Соотношение тока и сечения. Расчет сечения кабелей и проводов по мощности и току

Большое значение в электротехнике имеет такая величина, как поперечное сечение провода и нагрузка. Без этого параметра невозможно проведение каких-либо расчетов, особенно, связанных с прокладкой кабельных линий. Ускорить необходимые вычисления помогает таблица зависимости мощности от сечения провода, применяемая при проектировании электротехнического оборудования. Правильные расчеты обеспечивают нормальную работу приборов и установок, способствуют надежной и долговременной эксплуатации проводов и кабелей.

Правила расчетов площади сечения

На практике расчеты сечения любого провода не представляют какой-либо сложности. Достаточно всего лишь с помощью штангенциркуля, а затем полученное значение использовать в формуле: S = π (D/2)2, в которой S является площадью сечения, число π составляет 3,14, а D представляет собой измеренный диаметр жилы.

В настоящее время используются преимущественно медные провода. По сравнению с алюминиевыми, они более удобны в монтаже, долговечны, имеют значительно меньшую толщину, при одинаковой силе тока. Однако, при увеличении площади сечения стоимость медных проводов начинает возрастать, и все преимущества постепенно теряются. Поэтому при значении силы тока более 50-ти ампер практикуется применение кабелей с алюминиевыми жилами. Для измерения сечения проводов используются квадратные миллиметры. Наиболее распространенными показателями, применяемыми на практике, являются площади 0,75; 1,5; 2,5; 4,0 мм2.

Таблица сечения кабеля по диаметру жилы

Основным принципом расчетов служит достаточность площади сечения, для нормального протекания через него электрического тока. То есть, допустимый ток не должен нагревать проводник до температуры свыше 60 градусов. Падение напряжения не должно превышать допустимого значения. Этот принцип особенно актуален для ЛЭП большой протяженности и высокой силы тока. Обеспечение механической прочности и надежности провода осуществляется за счет оптимальной толщины провода и защитной изоляции.

Сечение провода по току и мощности

Прежде чем рассматривать соотношение сечения и мощности, следует остановиться на показателе, известном, как максимальная рабочая температура. Данный параметр обязательно учитывается при выборе толщины кабеля. Если этот показатель превышает свое допустимое значение, то из-за сильного нагрева металл жилы и изоляция расплавятся и разрушатся. Таким образом, происходит ограничение рабочего тока для конкретного провода его максимальной рабочей температурой. Важным фактором является время, в течение которого кабель сможет функционировать в подобных условиях.

Основное влияние на устойчивую и долговечную работу провода оказывает потребляемая мощность и . Для быстроты и удобства расчетов были разработаны специальные таблицы, позволяющие подобрать необходимое сечение в соответствии с предполагаемыми условиями эксплуатации. Например, при мощности 5 кВт и силе тока в 27,3 А, площадь сечения проводника составит 4.0 мм2. Точно так же подбирается сечение кабелей и проводов при наличии других показателей.

Необходимо учитывать и влияние окружающей среды. При температуре воздуха, на 20 градусов превышающей нормативную, рекомендуется выбор большего сечения, следующего по порядку. То же самое касается наличия нескольких кабелей, содержащихся в одном жгуте или значения рабочего тока, приближающегося к максимальному. В конечном итоге, таблица зависимости мощности от сечения провода позволит выбрать подходящие параметры на случай возможного увеличения нагрузки в перспективе, а также при наличии больших пусковых токов и существенных перепадов температур.

Формулы для расчета сечения кабеля

Вид электрического тока

Вид тока зависит от системы электроснабжения и подключаемого оборудования.

Выберите вид тока : Выбрать Переменный ток Постоянный ток

Материал проводников кабеля

Материал проводников определяет технико-экономические показатели кабельной линии.

Выберите материал проводников:

Выбрать Медь (Cu) Алюминий (Al)

Суммарная мощность подключаемой нагрузки

Мощность нагрузки для кабеля определяется как сумма потребляемых мощностей всех электроприборов, подключаемых к этому кабелю.

