Расчет сечения кабеля по мощности

С помощью нашего калькулятора вы можете выполнить расчет сечения кабеля по мощности (нагрузке) или току с учетом длины линии с минимальной погрешностью. В качестве основных показателей выступает материал проводника (медь, алюминий), напряжение (220 В / 380 В) и нагрузка/сила тока в цепи. Способ укладки кабеля влияет на сечение проводника – для закрытых кабелей требуется большее сечение, поскольку из-за ограниченного теплообмена металл нагревается сильнее. После проведения классического расчета по мощности/току, дополнительно проводится расчет по длине проводника – из получившейся пары значений выбирается наибольшее. Теоретическое обоснование расчета представлено ниже в виде формул и таблиц. Возможно вас заинтересует только калькулятор потерь напряжения.

Смежные нормативные документы:

ПУЭ-7 «Правила устройства электроустановок»
СП 76.13330.2016 «Электротехнические устройства»
ГОСТ Р 50571.5.52-2011/МЭК 60364-5-52:2009 «Электроустановки низковольтные. Выбор и монтаж электрооборудования»
ГОСТ 31946-2012 «Провода самонесущие изолированные и защищенные для воздушных линий электропередачи»
ГОСТ 31947-2012 «Провода и кабели для электрических установок на номинальное напряжение до 450/750 В»
ГОСТ 6323-79 «Провода с поливинилхлоридной изоляцией для электрических установок»
ГОСТ 31996-2012 «Кабели силовые с пластмассовой изоляцией на номинальное напряжение 0,66; 1 и 3 кВ»
ГОСТ 433-73 «Кабели силовые с резиновой изоляцией»

Как рассчитать сечение кабеля по мощности?

Первый шаг. Рассчитывается суммарная мощность всех электроприборов, которые могут быть подключены к сети:

Pсум = (P1 + P2 + .. + Pn) × Kс

P1, P2 .. – мощность электроприборов, Вт;
Kс – коэффициент спроса (вероятность одновременной работы всех приборов), по умолчанию равен 1.

Второй шаг. Затем определяется номинальная сила тока в цепи:

I = Pсум / (U × cos ϕ)

Pсум – суммарная мощность электроприборов;
U – напряжение в сети;
cos ϕ – коэффициент мощности (характеризует потери мощности), по умолчанию равен 0.92.

Третий шаг. На последнем этапе используются таблицы, согласно ПУЭ (Правила устройства электроустановок).

Таблица сечения медного кабеля по току по ПУЭ-7

Сечение проводника, мм2	Ток, А, для проводов, проложенных
	открыто	в одной трубе
	открыто	двух одножильных	трех одножильных	четырех одножильных	одного двухжильного	одного трехжильного
0.5	11	—	—	—	—	—
0.75	15	—	—	—	—	—
1	17	16	15	14	15	14
1.2	20	18	16	15	16	14.5
1.5	23	19	17	16	18	15
2	26	24	22	20	23	19
2.5	30	27	25	25	25	21
3	34	32	28	26	28	24
4	41	38	35	30	32	27
5	46	42	39	34	37	31
6	50	46	42	40	40	34
8	62	54	51	46	48	43
10	80	70	60	50	55	50
16	100	85	80	75	80	70
25	140	115	100	90	100	85
35	170	135	125	115	125	100
50	215	185	170	150	160	135
70	270	225	210	185	195	175
95	330	275	255	225	245	215
120	385	315	290	260	295	250
150	440	360	330	—	—	—
185	510	—	—	—	—	—
240	605	—	—	—	—	—
300	695	—	—	—	—	—
400	830	—	—	—	—	—

