Правильный выбор поперечного сечения проводника для подключения электрооборудования (с примерами)

image Упрощенная таблица для выбора сечения проводника по номинальной мощности

Таблица зависимости мощности от сечения провода была разработана специально для новичков в вопросах электротехнике. Вообще выбор сечения провода зависит не только от мощности подключаемых нагрузок, но и от массы других параметров.

Как правильно выбирать сечение провода

Почему нельзя пользоваться таблицами мощности

Прежде всего вы должны знать, что любая таблица зависимости сечения провода от мощности не может противоречить ПУЭ. Ведь именно на основании этого документа осуществляют свой выбор не только профессионалы, но и конструкторские бюро.

Поэтому все те таблицы и видео, которые вы во множестве можете найти в сети интернет, предлагающие осуществлять выбор именно по мощности, являются своеобразным усредненным вариантом.

Итак:

  • Практически любая таблица сечений проводов по мощности предлагает вам выбрать провод, исходя из активной мощности прибора или приборов. Но, те кто хорошо учился в школе должны помнить, что активная мощность — это лишь составная часть полной мощности, которая кроме того содержит реактивную мощность.

image Что такое cosα

  • Отличаются эти составные части на cosα. Для большинства электрических приборов этот показатель очень близок к единице, но для таких устройств как трансформаторы, стабилизаторы, разнообразная микропроцессорная техника и тому подобное он может доходить до 0,7 и меньше.
  • Но любая таблица сечения провода по мощности не точна не только из-за того, что не учитывает полную мощность. Есть и другие важные факторы. Так, согласно ПУЭ, выбор проводников напряжением до 1000В должен осуществляться только по нагреву. Согласно п.1.4.2 ПУЭ, выбор по токам короткого замыкания для таких проводов не является обязательным.
  • Для того, чтобы выбрать сечение провода по нагреву, следует учитывать следующие параметры: номинальный ток, протекающий через провод, вид провода – одно-, двух- или четырехжильный, способ прокладки провода, температура окружающей среды, количество прокладываемых проводов в пучке, материал изоляции провода и, конечно, материал провода. Не одна таблица нагрузочной способности проводов не способна совместить такое количество параметров.

Выбор сечения провода по номинальному току

Конечно, совместить все эти параметры в одной таблице сложно, а выбирать как-то надо. Поэтому, дабы вы могли произвести выбор своими руками и головой, мы предлагаем вам основные аспекты выбора в сокращенном варианте.

Мы отбросили все параметры выбора сечения для высоковольтных кабелей, малоиспользуемых проводов и оставили только самое важное.

Итак:

  • Так как в ПУЭ используется таблица выбора сечения провода по току, то нам необходимо узнать, какой ток будет протекать в проводе при определенных значениях мощности. Сделать это можно по формуле I=P /U× cosα, где I – наш номинальный ток, P – активная мощность, cosα – коэффициент полной мощности и U – номинальное напряжение нашей электросети (для однофазной сети оно равно 220В, для трехфазной сети оно равно 380В).

На фото представлена таблица выбора сечения провода из ПУЭ для алюминиевых проводников

  • Возникает закономерный вопрос, где взять показания cosα? Обычно он указан на всех электроприборах или его можно вывести, если указана полная и активная мощность. Если расчёт ведется для нескольких электроприборов, то обычно принимается средняя либо рассчитывается номинальный ток для каждого из них.

Обратите внимание! Если у вас не получается узнать cosα для каких-то приборов, то для них его можно принять равным единице. Это, конечно, повлияет на конечный результат, но дополнительный запас прочности для нашей проводки не повредит.

  • Зная нагрузки для каждой из планируемых групп нашей электросети, таблица зависимости сечения провода от тока, приведенная в ПУЭ, может быть использована нами. Только для правильного пользования следует остановиться еще на некоторых моментах.
  • Прежде всего следует определиться с проводом, который мы планируем использовать. Вернее, нам следует определиться с количеством жил. Кроме того, следует определиться со способом прокладки провода. Ведь при открытом способе прокладки провода интенсивность отвода тепла от него значительно выше, чем при прокладке в трубах или гофре. Это учитывается в таблицах ПУЭ.

Таблица выбора сечения провода для медных проводников

Обратите внимание! При выборе количества жил провода в расчет не принимаются нулевые и защитные жилы.

  • Кроме того, таблица сечения провода по току поможет вам определиться с выбором материала для проводки. Ведь, исходя из получающихся результатов, вы можете оценить какой материал вам лучше принять.

Обратите внимание! Производя выбор сечения провода, всегда выбирайте ближайшее большее значение сечения. Кроме того, если вы собираетесь монтировать новую проводку к старой, то учитывайте, что, согласно п.3.239 СНиП 3.05.06 – 85, старые клеммные колодки не позволят использовать провод сечением больше 4 мм2.

Дополнительные аспекты выбора сечения провода

Но когда рассматривается таблица зависимости тока от сечения провода, нельзя забывать и об условиях, в которых проложен провод. Поэтому если у вас имеют место быть условия не благоприятные по условиям нагрева провода, то стоит обратить внимание на дополнительные аспекты.

