Выбор проводов
Выбор марки провода
Провода состоят из проводящей жилы, изоляции и защитного покрова. По материалу проводящей жилы провода бывают медные и алюминиевые. На практике в основном применяются алюминиевые провода. В марке проводов с алюминиевой жилой присутствует буква «А». Если проводящая жила состоит из большого числа тонких перевитых проволок, то такой провод будет гибким и в марке провода это будет отмечаться буквой «Г».
В качестве изолирующего материала применяют (в скобках указано обозначение данной изоляции в марке провода): резину (Р), наиритовую резину (Н), поливинилхлорид (В), полиэтилен (П). Кроме изолированных проводов для воздушных линий применяют неизолированные (голые) провода, для которых в качестве проводящего материала применяют также и сталь.
Защитные покровы используют для защиты изолирующего материала от механических и химических воздействий. Для защиты применяют оплетку из пряжи, иногда пропитанную лаком, пластмассовые или металлические оболочки.
Выбор сечения провода
Промышленность выпускает провода следующих сечений, мм 2 : 0,5; 0,75; 1,0; 1,2; 1,5; 2,0; 2,5; 3; 4; 5; 6; 8; 10; 16; 25; 35; 50 и т. д. Выбор сечения осуществляют по трем критериям: по механической прочности (дмх), по току нагрузки ( Qmx — ^Zmin-
Для большинства условий прокладки алюминиевых проводов gmin = 2,5 мм 2 , а для медных ^min = 0,5 или 0,75 мм 2 .
Выбор по току нагрузки
Провода служат для присоединения электроприемников к источнику питания. Ток в проводнике зависит от мощности электроприемника: чем больше мощность, тем больше ток в проводнике. В проводнике с сопротивлением R при протекании тока I имеет место мощность потерь I 2 R, при этом провод и его изоляция нагреваются. Так как мощность потерь зависит от тока и сопротивления провода, а сопротивление зависит от сечения провода, то для провода с конкретным сечением с увеличением тока увеличивается температура нагрева изоляции. Каждый класс изоляции имеет максимально допустимую температуру нагрева, а следовательно, максимально допустимый ток /доп.
В зависимости от сечения провода, материала проводящей жилы, класса изоляции, условий прокладки проводов и числа жил в справочных таблицах приводят допустимые значения токов в проводах (табл. 11.2).
Вычислив расчетный ток /р в проводе, по таблице находят такое сечение qh что бы /доп > 1Р. Расчетный ток /р зависит от типа и числа электроприемников, присоединенных к данной линии передачи.
В случае однофазного приемника, присоединенного в конце линии, имеющего электрическую мощность Р, расчетный ток находят по формуле
где t/ф – фазное напряжение;
cos (р – коэффициент мощности электроприемника.
В случае трехфазного приемника, присоединенного в конце линии, расчетный ток
где Р – мощность трехфазного приемника;
Un – линейное напряжение.
Как однофазные, так и трехфазные электроприемники могут быть распределены вдоль одной линии (рис. 11.4), т. е. присоединены к линии передачи в разных точках. В этом случае в формулах (11.18) и (11.19) вместо мощности Р надо принимать расчетную мощность Рр
где Pi – номинальная мощность z-го электроприемника;
кс – коэффициент спроса;
п – число электроприемников, присоединенных к линии.
Длительно допустимый ток для проводов АПР, АПРТО, АПРВ, АПВ, ПР, ПРТО, ПРГ, ПРВ, ПВ, ПГВ, ПРГВ с резиновой и пластмассовой изоляцией на напряжение до 1 кВ с алюминиевыми (числитель) и медными (знаменатель) жилами при температуре окружающего воздуха 25°C
Сечение провода, мм 2
Допустимый ток /доп, А, в зависимости от способа прокладки
в стальных трубах при числе проводов в трубе
Проектируем электрику вместе
29.07.2013
Выбираем сечение проводников
Сечения токопроводящей жилы проводов и кабелей выбираются согласно ПУЭ по условию нагрева длительным расчетным током, по механической прочности и проверяются по потере напряжения, соответствию току выбранного аппарата защиты и условиям окружающей среды. Расчет потери напряжения…Удельное сопротивление…Способ прокладки…Активное сопротивление проводника…Индуктивное сопротивление…Длина кабельной линии…Допустимое отклонение напряжения.
Итак, расчет электрических нагрузок выполнен. Определены исходные данные для выбора основных элементов электрических сетей. Теперь можно приступить к выбору проводников и номинальных токов защитно-коммутационных аппаратов.
Условия выбора сечений проводов и кабелей
Сечения токопроводящей жилы проводов и кабелей выбираются согласно ПУЭ по условию нагрева длительным расчетным током в нормальном и послеаварийном режимах, по механической прочности и проверяются по потере напряжения, соответствию току выбранного аппарата защиты и условиям окружающей среды.
Предельно допустимый длительный ток проводника должен соответствовать условию:
Iд.н ≥ Iр.max ≤ Iн.а ,
где Iд.н – предельно допустимый длительный ток нагрузки проводника при расчетной температуре, А;
Iр.max – максимальный расчетный ток нагрузки, А.
Iн.а – номинальный ток автоматического выключателя, защищающего проводник, А
Это значит, что сечение проводника должно быть таким, чтобы его предельно допустимый длительный ток превышал максимальный расчетный ток нагрузки и номинальный ток автоматического выключателя.
Пример 1. Выберем сечение кабеля на вводе в дом, для которого ранее был выполнен расчет электрических нагрузок.
Расчетные данные:
– максимальный расчетный ток на вводе Iр.max = 27,5 А
Следовательно, предельно допустимый длительный ток нагрузки кабеля должен быть больше (или равен) 27,5 А.
Смотрим ПУЭ таблица 1.3.4.
