У сучасному технологічному світі електрика практично стала на один рівень за значимістю з водою та повітрям. Застосовується воно у практично будь-якій сфері людської діяльності. З'явилося таке поняття, як електрика ще далекого 1600 року, колись ми знали про електрику трохи більше древніх греків. Але згодом воно почало ширше поширюватися, і лише 1920 року воно почало витісняти гасові лампи з освітлення вулиць. З того часу електричний струм почав стрімко поширюватися, і зараз він є навіть у найглухішому селі, як мінімум, освітлюючи будинок і для комунікацій по телефону.
Сама електрика являє собою потік спрямованих зарядів, що рухаються провідником. Провідником є речовина здатна пропускати через себе ці самі електричні заряди, але у кожного провідника є опір(крім так званих надпровідників, опір у надпровідників дорівнює нулю, такий стан можна досягти за рахунок зниження температури до -273,4 градуса за Цельсієм).
Але в побуті надпровідників, звичайно ж, ще немає, та й з'явитися у промислових масштабахще не скоро. У повсякденності, як правило, струм пропускається через дроти, а як жила використовується в основному мідні або алюмінієві дроти. Мідь та алюміній популярні насамперед, за рахунок своїх властивостей провідності, яка електричного опору, а також через дешевизну, порівняно, наприклад, із золотом або сріблом.
Як розібратися в перерізах мідних та алюмінієвих кабелів для прокладання проводки?
Ця стаття призначена навчити вас як розрахувати перетин дроту. Це як чим більше водиви хочете подати, тим більшого діаметру труба вам потрібна. Так і тут чим більше споживання електричного струму, тим більше має бути перетин кабелів та проводів. Коротко опишу що це таке: якщо ви перекусите кабель або провід, і подивитися на нього з торця, то ви якраз і побачите його перетин, тобто товщину дроту, яка визначає потужність, яку даний провід здатний пропустити, розігріваючись до допустимої температури.
Для того, щоб правильно підібрати перетин силового дротунам потрібно враховувати максимальну величину споживаного навантаження струму. Визначити значення струмів можна, знаючи паспортну потужність споживача, визначається за такою формулою: I = P/220, де P – це потужність споживача струму, а 220 – це кількість вольт у вашій розетці. Відповідно якщо розетка на 110 або 380 вольт, то підставляємо це значення.
Важливо знати, що розрахунок значення для однофазних та трифазних мереж різниться. Для того, щоб дізнатися на скільки фаз мережу вам потрібно, потрібно підрахувати загальну суму споживання струму у вашому житлі. Наведемо приклад середнього набору техніки, яка може бути у вас вдома.
Простий приклад розрахунку перерізу кабелю за споживаним струмом, зараз ми обчислимо суму потужностей електроприладів, що підключаються.. Основними споживачами у середньостатистичній квартирі є такі прилади:
- ТБ - 160 Вт
- Холодильник – 300 Вт
- Освітлення – 500 Вт
- Персональний комп'ютер – 550 Вт
- Пилосос – 600 Вт
- НВЧ-піч - 700 Вт
- Електрочайник – 1150 Вт
- Праска - 1750 Вт
- Бойлер (водонагрівач) – 1950 Вт
- Пральна машина - 2650 Вт
- Усього 10310 Вт = 10,3 кВт.
Коли ми дізналися загальне споживання електрики, ми можемо за формулою розрахувати перетин дроту, нормального функціонуванняпроводки. Важливо пам'ятати що для однофазних та трифазних мереж формули будуть різні.
Розрахунок перерізу дроту для мережі з однією фазою (однофазною)
Розрахунок перерізу дроту здійснюється за допомогою наступної формули:
I = (P × K і) / (U × cos (φ))
- P- Потужність всіх споживачів енергії в сумі
- K і- Коефіцієнт одночасності, як правило, для розрахунків приймається загальноприйняте значення 0,75
- U- фазна напруга, яка становить 220V, але може коливатися в межах від 210V до 240V.
- cos(φ)- для побутових однофазних приладів ця величина стала, і дорівнює 1.
I- сила струму;
Коли ми знайшли потужність споживання струму за формулою, можна почати вибирати кабель, який підходить нам за потужністю. Точніше, його площі перерізу. Нижче наведена спеціальна таблиця в якій надані дані, де зіставляється величина струму, переріз кабелю та споживана потужність.
Дані можуть бути різними для проводів виготовлених з різних металів. Сьогодні для застосування у житлових приміщеннях, як правило, використовується мідний, жорсткий кабель. Алюмінієвий кабель практично не застосовується. Але все ж у багатьох старих будинках, алюмінієвий кабель все ще є.
Таблиця розрахункової потужностікабелю струмом. Вибір перерізу мідного кабелю, проводиться за такими параметрами:
Також наведемо таблицю для розрахунку споживаного струму алюмінієвого кабелю:
Якщо значення потужності вийшло середнє між двома показниками, необхідно вибрати значення перерізу дроту в більший бік. Оскільки запас потужності має бути присутнім.
Розрахунок перерізу дроту мережі з трьома фазами (трьохфазною)
А тепер розберемо формулу підрахунку перерізу дроту для трифазних мереж.