Таблица поправочных температурных коэффициентов

  • Прежде всего, это температура окружающей среды. Если она будет отличаться от среднестатистических +15⁰С, исходя из которых выполнен расчет в таблицах ПУЭ, то вам следует внести поправочные коэффициенты. Сводную таблицу этих коэффициентов вы найдете ниже.
  • Также таблица нагрузки и сечения проводов по п.1.3.10 ПУЭ требует введение поправочных коэффициентов при совместной прокладке нагруженных проводов в трубах, лотках или просто пучками. Так, для 5-6 проводов, проложенных совместно, этот коэффициент составляет 0,68. Для 7-9 он будет 0,63, и для большего количества он равен 0,6.

Вывод

Надеемся, наша таблица нагрузки медных и алюминиевых проводов поможет вам определиться с выбором. А предложенная нами методика позволит даже не профессионалу сделать правильный выбор.

Ведь цена ошибки может быть очень велика. Чего стоит только статистика пожаров, случившихся из-за короткого замыкания. А причина в большинстве случаев — не отвечающая нормам по нагреву проводка.

При проектировании электрических комплексов, в том числе систем безопасности, важно выполнить правильный расчет сечения кабеля. По его результатам удастся выбрать подходящий проводник для питания оборудования или передачи сигналов между устройствами. От этого параметра зависит эффективность и долговечность работы целого комплекса. Использование кабелей со слишком толстой токопроводящей жилой – лишние затраты. Применение проводников с недостаточным или предельно малым сечением может привести к перегреву трассы и, как следствие, к пожару.

Приступая к расчету параметров кабеля важно учитывать следующие моменты:

  • при испытании проводом максимальной нагрузки нагрев его жил должен оставаться в допустимых пределах – не превышать 60 градусов Цельсия;
  • длинные электрические трассы (100 м и более), а также линии, пропускающие высокие значения токов, должны иметь достаточное сечение для сохранения допустимых пределов в случае падения напряжения;
  • кабель должен иметь такую защитную изоляцию и толщину, чтобы они обеспечивали необходимую механическую прочность линии – от этого зависит ее долговечность.

Если планируется прокладка кабельной трассы в пожароопасных помещениях или местах с высокими температурными перепадами, рекомендуется выбирать провода с несколько большим сечением жилы, чем показано в таблицах.

Калькулятор расчета сечения кабеля

Для удобства пользователей разработан онлайн-калькулятор сечения кабеля.

Расчет максимальной длины кабельной линии
 Uбп, В  Uобр, В Ток потр., А Тип кабеля S, мм2 Длина, м
1 удалить
 Uбп, В  Uобр, В Ток потр., А Тип кабеля S, мм2 Длина, м
1 удалить
 Uбп, В  Uобр, В Ток потр., А Тип кабеля S, мм2 Длина, м
1 удалить
 Uбп, В  Uобр, В Ток потр., А Тип кабеля S, мм2 Длина, м
1 удалить
добавить

Примечания: U – напряжение питания видеокамеры, P – мощность потребляемая видеокамерой, Uбп – напряжение блока питания, Uобр – минимальное напряжение при котором работает видеокамера, S – сечение кабеля, Lмакс – максимальная длина кабельной линии

С помощью сервиса автоматически рассчитывается ток устройства или группы устройств при заданном значении напряжения питания и мощности, которую потребляет прибор. Зная эти данные, можно быстро подобрать проводники с подходящей толщиной жилы с помощью таблиц или формул.

Параллельно с этим калькулятор определяет максимальную длину линии при заданных значениях, что удобно для проектов, которые предполагают прокладку трасс большой протяженности.

Примеры

Онлайн-калькулятор способен упростить процедуру вычисления сечений кабелей для подключения к электрической сети всевозможных устройств. Рассмотрим два примера с участием медного и алюминиевого провода.

Пример 1. Необходимо запитать электроустановку мощностью 5,3 кВт медным проводом, проложенным в гофрированной трубе.

Для этого в первую очередь следует вычислить ток потребления электроустановки. Сделать это можно с помощью простой формулы или онлайн-калькулятора.

Значение напряжения известно – U = 220 В, мощность задана условием – P = 5,3 кВт.

Если ввести эти данные в онлайн-калькулятор, система выдаст значение потребляемого тока – 24 А. То же самое можно рассчитать с помощью формулы:.

Теперь можно узнать сечение кабеля, используя таблицу значений для медных жил. Величина составит 2,5 мм 2. Однако здесь стоит внести ясность: 24 А – практически критическое значение тока для такого сечения, а это значит, что при подобных условиях провод будет работать на пределе. Чтобы избежать перегрева жилы, разрушения оплетки и обеспечить надежность проводки, стоит выбрать кабель сечением 4 мм 2.

Пример 2. Электроустановку мощностью 4,8 кВт необходимо подключить к электрической сети 220 В с помощью алюминиевого провода, проложенного в кабель-канале.

Аналогично предыдущему примеру следует рассчитать ток, который потребляет электроустановка. Для этого известны значения мощности прибора – 4,8 кВт и напряжения электрической сети – 220 В.

С помощью онлайн-калькулятора расчета тока потребления электроприбора получаем значение 22 А. Этот же результат можно определить по формуле:

Зная значение тока потребления электроустановки, с помощью таблицы узнаем необходимое сечение алюминиевого провода – 4 мм 2.

