Comment choisir soi-même un câble pour brancher les appareils électroménagers, en garantissant la sécurité du câblage, et sans surpayer ? Que faut-il prendre en compte lors du choix et comment calculer la section de câble pour un groupe de consommateurs ? Vous pouvez en apprendre davantage à partir de cet article.

La section transversale du câble est la section transversale du conducteur porteur de courant. Dans la plupart des cas, la coupe de l'âme du câble est ronde et sa section transversale peut être calculée à l'aide de la formule de l'aire d'un cercle. Mais, compte tenu de la variété des formes de câble, pour décrire sa principale caractéristique physique, ce n'est pas la taille linéaire qui est utilisée, mais plutôt la surface de la section transversale. Cette caractéristique est standardisée dans tous les pays. Dans notre pays, il est réglementé par le Règlement d'Installation Électrique.

Pourquoi est-il nécessaire de sélectionner la section du câble ?

Le choix correct de la section du câble est avant tout votre sécurité. Si le câble ne peut pas résister à la charge de courant, il surchauffe, l'isolation fond et, par conséquent, un court-circuit et un incendie peuvent se produire.

Comment choisir un câble de la section requise, tout en évitant les cas où lorsque plusieurs appareils sont allumés simultanément, une odeur d'isolant fondant apparaît, et ne pas payer trop cher en utilisant des fils avec une marge importante ?

Il existe deux principaux types de câbles utilisés pour l'alimentation électrique des locaux d'habitation : le cuivre et l'aluminium. Le cuivre est un matériau plus cher que l'aluminium. Mais dans le câblage moderne, la préférence lui est donnée. L'aluminium a une résistance interne plus élevée et est un métal fragile qui s'oxyde rapidement. Le cuivre est un matériau flexible et moins sujet à l’oxydation. Récemment, les câbles en aluminium ont été utilisés exclusivement pour restaurer le câblage des bâtiments de l'ère soviétique.

Pour présélectionner la section requise d'un câble en cuivre, il est généralement admis qu'un câble d'une section de 1 mm 2 peut traverser un courant électrique allant jusqu'à 10 A. Cependant, vous verrez plus loin que cela le rapport ne convient que pour sélectionner la section « à l'œil nu » et est valable pour des sections ne dépassant pas 6 mm 2 (en utilisant le rapport proposé, courant jusqu'à 60 A). Un câble électrique de cette section est tout à fait suffisant pour introduire une phase dans un appartement standard de trois pièces.

La plupart des électriciens utilisent des câbles des sections suivantes pour fournir de l'électricité aux consommateurs domestiques :

• 0,5 mm 2 - spots ;
• 1,5 mm 2 - éclairage principal ;
• 2,5 mm 2 - douilles.

Cependant, cela est acceptable pour la consommation domestique, à condition que chaque appareil électrique soit alimenté par sa propre prise, sans utiliser de doubles, tés et rallonges.

Lors de la sélection d'un câble, il serait plus correct d'utiliser des tableaux spéciaux qui permettent de sélectionner la section en fonction de la puissance connue de l'appareil électrique (kW) ou de la charge actuelle (A). La charge de courant dans ce cas est une caractéristique plus importante, puisque la charge en ampères est toujours indiquée pour une phase, alors que pour une consommation monophasée (220 V), la charge en kilowatts sera indiquée pour une phase, et pour trois- consommation de phase - au total pour les trois phases.

Lors du choix de la section du câble, il est nécessaire de prendre en compte le type de câblage : externe ou caché. Cela est dû au fait qu'avec un câblage caché, le transfert de chaleur du fil diminue, ce qui entraîne un échauffement plus intense du câble. Par conséquent, pour le câblage caché, des câbles avec une section transversale d'environ 30 % plus grande que pour le câblage ouvert sont utilisés.

Tableau de sélection de la section transversale d'une âme de câble en cuivre pour le câblage ouvert et caché :

Tableau de sélection de la section transversale d'une âme de câble en aluminium pour câblage ouvert et caché :

S- section transversale du câble (mm 2), - puissance totale de l'équipement électrique (kW).

Il est également nécessaire de procéder à des ajustements lors du choix de la section du câble, en tenant compte de sa longueur. Pour ce faire, en sélectionnant la section du câble dans le tableau en fonction de l'intensité du courant, on calcule sa résistance en tenant compte de la longueur à l'aide de la formule :

R = p ⋅ L / S

• R.— résistance du fil, Ohm ;
• p- résistivité du matériau, Ohm⋅mm 2 /m (pour le cuivre - 0,0175, pour l'aluminium - 0,0281) ;
• L— longueur du câble, m ;
• S- section transversale du câble, mm 2.

En utilisant cette formule, vous pouvez obtenir la résistance d’une âme de câble. Puisque le courant passe par un noyau et revient par l'autre, pour obtenir la valeur de résistance du câble, il faut multiplier la résistance de son noyau par deux :

dU = I ⋅ Rtot

• dU— perte de tension, W ;
• je— intensité du courant, A ;
• Rtot— résistance du câble calculée, Ohm.

Si la section du câble a été choisie en fonction de la puissance totale de l'équipement et que l'intensité du courant n'est pas connue, elle peut être calculée à l'aide de la formule :

je = P / U ⋅ cos φ — pour réseau monophasé 220 V

je = P / 1,732 ⋅ U ⋅ cos φ— pour réseau triphasé 380 V

• R.— puissance totale utilisée des équipements électriques (W);
• U— tension (V);
• cos φ = 1(pour les conditions domestiques) et cos φ = 1,3

Si la valeur obtenue ne dépasse pas 5 %, alors la section du câble, en tenant compte de sa longueur, est sélectionnée correctement. S'il dépasse, il est nécessaire de sélectionner un câble de plus grande section (suivant dans la rangée) selon le tableau et de refaire le calcul.

Ces tableaux sont applicables aux câbles avec isolation en caoutchouc et en plastique ; une section de câble sélectionnée en fonction de ceux-ci fonctionnera efficacement si elle est fabriquée conformément à GOST.