Для розрахунку перерізу кабелю живлення скористаємося наступною формулою:
I = P / (√3 × U × cos(φ))
- I- сила струму, за якою вибирається площа перерізу кабелю
- U- фазова напруга, 220V
- Cos φ -кут зсуву фаз
- P- показує загальне споживання всіх електроприладів
Cos φ- у наведеній формулі дуже важливий, оскільки особисто впливає силу струму. Він відрізняється для різного обладнання, з цим параметром найчастіше можна ознайомитись у технічної документації, або відповідним маркуванням на корпусі.
Загальна потужність знаходиться дуже просто, ми підсумовуємо значення всіх показників потужності, і використовуємо число, що вийшло в розрахунках.
Відмінною рисою в трифазної мережі, є те, що більше тонкий провідздатний витримати велике навантаження. Підбирається необхідний нам переріз дроту, за наведеною нижче таблицею.
Розрахунок перерізу дроту по споживаному струму, що застосовується в трифазній мережі, використовується із застосуванням такої величини як √3 . Це значення потрібне для спрощення зовнішнього виглядусамої формули:
U лінійне = √3 × U фазне
Таким чином у разі необхідності замінюється твір кореня і фазної напругина лінійна напруга. Ця величина дорівнює 380V (U лінійне = 380V).
Поняття тривалого струму
Також один не менш важливий моментпри виборі кабелю для трифазної та однофазної мережіполягає в тому, що необхідно враховувати таке поняття, що звучить як допустимий тривалий струм. Цей параметр показує силу струму в кабелі, який може витримати провід протягом необмеженої кількості часу. Визначити его можна у спеціальній таблиці. Також для алюмінієвих та мідних провідників вони суттєво різняться.
Якщо цей параметр перевищує допустимі значенняпочинається перегрів провідника. Температура нагрівання обернено пропорційною силі струму.
Температура на деяких ділянках може збільшуватись не тільки через неправильно підібраний переріз проводу, а при поганому контакті. Наприклад, у місці скручування проводів. Таке досить часто відбувається у місці контакту мідних кабелів та алюмінієвих. У зв'язку з цим поверхня металів піддається окисленню, покриваючись оксидною плівкою, що дуже погіршує контакт. У такому місці кабель нагріватиметься вище за допустиму температуру.
Коли ми провели всі розрахунки, і звірилися з даними з таблиць, можна сміливо йти до спеціалізованого магазину та купувати необхідні Вам кабелі для прокладання мережі у себе вдома чи на дачі. Головна ваша перевага перед, наприклад, вашим сусідом буде в тому, що ви повністю розібралися в даному питанні за допомогою нашої статті, і заощадите купу грошей, не переплачуючи за те, що вам хотів продати магазин. Та й знати про те, як розрахувати перетин струму для мідних або алюмінієвих проводівніколи не буде зайвим, і ми впевнені, що знання, отримані у нас, неодноразово знадобляться на вашому життєвому шляху.
Стандартна квартирна електропроводка розраховується на максимальний струмспоживання при тривалому навантаженні 25 ампер (на таку силу струму вибирається і автоматичний вимикач, який встановлюється на введенні проводів у квартиру) виконується мідним проводом перетином 4,0 мм2, що відповідає діаметру проводу 2,26 мм та потужності навантаження до 6 кВт.
Відповідно до вимог п 7.1.35 ПУЕ переріз мідної жили для квартирної електропроводки має бути не менше 2,5 мм 2 ,що відповідає діаметру провідника 1,8 мм та силі струму навантаження 16 А. До такої електропроводки можна підключати електроприлади сумарною потужністюдо 3,5 квт.
Що таке переріз дроту та як його визначити
Щоб побачити перетин дроту, достатньо його перерізати впоперек і подивитися на зріз з торця. Площа зрізу і є переріз дроту.
Чим вона більша, тим більшу силу струму може передати провід.
Як видно з формули, переріз дроту легко за його діаметром. Достатньо величину діаметра жили дроту помножити саму на себе і на 0,785. Для перерізу багатожильного дроту потрібно обчислити перетин однієї жили та помножити на їхню кількість.
Діаметр провідника можна визначити за допомогою штангенциркуля з точністю до 0,1 мм або мікрометра з точністю до 0,01 мм. Якщо немає під рукою приладів, то в такому разі виручить звичайна лінійка.
Вибір перерізу
мідного дроту електропроводки за силою струму Розмір електричного струму позначається буквою «А чим перетин дроту більше, тим краще, тому округляють результат у більшу сторону.
