Как сами да изберем кабел за свързване на домакински уреди, като гарантираме безопасността на окабеляването и без да плащаме повече? Какво трябва да имате предвид при избора и как да изчислите напречното сечение на кабела за група потребители? Можете да научите за това от тази статия.

Напречното сечение на кабела е площта на напречното сечение на проводника, носещ ток. В повечето случаи разрезът на сърцевината на кабела е кръгъл и площта на напречното му сечение може да се изчисли по формулата за площта на кръга. Но предвид разнообразието от форми на кабела, за да се опише неговата основна физическа характеристика, не се използва линейният размер, а по-скоро площта на напречното сечение. Тази характеристика е стандартизирана във всички страни. У нас това се регулира от Правилника за електрическа инсталация.

Защо е необходимо да изберете напречното сечение на кабела?

Правилният избор на напречно сечение на кабела е преди всичко вашата безопасност. Ако кабелът не издържи на текущото натоварване, той прегрява, изолацията се топи и в резултат на това може да възникне късо съединение и пожар.

Как да изберем кабел с необходимото напречно сечение, като същевременно избягваме случаите, когато при едновременно включване на няколко устройства се появява миризма на топяща се изолация и да не плащаме излишни пари, като използваме проводници с голям марж?

За захранване на жилищни помещения се използват два основни вида кабели: медни и алуминиеви. Медта е по-скъп материал в сравнение с алуминия. Но в модерното окабеляване му се дава предпочитание. Алуминият има по-голямо вътрешно съпротивление и е чуплив метал, който бързо се окислява. Медта е гъвкав материал, който е по-малко склонен към окисление. Напоследък алуминиевите кабели се използват изключително за възстановяване на окабеляване в сгради от съветската епоха.

За да изберете предварително необходимото напречно сечение на меден кабел, обикновено се приема, че кабел с напречно сечение от 1 mm 2 може да премине през електрически ток до 10 A. По-нататък обаче ще видите, че това съотношението е подходящо само за избор на напречно сечение „на око“ и е валидно за секции не повече от 6 mm 2 (използвайки предложеното съотношение, ток до 60 A). Електрически кабел с това напречно сечение е напълно достатъчен за въвеждане на фаза в стандартен тристаен апартамент.

Повечето електротехници използват кабели от следните секции, за да доставят електричество на домашните потребители:

• 0,5 mm 2 - прожектори;
• 1,5 mm 2 - основно осветление;
• 2,5 мм 2 - гнезда.

Това обаче е приемливо за битово потребление, при условие че всеки електроуред се захранва от собствен контакт, без да се използват двойници, тройници и удължители.

При избора на кабел би било по-правилно да използвате специални таблици, които ви позволяват да изберете напречното сечение въз основа на известната мощност на електрическия уред (kW) или на текущия товар (A). Текущият товар в този случай е по-важна характеристика, тъй като товарът в ампери винаги се посочва за една фаза, докато при еднофазна консумация (220 V) натоварването в киловати ще бъде посочено за една фаза, а за три- фазова консумация - общо за трите фази.

При избора на напречното сечение на кабела е необходимо да се вземе предвид вида на окабеляването: външно или скрито. Това се дължи на факта, че при скрито окабеляване топлопредаването на жицата намалява, което води до по-интензивно нагряване на кабела. Следователно за скрито окабеляване се използват кабели с площ на напречното сечение приблизително 30% по-голяма от тази за отворено окабеляване.

Таблица за избор на площта на напречното сечение на медна кабелна сърцевина за отворено и скрито окабеляване:

Таблица за избор на площ на напречното сечение на алуминиева кабелна сърцевина за отворено и скрито окабеляване:

С- площ на напречното сечение на кабела (mm 2), - обща мощност на електрическото оборудване (kW).

Също така е необходимо да се направят корекции при избора на напречното сечение на кабела, като се вземе предвид неговата дължина. За да направите това, избирайки напречното сечение на кабела от таблицата според силата на тока, изчисляваме неговото съпротивление, като вземем предвид дължината, използвайки формулата:

R = p ⋅ L / S

• Р— съпротивление на проводника, Ohm;
• стр- съпротивление на материала, Ohm⋅mm 2 /m (за мед - 0,0175, за алуминий - 0,0281);
• Л— дължина на кабела, m;
• С- площ на напречното сечение на кабела, mm 2.

Използвайки тази формула, можете да получите съпротивлението на едно жило на кабела. Тъй като токът преминава през едното ядро ​​и се връща през другото, за да се получи стойността на съпротивлението на кабела, съпротивлението на неговата сърцевина трябва да се умножи по две:

dU = I ⋅ Rобщ

• dU— загуба на напрежение, W;
• аз— сила на тока, A;
• Rtot— изчислено съпротивление на кабела, Ohm.

Ако напречното сечение на кабела е избрано въз основа на общата мощност на оборудването и силата на тока не е известна, то може да се изчисли по формулата:

I = P / U ⋅ cos φ — за монофазна мрежа 220 V

I = P / 1,732 ⋅ U ⋅ cos φ— за трифазна мрежа 380 V

• Р— обща използвана мощност на електрическото оборудване (W);
• U— напрежение (V);
• cos φ = 1(за домашни условия) и cos φ = 1,3

Ако получената стойност не надвишава 5%, тогава напречното сечение на кабела, като се вземе предвид неговата дължина, е избрано правилно. Ако надвишава, е необходимо да изберете кабел с по-голямо напречно сечение (следващ в реда) според таблицата и да извършите изчислението отново.

Тези таблици са приложими за кабели с гумена и пластмасова изолация; напречното сечение на кабела, избрано според тях, ще работи ефективно, ако е произведено в съответствие с GOST.

