт÷220 вольт=22,7 Ампера.

Вывод: На линию для электропитания этой электроплиты нужно установить автомат защиты не менее 23 Ампер. Таких автоматов в продаже нет, поэтому выбираем автомат с большим ближайшим номиналом в 25 Ампер.

Расчет токовой нагрузки и выбор автомата защиты в однофазной электросети,220 вольт для группы электропроводки

Под группой электропроводки понимается несколько потребителей подключенных параллельно к одному питающему кабелю от электрощитка. Для группы электропроводки устанавливается общий автомат защиты. Автомат защиты устанавливается в квартирном электрощитке или этажном щитке. Расчет сети группы потребителей отличается от расчета сети одиночного потребителя.

Для расчета токовой нагрузки группы потребителей вводится так называемый коэффициент спроса. Коэффициент спроса (Кс) определяет вероятность одновременного включения всех потребителей в группе в течение длительного промежутка времени. Кс=1 соответствует одновременной работе всех электроприборов группы. Понятно, что включение и работа всех электроприборов в квартире практически не бывает. Есть целые системы расчета коэффициента спроса для домов, подьездов. Для каждой квартиры коэффициент спроса различается для отдельных комнат, отдельных потребителей и даже для различного стиля жизни жильцов. Например, коэффициент спроса для телевизора обычно равен 1,а коэффициент спроса пылесоса равен 0,1.

Поэтому для расчета токовой нагрузки и выбора автомата защиты в группе электропроводки коэффициент спроса влияет на результат. Расчетная мощность группы электропроводки рассчитывается по формуле:

• P(расчетная)=К(спроса)×P(мощность установочная).
• I (ток нагрузки)=Р (мощность расчетная)÷220 вольт.

Пример: В таблице ниже рассмотрим электроприборы, входящие в одну группу. Рассчитаем токовую нагрузку для этой группы и выберем автомат защиты с учетом коэффициента спроса.Коэффицмент спроса в примере выбирается индивидуально:

• Расчетная Мощность в сети расчитавается следующим образом:
• 480×0,7+75+160+150+380+1000+400+700×0,3=2711,ВТ
• К(спроса) квартиры=2711÷3345=0,8
• Ток нагрузки:
• 3345÷220×0,8=12Ампер.
• Соответственно выбираем автомат защиты на шаг больше:16Ампер.

В общих, а не индивидуальных расчетах, для жилых помещений, коэффициент спроса принимается в зависимости от количества потребителей, таблица ниже: 

Теперь опредилемся,как выбрать сечения кабеля для электропроводки

По приведенным выше формулам можно рассчитать мощность электросети и значение рабочего тока в сети. Остаяется по полученным значениям выбрать сечение электрического кабеля, который можно использовать для рассчитываемой проводки в квартире.

Это совсем просто. В настольной книги электрика, ПУЭ-правила устройства электрустановок, все сделано за нас. По таблице ниже ищете значение расчитаного тока нагрузки или расчетную мощность сети и выбираете сечение электрического кабеля.Таблица приводится для медных жил кабелей или проще, медного кабеля ,потому что использование аллюминевых кабелей в электропроводке жилых помещений запрещено.(читайте ПУЭ изд.7) 

Две расчетные таблицы для расчета и правильного выбора сечения кабеля и автоматов защиты 

Номенклатура мощностей электробытовых приборов и машин для расчета в электросетях жилых помещений

из нормативов для определения расчетных электрических нагрузок зданий (квартир), коттеджей, микрорайонов (кварталов) застройки и элементов городской распределительной сети

ТАБЛИЦА2.

©Elesant.ru

Источник: elesant.ru

Зачем знать параметры провода

Стандартные электророзетки рассчитаны на длительный ток в 16 А, что соответствует максимальной мощности включенного прибора 3,52 кВт. Обычно к ним подводиться медный кабель с сечением 2,5 мм², что может ввести в заблуждение при выборе типа провода для всей остальной электроразводки.

При движении электронов по металлу часть энергии рассеивается в виде тепла. При большом токе и небольшом сечении кабеля тепловой компонент может привести к перегреву металла и оплавлению его оболочки.

В бытовых условиях это может инициировать как внутристенное короткое замыкание, так и возгорание открытых проводов, особенно в местах перегибов.

В результате могут возникнуть следующие ситуации:

1. Масштабный пожар, если рядом с кабелем находится легковоспламеняющийся материал.
2. Утечка тока при неполном оплавлении оболочки жилы. Это ведет к бессмысленному расходу электроэнергии и вероятности поражения жильцов электрическим током.
3. Незаметный разрыв провода в стене. В результате обесточивается часть квартиры или все помещение. После этого требуется поиск места разрыва и последующая замена проводки с локальным ремонтом стены.