| Таблиця для вибору перерізу та діаметру мідного дроту в залежності від сили струму | ||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Максимальний струм, А | 1,0 | 2,0 | 3,0 | 4,0 | 5,0 | 6,0 | 10,0 | 16,0 | 20,0 | 25,0 | 32,0 | 40,0 | 50,0 | 63,0 |
| Стандартний переріз, мм 2 | 0,35 | 0,35 | 0,50 | 0,75 | 1,0 | 1,2 | 2,0 | 2,5 | 3,0 | 4,0 | 5,0 | 6,0 | 8,0 | 10,0 |
| Діаметр, мм | 0,67 | 0,67 | 0,80 | 0,98 | 1,1 | 1,2 | 1,6 | 1,8 | 2,0 | 2,3 | 2,5 | 2,7 | 3,2 | 3,6 |
Наведені мною дані у таблиці засновані на особистому досвідіта гарантують надійну роботуелектропроводки при самих несприятливі умовиїї прокладання та експлуатації. При виборі перерізу дроту за величиною струму не має значення, це змінний струм або постійний. Не мають значення також величина та частота напруги в електропроводці, це може бути бортова мережа автомобіля постійного струмуна 12 В або 24 В, літального апаратуна 115 В частотою 400 Гц, електропроводка 220 В або 380 В частотою 50 Гц, високовольтна лініяелектропередачі на 10 000 В.
Якщо не відомий струм споживання електроприладом, але відомі напруга живлення та потужність, то розрахувати струм можна за допомогою наведеного нижче онлайн калькулятора.
Слід зазначити, що на частотах більше 100 Гц у проводах при протіканні електричного струму починає проявлятися скін-ефект, який полягає в тому, що зі збільшенням частоти струм починає «притискатися» до зовнішньої поверхні дроту і фактичний переріз дроту зменшується. Тому вибір перерізу дроту для високочастотних ланцюгів виконується за іншими законами.
Визначення здатності навантаження електропроводки 220 В
виконаної з алюмінієвого дроту
У давно збудованих будинках електропроводка, як правило, виконана з алюмінієвих дротів. Якщо з'єднання в розподільних коробках виконані правильно, термін служби алюмінієвої проводкиможе становити сто років. Адже алюміній практично не окислюється, і термін служби електропроводки визначатиметься лише терміном служби пластмасової ізоляції та надійністю контактів у місцях приєднання.
У разі підключення додаткових енергоємних електроприладів у квартирі з алюмінієвою електропроводкою необхідно визначити за перерізом або діаметром жил проводів здатність її витримати додаткову потужність. За наведеною нижче таблицею це легко зробити.
Якщо у Вас проводка у квартирі виконана з алюмінієвих проводів і виникла потреба підключити знову встановлену розеткув розподільчій коробцімідними проводами, таке з'єднання виконується відповідно до рекомендацій статті З'єднання алюмінієвих проводів .
Розрахунок перерізу дроту електропроводки
за потужністю електроприладів, що підключаються.
Для вибору перерізу жил проводу кабелю під час прокладання електропроводки у квартирі чи будинку необхідно проаналізувати парк наявних електропобутових приладів з погляду одночасного їх використання. У таблиці представлений перелік популярних побутових електроприладів із зазначенням струму, що споживається, залежно від потужності. Ви можете дізнатись споживану потужність своїх моделей самостійно з етикеток на самих виробах чи паспортах, часто параметри вказують на упаковці.
Якщо сила споживаного струму електроприладом не відома, її можна вимірювати за допомогою амперметра .
Таблиця споживаної потужності та сили струму побутовими електроприладами
при напрузі живлення 220 В
Зазвичай потужність споживання електроприладів вказується на корпусі у Ват (Вт або VA) або кіловат (кВт або кVA). 1 кВт = 1000 Вт.
| Таблиця споживаної потужності та сили струму побутовими електроприладами | |||
|---|---|---|---|
| Побутовий електроприлад | Потужність, кВт (кBA) | Споживана сила струму, А | Режим споживання струму |
| Лампочка розжарювання | 0,06 – 0,25 | 0,3 – 1,2 | Постійно |
| Електрочайник | 1,0 – 2,0 | 5 – 9 | До 5 хвилин |
| Електроплита | 1,0 – 6,0 | 5 – 60 | Залежить від режиму роботи |
| Мікрохвильова піч | 1,5 – 2,2 | 7 – 10 | Періодично |
| Електром'ясорубка | 1,5 – 2,2 | 7 – 10 | Залежить від режиму роботи |
| Тостер | 0,5 – 1,5 | 2 – 7 | Постійно |
| Гриль | 1,2 – 2,0 | 7 – 9 | Постійно |
| Кавомолка | 0,5 – 1,5 | 2 – 8 | Залежить від режиму роботи |
| Кавоварка | 0,5 – 1,5 | 2 – 8 | Постійно |
| Електродухівка | 1,0 – 2,0 | 5 – 9 | Залежить від режиму роботи |
| Посудомийна машина | 1,0 – 2,0 | 5 – 9 | |
| Пральна машина | 1,2 – 2,0 | 6 – 9 | Максимальний з моменту включення до нагрівання води |
| Сушарка | 2,0 – 3,0 | 9 – 13 | Постійно |
| Праска | 1,2 – 2,0 | 6 – 9 | Періодично |
| Порохотяг | 0,8 – 2,0 | 4 – 9 | Залежить від режиму роботи |
| Обігрівач | 0,5 – 3,0 | 2 – 13 | Залежить від режиму роботи |
| Фен для волосся | 0,5 – 1,5 | 2 – 8 | Залежить від режиму роботи |
| Кондиціонер | 1,0 – 3,0 | 5 – 13 | Залежить від режиму роботи |
| Стаціонарний комп'ютер | 0,3 – 0,8 | 1 – 3 | Залежить від режиму роботи |
| Електроінструмент (дриль, лобзик тощо) | 0,5 – 2,5 | 2 – 13 | Залежить від режиму роботи |
Струм споживають ще холодильник, освітлювальні прилади, радіотелефон, зарядні пристрої, телевізор у черговому стані. Але у сумі ця потужність становить трохи більше 100 Вт і за розрахунках її не враховувати.