Избор на кабел за група консуматори

За да изберете напречното сечение на кабела за група потребители (например входен кабел към апартамент), можете да използвате формулата за определяне на допустимото текущо натоварване. Нека изчислим текущото натоварване за мрежа от 220 V, която често се използва в домакинското захранване:

I = P ⋅ K / U ⋅ cos φ

• Р— обща използвана мощност на електрическото оборудване (W), U- напрежение (V), ДА СЕ— коефициент за отчитане на едновременното включване на устройства (приема се равен на 0,75);
• cos φ = 1(за домашни условия) и cos φ = 1,3(за мощни електроуреди).

След като изчислите допустимото текущо натоварване за група потребители, можете да използвате горните таблици, за да изберете кабел с необходимото напречно сечение. Ако се очаква дългосрочно едновременно включване на всички възможни консуматори (например електрическо отопление), изчисляването на допустимото токово натоварване трябва да се направи без да се взема предвид коефициентът K.

Пример за избор на кабел за домашен котел

Въз основа на гореизложеното ще се опитаме да изчислим и изберем меден кабел с необходимото напречно сечение за еднофазен електрически котел с нагревателен елемент с мощност 2,0 kW, при условие че кабелът е положен към него в кутия . Дължината на кабела ще бъде 10 метра.

От таблицата се вижда, че близка по мощност стойност е 3,0 kW, което съответства на напречно сечение на кабела от 1 mm 2. Нека извършим изчислението, като вземем предвид дължината на кабела:

• Нека изчислим тока: I = 2000 W / 220 V ⋅ 1 = 9,09 A.
• Нека изчислим съпротивлението на сърцевината на кабела: R = 0,0175 Ohm⋅mm 2 /m ⋅ 10 m / 1 mm 2 = 0,175 Ohm.
• Общо съпротивление на кабела: R общо = 2 ⋅ R = 0,35 Ohm.
• Ние изчисляваме загубите на напрежение: dU = 9,09 A ⋅ 0,35 Ohm = 3,18 V.
• Ние изчисляваме загубите като процент: (3,18 V / 220 V) ⋅ 100% = 1,45%(не надвишава 5%).

Кабел с напречно сечение 1 mm 2 е подходящ за свързване на електрическия котел, посочен в примера.

Производителите често посочват необходимото напречно сечение на кабела за тяхното оборудване в инструкциите за оборудването. Ако има такава инструкция, трябва да я следвате.

Стандартното окабеляване на апартамента се изчислява за максимална консумация на ток при непрекъснато натоварване от 25 ампера (прекъсвачът, който е инсталиран на входа на проводниците в апартамента, също е избран за тази сила на тока) и се извършва с меден проводник с кръст -сечение от 4,0 mm 2, което съответства на диаметър на проводника от 2,26 mm и мощност на натоварване до 6 kW.

Съгласно изискванията на клауза 7.1.35 от PUE напречното сечение на медната сърцевина за жилищно електрическо окабеляване трябва да бъде най-малко 2,5 mm 2,което съответства на диаметър на проводника 1,8 mm и ток на натоварване 16 A. Към такова електрическо окабеляване могат да се свързват електрически уреди с обща мощност до 3,5 kW.

Какво е напречното сечение на проводника и как да го определите

За да видите напречното сечение на жицата, просто я срежете напречно и погледнете разреза от края. Зоната на рязане е напречното сечение на жицата. Колкото по-голям е, толкова по-голям ток може да предава проводникът.

Както се вижда от формулата, напречното сечение на жицата е леко според диаметъра. Достатъчно е да умножите диаметъра на телената сърцевина по себе си и по 0,785. За напречното сечение на многожилен проводник трябва да изчислите напречното сечение на едно ядро ​​и да умножите по техния брой.

Диаметърът на проводника може да се определи с помощта на дебеломер с точност 0,1 mm или микрометър с точност 0,01 mm. Ако няма инструменти под ръка, тогава обикновена линийка ще ви помогне.

Избор на раздел
електрическо окабеляване от медна тел според силата на тока

Големината на електрическия ток се обозначава с буквата „ А" и се измерва в ампери. При избора се прилага едно просто правило: Колкото по-голямо е напречното сечение на жицата, толкова по-добре, така че резултатът се закръгля нагоре.

Данните, които дадох в таблицата, са базирани на личен опит и гарантират надеждна работа на електрическата инсталация при най-неблагоприятните условия на нейното инсталиране и експлоатация. При избора на напречно сечение на проводника въз основа на текущата стойност няма значение дали е променлив ток или постоянен ток. Големината и честотата на напрежението в електрическото окабеляване също няма значение; това може да бъде бордовата мрежа на DC автомобил при 12 V или 24 V, самолет при 115 V с честота 400 Hz, електрическо окабеляване 220 V или 380 V с честота 50 Hz, електропровод с високо напрежение при 10 000 IN.

Ако текущата консумация на електрически уред е неизвестна, но захранващото напрежение и мощност са известни, токът може да се изчисли с помощта на онлайн калкулатора по-долу.

Трябва да се отбележи, че при честоти над 100 Hz, скин-ефектът започва да се появява в проводниците, когато протича електрически ток, което означава, че с увеличаване на честотата токът започва да „притиска“ външната повърхност на проводника и действителното кръстосано сечението на жицата намалява. Следователно изборът на напречно сечение на проводника за високочестотни вериги се извършва съгласно различни закони.

Определяне на товароносимостта на 220 V електрически кабели
изработени от алуминиева тел

В къщи, построени преди много време, електрическите кабели обикновено са направени от алуминиеви проводници. Ако връзките в съединителните кутии са направени правилно, експлоатационният живот на алуминиевите кабели може да бъде сто години. В крайна сметка алуминият практически не се окислява и експлоатационният живот на електрическите кабели ще се определя само от експлоатационния живот на пластмасовата изолация и надеждността на контактите в точките на свързване.