Таблица сечения алюминиевого кабеля по току по ПУЭ-7

Сечение проводника, мм2	Ток, А, для проводов, проложенных
	открыто	в одной трубе
	открыто	двух одножильных	трех одножильных	четырех одножильных	одногодвухжильного	одного трехжильного
2	21	19	18	15	17	14
2.5	24	20	19	19	19	16
3	27	24	22	21	22	18
4	32	28	28	23	25	21
5	36	32	30	27	28	24
6	39	36	32	30	31	26
8	46	43	40	37	38	32
10	60	50	47	39	42	38
16	75	60	60	55	60	55
25	105	85	80	70	75	65
35	130	100	95	85	95	75
50	165	140	130	120	125	105
70	210	175	165	140	150	135
95	255	215	200	175	190	165
120	295	245	220	200	230	190
150	340	275	255	—	—	—
185	390	—	—	—	—	—
240	465	—	—	—	—	—
300	535	—	—	—	—	—
400	645	—	—	—	—	—

В правилах устройства электроустановок 7-го издания нет таблиц сечения кабеля по мощности, имеются только данные по силе тока. Поэтому рассчитывая сечения по таблицам нагрузки в интернете, вы рискуете получить неверные результат.

Выбор сечения провода (кабеля) по мощности – таблица

Пример.

Возьмем однокомнатную квартиру. Какими электроприборами мы пользуемся? Ниже вы увидите таблицу, в которой указаны электроприборы и инструменты, используемые в быту:

Таблица 1.

Бытовой электроприбор	Мощность, Вт	Бытовой электроприбор	Мощность, Вт
Лампочка	15 – 250	Духовка	1000 – 3000
Принтер струйный	30 – 50	СВЧ печь	1500 – 3000
Весы	40 – 300	Пылесос	400 – 2000
Аудиосистема	50 – 250	Мясорубка	1500 – 2200
Компьютер	300 – 800	Тостер	500 – 1500
Принтер лазерный	200 – 500	Гриль	1200 – 2000
Копировальный аппарат	300 – 1000	Кофемолка	500 – 1500
Телевизор	100 – 400	Кофеварка	500 – 1500
Холодильник	150 – 2000	Посудомоечная машина	1000 – 2000
Стиральная машина	1000 – 3000	Утюг	1000 – 2000
Электрочайник	1000 –2000	Обогреватель	500 – 3000
Электроплита	1000 – 6000	Кондиционер	1000 – 3000

Подсчитаем общую потребляемую мощность электроприборов, используемых в однокомнатной квартире. Возьмем по минимуму:

Лампы энергосберегающие – 14 штук по 15 Вт;
Телевизор – 200 Вт;
Аудиосистема – 150 Вт;
Компьютер – 500 Вт;
Принтер лазерный – 300 Вт;
Холодильник – 500 Вт;
Стиральная машина – 2000 Вт;
Электрочайник – 2000 Вт;
Кофеварка – 1000 Вт;
СВЧ печь – 2000 Вт;
Пылесос – 1200 Вт;
Утюг – 1000 Вт;
Кондиционер – 2000 Вт.

Произведем подсчет:

14 × 15 = 210 Вт (лампы энергосберегающие);

210 + 200 + 150 + 500 + 300 + 500 + 2000 + 1000 + 2000 + 1200 + 1000 + 2000 = 11 060 Вт = 11,06 кВт

Мы подсчитали общую нагрузку, которую может потреблять квартира, но этого не будет никогда. Почему? Представьте себе, что вы включили одновременно все электроприборы. Может такое быть с вами? Конечно нет. Зачем вам включать, например, одновременно телевизор, аудиосистему, пылесос и кондиционер зимой или другое сочетание бытовых приборов. Конечно вы делать этого не будите.

К чему я это все пишу, а к тому, что существует так называемый коэффициент одновременности, который равен̴̴̴ ~ 0.75.

11,06 × 0,75 = 8,295 ~ 8,3 кВт. Такую максимальную нагрузку вы сможете подключить, имея электроприборы, перечисленные выше, короткое время. Это для информации.

Но для расчета сечения провода (кабеля), все-таки нужно брать общую нагрузку без коэффициента. Для данного примера 11, 06 ~ 11 кВт.

Данный подсчет мы сделали для вводного провода (кабеля), который будет питать всю квартиру напряжением 220 В.

Таблица выбора сечения жил провода (кабеля) по мощности и току

Таблица 2.