Якщо Ви ввімкнете всі електроприлади одночасно, то необхідно буде вибрати перетин проводу, здатний пропустити струм 160 А. Провід знадобиться товщиною в палець! Але такий випадок є малоймовірним. Важко уявити, що хтось здатний одночасно молоти м'ясо, гладити праскою, пилососити та сушити волосся.
приклад розрахунку. Ви стали вранці, включили електрочайник, мікрохвильову піч, тостер і кавоварку. Споживаний струм відповідно становитиме 7 А + 8 А + 3 А + 4 А = 22 А. З урахуванням включеного освітлення, холодильника і на додаток, наприклад, телевізора, струм може досягти 25 А.
для мережі 220 В
Вибрати переріз дроту можна не тільки за силою струму, але й за величиною споживаної потужності. Для цього необхідно скласти список всіх запланованих для підключення до даної ділянки електропроводки електроприладів, визначити, яку потужність споживає кожен з них окремо. Далі скласти отримані дані та скористатися нижче наведеною таблицею.
для мережі 220 В |
|||||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Потужність електроприладу, кВт (кBA) | 0,1 | 0,3 | 0,5 | 0,7 | 0,9 | 1,0 | 1,2 | 1,5 | 1,8 | 2,0 | 2,5 | 3,0 | 3,5 | 4,0 | 4,5 | 5,0 | 6,0 |
| Стандартний переріз, мм 2 | 0,35 | 0,35 | 0,35 | 0,5 | 0,75 | 0,75 | 1,0 | 1,2 | 1,5 | 1,5 | 2,0 | 2,5 | 2,5 | 3,0 | 4,0 | 4,0 | 5,0 |
| Діаметр, мм | 0,67 | 0,67 | 0,67 | 0,5 | 0,98 | 0,98 | 1,13 | 1,24 | 1,38 | 1,38 | 1,6 | 1,78 | 1,78 | 1,95 | 2,26 | 2,26 | 2,52 |
Якщо є кілька електроприладів і для деяких відомий струм споживання, а для інших потужність, потрібно визначити з таблиць перетин дроту для кожного з них, а потім отримані результати скласти.
Вибір перерізу мідного дроту за потужністю
для бортової мережі автомобіля 12 В
Якщо при підключенні до бортової мережі автомобіля додаткового обладнання відома лише його потужність споживання, то визначити переріз додаткової електропроводки можна за допомогою наведеної нижче таблиці.
| Таблиця вибору перерізу та діаметру мідного дроту за потужністю для бортової мережі автомобіля 12 В |
||||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Потужність електроприладу, ват (BA) | 10 | 30 | 50 | 80 | 100 | 200 | 300 | 400 | 500 | 600 | 700 | 800 | 900 | 1000 | 1100 | 1200 |
| Стандартний переріз, мм 2 | 0,35 | 0,5 | 0,75 | 1,2 | 1,5 | 3,0 | 4,0 | 6,0 | 8,0 | 8,0 | 10 | 10 | 10 | 16 | 16 | 16 |
| Діаметр, мм | 0,67 | 0,5 | 0,8 | 1,24 | 1,38 | 1,95 | 2,26 | 2,76 | 3,19 | 3,19 | 3,57 | 3,57 | 3,57 | 4,51 | 4,51 | 4,51 |
Вибір перерізу дроту для підключення електроприладів
до трифазної мережі 380 В
При роботі електроприладів, наприклад, електродвигуна, підключених до трифазної мережі, споживаний струм протікає вже не по двох проводах, а по трьох і, отже, величина струму, що протікає в кожному окремому дротітрохи менше. Це дозволяє використовувати для підключення електроприладів до трифазної мережі провід меншого перерізу.
Для підключення електроприладів до трифазної мережі напругою 380 В, наприклад електродвигуна, перетин дроту кожної фази береться в 1,75 рази менше, ніж для підключення до однофазної мережі 220 В.
Увага, при виборі перерізу дроту для підключення електродвигуна за потужністю слід врахувати, що на шильдику електродвигуна вказується максимальна механічна потужність, яку двигун може створити на валу, а не споживана електрична потужність. Споживана електрична потужність електродвигуном з урахуванням ККД і сos φ приблизно вдвічі більше, ніж створювана на валу, що необхідно враховувати при виборі перерізу дроту виходячи з потужності двигуна, зазначеної в табличці.
Наприклад, потрібно підключити електродвигун, що споживає потужність від мережі 2,0 кВт. Сумарний струм споживання електродвигуном такої потужності за трьома фазами становить 5,2 А. По таблиці виходить, що потрібен провід перетином 1,0 мм 2 з урахуванням вищевикладеного 1,0 / 1,75 = 0,5 мм 2 . Отже, для підключення електродвигуна потужністю 2,0 кВт до трифазної мережі 380 В знадобиться мідний трижильний кабель із перетином кожної жили 0,5 мм 2 .
