Расскажем как вычислить сечение кабеля и мощность по диаметру – наши таблицы и формулы помогут вам самостоятельно провести расчёты. Для того, чтобы понимать какой провод понадобится вам в разных ситуациях, следует отличать диаметр кабеля по сечению. Таблица значений может рассказать электрикам- любителям о том, как правильно подобрать кабель в зависимости от его предназначения в будущем – подключения мощной бытовой техники, габаритного оборудования или проведение электрики в дом.
Чтобы самостоятельно провести процедуру измерения проще всего будет воспользоваться специальными приборами: например, применяя микрометр можно получить наиболее точный результат, которого нельзя добиться обычной линейкой, хотя и её можно эксплуатировать в таких целях. Следует помнить, что применение подручных средств требует большой точности и знание формул расчёта.
Общая информация о кабеле и проводе
При работе с проводниками необходимо понимать их обозначение. Существуют провода и кабеля, которые отличаются друг от друга внутренним устройством и техническими характеристиками. Однако многие люди часто путают эти понятия.
Проводом является проводник, имеющий в своей конструкции одну проволоку или группу проволок, сплетенных между собой, и тонкий общий изоляционный слой.
Кабелем же называется жила или группа жил, имеющих как собственную изоляцию, так и общий изоляционный слой (оболочку).
Каждому из типов проводников будут соответствовать свои методы определения сечений, которые почти схожи.
Материалы проводников
Количество энергии, какую передает проводник, зависит от ряда факторов, главный из которых – это материал токопроводящих жил.
- Материалом жилок проводов и кабелей могут выступать следующие цветные металлы:
- Алюминий. Дешевые и легкие проводники, что является их преимуществом. Им присуще такие отрицательные качества, как низкая электропроводность, склонность к механическим повреждением, высокое переходное электросопротивление окисленных поверхностей;
- Медь. Наиболее популярные проводники, имеющие, по сравнению с другими вариантами, высокую стоимость. Однако им присуще малое электрическое и переходное на контактах сопротивление, достаточно высокая эластичность и прочность, легкость в спайке и сварке;
- Алюмомедь. Кабельные изделия с жилами из алюминия, которые покрыты медью. Им свойственна чуть меньшая электропроводность, чем у медных аналогов. Также им присуще легкость, среднее сопротивление при относительной дешевизне.
Как и чем измерить диаметр провода (проволоки)
Для измерения диаметра провода подойдет штангенциркуль или микрометр любого типа (механический или электронный). С электронными работать проще, но они есть не у всех. Измерять надо саму жилу без изоляции, потому предварительно ее отодвиньте или снимите небольшой кусок. Это можно делать, если продавец разрешит. Если нет – купите небольшой кусок для тестирования и проводите измерения на нем.
На очищенном от изоляции проводнике замеряете диаметр, после чего можно определить реальное сечение провода по найденным размерам. Какой измерительный прибор в данном случае лучше? Если говорить о механических моделях, то микрометр. У него точность измерений выше. Если говорить об электронных вариантов, то для наших целей они оба дают вполне достоверные результаты.
Если нет ни штангенциркуля, ни микрометра, захватите с собой отвертку и линейку. Придется зачищать довольно приличный кусок проводника, так что без покупки тестового образца на этот раз вряд ли обойдетесь. Итак, снимаете изоляцию с куска провода 5-10 см.
Наматываете проволоку на цилиндрическую часть отвертки. Витки укладываете вплотную один к другому, без зазора. Все витки должны быть полными, то есть «хвосты» провода должны торчать в одном направлении – вверх или вниз, например.
Количество витков не важно – около 10. Можно больше или меньше, просто на 10 делить проще. Витки считаете, затем прикладываете полученную намотку к линейке, совместив начало первого витка с нулевой отметкой (как на фото). Измеряете длину участка, занятого проводом, потом его делите на количество витков. Получаете диаметр провода. Вот так все просто.
Например, посчитаем каков размер проволоки, изображенной на фото выше. Количество витков в данном случае – 11, занимают они 7,5 мм. Делим 7,5 на 11, получаем 0,68 мм. Это и будет диаметр данного провода. Далее можно искать сечение этого проводника.
Процесс измерения
Чтобы измерить толщину жилы электрического провода или кабеля, необходимо иметь штангенциркуль или микрометр любого типа. Измерения производят, сняв кусочек изоляции, хотя не всегда продавцы разрешают это сделать. Бывают случаи, когда продавцы предупреждают покупателей о том, что сечение, хотя и незначительно, но занижено. Зачастую это некритично, а иногда – критично. Измерив толщину провода (диаметр), по формуле легко определить сечение.
Если говорить о точности, то микрометр является более точным прибором. Если воспользоваться современными электронными приборами, то и штангенциркуль, и микрометр обладают приемлемыми характеристиками.
Если подобных приборов нет, то можно обойтись обычной линейкой и обычной отверткой. Чтобы осуществить измерения, придется зачистить приличный отрезок провода, избавив его от изоляции. После снятия изоляции на отвертку наматывается 10 витков провода. Почему 10? Да потому, что считать будет проще. Провод наматывается плотно виток к витку, без зазоров.
После намотки 10 витков на цилиндрическую основу, берется линейка и замеряется ширина намотки, после чего полученный результат делится на 10. Просто и удобно, а заодно и точно.
Определение диаметра провода при помощи линейки
Например, можно посчитать диаметр проводника, намотанного на цилиндрическое основание и представленного на изображении выше. В данном случае намотано 11 витков провода без изоляции. С помощью линейки определено, что длина намотки составляет 7,5 мм. После этого, 7,5 мм делится на 11 (количество витков). В результате получается 0,68 мм, что и соответствует диаметру жилы провода.