Введите мощность нагрузки: кВт

Номинальное напряжение

Введите напряжение: В

Только для переменного тока

Система электроснабжения: Выбрать Однофазная Трехфазная

Коэффициент мощности cosφ определяет отношение активной энергии к полной. Для мощных потребителей значение указано в паспорте устройства. Для бытовых потребителей cosφ принимают равным 1.

Коэффициент мощности cosφ:

Способ прокладки кабеля

Способ прокладки определяет условия теплоотвода и влияет на максимальную допустимую нагрузку на кабель.

Выберите способ прокладки:

Выбрать Открытая проводка Скрытая проводка

Количество нагруженных проводов в пучке

Для постоянного тока нагруженными считаются все провода, для переменного однофазного - фазный и нулевой, для переменного трехфазного - только фазные.

Выберите количество проводов:

Выбрать Два провода в раздельной изоляции Три провода в раздельной изоляции Четыре провода в раздельной изоляции Два провода в общей изоляции Три провода в общей изоляции

Минимальное сечение кабеля: 0

Кабель с рассчитанным сечением не будет перегреваться при заданной нагрузке. Для окончательного выбора сечения кабеля необходимо проверить падение напряжения на токонесущих жилах кабельной линии.

Длина кабеля

Введите длину кабеля: м

Допустимое падение напряжения на нагрузке

Введите допустимое падение: %

Минимальное сечение кабеля с учетом длины: 0

Рассчитанное значение сечения кабеля является ориентировочным и не может использоваться в проектах систем электроснабжения без профессиональной оценки и обоснования в соответствии с нормативными документами!

Таблица сечения кабеля по мощности и току

Для чего нужен расчет сечения?

Электрические кабели и провода – основа энергетической системы, если они подобраны неправильно, это сулит множество неприятностей. Делая ремонт в доме или квартире, а особенно при возведении новой конструкции, уделите должное внимание схеме проводки и выбору корректного сечения кабеля для питания мощности, которая в процессе эксплуатации может возрастать.

Специалисты нашей компании при монтаже стабилизаторов напряжения и систем резервного электропитания сталкиваются с халатным отношением электриков и строителей к организации проводки в частных домах, в квартирах и на промышленных объектах. Плохая проводка может быть не только в тех помещениях, где длительное время не было капитального ремонта, а также когда дом проектировался одним владельцем под однофазную сеть, а новый владелец решил «завести» трехфазную сеть, но уже не имел возможности подключить нагрузку равномерно к каждой из фаз. Нередко провод сомнительного качества и недостаточного сечения встречается в тех случаях, когда строительный подрядчик решил сэкономить на стоимости провода, а также возможны любые другие ситуации, когда рекомендуется делать энергоаудит.

Современный набор бытовых приборов требует индивидуального подхода для расчета сечения кабеля, поэтому нашими инженерами был разработан этот онлайн калькулятор по расчету сечения кабеля по мощности и току. Проектируя свой дом или выбирая стабилизатор напряжения, вы всегда можете проверить, какое сечение кабеля требуется для этой задачи. Все что от вас требуется, это внести корректные значения соответствующие вашей ситуации.

Обращаем ваше внимание, что недостаточное сечение кабеля ведет к перегреванию провода, тем самым существенно повышая возможность возникновения короткого замыкания в электрической сети, выходу из строя подключенного оборудования и возникновению пожара. Качество силовых кабелей и корректность выбора их сечения гарантирует долгие годы службы и безопасность эксплуатации.

Расчет сечения кабеля для постоянного тока

Данный калькулятор хорош также тем, что позволяет корректно рассчитать сечение кабеля для сетей постоянного тока. Это особенно актуально для систем резервного питания на основе мощных инверторов, где применяются аккумуляторы большой емкости, а разрядный постоянный ток может достигать 150 Ампер и более. В таких ситуациях учитывать сечение провода для постоянного тока крайне важно, поскольку при заряде аккумуляторов важна высокая точность напряжения, а при недостаточном сечении кабеля могут возникать ощутимые потери и, соответственно, аккумулятор будет получать недостаточный уровень напряжения заряда постоянного тока. Подобная ситуация может послужить ощутимым фактором сокращения срока службы батареи.