Sélection de câble pour un groupe de consommateurs

Pour sélectionner la section du câble pour un groupe de consommateurs (par exemple, un câble d'entrée vers un appartement), vous pouvez utiliser la formule pour déterminer la charge de courant admissible. Calculons la charge actuelle pour un réseau 220 V, qui est souvent utilisé dans l'alimentation électrique domestique :

je = P ⋅ K / U ⋅ cos φ

• R.— puissance totale utilisée des équipements électriques (W), U- tension (V), À— coefficient de prise en compte de la mise sous tension simultanée des appareils (supposé égal à 0,75) ;
• cos φ = 1(pour les conditions domestiques) et cos φ = 1,3(pour les appareils électriques puissants).

Après avoir calculé la charge de courant admissible pour un groupe de consommateurs, vous pouvez utiliser les tableaux ci-dessus pour sélectionner un câble de la section requise. Si une activation simultanée à long terme de tous les consommateurs possibles est attendue (par exemple chauffage électrique), le calcul de la charge de courant admissible doit être effectué sans tenir compte du coefficient K.

Un exemple de sélection de câbles pour une chaudière domestique

Sur la base de ce qui précède, nous essaierons de calculer et de sélectionner un câble en cuivre de la section requise pour une chaudière électrique monophasée avec un élément chauffant d'une puissance de 2,0 kW, à condition que le câble y soit posé dans une boîte. . La longueur du câble sera de 10 mètres.

Il ressort du tableau qu'une valeur proche en puissance est de 3,0 kW, ce qui correspond à une section de câble de 1 mm 2. Effectuons le calcul en tenant compte de la longueur du câble :

• Calculons le courant : Je = 2 000 W / 220 V ⋅ 1 = 9,09 A.
• Calculons la résistance de l'âme du câble : R = 0,0175 Ohm⋅mm 2 /m ⋅ 10 m / 1 mm 2 = 0,175 Ohm.
• Résistance totale du câble : R total = 2 ⋅ R = 0,35 Ohm.
• Nous calculons les pertes de tension : dU = 9,09 A ⋅ 0,35 Ohm = 3,18 V.
• Nous calculons les pertes en pourcentage : (3,18 V / 220 V) ⋅ 100 % = 1,45 %(ne dépasse pas 5%).

Un câble d'une section de 1 mm2 convient au raccordement de la chaudière électrique indiquée dans l'exemple.

Les fabricants indiquent souvent la section de câble requise pour leur équipement dans les instructions de l'équipement. S'il existe une telle instruction, vous devez la suivre.

Le câblage standard d'un appartement est calculé pour une consommation de courant maximale à une charge continue de 25 ampères (le disjoncteur installé à l'entrée des fils dans l'appartement est également sélectionné pour cette intensité de courant) et est réalisé avec du fil de cuivre avec une croix -section de 4,0 mm 2, ce qui correspond à un diamètre de fil de 2,26 mm et une puissance de charge jusqu'à 6 kW.

Selon les exigences de la clause 7.1.35 du PUE la section transversale de l'âme en cuivre pour le câblage électrique résidentiel doit être d'au moins 2,5 mm 2, ce qui correspond à un diamètre de conducteur de 1,8 mm et à un courant de charge de 16 A. Des appareils électriques d'une puissance totale allant jusqu'à 3,5 kW peuvent être connectés à un tel câblage électrique.

Qu'est-ce que la section d'un fil et comment la déterminer

Pour voir la section transversale du fil, coupez-le simplement et regardez la coupe à partir de l'extrémité. La zone coupée est la section transversale du fil. Plus il est grand, plus le fil peut transmettre de courant.

Comme le montre la formule, la section transversale du fil est légère selon son diamètre. Il suffit de multiplier le diamètre de l'âme du fil par lui-même et par 0,785. Pour la section transversale d'un fil toronné, vous devez calculer la section transversale d'un noyau et la multiplier par son nombre.

Le diamètre du conducteur peut être déterminé à l'aide d'un pied à coulisse avec une précision de 0,1 mm ou d'un micromètre avec une précision de 0,01 mm. S'il n'y a pas d'instruments à portée de main, une règle ordinaire vous aidera.

Sélection de sections
câblage électrique en fil de cuivre par intensité du courant

L'amplitude du courant électrique est indiquée par la lettre « UN" et se mesure en ampères. Lors du choix, une règle simple s'applique : Plus la section du fil est grande, mieux c'est, le résultat est donc arrondi.

Les données que j'ai fournies dans le tableau sont basées sur une expérience personnelle et garantissent un fonctionnement fiable du câblage électrique dans les conditions les plus défavorables de son installation et de son fonctionnement. Lors du choix d'une section de fil en fonction de la valeur du courant, peu importe qu'il s'agisse de courant alternatif ou de courant continu. L'amplitude et la fréquence de la tension dans le câblage électrique n'ont pas d'importance non plus ; il peut s'agir du réseau de bord d'une voiture DC à 12 V ou 24 V, d'un avion à 115 V avec une fréquence de 400 Hz, d'un câblage électrique à 220 V. V ou 380 V avec une fréquence de 50 Hz, une ligne électrique haute tension à 10 000 IN.

Si la consommation de courant d'un appareil électrique est inconnue, mais que la tension d'alimentation et la puissance sont connues, le courant peut être calculé à l'aide du calculateur en ligne ci-dessous.

Il convient de noter qu'à des fréquences supérieures à 100 Hz, un effet de peau commence à apparaître dans les fils lorsque le courant électrique circule, ce qui signifie qu'avec une fréquence croissante, le courant commence à « appuyer » contre la surface extérieure du fil et le croisement réel la section du fil diminue. Par conséquent, le choix de la section des fils pour les circuits haute fréquence s'effectue selon différentes lois.

Détermination de la capacité de charge du câblage électrique 220 V
en fil d'aluminium

Dans les maisons construites il y a longtemps, le câblage électrique est généralement constitué de fils d’aluminium. Si les connexions dans les boîtes de jonction sont effectuées correctement, la durée de vie du câblage en aluminium peut atteindre cent ans. Après tout, l'aluminium ne s'oxyde pratiquement pas et la durée de vie du câblage électrique ne sera déterminée que par la durée de vie de l'isolation plastique et la fiabilité des contacts aux points de connexion.

Dans le cas du raccordement d'appareils électriques supplémentaires à forte consommation d'énergie dans un appartement avec un câblage en aluminium, il est nécessaire de déterminer par la section ou le diamètre des âmes des fils sa capacité à résister à une puissance supplémentaire. En utilisant le tableau ci-dessous, c'est facile à faire.