Как пользоваться таблицей? Смотрим в таблицу и выбираем «Медные жилы проводов и кабелей» > «Напряжение 220 В» > «Мощность, кВт», так как у нас общая мощность 11 кВт, выбираем всегда с запасом и получаем 15,4 что соответствует сечение 10 мм². Смотрите ниже:

Советую всегда брать сечение жилы (мм²) кабеля с запасом, потому что жилы кабеля не будут нагреваться при большой нагрузки и в будущем возможно вы увеличите свой арсенал бытовых электроприборов и инструментов не только в количестве, но и по мощности.

Глядя на эту таблицу также можно определить сечение медного проводника для напряжения 380 В, а также алюминиевого на 220 и 380 В.

380 В (3 фазы и нуль) применяется для подключения коттеджей и там, где без трехфазной системы нельзя обойтись, например, подключение 3-х фазных электродвигателей, калориферов, холодильных установок и другое.

Давайте посмотрим какое сечение проводника нужно для каждого в отдельности электроприбора на 220 В зная его мощность по паспорту:

Таблица 3.

Сечение медной жилы, мм²	Мощность электроприбора, Вт
0,35	100 – 500
0,5	700
0,75	900
1,0	1200
1,2	1500
1,5	1800 – 2000
2,0	2500
2,5	3000 – 3500
3,0	4000
3,5	4500 – 5000
5,0	6000

Ниже представлена таблица применения медных проводов (кабелей) по сечению:

Таблица 4.

Сечение медных жил, мм²	Предельно-допустимая нагрузка, А (ампер)	Номинальная сила тока автоматического выключателя, А	Максимальная нагрузка U = 220 В, кВт	Пример применения
1,5	19	10	4,1	Освещение
2,5	27	16	5,9	Розетки
4	38	25	8,3	Кондиционеры, водонагреватели
6	46	32	10,1	Электрические плиты, шкафы
10	70	50	15,4	Ввод в квартиру

Выбор сечения кабеля по силе тока

Первый шаг. Расчет проводится абсолютно аналогичным образом, то есть сначала рассчитывается суммарная мощность всех электроприборов, которые могут быть подключены к сети:

Pсум = (P1 + P2 + .. + Pn) × Kс

P1, P2 .. – мощность электроприборов, Вт;
Kс – коэффициент спроса (вероятность одновременной работы всех приборов), по умолчанию равен 1.

Второй шаг. Затем определяется номинальная сила тока в цепи:

I = Pсум / (U × cos ϕ)

Pсум – суммарная мощность электроприборов;
U – напряжение в сети;
cos ϕ – коэффициент мощности (характеризует потери мощности), по умолчанию равен 0.92.

Третий шаг. На последнем этапе используются те же таблицы, согласно ПУЭ (Правила устройства электроустановок), которые расположены выше.

Выбор сечения провода по току

Как рассчитать сечение провода если известна только сила тока (I)? Такой расчет производится реже, но стоит обратить на это внимание тоже.

Пример.

Необходимо узнать, какое взять сечение провода для электродвигателя подключаемый к напряжению (U) 220 В. Его мощность (P) не известна.

На короткое время подключаем электродвигатель к сети 220 В и замеряем ток (I) с помощью электрических клещей. К примеру ток равен 10 А.

Можно использовать формулу, по которой можно быстро все рассчитать:

Из этой формулы находим мощность (P):

P = IU

P = 10 × 220 = 2200 Вт = 2,2 кВт

Итак, мощность электродвигателя равна 2,2 кВт и потребляемая мощность 10 А. По таблице 2 определяем сечение провода, «Медные жилы проводов и кабелей» > «Напряжение 220 В» > «Ток, А». Первая цифра начинается с 19, а у нас 10 А, напротив этой цифры сечение провода 1,5 мм². Для нашего примера 1,5 мм² более, чем достаточно.

В этой же таблице видим, что подойдет и алюминиевый провод (кабель) сечением 2,5 мм².