Расчет сечения провода является очень важной составляющей качественной и надежной электропроводки. Ведь в эти расчеты закладываются потребляемая мощность электро оборудования и длительно допустимые токи, которые способен выдержать провод в нормальном рабочем режиме. К тому же все мы хотим иметь гарантию и быть уверенными в электро и пожаробезопасности электропроводки, поэтому расчет сечения провода является таким важным.

Давайте посмотрим, к чему же может привести неправильный выбор сечения провода.

В большинстве случаев электрики работающие сейчас на рынке в данной сфере услуг не утруждают себя выполнением вообще каких либо расчетов, а просто завышают или занижают сечение провода. Связано это как правило с тем, что они по прошествии длительного времени после окончания учебных заведений не помнят как это делается, так как полученные знания вовремя не закреплялись на практике. В большинстве своем этими знаниями обладает некоторая часть энергетиков и главных инженеров и то в силу того, что их знания изо дня в день эксплуатируются в данном направлении.

Если сечение провода меньше требуемого

Рассмотрим пример, если сечение провода занижено, то есть выбрано меньше потребляемой мощности.

Данный случай является самым опасным из всех рассмотренных, так как может привести к порче электрооборудования, пожару, поражению людей электрическим током, а нередко и летальному исходу. Почему так происходит, все очень просто. Допустим мы имеем электрический водонагреватель мощностью 3 кВт, а провод заложенный специалистом способен выдержать только 1,5 кВт. При включении водонагревателя провод будет очень сильно нагреваться, что со временем приведет к повреждению изоляции, а в дальнейшем и полному ее разрушению, произойдет короткое замыкание.

Если сечение провода больше требуемого

Теперь, рассмотрим пример с завышенным сечением провода, выбранным больше чем требуется для оборудования. Про запас в народе даже поговорки всякие разные есть, не лишний мол он. В разумных приделах он действительно не лишний, но обойдется гораздо дороже требуемого. На приведённый в примере выше водонагреватель мощностью 3 кВт, по расчету, нам требуется сечение провода 2,5 мм 2 , смотрим по таблице 1.3.4 приведенной в ПУЭ (правила устройства электроустановок). А в нашем случае допустим был использован провод 6 мм 2 , стоимость этого провода буде в 2,5 раза выше чем 2,5 мм 2 , допустим 2,5 стоит 28 рублей, а 6 стоит 70 рублей за метр. Потребуется нам допустим 20 метров, в первом случае мы потратим 560 рублей, а во втором 1400 рублей, разница в деньгах очевидна. А представьте, если вы сделайте сделайте завышенными проводами всю квартиру, сколько денег в этом случае вы выкинете на ветер. Отсюда вопрос, а нужен ли вам такой запас?

Подводя промежуточные итоги, мы узнали что неправильный расчет сечения проводов имеет очень неприятные, а в некоторых случаях серьезные последствия, поэтому подходить к выбору сечения проводов просто необходимо правильно, грамотно и серьезно.

Формула расчета сечения провода

I расч =P/U ном

где I расч – расчетный ток,

P – мощность оборудования,

U ном – номинальное напряжение =220 вольт

Для примера рассчитаем электрический водонагреватель 3 кВт.

3 кВт = 3000 Вт, I расч =3000/220=13,636363..., округлим I расч =14 А

Существуют так же различные поправочные коэффициенты, по условиям среды и прокладки провода, а так же коэффициент повторно кратковременного включения. В большей степени эти коэффициенты имеют вес в трехфазных сетях 380 вольт на производстве, где присутствуют большие пусковые токи. А в нашем случае мы имеем бытовые электроприборы рассчитанные на напряжение 220 вольт, поэтому рассчитывать мы его не будем, но обязательно учтем и определим его средним значением равным 5 А и добавим к расчетному току.