Si le câblage de votre appartement est constitué de fils d'aluminium et qu'il est nécessaire de connecter une prise nouvellement installée dans une boîte de jonction avec des fils de cuivre, une telle connexion est effectuée conformément aux recommandations de l'article Connexion des fils d'aluminium.

Calcul de la section du fil électrique
selon la puissance des appareils électriques connectés

Pour sélectionner la section des âmes des câbles lors de la pose du câblage électrique dans un appartement ou une maison, vous devez analyser le parc d'appareils électroménagers existants du point de vue de leur utilisation simultanée. Le tableau fournit une liste d'appareils électroménagers populaires indiquant la consommation de courant en fonction de la puissance. Vous pouvez connaître vous-même la consommation électrique de vos modèles à partir des étiquettes présentes sur les produits eux-mêmes ou des fiches techniques ; souvent les paramètres sont indiqués sur l'emballage.

Si le courant consommé par un appareil électrique est inconnu, il peut être mesuré à l'aide d'un ampèremètre.

Tableau de consommation électrique et de courant des appareils électroménagers
à tension d'alimentation 220 V

Généralement, la consommation électrique des appareils électriques est indiquée sur le boîtier en watts (W ou VA) ou en kilowatts (kW ou kVA). 1 kW=1 000 W.

Le courant est également consommé par le réfrigérateur, les luminaires, le radiotéléphone, les chargeurs et la télévision en mode veille. Mais au total, cette puissance ne dépasse pas 100 W et peut être ignorée dans les calculs.

Si vous allumez tous les appareils électriques de la maison en même temps, vous devrez sélectionner une section de fil capable de faire passer un courant de 160 A. Vous aurez besoin d'un fil de l'épaisseur d'un doigt ! Mais un tel cas est peu probable. Il est difficile d’imaginer que quelqu’un soit capable de hacher de la viande, de repasser, de passer l’aspirateur et de sécher les cheveux en même temps.

Exemple de calcul. Vous vous êtes levé le matin, avez allumé la bouilloire électrique, le micro-ondes, le grille-pain et la cafetière. La consommation de courant sera donc de 7 A + 8 A + 3 A + 4 A = 22 A. Compte tenu de l'éclairage allumé, du réfrigérateur et, en plus, par exemple d'un téléviseur, la consommation de courant peut atteindre 25 A.

pour réseau 220 V

Vous pouvez sélectionner la section du fil non seulement en fonction de l'intensité du courant, mais également en fonction de la quantité d'énergie consommée. Pour ce faire, vous devez dresser une liste de tous les appareils électriques qu'il est prévu de connecter à une section donnée du câblage électrique et déterminer la quantité d'énergie consommée par chacun d'eux séparément. Ensuite, additionnez les données obtenues et utilisez le tableau ci-dessous.

S'il y a plusieurs appareils électriques et que pour certains la consommation de courant est connue, et pour d'autres la puissance, il faut alors déterminer la section de fil pour chacun d'eux à partir des tableaux, puis additionner les résultats.

Sélection de la section du fil de cuivre en fonction de la puissance
pour le réseau de bord de la voiture 12 V

Si, lors du raccordement d'un équipement supplémentaire au réseau de bord du véhicule, seule sa consommation électrique est connue, alors la section du câblage électrique supplémentaire peut être déterminée à l'aide du tableau ci-dessous.

Sélection de la section du fil pour connecter les appareils électriques
à un réseau triphasé 380 V

Lors du fonctionnement d'appareils électriques, par exemple un moteur électrique, connectés à un réseau triphasé, le courant consommé ne circule plus à travers deux fils, mais à travers trois et, par conséquent, la quantité de courant circulant dans chaque fil individuel est légèrement inférieure. Cela vous permet d'utiliser un fil de section plus petite pour connecter des appareils électriques à un réseau triphasé.

Pour connecter des appareils électriques à un réseau triphasé avec une tension de 380 V, par exemple un moteur électrique, la section du fil pour chaque phase est prise 1,75 fois plus petite que pour le raccordement à un réseau monophasé de 220 V.

Attention, lors du choix d'une section de fil pour connecter un moteur électrique en fonction de la puissance, il convient de tenir compte du fait que la plaque signalétique du moteur électrique indique la puissance mécanique maximale que le moteur peut créer sur l'arbre, et non la puissance électrique consommée . La puissance électrique consommée par le moteur électrique, compte tenu du rendement et du cos φ, est environ deux fois supérieure à celle créée sur l'arbre, ce qui doit être pris en compte lors du choix de la section du fil en fonction de la puissance du moteur indiquée dans le plaque.

Par exemple, vous devez connecter un moteur électrique qui consomme l'énergie d'un réseau de 2,0 kW. La consommation totale de courant d'un moteur électrique d'une telle puissance en trois phases est de 5,2 A. D'après le tableau, il s'avère qu'un fil d'une section de 1,0 mm 2 est nécessaire, en tenant compte du 1,0 / 1,75 = ci-dessus. 0,5mm2. Par conséquent, pour connecter un moteur électrique de 2,0 kW à un réseau triphasé de 380 V, vous aurez besoin d'un câble en cuivre à trois conducteurs avec une section de chaque conducteur de 0,5 mm 2.

Il est beaucoup plus simple de choisir la section du fil pour connecter un moteur triphasé en fonction de la consommation de courant, qui est toujours indiquée sur la plaque signalétique. Par exemple, sur la plaque signalétique illustrée sur la photographie, la consommation de courant d'un moteur d'une puissance de 0,25 kW pour chaque phase à une tension d'alimentation de 220 V (les enroulements du moteur sont connectés en triangle) est de 1,2 A, et à une tension de 380 V (les enroulements du moteur sont connectés en triangle) circuit "étoile") n'est que de 0,7 A. En prenant le courant indiqué sur la plaque signalétique, à l'aide du tableau de sélection de la section des fils pour le câblage de l'appartement, sélectionnez un fil d'une section de 0,35 mm 2 lors du raccordement des enroulements du moteur électrique selon le motif "triangle" ou 0,15 mm 2 lorsqu'il est connecté en configuration étoile.