Какой кабель нужен для розеток? Как узнать сечение кабеля по диаметру? Кабель по ГОСТу и по ТУ
Способы измерения диаметра проводника
При подборе электрического кабеля или провода для проверки сечения жилы необходимо измерить ее диаметр. Для этого есть несколько способов. Можно использовать измерительные приборы типа штангенциркуля или микрометра. Ими измеряют размер оголенной части проводника.
Прибор просто приставляется к жиле, зажимается между губками, а результат отображается на шкале. Для частного применения измерения достаточно точные, с небольшой погрешностью. Особенно, если приборы электронные.
Для второго способа нужны только линейка и какой-то ровный стержень. Но в этом случае еще придется заниматься расчетами, правда, очень простыми. Об этом способе – дальше.
Линейка+стержень
Если измерительных приборов в хозяйстве нет, можно обойтись обычной линейкой и любым стержнем одинакового диаметра. Этот метод имеет высокую погрешность, но если постараться будет достаточно точно. Берем кусок провода длиной около 10-20 см, снимаем изоляцию.
Оголенную медную или алюминиевую проволоку накручиваем на стержень одинакового диаметра (подойдет любая отвертка, карандаш, ручка и т.п.). Витки укладываем аккуратно, вплотную один к другому. Количество витков – 5-10-15. Считаем количество полных витков, берем линейку и измеряем расстояние, которое на стержне занимает намотанный провод. Затем делим это расстояние на количество витков. В результате получаем диаметр проводника.
Например, намотали 10 витков (считать проще), на стержне они заняли 3,8 см (или 38 мм). Далее делим расстояние на количество витков, 38/10=3,8 мм, получаем что диаметр намотанного провода 3,8 мм.
Как видите, тут присутствует погрешность. Во-первых, можно неплотно уложить провод. Во-вторых, недостаточно точно провести измерения. Но если делать все тщательно, расхождения с реальными размерами будут не такими уж большими.
Применение измерительных приборов
Для определения диаметра жил проводов и кабелей широко применяются различные измерительные приборы, показывающие наиболее точные результаты. В основном для этих целей практикуется использование микрометров и штангенциркулей. Несмотря на высокую эффективность, существенным недостатком данных устройств является их высокая стоимость, имеющая большое значение, если инструмент планируется задействовать всего 1-2 раза.
Как правило, специальными приборами пользуются электрики-профессионалы, постоянно занимающиеся электромонтажными работами. При грамотном подходе становится возможным измерение диаметра жил проводов даже на рабочих линиях.
Зачем надо уточнять сечения кабеля
На большинстве проводов и кабелей производитель обязан наносить маркировку, указывающую на их тип, количество токопроводящих жил и их сечение. Если провод промаркирован как 3х2,5 – это значит, что сечение провода по диаметру равно 2,5 мм². Фактические значения могут отличаться от указанных примерно на 30%, потому что некоторые виды проводки (в частности ПУНП) производятся по устаревшим нормам, допускающим погрешность на указанное количество процентов и в основном она появляется в меньшую сторону. В итоге, если использовать кабель меньшего сечения, чем расчетное, то для провода эффект будет примерно такой же, если бы тоненький полиэтиленовый шланг подключить к пожарному гидранту. Это может привести к опасным последствиям: перегреву электропроводки, оплавлению изоляции, изменению свойств металла. Поэтому, прежде чем сделать покупку, обязательно надо проконтролировать чтобы площадь поперечного сечения проводника не отличалась от той, что заявлена производителем.
Способы узнать реальный диаметр провода
Самый простой и точный метод измерить диаметр жилы провода – использовать специальные инструменты, такие как штангенциркуль или микрометр (электронный или механический). Чтобы измерение было точным измеряемый провод надо очистить от изоляции, чтобы инструмент за нее не цеплялся. Также надо осмотреть кончик провода, чтобы он был без перегибов – иногда они появляются если жила перекусывается тупыми кусачками. Когда диаметр измерен, можно приступать к вычислению площади сечения жилы провода.
Микрометр даст более достоверное значение, чем штангенциркуль.
В случае когда под рукой нет точного измерительного инструмента, есть еще один способ как узнать сечение – для него нужна будет отвертка (карандаш или любая трубка) и измерительная линейка. Также придется купить хотя бы один метр провода (хватит и 50 см, если только продадут такое количество) и снять с него изоляцию. Далее проволока наматывается плотно, без зазоров, на жало отвертки и длина намотанного участка замеряется линейкой. Полученная ширина намотки делится на количество витков и результатом будет искомый диаметр провода, по которому уже можно искать сечение.
Как проводить измерения подробно показано в этом видео:
Какие формулы надо использовать
Что такое сечение провода известно еще по азам геометрии или черчения – это пересечение объемной фигуры воображаемой плоскостью. По точкам их соприкосновения образуется плоская фигура, площадь которой вычисляется подходящими формулами. Жила провода чаще всего цилиндрической формы и в сечении дает круг, соответственно, поперечное сечение проводника можно рассчитать по формуле:
S = ϖ R²
R – радиус круга, равен половине диаметра;
ϖ = 3,14
Есть провода с плоскими жилами, но их мало и площадь сечения на них находить гораздо проще – просто перемножить стороны.
Чтобы получить более точный результат надо иметь в виду:
- Чем больше витков (их должно быть не меньше 15) накрутить на отвертку, тем точнее получится результат;
- Расстояний между витками быть не должно, из-за зазора погрешность будет выше;
- Нужно сделать несколько замеров, каждый раз меняя его начало. Чем их больше, тем выше точность расчетов.
Недостатком такого способа является то, что для замеров можно использовать проводники небольшой толщины, толстый кабель накрутить будет сложно.
