Пуэ-7 п.1.3.7-1.3.29 выбор сечений проводников по нагреву

Что влияет на нагрев проводов

Если во время эксплуатации бытовых приборов нагревается проводка, то следует незамедлительно принять все необходимые меры для устранения этой проблемы. Факторов, влияющих на нагрев проводов, существует немало, но к основным можно отнести следующие:

1. Недостаточная площадь сечения кабеля. Выражаясь доступным языком, можно сказать так — чем толще будут у кабеля жилы, тем больший ток он может передавать, не греясь при этом. Величина этого значения указывается в маркировке кабельной продукции. Также можно измерить сечение самостоятельно при помощи штангенциркуля (следует убедиться, что провод не находится под напряжением) или по марке провода.
2. Материал, из которого изготовлен провод. Медные жилы лучше передают напряжение до потребителя, и обладают меньшим сопротивлением, по сравнению с алюминиевыми. Естественно, они меньше греются.
3. Тип жил. Кабель может быть одножильным (жила состоит из одного толстого стержня) или многожильным (жила состоит из большого числа маленьких проводков). Многожильный кабель более гибкий, но существенно уступает одножильному по допустимой силе передаваемого тока.
4. Способ укладки кабеля. Плотно уложенные провода, находящиеся при этом в трубе, греются ощутимо сильнее, нежели открытая проводка.
5. Материал и качество изоляции. Недорогие провода, как правило, имеют изоляцию низкого качества, что отрицательно сказывается на их устойчивости к воздействию высоких температур.

Для чего нужен расчет сечения кабеля

К электрическим сетям предъявляются следующие требования:

• безопасность;
• надежность;
• экономичность.

Если выбранная площадь поперечного сечения провода окажется маленькой, то токовые нагрузки на кабели и провода будут большими, что приведет к перегреву. В результате может возникнуть аварийная ситуация, которая нанесет вред всему электрооборудованию и станет опасной для жизни и здоровья людей.

Если же монтировать провода с большой площадью поперечного сечения, то безопасное применение обеспечено. Но с финансовой точки зрения будет перерасход средств. Правильный выбор сечения провода — это залог длительной безопасной эксплуатации и рационального использования финансовых средств.

Правильному подбору проводника посвящёна отдельная глава в ПУЭ: «Глава 1.3. Выбор проводников по нагреву, экономической плотности тока и по условиям короны».

Осуществляется расчет сечения кабеля по мощности и току. Рассмотрим на примерах. Чтобы определить, какое сечение провода нужно для 5 кВт, потребуется использовать таблицы ПУЭ ( «Правила устройства электроустановок«). Данный справочник является регламентирующим документом. В нем указывается, что выбор сечения кабеля производится по 4 критериям:

1. Напряжение питания (однофазное или трехфазное).
2. Материал проводника.
3. Ток нагрузки, измеряемый в амперах (А), или мощность — в киловаттах (кВт).
4. Месторасположение кабеля.

В ПУЭ нет значения 5 кВт, поэтому придется выбрать следующую большую величину — 5,5 кВт. Для монтажа в квартире сегодня необходимо использовать провод из меди. В большинстве случаев установка происходит по воздуху, поэтому из справочных таблиц подойдет сечение 2,5 мм². При этом наибольшей допустимой токовой нагрузкой будет 25 А.

В вышеуказанном справочнике регламентируется ещё и ток, на который рассчитан вводный автомат (ВА). Согласно «Правилам устройства электроустановок«, при нагрузке 5,5 кВт ток ВА должен равняться 25 А. В документе указано, что номинальный ток провода, который подходит к дому или квартире, должен быть на ступень больше, чем у ВА. В данном случае после 25 А находится 35 А. Последнюю величину и необходимо брать за расчетную. Току 35 А соответствуют сечение 4 мм² и мощность 7,7 кВт. Итак, выбор сечения медного провода по мощности завершен: 4 мм².