Выбор по таблице ПУЭ

В электромонтажных работах обычно отдается предпочтение применению медных проводников, поскольку при том же значении тока они более тонкие, долговечные и удобные в прокладке, чем алюминиевые аналоги. Но чем больше сечение, тем выше цена такого кабеля, поэтому в какой-то момент его использование становится нецелесообразным. Когда ток превышает 50 А, обычно задействуется алюминий.

Сама таблица расчета сечения кабеля по ПУЭ позволяет подобрать провод с подходящей токопроводящей жилой на основании данных тока и мощности прибора. При этом используются суммарные значения всех устройств, которые будут питаться от одного источника.

В воздухе (лотки, короба,пустоты,каналы) Сечение,кв.мм В земле
Медные жилы Алюминиевые жилы Медные жилы Алюминиевые жилы
Ток. А Мощность, кВт Тон. А Мощность, кВт Ток, А Мощность, кВт Ток. А Мощность,кВт
220 (В) 380 (В) 220(В) 380 (В) 220(В) 380 (В) 220(В)
19 4.1 17.5 1,5 77 5.9 17.7
35 5.5 16.4 19 4.1 17.5 7,5 38 8.3 75 79 6.3
35 7.7 73 77 5.9 17.7 4 49 10.7 33.S 38 8.4
*2 9.7 77.6 37 7 71 6 60 13.3 39.5 46 10.1
55 17.1 36.7 47 9.7 77.6 10 90 19.8 S9.7 70 15.4
75 16.5 49.3 60 13.7 39.5 16 115 753 75.7 90 19,8
95 70,9 67.5 75 16.5 49.3 75 150 33 98.7 115 75.3
170 76.4 78.9 90 19.8 59.7 35 180 39.6 118.5 140 30.8
145 31.9 95.4 110 74.7 77.4 50 775 493 148 175 38.5
ISO 39.6 118.4 140 30.8 97.1 70 775 60.5 181 710 46.7
770 48.4 144.8 170 37.4 111.9 95 310 77.6 717.7 755 56.1
760 57,7 171.1 700 44 131,6 170 385 84.7 753.4 795 6S
305 67.1 700.7 735 51.7 154.6 150 435 95.7 786.3 335 73.7
350 77 730.3 770 59.4 177.7 185 500 110 379 385 84.7

Пользоваться таблицей легко. Например, для подключения к сети 220 В электрических приборов суммарной мощностью 8,7 кВт потребуется проводник с медными жилами сечением 6 мм 2 при условии его воздушной прокладки. Если же планируется использовать алюминиевую кабельную линию при аналогичных условиях, ее сечение должно составлять 10 мм 2.

Осуществляя выбор сечения жилы электрического кабеля для подключения электроустановок по готовым трафаретам, важно учитывать, что практически во всех таблицах значения параметров приведены с учетом температуры окружающей среды не выше +30 градусов Цельсия. Если линия будет проложена в условиях более высокой температуры, рекомендуется выбирать следующее по величине сечение. Это же правило действует в том случае, если электрический провод будет располагаться в одном пучке с другими кабелями.

Формула расчета

Инженерная формула расчета для выбора сечения кабеля позволяет определить нужное значение более точно, чем с помощью готовой таблицы. Выполнять вычисления целесообразно, когда в таблицах отсутствуют нужные данные, или речь идет о спорных ситуациях. Например, затруднительно выполнить прокладку более толстого проводника, а меньшее сечение предполагает работу в тяжелом тепловом режиме. В этом случае рекомендуется подстраховаться и убедиться, что меньшего сечения будет достаточно для безопасной эксплуатации кабеля в конкретных условиях.

При расчете подходящего сечения необходимо учитывать металл, из которого изготовлены жилы кабеля. Допустимая токовая нагрузка на медь составляет 10 А на 1 мм 2, алюминий – 8 А на 1 мм2. Эти цифры актуальны при условии прокладки линии открытым способом. Если предполагается скрытая проводка, к указанным значениям применяется поправочный коэффициент 0,8.

Существует несколько формул, по которым можно вычислить сечение кабеля, зная те или иные параметры. Вот основная из них:

S – площадь сечения;

ρ – удельное сопротивление металла, из которого выполнены жилы;

Uнач – напряжение источника питания;

Uкон – напряжение, при котором работает прибор;

I – ток нагрузки;

L – длина линии.

Удельное сопротивление – величина постоянная и определяется по таблице для нужного металла. В частности, для меди это значение равно 0,0175 Ом×мм 2/м, для алюминия – 0,028 Ом×мм2/м.

Пример 1. Необходимо рассчитать сечение медной проводки для запитывания помещения с электроустановками общей мощностью 6,3 кВт. Предполагаемая длина линии – 70 м. Электроустановки способны работать при минимальном напряжении 207 В.

В первую очередь следует вычислить нагрузку на токопроводящую жилу по формуле:

I – ток нагрузки;

P – мощность электроприборов;

U – напряжение сети.

С учетом имеющихся данных:

Теперь известны все значения для вычисления сечения медного кабеля.

Таким образом, для запитывания электроустановок с общей нагрузкой 28,64 А понадобится медный провод сечением не менее 5,4 мм 2.

Пример 2. Вычислить сечение алюминиевого провода для запитывания электрического оборудования с общей нагрузкой 12 А. Минимальное рабочее напряжение 207 В. Длина линии – 35 м.