Выбор толстого электропровода для квартиры, с запасом, также имеет один минус – перерасход финансовых средств, который не имеет смысла. Поэтому выбор сечения проводки лучше производить с помощью расчетных методов, чтобы избежать всех вышеуказанных проблем.

Факторы выбора сечения проводки

Не только мощность прибора определяет характер необходимой электропроводки. Существуют и другие факторы, влияние которых обязательно учитывается при расчете необходимого сечения кабеля. Они могут оказать влияние на теплообразование в проводнике, его пожароопасность и эксплуатационные характеристики.

К таким факторам выбора провода относят:

1. Материал жилы: медь, алюминий.
2. Вид изоляции: ПТФЭ, ПВХ, ПЭ и другие пластики.
3. Длина провода от источника тока до прибора.
4. Способ прокладки провода: открытый монтаж, скрытый в стене или с помощью кабель-каналов.
5. Температурный режим в помещении.
6. Количество фаз и напряжение сети.
7. Схема монтажа проводки.

Медь имеет меньшее сопротивление, чем алюминий, поэтому и расчеты по этим материалам производятся отдельно. Сечение медной жилы может быть примерно в 1,5 раза меньше, чем алюминиевой.

Материал изоляции также влияет на выбор электропровода. Существуют специальные оболочки, которые выдерживают высокие температуры без оплавления и изменения сопротивления, поэтому такие кабеля могут подвергаться повышенным нагрузкам и использоваться при повышенных температурах.

От длины провода и его сечения зависит степень падения напряжения, поэтому для работы чувствительной электроники необходимо учитывать и эти параметры.

Закрытые в короба или заштукатуренные в стене электропровода в меньшей степени теряют тепло при длительных нагрузках, поэтому они быстрее перегреваются и требуют большего расчетного сечения.

Проводка, идущая от счетчика к распределительным коробкам, вообще может испытывать одновременную нагрузку от нескольких приборов, включенных в различные розетки. Поэтому расчет сечения этих участков кабеля нужно производить отдельно.

Также нагрузка на электрокабель зависит от напряжения и количества подведенных фаз. Но так как в быту используется преимущественно однофазная п роводка с напряжением 220 В, то влияние этого фактора рассматриваться не будет.

Методика определения сечения домашней проводки

При расчете сечения жилы электрокабеля при монтаже домашней проводки учитывается множество факторов. Существуют специальные компьютерные программы, которые позволяют учесть все особенности дома и потребности его жильцов. Но определить необходимое для проводки сечение можно и самостоятельно, используя описанную методику.

Важно понимать, что диаметр проводов в квартире может отличаться от комнаты к комнате. На входе в электросчетчик он один, у распределительной коробки сечение провода уже может быть меньше, у розеток и светильников – ещё меньше.

На каждом участке электропроводки желательно определять необходимые для неё параметры, чтобы не переплачивать за излишне толстые провода.

Если нет желания рассчитывать сечение прокладываемой проводки, можно воспользоваться рекомендациями опытных электриков, которые утверждают:

Расчет по мощности приборов

Простейшим методом определения требуемого сечения провода является его расчет с учетом мощности эксплуатируемых электроприборов и корректирующих коэффициентов. Данная методика предполагает несколько этапов.

Этап №1. Суммирование мощностей электроприборов. В идеале нужно узнать номинальное потребление энергии каждым устройством, которое указано на его маркировке. Если жилое помещение ещё необустроенное, то рассчитать ориентировочную потребность в электроэнергии можно с помощью нижеприведенной таблицы №1.

При расчете можно использовать также параметры устройств, которые находятся в аналогичных квартирах родственников или знакомых. Есть ещё один вариант – сходить в магазин бытовой техники, посмотреть её характеристики, а заодно и присмотреть подходящую модель оборудования для дома.

Этап №2. Определение коэффициента одновременности. Он может выражаться в процентах или в числовом значении от 0 до 1. Коэффициент показывает отношение потребления электроэнергии одновременно включенными в сеть приборами к суммарной мощности всех домашних устройств, рассчитанной на первом этапе.

Обычно коэффициент составляет 0,8, но можно рассчитать его самостоятельно, исходя из привычек домашних жильцов.

Этап №3. Определение коэффициента запаса. Данный показатель учитывает возможный рост потребления электроэнергии через несколько лет. Обычно он принимается равным 1,5-2, но если в доме уже полный комплект электроприборов, то значение коэффициента можно взять 1,2-1,3. Главное, не пожалеть о малом сечении проводов в будущем.

Этап №4. Расчет предельно допустимой нагрузки.