Нашему условию соответствует трехжильный кабель сечением 5мм2, допустимый длительный ток нагрузки которого равен 31 А.
Предварительно выбираем ближайшее стандартное сечение 6мм2 с предельной токовой нагрузкой 34 А.
Пример 2. Проверим по условию нагрева сечение кабеля групповой сети, например, стиральной машины.
Исходные данные:
– максимальный расчетный ток групповой сети Iр.max = 7,2А.
По условию механической прочности (ПУЭ, таблица 7.1.1) в жилых зданиях нельзя применять провода и кабели сечением менее 1,5мм2 по меди. На практике для розеточных сетей используется стандартное сечение 2,5мм2 с предельной токовой нагрузкой для трехжильного кабеля 21А (ПУЭ, таблица 1.3.4).
Iд.н ≥ Iр.max ≤ Iн.а ; 21А ≥ 7,2А ≤ 16А
С учетом выбранного автомата с номинальным током 16А условие по нагреву максимальным расчетным током выполняется с хорошим запасом.
Наименьшие допустимые сечения кабелей и проводов электрических сетей в жилых зданиях.
Таблица 7.1.1
По таблице 1.3.4. ПУЭ ближайшее большее значение допустимого длительного тока кабеля (43А) соответствует сечению 8мм2.
Из стандартного ряда выпускаемых кабелей выбираем кабель с сечением жилы 10мм2.
Таким образом, первоначально выбранное сечение кабеля, равное 6мм2, с учетом расчетных температурных условий и способа прокладки было увеличено до 10мм2.
При прокладке групповых сетей внутри жилых помещений проверку проводов и кабелей по условиям окружающей среды можно не проводить.
Коэффициент К3 для группы кабелей, уложенных в один слой
Таблица1
Проверка проводников по потере напряжения
Выбранные проводники нужно проверить по потере напряжения из условия обеспечения необходимых уровней напряжения у самых удаленных от источника питания потребителей.
Выполняется расчет потери напряжения (%) по формулам:
– для однофазной сети:
ΔU = 2 Iр.max ( R∙ cosφ + Х∙sinφ ) ∙ 100 / Uн ;
– для симметричной трехфазной сети:
ΔU = √3 Iр.max ( R∙ cosφ + Х∙ sinφ ) ∙ 100 / Uн ,
где Uн – номинальное напряжение, В (220 В – однофазной сети, 380 В – симметричной трехфазной сети).
R – активное сопротивление проводника, Ом;
Х – индуктивное сопротивление проводника, Ом;
cosφ – коэффициент мощности нагрузки;
Iр.max – максимальный расчетный ток нагрузки, А;
ΔU – потеря напряжения, % от номинального.
В практических расчетах индуктивное сопротивление во многих случаях можно не учитывать, а именно:
– при расчетах сетей постоянного тока;
– в сетях переменного тока, где коэффициент мощности cosφ = 1;
– в сетях, выполненных внутри зданий;
– в кабельных сетях, если сечения кабелей менее 50мм2
В других случаях, если нет иной информации, величину Х можно принимать равной 8 ∙ 10- 5 Ом/м.
При Х =0, формулы для расчета потери напряжения (%) приобретают вид:
ΔU = 2 Iр.max ∙ R∙ cosφ ∙ 100 / Uн (для однофазной сети);
ΔU = √3 Iр.max ∙ R∙ cosφ ∙ 100 / Uн (для трехфазной сети),
Активное сопротивление проводников (Ом) определяется по формуле:
r = ρ∙l /S ;
где ρ – удельное сопротивление проводника, Ом ∙ мм2/ м;
S – сечение проводника, мм2;
l – длина проводника, м
Значение удельного сопротивления для:
– медных проводников ρ м =0,0189 Ом ∙ мм2 / м;
– алюминиевых проводников ρ а =0,0315 Ом ∙ мм2/ м;
Пример 3. Рассчитаем потери напряжения (%) в силовом кабеле на участке от точки подключения до ввода в дом.
Дано:
– марка кабеля ВВГнг 3х10;
– длина линии l =15м
– максимальный расчетный ток на вводе Iр.max = 27,5 А
– коэффициент мощности на вводе cosφ =0,88
Расчет:
Активное сопротивление кабельной линии r = 0,0189 ∙15 / 10 = 0,02835 Ом
Падение напряжения ΔU 1 = 2∙ 27,5 ∙ 0,02835 ∙ 0,88 ∙ 100 / 220 = 0,62 %.
Пример 4. Рассчитаем потери напряжения в групповой розеточной сети, например, для стиральной машины.
Дано:
– марка кабеля ВВГнг 3х2,5;
– длина линии l =25м
– установленная мощность 2,2 кВт
– максимальный расчетный ток линии Iр.max = 7,2 А
– коэффициент мощности групповой сети cosφ =0,8
Расчет:
Активное сопротивление кабельной линии r = 0,0189 ∙20 / 2,5 = 0,1512 Ом
Падение напряжения ΔU 2 = 2∙ 7,2 ∙ 0,1512 ∙ 0,8 ∙ 100 / 220 = 0,79 % .
Отклонение напряжения от номинального на клеммах потребителя составит:
ΔU = ΔU 1 + ΔU 2 = 0,62 + 0,79 = 1,4 % .
Согласно ГОСТ 13109-97 допустимое отклонение напряжения составляет ± 5%. Однако нужно помнить, что 5% падение напряжение допускается на всем участке электроснабжения от трансформатора до наиболее удаленного от источника питания потребителя.
Потери напряжения в питающей воздушной или кабельной линии рассчитываются в проекте внешнего электроснабжения. Если, например, потери во внешней линии составляют 2%, то потери в распределительных и групповых сетях не должны превышать 3%.
Для предварительного выбора сечений проводов и кабелей и оценочных расчетов потерь напряжения удобно пользоваться специально написанными программами.
