Сечение провода по току и мощности: таблица и правила расчета

Для домашних мастеров вопрос выбора сечения электропроводки часто создает затруднения. А ведь от этого параметра напрямую зависит эффективность и стоимость электрических коммуникаций.

Для расчета необходимо:

• подсчитать планируемое количество приборов-потребителей, от лампочек до мощного нагревательного оборудования;
• выяснить требуемые параметры электросети (ток, мощность потребления каждого отдельного прибора, совокупную нагрузку) и условия ее работы, в том числе частоту включения и длительность работы;
• согласно ПУЭ (правилам устройства электроустановок) подобрать требуемое сечение и характеристики кабеля.

Расчетные данные ВСЕГДА округляются в большую сторону до ближайшего стандартного значения из ряда номинальных сечений жил.

Параметры сети

Согласно ГОСТ 29322-2014 (IEC 60038:2009), домашняя (бытовая) электросеть переменного тока должна иметь следующие параметры:

• напряжение 230 В, допустимы колебания до +/- 10%. Стандарт 220 В считается устаревшим, поскольку напряжение в сети повсеместно превышает эту цифру;
• частота 50 Гц, допустимые отклонения +/- 0,2 Гц.

Таким образом, выбранные кабели должны соответствовать данным требованиям и при этом обеспечивать нормальную работу системы энергообеспечения при максимальной и средней нагрузке. Для этого необходимо рассчитать сечение провода для каждого конкретного участка квартиры/дома или для отдельных линий проводки (освещение, группа розеток, силовая).

Данные о потреблении электроприборов

Для более-менее точных вычислений необходимо знать совокупную нагрузку в сети – мощность и силу тока (или хотя бы паспортную мощность) бытовых электроприборов. Обычно выполняется расчет сечения провода по мощности, сила тока рассчитывается дополнительно при необходимости.

Точные данные необходимо уточнять по техническому паспорту прибора, учитывая ПИКОВУЮ мощность.

Что такое сечение провода

Под этим названием подразумевается общая площадь металлических (медных или алюминиевых) жил, скрытых под оплеткой провода. Для одножильных изделий она вычисляется предельно просто, по стандартной формуле расчета площади круга:

S=πr^2

Где π=3,14, r – радиус круга. Для провода это значение можно определить, замерив штангенциркулем диаметр жилы и поделив ее на два. Для упрощения расчетов можно также использовать приведенную формулу.

Если нет желания считать самостоятельно, можно воспользоваться стандартными таблицами пересчета.

Для многожильных проводов рассчитать сечение провода можно, выяснив параметр для одной из жил (обычно они одинаковые) и умножив его на количество.

Кроме того, данные нетрудно получить из маркировки изделия.

Как вычленить сечение провода из маркировки

В отечественной промышленности принята такая схема обозначений.

Чтобы правильно прочесть маркировку и вычленить из нее необходимую информацию о количестве и сечении жил, следует помнить, как расшифровать группы букв/цифр

Эта маркировка относится к наиболее популярным изделиям, используемым в бытовой электропроводке.

В силовых кабелях может также присутствовать броня и внешняя защитная оболочка.

В этом случае после первых четырех позиций могут идти обозначения с буквой Б (броня) или без нее:

• БС – свинцовая;
• БбГ — стальная лента профилированная;
• Бб – две ленты стальные;
• Бл – две ленты стальные с подушкой под ними из пластиковых лент;
• Бн – стальные ленты, поверх них негорючая оболочка для защиты;
• К – проволочная броня, покрытая защитной лентой из стали;
• Д – оплетка из стали, двумя проволоками;
• П – оплетка плоской стальной проволокой.

При наличии внешней защитной оболочки ее обозначают:

• Э – экранированный кабель (как правильно, использую алюминиевую фольгу);
• О – соединение обмоткой проводов в изоляции;
• В – редкий случай, бумажная изоляция. Если после «В» имеются другие буквы, подразумевается ПВХ (поливинилхлорид);
• Шв – шланг виниловый;
• Шп – шланг полиэтиленовый;
• Шпс – шланг из полиэтилена самозатухающего;
• Н – негорючий состав неустановленного типа.