Определяем сечение провода с помощью таблицы
Использование формул не дает гарантированного результата, да и как назло они забываются в самый нужный момент. Поэтому определение сечения лучше проводить согласно таблице, куда сведены результаты вычислений. Если получилось измерить диаметр жилы, то площадь сечения провода можно посмотреть в соответствующем столбце таблицы:
Если надо найти общий диаметр многопроволочной жилы кабеля, то придется отдельно вычислить диаметр каждого проводка, а полученные значения сложить. Дальше все делается так же, как и с однопроволочной жилой – результат находится по формуле или таблице.
При замерах сечения провода, его жила тщательно очищается от изоляции, так как не исключена возможность что ее толщина будет больше нормативной. Если в точности расчетов по каким-либо причинам есть сомнения, то лучше выбирать кабеля или провода с запасом мощности.
Чтобы приблизительно узнать сечение провода, который будет приобретаться, надо сложить мощности электрооборудования, что будет к нему подключено. Потребляемая мощность обязательно указывается в паспорте прибора. По известной мощности высчитывается суммарный ток, который будет протекать по проводнику, а исходя из него уже подбирается сечение.
О выборе марки кабеля для домашней электропроводки
Делать квартирную электропроводку из алюминиевых проводов на первый взгляд кажется дешевле, но эксплуатационные расходы из-за низкой надежности контактов со временем многократно превысят затраты на электропроводку из меди.
Рекомендуется делать проводку исключительно из медных проводов! Алюминиевые провода незаменимы при прокладке воздушной электропроводки, так как они легкие и дешевые и при правильном соединении служат надежно продолжительное время.
А какой провод лучше использовать при монтаже электропроводки, одножильный или многожильный? С точки зрения способности проводить ток на единицу сечения и монтажа, одножильный лучше. Так что для домашней электропроводки нужно использовать только одножильный провод.
Многожильный допускает многократные изгибы, и чем тоньше в нем проводники, тем он более гибкий и долговечнее. Поэтому многожильный провод применяют для подключения к электросети нестационарных электроприборов, таких как электрофен, электробритва, электроутюг и все остальных.
После принятия решения по сечению провода встает вопрос о марке кабеля для электропроводки. Тут выбор не велик и представлен всего несколькими марками кабелей: ПУНП, ВВГнг и NYM.
Кабель ПУНП с 1990 года, в соответствии с решением Главгосэнергонадзора «О запрете применения проводов типа АПВН, ППБН, ПЕН, ПУНП и др., выпускаемых по ТУ 16-505. 610-74 вместо проводов АПВ, АППВ, ПВ и ППВ по ГОСТ 6323-79*» к применению запрещен.
Кабель ВВГ и ВВГнг – медные провода в двойной поливинилхлоридной изоляции, плоской формы. Предназначен для работы при температуре окружающей среды от −50°С до +50°С, для выполнения проводки внутри зданий, на открытом воздухе, в земле при прокладке в тубах. Срок службы до 30 лет.
Буквы «нг» в обозначении марки говорят о негорючести изоляции провода. Выпускаются двух-, трех- и четырехжильные с сечением жил от 1,5 до 35,0 мм2. Если в обозначении кабеля перед ВВГ стоит буква А (АВВГ), то жилы в проводе алюминиевые.
Кабель NYM (его российский аналог – кабель ВВГ) с медными жилами круглой формы с негорючей изоляцией, соответствует немецкому стандарту VDE 0250. Технические характеристики и область применения практически одинаковые с кабелем ВВГ. Выпускаются двух-, трех- и четырехжильные с сечением жил от 1,5 до 4,0 мм2.
Как видите, выбор для прокладки электропроводки не велик и определяется в зависимости от того, какой формы кабель более подходит для монтажа, круглой или плоской. Кабель круглой формы удобнее прокладывается через стены, особенно если делается ввод с улицы в помещение. Понадобится просверлить отверстие чуть больше диаметра кабеля, а при большей толщине стены это становится актуальным. Для внутренней проводки удобнее применять плоский кабель ВВГ.
Зачем нужен расчет сечения кабеля
Расчет сечения провода по току позволяет правильно рассчитать нагрузку. В противном случае электрооборудование выходит из строя. При подключении к сети надо правильно подбирать материал провода:
- медь;
- алюминий.
Важно! Медь считается отменным проводником, а алюминий демонстрирует гибкость.
Алюминиевая электропроводка
Зависимость тока, мощности и сечения жил
Измерить и произвести расчеты площади сечения кабеля по диаметру жилы недостаточно. Перед прокладкой проводки или иных типов электросетей необходимо также знать пропускную способность кабельной продукции.
- Выбирая кабель, необходимо руководствоваться несколькими критериями:
- сила электротока, которую будет пропускать кабель;
- мощность потребителей;
- токовая нагрузка, оказываемая на кабель.
Мощность
Самым важным параметром при электромонтажных работах (в частности прокладке кабелей) является пропускная мощность. От сечения проводника зависит максимальная мощность передаваемой по нему электроэнергии. Поэтому крайне важно знать общую мощность источников потребления энергии, которые будут подключены к проводу.
Обычно производители бытовой техники, приборов и иных электротехнических изделий указывают на этикетке и в прилагаемой к ним документации максимальную и среднюю мощность потребления.
Например, машина для стирки белья может потреблять электроэнергию в диапазоне от десятков Вт/ч при режиме полоскания до 2,7 кВт/ч при нагреве воды.
Соответственно, к ней должен подключаться провод с тем сечением, которого хватит для передачи электроэнергии максимальной мощности. Если к кабелю подключается два и более потребителя, то общая мощность определяется путем сложения предельных значений каждого из них.