Чтобы узнать, какое сечение провода нужно для 10 кВт, опять воспользуемся справочником. Если рассматривать случай для открытой проводки, то надо определиться с материалом кабеля и с питающим напряжением.

Для чего необходим расчет кабеля

В вопросе выбора сечения проводов нельзя следовать принципу «на глаз». Протекая по проводам, ток нагревает их. Чем выше сила тока, тем сильнее происходит нагрев. Эту взаимосвязь легко доказать парой формул. Первая из них определяет активную силу тока:

где I – сила тока, U – напряжение, R – сопротивление.

Из формулы видно: чем больше сопротивление, тем больше будет выделяться тепла, т. е. тем сильнее проводник будет нагреваться. Сопротивление определяют по формуле:

R = ρ · L/S (2),

где ρ – удельное сопротивление, L – длина проводника, S – площадь его поперечного сечения.

Чем меньше площадь поперечного сечения проводника, тем выше его сопротивление, а значит выше и активная мощность, которая говорит о более сильном нагреве. Исходя из этого, расчет сечения необходим для обеспечения безопасности и надежности проводки, а также грамотного распределения финансов.

Что необходимо знать для правильного выбора провода?

Главный показатель, из которого производится расчёт необходимого сечения провода, это его допустимая токовая нагрузка. Токовая нагрузка – это та величина тока, которую он может проводить через себя в течение продолжительного времени.

При нахождении величины номинального тока, производится расчёт мощности всех электроприборов в доме. После того, как показатель мощности будет найден, производится расчёт силы тока по следующим формулам:

Электроприбор	Мощность, Вт
LCD телевизор	140
Холодильник	300
Бойлер	2000
Пылесос	650
Утюг	1700
Электрочайник	1200
Микроволновая печь	700
Стиральная машина	2500
Компьютер	500
Освещение	500
Всего	10190

Сечение кабеля по мощности для однофазной электросети 220 В:

где

• P – мощность электрических приборов (суммарная), Вт;
• U – напряжение тока в электросети, В;
• КИ = 0.75 – коэффициент одновременности;
• cos(φ)= 1 – переменная для бытовых электроприборов.

Сечение кабеля по мощности для трёхфазной электросети 380 В:

Допустимые токовые нагрузки на провод вычисляются согласно нормативному документу ГОСТ 31996—2012 «КАБЕЛИ СИЛОВЫЕ С ПЛАСТМАССОВОЙ ИЗОЛЯЦИЕЙ».

Расчет сечения медных проводов и кабелей

Подсчитав нагрузку и определившись с материалом (медь), рассмотрим пример расчета сечения проводов для отдельных групп потребителей, на примере двухкомнатной квартиры.

Как известно, вся нагрузка делится на две группы: силовую и осветительную.

В нашем случае основной силовой нагрузкой будет розеточная группа, установленная на кухне и в ванной. Так как там устанавливается наиболее мощная техника (электрочайник, микроволновка, холодильник, бойлер, стиральная машина и т.п.).

Для этой розеточной группы выбираем провод сечением 2.5мм2. При условии, что силовая нагрузка будет разбросана по разным розеткам. Что это значит? Например, на кухне для подключения всей бытовой техники нужно 3-4 розетки подключенных медным проводом сечением 2.5 мм2 каждая.

Если вся техника подключается через одну единственную розетку, то сечения в 2.5 мм2 будет недостаточно, в этом случае нужно использовать провод сечением 4-6 мм2. В жилых комнатах для питания розеток можно использовать провод сечением 1.5 мм2, но окончательный выбор нужно принимать после соответствующих расчетов.

Питание всей осветительной нагрузки выполняется проводом сечением 1.5 мм2.

Необходимо понимать, что мощность на разных участках электропроводки будет разной, соответственно и сечение питающих проводов тоже разным. Наибольшее его значение будет на вводном участке квартиры, так как через него проходит вся нагрузка. Сечение вводного питающего провода выбирают 4 – 6 мм2.