В случай на свързване на допълнителни енергоемки електрически уреди в апартамент с алуминиево окабеляване, е необходимо да се определи способността му да издържа на допълнителна мощност чрез напречното сечение или диаметър на жилата на проводника. Използвайки таблицата по-долу, това е лесно да се направи.

Ако окабеляването на вашия апартамент е направено от алуминиеви проводници и има нужда да свържете новоинсталиран контакт в съединителна кутия с медни проводници, тогава такава връзка се извършва в съответствие с препоръките на статията Свързване на алуминиеви проводници.

Изчисляване на напречното сечение на електрическия проводник
според мощността на свързаните електрически уреди

За да изберете напречното сечение на жилата на кабелния проводник при полагане на електрическо окабеляване в апартамент или къща, трябва да анализирате парка от съществуващи електрически домакински уреди от гледна точка на тяхната едновременна употреба. Таблицата предоставя списък с популярни домакински електрически уреди, като се посочва консумацията на ток в зависимост от мощността. Можете сами да разберете консумацията на енергия на вашите модели от етикетите на самите продукти или информационните листове; често параметрите са посочени на опаковката.

Ако токът, консумиран от електрически уред, е неизвестен, той може да се измери с амперметър.

Таблица за консумация на енергия и ток за домакински електроуреди
при захранващо напрежение 220 V

Обикновено консумацията на енергия на електрическите уреди е посочена на корпуса във ватове (W или VA) или киловати (kW или kVA). 1 kW=1000 W.

Ток се консумира и от хладилника, осветителните тела, радиотелефона, зарядните устройства и телевизора в режим на готовност. Но като цяло тази мощност е не повече от 100 W и може да се пренебрегне при изчисленията.

Ако включите всички електрически уреди в къщата едновременно, ще трябва да изберете проводник с напречно сечение, което може да премине ток от 160 A. Ще ви трябва жица с дебелина колкото пръст! Но такъв случай е малко вероятен. Трудно е да си представим, че някой е способен едновременно да мели месо, да глади, прахосмуче и суши коса.

Пример за изчисление. Станахте сутринта, включихте електрическата кана, микровълновата, тостера и кафеварката. Консумацията на ток съответно ще бъде 7 A + 8 A + 3 A + 4 A = 22 A. Като се има предвид включеното осветление, хладилник и освен това, например телевизор, консумацията на ток може да достигне 25 A.

за 220 V мрежа

Можете да изберете напречното сечение на проводника не само според силата на тока, но и според количеството консумирана мощност. За да направите това, трябва да направите списък на всички електрически уреди, планирани да бъдат свързани към даден участък от електрическата инсталация, и да определите колко енергия консумира всеки от тях поотделно. След това добавете получените данни и използвайте таблицата по-долу.

Ако има няколко електрически уреда и за някои е известна консумацията на ток, а за други мощността, тогава трябва да определите напречното сечение на проводника за всеки от тях от таблиците и след това да сумирате резултатите.

Избор на напречно сечение на меден проводник според мощността
за бордовата мрежа на автомобила 12 V

Ако при свързване на допълнително оборудване към бордовата мрежа на автомобила е известна само неговата консумация на енергия, тогава напречното сечение на допълнителното електрическо окабеляване може да се определи с помощта на таблицата по-долу.

Избор на напречно сечение на проводника за свързване на електрически уреди
към трифазна мрежа 380V

При работа на електрически уреди, например електрически двигател, свързан към трифазна мрежа, консумираният ток вече не протича през два проводника, а през три и следователно количеството ток, протичащ във всеки отделен проводник, е малко по-малко. Това ви позволява да използвате проводник с по-малко напречно сечение за свързване на електрически уреди към трифазна мрежа.

За свързване на електрически уреди към трифазна мрежа с напрежение 380 V, например електрически двигател, напречното сечение на проводника за всяка фаза се взема 1,75 пъти по-малко, отколкото за свързване към еднофазна мрежа 220 V.

внимание, при избора на напречно сечение на проводника за свързване на електродвигател въз основа на мощността, трябва да се има предвид, че табелката на електродвигателя показва максималната механична мощност, която двигателят може да създаде на вала, а не консумираната електрическа мощност . Електрическата мощност, консумирана от електрическия мотор, като се вземат предвид ефективността и cos φ, е приблизително два пъти по-голяма от тази, създадена на вала, което трябва да се вземе предвид при избора на напречното сечение на проводника въз основа на мощността на двигателя, посочена в плоча.

Например, трябва да свържете електрически мотор, който консумира енергия от 2,0 kW мрежа. Общата консумация на ток на електродвигател с такава мощност в три фази е 5,2 A. Според таблицата се оказва, че е необходим проводник с напречно сечение 1,0 mm 2, като се вземе предвид горното 1,0 / 1,75 = 0,5 mm 2. Следователно, за да свържете електродвигател с мощност 2,0 kW към трифазна мрежа от 380 V, ще ви е необходим трижилен меден кабел с напречно сечение на всяко ядро ​​от 0,5 mm 2.

Много по-лесно е да изберете напречното сечение на проводника за свързване на трифазен двигател въз основа на текущата консумация, която винаги е посочена на табелката. Например, в табелката, показана на снимката, консумацията на ток на двигател с мощност 0,25 kW за всяка фаза при захранващо напрежение 220 V (намотките на двигателя са свързани в триъгълник) е 1,2 A, а при напрежение от 380 V (намотките на двигателя са свързани в триъгълник) верига "звезда") е само 0,7 A. Вземете тока, посочен на табелката с данни, като използвате таблицата за избор на напречно сечение на проводника за окабеляване на апартамента, изберете проводник с напречно сечение 0,35 mm 2 при свързване на намотките на електродвигателя според "триъгълника" или 0,15 mm модел 2, когато е свързан в звездна конфигурация.