Все данные для расчета площади сечения провода известны:

Из результатов вычислений ясно, что при заданных условиях площадь сечения алюминиевого кабеля должна быть не менее 1,8 мм 2.

Иногда так случается, что провод был куплен заранее, но к моменту его прокладки состав электроустановок несколько раз менялся. В этом случае рекомендуется убедиться, что сечения достаточно для безопасной работы электрической линии. Когда кабель есть на руках, сделать это несложно, ведь существуют специальные формулы.

Формула для расчета площади сечения жил провода:

D – диаметр жилы.

На оплетке кабеля обычно нанесена его маркировка, например, ШВВП 2×2,5, где 2,5 – диаметр жилы в миллиметрах. Но иногда производители завышают этот показатель, а по факту жилу делают тоньше, поэтому лучше измерить этот параметр с помощью штангенциркуля. Если такого инструмента нет, придется прибегнуть к более сложному методу. Жилу необходимо извлечь из оплетки и плотно намотать на любой предмет цилиндрической формы, например, на шариковую ручку или отвертку. 15–20 витков достаточно. Затем следует измерить ширину обмотки линейкой и разделить полученное значение на количество витков. Чем их больше, тем точнее результат.

Когда диаметр жилы известен, например, 2,5 мм, можно вычислить площадь сечения:

Зная сечение жилы, по таблице легко определить, на какую мощность и ток рассчитан конкретный медный или алюминиевый провод.

Эмпирическое правило расчета площади сечения кабеля

На практике часто применяются не только справочные данные, но и правила, выведенные опытным путем. Так, выяснить нужную площадь сечения медного кабеля можно, разделив значение максимального тока на 10. Округлять полученные данные всегда необходимо в большую сторону.

Например, если максимальная нагрузка на токопроводящую жилу составляет 35 А, потребуется кабель сечением 3,5 мм 2. Если округлить это значение до ближайшего большего в таблице, получится 4 мм 2.

Однако это правило можно применять только в том случае, если величина тока не превышает 40 А. Для нагрузки до 80 А значение необходимо делить на 8.

Что касается алюминиевых проводов, по сравнению с медью они хуже проводят ток. Для нагрузки до 32 А алюминиевые проводники отстают от медных на 20%, для нагрузки до 80 А – на 30%. Поэтому максимальный ток алюминиевого кабеля можно рассчитать как площадь сечения, умноженная на 6.

Площадь сечения электрического провода можно вычислить несколькими способами с помощью утвержденных таблиц и формул. Последние позволяют получить более точные данные. Для удобства разработан онлайн-калькулятор, который дает возможность быстро узнать ток потребления электроустановок на основании значения их мощности. Правильный расчет сечения кабеля – залог надежности электропроводки и общей пожарной безопасности.

Вернутся в раздел    Электропроводка

Электропроводки и кабельные линии

7.1.32. Внутренние электропроводки должны выполняться с учетом следующего:

  1. Электроустановки разных организаций, обособленных в административно-хозяйственном отношении, расположенные в одном здании, могут быть присоединены ответвлениями к общей питающей линии или питаться отдельными линиями от ВРУ или ГРЩ.
  2. К одной линии разрешается присоединять несколько стояков. На ответвлениях к каждому стояку, питающему квартиры жилых домов, имеющих более 5 этажей, следует устанавливать аппарат управления, совмещенный с аппаратом защиты.
  3. В жилых зданиях светильники лестничных клеток, вестибюлей, холлов, поэтажных коридоров и других внутридомовых помещений вне квартир должны питаться по самостоятельным линиям от ВРУ или отдельных групповых щитков, питаемых от ВРУ. Присоединение этих светильников к этажным и квартирным щиткам не допускается.
  4. Для лестничных клеток и коридоров, имеющих естественное освещение, рекомендуется предусматривать автоматическое управление электрическим освещением в зависимости от освещенности, создаваемой естественным светом.
  5. Питание электроустановок нежилого фонда рекомендуется выполнять отдельными линиями.

7.1.33. Питающие сети от подстанций до ВУ, ВРУ, ГРЩ должны быть защищены от токов КЗ.

7.1.34. В зданиях следует применять кабели и провода с медными жилами*.

Питающие и распределительные сети, как правило, должны выполняться кабелями и проводами с алюминиевыми жилами, если их расчетное сечение равно 16 мм2 и более.

Питание отдельных электроприемников, относящихся к инженерному оборудованию зданий (насосы, вентиляторы, калориферы, установки кондиционирования воздуха и т.п.), может выполняться проводами или кабелем с алюминиевыми жилами сечением не менее 2,5 мм2.

В музеях, картинных галереях, выставочных помещениях разрешается использование осветительных шинопроводов со степенью защиты IР20, у которых ответвительные устройства к светильникам имеют разъемные контактные соединения, находящиеся внутри короба шинопровода в момент коммутации, и шинопроводов со степенью защиты IР44, у которых ответвления к светильникам выполняются с помощью штепсельных разъемов, обеспечивающих разрыв цепи ответвления до момента извлечения вилки из розетки.

В указанных помещениях осветительные шинопроводы должны питаться от распределительных пунктов самостоятельными линиями.

