Як правильно провести розрахунок перерізу кабелю по навантаженню

Питання вибору перерізу кабелю для монтажу електропроводки в будинку чи квартирі дуже серйозне. Якщо цей показник не відповідатиме навантаженню в контурі, то ізоляція дроту просто почне перегріватися, потім плавиться і горіти. Кінцевий результат – коротке замикання. Вся справа в тому, що навантаження створює певну густину струму. І якщо перетин кабелю буде невеликим, то густина струму в ньому буде великою. Тому перед покупкою необхідно провести розрахунок перерізу кабелю навантаження.

Звичайно, не варто просто так навмання вибирати провід більшого перерізу. Це насамперед ударить по вашому бюджету. З меншим перетином кабель може не витримати навантаження та швидко вийде з ладу. Тож найкраще розпочати з питання, як розрахувати навантаження на кабель? А вже потім за цим показником підбиратиме й сам електричний провід.

Розрахунок потужності

Найпростіший спосіб – це розрахувати сумарну потужність, яку споживатиме будинок чи квартира. Цей розрахунок буде використаний для підбору перерізу дроту від стовпа ЛЕП до вступного автомата в котедж або від під'їзного щита до квартири на першу розподільчу коробку. Так само розраховуються проводи по шлейфах або кімнатах. Зрозуміло, що вхідний кабель матиме найбільший переріз. І що далі від першої розподільної коробки, то цей показник буде зменшуватися.

Але повернемось до розрахунків. Отже, насамперед необхідно визначити сумарну потужність споживачів. У кожного з них (побутові прилади та лампи освітлення) на корпусі цей показник позначено. Якщо не знайшли, дивіться у паспорті чи в інструкції.

Після чого всі потужності потрібно скласти. Це і є сумарна потужність будинку чи квартири. Такий самий розрахунок необхідно зробити і за контурами. Але тут є один спірний момент. Деякі фахівці рекомендують помножити сумарний показник на понижувальний коефіцієнт 0,8, дотримуючись того правила, що не всі прилади одночасно включатимуться в ланцюг. Інші ж, навпаки, пропонують помножити на підвищуючий коефіцієнт 1,2, тим самим створюючи запас на майбутнє, зважаючи на те, що є велика ймовірність появи в будинку або квартирі додаткових побутових приладів. На думку другий варіант – оптимальний.

Вибір кабелю

Тепер, знаючи сумарний показник потужності, можна вибрати перетин проводки. У ПУЕ встановлені таблиці, якими легко зробити цей вибір. Наведемо кілька прикладів для електричної лінії, яка перебуває під напругою 220 вольт.

• Якщо сумарна потужність становила 4 кВт, то переріз дроту буде 1,5 мм.
• Потужність 6 кВт, перетин 2,5 мм.
• Потужність 10 кВт – перетин 6 мм.

Така сама таблиця є і для електричної мережі напругою 380 вольт.

Розрахунок струмового навантаження

Це найточніше значення обчислення, що проводиться навантаження струму. Для цього використовується формула:

I=P/U cos φ, де

• I – це сила струму;
• P – сумарна потужність;
• U – напруга у мережі (у разі 220 У);
• cos - коефіцієнт потужності.

Є формула і для трифазної електричної мережі:

I=P/(U cos φ)*√3.

Саме за показником сили струму визначається переріз кабелю за тими ж таблицями в ПУЕ. І знову наведемо кілька прикладів.

• Сила струму 19 А – перетин кабелю 1,5 мм.
• 27 А - 2,5 мм ².
• 46 А – 6 мм².

Як і у разі визначення перерізу за потужністю, тут також найкраще помножити показник сили струму на коефіцієнт, що підвищує 1,5.

Коефіцієнти

Існують певні умови, за яких сила струму всередині проводки може підвищуватись або знижуватися. Наприклад, у відкритій електричній проводці, коли дроти укладаються по стінах або стелі, сила струму буде підвищеною, ніж у закритій схемі. Це безпосередньо з температурою навколишнього середовища. Чим вона більша, тим більшої сили струму може цей кабель пропускати.

Увага! Усі перелічені таблиці ПУЭ розраховані за умови експлуатації проводів за нормальної температури +25С із температурою самих кабелів не більше +65С.

Тобто, виходить так, що якщо в один лоток, гофру або трубу укладаються відразу кілька проводів, то всередині проводки температура буде підвищена за рахунок нагрівання самих кабелів. Це призводить до того, що припустиме навантаження струму знижується на 10-30 відсотків. Те саме стосується і відкритої проводки всередині опалюваних приміщень. Тому можна зробити висновок: при проведенні розрахунку перерізу кабелю в залежності від навантаження струму при підвищених температурах експлуатації можна вибирати дроти меншої площі. Це, звісно, ​​непогана економія. До речі, таблиці знижувальних коефіцієнтів у ПУЕ також є.

Є ще один момент, що стосується довжини електричного кабелю, що використовується. Чим довше розведення, тим більше втрат напруги на ділянках. У будь-яких розрахунках використовуються втрати, що дорівнює 5%. Тобто це максимум. Якщо втрати будуть більшими за дане значення, то доведеться збільшувати перетин кабелю. До речі, самостійно розрахувати струмові втрати нескладно, якщо знати опір проводки та струмове навантаження. Хоча оптимальний варіант – використовувати таблицю ПУЕ, у яких встановлено залежність моменту навантаження та втрат. В даному випадку момент навантаження - це витвір потужності споживання в кіловатах і довжини самого кабелю в метрах.

Розберемо приклад, у якому встановлений кабель довжиною 30 мм у мережі змінного струму напругою 220 вольт витримує навантаження 3 кВт. При цьому момент навантаження дорівнюватиме 3*30=90. Дивимося до таблиці ПУЕ, де показано, що цього моменту відповідають втрати 3%. Тобто це менше номіналу в 5%. Що допустимо. Як уже було сказано вище, якщо розрахункові втрати перевищили б п'ятивідсотковий бар'єр, то довелося б набувати та встановлювати кабель більшого перетину.

Увага! Ці втрати сильно позначаються на освітленні з низьковольтними лампами. Тому що на 220 вольтах 1-2 В не сильно відбиваються, а ось на 12 В видно відразу.

В даний час алюмінієві дроти у розводках використовуються рідко. Але необхідно знати, що їхній опір більший, ніж у мідних, в 1,7 раза. А значить, і втрати у них у стільки ж разів більші.

Що стосується трифазних мереж, то тут момент навантаження більший у шість разів. Це залежить від того, що саме навантаження розподіляється за трьома фазами, а це відповідно тронне збільшення моменту. Плюс двоєнне збільшення за рахунок симетричного розподілу споживаної потужності по фазах. При цьому в нульовому контурі струм повинен дорівнювати нулю. Якщо розподіл по фазах несиметричний, а це призводить до збільшення і втрат, то доведеться розраховувати перетин кабелю за навантаженнями в кожному дроті окремо і вибирати його за максимальним розрахунковим розміром.

Висновок на тему

Як бачите, для проведення розрахунку перерізу кабелю за навантаженнями, доводиться враховувати різні коефіцієнти (знижувальні та підвищуючі). Самостійно, якщо ви в електриці знаєтеся на рівні любителя або майстра-початківця, зробити це непросто. Тому порада – запросіть висококваліфікованого фахівця, нехай він сам зробить усі розрахунки та складе грамотно схему проведення. А ось монтаж можна провести своїми руками.