Разумеется, расчет осуществляется только после сбора и регистрации данных о потребителях, то есть учитывается нагрузка для каждого отдельного потребителя электроэнергии, а при необходимости также определяется общая нагрузка на систему.
Калькулятор расчета сечения кабеля по мощности
Компьютерная программа предоставляет возможность вычисления сечения кабеля на основе тока и мощности, а также его длины. Система способна производить расчеты как для алюминиевых, так и для медных силовых кабелей. При этом выбирается соответствующее сечение (диаметр провода) исходя из предполагаемой нагрузки. Однако важно отметить, что калькулятор не предназначен для расчетов в пределах 12 В. Для получения корректных результатов необходимо заполнить все поля и выбрать соответствующие параметры из всех доступных выпадающих списков.
Важно! Не забывайте, что результаты, полученные с помощью данной программы для выбора кабеля, не следует воспринимать как окончательные инструкции к использованию электрических проводов с рассчитанными значениями сечения. Эти данные служат лишь основой для принятия информированного решения. Окончательный расчет сечения должен выполняться квалифицированным специалистом, который учтет все особенности конкретной ситуации. Учтите, что при правильном расчете вы получите результат для минимально допустимого сечения силовых кабелей, однако допускается использование сечения, превышающего полученное значение для заданной электропроводки.
Инструмент позволяет выбрать необходимое сечение на основании максимального тока и нагрузки.
Для медных проводников:
Для алюминиевых проводников:
Формула расчета сечения кабеля по мощности
Эта формула позволяет определить сечение проводника в зависимости от потребляемой мощности и напряжения сети.
Для однофазной сети (220 В):
I = (P × Kи) / (U × cos(φ) )
- cos(φ) — коэффициент мощности для бытовых приборов, в большинстве случаев равен 1.
- U — фазное напряжение, которое может варьироваться от 210 В до 240 В.
- I — сила тока, определяемая в амперах.
- P — общая мощность всех подключаемых электроприборов, измеряемая в ваттах.
- Kи — коэффициент одновременности, по умолчанию принимаем равным 0,75 при расчете.
Для трехфазной сети (380 В):
I = P / (√3 × U × cos(φ))
- cos(φ) — фазовый угол, определяющий потери мощности.
- P — сумма мощностей всех электрических устройств.
- I — ток, на основе которого выбирается площадь поперечного сечения проводника.
- U — фазное напряжение, равное 220 В в данном случае.
Рекомендуется использовать более точный расчет сечения кабеля, основанный на величине тока. Это позволит более точно определить, какие параметры необходимо учитывать. Основная идея расчета аналогична, однако в этом случае требуется определение величины токовой нагрузки на электрические провода.
Как рассчитать сечение кабеля по мощности?
Первый шаг. Начните с расчета общей мощности всех электрических приборов, которые могут быть подключены к электросети:
- P1, P2, … — мощность электроприборов в ваттах,
- Kс — Коэффициент спроса (вероятность одновременного включения всех приборов), значение по умолчанию составляет 1.
Второй шаг. Затем определите номинальный ток цепи:
I = PСумма / (U × cos(φ))
- PСумма — общая мощность всех электрических устройств,
- U — напряжение в сети,
- cos(φ) — коэффициент мощности (характеризует потери мощности); по умолчанию принимаем равным 0,92.
Третий шаг. На последнем этапе необходимо воспользоваться таблицами, которые соответствуют правилам установки.