В жилых зданиях сечения медных проводников должны соответствовать расчетным значениям, но быть не менее указанных в таблице 7.1.1.

_____________

*До 2001 г. по имеющемуся заделу строительства допускается использование проводов и кабелей с алюминиевыми жилами.

7.1.35. В жилых зданиях прокладка вертикальных участков распределительной сети внутри квартир не допускается.

Запрещается прокладка от этажного щитка в общей трубе, общем коробе или канале проводов и кабелей, питающих линии разных квартир.

Допускается не распространяющая горение прокладка в общей трубе, общем коробе или канале строительных конструкций, выполненных из негорючих материалов, проводов и кабелей питающих линий квартир вместе с проводами и кабелями групповых линий рабочего освещения лестничных клеток, поэтажных коридоров и других внутридомовых помещений.

Таблица 7.1.1. Наименьшие допустимые сечения кабелей и проводов электрических сетей в жилых зданиях

Наименование линий

Наименьшее сечение кабелей и проводов с медными жилами, мм2

Линии групповых сетей

1,5

Линии от этажных до квартирных щитков и к расчетному счетчику

2,5

Линии распределительной сети (стояки) для питания квартир

4

7.1.36. Во всех зданиях линии групповой сети, прокладываемые от групповых, этажных и квартирных щитков до светильников общего освещения, штепсельных розеток и стационарных электроприемников, должны выполняться трехпроводными (фазный — L, нулевой рабочий — N и нулевой защитный — РЕ проводники).

Не допускается объединение нулевых рабочих и нулевых защитных проводников различных групповых линий.

Нулевой рабочий и нулевой защитный проводники не допускается подключать на щитках под общий контактный зажим.

Сечения проводников должны отвечать требованиям п. 7.1.45.

7.1.37. Электропроводку в помещениях следует выполнять сменяемой: скрыто — в каналах строительных конструкций, замоноличенных трубах; открыто — в электротехнических плинтусах, коробах и т.п.

В технических этажах, подпольях, неотапливаемых подвалах, чердаках, вентиляционных камерах, сырых и особо сырых помещениях электропроводку рекомендуется выполнять открыто.

В зданиях со строительными конструкциями, выполненными из негорючих материалов, допускается несменяемая замоноличенная прокладка групповых сетей в бороздах стен, перегородок, перекрытий, под штукатуркой, в слое подготовки пола или в пустотах строительных конструкций, выполняемая кабелем или изолированными проводами в защитной оболочке. Применение несменяемой замоноличенной прокладки проводов в панелях стен, перегородок и перекрытий, выполненной при их изготовлении на заводах стройиндустрии или выполняемой в монтажных стыках панелей при монтаже зданий, не допускается.

7.1.38. Электрические сети, прокладываемые за непроходными подвесными потолками и в перегородках, рассматриваются как скрытые электропроводки и их следует выполнять: за потолками и в пустотах перегородок из горючих материалов в металлических трубах, обладающих локализационной способностью, и в закрытых коробах; за потолками и в перегородках из негорючих материалов* — в выполненных из негорючих материалов трубах и коробах, а также кабелями, не распространяющими горение. При этом должна быть обеспечена возможность замены проводов и кабелей.

____________

*Под подвесными потолками из негорючих материалов понимают такие потолки, которые выполнены из негорючих материалов, при этом другие строительные конструкции, расположенные над подвесными потолками, включая междуэтажные перекрытия, также выполнены из негорючих материалов.

7.1.39. В помещениях для приготовления и приема пищи, за исключением кухонь квартир, допускается открытая прокладка кабелей. Открытая прокладка проводов в этих помещениях не допускается.

В кухнях квартир могут применяться те же виды электропроводок, что и в жилых комнатах и коридорах.

7.1.40. В саунах, ванных комнатах, санузлах, душевых, как правило, должна применяться скрытая электропроводка. Допускается открытая прокладка кабелей.

В саунах, ванных комнатах, санузлах, душевых не допускается прокладка проводов с металлическими оболочками, в металлических трубах и металлических рукавах.

В саунах для зон 3 и 4 по ГОСТ Р 50571.12-96 «Электроустановки зданий. Часть 7. Требования к специальным электроустановкам. Раздел 703. Помещения, содержащие нагреватели для саун» должна использоваться электропроводка с допустимой температурой изоляции 170 °С.

7.1.41. Электропроводка на чердаках должна выполняться в соответствии с требованиями разд. 2.

7.1.42. Через подвалы и технические подполья секций здания допускается прокладка силовых кабелей напряжением до 1 кВ, питающих электроприемники других секций здания. Указанные кабели не рассматриваются как транзитные, прокладка транзитных кабелей через подвалы и технические подполья зданий запрещается.

7.1.43. Открытая прокладка транзитных кабелей и проводов через кладовые и складские помещения не допускается.

7.1.44. Линии, питающие холодильные установки предприятий торговли и общественного питания, должны быть проложены от ВРУ или ГРЩ этих предприятий.

7.1.45. Выбор сечения проводников следует проводить согласно требованиям соответствующих глав ПУЭ.

Однофазные двух- и трехпроводные линии, а также трехфазные четырех- и пятипроводные линии при питании однофазных нагрузок, должны иметь сечение нулевых рабочих (N) проводников, равное сечению фазных проводников.