Набагато простіше вибрати перетин дроту для підключення трифазного двигуна, Виходячи з величини струму його споживання, який завжди вказується на шильдику. Наприклад, в шильдику наведеному на фотографії струм споживання двигуна потужністю 0,25 кВт по кожній фазі при напрузі живлення 220 В (обмотки двигуна підключені за схемою «трикутник») становить 1,2 А, а при напрузі 380 В (обмотки двигуна підключені по схемою «зірка») всього 0,7 А. Взявши силу струму, вказану на шильдику, по таблиці для вибору перерізу дроту для квартирної електропроводки вибираємо провід перетином 0,35 мм 2 при підключенні обмоток електродвигуна за схемою «трикутник» або 0,15 мм 2 при підключенні за схемою "зірка".
Про вибір марки кабелю для домашньої електропроводки
Робити квартирну електропроводкуз алюмінієвих проводів на перший погляд видається дешевшим, але експлуатаційні витрати через низьку надійність контактів з часом багаторазово перевищать витрати на електропроводку з міді. Рекомендую робити проводку виключно з мідних дротів! Алюмінієві дротинезамінні при прокладанні повітряної електропроводки, тому що вони легкі та дешеві та при правильному з'єднанніслужать надійно тривалий час.
А який провід краще використовувати при монтажі електропроводки, одножильний чи багатожильний? З точки зору здатності проводити струм на одиницю перерізу та монтажу, одножильний краще. Так що для домашньої електропроводки потрібно використовувати лише одножильний провід. Багатожильний допускає багаторазові вигини, і чим тонші в ньому провідники, тим він гнучкіший і довговічніший. Тому багатожильний провідзастосовують для підключення до електромережі нестаціонарних електроприладів, таких як електрофен, електробритва, електропраска та інші.
Після прийняття рішення щодо перетину дроту постає питання про марку кабелю для електропроводки. Тут вибір невеликий і представлений кількома марками кабелів: ПУНП, ВВГнг і NYM.
Кабель ПУНП з 1990 року, відповідно до рішення Головдерженергонагляду «Про заборону застосування проводів типу АПВН, ППБН, ПЕН, ПУНП та ін., що випускаються за ТУ 16-505. 610-74 замість проводів АПВ, АПВВ, ПВ та ППВ за ГОСТ 6323-79*» до застосування заборонено.
Кабель ВВГ та ВВГнг – мідні дроти у подвійній полівінілхлоридній ізоляції, плоскій формі. Призначений для роботи за температури довкіллявід −50°С до +50°С, до виконання проводки всередині будинків, на відкритому повітрі, у землі під час прокладання в тубах. Термін служби – до 30 років. Літери «нг» у позначенні марки говорять про негорючість ізоляції дроту. Випускаються дво-, три- та чотирижильні з перетином жил від 1,5 до 35,0 мм 2 . Якщо позначення кабелю перед ВВГ стоїть буква А (АВВГ), то жили у дроті алюмінієві.
Кабель NYM (його російський аналог - кабель ВВГ), з мідними жилами, круглої форми, з негорючою ізоляцією, відповідає німецькому стандарту VDE 0250 Технічні характеристикиі сфера застосування, практично однакові з кабелем ВВГ. Випускаються дво-, три- та чотирижильні з перетином жил від 1,5 до 4,0 мм 2 .
Як бачите, вибір для прокладання електропроводки невеликий і визначається в залежності від того, якої форми кабель підходить для монтажу, круглої або плоскої. Кабель круглої форми зручніше прокладається через стіни, особливо якщо робиться введення з вулиці до приміщення. Знадобиться просвердлити отвір трохи більше діаметракабелю, а за більшої товщини стіни це стає актуальним. Для внутрішнього проведення зручніше застосовувати плоский кабель ВВГ.
Паралельне з'єднання проводів електропроводки
Бувають безвихідні ситуації, коли терміново потрібно прокласти проводку, а дроти необхідного перерізу немає. У такому разі, якщо є провід меншого, ніж необхідно, перерізу, то можна зробити проведення з двох і більше проводів, з'єднавши їх паралельно. Головне, щоб сума перерізів кожного з них була не меншою за розрахункову.
Наприклад, є три дроти перерізом 2, 3 і 5 мм 2 а потрібен за розрахунками 10 мм 2 . З'єднуєте їх усі паралельно, і проводка витримуватиме струм до 50 ампер. Так Ви й самі багаторазово бачили паралельне з'єднання більшої кількостітонких провідників передачі великих струмів. Наприклад, для зварювання використовується струм до 150 А і для того, щоб зварювальник міг керувати електродом, потрібен гнучкий провід. Його і роблять із сотень паралельно з'єднаних тонких мідних зволікань. В автомобілі акумулятор до бортової мережі теж підключають за допомогою такого ж гнучкого багатожильного дроту, так як під час пуску двигуна стартер споживає від акумулятора струм до 100 А. А при встановленні та знятті акумулятора необхідно дроти відводити убік, тобто провід повинен бути досить гнучким .