À propos du choix d'une marque de câble pour le câblage domestique

À première vue, fabriquer le câblage électrique d'un appartement à partir de fils d'aluminium semble moins cher, mais les coûts d'exploitation dus à la faible fiabilité des contacts au fil du temps seront plusieurs fois supérieurs aux coûts du câblage électrique en cuivre. Je recommande de réaliser le câblage exclusivement à partir de fils de cuivre ! Les fils d'aluminium sont indispensables lors de la pose de câbles électriques aériens, car ils sont légers et bon marché et, lorsqu'ils sont correctement connectés, ils servent de manière fiable pendant longtemps.

Quel fil est-il préférable d'utiliser lors de l'installation d'un câblage électrique, unipolaire ou toronné ? Du point de vue de la capacité à conduire le courant par unité de section et d'installation, le monocœur est meilleur. Ainsi, pour le câblage domestique, il vous suffit d’utiliser du fil solide. Le toron permet plusieurs courbures, et plus les conducteurs sont fins, plus il est flexible et durable. Ainsi, le fil toronné est utilisé pour connecter au réseau électrique des appareils électriques non fixes, comme un sèche-cheveux électrique, un rasoir électrique, un fer à repasser électrique et tous les autres.

Après avoir décidé de la section du fil, la question se pose de la marque du câble pour le câblage électrique. Le choix ici n'est pas grand et n'est représenté que par quelques marques de câbles : PUNP, VVGng et NYM.

Câble PUNP depuis 1990, conformément à la décision de Glavgosenergonadzor « Sur l'interdiction de l'utilisation de fils tels que APVN, PPBN, PEN, PUNP, etc., produits selon TU 16-505. 610-74 au lieu des fils APV, APPV, PV et PPV conformément à GOST 6323-79*" est interdit.

Câble VVG et VVGng - fils de cuivre à double isolation en polychlorure de vinyle, forme plate. Conçu pour fonctionner à des températures ambiantes de −50°С à +50°С, pour le câblage à l'intérieur des bâtiments, à l'extérieur, dans le sol lorsqu'il est posé en tubes. Durée de vie jusqu'à 30 ans. Les lettres «ng» dans la désignation de la marque indiquent l'ininflammabilité de l'isolation des fils. Les fils à deux, trois et quatre conducteurs sont disponibles avec des sections de conducteur de 1,5 à 35,0 mm 2 . Si dans la désignation du câble il y a une lettre A (AVVG) avant VVG, alors les conducteurs du fil sont en aluminium.

Le câble NYM (son analogue russe est le câble VVG), à âmes en cuivre, de forme ronde, avec isolation ininflammable, est conforme à la norme allemande VDE 0250. Les caractéristiques techniques et le champ d'application sont quasiment les mêmes que ceux du câble VVG. Des fils à deux, trois et quatre conducteurs sont disponibles avec des sections de conducteur de 1,5 à 4,0 mm 2 .

Comme vous pouvez le constater, le choix pour la pose du câblage électrique n'est pas vaste et est déterminé en fonction de la forme du câble la plus adaptée à l'installation, ronde ou plate. Un câble de forme ronde est plus pratique à poser à travers les murs, surtout si la connexion se fait de la rue à la pièce. Vous devrez percer un trou légèrement plus grand que le diamètre du câble, et avec une épaisseur de paroi plus grande, cela devient pertinent. Pour le câblage interne, il est plus pratique d'utiliser un câble plat VVG.

Connexion parallèle des fils de câblage électrique

Il existe des situations désespérées où vous devez poser de toute urgence un câblage, mais aucun fil de la section requise n'est disponible. Dans ce cas, s'il existe un fil avec une section plus petite que nécessaire, le câblage peut être réalisé à partir de deux fils ou plus, en les connectant en parallèle. L'essentiel est que la somme des sections de chacun d'eux ne soit pas inférieure à celle calculée.

Par exemple, il existe trois fils d'une section de 2, 3 et 5 mm 2, mais d'après les calculs, 10 mm 2 sont nécessaires. Connectez-les tous en parallèle et le câblage supportera jusqu’à 50 ampères de courant. Oui, vous avez vous-même vu à plusieurs reprises la connexion en parallèle d'un grand nombre de conducteurs minces pour transmettre des courants importants. Par exemple, le soudage utilise un courant allant jusqu'à 150 A et pour que le soudeur puisse contrôler l'électrode, un fil flexible est nécessaire. Il est constitué de centaines de fils de cuivre minces connectés en parallèle. Dans une voiture, la batterie est également connectée au réseau de bord à l'aide du même fil toronné flexible, puisque lors du démarrage du moteur, le démarreur consomme du courant de la batterie jusqu'à 100 A. Et lors de l'installation et du retrait de la batterie, les fils doit être pris sur le côté, c'est-à-dire que le fil doit être suffisamment flexible .

La méthode consistant à augmenter la section d'un fil électrique en connectant en parallèle plusieurs fils de diamètres différents ne peut être utilisée qu'en dernier recours. Lors de la pose du câblage électrique domestique, il est permis de connecter en parallèle uniquement des fils de même section prélevés sur la même bobine.

Calculateurs en ligne pour calculer la section et le diamètre d'un fil

À l'aide du calculateur en ligne présenté ci-dessous, vous pouvez résoudre le problème inverse : déterminer le diamètre du conducteur par section.

Comment calculer la section d'un fil toronné

Le fil toronné, ou comme on l'appelle également toronné ou flexible, est un fil unipolaire torsadé ensemble. Pour calculer la section transversale d'un fil toronné, vous devez d'abord calculer la section transversale d'un fil, puis multiplier le résultat par son nombre.

Regardons un exemple. Il existe un fil flexible multiconducteur, dans lequel se trouvent 15 noyaux d'un diamètre de 0,5 mm. La section transversale d'un noyau est de 0,5 mm × 0,5 mm × 0,785 = 0,19625 mm 2, après arrondi nous obtenons 0,2 mm 2. Puisque nous avons 15 fils dans le fil, pour déterminer la section du câble, nous devons multiplier ces nombres. 0,2 mm2×15=3 mm2. Il reste à déterminer à partir du tableau qu'un tel fil toronné résistera à un courant de 20 A.