Усредненная мощность всех электроприборов и осветительных устройств в квартире редко превышает 7500 Вт для однофазной сети. Соответственно, сечения кабелей в электропроводке необходимо подбирать под это значение.
Рекомендуется округлять сечение в сторону увеличения мощности из-за возможного увеличения потребляемой электроэнергии в будущем. Обычно берут следующую по числу площадь сечения от рассчитанной величины. Так, для значения общей мощности 7,5 кВт необходимо использовать медный кабель с сечением жилы 4 мм2, который способен пропустить около 8,3 кВт. Сечение проводника с алюминиевой жилой в таком случае должно быть не менее 6 мм2, пропускающее мощность тока от 7,9 кВт.
В индивидуальных жилых постройках нередко применяется трехфазная система электроснабжения на 380 В. Однако большая часть техники не рассчитана на такое электронапряжение. Напряжение в 220 В создается посредством их подсоединения в сеть через нулевой кабель с равномерным распределением токовой нагрузки на все фазы.
Электроток
Зачастую мощность электрооборудования и техники может быть не известна владельцу из-за отсутствия этой характеристики в документации или полностью утерянных документов, этикеток. Выход в такой ситуации один – произвести расчет по формуле самостоятельно.
Мощность определяется по формуле:
P = U*I
- где:
- Р – мощность, измеряемая в ваттах (Вт);
- I – сила электротока, измеряемая в амперах (А);
- U – приложенное электронапряжение, измеряемое в вольтах (В).
- Когда неизвестна сила электротока, то ее можно измерить контрольно-измерительными приборами:
- амперметром;
- мультиметром;
- токоизмерительными клещами.
После определения потребляемой мощности и силы электротока можно посредством нижеприведенной таблицы узнать необходимое сечение кабеля.
Нагрузка
Расчет сечения кабельных изделий по токовой нагрузке необходимо производить для дальнейшей защиты их от перегрева. Когда по проводникам проходит слишком большой электроток для их сечения, то может происходить разрушение и оплавление изоляционного слоя.
Предельно допустимая длительная токовая нагрузка – это количественное значение электротока, который сможет пропускать кабель достаточно долго без перегревов. Для определения этого показателя изначально необходимо просуммировать мощности всех энергопотребителей.
После этого произвести вычисления токовой нагрузки по формулам:
однофазная сеть: I = P∑*Ki/U
трехфазная сеть: I = P∑*Ki/(√3*U)
- где:
- P∑ – общая мощность энергопотребителей;
- Ki – коэффициент, равный 0,75;
- U – электронапряжение в сети.
Зависимость размеров сечения от токов нагрузки
Для того чтобы каждый раз не проводить сложные вычисления для определения нужного сечения провода, были составлены унифицированные таблицы. Они носят название «Допустимые токовые нагрузки на кабель». Иногда вполне достаточно знать, что для оборудования розеток лучше использовать медный кабель с сечением в 1,5-2,5 мм², а для монтажа освещения – 1,0-1,5 мм²; для ввода в стандартную квартиру (40-80 м²) однофазного провода достаточно, чтобы его сечение было равно 6,0 мм².
Многие профессиональные электрики для примерного расчета требуемого сечения полагают, что медный электропровод сечением 1мм² пропускает электрический ток силой 10 А, следовательно, провод с сечением 2,5 мм² пропускает 25 А, а с сечением 4,0 мм² – 40 А и так далее. Данная методика вполне подходит для приблизительного расчета, но только для проводов с сечением не более 6,0 мм².
Ниже можно ознакомиться с краткой таблицей зависимости сечения электропровода до 35 мм² от токовых нагрузок. Здесь же приведена и суммарная мощность электрического оборудования при однофазном (220 В) и трехфазном (380 В) потреблении. Следует отметить, что при прокладке электропровода в трубе (и в других закрытых пространствах) вероятные токовые нагрузки на него должны быть ниже, чем при прокладке такого же электропровода открыто (на воздухе). Это происходит потому, что электропровод при работе разогревается, а теплоотдача как в земле, так и в стене происходит значительно хуже, чем на открытом воздухе.
Таблица 1.
Выбор сечения электропровода при прокладке в трубе и открытым способом
Примечание.
Параметры, указанные в таблице 1, даны для жилы при одиночной прокладке электропроводов. Температура жилы +65ºС, земли +15°С, воздуха +25°С.
↑ Вернуться к содержанию
Многожильный провод
Кабель ПВС для подключения электроинструмента и электроприборов производится гибким, так как все жилы являются многопроволочными. Измерение диаметра жгута одновременно даст неправильный результат, поскольку внутри есть воздушные зазоры. Правильный принцип расчета тот же, что и для кабеля.
Жилу следует распушить, пересчитать, сколько в ней проволочек, а затем измерить диаметр одной из них. Зная их общее количество в жиле, можно рассчитать общее сечение по предыдущей формуле. Только замеры лучше производить микрометром. Им удобней пользоваться, так как штангенциркуль легко продавливает тонкие проволочки.
Как рассчитать сечение многожильного провода
Многожильный провод, или как его называют еще многопроволочный или гибкий, представляет собой свитые вместе одножильные проволочки. Для вычисления сечения многожильного провода нужно сначала вычислить сечение одной проволочки, а затем полученный результат умножить на их число.
Рассмотрим пример. Есть многожильный гибкий провод, в котором 15 жил диаметром 0,5 мм. Сечение одной жилы равно 0,5 мм×0,5 мм×0,785 = 0,19625 мм2, после округления получим 0,2 мм2. Так как у нас в проводе 15 проволочек, то для определения сечения кабеля нужно перемножить эти числа. 0,2 мм2×15=3 мм2. Осталось по таблице определить, что такой многожильный провод выдержит ток 20 А.