Таблица сечения медного кабеля по току по ПУЭ-7
| Сечение проводника, мм2 | Сила тока, А, для проводников, которые | |||||
| открыты | в одном проводнике | |||||
| два одножильных проводника | три одноядерных ядра | четыре одноядерных ядра | одно двухъядерное | одно трёхъядерное | ||
| 0.5 | 11 | — | — | — | — | — |
| 0.75 | 15 | — | — | — | — | — |
| 1 | 17 | 16 | 15 | 14 | 15 | 14 |
| 1.2 | 20 | 18 | 16 | 15 | 16 | 14.5 |
| 1.5 | 23 | 19 | 17 | 16 | 18 | 15 |
| 2 | 26 | 24 | 22 | 20 | 23 | 19 |
| 2.5 | 30 | 27 | 25 | 25 | 25 | 21 |
| 3 | 34 | 32 | 28 | 26 | 28 | 24 |
| 4 | 41 | 38 | 35 | 30 | 32 | 27 |
| 5 | 46 | 42 | 39 | 34 | 37 | 31 |
| 6 | 50 | 46 | 42 | 40 | 40 | 34 |
| 8 | 62 | 54 | 51 | 46 | 48 | 43 |
| 10 | 80 | 70 | 60 | 50 | 55 | 50 |
| 16 | 100 | 85 | 80 | 75 | 80 | 70 |
| 25 | 140 | 115 | 100 | 90 | 100 | 85 |
| 35 | 170 | 135 | 125 | 115 | 125 | 100 |
| 50 | 215 | 185 | 170 | 150 | 160 | 135 |
| 70 | 270 | 225 | 210 | 185 | 195 | 175 |
| 95 | 330 | 275 | 255 | 225 | 245 | 215 |
| 120 | 385 | 315 | 290 | 260 | 295 | 250 |
| 150 | 440 | 360 | 330 | — | — | — |
| 185 | 510 | — | — | — | — | — |
| 240 | 605 | — | — | — | — | — |
| 300 | 695 | — | — | — | — | — |
| 400 | 830 | — | — | — | — | — |
Выбор сечения кабеля по силе тока
Первый шаг. Расчет выполняется так же, как и в предыдущем разделе, то есть сначала рассчитывается общая мощность всех электрических устройств, которые подключены к сети:
- P1, P2, … — мощности электроприборов в ваттах,
- Kс — коэффициент спроса (вероятность одновременной работы всех приборов), значение по умолчанию равно 1.
Второй шаг. Затем необходимо определить номинальный ток в цепи, который может быть использован как для постоянного, так и для переменного тока (как однофазного, так и трехфазного):
I = PСумма / U
I = PСумма / (U × cos(ϕ))
I = PСумма / (U × cos(ϕ) × √3)
- PСумма — общая мощность электрооборудования,
- U — напряжение в сети,
- cos(ϕ) — коэффициент мощности (отражает потери мощности); значение по умолчанию равно 0,95.
Третий шаг. На заключительном этапе вы используете те же таблицы в соответствии с инструкциями по установке, приведенными ранее.
Расчет сечения кабеля по длине
Первый шаг. Сначала определите номинальный ток в цепи:
I = PСумма / (U × cos(ϕ))
- PСумма — общая мощность электрооборудования,
- U — напряжение в сети,
- cos(ϕ) — коэффициент мощности (характеризующий потери мощности); значение по умолчанию равно 0,95.
Второй шаг. Далее рассчитывается сопротивление проводника:
- dU — потеря напряжения, которая должна составлять не менее 1% (0,01) и не более 10% (0,1),
- I — сила тока.
Третий шаг. Площадь поперечного сечения проводника рассчитывается при помощи специальной формулы:
Важно использовать данные о потребляемой мощности оборудования и устройств для проведения необходимых расчетов по выбору сечения кабелей в соответствии с их мощностью в сети.
Выбор сечения кабеля (провода) по току
Как можно рассчитать площадь поперечного сечения кабеля, если известен только ток (I)? Это менее распространенный, но тем не менее важный процесс, который также нужно учитывать.
Для примера, предположим, вы хотите определить, какое сечение кабеля вам нужно для электродвигателя, работающего на напряжении (U) 220 В, если его мощность (P) вам неизвестна.
Подключите электродвигатель к электросети 220 В на короткое время и измерьте ток (I) с помощью специального измерительного устройства, называемого токовым клещом. Например, вы получаете ток в 10 A.
Теперь воспользуйтесь формулой, которая даст вам быстрый расчет:
Эта формула позволяет найти мощность (P):
P = 10 × 220 = 2200 Вт = 2,2 кВт
Таким образом, мощность электродвигателя составляет 2,2 кВт, а потребляемая мощность равна 10 А. Обратитесь к таблице 2 для определения сечения проводника: «Медные жилы проводов и кабелей» > «Напряжение 220 В» > «Ток, А». Первое значение начинается с 19, и для нашего случая с 10 А напротив этого значения сечение кабеля составит 1,5 мм². Это значение будет более чем достаточным для наших нужд.