Vous pouvez estimer la capacité de charge d'un fil toronné sans mesurer le diamètre d'un conducteur individuel en mesurant le diamètre total de tous les fils torsadés. Mais comme les fils sont ronds, il y a des espaces d'air entre eux. Pour éliminer la zone d'espace, vous devez multiplier le résultat de la section du fil obtenu à partir de la formule par un facteur de 0,91. Lors de la mesure du diamètre, vous devez vous assurer que le fil toronné ne s'aplatit pas.

Regardons un exemple. À la suite des mesures, le fil toronné a un diamètre de 2,0 mm. Calculons sa section transversale : 2,0 mm × 2,0 mm × 0,785 × 0,91 = 2,9 mm 2. A l'aide du tableau (voir ci-dessous), nous déterminons que ce fil toronné résistera à un courant allant jusqu'à 20 A.

Le câble par lequel l’électricité entre dans l’appartement constitue une section très importante du câblage électrique. C'est ce câble qui supporte la charge de tous les appareils électriques fonctionnant à l'intérieur. Les paramètres du câble d'entrée déterminent le nombre d'appareils et la puissance que le câblage de la pièce peut desservir. Considérons un paramètre clé : la section du câble et la méthode de sélection.

Le diamètre de la section est un indicateur de la puissance du câble

Les lois physiques disent que la quantité maximale de courant que ce conducteur peut conduire à travers lui-même sans chauffer dépend du diamètre de la section transversale du conducteur. Si vous essayez de conduire un courant supérieur au chiffre limite, cela entraînera un échauffement du conducteur, et plus le courant et la durée de la « session » seront élevés, plus la température sera élevée.

Pour un abonné résidentiel, ce qui précède est interprété comme suit.

Le diamètre de la section du câble désigne le nombre maximum autorisé de kilowatts (kW) pouvant être consommés dans l'appartement. C'est-à-dire quels et combien d'appareils électriques peuvent fonctionner simultanément. Plus le diamètre est grand, plus les appareils peuvent être utilisés simultanément sans craindre pour la vie ou la santé. Théoriquement, il est possible de « suspendre » plus de puissance au câble que son diamètre ne le permet. Mais dans ce cas, échauffement du conducteur, endommagement de l'isolation, suivis d'effets de grillage, de combustion... l'inflammation est inévitable.

Par conséquent, le choix de la section du câble d'entrée doit être abordé avec le plus grand sérieux : après tout, la sécurité et la facilité d'utilisation des appareils électroménagers en dépendent.

Algorithme de calcul de section

Il existe un schéma éprouvé pour calculer la section transversale du câble d'entrée, qui est utilisé dans la conception. Il repose sur le postulat selon lequel le diamètre de la section transversale du câble d'entrée est choisi en fonction de la puissance attendue de tous les appareils fonctionnant dans l'appartement.

Étape 1 : Inventaire

Dans un premier temps, une liste des appareils électriques présents dans l'appartement est établie. On suppose quel équipement sera acheté à l'avenir et la liste est élargie. Bien entendu, il est préférable de formuler des hypothèses avec une marge raisonnable pour le futur à long terme. Chaque appareil se voit attribuer une consommation d’énergie approximative.

Vous pouvez utiliser un tableau qui présente approximativement une liste d'appareils électroménagers typiques et leur consommation électrique approximative.

Étape 2 : Arithmétique simple

Ensuite, la cardinalité totale de notre liste est calculée. La puissance approximative nécessaire à l'éclairage est ajoutée en fonction de la taille de l'appartement, de l'intensité lumineuse attendue et du type de luminaire attendu.

Le chiffre obtenu est une estimation de la consommation électrique dans l'appartement dans le cas où tous les appareils sont allumés en même temps. Cependant, une telle situation est très improbable et c'est pourquoi en génie électrique, il est généralement admis qu'un maximum de 75 % des équipements disponibles sont allumés en même temps. Et la puissance totale résultante est multipliée par un facteur de 0,75, et le chiffre obtenu sert de base au calcul de la section du câble d'entrée.

Étape 3 : Logique et physique

Actuellement, les âmes des câbles électriques sont en cuivre et en aluminium. Il existe des relations de formule qui relient le courant maximal admissible (et, par conséquent, la puissance) pour un câble en cuivre au diamètre de sa section. Pour les tailles de câbles en cuivre standard, il existe des valeurs nominales de courant et de puissance maximale calculées pour 220 V et 380 V CA. Le tableau suivant fournit ces chiffres sous une forme « utilisable ».

Supposons que la puissance calculée de tous les appareils soit de 12 kW et avec un coefficient de 0,75 à 9 kW. Il s'avère que vous devez choisir un câble pour lequel la puissance maximale autorisée sera d'au moins 9 kW. Pour une tension de 220 V, une section d'un diamètre de 6 mm est nécessaire - elle est capable de faire passer un courant de 46 A et une puissance de 10,1 kW. Pour la plus petite section du tableau - 4 mm - le courant maximum autorisé est de 38 A et la puissance est de 8,3 kW. C'est moins que nécessaire, donc un câble de cette section ne fonctionnera pas et vous devez vous arrêter à une section de 6 mm.

Si vous choisissez un câble de section plus importante que nécessaire, cela vous offrira une bonne réserve pour l'avenir (par exemple, l'émergence de nouveaux appareils électroménagers puissants) et une réserve d'usure. Cependant, il ne faut pas non plus trop dépasser la puissance nominale : cela affectera le coût du câble d'entrée, et le câble d'entrée peut s'avérer plus puissant que le câblage électrique interne, ce qui n'est ni raisonnable ni sûr.

Quoi d'autre est nécessaire

Une machine doit être installée sur le câble d'entrée, qui aura pour tâche de couper l'alimentation électrique si le courant approche du niveau maximum autorisé. Le calibre de la machine est sélectionné légèrement inférieur au courant maximum admissible à travers le câble d'entrée : de cette manière, un degré de protection supplémentaire est fourni. Dans cet exemple, vous devez installer une machine de 40 A.

Ainsi, les paramètres du câble d'entrée nécessitent une sélection minutieuse. Les erreurs menacent, par exemple, une situation de « goulot d'étranglement » - lorsque tout le câblage électrique de la maison est suffisamment puissant, mais que le câble d'entrée n'est pas en mesure de fournir la puissance requise. Le diamètre de la section du câble d'entrée est choisi en tenant compte de la puissance totale des appareils électriques qui seront utilisés dans la pièce. Pour que toutes les nuances soient prises en compte et que le câble d'entrée serve de nombreuses années sans aucune urgence, il est préférable de confier la reconstruction du câblage électrique à des électriciens professionnels.