Трехфазные четырех- и пятипроводные линии при питании трехфазных симметричных нагрузок должны иметь сечение нулевых рабочих (N) проводников, равное сечению фазных проводников, если фазные проводники имеют сечение до 16 мм2 по меди и 25 мм2 по алюминию, а при больших сечениях — не менее 50% сечения фазных проводников.

Сечение РЕN проводников должно быть не менее сечения N проводников и не менее 10 мм2 по меди и 16 мм2 по алюминию независимо от сечения фазных проводников.

Сечение РЕ проводников должно равняться сечению фазных при сечении последних до 16 мм2, 16 мм2 при сечении фазных проводников от 16 до 35 мм2 и 50% сечения фазных проводников при больших сечениях.

Сечение РЕ проводников, не входящих в состав кабеля, должно быть не менее 2,5 мм2 — при наличии механической защиты и 4 мм2 — при ее отсутствии.

Вернутся в раздел    Электропроводка

Довольно часто перед электриками встаёт вопрос выбора сечения кабеля или провода для подключения какого либо электрооборудования или целого объекта. Как правило, человек находит в интернете таблицу «сечение провода – допустимый ток» и выбирает исходя из неё.

К чему может привести такой выбор провода:

  1. В такого рода таблицах не учитывается длина кабеля, а точнее, его сопротивление, что может вызвать пониженное значение напряжения на конце линии, недостаточное для нормальной работы подключенного электрооборудования.
  2. В случае с оборудованием со значительными значениями пускового тока (например, асинхронные электродвигатели), оборудование не сможет войти в свой рабочий режим, так же, будет оказано влияние на других потребителей подключенных от данной линии.
  3. Экономическая необоснованность при выборе сечения проводника большего значения «с запасом».
  4. Нарушение правил устройства электроустановок (ПУЭ) и Правила технической эксплуатации электроустановок потребителей (ПТЭЭП).
  5. Нет возможности проверить правильность составления таблицы.

Основные этапы при определении сечений проводников

image

(Скачать блок-схему)

При выборе сечения кабелей и проводов необходимо исходить из условий:

  1. Определения расчётного тока (мощностей) для подключаемого электрооборудования.
  2. Допустимой потери напряжения (падение напряжения на подключаемом электрооборудовании). На данном этапе рассчитывается поперечное сечение проводников исходя из токовой нагрузки и протяженности линии. Например, для электродвигателей в момент подачи напряжения, допускается такое падение напряжения, которое обеспечивает необходимый пусковой момент, также не должна нарушаться работа других потребителей электроэнергии. Это определено нормами качества электрической энергии ГОСТ 13109-97, ПУЭ, а также в технической документации на конкретный тип оборудования.
  3. Нагревания проводников определённого типа (допустимому длительному току). Выбор сечений проводников по нагреву (Одноимённый параграф в ПУЭ). Величина тока в проводнике определённого сечения должна быть не больше определённого значения. Данный параметр зависит от выбранного типа изоляции кабеля и места его прокладки.
  4. Определения сечения проводников по экономической плотности тока (Одноимённый параграф в ПУЭ). Экономически обоснованное сечение проводника. (На практике применяется в основном для расчёта крупных объектов)
  5. Проверка надёжности действия токовой защиты при коротком замыкании для выбранного сечения и длины проводников (производится на этапе расчёта аппаратов защиты).

(Все ГОСТы, упомянутые в тексте на момент написания статьи 28.05.2018г – действующие)

Определение расчетных значений (мощностей) и токовых нагрузок электрооборудования

Задача расчёта мощностей нагрузок, не такая простая задача, как может показаться изначально. Например, определение мощности таких нагрузок как лампы накаливания, электроплиты не представляет каких либо затруднений, так как данный вид нагрузки потребляет определённую номинальную мощность, и данное значение может быть взято за расчетное.

Сложнее дело обстоит с электродвигателями, у которых значение потребляемой из сети мощности, напрямую зависит от механического момента вращения, соединенного с механизмом – металлообрабатывающий станок, вентилятор вентиляционной установки, циркуляционный насос и т. п.

Фактическая мощность, потребляемая в определённый момент времени электродвигателем, может значительно отличаться от указанной в паспортных данных номинальной мощности. Например, фактическая потребляемая мощность электродвигателя насоса может меняться в зависимости от: изменения состава перекачиваемой среды, давления в трубопроводе и т. п. Двигатель может оказаться как перегруженным, так и недогруженным.

Тем самым, расчёт мощности для определённой группы потребителей, ещё более усложняется.

Расчетную нагрузку для токоведущих жил необходимо принять наибольшую возможную нагрузку, как наиболее тяжелую для проводов и кабелей линии.

Под наибольшей нагрузкой следует понимать не кратковременный ее всплеск (скачок), а наибольшее усреднённое значение за получасовой период времени.

Расчетная нагрузка группы электрооборудования определяется по формуле:

image

Kс — коэффициент спроса для режима наибольшей нагрузки (мощности), учитывающий наибольшее возможное число подключенного электрооборудования группы. Для электродвигателей коэффициент спроса должен учитывать также значение параметра их загрузки;

Pу — номинальная электрическая мощность подключаемой группы электрооборудования, равная сумме всех номинальных мощностей подключаемого электрооборудования (кВт).