При монтаже электропроводки применяют провода и кабели марки ПВС, ВВГнг, ППВ, АППВ.

Выбор сечения кабеля по мощности

Вот мы добрались и до сути нашей статьи. Однако всё, что было выше, упускать нельзя, а значит и мы умолчать не могли.

Если попытаться изложить мысль логично и по-простому, то через каждое условное сечение проводника может пройти ток определенной силы. Заключение это вполне логичное и теперь лишь осталось узнать эти соотношения и соотнести для разных диаметров провода, исходя из его типоряда.

Также нельзя умолчать, что здесь, при расчете сечения по току, в «игру вступает» и температура. Да, это новая составляющая – температура. Именно она способна повлиять на сечение. Как и почему, давайте разбираться.

Все мы знаем о броуновском движении. О постоянном смещении ионов в кристаллической решетке. Все это происходит во всех материалах, в том числе и в проводниках. Чем выше температура, тем больше будут эти колебания ионов внутри материала. А мы знаем, что ток — это направленное движение частиц.

Так вот, направленное движение частиц будет сталкиваться в кристаллической решетке с ионами, что приведет к повышению сопротивления для тока.

Чем выше температура, тем выше электрическое сопротивление проводника. Поэтому по умолчанию, сечение провода для определенного тока принимается при комнатной температуре, то есть при 18 градусах Цельсия. Именно при этой температуре приведены все справочные значения в таблицах, в том числе и наших.

Несмотря на то, что алюминиевые провода мы не рассматриваем в качестве проводов для электропроводки, по крайней мере, в квартире, тем не менее, они много где применяются. Скажем для проводки на улице. Именно поэтому мы также приведем значения зависимостей сечения и тока и для алюминиевых проводов.

Итак, для меди и алюминия будут следующие показатели зависимости сечения провода (кабеля) от тока (мощности). Смотрите таблицу.

Таблица проводников под допустимый максимальный ток для их использования в проводке:

С 2001 года алюминиевые провода для проводки в квартирах не применяются. (ПЭУ)

Да, здесь как заметил наш читатель, мы фактически не привели расчета, а лишь предоставили справочные данные, сведенные в таблицу, на основании этих расчетов. Но смеем вас замерить, что для расчетов необходимо перелопатить множество формул, и показателей. Начиная от температуры, удельного сопротивления, плотности тока и тому подобных.

Поэтому такие расчеты мы оставим для спецов. При этом необходимо заметить, что и они не являются окончательными, так как могут незначительно разнится, в зависимости от стандарта на материал и запаса провода по току, применяемого в разных странах.

А вот о чем мы еще хотели бы сказать, так это о переводе сечения провода в диаметр. Это необходимо, когда имеется провод, но по каким-то причинам маркировки на нем нет. В этом случае по диаметру провода можно вычислить сечения и наоборот из сечения диаметр.

Самонесущий изолированный провод СИП

Допустимые токовые нагрузки проводов марок СИП-2, СИП-2А

Число и номинальное сечение фазных и нулевой несущей жил, шт. х мм2

Допустимый ток нагрузки на воздухе при температуре 25° С, А	Ток короткого замыкания, при длительности к. з. 1 с, А
1х16+1х25	105	1,5
3х16+1х25	100	1,5
3х25+1хЗ5	130	2,3
3х25+1х54,6	130	2,3
3х35+1х50	160	3,2
3×35+1×54,6	160	3,2
3х50+1х50	195	4,6
Зх50+1х54,6	195	4,6
3×50+1×70	195	4,6
Зх70+1х54,6	240	6,5
3х70+1х70	240	6,5
Зх70+1х95	240	6,5
Зх95+1х70	300	8,8
3×95+1×95	300	8,8
3×120+1×95	340	7,2
4×16+1×25	100	1,5
4х25+1х35	130	2,3

Допустимые токовые нагрузки проводов СИП рассчитаны при температуре окружающей среды 25° С, скорости ветра 0,6 м/с и интенсивности солнечной радиации 1000 Вт/м2. При расчетных температурах окружающей среды, отличающихся от 25° С, необходимо применять поправочные коэффициенты.