Можно оценить нагрузочную способность многожильного провода без замера диаметра отдельного проводника, измерив общий диаметр всех свитых проволочек. Но так как проволочки круглые, то между ними находятся воздушные зазоры. Для исключения площади зазоров нужно полученный по формуле результат сечения провода умножить на коэффициент 0,91. При замере диаметра надо проследить, чтобы многожильный провод не сплющился.
Рассмотрим на примере. В результате измерений многожильный провод имеет диаметр 2,0 мм. Рассчитаем его сечение: 2,0 мм×2,0 мм×0,785×0,91 = 2,9 мм2. По таблице (смотри ниже) определяем, что данный многожильный провод выдержит ток величиной до 20 А.
Определение площади сечения
Здесь о том, как определить сечение провода. Вообще, это задача из элементарной геометрии, но школьные знания быстро забываются и приходится вспоминать. Поскольку провод – это одна или несколько круглых проволок, то площадь сечения выражается
формулой:
где n – число проволок, d – диаметр проволоки в мм. В результате преобразований вместо чисел π и 4 мы получаем коэффициент 0.785. Результат получается в квадратных миллиметрах. Если проволок всего одна, тогда n = 1 и про него можно забыть.
Например, мы измерили микрометром диаметр провода и он оказался равным 1.02 мм. Тогда возводим это число в квадрат: 1.02 * 1.02 = 1.0404 и умножаем на 0.785. Получаем: S = 0.817 мм.кв, для практики можем считать этот результат достаточно точным. Для многопроволочных жил результат нужно дополнительно умножить на n.
Измерять диаметр проволоки следует штангенциркулем, лучше всего – микрометром. Но если таких приборов нет, можно измерить диаметр проволоки обычной миллиметровой линейкой, при помощи следующей хитрости (радиолюбительский способ): на карандаш или ровный твердый стержень вплотную наматывается столько витков проволоки, сколько удобно держать вместе.
Затем ширина намотки измеряется линейкой с точностью до 1 мм и делится на число витков. Важно при измерении избегать зазоров между витками и наползания витков друг на друга! Это плохо повлияет на точность.
СОВЕТ Сечение многожильного провода (точнее, многопроволочного) можно приблизительно оценить по его диаметру, если он аккуратно скручен, как в изоляции. Поправочный коэффициент на пустоту между проволоками 0.91.
Заниженное сечение провода – в чем опасность
Итак, рассмотрим опасности, которые поджидают нас при использовании в быту проводов низкого качества. Понятно, что токовые характеристики токоведущих жил снижаются прямо пропорционально уменьшению их сечения. Нагрузочная способность провода из-за заниженного сечения падает. Согласно стандартам рассчитан ток, который может пропустить через себя провод. Он не разрушится, если по нему пройдет меньший ток.
Сопротивление между жилами уменьшается, если слой изоляции более тонкий, чем требуется. Тогда в аварийной ситуации при повышении питающего напряжения в изоляции может возникнуть пробой. Если наряду с этим сама жила имеет заниженное сечение, то есть не может пропустить тот ток, который по стандартам она должна пропускать, тонкая изоляция начинает постепенно расплавляться.
Все эти факторы неизбежно приведут к короткому замыканию, а потом и к пожару. Пожар возникает от искр, появляющихся в момент короткого замыкания. Приведу пример: трехжильный медный провод (например, сечением 2,5 2) согласно нормативной документации может длительно пропускать через себя 27 А, обычно, считают 25 А.
Но попадающиеся мне в руки провода, выпущенные согласно ТУ, на самом деле имеют сечение от 1,8 мм2 до 2 мм2 (это при заявленных 2,5 мм2). Исходя из нормативной документации провод сечением 2 мм2 может длительно пропускать ток 19 А.
Поэтому случись ситуация, когда по выбранному вами проводу, который якобы имеет сечение 2,5 мм2, потечет рассчитанный на такое сечение ток, провод перегреется. А при длительном воздействии произойдет оплавление изоляции, затем и короткое замыкание.
Контактные соединения (например, в розетке) очень быстро разрушаться, если такие перегрузки будут происходить регулярно. Поэтому сама розетка, а также вилки бытовых приборов также могут подвергнуться оплавлению.
А теперь представьте последствия всего этого! Особенно обидно, когда сделан красивый ремонт, установлена новая техника, например, кондиционер, электрический духовой шкаф, варочная панель, стиральная машинка, электрический чайник, микроволновка. И вот вы поставили печься булочки в духовку, запустили стиральную машину, включили чайник, да еще и кондиционер, так как стало жарко.
Этих включенных приборов достаточно, чтобы пошел дым из распределительных коробок и розеток. Потом вы услышите хлопок, который сопровождается вспышкой. А после этого пропадет электричество. Все еще хорошо закончится, если у вас имеются защитные автоматы.
А если они низкого качества? Тогда хлопком и вспышкой вы не отделаетесь. Начнется пожар, который сопровождается искрами от проводки, горящей в стене. Проводка будет гореть в любом случае, даже если она замурована наглухо под плиткой.
Описанная мной картина дает ясно понять, насколько ответственно нужно выбирать провода. Ведь вы будете использовать их в своем жилище. Вот что значит, следовать не ГОСТам, а ТУ.
Расчет сечения провода электропроводки по мощности подключаемых электроприборов
Для выбора сечения жил провода кабеля при прокладке электропроводки в квартире или доме нужно проанализировать парк имеющихся электробытовых приборов с точки зрения одновременного их использования. В таблице представлен перечень популярных бытовых электроприборов с указанием потребляемого тока в зависимости от мощности.
Вы можете узнать потребляемую мощность своих моделей самостоятельно из этикеток на самих изделиях или паспортам, часто параметры указывают на упаковке. В случае если сила потребляемого тока электроприбором не известна, то ее можно измерять с помощью амперметра.