Производится он по формуле:

P = (P(1)+P(2)+..P(N))*J*K,

где:

• P – предельно допустимая нагрузка в Вт;
• P(1)+P(2)+..P(N) – сумма номинальных мощностей всех электроприборов;
• K – коэффициент одновременности;
• J – коэффициента запаса.

Например, если суммарная мощность приборов составляет 7500 Вт, коэффициент одновременности – 0,8, коэффициента запаса – 1,5, то предельно допустимая нагрузка составит:

P=7500*0,8*1,5=9000 Вт.

Данный показатель будет использоваться в последующих расчетах.

Этап №5. Определение максимально допустимой силы тока.

Показатель определяется по простой формуле:

I=P/U,

где:

• I – допустимая сила тока;
• P – предельно допустимая нагрузка в Вт;
• U – напряжение в сети – 220 В.

Используя данные четвертого этапа, можно определить максимально допустимую силу тока:

I=9000Вт/220В41А.

Методика расчета сечения кабеля по мощности и току подробно расписана в этой статье.

Этап №6. Расчет сечения кабеля по таблице. Так как на оптимальный выбор провода для домашней проводки влияют не только параметры приборов, но и внешние факторы (материал жилы, её оболочка, схема монтажа и т.д.), то для каждого случая существуют свои таблицы, которые рассмотрены далее.

Определение сечения электрокабеля по таблицам

Для определения оптимального сечения провода для домашней разводки существуют специальные таблицы. Все они ориентированы на величину допустимой силы тока, которая рассчитывается отдельно по вышеизложенной методике. Далее будут рассмотрены табличные варианты определения сечения проводки.

Расчет сечения обычных домашних проводов представлен в таблицах:

Ниже приведен расчет сечения проводов для переносок и удлинителей.

Токовая нагрузка на электрокабель при открытой и закрытой прокладке различается. Но они считаются одинаковыми, если провод укладывается в земле в широком лотке. Это позволяет кабелю отдавать тепло окружающему воздуху и меньше нагреваться.

Расчет сечения для медных и алюминиевых жил, в зависимости от способа укладки кабеля, приведен в таблице.

Аналогичные таблицы применяются при расчете электропроводки и в промышленности. Бытовые кабели обычно устроены гораздо проще, поэтому и количество расчетных материалов для них довольно ограничено. Указанные в таблицах параметры не придуманы, а указаны в отраслевых стандартах, например в ГОСТ 31996-2012.

Расчет падения напряжения

От сечения электрокабеля зависит не только степень нагрева жилы, но и электрическое напряжение на дальнем конце провода. Бытовая техника рассчитана на определенные параметры электросети, а их постоянное несоответствие может привести к уменьшению срока эксплуатации оборудования.

При удлинении кабеля происходит падение напряжения. Этот эффект можно уменьшить, увеличив сечение проводки. Критическим считается понижение напряжение на конце провода на 5%, по сравнению с его значением у источника тока.

Рассчитать данный показатель можно по известной формуле:

Uпад = I*2*(ρ*L)/S,

где:

• ρ – удельное сопротивление металла, Ом*мм2/м;
• L – длина кабеля, м;
• S – сечение проводника в мм2;
• Uпад – напряжение падения, Вольт;
• I – ток, протекающий по проводнику.

Если рассчитанное падение напряжения более 5% от номинального, то требуется использовать кабель с большим поперечным сечением. Это обеспечит стабильную работу техники.

Особенно чувствительны к значению напряжения отопительные котлы, стиральные машинки и прочие устройства с множеством реле и датчиков. Данную особенность нужно учитывать и при использовании переносок.

Нормативно-правовые ограничения

Коммунальные предприятия, обеспечивающие население электроэнергией, вправе вводить ограничения на максимальную суммарную мощность приборов в квартире. Достигаться это может установкой электросчетчиков с определенной пропускной способностью.

На прибор ставятся автоматические одноразовые или многоразовые предохранители, которые срабатывают при превышении порогового значения тока.

Если убрать со счетчика пробки и подключить его к квартирной проводке напрямую, то он гарантировано сгорит при длительном нарушении режима работы. Большинство советских счетчиков, установленных в квартирах, выдерживают пиковую нагрузку в 25 А до 1 минуты.

После этого они сгорают, что чревато оплатой установки нового прибора и штрафом за нарушение правил эксплуатации.

Не выдержать высоких нагрузок способна и проводка в подъезде, перегорание которой может обесточить сразу несколько квартир. Поэтому при подключении квартиры к внутридомовой сети кабелем 2,5 мм не стоит рассчитывать, что более толстый внутриквартирный провод будет способен выдержать высокие нагрузки.

Особенно важно учитывать фактор нормативных ограничений на этапе планирования монтажа электрического отопления, теплых полов, инфракрасных саун и прочего энергоемкого оборудования.