Относно избора на марка кабел за домашно окабеляване

Създаването на електрическо окабеляване на апартамента от алуминиеви проводници на пръв поглед изглежда по-евтино, но оперативните разходи поради ниската надеждност на контактите с течение на времето ще бъдат многократно по-високи от разходите за електрическо окабеляване, изработено от мед. Препоръчвам да направите окабеляването изключително от медни проводници! Алуминиевите проводници са незаменими при полагане на надземни електрически кабели, тъй като са леки и евтини и, когато са правилно свързани, служат надеждно за дълго време.

Кой проводник е по-добре да се използва при инсталиране на електрическо окабеляване, едножилен или многожилен? От гледна точка на способността за провеждане на ток на единица напречно сечение и монтаж, едножилният е по-добър. Така че за домашно окабеляване трябва да използвате само плътен проводник. Многожилният позволява многократно огъване и колкото по-тънки са проводниците в него, толкова по-гъвкав и издръжлив е той. Ето защо многожилният проводник се използва за свързване на нестационарни електрически уреди към електрическата мрежа, като електрически сешоар, електрическа самобръсначка, електрическа ютия и всички останали.

След като вземете решение за напречното сечение на проводника, възниква въпросът за марката на кабела за електрическо окабеляване. Изборът тук не е голям и е представен само от няколко марки кабели: PUNP, VVGng и NYM.

PUNP кабел от 1990 г., в съответствие с решението на Glavgosenergonadzor „За забраната за използване на проводници като APVN, PPBN, PEN, PUNP и др., Произведени съгласно TU 16-505. 610-74 вместо проводници APV, APPV, PV и PPV съгласно GOST 6323-79 *" е забранено да се използва.

Кабел VVG и VVGng - медни проводници в двойна поливинилхлоридна изолация, плоска форма. Предназначен за работа при температури на околната среда от −50°С до +50°С, за окабеляване вътре в сгради, на открито, в земята при полагане в тръби. Срок на експлоатация до 30 години. Буквите "ng" в обозначението на марката показват незапалимостта на изолацията на проводника. Предлагат се дву-, три- и четирижилни проводници с напречно сечение на жилата от 1,5 до 35,0 mm 2 . Ако в обозначението на кабела има буква A (AVVG) преди VVG, тогава проводниците в жицата са алуминиеви.

Кабелът NYM (неговият руски аналог е кабелът VVG), с медни жила, кръгла форма, с незапалима изолация, отговаря на немския стандарт VDE 0250. Техническите характеристики и обхватът на приложение са почти същите като на кабела VVG. Предлагат се дву-, три- и четирижилни проводници със сечение на жилата от 1,5 до 4,0 mm 2 .

Както можете да видите, изборът за полагане на електрически кабели не е голям и се определя в зависимост от това каква форма на кабела е по-подходяща за монтаж, кръгла или плоска. Кабелът с кръгла форма е по-удобен за полагане през стени, особено ако връзката е направена от улицата в стаята. Ще трябва да пробиете дупка, малко по-голяма от диаметъра на кабела, а при по-голяма дебелина на стената това става актуално. За вътрешно окабеляване е по-удобно да използвате VVG плосък кабел.

Паралелно свързване на електрически проводници

Има безнадеждни ситуации, когато спешно трябва да поставите окабеляване, но няма наличен проводник с необходимото напречно сечение. В този случай, ако има проводник с по-малко напречно сечение от необходимото, тогава окабеляването може да бъде направено от два или повече проводника, свързвайки ги паралелно. Основното е, че сумата от секциите на всеки от тях не е по-малка от изчислената.

Например, има три проводника с напречно сечение от 2, 3 и 5 mm 2, но според изчисленията са необходими 10 mm 2. Свържете ги всички паралелно и кабелите ще издържат до 50 ампера. Да, вие сами сте виждали многократно паралелното свързване на голям брой тънки проводници за предаване на големи токове. Например, заваряването използва ток до 150 A и за да може заварчикът да контролира електрода, е необходим гъвкав проводник. Изработен е от стотици тънки медни жици, свързани паралелно. В автомобил батерията също е свързана към бордовата мрежа с помощта на същия гъвкав многожилен проводник, тъй като при стартиране на двигателя стартерът консумира ток от батерията до 100 A. И при инсталиране и отстраняване на батерията, проводниците трябва да се отведе настрани, т.е. жицата трябва да е достатъчно гъвкава.

Методът за увеличаване на напречното сечение на електрически проводник чрез паралелно свързване на няколко проводника с различен диаметър може да се използва само в краен случай. При полагане на домашно електрическо окабеляване е допустимо да се свързват паралелно само проводници със същото напречно сечение, взети от една и съща макара.

Онлайн калкулатори за изчисляване на сечение и диаметър на проводник

С помощта на онлайн калкулатора, представен по-долу, можете да решите обратната задача - определете диаметъра на проводника по напречно сечение.

Как да изчислим напречното сечение на многожилен проводник

Многожичният проводник, или както се нарича още многожилен или гъвкав, е едножилен проводник, усукан заедно. За да изчислите напречното сечение на многожилен проводник, първо трябва да изчислите напречното сечение на един проводник и след това да умножите получения резултат по техния брой.

Нека разгледаме един пример. Има многожилен гъвкав проводник, в който има 15 жила с диаметър 0,5 mm. Напречното сечение на едно ядро ​​е 0,5 mm × 0,5 mm × 0,785 = 0,19625 mm 2, след закръгляване получаваме 0,2 mm 2. Тъй като имаме 15 проводника в проводника, за да определим напречното сечение на кабела, трябва да умножим тези числа. 0,2 mm 2 ×15=3 mm 2. Остава да се определи от таблицата, че такъв многожилен проводник ще издържи ток от 20 A.