Таблица потребляемой мощности и силы тока бытовыми электроприборами при напряжении питания 220 В
Обычно мощность потребления электроприборов указывается на корпусе в ваттах (Вт или VA) или киловаттах (кВт или kVA). 1 кВт=1000 Вт.
Таблица потребляемой мощности/силы тока бытовыми электроприборами
| Электроприбор | Потребляемая мощность, Вт | Сила тока, А |
| Стиральная машина | 2000 – 2500 | 9,0 – 11,4 |
| Джакузи | 2000 – 2500 | 9,0 – 11,4 |
| Электроподогрев пола | 800 – 1400 | 3,6 – 6,4 |
| Стационарная электрическая плита | 4500 – 8500 | 20,5 – 38,6 |
| СВЧ печь | 900 – 1300 | 4,1 – 5,9 |
| Посудомоечная машина | 2000 – 2500 | 9,0 – 11,4 |
| Морозильники, холодильники | 140 – 300 | 0,6 – 1,4 |
| Мясорубка с электроприводом | 1100 – 1200 | 5,0 – 5,5 |
| Электрочайник | 1850 – 2000 | 8,4 – 9,0 |
| Электрическая кофеварка | 630 – 1200 | 3,0 – 5,5 |
| Соковыжималка | 240 – 360 | 1,1 – 1,6 |
| Тостер | 640 – 1100 | 2,9 – 5,0 |
| Миксер | 250 – 400 | 1,1 – 1,8 |
| Фен | 400 – 1600 | 1,8 – 7,3 |
| Утюг | 900 –1700 | 4,1 – 7,7 |
| Пылесос | 680 – 1400 | 3,1 – 6,4 |
| Вентилятор | 250 – 400 | 1,0 – 1,8 |
| Телевизор | 125 – 180 | 0,6 – 0,8 |
| Радиоаппаратура | 70 – 100 | 0,3 – 0,5 |
| Приборы освещения | 20 – 100 | 0,1 – 0,4 |
Ток потребляют еще холодильник, осветительные приборы, радиотелефон, зарядные устройства, телевизор в дежурном состоянии. Но в сумме эта мощность составляет не более 100 Вт и при расчетах ее можно не учитывать.
Если Вы включите все имеющиеся в доме электроприборы одновременно, то необходимо будет выбрать сечение провода, способное пропустить ток 160 А. Провод понадобится толщиной в палец! Но такой случай маловероятен. Трудно представить, что кто-то способен одновременно молоть мясо, гладить утюгом, пылесосить и сушить волосы.
Пример расчета. Вы встали утром, включили электрочайник, микроволновую печь, тостер и кофеварку. Потребляемый ток соответственно составит:
7 А + 8 А + 3 А + 4 А = 22 А
С учетом включенного освещения, холодильника и в дополнение, например, телевизора, потребляемый ток может достигнуть 25 А.
Выбор сечения провода для подключения электроприборов к трехфазной сети 380 В
При работе электроприборов, например, электродвигателя, подключенных к трехфазной сети, потребляемый ток протекает уже не по двум проводам, а по трем и, следовательно, величина протекающего тока в каждом отдельном проводе несколько меньше. Это позволяет использовать для подключения электроприборов к трехфазной сети провод меньшего сечения.
Для подключения электроприборов к трехфазной сети напряжением 380 В, например электродвигателя, сечение провода для каждой фазы берется в 1,75 раза меньше, чем для подключения к однофазной сети 220 В. Внимание, при выборе сечения провода для подключения электродвигателя по мощности следует учесть, что на шильдике электродвигателя указывается максимальная механическая мощность, которую двигатель может создать на валу, а не потребляемая электрическая мощность.
Потребляемая электрическая мощность электродвигателем с, учетом КПД и cos φ приблизительно в два раза больше, чем создаваемая на валу, что необходимо учитывать при выборе сечения провода исходя из мощности двигателя, указанной в табличке.
Например, нужно подключить электродвигатель потребляющий мощность от сети 2,0 кВт. Суммарный ток потребления электродвигателем такой мощности по трем фазам составляет 5,2 А. По таблице получается, что нужен провод сечением 1,0 мм2, с учетом вышеизложенного 1,0 / 1,75 = 0,5 мм2. Следовательно, для подключения электродвигателя мощностью 2,0 кВт к трехфазной сети 380 В понадобится медный трехжильный кабель с сечением каждой жилы 0,5 мм2.
Гораздо проще выбрать сечение провода для подключения трехфазного двигателя, исходя из величины тока его потребления, который всегда указывается на шильдике. Например, ток потребления двигателя мощностью 0,25 кВт по каждой фазе при напряжении питания 220 В (обмотки двигателя подключены по схеме «треугольник») составляет 1,2 А, а при напряжении 380 В (обмотки двигателя подключены по схеме «звезда») всего 0,7 А.
Взяв силу тока, указанную на шильдике, по таблице для выбора сечения провода для квартирной электропроводки выбираем провод сечением 0,35 мм2 при подключении обмоток электродвигателя по схеме «треугольник» или 0,15 мм2 при подключении по схеме «звезда».
Формула расчета сечения кабеля по мощности
Позволяет подобрать сечение по потребляемой мощности и напряжению.