Предварительно нужно проконсультировать о возможностях электрооборудования, установленного перед квартирой, в соответствующих коммунальных службах.

Если вы решили рассчитать параметры электропроводки самостоятельно, то вам будет полезно разобраться в таких понятиях как: сила тока, мощность и напряжение. Подробнее в статье – Как рассчитать мощность, силу тока и напряжение: принципы и примеры расчета для бытовых условий

Выводы и полезное видео по теме

Видеоролики содержат практические советы электриков по выбору и покупке домашней проводки. Они помогут приобрести соответствующее кабелю оборудование, которое точно предохранит жилье от возможных проблем с перегрузками в сети.

Выбор сечения кабеля в магазине:

Соответствие сечения кабеля и параметрам автомата-предохранителя:

Выбор сечения кабеля и автомата:

Ошибки при выборе электрокабеля:

Основными факторами при выборе кабеля для домашней проводки являются мощность бытовой техники и ограничения электросетей, обеспечивающих подведение электрической энергии к квартире.

Правильно подобрав сечение провода, можно включать в сеть все необходимые электроприборы. Это избавляет от неудобств при эксплуатации техники и позволяет предупредить возгорание проводки.

Есть, что дополнить, или возникли вопросы по расчету сечения проводки? Пожалуйста, оставляйте комментарии к публикации, участвуйте в обсуждениях материала. Форма для связи находится в нижнем блоке.

Источник: sovet-ingenera.com

РАСЧЕТ СЕЧЕНИЯ ПРОВОДА

Сечение провода S определяется его диаметром d следующим образом (здесь и далее я буду максимально упрощать формулы):
S=π*d²/4=3.14*d²/4=0.8*d².

Это может Вам пригодится, если вы уже имеете провод, причем без маркировки, которая указывает сразу сечение, например, ВВГ 2х1.5, эдесь 1,5 — сечение в мм², а 2 — количество жил.

Чем больше сечение, тем большую токовую нагрузку выдерживает провод. При одинаковых сечениях медного и алюминиевого проводов — медные могут выдержать больший ток, кроме того они менее ломкие, хуже окисляются, поэтому наиболее предпочтительны.

Очевидно, что при скрытой прокладке, а также провода, проложенные в гофрошланге, электромонтажном коробе из-за плохого теплообмена нагреваться будут сильнее, значит следует их сечение выбирать с определенным запасом, поэтому пришло время рассмотреть такую величину как плотность тока (обозначим ее Iρ).

Характеризуется она величиной тока в Амперах, протекающего через единицу сечения проводника, которую мы примем за 1мм². Поскольку эта величина относительная, то с ее использованием удобно производить расчет сечения по следующим формулам:

1. d=√1.27*I/Iρ=1.1*√I/Iρ — получаем значение диаметра провода,
2. S=0.8*d² — ранее полученная формула для расчета сечения,

Подставляем первую формулу во вторую, округляем все что можно, получаем очень простое соотношение:

S=I/Iρ

Остается определиться с величиной плотности тока Iρ), поскольку рабочий ток I) определяется мощностью нагрузки, формулу я приводил выше.

Допустимое значение плотности тока определяется множеством факторов, рассмотрение которых я опущу и приведу конечные результаты, причем с запасом:

Материал провода	Скрытая проводка	Открытая проводка
Медь	Iρ=6 А/мм2	Iρ=10 А/мм2
Алюминий	Iρ=4 А/мм2	Iρ=6 А/мм2

Пример расчета:

Имеем: суммарная мощность нагрузки в линии — 2,2 кВт, проводка открытая, провод — медный. Для расчета используем следующие единицы измерения: ток — Ампер, мощность — Ватт (1кВт=1000Вт), напряжение — Вольт.

S=I/Iρ=(2200/220)/10=1мм²

Если провести соответствующие расчеты для всего ряда сечений проводов, то можно получить соответствующую таблицу.

В начало

ТАБЛИЦА СЕЧЕНИЯ ПРОВОДОВ

Сразу предупреждаю, данные из различных источников могут отличаться. Это различие определяется величиной запаса по мощности. Приводя расчеты я этот запас взял по максимуму, памятуя, что лучше купить более мощные, соответственно более дорогие провода, нежели потом переделывать сгоревшую электропроводку.

Предлагаю Вашему вниманию обещанную в начале статьи таблицу:

Лишний раз настоятельно рекомендую использовать провода с медными жилами.

В начало

© 2012-2019 г. Все права защищены.

Все представленные на этом сайте материалы имеют исключительно информационный характер и не могут быть использованы в качестве руководящих и нормативных документов

Источник: eltechbook.ru