Можете да оцените капацитета на натоварване на многожилен проводник, без да измервате диаметъра на отделен проводник, като измерите общия диаметър на всички усукани проводници. Но тъй като проводниците са кръгли, между тях има въздушни междини. За да премахнете площта на празнината, трябва да умножите резултата от напречното сечение на проводника, получен от формулата, с коефициент 0,91. Когато измервате диаметъра, трябва да се уверите, че многожилният проводник не се сплесква.

Нека разгледаме един пример. В резултат на измерванията многожилният проводник е с диаметър 2,0 mm. Нека изчислим неговото напречно сечение: 2,0 mm × 2,0 mm × 0,785 × 0,91 = 2,9 mm 2. Използвайки таблицата (вижте по-долу), ние определяме, че този многожилен проводник ще издържи ток до 20 A.

Кабелът, през който електричеството влиза в апартамента, е много важна част от електрическото окабеляване. Именно този кабел поема натоварването от всички електрически уреди, работещи на закрито. Параметрите на входния кабел определят колко устройства и каква мощност може да обслужва окабеляването в стаята. Нека разгледаме ключов параметър - напречното сечение на кабела и метода за избора му.

Диаметърът на сечението е индикатор за мощността на кабела

Физическите закони казват, че максималното количество ток, което този проводник може да прекара през себе си без нагряване, зависи от диаметъра на напречното сечение на проводника. Ако се опитате да проведете ток, по-голям от граничната цифра, това ще доведе до нагряване на проводника и колкото по-голям е токът и продължителността на „сесията“, толкова по-висока е температурата.

За битови абонати горното се тълкува по следния начин.

Диаметърът на напречното сечение на кабела означава максимално допустимия брой киловати (kW), които могат да се консумират в апартамента. Тоест кои и колко електрически уреда могат да работят едновременно. Колкото по-голям е диаметърът, толкова повече устройства могат да се използват едновременно без страх за живота и здравето. Теоретично е възможно да се „окачи“ повече мощност на кабела, отколкото позволява диаметърът му. Но в този случай е неизбежно нагряване на тоководещия проводник, увреждане на изолацията, последвано от ефектите на изгаряне, изгаряне... запалване.

Следователно изборът на напречното сечение на входния кабел трябва да се подхожда с цялата сериозност: в края на краищата от това зависи както безопасността, така и лекотата на използване на домакинските електрически уреди.

Алгоритъм за изчисляване на раздела

Има доказана диаграма за изчисляване на напречното сечение на входния кабел, който се използва при проектирането. Тя се основава на постулата, че диаметърът на напречното сечение на входния кабел се избира в зависимост от очакваната мощност на всички устройства, работещи в апартамента.

Етап 1: Инвентаризация

На първия етап се съставя списък на електрическите уреди, които се намират в апартамента. Предполага се какво оборудване ще бъде закупено в бъдеще и списъкът се разширява. Предположенията, разбира се, се правят най-добре с разумен резерв за дългосрочно бъдеще. На всяко устройство е зададена приблизителна консумация на енергия.

Можете да използвате таблица, която грубо показва списък на типични домакински електрически уреди и тяхната приблизителна консумация на енергия.

Етап 2: Проста аритметика

След това се изчислява общата мощност на нашия списък. Добавя се приблизителната необходима мощност за осветление в зависимост от големината на апартамента, очаквания интензитет на осветление и очаквания тип осветителни тела.

Получената цифра е оценка на консумацията на енергия в апартамента за случая, ако всички устройства са включени едновременно. Подобна ситуация обаче е много малко вероятна и затова в електротехниката е общоприето, че максимум 75% от наличното оборудване е включено едновременно. И получената обща мощност се умножава по коефициент 0,75 и получената цифра се взема като основа за изчисляване на напречното сечение на входния кабел.

Етап 3: Логика и физика

В момента жилата на електрическите кабели се изработват от мед и алуминий. Има формулни отношения, които свързват максимално допустимия ток (и съответно мощност) за меден кабел с диаметъра на напречното му сечение. За стандартни размери на медни кабели има изчислен ток и максимална мощност за 220 V и 380 V AC. Следващата таблица предоставя тези цифри в "използваема" форма.

Да приемем, че изчислената мощност на всички устройства е 12 kW, а при коефициент 0,75 - 9 kW. Оказва се, че трябва да изберете кабел, за който максималната допустима мощност ще бъде най-малко 9 kW. За напрежение от 220 V е необходимо напречно сечение с диаметър 6 mm - то може да премине ток от 46 A и мощност от 10,1 kW. За по-малкото сечение от таблицата - 4 mm - максимално допустимият ток е 38 A, а мощността е 8,3 kW. Това е по-малко от необходимото, така че кабел с това напречно сечение няма да работи и трябва да спрете на 6 mm напречно сечение.

Ако изберете кабел с по-голямо сечение от необходимото, това ще осигури добър резерв за бъдещето (например появата на нови мощни домакински уреди) и резерв за износване. Но също така не трябва да превишавате твърде много номиналната мощност: това ще се отрази на цената на входния кабел и входният кабел може да се окаже по-мощен от вътрешното електрическо окабеляване, което не е разумно и безопасно.

Какво още е необходимо

На входния кабел трябва да бъде инсталирана машина, която ще има за задача да изключи захранването, ако токът достигне максимално допустимото ниво. Номиналната мощност на машината е избрана малко по-малка от максимално допустимия ток през входния кабел: по този начин се осигурява допълнителна степен на защита. В този пример трябва да инсталирате машина от 40 A.

Така че параметрите на входния кабел изискват внимателен подбор. Грешките заплашват, например, ситуация на „тясно място“ - когато цялото домашно електрическо окабеляване е достатъчно мощно, но входният кабел не е в състояние да осигури необходимата мощност. Диаметърът на напречното сечение на входния кабел се избира, като се вземе предвид общата мощност на електрическите уреди, които ще се използват в помещението. За да бъдат взети под внимание всички нюанси и входният кабел да служи дълги години без никакви спешни случаи, по-добре е да поверите реконструкцията на електрическото окабеляване на професионални електротехници.