Для однофазных электрических сетей (220 В):
I = (P × K и ) / (U × cos (φ) )
где:
- cos (φ) — для бытовых приборов, равняется 1
- U — фазовое напряжение, может колебаться в пределах от 210 V до 240 V
- I — сила тока
- P — суммарная мощность всех электрических приборов
- K и — коэффициент одновременности, для расчетов принимается значение 0,75
Для 380 в трехфазных сетях:
I = P / (√3 × U × cos (φ))
Где:
- Cos φ — угол сдвига фаз
- P — сумма мощности всех электроприборов
- I — сила тока, по которой выбирается площадь сечения провода
- U — фазное напряжение, 220V
Длительно допустимые токи
Данная величина отличается в зависимости от выбранного кабеля и используемых токоведущих жил. Любой провод имеет определенную длительную температуру Tд, которая указывается в его паспорте. При такой температуре допустима продолжительная эксплуатация жил проводника, исключаются любые повреждения.
Для расчета длительно допустимого тока воспользуйтесь формулой:
- Iд = √((Тд*S*Кт)/R),
где:
- Ктп — коэффициент теплопередачи;
- R — сопротивление;
- S — сечение жилы.
На практике можно воспользоваться таблицами ПУЭ.
Сечение кабеля по диаметру таблица
Зная диаметр провода, можно определить его сечение по готовой таблице зависимости. Таблица расчета сечения кабеля по диаметру жилы выглядит таким образом:
Таблица зависимости сечения от диаметра
| Диаметр проводника, мм | Сечение проводника, мм2 |
| 0,8 | 0,5 |
| 1 | 0,75 |
| 1,1 | 1 |
| 1,.2 | 1,2 |
| 1,.4 | 1,5 |
| 1,6 | 2 |
| 1,8 | 2,5 |
| 2 | 3 |
| 2,3 | 4 |
| 2,5 | 5 |
| 2,.8 | 6 |
| 3,2 | 8 |
| 3,6 | 10 |
| 4,5 | 16 |
Варианты по определению
Способов определить сечение кабеля несколько. Необходимость в этом обычно возникает при проведении электромонтажных работ, когда требуется проверить имеющийся проводник на соответствие стандартам применения к конкретной сфере. Например, человек может делать проводку, для которой нужен кабель с сечением не менее 1,5 мм. Ему необходимо будет проверить свой провод на соответствие этим условиям, так как в противном случае возможны перегрев кабелей и соединений, выход из строя бытовых приборов и даже пожар.
Перед замером следует убрать изоляционный слой
Важно! Если проводник обладает одной жилой, то измерения производятся непосредственно на нем самом. Из бухты провода необходимо выпутать один проводок, очистить его от изоляции и только потом проводить измерения.
Формула площади круга
Для вычисления площади сечения круглого провода через радиус необходимо помножить его квадрат на число Пи. На практике гораздо проще определить диаметр и поделить его на 2. Исходя из способов выполнения замера, можно выделить следующие методы вычисления сечения.
По диаметру с помощью штангенциркуля или микрометра
Самый популярный способ измерения заключается в определении диаметра с помощью штангенциркуля или микрометра. Подобные приборы позволяют максимально точно осуществить замер диаметра, а затем умножить его половину на число Пи.
Для работы нужен только провод и сам прибор. Процесс выглядит следующим образом:
- Переводят фиксатор микрометра в положение «Открыто».
- Откручивают ручку устройства на расстояние, которое будет достаточным для вставки проводника между щупами.
- Вставляют провод в щупы и закручивают его специальной ручной до характерного для прибора треска.
- Фиксируют показания диаметра на соответствующей шкале.
- Раскручивают ручку и вынимают провод.
Существенное преимущество данного метода измерений заключается в том, что он позволяет определить диаметр и, как следствие, сечение любого круглого проводника. При этом он может быть подключен к сети и активно работать в том или ином электрическом приборе.
Использование штангенциркуля очень удобное
Обратите внимание! Минус способа в том, что приборы достаточно дорогие, и покупать их для одного-двух использований нет смысла.
По диаметру с помощью карандаша или ручки
Этот метод основан на использовании любого тонного предмета, на который можно намотать жилу провода. Обычно в качестве такого предмета используется ручка, карандаш или фломастер. Провод наматывается на него в виде спирали с максимально плотно сжатыми кольцами. Для исключения неточностей изоляцию снимают по всей длине исследуемого проводника.
Вам это будет интересно Особенности наконечника НШВИ
Все обмотки обладают одной шириной и толщиной, поэтому необходимо сжать их как можно сильнее и определить общую длину с помощью линейки или сантиметра. Далее эта величина просто делится на количество колец обмотки. Чем больше будет витков, тем более точный результат получится в итоге.
Преимущество такого подхода в том, что для его применения не нужны вообще никакие специальные измерительные инструменты, кроме обычной линейки. Если говорить о недостатках, то они заключаются в низкой точности измерений и более долгом процессе подготовки к ним.
Обмотка вокруг карандаша
Важно! Если в предыдущем случае все можно было сделать за пару секунд, то тут придется обеспечить максимальное прилегание всех витков друг к другу. Также работает это только для тонких проводов из меди. Для алюминия это не подходит.
По диаметру с помощью линейки
Данный способ подходит для толстых проводов. Чем тоньше жила, тем меньшей точности результат в итоге получится. Диаметр может быть определен с помощью нити или бумаги. Второй метод более точный.
Пошаговый процесс замера:
- Оторвать небольшой кусок обычной бумаги и загнуть ее с одной стороны. Лучше всего брать тонкую.
- Взять бумажку и приложить ее к проводнику.
- Обернуть его листом по окружности до того, как два конца бумажки не коснутся друг друга.
- Загнуть второй конец в месте соединения.
- Приложить листик к линейке и измерить расстояние от одного загнутого края до другого.
- Высчитать диаметр через полученную длину окружности, разделенную на два числа Пи.
- Применить стандартную формулу.
Искать диаметр можно с помощью линейки
Метод подходит для алюминиевых жил достаточной толщины, которые проблематично сгибать. Недостаток заключается в очень низкой точности измерений.