Поправочные коэффициенты:

Температура токопроводящей жилы, ° С	Поправочные коэффициенты при температуре окружающей среды, ° С
-5 и ниже	5	10	15	20	25	30	35	40	45	50
70 80 90 130	1,29 1,24 1,21 1,13	1,24 1,21 1,18 1,11	1,20 1,17 1,14 1,09	1,15 1,13 1,11 1,07	1,11 1,09 1,07 1,05	1,05 1,04 1,04 1,02	1,00 1,00 1,00 1,00	0,94 0,95 0,96 0,98	0,88 0,90 0,92 0,95	0,81 0,85 0,88 0,93	0,74 0,80 0,83 0,90	0,67 0,74 0,78 0,87

Допустимые токовые нагрузки проводов марок СИП- 2F, СИП-2АF

Число и номинальное сечение фазных и контрольных жил, шт. х мм2	Допустимый ток нагрузки фазной жилы на воздухе при температуре 30° С, А	Ток короткого замыкания, при длительности к. з. 1 с, А
2х16	93	1,5
4х 16	83	1,5
2х25	122	2,3
4х25	111	2,3
2х16+1х1,5	93	1,5
4х16+2х1,5	83	1,5
2х25+2х1,5	122	2,3
4х25+2х1,5	111	2,3
2х35	149	3,2
4х35	136	3,2
2х50	180	4,6
4х50	166	4,6
2х70	230	6,5
4х70	210	6,5
2х95	280	8,8
4х95	255	8,8
2х35+2х1,5	149	3,2
4х35+2х1,5	136	3,2
2х50+2х1,5	180	4,6
4х50+2х1,5	166	4,6
2х70+2х1,5	230	6,5
4х70+2х1,5	210	6,5
2х95+2х1,5	280	8,8
4х95+2х1,5	255	8,8

Допустимые токовые нагрузки проводов рассчитаны при температуре окружающей среды 30° С, скорости ветра 0,6 м/с и интенсивности солнечной радиации 1000 Вт/м2.

Число и номинальное сечение фазных, нулевой несущей и жил освещения, шт. х мм2	Допустимый ток нагрузки на воздухе при температуре 30° С, А	Ток короткого замыкания, при длительности к. з. 1 с, А
фазная жила	жила освещения
3х25+1 х54,6+Кх16	112	83	2,3
3х35+1 х54,6+Кх16	138	83	3,2
3х50+1 х54,6+Кх16	168	83	4,6
3х50+1 х54,6+Кх25	168	111	4,6
3х70+1 х54,6+Кх16	213	83	6,5
3х70+1 х54,6+Кх25	213	111	6,5
3х70+1 х70+Кх16	213	83	6,5
3х95+1 х54,6+Кх16	258	83	8,8
3х95+1 х54,6+Кх25	258	111	8,8
3х95+1 х70+Кх16	258	83	8,8
Зх 120+1 х70+Кх16	300	83	11,1
Зх 120+1 х95+Кх16	300	83	11,1
Зх 150+1 х70+Кх16	344	83	13,9
Зх 150+1 х95+Кх16	344	83	13,9

Где К — число жил для подключения цепей освещения. Допустимые токовые нагрузки проводов рассчитаны при температуре окружающей среды 30° С, скорости ветра 0,6 м/с и интенсивности солнечной радиации 1000 Вт/м2. При расчетных температурах окружающей среды, отличающихся от 30° С, для определения тока нагрузки необходимо применять поправочные коэффициенты.