Инсталирането на домакинска електрическа мрежа трябва да се извърши по такъв начин, че потребителите да могат едновременно да включват няколко мощни електрически уреда без никакви проблеми. Ето защо е необходимо да изберете напречното сечение на проводника за домашно окабеляване въз основа на компетентно изчисление на параметрите на електрическите мрежи на апартамента и къщата.

Има няколко метода за изчисление. Предлагаме ви да се запознаете с различните подходи и да изберете най-добрия вариант. В допълнение към технологията за изчисляване на напречното сечение на проводника, статията описва основните параметри за избор на електрическо окабеляване и посочва нормативните ограничения за максималната мощност на електрическите уреди.

Стандартните електрически контакти са проектирани за непрекъснат ток от 16 A, което съответства на максимална мощност от 3,52 kW, когато устройството е включено. Обикновено те са свързани към меден кабел с напречно сечение 2,5 mm 2, което може да бъде подвеждащо при избора на вида на проводника за останалата част от електрическото окабеляване.

Успоредно с увеличаването на напречното сечение на кабела, цената му също се увеличава. Не трябва обаче да пестите от електрическо окабеляване - това може да доведе до много по-големи финансови разходи в бъдеще.

Когато електроните се движат през метал, част от енергията се разсейва като топлина. При голям ток и малко напречно сечение на кабела термичният компонент може да доведе до прегряване на метала и топене на обвивката му.

В битови условия това може да предизвика както вътрешностенно късо съединение, така и пожар в откритите проводници, особено в прегънатите зони.

В резултат на това могат да възникнат следните ситуации:

1. Мащабен пожарако в близост до кабела има запалим материал.
2. Ток на утечкапри непълно разтопяване на обвивката на ядрото. Това води до загуба на енергия и възможност за токов удар за жителите.
3. Незабележимо. В резултат на това част от апартамента или цялата стая е изключена. След това е необходимо търсене на точка на счупване и последваща подмяна на окабеляването с локални ремонти на стените.

Изборът на дебел електрически проводник за апартамент, с марж, също има един недостатък - преразход на средства, което няма смисъл. Ето защо е по-добре да изберете напречното сечение на окабеляването, като използвате изчислителни методи, за да избегнете всички горепосочени проблеми.

Фактори за избор на напречно сечение на проводника

Не само мощността на устройството определя естеството на необходимото електрическо окабеляване. Има и други фактори, чието влияние трябва да се вземе предвид при изчисляването на необходимото напречно сечение на кабела. Те могат да повлияят на генерирането на топлина в проводника, неговата опасност от пожар и работни характеристики.

Етап №6. Изчисляване на напречното сечение на кабела според таблицата. Тъй като оптималният избор на проводник за домашно окабеляване се влияе не само от параметрите на устройствата, но и от външни фактори (материал на сърцевината, неговата обвивка, монтажна схема и т.н.), всеки случай има свои собствени таблици, които са разгледани по-долу .

Определяне на напречното сечение на електрическия кабел с помощта на таблици

Изчисляването на напречното сечение на обикновените домакински проводници е представено в таблиците:

Подобни таблици се използват при изчисляване на електрически кабели и в промишлеността. Домакинските кабели обикновено са много по-прости и следователно броят на дизайнерските материали за тях е доста ограничен. Параметрите, посочени в таблиците, не са измислени, а са посочени в индустриалните стандарти, например в GOST 31996-2012.

Изчисляване на пада на напрежението

Не само степента на нагряване на сърцевината, но и електрическото напрежение в далечния край на проводника зависи от напречното сечение на електрическия кабел. Домакинските уреди са проектирани за определени параметри на електрическата мрежа и постоянното им несъответствие може да доведе до намаляване на експлоатационния живот на оборудването.

Ако напрежението на котела падне, препоръчително е да инсталирате стабилизатор, така че оборудването да не изпитва допълнителни натоварвания поради несъответствия в експлоатационните характеристики на електрическата мрежа

С удължаването на кабела се получава спад на напрежението. Този ефект може да бъде намален чрез увеличаване на напречното сечение на проводника. Счита се за критично напрежението в края на проводника да се намали с 5% в сравнение със стойността му при източника на ток.

Upad = I*2*(ρ*L)/S,

• ρ – съпротивление на метала, Ohm*mm2/m;
• Л– дължина на кабела, m;
• С– сечение на проводника в mm2;
• Възход– спад на напрежението, Volt;
• аз– ток, протичащ през проводника.

Ако изчисленият спад на напрежението е повече от 5% от номиналното напрежение, тогава е необходимо да се използва кабел с по-голямо напречно сечение. Това ще осигури стабилна работа на оборудването.

Отоплителните котли, пералните машини и други устройства с много релета и сензори са особено чувствителни към стойностите на напрежението. Тази функция също трябва да се вземе предвид при използване на носители.

Регулаторни ограничения

Компаниите за комунални услуги, които доставят електроенергия на населението, имат право да налагат ограничения върху максималната обща мощност на уредите в апартамента. Това може да се постигне чрез инсталиране на електромери с определен капацитет.

Устройството е оборудвано с автоматични предпазители за еднократна или многократна употреба, които се задействат при превишаване на праговата стойност на тока.

Съветските електромери масово се заменят с електронни. Те са още по-чувствителни към претоварвания, поради което бързо се провалят

Ако извадите щепселите от измервателния уред и го свържете директно към окабеляването на апартамента, тогава е гарантирано, че ще изгори, ако режимът на работа е нарушен за дълго време. Повечето съветски измервателни уреди, инсталирани в апартаменти, могат да издържат на пиково натоварване от 25 A за до 1 минута.

След това те се изгарят, което може да доведе до плащане за инсталиране на ново устройство и глоба за нарушаване на правилата за работа.