В итоге I расч =14 +5=19 А,

используемый провод медный трехжильный (фаза, ноль, земля), смотрим по таблице.

Таблица сечения медных проводов по длительно допустимому току (ПУЭ таблица 1.3.4)

Если, значение находиться в интервале между двумя токами различных сечений, в нашем случае 15 А и 21 А, всегда берем большее. Расчетное сечение провода необходимое для подключения водонагревателя мощностью 3 кВт 2,5 мм 2 .

Итак, на приведенном в примере водонагревателе мощностью 3 кВт, мы произвели расчет сечения проводов, выяснили почему нельзя занижать и завышать сечение проводов. Научились определять длительно допустимые токи, а так же правильно выбирать сечение провода.

Аналогично по формуле также можно выполнить , благодаря чему вы достигните оптимальной освещенности не напрягающей зрение и качественное распределение светового потока.

Выполнив расчет сечения провода своими руками вы сэкономите:

• На закупке проводов, стоимость провода увеличивается с сечением. Например, 1 метр негорючего провода марки довольно неплохо зарекомендовавшего себя в монтаже внутренней электропроводки сечением 1,5 квадрата стоит 15 рублей, а такой же провод сечением 2,5 квадрата стоит 23 рубля, разница в 8 рублей с одного метра, со 100 метров это уже 800 рублей.
• На закупке устройств защиты автоматические выключатели, УЗО. Чем больше ток срабатывания устройства, тем больше цена. Например однополюсный автоматический выключатель на 16 Ампер стоит 120 рублей, а на 25 Ампер уже 160 рублей, разница в 40 рублей. Средний силовой щиток набирает порядка 12 автоматических выключателей с каждого по 40 рублей получится 480 рублей. Разница стоимости УЗО буде еще больше, порядка 200-300 рублей.

Меньшее сечение медного провода позволяет пропускать большие токи и, соответственно, рассчитано на повышенную мощность или нагрузку.

Такая особенность обусловлена низкими показателями сопротивления, что делает возможным бытовое применение медной жилы при наличии напряжения не только 220 В, но и 380 Вольт.

Электрические кабельные изделия отличаются по типу изоляции, диаметру сечения и материалу токопроводящей жилы.

Такими параметрами определяется не только область использования, но и основные эксплуатационные условия.

Рабочий элемент любого медного кабельного изделия представлен токопроводящей жилой, изготовленной на основе электротехнической меди.

При этом, несколько заизолированных жил заключаются в одну общую оболочку. Наружное покрытие представлено так называемой «броней», или специальным защитным экраном.

Неоспоримые достоинства медных кабельных изделий представлены:

• высокой теплопроводностью;
• хорошими показателями токовой проводимости;
• пластичностью и гибкостью;
• устойчивостью к изломам на изгибах или при скручивании;
• простотой самостоятельного монтажа;
• продолжительностью эксплуатации;
• стабильностью к коррозийным изменениям;
• минимальным риском возгорания.

Медная жила

При выборе кабельного изделия следует обращать внимание на маркировку. Прокладка в тоннелях, на открытом воздухе и в земле, выполняется бронированным медным кабелем, имеющим долговечную двойную изоляцию. Пометка «нг-LS» указывает на высокие показатели пожарной безопасности изделия.

Следует отметить, что одножильные медные изделия чаще всего находят применение при монтаже стационарной проводки, а многожильный проводник востребован при необходимости использовать повышенную гибкость и эластичность, а также устойчивость к вибрациям.

Сечение медного провода маркируется первым числом, следующим за буквенным обозначением типа проводника.

Проводка с медными жилами используется при внутреннем и наружном монтаже в жилых помещениях и офисных зданиях, на промышленных и производственных комплексах, что обусловлено высокими техническими и качественными характеристиками.

Выбор сечения проводов

Медь - надежный материал, обладающий достаточной устойчивостью к сгибам, повышенным уровнем электрической проводимости, а также незначительной подверженностью коррозийным изменениям. Именно по этой причине, в условиях одинакового уровня , предусматривается меньшее сечение медной жилы по сравнению с алюминиевыми кабельными изделиями.