Поправочные коэффициенты:

Температура токопроводящей жилы, ° С	Поправочные коэффициенты при температуре окружающей среды, ° С
10	15	20	25	30	35	40	45	50	60	75
90	1,17	1,13	1,09	1,04	1,00	0,95	0,91	0,85	0,80	0,67	0,52

Материалы:

• проволока алюминиевая — ;марка АВЛ по ТУ 16-705.472 или марка АТ по ТУ 16.К71-0888;
• проволока из катанки алюминиевого сплава (AlMgSi) марки КАС-2 по ГОСТ 20967 — приложение Г ТУ 16.К22-019-2002;
• полиэтилен силанольносшиваемый — композиция Sioplas-type compound 523/493 ф. Ael Compounds (Англия) или VISICOТМ LE4421/LE4472 Ф. BOREALIS. Допускается применение других равноценных материалов.

Основные требования при эксплуатации

Прокладка и монтаж провода должны производиться при температуре окружающей среды не ниже минус 200 С. Допустимые усилия в нулевой несущей жиле при натяжении и в эксплуатации не должны превышать 45 Н/мм2. При прокладке проводов в пожароопасных зонах необходимо применение дополнительных мер противопожарной защиты, например, нанесение огнезащитных покрытий.

Допустимый нагрев жил при эксплуатации:

Режим эксплуатации	Допустимая температура нагрева токопроводящих жил, 0С
СИП-1, СИП-1А	СИП-2, СИП-2А, СИП-2F, СИП-2AF
Нормальный режим Режим перегрузки продолжительностью до 8 ч в сутки Короткое замыкание с протеканием тока К.З. в течение до 5 с	70 80 135	90 130 250

<-…НАЗАД

Конструкция

Конструктивно все типы проводов СИП содержат жилы, выполненные в определенной форме с заданным количеством, одна из которых может выполнять функции несущей струны для линии.

По типу они различаются таким образом:

• СИП-1 – четырехжильный провод, в котором каждая из жил представлена скрученными друг относительно друга проводниками. В данной марке СИП три из них предназначены для трех фаз и оснащены термопластичной изоляцией, а четвертая для нулевого вывода, но она не изолирована. В нулевом проводнике центральная проволока выполнена из стали и является несущей. При наличии в конце маркировки буквы А (СИП-1А), нулевой вывод будет оснащен изоляцией.
• СИП-2 – такой же четырехжильный вариант, как и предыдущий, с единственным отличием в том, что нулевой провод имеет изоляцию. В классическом исполнении нулевая жила изолируется термопластичным полиэтиленом, а в марке СИП-2А сшитым полиэтиленом, так же как и фазные. Второй вариант применяется для участков с значительным воздействием атмосферных факторов. Как и предыдущая марка, этот СИП используется в линиях до 1 кВ.
• СИП-3 – в отличии от предыдущих марок, представляет собой одножильный вариант токоведущего провода. Конструктивно в центре этого СИП находится стальная несущая проволока, которая окружена алюминиевыми токоведущими жилами. Применяется в высоковольтных линиях напряжением 6 – 35кВ для прокладки фаз на большие расстояния.
• СИП-4 – представляет собой парную систему, в которой каждая жила имеет свою пару, но, в отличии от предыдущих, у нее отсутствует несущий элемент и нулевой провод. Поэтому такая марка не может применяться для монтажа линий, так как существует вероятность ее разрыва при воздействии ветровых нагрузок. В качестве изоляции здесь применяется термопластичный полиэтилен. Существует вариант марки с буквой Н (СИП-4Н), которая свидетельствует о том, что токоведущие элементы изготовлены из сплава алюминия, если буква Н отсутствует, в конкретной марке используется чисто алюминиевая проволока.
• СИП-5 – полностью идентичен с предыдущей маркой – также имеет парное число жил и не содержит нулевого провода с несущим элементом. Единственным отличием является тип изоляции, покрывающей проводники, в марках СИП-5 и СИП-5Н это сшитый полиэтилен, который позволяет повысить рабочий температурный предел до 30%.