Программа для выбора сечений проводов и кабелей скачать.
Программа для расчетов потерь напряжения в воздушных и кабельных линиях скачать.
Если статья Вам понравилась и Вы цените вложенные в этот проект усилия – у Вас есть возможность внести посильный вклад в развитие сайта на странице «Поддержка проекта».
Площадь сечения проводов. Формулы и таблицы
Сечение провода – что это и как рассчитать
Выбору площади поперечного сечения проводов (иначе говоря, толщины) уделяется большое внимание на практике и в теории.
В этой статье попробуем разобраться с понятием “площадь сечения” и проанализируем справочные данные.
Расчет сечения провода
Строго говоря, понятие “толщина” для провода используется в разговорной речи, а более научные термины – диаметр и площадь сечения. На практике толщину провода всегда характеризуют площадью сечения.
Рассчитать сечение провода на практике можно очень просто. Зная диаметр (например, измерив его штангенциркулем), можно легко вычислить площадь сечения по формуле
S = π (D/2) 2 , где
- S – площадь сечения провода, мм 2
- π – 3,14
- D – диаметр токопроводящей жилы провода, мм. Его можно измерить, например, штангенциркулем.
Формулу площади сечения провода можно записать в более удобном виде: S = 0,8 D².
Поправка. Откровенно говоря, 0,8 – округленный коэффициент. Более точная формула: π (1/2) 2 = π / 4 = 0,785. Спасибо внимательным читателям
Рассмотрим только медный провод, поскольку в 90% в электропроводке и электромонтаже применяется именно он. Преимущества медных проводов перед алюминиевыми – удобство в монтаже, долговечность, меньшая толщина (при том же токе).
Площадь сечения проводов измеряется в квадратных миллиметрах. Самые распространенные на практике (в бытовой электрике) площади сечения: 0,75 (запрещён в стационарной проводке), 1,5, 2,5, 4 мм 2
Есть и другая единица измерения площади сечения (толщины) провода, применяемая в основном в США, – система AWG. На Самэлектрике есть таблица сечений проводов по системе AWG и перевод из AWG в мм 2 .
По поводу подбора проводов – я обычно пользуюсь каталогами интернет-магазинов, вот пример медного. Там самый большой выбор, какой я встречал. Ещё хорошо, что всё подробно описывается – состав, применения, и т.д.
Рекомендую почитать также мою статью про выбор сечения провода для постоянного тока там много теоретических выкладок и рассуждений о падении напряжения, сопротивлении проводов для разных сечений, и какое сечение выбрать оптимальнее для разных допустимых падений напряжения.
И ещё статья – Падение напряжения на трехфазных кабельных линиях большой длины. приведен реальный пример объекта, приводятся формулы и рекомендации, как уменьшить потери. Потери на проводе прямо пропорциональны току и длине. И обратно пропорциональны сопротивлению.
При выборе площади сечения проводов следует руководствоваться тремя основными принципами.
- Площадь сечения провода (иначе говоря, его толщина) должна быть достаточной для прохождения через него электрического тока. Достаточной – это означает, что при прохождении максимально возможного в данном случае тока нагрев провода будет допустимым (как правило, не более 60 0 С)
- Сечение провода должно быть достаточным, чтобы падение напряжения на нём не превышало допустимое значение. Это особенно актуально для длинных кабельных линий (десятки и сотни метров) и больших токов.
- Толщина провода и его защитная изоляция должна обеспечивать его механическую прочность, а значит надежность.
Например, для питания люстры в гостиной используются лампочки с суммарной потребляемой мощностью 100 Вт (ток чуть более 0,5 А). Вроде бы, вполне достаточно проводов с площадью сечения 0,5 мм 2 ? Но какой электрик в здравом уме будет закладывать такой провод в потолочную плиту? В данном случае как правило применяют 1,5 мм 2 .
Ниже дана общеизвестная таблица сечения проводов для подбора площади сечения медных проводов в зависимости от тока. Исходные данные – площадь сечения проводника.
Максимальный ток для разной толщины медных проводов
Таблица 1
(Данные из таблицы 1.3.4 ПУЭ)
| Сечение токо-проводящей жилы, мм 2 | Ток, А, для проводов, проложенных | ||
| открыто | в одной трубе | ||
| одного двух жильного | одного трех жильного | ||
| 0,5 | 11 | – | – |
| 0,75 | 15 | – | – |
| 1 | 17 | 15 | 14 |
| 1,2 | 20 | 16 | 14,5 |
| 1,5 | 23 | 18 | 15 |
| 2 | 26 | 23 | 19 |
| 2,5 | 30 | 25 | 21 |
| 3 | 34 | 28 | 24 |
| 4 | 41 | 32 | 27 |
| 5 | 46 | 37 | 31 |
| 6 | 50 | 40 | 34 |
| 8 | 62 | 48 | 43 |
| 10 | 80 | 55 | 50 |
| 16 | 100 | 80 | 70 |
| 25 | 140 | 100 | 85 |
| 35 | 170 | 125 | 100 |
| 50 | 215 | 160 | 135 |
| 70 | 270 | 195 | 175 |
| 95 | 330 | 245 | 215 |
| 120 | 385 | 295 | 250 |
Выделены номиналы проводов, используемых в бытовой электрике. “Один двужильный” – это кабель с двумя проводами, один из них – Фаза, другой – Ноль. То есть, это однофазное питание нагрузки. “Один Трехжильный” – это при трехфазном питании.
Эта таблица показывает, при каких токах и в каких условиях можно эксплуатировать провод данного сечения.
Животрепещущий пример из практики – если на розетке написано “Max.16A”, то можно для этой одной розетки проложить провод сечением 1,5мм 2 . Но обязательно защитить розетку автоматическим выключателем на ток не более 13А, а лучше – 10А. На эту тему можно почитать мою статью Про замену и выбор защитного автомата.