По диаметру с помощью таблицы
Некоторые интересуются, как определить сечение кабеля по диаметру с помощью таблицы. Данный подход используется для кабелей и проводов стандартного сечения. Например, человек любым из вышеописанных способов узнал диаметр. Совсем не обязательно пользоваться формулами. Достаточно посмотреть в представленную таблицу и определить сечение без расчетов.
Отношение диаметра и сечений
По мощности или току
Если человек знает проводящие свойства провода, то с их помощью также можно определить сечение. Для этого необходимо узнать либо силу тока, либо мощность. Далее остается найти значение в таблице и сопоставить ему сечение.
Вам это будет интересно Особенности термостойких кабелей
Таблица для определения сечения на основе тока и мощности
Важно! Стоит помнить, что для медных и алюминиевых жил результат будет разным.
По формулам
Как уже было сказано, есть ряд простых формул, позволяющих определить сечение проводника. Точнее это одна формула, но в одном случае используется радиус круглого провода, а во втором — диаметр. Для определения необходимо:
- Измерить диаметр провода (его толщину) любым из описанных выше способов. Рекомендуется использовать штангенциркуль.
- Записать полученное значение диаметра.
- Высчитать площадь сечения с помощью формулы: S = π × R², где R — это радиус (половина диаметра), π — это число Пи, которое приблизительно равно 3,1415.
Аналогичная таблица для медных проводников
Важно! Можно воспользоваться и другой формулой, где вместо радиуса фигурирует половина диаметра (D/2), которую возводят в квадрат. Результат будет аналогичен, поэтому лучше заранее разделить диаметр на 2.
Сечение провода и мощность таблица
Когда сечение известно, можно определить значения допустимых мощности и тока для медного или алюминиевого провода. Таким образом удастся выяснить, на какие параметры нагрузки рассчитана токопроводящая жила. Для этого понадобится таблица зависимости сечения от максимального тока и мощности.
Таблица значений мощности и тока от сечения для скрытой проводки при однофазной схеме подключения 220 В
| Сечение жилы провода, мм2 | Диаметр жилы проводника, мм | Медные жилы | Алюминиевые жилы | ||
| Ток, А | Мощность, Вт | Ток, А | Мощность, Вт | ||
| 0.5 | 0.8 | 6 | 1300 | ||
| 0.75 | 0.98 | 10 | 2200 | ||
| 1 | 1.13 | 14 | 3100 | ||
| 1.5 | 1.38 | 15 | 3300 | 10 | 2200 |
| 2 | 1.6 | 19 | 4200 | 14 | 3100 |
| 2.5 | 1.78 | 21 | 4600 | 16 | 3500 |
| 4 | 2.26 | 27 | 5900 | 21 | 4600 |
| 6 | 2.76 | 34 | 7500 | 26 | 5700 |
| 10 | 3.57 | 50 | 11000 | 38 | 8400 |
| 16 | 4.51 | 80 | 17600 | 55 | 12100 |
| 25 | 5.64 | 100 | 22000 | 65 | 14300 |
Как видим из таблицы, сечение жил зависит кроме нагрузки и от материала, из которого изготовлен провод.
Таблица значений мощности и тока от сечения для скрытой проводки при трёхфазной схеме подключения 380 В
| Сечение жилы провода, мм2 | Диаметр жилы проводника, мм | Медные жилы | Алюминиевые жилы | ||
| Ток, А | Мощность, Вт | Ток, А | Мощность, Вт | ||
| 0.5 | 0.8 | 6 | 2250 | ||
| 0.75 | 0.98 | 10 | 3800 | ||
| 1 | 1.13 | 14 | 5300 | ||
| 1.5 | 1.38 | 15 | 5700 | 10 | 3800 |
| 2 | 1.6 | 19 | 7200 | 14 | 5300 |
| 2.5 | 1.78 | 21 | 7900 | 16 | 6000 |
| 4 | 2.26 | 27 | 10000 | 21 | 7900 |
| 6 | 2.76 | 34 | 12000 | 26 | 9800 |
| 10 | 3.57 | 50 | 19000 | 38 | 14000 |
| 16 | 4.51 | 80 | 30000 | 55 | 20000 |
| 25 | 5.64 | 100 | 38000 | 65 | 24000 |
Параллельное соединение проводов электропроводки
Бывают безвыходные ситуации, когда срочно нужно проложить проводку, а провода требуемого сечения в наличии нет. В таком случае, если есть провод меньшего, чем необходимо, сечения, то можно проводку сделать из двух и более проводов, соединив их параллельно. Главное, чтобы сумма сечений каждого из них была не меньше расчетной.
Например, есть три провода сечением 2, 3 и 5 мм2, а нужен по расчетам 10 мм2. Соединяете их все параллельно, и проводка будет выдерживать ток до 50 ампер. Да Вы и сами многократно видели параллельное соединение большего количества тонких проводников для передачи больших токов.
Например, для сварки используется ток до 150 А и для того, чтобы сварщик мог управлять электродом, нужен гибкий провод. Его и делают из сотен параллельно соединенных тонких медных проволочек. В автомобиле аккумулятор к бортовой сети тоже подключают с помощью такого же гибкого многожильного провода, так как во время пуска двигателя стартер потребляет от аккумулятора ток до 100 А.
А при установке и снятии аккумулятора необходимо провода отводить в сторону, то есть провод должен быть достаточно гибким. Способ увеличения сечения электропровода путем параллельного соединения нескольких проводов разного диаметра можно использовать только в крайнем случае. При прокладке домашней электропроводки допустимо соединять параллельно только провода одинакового сечения, взятые из одной бухты.
Автор: Сергей Владимирович, инженер-электрик. Подробнее об авторе.
