Расчет кабеля по мощности: таблицы и формулы

Устройство электропроводки требует тщательной подготовки: составления схемы, рассмотрения всевозможных вариантов прокладки, комплектующих деталей. Залогом качественного монтажа, долговечности, безопасности электросети является обоснованный выбор сечения проводов и кабелей. Предлагаемая производителями продукция отличается разнообразием свойств, назначения, не говоря уже о цене. Чтобы не переплачивать, следует подобрать оптимальный вариант. Практикуют несколько методов расчета и выбора сечения.

медный одножильный провод

Выбор сечения кабеля по мощности

Самым простым считается выбор кабеля по мощности, потребляемой квартирой, домом. Его используют, подбирая жилы, подводящие энергию от ЛЭП к стене здания, от подъездного щитка до распределительной коробки на этаже к потребителю. Такую задачу приходится решать при проектировании теплого пола под стяжку. Малейшая ошибка приведет к преждевременному выходу системы из строя.

Первым делом выполняют расчёт суммарной мощности потребления электроэнергии. Для пола ее ищут с учетом полезной площади (свободной от мебели). Также учитывают возлагаемую на электрический пол функцию:

  • основной источник обогрева – 160-180 Вт/кв.м;
  • дополнительный источник тепла –100-150 Вт/кв.м

Информация о производительности электротехники, существующей или планируемой к установке, расположена на корпусе оборудования, в техническом паспорте, инструкции. Найденные показатели складывают.

Специалисты рекомендуют уменьшить полученный итог, умножив его на понижающий коэффициент 0,8. Такой подход обусловлен тем, что ситуация, когда будут включены одновременно холодильник, электрочайник, утюг, освещение, бойлер, микроволновка маловероятна. Другие советуют наоборот создать определенный запас на перспективу, применяя повышающий коэффициент 1,2. Истина, как обычно, лежит посередине.

Определив суммарный результат, переходят к выбору кабеля по мощности. С этой целью пользуются данными таблиц из ПУЭ, электротехнических справочников. Несложный пример поможет разобраться. Пусть получена расчетная нагрузка 4,5 кВт. Для сети 220 В диаметр составит:

  • медный ­ 2,5 мм;
  • алюминиевый – 4 мм.

Для сети 380 В:

  • медь – 1,5 мм;
  • алюминий – 2,5 мм.

Осуществляя расчет греющего кабеля для наружной части водопровода, исходят из диаметра трубы:

  • при 20 мм достаточно 10 Вт/м;
  • 20-40 мм – 16 Вт/м;
  • 40-60 мм – 24 Вт/м.

Указанные параметры справедливы при качественной изоляции. Она должна составлять минимум 1 см, идеально – 10 см.

Выбор сечения провода по мощности и току

таблица расчета медного кабеля по мощности и токутаблица расчета алюминиевого кабеля по мощности и току

Расчет сечения провода по току

Допустимую токовую нагрузку считают основным нормативом безопасной эксплуатации электросетей. Ее характеризуют как величину, который жила сможет пропускать длительный период времени, не нагреваясь. Сначала высчитывают суммарную мощность приборов, имеющихся или планируемых к установке. Затем рассчитывают силу тока, соответствующую полученным данным. Если рассматривают однофазную сеть 220 В, она составит: I=(P*K)/(U*cos ф), где P – сумма мощности оборудования, Вт; K – коэффициент (принимают равным 0,75); U – напряжение, Вт; cos ф – берут равным 1 для бытовой сети.

Имеющийся результат дает возможность при помощи таблиц определить диаметр провода. Если расчетное значение не совпадает с табличным, переходят к ближайшему большему.

При подборе табличных величин понадобится учесть способ прокладки: открыто (на воздухе), скрыто (в земле).

Открытая проводка воспринимает большую токовую нагрузку, чем скрытая. Так, например, для одинаковых значений 42 А при прокладке медного провода по воздуху потребуется сечение 6 мм, в земле – 4 мм.

Расчет по длине провода

Каждый проводник имеет конкретное сопротивление. Чем протяженнее линия, тем оно значительнее. Предупредить появление такой проблемы поможет несложный предварительный расчет кабеля по потере. Последовательность вычисления:

  • Найти суммарную нагрузку электрооборудования, силу тока.
  • Вычислить сопротивление проводки: R=(p*L)/S, где p – удельного сопротивления проводника (табличное значение); L – длина проводника, м; S – площадь его сечения.
  • Провести вычисления: перемножить силу тока (I) и полученное (R).
  • Показатель, который дал расчет потерь напряжения в кабеле, разделить на соответствующее показание сети, затем умножить на 100%.
  • Проанализировать получившееся число. Если расчет потерь в кабеле показал превышение 5%, придется поискать проводник крупнее; не превышает ‑ жила принята верно.

Протяженная электросеть требует расчета длины. Его отсутствие увеличивает вероятность того, что ее элементы подобраны неправильно. Если необходимо знать длину греющего кабеля, ее находят с учетом расположения трубопровода (внутри или снаружи здания), длины, диаметра трубы, назначения (водопровод, канализация, дренаж), свойства теплоизоляции, температурного режима окружающей среды.

Формулы для расчета сечения кабеля и провода

Потери напряжения в проводе

При движении электричества его некоторая часть расходуется на нагрев материала. Величина тока зависит от потребляемой нагрузки, а сопротивление проводов связано с их протяженностью. Этот факт позволяет понять, что недостаточно провести расчет нагрузки на потребляемый ток. Не всегда возможно использовать проводку одинакового диаметра, особенно при подключении разного метража.

Чтобы техника работала нормально, параметры сети должны быть не менее номинальных. Если жила подобрана ошибочно, трудно гарантировать надежную работу приборов. Расчет падения напряжения в кабеле (ΔU) позволяет избежать многих неприятных ситуаций, связанных с нестабильной работой электрооборудования.

С увеличением тока и сопротивления ΔU также возрастает. Его считают как разность между показанием на начальных и конечных точках участка в относительных единицах: ΔU=(P*r0+Q*x0)*l/Uном, где P и Q –– соответственно, мощность активная и реактивная, кВт; r0 и x0 – соответственно, индуктивное и активное сопротивление проводника, Ом/км; Uном – напряжение номинальное, кВ; l – протяженность линии, км.

Величина падения определяется материалом (алюминий, медь), сечением, протяженностью, свойствами электрической сети. Чтобы найти ее, потребуются данные о технических характеристиках жил, величине силы тока. Расчет потерь напряжения в кабеле реализуют различными методами:

  • формулы – громоздко и сложно;
  • таблицы, графики, диаграммы – проще, но нужно разбираться;
  • на компьютере при помощи специальных программ.

Предлагаемые калькуляторы позволяют выполнить расчет потерь в кабеле разных линий, марок, материалов. Отклонение от номинального показателя для жилых строений не должно превышать 5%.