В таблице одножильный провод – означает, что рядом (на расстоянии менее 5 диаметров провода) не проходит больше никаких проводов. Двужильный провод – два провода рядом, как правило, в одной общей изоляции. Это более тяжелый тепловой режим, поэтому максимальный ток меньше. И чем больше проводов в кабеле или пучке, тем меньше должен быть максимальный ток для каждого проводника из-за возможного взаимного нагрева.
Эту таблицу я считаю не совсем удобной для практики. Ведь чаще всего исходный параметр – это мощность потребителя электроэнергии, а не ток, и исходя из этого нужно выбирать провод.
Как найти ток, зная мощность? Нужно мощность Р (Вт) поделить на напряжение (В), и получим ток (А):
I = P/U
Как найти мощность, зная ток? Нужно ток (А) умножить на напряжение (В), получим мощность (Вт):
P = I U
Эти формулы – для случая активной нагрузки (потребители в жилах помещениях, типа лампочек и утюгов). Для реактивной нагрузки обычно используется коэффициент от 0,7 до 0,9 (в промышленности, где работают мощные трансформаторы и электродвигатели).
Предлагаю вам вторую таблицу, в которой исходные параметры – потребляемый ток и мощность, а искомые величины – сечение провода и ток отключения защитного автоматического выключателя.
Выбор толщины провода и автоматического выключателя, исходя из потребляемой мощности и тока
Ниже – таблица выбора сечения провода, исходя из известной мощности или тока. А в правом столбце – выбор автоматического выключателя, который ставится в этот провод.
Таблица 2
| Макс. мощность, кВт |
Макс. ток нагрузки, А |
Сечение провода, мм 2 |
Ток автомата, А |
| 1 | 4.5 | 1 | 4-6 |
| 2 | 9.1 | 1.5 | 10 |
| 3 | 13.6 | 2.5 | 16 |
| 4 | 18.2 | 2.5 | 20 |
| 5 | 22.7 | 4 | 25 |
| 6 | 27.3 | 4 | 32 |
| 7 | 31.8 | 4 | 32 |
| 8 | 36.4 | 6 | 40 |
| 9 | 40.9 | 6 | 50 |
| 10 | 45.5 | 10 | 50 |
| 11 | 50.0 | 10 | 50 |
| 12 | 54.5 | 16 | 63 |
| 13 | 59.1 | 16 | 63 |
| 14 | 63.6 | 16 | 80 |
| 15 | 68.2 | 25 | 80 |
| 16 | 72.7 | 25 | 80 |
| 17 | 77.3 | 25 | 80 |
Красным цветом выделены критические случаи, в которых лучше перестраховаться и не экономить на проводе, выбрав провод потолще, чем указано в таблице. А ток автомата – поменьше.
Глядя в табличку, можно легко выбрать сечение провода по току, либо сечение провода по мощности.
А также – выбрать автоматический выключатель под данную нагрузку.
В этой таблице данные приведены для следующего случая.
- Одна фаза, напряжение 220 В
- Температура окружающей среды +30 0 С
- Прокладка в воздухе или коробе (в закрытом пространстве)
- Провод трехжильный, в общей изоляции (кабель)
- Используется наиболее распространенная система TN-S с отдельным проводом заземления
- Достижение потребителем максимальной мощности – крайний, но возможный случай. При этом максимальный ток может действовать длительное время без отрицательных последствий.
Если температура окружающей среды будет на 20 0 С выше, или в жгуте будет несколько кабелей, то рекомендуется выбрать большее сечение (следующее из ряда). Особенно это касается тех случаев, когда значение рабочего тока близко к максимальному.
Вообще, при любых спорных и сомнительных моментах, например
- возможное в будущем увеличение нагрузки
- большие пусковые токи
- большие перепады температур (электрический провод на солнце)
- пожароопасные помещения
нужно либо увеличивать толщину проводов, либо более детально подойти к выбору – обратиться к формулам, справочникам. Но, как правило, табличные справочные данные вполне пригодны для практики.
Толщину провода можно узнать не только из справочных данных. Существует эмпирическое (полученное опытным путем) правило:
Правило выбора площади сечения провода для максимального тока
Подобрать нужную площадь сечения медного провода исходя из максимального тока можно, используя такое простое правило:
Необходимая площадь сечения провода равна максимальному току, деленному на 10.
Это правило дается без запаса, впритык, поэтому полученный результат необходимо округлять в большую сторону до ближайшего типоразмера. Например, ток 32 Ампер. Нужен провод сечением 32/10 = 3,2 мм 2 . Выбираем ближайший (естественно, в бОльшую сторону) – 4 мм 2 . Как видно, это правило вполне укладывается в табличные данные.
Важное замечание. Это правило работает хорошо для токов до 40 Ампер. Если токи больше (это уже за пределами обычной квартиры или дома, такие токи на вводе) – надо выбирать провод с ещё большим запасом – делить не на 10, а на 8 (до 80 А)
То же правило можно озвучить для поиска максимального тока через медный провод при известной его площади:
Максимальный ток равен площади сечения умножить на 10.
И в заключение – опять про старый добрый алюминиевый провод.
Алюминий пропускает ток хуже, чем медь. Этого знать достаточно, но вот немного цифр. Для алюминия (того же сечения, что и медный провод) при токах до 32 А максимальный ток будет меньше, чем для меди всего на 20%. При токах до 80 А алюминий пропускает ток хуже на 30%.
Для алюминия эмпирическое правило будет таким:
Максимальный ток алюминиевого провода равен площади сечения умножить на 6.
Считаю, что знаний, приведенных в данной статье, вполне достаточно, чтобы выбрать провод по соотношениям “цена/толщина”, “толщина/рабочая температура” и “толщина/максимальный ток и мощность”.
Вот в принципе и всё что хотел рассказать про площадь сечения проводов. Если что-то не понятно или есть что добавить – спрашивайте и пишите в комментариях. Если интересно, что я буду публиковать на блоге СамЭлектрик дальше – подписывайтесь на получение новых статей.
Таблица зависимости тока защитного автомата (предохранителя) от сечения
(Дополнение к статье, июнь 2014)
А вот как к максимальному току в зависимости от площади сечения провода относятся немцы. В правом столбце – рекомендация по выбору автоматического (защитного) выключателя.
Таблица 3
Таблица выбора защитного автомата для разного сечения проводов
Как видно, немцы перестраховываются, и предусматривают больший запас по сравнению с нами.
Хотя, возможно, это от того, что таблица взята из инструкции из “стратегического” промышленного оборудования.
По поводу подбора проводов — я обычно пользуюсь каталогами интернет-магазинов, вот пример медного. Там самый большой выбор какой я встречал. Ещё хорошо, что все подробно описывается — состав, применения, и т.д.
Хорошая советская книга на тему статьи:
• Карпов Ф. Ф. Как выбрать сечение проводов и кабелей, 1973 год / Брошюра из Библиотеки электромонтера. Приведены указания и расчеты, необходимые для выбора сечений проводов и кабелей до 1000 В. Полезно для тех, кто интересуется первоисточниками., zip, 1.57 MB, скачан: 4086 раз./
Выбор сечения кабеля на напряжение до 1000 В
Выбор сечения кабеля на напряжение до 1000 В независимо это электродвигатель или другая нагрузка. Сводится к определению длительно допустимых токов, то есть подбирается такое сечение кабеля, которое позволяет выдерживать длительно расчетные токи для заданного участка, без нанесения ущерба кабелю. Значения допустимых длительных токов для кабелей и проводов указаны в ПУЭ таблицы 1.3.4 – 1.3.30, ГОСТ 31996-2012, либо использовать каталожные данные завода-изготовителя.
Длительно допустимый ток:
- для электроприемников:
- для электродвигателя:
При выборе сечения кабеля нужно учитывать поправочные коэффициенты на землю и воздух при прокладке кабеля, см ПУЭ таблицы 1.3.3, 1.3.23, 1.3.26.
Определение фактического длительно допустимого тока с учетом поправочных коэффициентов в соответствии с ПУЭ определяется по формуле:
- Iд.т. – длительно допустимый ток для выбранного сечения кабеля, выбирается по ГОСТ 31996-2012 или определяется по каталогам завода-изготовителя.
- k1 – поправочный коэффициент учитывающий температуру среды отличающуюся от расчетной, выбирается по таблице 1.3.3 ПУЭ.
- k2 – поправочный коэффициент, который учитывает удельное сопротивление почвы (с учетом геологических изысканий), выбирается по ПУЭ таблица 1.3.23.
- k3 – поправочный коэффициент, учитывающий снижение токовой нагрузки при числе работающих кабелей в одной траншее (в трубах или без труб), выбирается по ПУЭ таблица 1.3.26.
При этом должно выполняться условие:
Проверка сечения по условию соответствия выбранному аппарату максимальной токовой защите:
Сечение кабеля (провода), по условию соответствия выбранному аппарату максимальной токовой защите, определяется по формуле:
- Iзащ. – ток уставки при котором срабатывает защитный аппарат;
- kзащ. – коэффициент кратности длительно допустимого тока кабеля (провода) к току срабатывания защитного аппарата.
Данные значения Iзащ. и kзащ. Можно определить по таблице 8.7 [Л5. с. 207].
Проверка сечения на механическую прочность
Выбранное сечение кабеля (провода) должно быть не менее приведенного в ПУЭ таблица 2.1.1.
Проверка сечения по потере напряжения
После того как Вы выбрали сечение кабеля по длительно допустимому току, нужно проверить кабель на допустимые потери напряжения. То есть отклонение напряжения присоединенного к этой сети токоприемников не выходило за пределы допустимого.
Согласно нормам допускаются следующие пределы отклонений напряжения на зажимах токоприемников [Л1. с 144].
Потеря напряжения ∆U для трехфазной линии определяется по формулам [Л1. с 144]:
1. В конце линии присоединена одна нагрузка:
2. По длине линии присоединено несколько (n) нагрузок:
- Iрасч. – расчетный ток, А;
- L – длина участка, км;
- cosφ – коэффициент мощности;
- r0 и x0 — значения активных и реактивных сопротивлений определяем по таблице 2-5 [Л2.с 48].
Потерю напряжения ∆U для трехфазной линии, можно определить по упрощенным формулам:
1. В конце линии присоединена одна нагрузка:
2. По длине линии присоединено несколько (n) нагрузок:
- Р –расчетный мощность, Вт;
- L – длина участка, м;
- U – напряжение, В;
- γ – удельная электрическая проводимость провода, м/Ом*мм2;
- для меди γ = 57 м/Ом*мм2;
- для алюминия γ = 31,7 м/Ом*мм2;
Потерю напряжения ∆U для постоянного и однофазного переменного тока, можно определить по упрощенным формулам:
1. В конце линии присоединена одна нагрузка:
2. По длине линии присоединено несколько (n) нагрузок:
где:
s – сечение кабеля, мм2;
1. Справочная книга электрика. Под общей редакцией В.И. Григорьева. 2004 г.
2. Проектирование кабельных сетей и проводок. Хромченко Г.Е. 1980 г.
3. ГОСТ 31996-2012 Кабели силовые с пластмассовой изоляцией на номинальное напряжение 0,66, 1 и 3 кВ.
4. Правила устройства электроустановок (ПУЭ). Седьмое издание. 2008г.
5. Расчет и проектирование систем электроснабжения объектов и установок. Издательство ТПУ. Томск 2006 г.
Расчет сечения кабеля
Здравствуйте, уважаемые читатели сайта elektrik-sam.info.
В предыдущей статье я подробно показывал, как рассчитать основную характеристику автоматического выключателя — его номинальный ток, в этой статье мы подробно рассмотрим, как выполнить расчет сечения кабеля.
Итак, нам необходимо знать расчетный ток в линии.
Рабочий ток электропроводки ограничен максимально допустимой температурой нагрева провода при протекании по нему тока. При превышении этой температуры изоляция начинает перегреваться и плавиться, что приводит к разрушению кабеля. Для скрытой электропроводки теплопроводность провода меньше, чем для открытой проводки, провод хуже охлаждается и соответственно, меньше допустимый рабочий ток.
При продолжительной работе кабеля с температурой, превышающей допустимую, изоляция быстро теряет свои изоляционные и механические свойства. Длительно допустимая температура нагрева жил кабелей с резиновой или пластмассовой изоляцией составляет 70°С. А при токах короткого замыкания максимально допустимая температура 160°С, причем продолжительность такого воздействия не должна превышать 4с. Сечение провода необходимо выбирать таким, чтобы он не нагревался выше допустимой для его нормальной работы температуры.
Номинальный ток автоматического выключателя выбирается больше или равным расчетному току линии, и не должен превышать максимально допустимую нагрузку в электрической цепи или кабеле:
Iрасч Выбирая сечение провода, необходимо учитывать требования к его механической прочности. Согласно ПУЭ табл.7.1.1, для внутренней электропроводки жилых зданий минимальное сечение проводников групповых линий должно быть 1,5 мм2. То есть, если в результате расчета получается, что необходим провод сечением 1 мм2, необходимо применять провод минимум 1,5 мм2.
Знакомясь с время-токовыми характеристиками автоматических выключателей, мы рассматривали, пороги срабатывания тепловых и электромагнитных расцепителей настраиваются на заводе по стандарту. Эти данные обычно приводятся в каталогах производителей.
Параметры срабатывания автоматических выключателей
Из таблицы (и из графика время-токовой характеристики) видно, что при токах до 1,13Iн автомат не сработает. При возникновении перегрузки цепи на 13% больше номинального тока (1,13Iн), автоматический выключатель отключиться не ранее, чем через час, а при перегрузке до 45% (1,45Iн), тепловой расцепитель автомата должен сработать в течение одного часа (т.е. может сработать и через час). Таким образом, в диапазоне токов 1,13-1,45 от номинального тока Iн тепловой расцепитель автомата сработает за время от нескольких минут, до нескольких часов.
Из всего этого видно, что номинальный ток выбранного автоматического выключателя, с учётом уставки теплового рацепителя, как минимум, не должен превышать допустимых токовых нагрузок электропроводки, находящейся в зоне действия автомата.
Для чего при выборе автоматического выключателя учитывать уставку теплового расцепителя? Для наглядности рассмотрим пример.
Возьмем автомат номиналом 16А, ток перегрузки при котором этот автомат сработает в течение часа будет равным не 16А, а 16·1,45= 23,2А (уставка теплового расцепителя — 1,45Iн). Соответственно, под этот ток необходимо подобрать сечение кабеля. Смотрим таблицу для меди: при скрытой электропроводке это минимум 2,5мм 2 (длительно выдерживает ток в 25А).
Соответственно, для автомата номиналом 10А, ток при котором этот автоматический выключатель сработает в течение часа будет равным не 10А, а 10·1,45= 14,5А (уставка теплового расцепителя). По таблице: при скрытой проводке это минимум 1,5мм 2 .
Довольно часто встречается, что для защиты группы, выполненной проводом 2,5 мм 2 устанавливают автомат защиты 25А (ведь по таблице мы видим, что он выдерживает длительный допустимый ток 25А). В этом случае получится, что ток при котором автомат отключится в течении часа составит не 25А, а 25·1,45=36,25А. За это время провод перегорит и возможен пожар.
В настоящее время с большой вероятностью можно приобрести кабель с уменьшенным фактическим сечением (например, вместо сечения 2,5 мм2 окажется только 2,0 мм2).
В связи с этим, чтобы увеличить безопасность, надежность и долговечность электропроводки, для использование в быту оптимальны такие соотношения сечения применяемого провода и номинала, устанавливаемого в эту цепь автоматического выключателя:
1,5 мм2 — 10 А — нагрузка до 2,2 кВт
2,5 мм2 — 16 А — нагрузка до 3,5 кВт
4,0 мм2 — 25 А — нагрузка до 5,5 кВт
6,0 мм2 — 32 А — нагрузка до 7 кВт
10 мм2 — 50 А — нагрузка до 11 кВт
На срабатывание автоматических выключателей, помимо величины тока, протекающего в защищаемой цепи, влияет также нагрев от установленных рядом автоматов и температура окружающей среды.
Летом, когда жарко, а внутри электрического щита температура еще выше, вдобавок установлено несколько автоматов в ряд, номинальный ток автоматического выключателя снизится. Если в линии включено много потребителей (т.е. нагрузка близка к максимальной), возможны срабатывания теплового расцепителя. Это необходимо учитывать при выборе автомата. Подробно влияние температуры на работу автоматического выключателя я уже рассматривал в статье Почему в жару срабатывает автоматический выключатель.
После того, как выбрали сечения провода, проводят проверку на допустимую потерю напряжения. При большой протяженности проводов напряжение к потребителям может доходить существенно ниже номинального.
Допустимая потеря напряжения в проводах не должна превышать 5% номинального напряжения. Если она окажется больше допустимой, то необходимо выбрать провод большего сечения. В рамках этой статьи мы проверку по потере напряжения рассматривать не будем.
Подробное видео Как рассчитать сечение кабеля:
Рекомендую материалы по теме:
Выбор проводов по механической прочности
Правильно вывести величину токов можно по уровню мощности потребителей, указанной в паспорте, а затем пользуясь формулой Р/220 = I, вычислить результат. Необходимо также учитывать суммарную величину токов потребителей, подключенных к сети, и соотношение двух других параметров – токовой нагрузки и сечения:
Указанных величин достаточно, чтобы определить, подходит ли провод для использования в открытой сети, или требуется выбрать продукт с другим сечением.
Если речь идет о скрытой проводке (например, когда монтаж проводят в стене или трубке), выше приведенные значения уменьшаются путем умножения на коэффициент 0,8. Следует учесть, что для установки силовой проводки открытого типа чаще используют провод сечением от 4 мм2 и выше, поскольку только в этом случае он обладает достаточной механической прочностью.
Приведенные выше данные легко запомнить, и этого в большинстве случаев достаточно, чтобы соблюсти высокую точность при выборе проводов для эксплуатации на конкретных участках сети. Когда работа требует исключительной точности, необходимо учитывать, какую токовую нагрузку медные провода и кабели способны выдержать длительное время (данные приведены ниже).
В таблице приведены значения мощности, токов, сечения, которые помогут правильно выбрать защитные средства, кабельно-проводниковые материал и электрооборудование.
Медные жилы, проводов и кабелей
Медные жилы, проводов и кабелей
токопроводящей жилы,
Напряжение, 220 В
Напряжение, 380 В
мощность, кВт
мощность, кВт
Алюминиевые жилы, проводов и кабелей
Алюминивые жилы, проводов и кабелей
токопроводящей жилы,
Напряжение, 220 В
Напряжение, 380 В
мощность, кВт
мощность, кВт
Допустимый длительный ток для проводов и шнуров с резиновой и поливинилхлоридной изоляцией с медными жилами
Ток, А для проводов, проложенных
Сечение токопроводящей жилы, мм
в одной трубе
двух, одно- жильных
трех, одно- жильных
четырех, одно- жильных
одного, двух- жильного
одного, трех- жильного
Допустимый длительный ток для проводов с резиновой и поливинилхлоридной изоляцией с алюминиевыми жилами
Ток, А, для проводов, проложенных
в одной трубе
токопроводящей жилы, мм
двух, одно- жильных
трех, одно- жильных
четырех, одно- жильных
одного, двух- жильного
Допустимый длительный ток для проводов с медными жилами
Ток”, А, дпя проводов и кабелей
одножильных
двухжильных
трехжильных
при прокладке
Допустимый длительный ток для кабелей с алюминиевыми жилами
Допустимый длительный ток для кабелей с алюминиевыми жилами с резиновой или пластмассовой изоляцией в свинцовой, поливинилхлоридной и резиновой оболочках, бронированных и небронированных.
Ток”, А, дпя проводов и кабелей
одножильных
двухжильных
трехжильных
токопроводящей
при прокладке
В научной практике и теории уделяется много внимания такому значению, как площадь и диаметр поперечного сечения провода. Рассчитать величину достаточно просто. Если известен диаметр (для его измерения используют штангенциркуль), остается вставить цифры в готовую формулу:
S = π (D/2)2, где:
π – это константа со значением 3,14,
D (мм) – диаметр токопроводящей жилы (его мы измерили прибором),
S (мм2) — площадь сечения.
Упрощенный вид формулы выглядит следующим образом: 0,8 D² = S. Для получения более точного результата площадь вычисляют, используя другое значение коэффициента, а именно π (1/2)2 = 0,785.
Примерно 90% электромонтажных работ сегодня выполняют с помощью медного провода. По сравнению с алюминиевым он имеет продолжительный срок службы, способен проводить ток большей величины при одинаковой толщине и более удобен в монтаже. Недостаток медного провода заключается в высокой цене, причем чем выше сечение, тем стоимость дороже, поэтому использование меди становится невыгодным с финансовой точки зрения. На практике вопрос с выбором решается следующим образом: если значение тока выше 50 Ампер, вместо меди используют алюминий, точнее – кабель с толщиной алюминиевой жилы 10 мм2.
Величину – площадь сечения провода – измеряют в миллиметрах в квадрате. Чаще всего при выполнении разного рода электромонтажных работ берут провода сечением 0,75; 1,5; 2,5 и 4мм2. В некоторых странах, например, в США, пользуются системой измерения толщины провода AWG. Существует специальная сводная таблица, где приводится сравнение параметров.
Как выбрать площадь сечения провода
Существует 3 главных правила, от которых следует отталкиваться при выборе сечения (толщины):
1. Площади должно быть достаточно для беспрепятственного прохождения тока. Это означает, что в рабочем состоянии провод не должен нагреваться выше температуры 600С.
2. Сечения должно хватать, чтобы падение напряжения в проводе не превышало предельно допустимого уровня. Это требование особенно актуально для очень больших токов и кабелей длиной в сотни метров.
3. Толщины провода, а также качества его защитной изоляции должно хватать для обеспечения высокой механической прочности. Только в этом случае можно говорить о его надежности.
| Пример: Нужно выполнить монтаж люстры в гостиной. Выбрали лампочки с общей потребляемой мощностью в 100 Вт (величина тока немного превышает 0,5А). По сути, достаточно взять провода с S сечения не более 0,5мм2. Однако, закладывать провода такой толщины в плиту перекрытия не целесообразно. Оптимальный вариант для такого случая – проводка толщиной 1,5мм2. |
В реальной жизни толщину провода выбирают, отталкиваясь от одного значения – от верхнего предела рабочей температуры: если ее превысить, изоляция расплавится, произойдет разрушение системы. Второй критерий, на который опираются специалисты, это срок службы провода: в расчет берется время, в течение которого провод способен проработать в конкретных условиях эксплуатации.
Сводная таблица сечений проводов, тока, мощности и характеристик нагрузки
В таблице приведены данные на основе ПУЭ, для выбора сечений кабельно-проводниковой продукции, а также номинальных и максимально возможных токов автоматов защиты, для однофазной бытовой нагрузки чаще всего применяемой в быту.
Селение медных проводов кабелей.
Допустимый длительный нагрузки для проводов и кабелей, А
Номинальный ток автомата защиты, А
Предельный автомата защиты, А
Максимальная мощность однофазной нагрузки при U=220 В, кВт
Характеристика примерной однофазной бытовой нагрузки
Прикроватная тумба для спальни: обзор лучших моделей и новинок дизайна (95 фото)
Прикроватная тумба для спальни должна быть не только красивой, но и функциональной. Нет смысла покупать невероятной красоты прикроватный столик, если на нем не уместится ваша любимая настольная лампа. В то же время удобная, но не подходящая по стилю тумбочка может испортить весь интерьер спальни. В этой статье вы узнаете, на какие параметры нужно обращать внимание, чтобы выбрать подходящую прикроватную тумбу.
Содержание
Высота прикроватной тумбы
Идеальная высота прикроватной тумбы равняется высоте спальной поверхности матраса. Такая высота обусловлена сразу двумя факторами:
- С тумбочки, равной по высоте с кроватью, элементарно удобнее доставать телефон, книгу или стакан с водой.
- Одинаковые по высоте прикроватные тумбы и кровать выстраивают вдоль стены одну ровную линию. Это делает интерьер более уравновешенным и гармоничным.
Если вам не удается найти тумбу идеально высоты, выбирайте ту модель, которая будет чуть выше уровня матраса. Слишком низкие тумбы диссонируют с кроватью и портят вид.
Тумба как подставка для лампы
Самым традиционным для спальни источником дополнительного света является настольная лампа на прикроватной тумбе. Чтобы вам было комфортно читать, сидя в кровати, лампа светильника должна находиться на высоте ваших глаз. Исходя из этого стоит подбирать высоту тумбы и размеры лампы. С размеры лампы должна сочетаться и ширина прикроватной тумбы.
Самым удачным является такое сочетание светильника и тумбы, когда лампа по ширине занимает треть поверхности тумбочки. Таким образом на поверхности остается место для мелких предметов, которые должны быть под рукой.
Если вам не нравятся настольные лампы и вы предпочитаете настенные бра в качестве дополнительного освещения, смело можете ставить около кровати узкую тумбу из дерева или другого материала.
Система хранения в тумбе
Если вы будете искать фото прикроватной тумбы в интернете, то столкнетесь с самыми разнообразными моделями. Тумбы помимо своих габаритов отличаются наполнением. Тумбы обычно имеют различные отделения и полки для хранения мелочей.
Встречаются такие конструкции:
- Столешница на ножках;
- Одна или несколько открытых полок;
- Закрытые полки с раздвижными, распашными или откидными дверцами;
- Выдвижные ящики по типу комода;
- Сочетание нескольких конструкций.
Пожалуй, самыми удобными являются именно комбинированные конструкции. Сразу под столешницей чаще всего располагается неглубокий выдвижной ящик. Под ним могут быть отрытые или закрытые полки, или более глубокий выдвижной ящик.
Одинаковые или разные тумбы
Раньше считалось, что если у кровати стоит две прикроватные тумбы, они обязательно должны быть одинаковыми. Действительно, одинаковые тумбочки делают интерьер более спокойным, традиционным.
Сейчас дизайнеры интерьеров все чаще предлагают использовать различные тумбы. Это делает спальню более современной, добавляет ей нотку эклектики. Причем вовсе не обязательно использовать какие-то экстравагантные формы или цвета. Например, отлично будут смотреться две одинаковые тумбы, одна из которых будет белой, а вторая тумба будет цвета венге.
Главное правило в таком сочетании – у тумб должно быть нечто общее, например материал или дизайн. Отлично сочетаются разные по внешнему виду тумбы одного цвета. Таким приемом можно подчеркнуть разницу во вкусах супругов, живущих в этой спальне.
Цвета тумбочек могут быть как приглушенными, сочетающимися с основным цветом комнаты, так и контрастными. Прикроватные тумбы имеют небольшой размер. Это позволяет использовать их в качестве акцентного элемента интерьере.
Если руководствоваться классическими пропорциями, его должно быть всего 10% от всех цветов в комнате, 60% должен занимать основной и 30% дополнительный, комплементарный тон.
Прикроватная тумба и пропорции спальни
Прикроватные тумбы должны быть не только равны по высоте кровати, но и пропорциональны остальной мебели и самим размерам спальни.
Если комната имеет небольшую площадь и в ней стоит двуспальная кровать, не стоит втискивать в нее тумбочки. Либо выбирайте совсем узкие модели, либо откажитесь от них вовсе. Слишком близко придвинутые к кровати тумбы, которые словно втиснуты в тесное пространство, сделают спальню визуально еще меньше.
Это же правило действует и для просторных спален. Рядом с большой кроватью и высоким шкафом органичнее будут смотреться классические прикроватные тумбы из натурального дерева соответствующих размеров.
Отдельно стоит упомянуть высокие прикроватные тумбы-комоды. Узкие и высокие шкафчики выглядят уместно лишь рядом с кроватью с высоким изголовьем. Высота комода при этом может равняться высоте изголовья.
На верхней крышке такой тумбы ставят низкий светильник, плафон которого направлен вниз (также подходят настольные споты, плафон которых можно поворачивать в разные стороны) или украшают декоративными элементами.
Если вы сомневаетесь, какого же размера выбрать тумбы, обратите внимание на тумбы икеа. В каталоге магазина можно найти одинаковые по цвету и дизайну тумбы, но разных размеров. Среди них вы наверняка сможете подобрать ту, которая идеально впишется в вашу спальню.