Цифры после буквенной маркировки означают:

• рабочее напряжение. Если данной цифры нет, имеется в виду бытовая сеть с номинальным напряжением 220 В;
• количество жил и их сечение, между цифрами указывается «х». Пример – 2х2,5;
• количество и сечение жил отличающегося диаметра, обычно «для нуля». При наличии второй пары цифр с первой парой их объединяют знаком «+».

Таким образом, из длинной и сложной маркировки нетрудно вычленить нужные цифры для расчета.

Как определить сечение провода с помощью измерений

Для этого потребуется любой инструмент для зачистки проводов – вплоть до кухонного ножа – и штангенциркуль.

Различные способы зачистки представлены в мастер-классе.

Далее штангенциркулем замеряется диаметр ВСЕГО ПУЧКА ТОНКИХ ПРОВОЛОЧЕК или единой проволоки, зачищенных от изоляции.

Примеры действий по замеру и дальнейшему расчету представлены в видеоуроке.

Если штангенциркуля или микрометра под рукой нет, можно использовать обычную линейку.

Для одножильного (и только для него!) провода можно использовать замер методом намотки. На цилиндрический предмет плотно, виток к витку, наматывается кабель. Далее подсчитывается число витков, приходящихся на один сантиметр. Делим 10 мм на количество витков – получаем примерный диаметр жилы. Естественно, замеры производятся для зачищенной проволоки.

Для более толстых изделий можно считать число витков не на 1 см, а на 10 см или любой другое удобное количество.

Далее округленная цифра сравнивается с ближайшими из таблиц для расчета сечения провода по току или мощности и выбирается наиболее близкое значение.

Пример: при замере с помощью штангенциркуля получено значение 8,6 мм. В ряду стандартных значений из таблицы ближайшее меньшее 6 мм, ближайшее большее – 10 мм. Учитывая, что возможность пропускания электрического тока напрямую зависит от сечения жил (а производители иногда стараются на этом экономить), принимаем меньшее – 6 мм – и дальнейшие расчет ведем, исходя из этой цифры.

Сравнение европейских (метрическая система) и американских (а также английских, дюймовая система) типовых размеров сечения.

Точнее соотнести размеры американских и отечественных (европейских) проводов поможет таблица ниже.

Определение сечения провода по измеренному диаметру.

Как определить сечение провода по току

Учитывая, что современное бытовое оборудование достаточно емкое в плане потребления энергии, необходимо помнить: недостаточное сечение провода при большой силе тока, проходящего по нему, может вызвать перегрев кабеля. Следствия – разрыв цепи, который трудно обнаружить, и обесточивание части квартиры. Еще чаще в месте, где сечение особенно мало или идет скрутка проводов, возникает возгорание в результате перегрева.

В целом сила тока в сети определяется для однофазной сети по формуле

• Где P – суммарная мощность приборов-потребителей, в Ваттах;
• U – напряжение в проводке, 220 или 380 Вольт;
• К_И – коэффициент одновременности включения, обычно принимаю КИ=0,75;
• cos(φ) – переменная для бытового электрооборудования, принимается равной единице.

Для трехфазной электропроводки формула меняется:

Здесь не принимается во внимание коэффициент одновременности включения, вводится информация о наличии трех фаз.

Пример расчета

В частном доме используется освещение светодиодными лампами, общая мощность всех осветительных приборов – до 1 кВт. Установлен электрический котел отопления с паспортной мощностью 12 кВт, два проточных водонагревателя мощностью 4 и 8 кВт, холодильник (1,2кВт), стирально-сушильная машина с максимальной мощностью 2 кВт, другое крупное и мелкое оборудование с пиковой мощностью 3 кВт. Проводка разделена на четыре линии – осветительная (общая), три силовые (для котла, водонагревателей, стиральной машины, холодильника и утюга), для группы обычных розеток. Сила тока в каждой из цепей будет определяться или по приведенной выше формуле.