Допустимая плотность

Плотность определить ещё проще. Для этого достаточно число ампер разделить на сечение. От этого показателя также будет зависеть очень много. В первую очередь плотность отвечает за стабильность работы электросети. Проводку можно разделить на два типа:

• открытую;
• закрытую.

Характерными особенностями открытой является лучшая плотность тока за счёт большой теплоотдачи. Закрытую необходимо покупать с поправкой в меньшую сторону, поскольку это может вызвать перегрев, короткое замыкание и даже пожар.

Расчёты тепла — довольно сложный процесс. На практике исходят из максимально допустимой температуры самого слабого элемента конструкции. Таким образом, максимально допустимая плотность тока — это величина, при которой пользоваться проводкой будет безопасно. При этом стоит учитывать и максимальную температуру окружающей среды.

Плотность меди в открытой проводке составляет 5 А/мм2, а закрытой 4 А/мм2. Плотность алюминия в открытой проводке 3.5 А/мм2, а в закрытой 3 А/мм2. В основном современные провода имеют изоляцию, сделанную из ПВХ или полиэтилена. Они допускают нагрев максимум до 90 градусов.

Также стоит разобраться с определением терминов открытая и закрытая проводка. Первый вариант всегда располагается в открытом пространстве. Прикрепляется к стене хомутами, может быть скреплена с тросом или быть натянутой по воздуху от стены до стены. Закрытая может находиться в лотках, трубах, быть замурованной в стене или под штукатуркой. Закрытой будет считаться проводка, если она находится в распределительных коробах или щитках. Её минусом можно считать меньшую степень охлаждения.

Расчет сечения провода

Начнем не с таблицы, а с расчета. То есть, каждый человек, не имея под рукой интернет, где в свободном доступе ПУЭ с таблицами имеется, может самостоятельно определить сечение кабеля по току. Для этого потребуется штангенциркуль и формула.

Если рассмотреть сечение кабеля, то это круг с определенным диаметром. Существует формула площади круга: S= 3,14*D²/4, где 3,14 – это Архимедово число, «D» — диаметр измеренной жилы. Формулу можно упростить: S=0,785*D².

Если провод состоит из нескольких жил, то замеряется диаметр каждой, вычисляется площадь, затем все показатели суммируются. А как вычислить сечение кабеля, если каждая его жила состоит из нескольких тоненьких проводков?

Процесс немного усложняется, но не сильно. Для этого придется подсчитать количество проводков в одной жиле, измерить диаметр одного проводка, вычислить его площадь по описанной формуле и умножить данный показатель на количество проводков. Это и будет сечение одной жилы. Теперь необходимо это значение умножить на количество жил.

Если нет желания считать проводки и измерять их размеры, надо просто замерить диаметр одной жилы, состоящий из нескольких проводов. Снимать размеры надо аккуратно, чтобы не смять жилу

Обратите внимание, что этот диаметр не является точным, потому что между проводками остается пространство

Соотношение тока и сечения

Чтобы понять, как работает электрический кабель, необходимо вспомнить обычную водопроводную трубу. Чем больше ее диаметр, тем больше воды через нее будет проходить. То же самое и с проводами.

Чем больше их площадь, тем большей силы ток, через них пройдет, тем большую нагрузку такой провод выдерживает. При этом кабель не будет перегреваться, что является самым важным требованием правил пожарной безопасности.

Поэтому связка сечение – ток является основным критерием, который используется в подборе электрических проводов в разводке. Поэтому вам необходимо сначала разобраться, сколько бытовых приборов и какой общей мощности будет подключены к каждому шлейфу.

Сечение жилы провода, мм2	Медные жилы	Алюминиевые жилы
	Ток, А	Мощность, Вт	Ток, А	Мощность, Вт
0.5	6	1300
0.75	10	2200
1	14	3100
1.5	15	3300	10	2200
2	19	4200	14	3100
2.5	21	4600	16	3500
4	27	5900	21	4600
6	34	7500	26	5700
10	50	11000	38	8400
16	80	17600	55	12100
25	100	22000	65	14300

К примеру, на кухне обязательно устанавливается холодильник, микроволновка, кофемолка и кофеварка, электрочайник иногда посудомоечная машина. То есть, все эти прибору могут в один момент быть включены одновременно. Поэтому в расчетах и используется суммарная мощность помещения.