Спосіб збільшення перерізу електропроводу шляхом паралельного з'єднаннякількох дротів різного діаметраможна використовувати лише у крайньому випадку. При прокладанні домашньої електропроводки допустимо з'єднувати паралельно лише дроти однакового перерізу, взяті з однієї бухти.
Онлайн калькулятори для обчислення перерізу та діаметру дроту
За допомогою онлайн калькулятора, представленого нижче, можна вирішити зворотне завдання – визначити за перерізом діаметр провідника.
Як обчислити переріз багатожильного дроту
Багатожильний дріт, або як його називають ще багатодротяний або гнучкий, є свитою разом одножильною дротикою. Для обчислення перерізу багатожильного дроту потрібно спочатку обчислити перетин однієї тяганини, а потім отриманий результат помножити на їхнє число.
Розглянемо приклад. Є багатожильний гнучкий дріт, у якому 15 жил діаметром 0,5 мм. Перетин однієї жили дорівнює 0,5 мм×0,5 мм×0,785 = 0,19625 мм 2 після округлення отримаємо 0,2 мм 2 . Так як у нас у дроті 15 зволікань, то для визначення перерізу кабелю потрібно перемножити ці числа. 0,2 мм2×15=3 мм2. Залишилося за таблицею визначити, що такий багатожильний дріт витримає струм 20 А.
Можна оцінити здатність навантаження багатожильного дроту без виміру діаметра окремого провідника, вимірювавши загальний діаметр всіх звитих тяганин. Але так як зволікання круглі, то між ними знаходяться повітряні зазори. Для виключення площі проміжків потрібно отриманий за формулою результат перерізу дроту помножити на коефіцієнт 0,91. При вимірі діаметра треба простежити, щоб багатожильний дріт не сплющився.
Розглянемо з прикладу. В результаті вимірювань багатожильний дріт має діаметр 2,0 мм. Розрахуємо його перетин: 2,0 мм 2,0 мм 0,785 0,91 = 2,9 мм 2 . За таблицею (дивись нижче) визначаємо, що даний багатожильний дріт витримає струм завбільшки до 20 А.
Матеріал виготовлення та переріз проводів(правильніше буде площі перерізу проводів) є, мабуть, головними критеріями, якими слід керуватися під час вибору проводів та силових кабелів.
Нагадаємо, що площа поперечного перерізу (S) кабелю обчислюється за формулою S = (Pi * D2)/4, де Pi - число пі, що дорівнює 3,14, а D - діаметр.
Чому так важливий правильний вибірперерізу дротів? Насамперед, тому, що проводи та кабелі, що використовуються, - основні елементи електропроводки вашого будинку або квартири. А вона повинна відповідати всім нормам та вимогам надійності та електробезпеки.
Головним нормативним документом, що регламентує площу перерізу електричних проводівта кабелів є Правила Пристрої Електроустановок (ПВЕ). Основні показники, що визначають перетин дроту:
Так, неправильно підібрані за перерізом дроти, що не відповідають навантаженню споживання можуть нагріватися або навіть згоріти, просто не витримавши навантаження по струму, що не може не позначитися на електро- та пожежної безпеки вашого житла. Випадок дуже частий, коли з метою економії або з будь-яких інших причин використовується провід меншого, ніж необхідно перерізу.
Керуватися при виборі перерізу дроту приказкою «кашу олією не зіпсуєш» теж не варто. Застосування проводів більшого, ніж це дійсно потрібно, переріз приведе лише до великих матеріальних витрат(адже зі зрозумілих причин їхня вартість буде більшою) і створить додаткові складності при монтажі.
Розрахунок площі перерізу мідних жил проводів та кабелів
Так, говорячи про електропроводку будинку чи квартири, буде оптимальним застосування: для «розеткових» - силових груп мідного кабелю або дроту з перетином жил 2,5 мм2 та для освітлювальних груп – з перетином жил 1,5 мм2. Якщо в будинку є прилади великої потужностінапр. ел. плити, духовки, електричні варильні панелі, то для їх живлення слід використовувати кабелі та дроти перетином 4-6 мм2.
Запропонований варіант вибору перерізів для проводів та кабелів є, мабуть, найбільш поширеним та популярним при монтажі електропроводки квартир та будинків. Що, загалом, можна пояснити: мідні дроти перетином 1,5 мм2 здатні «тримати» навантаження 4,1 кВт (по струму – 19 А), 2,5 мм2 – 5,9 кВт (27 А), 4 і 6 мм2 – понад 8 та 10 кВт. Цього цілком вистачить для живлення розеток, приладів освітлення чи електроплит. Більше того, такий вибір перерізів для проводів дасть деякий «резерв» у разі збільшення потужності навантаження, наприклад, при додаванні нових «електроточок».
Розрахунок площі перерізу алюмінієвих жил проводів та кабелів
При використанні алюмінієвих проводів слід мати на увазі, що значення тривало допустимих струмових навантажень на них набагато менше, ніж при використанні мідних проводів та кабелів аналогічного перерізу. Так, для жил алюмінієвих проводів перерізом 2, мм2 максимальне навантаженняскладає трохи більше 4 кВт (по струму це – 22 А), для жил перетином 4 мм2 – не більше 6 кВт.