Окабеляването във входа също не може да издържи на високи натоварвания, ако изгори, може да прекъсне захранването на няколко апартамента наведнъж. Ето защо, когато свързвате апартамент към вътрешножилищната мрежа с 2,5 mm кабел, не трябва да очаквате, че по-дебел вътрешноапартаментен проводник ще може да издържи на високи натоварвания.

Особено важно е да се вземе предвид факторът на нормативните ограничения на етапа на планиране на инсталирането на електрическо отопление, топъл под, инфрачервени сауни и друго енергоемко оборудване.

Първо трябва да се консултирате със съответните служби за комунални услуги относно възможностите за инсталиране на електрическо оборудване пред апартамента.

Изводи и полезно видео по темата

Видеоклиповете съдържат практически съвети от електротехници за избор и закупуване на домашно окабеляване. Те ще ви помогнат да закупите оборудване, което съответства на кабела, което определено ще защити дома ви от възможни проблеми с претоварване на мрежата.

Основните фактори при избора на кабел за домашно окабеляване са мощността на домакинските уреди и ограниченията на електрическите мрежи, които доставят електрическа енергия в апартамента.

Избирайки правилното напречно сечение на проводника, можете да свържете всички необходими електрически уреди към мрежата. Това елиминира неудобството при работа с оборудването и помага за предотвратяване на пожари в окабеляването.

Имате ли какво да добавите или имате въпроси относно изчисляването на напречното сечение на окабеляването? Моля, оставете коментари за публикацията и участвайте в обсъжданията на материала. Формата за контакт се намира в долния блок.

Статията разглежда основните критерии за избор на напречно сечение на кабела и дава примери за изчисления.

На пазарите често можете да видите ръкописни знаци, указващи кой купувачът трябва да закупи в зависимост от очаквания ток на натоварване. Не вярвайте на тези знаци, тъй като са подвеждащи. Напречното сечение на кабела се избира не само от работния ток, но и от няколко други параметъра.

На първо място, трябва да се има предвид, че при използване на кабел на границата на възможностите му сърцевините на кабела се нагряват с няколко десетки градуса. Текущите стойности, показани на фигура 1, предполагат нагряване на кабелните сърца до 65 градуса при околна температура от 25 градуса. Ако няколко кабела са положени в една тръба или тава, тогава поради взаимното им нагряване (всеки кабел загрява всички останали кабели), максимално допустимият ток се намалява с 10 - 30 процента.

Освен това максималният възможен ток намалява при повишени температури на околната среда. Следователно в групова мрежа (мрежа от панели до лампи, контакти и други електрически приемници) като правило се използват кабели с токове, които не надвишават 0,6 - 0,7 от стойностите, показани на фигура 1.

Ориз. 1. Допустим дълготраен ток на кабели с медни проводници

Въз основа на това широкото използване на прекъсвачи с номинален ток 25A за защита на контактни мрежи, положени с кабели с медни проводници с напречно сечение 2,5 mm2, е опасно. Таблици на коефициентите на намаляване в зависимост от температурата и броя на кабелите в една тава могат да бъдат намерени в Правилата за електрическа инсталация (PUE).

Допълнителни ограничения възникват, когато кабелът е по-дълъг. В този случай загубите на напрежение в кабела могат да достигнат неприемливи стойности. По правило при изчисляване на кабелите максималната загуба в линията е не повече от 5%. Загубите не са трудни за изчисляване, ако знаете стойността на съпротивлението на жилата на кабела и изчисления ток на натоварване. Но обикновено, за да изчислят загубите, те използват таблици на зависимостта на загубите от момента на натоварване. Моментът на натоварване се изчислява като произведение от дължината на кабела в метри и мощността в киловати.

Данните за изчисляване на загубите при еднофазно напрежение 220 V са показани в таблица 1. Например, за кабел с медни проводници със сечение 2,5 mm2, с дължина на кабела 30 метра и мощност на натоварване 3 kW, моментът на натоварване е 30x3 = 90, а загубите ще бъдат 3%. Ако изчислената стойност на загубата надвишава 5%, тогава е необходимо да изберете кабел с по-голямо напречно сечение.

Таблица 1. Момент на натоварване, kW x m, за медни проводници в двупроводна линия за напрежение 220 V при дадено напречно сечение на проводника

Използвайки таблица 2, можете да определите загубите в трифазна линия. Сравнявайки таблици 1 и 2, можете да видите, че в трифазна линия с медни проводници с напречно сечение 2,5 mm2 загубите от 3% съответстват на шест пъти въртящия момент на натоварване.

Тройно увеличение на въртящия момент на товара се дължи на разпределението на мощността на натоварване върху три фази и двойно увеличение поради факта, че в трифазна мрежа със симетрично натоварване (същите токове във фазовите проводници) токът в нулевият проводник е нула. При асиметрично натоварване се увеличават загубите на кабела, което трябва да се вземе предвид при избора на напречното сечение на кабела.

Таблица 2. Момент на натоварване, kW x m, за медни проводници в трифазна четирипроводна линия с нула за напрежение 380/220 V при дадено напречно сечение на проводника (за да увеличите таблицата, щракнете върху фигурата)

Загубите на кабела имат значително влияние при използване на лампи с ниско напрежение, като халогенни лампи. Това е разбираемо: ако 3 волта паднат на фазовия и нулевия проводник, тогава при напрежение 220 V най-вероятно няма да забележим това, а при напрежение 12 V напрежението на лампата ще падне наполовина до 6 V , Ето защо трансформаторите за захранване на халогенни лампи трябва да бъдат максимално доближени до лампите. Например при дължина на кабела 4,5 метра с напречно сечение 2,5 mm2 и натоварване 0,1 kW (две лампи по 50 W) моментът на натоварване е 0,45, което съответства на загуба от 5% (Таблица 3).