Узнать потребляемую мощность каждого прибора можно из паспорта изделия или на бирке.

1. Для примера обозначим некоторые из них:
2. Чайник – 1-2 кВт.
3. Микроволновка и мясорубка 1,5-2,2 кВт.
4. Кофемолка и кофеварка – 0,5-1,5 кВт.
5. Холодильник 0,8 кВт.

Узнав мощность, которая будет действовать на проводку, можно подобрать ее сечение из таблицы. Не будем рассматривать все показатели данной таблицы, покажем те, которые преобладают в быту.

Конструкция провода

В отличие от кабелей ряда других марок, включающих в себя медные жилы, у провода сип 4х16 они сделаны из алюминия. У традиционных вариантов кабеля используется чистый металл, но у моделей с литерой Н в маркировке (СИП-4Н) задействован сплав. Каждая токопроводящая жилка является многопроволочной, состоит из большого числа объединенных в плотные пучки проволочных элементов. Форма жильных компонентов проводников разных производителей в разрезе может быть не только круглой, но и секторообразной.

Важно! Каждая из жил имеет изоляционное покрытие, сделанное из сшитого полимерного материала с термопластическими свойствами. Чаще всего это бывает полиэтилен, покрытый светостабилизирующим составом. Обычно провода имеют чисто черный цвет, но некоторые производители снабжают их цветными врезками

Обычно провода имеют чисто черный цвет, но некоторые производители снабжают их цветными врезками.

Хранение кабеля

Как рассчитать по току

Таблица токов, в которой можно найти тип бытового прибора, его приблизительные значения мощности, также указывает и интервал возможного потребляемого тока.

Потребляемые мощность и ток электроприборами

Название электроприбора	Мощность, кВт	Величина тока, А
Стиральная машина	2 – 2,5	9,0 – 11,4
Электроплита	4,5 – 8,5	20,5 – 38,6
Микроволновая печь	0,9 – 1,3	4,1 – 5,9
Холодильник, морозильник	0,2 – 0,8	0,9 – 3,6
Электрочайник	1,8 – 2,0	8,4 – 9,0
Утюг	0,9 – 1,7	4,1 – 7,7
Пылесос	0,7 – 1,4	3,1 – 6,4
Телевизор	0,12 – 0,18	0,6 – 0,8
Осветительные приборы	0,02 – 0,150	0,1 – 0,6

Однофазная схема электроснабжения дома на 220 В

Если под рукой нет таблицы, но известен потребляемый ток, то вычислить сечение можно в два этапа, используя формулы:

1. Находят сопротивление материала при данном значении тока. Это можно сделать из формулы Закона Ома I = U/R. Выразив отсюда R, получают R = U/I.
2. Вычисляют площадь сечения, используя значение удельного сопротивления для конкретного материала. Применяют формулу:

R = (ρ*L)/S,

где:

• ρ – удельное сопротивление;
• L – длина проводника;
• S – площадь сечения.

Преобразовав формулу, получают:

S = (ρ*L)/R.

Удельное сопротивление для меди ρ = 1,68*10-8 Ом*м, для алюминия – 2,82*10-8 Ом*м.

Основные понятия

Любое металлическое изделие состоит из кристаллической решетки. Через нее проходят электроны, подвижные частицы, из-за чего электричество трансформируется в тепловую энергию. Данное свойство с успехом используется производителями обогревателей и осветительных приборов. Однако в обычных электрических системах перегрев кабеля недопустим, поскольку он со временем приведет к нарушению изоляцию и воспламенению

Поэтому важно подобрать правильное сечение проводников, чтобы те выдерживали допустимые (потенциальные) токовые нагрузки сети

Для этого учитываются два термина:

• сечение провода;
• плотность тока.