Не останній фактор у розрахунку перерізу жил проводів та кабелів – робоча напруга. Так, при однаковій потужності споживання електроприладів, струмове навантаження на жили кабелів живлення або проводів електроприладів, розрахованих на однофазну напругу 220 В буде вище, ніж для приладів, що працюють від напруги 380 В.
Взагалі, для більш точного розрахунку потрібних перерізів жил кабелів та проводів необхідно керуватися не тільки потужністю навантаження та матеріалом виготовлення жил; слід враховувати також спосіб їх прокладання, довжину, вид ізоляції, кількість жил у кабелі тощо. буд. Усі ці чинники повною мірою визначено основним регламентуючим документом – Правилами Пристрої Електроустановок .
Таблиці вибору перерізу проводів
| Мідні дроти | ||||
| Напруга, 220 В | Напруга, 380 В | |||
| струм, А | Потужність, кВт | струм, А | Потужність, кВт | |
| 1,5 | 19 | 4,1 | 16 | 10,5 |
| 2,5 | 27 | 5,9 | 25 | 16,5 |
| 4 | 38 | 8,3 | 30 | 19,8 |
| 6 | 46 | 10,1 | 40 | 26,4 |
| 10 | 70 | 15,4 | 50 | 33,0 |
| 16 | 85 | 18,7 | 75 | 49,5 |
| 25 | 115 | 25,3 | 90 | 59,4 |
| 35 | 135 | 29,7 | 115 | 75,9 |
| 50 | 175 | 38,5 | 145 | 95,7 |
| 70 | 215 | 47,3 | 180 | 118,8 |
| 95 | 260 | 57,2 | 220 | 145,2 |
| 120 | 300 | 66,0 | 260 | 171,6 |
| Перетин токопровідної жили, кв.мм | Алюмінієві дроти | |||
| Напруга, 220 В | Напруга, 380 В | |||
| струм, А | Потужність, кВт | струм, А | Потужність, кВт | |
| 2,5 | 20 | 4,4 | 19 | 12,5 |
| 4 | 28 | 6,1 | 23 | 15,1 |
| 6 | 36 | 7,9 | 30 | 19,8 |
| 10 | 50 | 11,0 | 39 | 25,7 |
| 16 | 60 | 13,2 | 55 | 36,3 |
| 25 | 85 | 18,7 | 70 | 46,2 |
| 35 | 100 | 22,0 | 85 | 56,1 |
| 50 | 135 | 29,7 | 110 | 72,6 |
| 70 | 165 | 36,3 | 140 | 92,4 |
| 95 | 200 | 44,0 | 170 | 112,2 |
| 120 | 230 | 50,6 | 200 | 132,0 |
У розрахунку використовувалися дані із таблиць ПУЕ
Отже, відома потужність кожного електроприладу в будинку, відома кількість освітлювальних приладіві точок освітлення дозволяють порахувати сумарну споживану потужність. Це не точна сума, оскільки більшість значень потужностей різних приладів є усередненими. Тому до цієї цифри варто одразу додати 5% від її значення.
Усереднені показання потужностей для поширених електроприладів
| Споживач | Потужність, Вт |
| ТБ | 300 |
| Принтер | 500 |
| Комп'ютер | 500 |
| Фен для волосся | 1200 |
| Праска | 1700 |
| Електрочайник | 1200 |
| Тостер | 800 |
| Обігрівач | 1500 |
| Мікрохвильова піч | 1400 |
| Духовка | 2000 |
| Холодильник | 600 |
| Пральна машина | 2500 |
| Електроплита | 2000 |
| Освітлення | 2000 |
| Проточний водонагрівач | 5000 |
| Бойлер | 1500 |
| Дриль | 800 |
| Перфоратор | 1200 |
| Зварювальний апарат | 2300 |
| Газонокосарка | 1500 |
| Водяний насос | 1000 |
І багато хто вважає, що цього достатньо для підбору майже стандартних варіантівмідного кабелю:
- переріз 0,5 мм2 для дротів на освітлення точкових світильників;
- переріз 1,5 мм2 для дротів освітлення для люстр;
- перетин 25 мм2 для всіх розеток.
На рівні побутового використанняелектрики така схема виглядає цілком прийнятною. Поки що на кухні одночасно не вирішив увімкнутися холодильник і електричний чайник, коли ви там же дивилися телевізор. Такий же неприємний сюрприз наздоганяє вас, коли ви включаєте в одну розетку кавоварку, пральну машинкута мікрохвильову піч.
Тепловий розрахунок з використанням поправочних коефіцієнтів
Для кількох ліній в одному кабель-каналі табличні значення максимального струму слід помножити на відповідний коефіцієнт:
- 0.68 - Для числа провідників від 2-х до 5 шт.
- 0.63 - Для провідників від 7 до 9 шт.
- 0.6 - Для провідників від 10 до 12 шт.