L'installation d'un réseau électrique domestique doit être réalisée de manière à ce que les utilisateurs puissent allumer simultanément plusieurs appareils électriques puissants sans aucun problème. Par conséquent, il est nécessaire de sélectionner la section des fils pour le câblage domestique sur la base d'un calcul compétent des paramètres des réseaux électriques de l'appartement et de la maison.

Il existe plusieurs méthodes de calcul. Nous vous suggérons de vous familiariser avec différentes approches et de choisir la meilleure option. Outre la technologie de calcul de la section des fils, l'article décrit les principaux paramètres de choix du câblage électrique et indique les restrictions réglementaires sur la puissance maximale des appareils électriques.

Les prises électriques standards sont conçues pour un courant continu de 16 A, ce qui correspond à une puissance maximale de 3,52 kW lorsque l'appareil est allumé. Ils sont généralement connectés à un câble en cuivre d'une section de 2,5 mm 2, ce qui peut être trompeur lors du choix du type de fil pour le reste du câblage électrique.

Parallèlement à l'augmentation de la section transversale du câble, son prix augmente également. Cependant, vous ne devez pas économiser sur le câblage électrique - cela peut entraîner des coûts financiers beaucoup plus élevés à l'avenir.

Lorsque les électrons traversent un métal, une partie de l’énergie est dissipée sous forme de chaleur. Avec un courant important et une petite section de câble, le composant thermique peut entraîner une surchauffe du métal et la fonte de sa gaine.

Dans des conditions domestiques, cela peut déclencher à la fois un court-circuit intra-mur et un incendie dans les fils dénudés, en particulier dans les zones pliées.

En conséquence, les situations suivantes peuvent se présenter :

1. Incendie à grande échelle s'il y a un matériau inflammable à proximité du câble.
2. Courant de fuite en cas de fusion incomplète de l'enveloppe du noyau. Cela entraîne un gaspillage d’énergie et un risque de choc électrique pour les résidents.
3. Imperceptible. En conséquence, une partie de l'appartement ou la pièce entière est hors tension. Après cela, une recherche du point de rupture et un remplacement ultérieur du câblage par des réparations locales des murs sont nécessaires.

Choisir un fil électrique épais pour un appartement, avec une réserve, présente également un inconvénient : une dépense excessive d'argent, ce qui n'a aucun sens. Par conséquent, il est préférable de sélectionner la section de câblage à l'aide de méthodes de calcul afin d'éviter tous les problèmes ci-dessus.

Facteurs de choix de la section du fil

Ce n'est pas seulement la puissance de l'appareil qui détermine la nature du câblage électrique requis. Il existe d'autres facteurs dont l'influence doit être prise en compte lors du calcul de la section de câble requise. Ils peuvent affecter la génération de chaleur dans le conducteur, son risque d'incendie et ses caractéristiques de performance.

Étape n°6. Calcul de la section du câble selon le tableau. Étant donné que le choix optimal du fil pour le câblage domestique est influencé non seulement par les paramètres des appareils, mais également par des facteurs externes (matériau du noyau, sa gaine, schéma d'installation, etc.), chaque cas a ses propres tableaux, qui sont discutés ci-dessous. .

Détermination de la section des câbles électriques à l'aide de tableaux

Le calcul de la section des fils domestiques ordinaires est présenté dans les tableaux :

Des tableaux similaires sont utilisés lors du calcul du câblage électrique et dans l'industrie. Les câbles domestiques sont généralement beaucoup plus simples, le nombre de matériaux de conception pour eux est donc assez limité. Les paramètres indiqués dans les tableaux ne sont pas inventés, mais sont indiqués dans les normes industrielles, par exemple dans GOST 31996-2012.

Calcul de chute de tension

Non seulement le degré d'échauffement du noyau, mais également la tension électrique à l'extrémité du fil dépendent de la section du câble électrique. Les appareils électroménagers sont conçus pour certains paramètres du réseau électrique et leur divergence constante peut entraîner une réduction de la durée de vie de l'équipement.

Si la tension chute sur la chaudière, il est conseillé d'installer un stabilisateur afin que l'équipement ne subisse pas de charges supplémentaires dues à des incohérences dans les caractéristiques de fonctionnement du réseau électrique.

Au fur et à mesure que le câble s'allonge, une chute de tension se produit. Cet effet peut être réduit en augmentant la section du fil. Il est considéré comme critique de réduire la tension à l’extrémité du fil de 5 % par rapport à sa valeur à la source de courant.

Upad = I*2*(ρ*L)/S,

• ρ – résistivité du métal, Ohm*mm2/m ;
• L– longueur du câble, m;
• S– section du conducteur en mm2 ;
• Chute– chute de tension, Volt ;
• je– le courant circulant dans le conducteur.

Si la chute de tension calculée est supérieure à 5 % de la tension nominale, il est alors nécessaire d'utiliser un câble de section plus grande. Cela garantira un fonctionnement stable de l'équipement.

Les chaudières de chauffage, les machines à laver et autres appareils dotés de nombreux relais et capteurs sont particulièrement sensibles aux valeurs de tension. Cette fonctionnalité doit être prise en compte lors de l'utilisation de transporteurs.

Restrictions réglementaires

Les entreprises de services publics qui fournissent de l'électricité à la population ont le droit d'imposer des restrictions sur la puissance totale maximale des appareils électroménagers de l'appartement. Ceci peut être réalisé en installant des compteurs d'électricité d'une certaine capacité.

L'appareil est équipé de fusibles automatiques jetables ou réutilisables, qui fonctionnent lorsque la valeur seuil de courant est dépassée.

Les compteurs électriques de type soviétique sont massivement remplacés par des compteurs électroniques. Ils sont encore plus sensibles aux surcharges, à cause desquelles ils tombent rapidement en panne

Si vous retirez les fiches du compteur et que vous le connectez directement au câblage de l'appartement, il est garanti de griller si le mode de fonctionnement est perturbé pendant une longue période. La plupart des compteurs soviétiques installés dans les appartements peuvent supporter une charge de pointe de 25 A pendant 1 minute maximum.