• Для двух наиболее мощных силовых линий (по 12 кВт) рассчитываем силу тока
  I= 12000/(√3×220×1)=31 А
• Для третьей силовой линии 6,2 кВт
  I= 6200/(√3×220×1)=16,2 А
• Для розеток обычного типа
  I= 3000/(√3×220×1)=7,8 А
• Для освещения
  I= 1000/(√3×220×1)=2,6

Из таблицы сечения медных и алюминиевых проводов ниже выбираем нормальный размер сечения медного провода по току, принимая ближайшее большее значение. Получаем для:

• первых двух силовых линий сечение 4 кв.мм, диаметр жилы 2,26 мм;
• третьей силовой – 1 кв.мм, 1,12 мм в диаметре;
• розеток и освещения – сечение 0,5 кв.мм и диаметр 0,8 мм.

На практике для осветительной линии принимают провода с сечением 1,5 кв.мм, а для розеток – 2,5…4 кв.мм. Для наиболее «тяжелых» приборов типа электрокотла и нагревателей можно увеличить сечение до 6 кв.мм.

Увеличение сечения и диаметра жилы производится с уменьшением числа розеток. Так, если в одну розетку необходимо включить одновременно холодильник, чайник и утюг (с помощью тройника), лучше использовать проводку большего диаметра, чем при включении электроприборов в три разные розетки.

Расчет сечения провода по мощности

Здесь данные рассчитываются аналогично, но сразу берется во внимание именно паспортная мощность электроприборов в пересчете на общее потребление.

Для расчета используем формулу

Учитывая, что длина провода (проводника тока) в данном случае неизвестна, лучше взять данные из таблицы.

Сечение медного провода по мощности (таблица 220в) в соответствии с ГОСТ 31996-2012.

Проверить данные можно с помощью онлайн-калькулятора.

Соответственно, сечение провода по мощности выделенной линии будет для:

• освещение 1 кВт – 1,5 кв.мм;
• силовая линия 1 (котел) 12 кВт – 10 кв.мм;
• силовая линия 2 (водонагреватели) 12 кВт – 10 кв.мм;
• силовая линия 3 (электроприборы с повышенным потреблением) 6,8 кВт —
• розетки обычного типа 3 кВт – 4 кв.мм.

Полученные данные почти совпадают с предыдущими вычислениями, но для котла и водонагревателей предлагается больший размер жилы – лучше остановиться именно на этом варианте.

Важные нюансы

Некоторые моменты не учитываются обычно при вычислениях, но могут существенно повлиять на результат, то есть эффективность и долговечность проводки.

К таким нюансам относится длина проводов. Для обычной квартиры с площадью до 100…120 кв.м, где используются кабели с медными жилами, можно не учитывать длину проводника – каждая отдельная линия обладает достаточным «запасом прочности». Если же применяются изделия на базе алюминиевых проводников, лучше дополнительно проверить проводящую способность кабеля с учетом его длины.

Предохранители (автоматы) на прерывание тока в цепи при превышении номинального значения необходимо ставить на каждую отдельную линию. В противном случае – если, например, освещение и мощные электроприборы подключены на один автомат – допустимое для стиральной машины превышение нагрузки может вывести из строя все светильники. Кроме того, такой подход удобен при ремонте или замене приборов.

Если при дальнейшей эксплуатации жилья планируется увеличение нагрузки на электропроводку, желательно сделать ввод кабеля с большей, чем требуется в данный момент, проводящей способностью.

Заключение

Грамотный и профессиональный расчет электросети включает учет ряда дополнительных параметров, в том числе температуры и влажности помещений, особенностей энергопотребления и так далее. Поэтому предложенные варианты вычислений ориентированы исключительно на домашних мастеров и употребление для частных нужд.