Таблица 3. Момент на натоварване, kW x m, за медни проводници в двупроводна линия за напрежение 12 V при дадено напречно сечение на проводника

Таблиците по-горе не вземат предвид увеличаването на съпротивлението на проводниците поради нагряване поради протичащия през тях ток. Следователно, ако кабелът се използва при токове от 0,5 или повече от максимално допустимия ток на кабела с дадено напречно сечение, тогава трябва да се въведе корекция. В най-простия случай, ако очаквате загуби от не повече от 5%, тогава изчислете напречното сечение въз основа на загуби от 4%. Освен това загубите могат да се увеличат, ако има голям брой кабелни връзки.

Кабелите с алуминиеви проводници имат съпротивление 1,7 пъти по-голямо от кабелите с медни проводници и съответно загубите им са 1,7 пъти по-големи.

Вторият ограничаващ фактор за дългите кабели е превишаването на допустимата стойност на съпротивление на веригата фаза-нула. За защита на кабелите от претоварване и късо съединение, като правило, се използват прекъсвачи с комбинирано освобождаване. Такива превключватели имат термични и електромагнитни освобождавания.

Електромагнитното освобождаване осигурява мигновено (десети и дори стотни от секундата) изключване на аварийния участък от мрежата в случай на късо съединение. Например, прекъсвач, обозначен като C25, има 25 A термично освобождаване и 250 A електромагнитно освобождаване. Автоматичните прекъсвачи от група "C" имат кратност на тока на прекъсване на електромагнитното освобождаване към термичното от 5 до 10. Но се взема максималната стойност.

Общото съпротивление на веригата фаза-нула включва: съпротивлението на понижаващия трансформатор на трансформаторната подстанция, съпротивлението на кабела от подстанцията до входното разпределително устройство (SDU) на сградата, съпротивлението на кабела, положен от ASU към разпределителната уредба (RU) и съпротивлението на кабела на самата групова линия, чието напречно сечение се изисква да се определи.

Ако линията има голям брой връзки на кабелни сърцевини, например групова линия от голям брой лампи, свързани с кабел, тогава трябва да се вземе предвид и съпротивлението на контактните връзки. Много точните изчисления отчитат съпротивлението на дъгата в точката на повреда.

Общото съпротивление на веригата фаза-нула за четирижилни кабели е дадено в таблица 4. Таблицата взема предвид съпротивлението както на фазовия, така и на нулевия проводник. Стойностите на съпротивлението са дадени при температура на сърцевината на кабела от 65 градуса. Таблицата е валидна и за двупроводни линии.

Таблица 4. Фаза на импеданса на веригата - нула за 4-жилни кабели, Ohm/km при температура на сърцевината 65 o C

В градските трансформаторни подстанции по правило се монтират трансформатори с мощност от 630 kV или повече. A и повече, имащи изходно съпротивление Rtp по-малко от 0,1 Ohm. В селските райони могат да се използват трансформатори от 160 - 250 kV. И с изходно съпротивление от около 0,15 Ohm и дори трансформатори за 40 - 100 kV. A, имащ изходен импеданс от 0,65 - 0,25 Ohm.

Захранващите мрежови кабели от градските трансформаторни подстанции до ASU на къщи обикновено се използват с алуминиеви проводници с напречно сечение на фазовия проводник най-малко 70 - 120 mm2. Ако дължината на тези линии е по-малка от 200 метра, съпротивлението на фазово-неутралната верига на захранващия кабел (Rpc) може да се приеме равно на 0,3 Ohm. За по-точно изчисление трябва да знаете дължината и напречното сечение на кабела или да измерите това съпротивление. Едно от устройствата за такива измервания (векторно устройство) е показано на фиг. 2.

Ориз. 2. Устройство за измерване на съпротивлението на веригата фаза-нула "Вектор"

Съпротивлението на линията трябва да бъде такова, че в случай на късо съединение токът във веригата гарантирано да надвишава работния ток на електромагнитното освобождаване. Съответно за прекъсвача C25 токът на късо съединение в линията трябва да надвишава стойността от 1,15x10x25=287 A, тук 1,15 е коефициентът на безопасност. Следователно съпротивлението на веригата фаза-нула за прекъсвач C25 не трябва да бъде повече от 220V/287A=0,76 Ohm. Съответно, за прекъсвач C16 съпротивлението на веригата не трябва да надвишава 220V/1,15x160A=1,19 Ohms, а за прекъсвач C10 - не повече от 220V/1,15x100=1,91 Ohms.

По този начин, за градска жилищна сграда, като Rtp = 0,1 Ohm; Rpk=0,3 Ohm при използване на кабел с медни проводници със сечение 2,5 mm2 в контактната мрежа, защитен с прекъсвач C16, съпротивлението на кабела Rgr (фазови и неутрални проводници) не трябва да надвишава Rgr=1,19 Ohm - Rtp - Rpk = 1,19 - 0,1 - 0,3 = 0,79 ома. От таблица 4 намираме дължината му - 0,79/17,46 = 0,045 км, или 45 метра. За повечето апартаменти тази дължина е достатъчна.

Когато се използва прекъсвач C25 за защита на кабел с напречно сечение 2,5 mm2, съпротивлението на веригата трябва да бъде по-малко от 0,76 - 0,4 = 0,36 Ohm, което съответства на максимална дължина на кабела от 0,36/17,46 = 0,02 km, или 20 метра.

При използване на прекъсвач C10 за защита на групова осветителна линия, направена с кабел с медни проводници със сечение 1,5 mm2, получаваме максимално допустимото съпротивление на кабела от 1,91 - 0,4 = 1,51 Ohm, което съответства на максимална дължина на кабела от 1,51/29, 1 = 0,052 км или 52 метра. Ако такава линия е защитена с прекъсвач C16, тогава максималната дължина на линията ще бъде 0,79/29,1 = 0,027 km, или 27 метра.