Après cela, ils sont brûlés, ce qui peut entraîner le paiement de l'installation d'un nouvel appareil et une amende pour violation des règles de fonctionnement.

Le câblage de l'entrée est également incapable de résister à des charges élevées ; s'il tombe en panne, il peut couper l'alimentation électrique de plusieurs appartements à la fois. Par conséquent, lors de la connexion d'un appartement au réseau intra-maison avec un câble de 2,5 mm, vous ne devez pas vous attendre à ce qu'un fil intra-appartement plus épais puisse résister à des charges élevées.

Il est particulièrement important de prendre en compte le facteur des restrictions réglementaires au stade de la planification de l'installation de chauffage électrique, de planchers chauffants, de saunas infrarouges et d'autres équipements énergivores.

Vous devez d'abord consulter les services publics concernés sur les possibilités d'équipements électriques installés devant l'appartement.

Conclusions et vidéo utile sur le sujet

Les vidéos contiennent des conseils pratiques d'électriciens sur le choix et l'achat du câblage domestique. Ils vous aideront à acheter un équipement adapté au câble, ce qui protégera certainement votre maison d'éventuels problèmes de surcharge du réseau.

Les principaux facteurs lors du choix d'un câble pour le câblage domestique sont la puissance des appareils électroménagers et les limites des réseaux électriques qui fournissent l'énergie électrique à l'appartement.

En choisissant la bonne section de fil, vous pouvez connecter tous les appareils électriques nécessaires au réseau. Cela élimine les désagréments lors du fonctionnement de l'équipement et contribue à prévenir les incendies dans le câblage.

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L'article aborde les principaux critères de choix d'une section de câble et donne des exemples de calculs.

Sur les marchés, vous pouvez souvent voir des panneaux manuscrits indiquant lequel l'acheteur doit acheter en fonction du courant de charge attendu. Ne croyez pas ces signes, car ils sont trompeurs. La section du câble est sélectionnée non seulement par le courant de fonctionnement, mais également par plusieurs autres paramètres.

Tout d'abord, il faut tenir compte du fait que lors de l'utilisation d'un câble à la limite de ses capacités, les âmes du câble s'échauffent de plusieurs dizaines de degrés. Les valeurs actuelles indiquées sur la figure 1 supposent un chauffage des âmes du câble jusqu'à 65 degrés à une température ambiante de 25 degrés. Si plusieurs câbles sont posés dans un tuyau ou un chemin, en raison de leur échauffement mutuel (chaque câble chauffe tous les autres câbles), le courant maximal admissible est réduit de 10 à 30 pour cent.

De plus, le courant maximum possible diminue à des températures ambiantes élevées. Par conséquent, dans un réseau de groupe (un réseau allant des panneaux aux lampes, prises de courant et autres récepteurs électriques), en règle générale, les câbles sont utilisés avec des courants ne dépassant pas 0,6 à 0,7 des valeurs indiquées sur la figure 1.

Riz. 1. Courant de longue durée admissible pour les câbles à conducteurs en cuivre

Sur cette base, l'utilisation généralisée de disjoncteurs d'un courant nominal de 25A pour protéger les réseaux de prises posés avec des câbles avec des conducteurs en cuivre d'une section de 2,5 mm2 est dangereuse. Des tableaux de coefficients de réduction en fonction de la température et du nombre de câbles dans un chemin de câbles sont disponibles dans le Règlement d'Installation Électrique (PUE).

Des restrictions supplémentaires surviennent lorsque le câble est plus long. Dans ce cas, les pertes de tension dans le câble peuvent atteindre des valeurs inacceptables. En règle générale, lors du calcul des câbles, la perte maximale dans la ligne ne dépasse pas 5 %. Les pertes ne sont pas difficiles à calculer si vous connaissez la valeur de résistance des âmes du câble et le courant de charge calculé. Mais généralement, pour calculer les pertes, ils utilisent des tableaux de dépendance des pertes sur le moment de charge. Le moment de charge est calculé comme le produit de la longueur du câble en mètres et de la puissance en kilowatts.

Les données permettant de calculer les pertes à une tension monophasée de 220 V sont présentées dans le tableau 1. Par exemple, pour un câble avec des conducteurs en cuivre d'une section de 2,5 mm2, avec une longueur de câble de 30 mètres et une puissance de charge de 3 kW, le moment de charge est de 30x3 = 90, et les pertes seront de 3 %. Si la valeur de perte calculée dépasse 5 %, il est alors nécessaire de sélectionner un câble de section plus grande.

Tableau 1. Moment de charge, kW x m, pour conducteurs en cuivre dans une ligne à deux fils pour une tension de 220 V pour une section de conducteur donnée

À l'aide du tableau 2, vous pouvez déterminer les pertes dans une ligne triphasée. En comparant les tableaux 1 et 2, on constate que dans une ligne triphasée avec des conducteurs en cuivre d'une section de 2,5 mm2, des pertes de 3 % correspondent à six fois le couple de charge.

Une triple augmentation du couple de charge se produit en raison de la répartition de la puissance de charge sur trois phases, et une double augmentation du fait que dans un réseau triphasé avec une charge symétrique (courants identiques dans les conducteurs de phase), le courant dans le le conducteur neutre est nul. Avec une charge asymétrique, les pertes du câble augmentent, ce qui doit être pris en compte lors du choix de la section du câble.

Tableau 2. Moment de charge, kW x m, pour conducteurs en cuivre dans une ligne triphasée à quatre fils avec zéro pour une tension de 380/220 V à une section de conducteur donnée (pour agrandir le tableau, cliquez sur la figure)

Les pertes dans les câbles ont un impact significatif lors de l'utilisation de lampes basse tension, telles que les lampes halogènes. C'est compréhensible : si 3 Volts chutent sur les conducteurs de phase et neutre, alors à une tension de 220 V nous ne le remarquerons probablement pas, et à une tension de 12 V, la tension sur la lampe chutera de moitié jusqu'à 6 V C'est pourquoi les transformateurs pour alimenter les lampes halogènes doivent être rapprochés au maximum des lampes. Par exemple, avec une longueur de câble de 4,5 mètres avec une section de 2,5 mm2 et une charge de 0,1 kW (deux lampes de 50 W), le couple de charge est de 0,45, ce qui correspond à une perte de 5 % (tableau 3).