Зависимость плотности тока от сечения

Даже если будет подобрано правильное сечение провода, он все равно может перегреться. Причин несколько: слабый контакт в местах соединения или окисления, связанные с недопустимой скруткой алюминиевой и медной жил.

Сечение провода

Для выбора сечения токоведущей жилы (проводника, а не всего кабеля с оболочкой и изоляцией) ориентируются по двум параметрам:

• нагрев в допустимых пределах;
• потеря напряжения.

Опасным является перегрев подземного кабеля, помещенного в пластиковые трубки рукава

В воздушных линиях электропередач уделяется внимание потери напряжения. Для комбинированных отрезков с двумя разными сечениями следует выбрать большее, округлив его до стандартного значения

Перед расчетом сечения или поиском подходящих табличных величин следует определить, какими будут условия эксплуатации.

Неверный выбор сечения кабеля может привести к перегреву и возгоранию

Для расчета потенциального нагрева нужно учитывать длительно допустимую температуру. Величина напрямую зависит от возможной силы тока Iп. После использования формулы вы получите расчетный ток Iр, который должен отличаться от Iп и быть меньше его значения (ни в коем случае не больше!). При выборе сечения используют следующую формулу:

Iр = Pн/Uн,

где:

• Pн — номинальная мощность, Вт;
• Uн — номинальное напряжение, В.

Пользоваться данной формулой можно для расчета токов в проводниках с уже устоявшейся температурой при условии, что на кабель не влияют другие охлаждающие или согревающие факторы. Величина длительно допустимого тока Iп зависит от разных параметров: сечение, материал изготовления, изоляционная оболочка и способ монтажа.

Чтобы проверить падение напряжения на воздушной линии электропередач, пользуются следующей формулой:

Uп = (U — Uн) *100/ Uн,

где:

• U — напряжения от источника;
• Uн — напряжение в месте, где подключается приемник напряжения.

Максимально допустимое отклонение напряжения — 10%.

Плотность тока

Данная физическая величина является векторной. Для ее обозначения используют латинскую букву J. Формула расчета выглядит следующим образом:

J = I/S,

где:

• I — сила тока, А;
• S — площадь поперечного сечения, кв. мм.

Предельная плотность тока для алюминиевых и медных проводов

Плотностью тока называют объем тока, который проходит через проводник заданного сечения за определенный отрезок времени. Измеряется в А/кв. мм.

Алгоритм выбора электропроводки

1. Определение системы электроснабжения — однофазной или трехфазной, соответственно, выбираются вводные и промежуточные кабели, трехжильные или пятижильные.
2. Установление потребляемой мощности каждого отдельного направления схемы прокладки проводки, в соответствии с разработанным проектом.
3. Вычисление максимально возможной силы тока в каждой линии электропитания.
4. Выбор защитных устройств и автоматов, их номиналов для каждой группы. В соответствие с рассчитанным проектом, по принципу необходимости и достаточности вся разводка включает определенное количество групп (отдельных линий) для равномерного распределения потребляемой электроэнергии.
5. Подбор кабелей групп, в каждой из которых определяется токовая нагрузка на провода по сечению (таблица 1).

Таблица 1 зависимость сечения кабеля от нагрузки

Медные жилы проводов и кабелей
Сечение токопроводящей жилы, мм2	Напряжение, 220 В	Напряжение, 380 В
ток, А	мощность, кВт	ток, А	мощность, кВт
1,5	19	4,1	16	10,5
2,5	27	5,9	25	16,5
4	38	8,3	30	19,8
6	46	10,1	40	26,4
10	70	15,4	50	33,0
16	85	18,7	75	49,5
25	115	25,3	90	59,4
35	135	29,7	115	75,9
50	175	38,5	145	95,7
70	215	47,3	180	118,8
95	260	57,2	220	145,2
120	300	66,0	260	171,6