Значение расчетной мощности должно быть не менее номинальной потребляемой мощности, наибольшего из подключаемого электроприемника.

Коэффициент спроса для одного электроприемника (одиночная нагрузка), следует принимать равным единице.

Коэффициенты спроса для каждого типа электрооборудования свои, для их определения следует руководствоваться СП 31-110-2003.

Определение расчётного тока для трёхфазного электрооборудования 380 В

Для дальнейших расчётов сечения проводников по условию нагревания, а так же по условию допустимой потери напряжения, необходимо рассчитать величину расчетного тока линии. Для трехфазного электрооборудования величина расчетного тока (Ампер) определяется по формуле:

image P — Расчетная мощность всего подключаемого электрооборудования, кВт; Uн — номинальное напряжение питания, равное междуфазному значению (линейному) Вольт; cos ф— коэффициент мощности одиночного электрооборудования или среднее значение всего подключаемого оборудования.

Определение расчётного тока для однофазного электрооборудования 220 В

Величина расчетного тока (Ампер) для однофазного электроприемника или для группы приемников, подключенных к одной фазе сети трехфазного тока, определяется по формуле:

imageПример №1.

  • 10 асинхронных электродвигателей, суммарной номинальной мощностью Py1=18 кВт.
  • Освещение состоящие из ламп накаливания суммарной мощностью Py2=1,3 кВт.
  • Шесть бытовых штепсельных розеток (для подключения различной оргтехники); Pу3= 0,06 кВт

Согласно СП 31-110-2003 коэффициент спроса (Kс) для металлообрабатывающих и деревообрабатывающих станков в мастерских, принимается при числе работающих электроприемников до 3 Kс = 0,5.

Коэффициент спроса для расчета групповой сети рабочего освещения, распределительных и групповых сетей эвакуационного и аварийного освещения зданий следует принимать Kс = 1

Установленная мощность штепсельной розетки, принимаем за 0,06 кВт коэффициент Kс = 1.

При смешанном подключении общего рабочего освещения и розеточной сети, расчетную нагрузку следует сложить.

Определяем расчётную нагрузку электродвигателей:

image Освещения и розеток:

image Определяем расчётную нагрузку розеток:

image Суммарная расчётная нагрузка:

image Расчетный ток определяем по формуле (2):

Определение поперечного сечения проводов или кабелей по условию допустимой потери напряжения

Выбор поперечного сечения проводников в кабельной сети должен производиться по допускаемой потере напряжения, которая устанавливается с таким расчетом, чтобы отклонения напряжения для всего присоединенного к этой сети электрооборудования не выходили за пределы допустимого.

Номинальные напряжения на выходе систем электроснабжения (по ГОСТу 21128-83):

Согласно ГОСТу 13109-97:

  • Нормально допустимое значение установившегося отклонения напряжения — ±5.
  • Предельно допустимое значение установившегося отклонения напряжения — ±10.

Активное и индуктивное сопротивление линии

Активное сопротивление линии (Ом/км) равно:

При расчете электросетей по потере напряжения активное сопротивление проводов всегда должно учитываться. Напротив, индуктивным сопротивлением линии в ряде случаев, можно пренебречь.

  • для сети постоянного тока;
  • переменного тока при cosφ = 1
  • для сетей, выполненных кабелями или изолированными проводами, проложенными в трубах на роликах или изоляторах, если их сечении не превосходят величин, указанных в таблице ниже.

Формулы расчёта сечения проводников при заданной величине потери напряжения

Трёхфазная линия переменного тока:

Двухпроводная линия переменного или постоянного тока:

Где γ — удельная проводимость материала проводов, м/(Ом×мм2);

Uн — номинальное напряжение сети, кВ (для трехфазной сети Uн — междуфазное напряжение);

∆Uдоп — допустимая потеря напряжения в линии, сечение которой определяется, %.

F — сечение проводников, мм2;

∑P∙L=P1∙L1+P2∙L2+…— сумма произведений нагрузок, протекающих по участкам линии, на длину этих участков; нагрузки должны выражаться в киловаттах, длины в метрах;

∑Iа∙L= Iа1 ∙L1+ Iа2 ∙L2+…— сумма произведений проходящих по участкам активных составляющих токов на длины участков;

Токи должны выражаться в амперах, длины — в метрах.

Активные составляющие тока (А) определяются умножением величин токов на величины коэффициентов мощности Iа = I∙ cos ɸ.

Пример расчёта минимального сечения по допустимой потере напряжения (без учета индуктивного сопротивления)

Важно! Необходимо помнить, что в данном расчёте мы находим значение минимального сечения, по допустимой потере напряжения на нагрузке, также в обязательном порядке необходимо проводить проверку по допустимому длительному току (нагревание кабеля). Таблица в ПУЭ (глава 1.3)

Пример №2.

Определить необходимое сечение двухпроводной линии для прожекторов (на конце линии), с использованием ламп накаливания мощность по 900 Вт 3 штуки, общая длина линии 250 м, номинальное напряжение линии 220 В, допустимая потеря напряжения UДоп=5%, провода линии алюминиевые.

Определяем суммарную нагрузку:

Округляя до ближайшего (в большую сторону) стандартного сечения (выпускаемого промышленностью), выбираем сечение проводов линии.

Пример №3.