Приобретение электрического провода медного типа осуществляется с определенным запасом по сечению, снижающим риск перегрева в результате возрастания нагрузки при подключении новых энергозависимых приборов.

Кабель ВВГнг 4х4 0,66 кВ

Важно, чтобы сечение полностью соответствовало максимальным показателям нагрузки, а также токовой величине, на которую рассчитаны автоматические защитные устройства.

Токовая величина - один из основных показателей, влияющих на расчет площади проводного сечения в медных кабельных изделиях. Определенной площадью обуславливается пропускная возможность прохождения тока на протяжении длительного времени. Такой параметр носит название - длительно допустимая нагрузка. В этом случае сечение медной жилы является общей площадью среза центральной части, проводящей ток к потребителям.

Определяется основными размерами, замеряемыми при помощи штангенциркуля:

• для круга - S = πd 2 / 4;
• для квадрата - S = a 2 ;
• для прямоугольника - S = a × b;
• для треугольника - πr 2 / 3.

Силовой 16-жильный кабель

Стандартные расчетные обозначения: радиус (r), диаметр (d), ширина(b) и длина (а) сечения, а также π = 3,14. Как правило, стандартное сечение вводного кабеля составляет 4-6 мм 2 , проводки для подключения розеточной группы - 2,5 мм 2 , а площадь сечения для подсоединения системы основного освещения - порядка 1,5 мм 2 .

Прежде чем медной жилы, необходимо учесть конкретные эксплуатационные условия и предполагаемые показатели максимальной токовой нагрузки, которая будет протекать по электрической проводке продолжительное время.

Расчет сечения провода

Чтобы самостоятельно определиться с номинальной токовой величиной, нужно произвести расчет максимальной мощности всех подключаемых энергозависимых приборов.

При уже известных показателях потребляемой приборами мощности, вычисляется сила тока.

Стандартная формула расчетов в условиях однофазной сети на 220 В:

I = P × K и / U × cos φ

• Р - суммарные показатели мощности, потребляемые всеми подключенными электрическими приборами (Вт);
• U - показатели напряжения электросети (В);
• K и - коэффициент одновременности, равный 0,75;
• cos φ - показатель для подключаемых бытовых энергозависимых приборов.

Стандартная формула расчетов в условиях электрической сети на 380 В:

I = P / √3 × U × cos φ

После вычисления токовой величины можно легко определиться с сечением медного провода, используя с этой целью табличные данные.

Выбирать площадь кабельного сечения нужно с учетом токовой величины и показателей необходимой мощности, применяя таблицу и округляя полученные значения в большую сторону с добавлением 15-20% запаса.

Сечение медного провода по мощности: таблица

Табличные данные являются наиболее удобными в использовании и максимально точными, поэтому специалисты рекомендуют определять сечение медного кабельного изделия в соответствии с показателями мощности по таблице.

Как определить сечение для многожильного провода?

Многожильного типа медные провода - это проводники, сечение которых представлено несколькими жилами, которые в некоторых марках кабельного изделия переплетаются между собой. любого многожильного провода вычисляется по стандартной формуле S = π × d²/4.

При этом общая площадь поперечного сечения медного кабельного изделия, будет представлять собой сумму площади сечения всех его жилок.

Оценка нагрузочной способности многожильного провода может быть выполнена без замеров диаметра каждого отдельного проводника.

В этом случае нужно измерить общий диаметр кабельного многожильного изделия, а затем использовать в формуле стандартный повышающий коэффициент 0,91.

Диаметр медных жил можно измерить посредством штангенциркуля или микрометром.

Максимальная гибкость и высокий уровень эластичности отмечается в медных проводниках, жилы которого сплетены в плотную нить.

В результате применения специальных клемм, соединение многожильных проводников приобретает высокую надежность и меньшее токовое сопротивление, но в высокочастотных электрических цепях использование таких кабельных изделий ограничено.