Tableau 3. Moment de charge, kW x m, pour conducteurs en cuivre dans une ligne à deux fils pour une tension de 12 V pour une section de conducteur donnée

Les tableaux ci-dessus ne prennent pas en compte l'augmentation de la résistance des conducteurs due à l'échauffement dû au courant qui les traverse. Par conséquent, si le câble est utilisé à des courants de 0,5 ou plus du courant maximum admissible du câble d'une section donnée, une correction doit alors être introduite. Dans le cas le plus simple, si vous prévoyez des pertes ne dépassant pas 5 %, calculez la section efficace sur la base de pertes de 4 %. En outre, les pertes peuvent augmenter s'il existe un grand nombre de connexions entre les âmes du câble.

Les câbles à conducteurs en aluminium ont une résistance 1,7 fois supérieure à celle des câbles à conducteurs en cuivre et, par conséquent, leurs pertes sont 1,7 fois plus importantes.

Le deuxième facteur limitant pour les grandes longueurs de câble est le dépassement de la valeur de résistance admissible du circuit phase zéro. Pour protéger les câbles contre les surcharges et les courts-circuits, on utilise généralement des disjoncteurs à déclenchement combiné. De tels interrupteurs disposent de déclencheurs thermiques et électromagnétiques.

Le déclencheur électromagnétique assure l'arrêt instantané (dixièmes voire centièmes de seconde) de la section de secours du réseau en cas de court-circuit. Par exemple, un disjoncteur désigné C25 possède un déclencheur thermique de 25 A et un déclencheur électromagnétique de 250 A. Les disjoncteurs automatiques du groupe «C» ont une multiplicité du courant de coupure du déclencheur électromagnétique au thermique de 5 à 10. Mais la valeur maximale est prise.

La résistance totale du circuit phase zéro comprend : la résistance du transformateur abaisseur du poste de transformation, la résistance du câble du poste à l'appareillage d'entrée (SDU) du bâtiment, la résistance du câble posé de l'ASU à l'appareillage (RU) et la résistance du câble de la ligne de groupe elle-même, dont la section doit être définie.

Si la ligne comporte un grand nombre de connexions d'âmes de câble, par exemple une ligne de groupe composée d'un grand nombre de lampes reliées par un câble, la résistance des connexions de contact doit également être prise en compte. Des calculs très précis prennent en compte la résistance de l'arc au point de défaut.

La résistance totale du circuit phase zéro pour les câbles à quatre conducteurs est indiquée dans le tableau 4. Le tableau prend en compte la résistance des conducteurs de phase et neutre. Les valeurs de résistance sont données à une température à l'intérieur du câble de 65 degrés. Le tableau est également valable pour les lignes à deux fils.

Tableau 4. Phase d'impédance du circuit - zéro pour les câbles à 4 conducteurs, Ohm/km à température centrale de 65 o C

Dans les postes de transformation urbains, des transformateurs d'une capacité de 630 kV ou plus sont généralement installés. A et plus, ayant une résistance de sortie Rtp inférieure à 0,1 Ohm. Dans les zones rurales, des transformateurs de 160 à 250 kV peuvent être utilisés. Et ayant une résistance de sortie d'environ 0,15 Ohm, et même des transformateurs de 40 à 100 kV. A, ayant une impédance de sortie de 0,65 à 0,25 Ohm.

Les câbles du réseau d'alimentation depuis les postes de transformation urbains jusqu'aux ASU des maisons sont généralement utilisés avec des conducteurs en aluminium avec une section de conducteur de phase d'au moins 70 à 120 mm2. Si la longueur de ces lignes est inférieure à 200 mètres, la résistance du circuit phase-neutre du câble d'alimentation (Rpc) peut être prise égale à 0,3 Ohm. Pour un calcul plus précis, vous devez connaître la longueur et la section du câble, ou mesurer cette résistance. L'un des appareils permettant de telles mesures (appareil Vector) est illustré à la Fig. 2.

Riz. 2. Dispositif de mesure de la résistance du circuit phase-zéro "Vector"

La résistance de ligne doit être telle qu'en cas de court-circuit, le courant dans le circuit soit garanti supérieur au courant de fonctionnement du déclencheur électromagnétique. Ainsi, pour le disjoncteur C25, le courant de court-circuit dans la ligne doit dépasser la valeur de 1,15x10x25=287 A, ici 1,15 est le facteur de sécurité. Par conséquent, la résistance du circuit phase zéro du disjoncteur C25 ne doit pas dépasser 220 V/287 A = 0,76 Ohm. En conséquence, pour le disjoncteur C16, la résistance du circuit ne doit pas dépasser 220 V/1,15 x 160 A = 1,19 Ohms et pour le disjoncteur C10, pas plus de 220 V/1,15 x 100 = 1,91 Ohms.

Ainsi, pour un immeuble urbain, en prenant Rtp = 0,1 Ohm ; Rpk=0,3 Ohm lors de l'utilisation d'un câble avec des conducteurs en cuivre d'une section de 2,5 mm2 dans le réseau de prises, protégé par un disjoncteur C16, la résistance du câble Rgr (conducteurs de phase et neutre) ne doit pas dépasser Rgr=1,19 Ohm - Rtp - Rpk = 1,19 - 0,1 - 0,3 = 0,79 Ohm. Dans le tableau 4, nous trouvons sa longueur - 0,79/17,46 = 0,045 km, soit 45 mètres. Pour la plupart des appartements, cette longueur est suffisante.

Lors de l'utilisation d'un disjoncteur C25 pour protéger un câble de section 2,5 mm2, la résistance du circuit doit être inférieure à 0,76 - 0,4 = 0,36 Ohm, ce qui correspond à une longueur maximale de câble de 0,36/17,46 = 0,02 km, soit 20 mètres.

En utilisant un disjoncteur C10 pour protéger une ligne d'éclairage groupé réalisée avec un câble avec des conducteurs en cuivre d'une section de 1,5 mm2, on obtient la résistance maximale admissible du câble de 1,91 - 0,4 = 1,51 Ohm, ce qui correspond à une longueur maximale de câble de 1,51/29, 1 = 0,052 km, soit 52 mètres. Si une telle ligne est protégée par un disjoncteur C16, alors la longueur maximale de la ligne sera de 0,79/29,1 = 0,027 km, soit 27 mètres.