Коефіцієнт відноситься саме до проводів (жилів), а не до кількості ліній, що проходять. При розрахунку кількості прокладених жил не береться до уваги нульовий робочий провід або провід заземлення. Згідно з ПУЕ та ГОСТ 16442-80 вони на нагрівання проводів не впливають при проходженні нормальних струмів.
Підсумовуючи сказане вище, виходить, що для коректного і точного підбору перерізу проводів необхідно знати:
- Суму максимальних потужностей електроприладів.
- Характеристики мережі: кількість фаз та напруга.
- Характеристики матеріалу для кабелю.
- Табличні дані та коефіцієнти.
При цьому потужність не є основним показником для окремої лінії кабелю або всієї внутрішньої системиелектропостачання. При підборі перерізу обов'язково слід розрахувати максимальний струм навантаження, а після звірити його з номінальним струмомавтомата домашньої мережі.
Насамперед при вирішенні якогось прикладу для визначення перерізу проводів з враховуваної розрахунковим навантаженнямі довжиною проводки кабелю, шнура, необхідно знати стандартні їх перерізи. Особливо при проведенні ліній, або для розеток та освітлення.
Розрахунок перерізу дроту-за навантаженням
Стандартні перерізи:
0,35; 0,5; 0,75; 1,0; 1,5; 2,5; 4,0; 6,0; 10,0; 16,0;
25; 35; 50; 70; 95; 120; 150; 185; 240; 300; 400.
Як визначити та застосовувати на практиці?
Допустимо нам необхідно визначити переріз алюмінієвих проводів лінії трифазного струму при напрузі 380220В. Лінія живить груповий освітлювальний щиток, щиток безпосередньо живить свої лінії на різні приміщення, \кабінети, підвальне приміщення\. Передбачуване навантаження становитиме 20 кВт. Довжина прокладки лінії до групового освітлювального щитка, наприклад, 120 метрів.
Спочатку нам необхідно визначити момент навантаження. Момент навантаження розраховується як добуток довжини на навантаження. М = 2400.
Переріз проводів визначаємо за формулою: g = M C Е; де С-коефіцієнт матеріалу провідника, що залежить від напруги; Е-відсоток втрати напруги. Щоб не витрачати час на пошук таблиці, значення даних цифр для кожного прикладу необхідно просто записати допустимо у свій робочий журнал. Для даного прикладуприймаємо значення: С = 46; Е = 1,5. Звідси: g = M C E = 240046 * 1,5 = 34,7. Приймаємо до уваги стандартний переріз проводів, встановлюємо близький за своїм значенням переріз проводу - 35 мм у квадраті.
У наведеному прикладі лінія була трифазною з нулем.
Перетин мідних проводів та кабелів - струм:
Для визначення перерізу мідних проводів при лінії трифазного струму без нуля напругою 220В. Зі Еприймаються інші: С = 25,6; Е=2.
Наприклад, необхідно розрахувати момент навантаження лінії з трьома різними довжинами і з трьома розрахунковими навантаженнями. Першому відрізку лінії 15 метрів відповідає навантаження 4 кВт., другому відрізку лінії 20 метрів відповідає навантаження 5 кВт., третьому відрізку лінії 10 метрів лінія буде навантажена в 2 кВт.
М=154+5+2+205+2+10*2=165+140+20=325.
Звідси визначаємо перетин дротів:
g = М С * Е = 325 \ 25,6 * 2 = 325 \ 51,2 = 6,3.
Приймаємо найближчий стандартний переріз проводів 10 "міліметрів у квадраті".
Для визначення перерізу алюмінієвих проводів у лінії при однофазному струміі напрузі 220В., математичні розрахунки проводяться аналогічно, в розрахунках приймаються такі значення: Е = 2,5; З = 7,7.
Система розподілу мережі буває різною, відповідно для мідних та алюмінієвих проводів прийматиметься своє значення коефіцієнта З.
Для мідних проводів при напрузі мережі 380220В., Трифазної лінії з нулем, С=77.
При напрузі 380\220В., Двухфазний з нулем, С=34.
При напрузі 220В. однофазної лінії, С=12,8.
При напрузі 220 \ 127В., Трифазний з нулем, С = 25,6.
При напрузі 220В., Трифазний, С = 25,6.
При напрузі 220127В., двофазної з нулем, С = 11,4.
Переріз алюмінієвих проводів
Для алюмінієвих дротів:
380 \ 220В., Трифазна з нулем, С = 46.
380\220В., двофазна з нулем, С=20.
220В., однофазна, С = 7,7.
220 \ 127В., Трифазна з нулем, С = 15,5.
220\127В., двофазна з нулем, С = 6,9.
Відсоткове значення- Еу розрахунках можна приймати середнім: від 1,5 до 2,5.
Розбіжності у рішеннях буде істотним, оскільки приймається близьке за своїм значенням стандартне переріз проводу.
Перетин кабелю від потужності струму.Як визначити перетин, діаметр дроту при навантаженні?
Перетин кабелю та потужність при навантаженні в таблиці (окремо)
Дивіться також, додаткова таблиця перерізу кабелю від потужності, по струму:
або для зручності інша формула))
Таблиця перерізу кабелю або дроту, та струм при навантаженні:
