Расчет проводки по нагрузке: Как правильно рассчитать нагрузку на кабель | Полезные статьи

Грамотный расчет сечения кабеля по нагрузке сети для домашней проводки

Надежная работа местной электрической сети в квартире или частном доме напрямую зависит от уровня грамотности выполнения проектной стадии. Именно правильный выбор параметров проводов, исполнительных и контрольных элементов электросети гарантирует высокий уровень безопасности ее эксплуатации.

Зависимости, используемые для расчета сечения медного кабеля по планируемой нагрузке на систему

Параметры цепи переменного однофазного тока, поставляемого в каждый жилой дом, легко рассчитываются по основным законам электротехники. Ток вычисляется следующим образом: I = P * K исп. / (U * cos (y)), где:

• P – суммарная мощность электроприборов, Вт;
• K исп. – процент одновременно используемых приборов [0…1];
• U – напряжение в сети – 220 V;
• cos (y) – коэффициент мощности энергетической системы (для бытовых электроприборов – 1).

Полученное значение величины тока по нагрузке служит исходным параметром при расчете сечения кабеля: d = sqrt (1,27 * I / j). Плотность тока характеризуется переменной j и может колебаться в пределах 2…5 А/м2. Рекомендуется выбирать наименьшее значение j, исходя из соображений надежности эксплуатации проводов. Ведь, чем больше плотность тока при неизменном поперечном профиле проводника, тем выше будет температурное поле, что повышает риск плавки защитной изоляции. В связи с вышеуказанными утверждениями ходовой формулой расчета диаметра медного кабеля является d = 0,8 * sqrt (I).

Нормальную поверхность медного провода в большинстве случаев формирует круг, площадь которого можно вычислить по известной зависимости: S = 0,785*D*D. Поперечную площадку многопроволочного кабеля формирует профиль каждой проволоки. В каталоге рекомендуется выбирать ближайшее большее значение сечения.

Входные данные для расчета

Приступая к вычислению параметров проводников, следует определиться с номенклатурой приборов, электроснабжением которых будет заниматься разрабатываемая проводка. Например, класс кухонных потребителей в классическом виде формируют:

• холодильник;
• печь;
• духовка;
• электрический чайник;
• микроволновка;
• вытяжка.

Организовывать систему энергоснабжения в таких условиях необходимо исходя из показателей номинальной мощности устройств (rated input). Величина последней указана как в сопровождаемой прибор документации, так и в информационном поле, прикрепленном на электроприборе. Мощности всех устройств, эксплуатация которых планируется на данном участке цепи, необходимо сложить. Значение коэффициента одновременно используемых электротехнических устройств рекомендуется выбирать не менее 0,85.

Учет дополнительных факторов

Надежными и достоверными расчеты сечения кабеля по планируемой нагрузке становятся только после того, как проведен комплекс поправочных мероприятий. Стоит иметь ввиду, что на конечный результат калькуляционной стадии влияют:

• приоритетный вид монтажа электрической проводки;
• материал жил;
• вариант исполнения.

Проводка в помещении может быть организована как скрытым, так и открытым способом. Кабель, базируемый в гофре или закрытый слоем штукатурки, будет греться до более высоких температур.

Специалисты рекомендуют принудительно увеличивать посчитанное сечение при скрытом способе установки не менее чем на 30%.

Материалом провода, как правило, является либо алюминий, либо медь в силу того, что эти металлы обладают наименьшим удельным сопротивлением в сочетании с приемлемой стоимостью. Выбирая нужное среди этих двух экземпляров, следует иметь ввиду: правила устройства электроустановок запрещают использовать алюминиевые провода с площадью поперечного профиля менее 16 кв. мм. в домашних условиях.

Медный проводник имеет в 1,5 раза меньшее значение удельного сопротивления. Следовательно, активная составляющая импеданса будет меньше, чем у аналогичного алюминиевого представителя. Температура нагрева также будет ниже, что позволяет пропускать ток большей плотности при неизменном сечении. Вычислить величину нормальной площадки алюминиевого проводника можно по описанной выше методике, добавив еще одно действие: площадь поперечного профиля медного проводника дополнительно умножить на 1,65.

Вариант исполнения оказывает значительное влияние на безопасность эксплуатации проводки. Сгруппированные проводники подвергаются дополнительному внешнему воздействию от температурного поля соседнего кабеля. В этом случае необходимо вводить поправку на расчет сечения кабеля по нагрузке не менее, чем на 15 %.

Основной задачей расчетного этапа является вычисление подходящей величины сечения проводов. Калькуляционные действия производятся исходя из суммарной величины потребляемой мощности объектов энергопотребления различной номенклатуры. Расчетная площадь поперечного сечения проводника подлежит корректировке в случае скрытой установки и совместной прокладки проводов.

Таблица нагрузок по сечению кабеля в зависимости от нагрузки

Расчеты, выполненные самостоятельно вручную, не всегда являются точными для правильного определения длительно допустимых нагрузок на электрическую сеть.

Таблица нагрузок по сечению кабеля относится к категории уточненных расчетов, и позволяет грамотно определиться с выбором наружной или внешней проводки.

Сечение жилы

Жила кабельного изделия представляет собой токопроводящую медную или алюминиевую сердцевину провода, защищенную изолирующим материалом.

Номинальные показатели сечения жилы являются площадью поперечного сечения в токопроводящей части кабельного изделия, и указываются в маркировке на изоляции.

Самостоятельный расчет фактического сечения жилы актуален в нескольких ситуациях:

• проверка кабельного изделия на соответствие фактических показателей сечения заявленным производителем;
• оценка качественных и технических характеристик немаркированного кабельного изделия.

В некоторых случаях, определение сечения жилы является обязательным. Например, при замене старой электрической проводки с неизвестными параметрами.

Стандартная формула для расчета сечения в круглых кабельных изделиях не более 10 мм²:

S= πD²/4

• π — число «Пи», равное 3,14;
• D — результаты замеров диаметра жилы в мм;
• S — искомые показатели сечения кабельной жилы в мм².

В многопроволочных кабельных изделиях замеряется сечение одной жилки, после чего результат умножается на количество всех элементов. Расчет сегментных кабелей является более сложным.

Расчет сечения однопроволочной проводной жилы осуществляется чаще всего посредством штангенциркуля, а многопроволочного кабельного изделия — микрометром.

Провод на основе разных материалов

Электрические кабельные изделия могут быть представлены проводами с алюминиевой или медной жилой. Второй вариант является более предпочтительным, что обусловлено меньшим сопротивлением и долговечностью. Однако именно алюминиевый кабель является более доступным по стоимости.

Кабель силовой алюминиевый 4-х жильный сечение 38 кв мм

Кабельное изделие состоит из нескольких основных элементов:

• жилы — части, отвечающей за проведение электрического тока;
• изоляции — защитной кабельной поверхности диэлектрического типа.

Монолитные жилы представлены одной проволокой, а составные — несколькими скрученными в пучок, что положительно сказывается на показателях их гибкости. Соединение основных элементов электрической проводки чаще всего осуществляется специальными зажимами — клеммами.

Медный тип

Неоспоримыми преимуществами кабельного изделия с жилой медного типа являются:

• незначительные показатели электрического сопротивления;
• высокий уровень гибкости;
• механическая устойчивость;
• пригодность для пайки и лужения;
• легкость сварки и скручивания.

Окисленная поверхность на контактах обладает незначительными показателями переходного сопротивления, а в процессе монтажа и опрессовки нет необходимости смазывать поверхности, что облегчает работу с материалом. Самые популярные марки:

• ПВ — одножильный провод с сечением 0,5-95 мм²;
• ППВ — двух- или трёхжильный провод с сечением 0,75-4,0 мм²;
• ПР — одножильный с сечением 0,75-120 мм².

Самым главным недостатком проводки с медной жилой является высокая стоимость исходного материала, и соответственно всей кабельной продукции, содержащей медь.

Алюминиевый тип

Основные достоинства кабельного изделия с жилой алюминиевого типа представлены:

• более низким весом монтируемой электрической проводки;
• широким выбором и доступной стоимостью.

Следует отметить, что электрическая проводимость алюминия в полтора раза ниже, чем у медного кабеля, а аморфный по своим характеристикам материал в процессе длительной эксплуатации способен «вытекать» из обжимов.

Алюминиевый кабель в изоляции

Со временем, алюминиевая поверхность окисляется, а результатом такого естественного процесса становится ощутимая потеря токовой проводимости. Самые популярные марки:

• АПВ — одножильный провод с сечением 2,5-120 мм²;
• АППВ — двух- или трёхжильный провод с сечением 2,5-6,0 мм²;
• АПР — одножильный провод с сечением 2,5-120 мм²;
• ПРН — одножильный провод с сечением 2,5-120 мм².

Некоторые сложности возникают при монтаже алюминиевых кабельных изделий, что объясняется необходимостью применения газовой сварки и пайки с использованием флюсов и припоев.

Нагрузка

Проектирование и монтаж любой электрической схемы предполагает правильный выбор кабельного сечения с обязательным учетом величины максимального энергопотребления или нагрузки.

Измеряемое в мм² или «квадратах» проводное сечение обладает разной наивысшей пропускной способностью в течение длительного времени, а также отличается периодом нагрева:

• с алюминиевой жилой — 4,0 А;
• с медной жилой — 10 А.

Например, энергозависимый потребитель, использующий 4 кВт или 4000 Вт в условиях однофазной сети 220 В, нуждается в силе тока, равной 4000 / 220 = 18,18 А + 15% , что обеспечивается проводом с медной жилой 2,0 мм².

При использовании алюминиевого проводника, жила монтируемого кабельного изделия должна иметь толщину не менее 4,5-5,0 мм

2.

Значения токовой нагрузки чаще всего определяются в соответствии с заявленной в паспорте изделия мощностью энергозависимых потребителей, а также согласно формуле: I = Р/220.

Таблица зависимости сечения провода от нагрузки

Наиболее востребованными и распространенными проводными показателями сечения, применяемыми в настоящее время на практике, являются площади кабельной жилы 0.75, 1.5, 2.5 и 4.0 мм². При выборе сечения в зависимости от параметров нагрузки, целесообразно использовать стандартные табличные данные.

Сечение

Открытая проводка

Закрытая проводка

Алюминиевая жила

Медная жила

Алюминиевая жила

Медная жила

Ток

Мощность

Ток

Мощность

Ток

Мощность

Ток

Мощность

380

220

380

220

380

220

380

220

0,5мм2

–

–

–

11А

–

2,4В

–

–

–

–

–

–

0,75 мм2

–

–

–

15А

–

3,3В

–

–

–

–

–

–

1,0 мм2

–

–

–

17А

6,4В

3,7В

–

–

–

14А

5,3В

3,0В

1,5 мм2

–

–

–

23А

8,7В

5,0В

–

–

–

15А

5,7В

3,3В

2,0 мм2

21А

7,9В

4,6В

26А

9,8В

5,7В

14А

5,3В

3,0В

19А

7,2В

4,1В

2,5 мм2

24А

9,1В

5,2В

30А

11В

6,6В

16А

6,0В

3,5В

21А

7,9В

4,6В

4,0 мм2

32А

12В

7,0В

41А

15В

9,0В

21А

7,9В

4,6В

27А

10В

5,9В

6,0 мм2

39В

14В

8,5В

50А

19В

11В

26А

9,8В

5,7В

34А

12В

7,4В

10,0 мм2

60В

22В

13В

80А

30В

17В

38А

14В

8,3В

50А

19В

11В

16,0 мм2

75В

28В

16В

100А

38В

22В

55А

20В

12В

80А

30В

17В

25,0 мм2

105В

39В

23В

140А

53В

30В

65А

24В

14В

100А

38В

22В

35,0 мм2

130В

49В

28В

170А

64В

37В

75А

28В

16В

135А

51В

29В

Обязательным условием правильного выбора сечения жилы в силовых кабельных изделиях является учет величины максимально потребляемого в нагрузке тока.

Только качественные провода способны выдерживать достаточную нагрузку, поэтому при выборе нужно придавать значение маркировке, в которой содержится информация о ГОСТ и ТУ, заводе-изготовителе и типе кабельного изделия.

По всей длине кабельного изделия, непосредственно на изоляционном слое, производителем обязательно указываются марка провода и его сечение. При отсутствии информации даже об одном из перечисленных параметров от приобретения кабельного изделия рекомендуется отказаться.

Как рассчитать нагрузку вашей цепи: избегайте перегрузки ваших цепей

Ранее мы поделились простым способом составления схемы электрической системы вашего дома. Однако, если это было слишком сложно или вы не чувствуете себя комфортно, свяжитесь с нашими опытными электриками для выполнения этой работы. На этой неделе мы поделимся тем, как можно рассчитать нагрузку цепи.

Вы составили схему электрических цепей вашего дома и теперь можете определить, какая цепь питает каждое устройство или прибор. Далее расчеты. Очень необходимо и полезно знать, сколько энергии потребляют ваши устройства.

Резюме образования по электричеству:

Прежде чем мы начнем, кратко расскажем о том, как работает электричество. Электричество измеряется в ваттах. Например, стоваттная лампа использовала сто (100 Вт) ватт электричества. Ватт — это произведение напряжения и силы тока.

Напряжение измеряется в «вольтах», а сила тока часто рассматривается как «амперы». Чтобы рассчитать общую нагрузку на цепь, вы должны сложить мощности всех устройств в этой цепи. Лампочки и большинство мелких бытовых приборов имеют маркировку с буквой «w».

Может ли эта цепь выдержать такую ​​нагрузку?:

Будьте осторожны, не прикасайтесь к включенным лампочкам. Обычно вам не нужно откручивать их, чтобы узнать мощность. Если маркировка устройства указана только в амперах, умножьте количество ампер на сто двадцать (120) вольт. Сто двадцать вольт – это напряжение стандартных цепей.

Включите все электроприборы, постоянно подключенные к сети, а также подключаемые электроприборы, которые вы не очень часто отключаете от электросети. Многие люди не отключают свою кофемашину, тостер, вентилятор или блендер каждый день.

После расчета нагрузки сравните общую мощность с номинальной нагрузкой этой цепи. Ель говорит: «Схемы с выключателями «15» рассчитаны на 15 ампер». Это означает, что максимальная номинальная нагрузка одной из этих цепей составляет восемнадцать сотен ватт.

Пример: 120 вольт x 15 ампер = 1800 ватт

Если вы попытаетесь использовать более 1800 ватт, вы перегрузите цепь. Сейчас все щелкает? Если вы перегрузите цепь, автоматический выключатель сработает для вашей безопасности.

Цепи с выключателями «20» рассчитаны на двадцать ампер и имеют максимальную нагрузку две тысячи четыреста ватт.

Пример: 120 вольт x 20 ампер = 2400 ватт

По сути, сравните, сколько электроэнергии вы используете в настоящее время, общую мощность и номинальную нагрузку для каждой цепи. Например, если у вас есть цепь на пятнадцать ампер, обслуживающая свет и розетки в гостиной, которая обеспечивает пятьсот ватт для освещения, пятьсот для телевизора и кабельного телевидения и двести ватт для оборудования звуковой системы, вы получите всего 1200 Вт.

Но если вы включите вакуум, когда все эти приборы подключены, вы превысите общую номинальную мощность автоматического выключателя в полторы тысячи ватт. Из-за этой перегрузки цепи выключатель сработает, отключив питание.

Согласно практическому правилу, не превышайте восьмидесяти процентов от максимальной номинальной нагрузки. Обратитесь к примеру с вакуумом. Для пятнадцатиамперной цепи безопасная нагрузка составляет 1440 Вт. Для двадцатиамперной цепи безопасная нагрузка составляет тысячу девятьсот двадцать ватт.

Свяжитесь с Sanford Electric Company II, Inc. для решения этой проблемы. Возможно, вам понадобится новая проводка или полная замена проводки. Мы найдем решение для вашего дома. Приходите в следующий раз, чтобы узнать больше обо всем, что касается электрики.

Штатный сотрудник

Как рассчитать электрическую нагрузку

••• изображение электронной схемы с сайта angelo.gi с сайта Fotolia.com

Обновлено 06 октября 2017 г. и электроника. Электрические принципы применяются независимо от применения. У вас есть ряд компонентов, распределенных по цепи, которые составляют нагрузку цепи. У вас есть источник энергии. Вы хотите знать характеристики компонентов нагрузки. У вас есть закон Кирхгофа, который, по сути, гласит, что сумма напряжений нагрузки равна сумме напряжений источника. Вы не хотите повредить ни один из компонентов схемы, поэтому рассчитываете нагрузку.

Расчет электрической нагрузки в простой цепи

Рассчитайте электрическую нагрузку для простой линейной цепи с источником напряжения 9 вольт и двумя последовательно соединенными резисторами по 330 Ом каждый. Второй резистор имеет вывод, который идет на землю. Рассчитайте по следующим уравнениям. Пусть мощность = напряжение * ток (P = VI). Пусть ток = напряжение/сопротивление (I=V/R).

Примените второй закон Кирхгофа, согласно которому сумма напряжений в цепи равна нулю. Сделать вывод, что напряжение нагрузки вокруг простой цепи должно быть 9вольт. Рассчитайте, что напряжение нагрузки равномерно распределено по каждому из резисторов, так как они имеют одинаковое сопротивление, и что напряжение на каждом должно быть 4,5 вольта (или -4,5 для целей закона Кирхгофа).

Рассчитайте I=V/R (расчет тока), чтобы I=4,5/330=13,6 мА (миллиампер). Рассчитайте P=VI=9*0,0136=0,1224 Вт. Обратите внимание, что все характеристики нагрузки (напряжение, сопротивление, ток и мощность) теперь известны. Будьте осторожны и выбирайте резисторы мощностью 0,5 Вт.

Используйте онлайн-симулятор линейных цепей для моделирования простых цепей и расчета характеристик нагрузки. Используйте описанный ниже симулятор линейной схемы под названием Linear Technology Spice. Создайте образец схемы и поэкспериментируйте с различными компонентами нагрузки. Рассчитайте характеристики нагрузки, используя уравнения напряжения, тока, сопротивления (или индуктивности) и мощности.

Расчет электрической нагрузки на дом

Рассчитайте нагрузку для типичного дома на одну семью с помощью онлайн-калькулятора электрической нагрузки.