Мы с помощью не сложных вычислений узнали ток и сечение провода, а заодно и мощность электродвигателя для напряжения 220 В. Таким же способом вы можете узнать сечение проводов для других потребителей электроэнергии.

Нагрев жил кабеля

Для определения температуры нагрева жил кабеля при действии тока длительностью до 4 с рекомендуется пользоваться прилагаемой номограммой (рис.7.1).

Номограмма построена на основании уравнения (7.1), выражающего зависимость температуры жилы непосредственно после от температуры жилы до КЗ, режима КЗ, конструктивных и теплофизических параметров жилы:

где Он – температура жилы до КЗ, °С, вычисляется по формуле (7.3);

a – величина, обратная температурному коэффициенту электрического сопротивления при 0°С, равная 228 °С;

где b – постоянная, характеризующая теплофизические характеристики материала жилы, равная для алюминия 45,65 кА;

Втер – тепловой импульс от тока КЗ, кА2·с – формула (2.45);

s – сечение жилы, мм2.

На номограмме по горизонтальной оси отложены значения температуры жилы до (н), а по вертикальной – значения температуры после (?к) для значений коэффициента k, характеризующего связь между тепловым импульсом, сечением жилы и теплофизическими характеристиками материала жилы.

Значение начальной температуры жилы до определяется по формуле: n

где 0 – фактическая температура окружающей среды во время КЗ, °С;

дд – значение расчетной длительной допустимой температуры жилы, °С, равная для кабелей с пропитанной бумажной изоляцией на напряжение 1 кВ – 80°С, 6 кВ – 65°С и 10 кВ – 60°С, для кабелей с пластмассовой изоля

цией – 70°С и для кабелей с изоляцией из вулканизированного полиэтилена – 90°С;

окр – значение расчетной температуры окружающей среды (воздуха) 25°С;

Iраб – значение тока перед (рабочий ток двигателя), А, определяется через номинальный ток электродвигателя Iдн и коэффициент загрузки кзгр по формуле:

где номинальный ток Iдн вычислен по формуле:

Iдоп – длительно допустимый ток кабеля с учетом поправки на число рядом проложенных кабелей и на температуру окружающей среды, А, определяется по формуле:

где длительно допустимые токи Iдд для кабелей различных сечений принимаются по табл.7.2, 7.3 [7].

Для кабелей, проложенных в воздухе внутри и вне зданий, при любом их числе к’ = 1. Значение к» можно определить по формуле:

где температуры дд, 0, окр имеют тот же смысл, что и в формуле вычисления начальной температуры нагрева жил кабеля (7.3).

В режиме АПВ и АВР значения начальной температуры принимаются равными значению температуры после первого воздействия тока КЗ.

Таблица 7.2. Значения длительно допустимых токов Iдд для трехжильных кабелей с медными и алюминиевыми жилами с бумажной пропитанной изоляцией, прокладываемых в воздухе

Примечания: 1. Нагрузки для кабелей с алюминиевыми жилами указаны в знаменателе.

2. Нагрузки для трехжильных кабелей 1 кВ действительны и для четырехжильных кабелей с нулевой жилой меньшего сечения.

3.Нагрузки для четырехжильных кабелей с жилами равного сечения определяются умножением нагрузок для трехжильных кабелей на коэффициент 0,93.

Таблица 7.3. Значения длительно допустимых токов Iдд для кабелей на напряжение 1 кВ с резиновой и пластмассовой изоляцией, с медными и алюминиевыми жилами, прокладываемых в воздухе

Примечания: 1. Нагрузки для кабелей с алюминиевыми жилами указаны в знаменателе.

2. Нагрузки для кабелей с резиновой изоляцией определяются умножением нагрузок, приведенных в таблице, на коэффициент 0,95.

3. Нагрузки для кабелей с изоляцией из вулканизированного полиэтилена определяются умножением нагрузок, приведенных в таблице, на коэффициент 1,16.

4. Нагрузки для четырехжильных кабелей с жилами равного сечения определяются умножением нагрузок для трехжильных кабелей на коэффициент 0,882.