Определить сечение кабеля для подключения насоса (на конце линии), с использованием трёхфазного асинхронного двигателя механической мощностью на валу 5.5 кВт АИР100.

Помните ! Что на «шильдеке» двигателя указывается не электрическая мощность (потребляемая из сети) а механическая мощность на валу (ГОСТ Р 52776-2007).

cos ɸ = 0.89, КПД = 0.848, длина кабеля 130 м, номинальное напряжение линии 380 Вольт, допустимая потеря напряжения UДоп=5%, провода линии медные.

Таким образом, для дальнейших расчётов нам необходимо определить активную составляющую электрической мощности:

P2= 5.5/0.848 = 6.485 кВт.

Определяем расчётную нагрузку электродвигателя (коэффициент спроса для одиночной нагрузки Kс = 1):

Расчетный ток определяем по формуле (2):

Сумма произведений тока на длину линии: ∑I∙L= 11 ∙ 130 = 1430 A ∙ м. Подставляем значения в формулу (6) и определяем сечения проводов линии:

Округляя до ближайшего (в большую сторону) стандартного сечения (выпускаемого промышленностью), определяем сечение проводов линии 2.5 мм2.

И еще иногда необходимо узнать точное значение потери напряжения в Вольтах, для этого служит формула:

Давайте подставим значения из примера №3:

И наоборот, если необходимо узнать процент отклонения (например при практических замерах):

Определение поперечного сечения кабелей и проводов по условию допустимого нагревания (допустимый длительный ток)

Протекающий электрический ток в проводнике непременно вызывает его нагрев. Одновременно с этим, происходит охлаждение проводников путем отдачи тепла в окружающую среду. С течением времени, температура проводников достигает определенного значения, которое в дальнейшем остается неизменным.

Максимальная допустимая температура для проводов и кабелей определяется условиями применяемых материалов для изоляции проводников и сечением токоведущих жил.

Величина длительного воздействия тока в проводниках, должна быть ограничена для того чтобы температура проводников не выходила за пределы установленных в правилах устройства электроустановок (ПУЭ. Глава 1.3). В противном случае, повышенная температура кабелей и проводов может вызвать быстрый износ изоляции проводников, что в свою очередь, приведет к аварийным ситуациям.

Пример №4.

Определить допустимую длительную токовую нагрузку для трехжильного кабеля с медными жилами с резиновой изоляцией поперечным сечением 2,5 мм2 при прокладке в земле и в воздухе.

По значению (Таблица 1.3.6. ПУЭ), находим для трехжильного кабеля указанного сечения и применяемых изоляционных материалов, допустимые нагрузки при прокладке в земле — 25 Ампер и в воздухе— 38 Ампер

Как мы видим, значение допустимой токовой нагрузки на один и тот же тип кабеля, меняется в зависимости от условий прокладки (условий охлаждения проводников: лучше всего охлаждение кабеля происходит при прокладке в земле, хуже — при прокладке в воздухе).

На данном этапе мы проверяли сечение кабеля выбранного нами (в примере № 3) по допустимой потере напряжения на соответствие условиям нагревания.

Так же, выбранное нами сечение, соответствует требованиям механической прочности (ПУЭ 3.4.4. ГОСТ Р 50571.5.52-2011).

Также необходимо помнить, что всегда требуется проверка надежности действия токовой защиты при коротком замыкании в удаленных точках сети, при выбранном сечении и длине проводников (будет рассмотрено в следующих публикациях).

Заключение

В данном материале были описаны основные виды расчетов применяемых при выборе поперечных сечений проводников для кабелей и проводов по условию воздействия длительных токов (нагревания), по допустимой потере напряжения. Что является основными критериями в практических расчётах для большинства случаев.

Сечение проводов и кабелей для любого участка сети должно удовлетворять всем этим требованиям. Но во многих случаях решающее значение при выборе сечения имеет одно из упомянутых условий.

Так же хотелось отметить, что для некоторых условий (как правило, для крупных объектов), также необходимо учитывать следующие параметры:

  • Поправку на температуру окружающей среды.
  • Поправка на число кабелей, проложенных совместно.
  • Поправку на повторно-кратковременный и кратковременный режим работы.
  • Выбор сечения проводников по экономической плотности тока.

Как правило, сечение проводников в кабельной линии большой протяженностью и воздушные линии электропередач различного назначения, в первую очередь производится расчёт по допустимому падению напряжения. Расчет, но условиям воздействия длительного тока (нагревания) имеет в данном случае поверочный характер, так как поперечные сечения проводов, выбранные по допустимой потере напряжения, удовлетворяют условиям нагревания.

В связи с этим, поперечные сечения кабелей и изолированных проводов силовых сетей промышленных объектов с большой плотностью нагрузки при относительно малой протяженностью линий, определяется, прежде всего, по условиям нагревания (допустимым значением тока для определённого типа проводника). Сечения же протяженных и слабонагруженных линий, определяются допустимым значением потери напряжения и условием механической прочности. В данном случае расчёт допустимой потери напряжения носит поверочный характер.

Оцените статью
Рейтинг автора
4,8
Материал подготовил
Максим Коновалов
Наш эксперт
Написано статей
127
А как считаете Вы?
Напишите в комментариях, что вы думаете – согласны
ли со статьей или есть что добавить?
Добавить комментарий