Также из той же таблицы видно, что алюминиевый провод (кабель) с сечением 2,5 мм² также подойдет.
Эта формула позволяет вам провести вычисления для определения силы тока, сечения кабеля, а также потребляемой мощности для систем на 220 В. Точно так же можно определить площадь поперечного сечения кабелей для других электрических потребителей.
Выбор сечения кабеля (провода) по длине
Следует помнить, что длина кабеля влияет на величину напряжения. Чем длиннее кабель, тем больше будет потеря напряжения. Чтобы минимизировать потери, необходимо увеличить сечение проводника. Рассмотрим процесс расчетов в этом контексте.
Предположим, у вас есть несколько потребителей электроэнергии общей мощностью 5000 Вт (или 5 кВт), и длина трассы кабеля от распределительного щита к этим потребителям составляет 25 метров. Не забывайте, что ток проходит по одному кабелю в одном направлении и возвращается по другому, что удваивает длину до 50 метров.
Теперь необходимо найти силу тока (I). Его можно рассчитать по известной формуле: нужно разделить мощность на напряжение:
I = 5000/220 = 22,72 A
Используя полученное значение тока (А) или мощность (Р) в ранее упомянутой таблице 2, можно вычислить необходимое сечение кабеля. Согласно таблице, медный провод должен иметь сечение 1,5 мм².
Поскольку провод также имеет свое сопротивление (R), необходимо провести расчет по следующей формуле:
где R — сопротивление проводника в омах,
p — удельное сопротивление в омах на мм²/м,
L — длина проводника в метрах,
S — площадь поперечного сечения в мм².
Учитывайте, что значение (p) всегда остается на константе. Для меди это значение составляет 0,0175, а для алюминия — 0,0281.
Тогда R = 0,0175 × 50/1,5 = 0,583 Ом.
Теперь рассчитайте потерю напряжения по следующей формуле:
где dU — потеря напряжения в вольтах,
а R — сопротивление проводника в омах.
dU = 22,72 × 0,583 = 13,24 В.
После выполнения вышеуказанных расчетов необходимо определить процент потери напряжения. Если данное значение превышает 5 %, то сечение проводника следует увеличить на одну позицию выше согласно таблице 2.
Рассчитаем процент потери напряжения:
13,24 В / 220 В × 100 % = 6,01 %.
Так как потери напряжения составляют более 5 %, рекомендуется выбрать сечение проводника 2,5 мм² вместо 1,5 мм².
Вот так можно провести все необходимые расчеты.
Как видите, сделать это совсем не сложно. Просто выполните эти расчеты один раз, и вы вооружитесь знаниями, которые помогут вам в дальнейшем. Убедившись в правильности расчетов, вы можете быть уверены, что избранные вами кабели не подведут и прослужат долго.
Важно использовать данные о потребляемой мощности оборудования и устройств для проведения необходимых расчетов по выбору сечения кабелей в соответствии с их мощностью в сети.
Открытая и закрытая прокладка проводов
При прохождении электрического тока через проводник, его температура, как известно, повышается. Чем выше сила тока, тем больше выделяется тепла. Однако, когда один и тот же ток проходит через проводники с различными поперечными сечениями, количество выделяемого тепла будет различным: чем меньше поперечное сечение провода, тем больше тепла он будет выделять.
По этой причине провода, прокладываемые открытым способом, могут иметь меньшее сечение, поскольку они охлаждаются быстрее благодаря возможности теплоотведения в атмосферу. В таком случае проводник будет способствовать быстрому охлаждению и не повреждает изоляцию. Напротив, при замкнутой или герметичной установке ситуация ухудшается. Тепло отводится медленнее, что может привести к перегреву проводов. Поэтому в случае прокладки проводов в каналах, трубах или стенах рекомендуется использовать провода большего сечения для предотвращения перегрева.
Выбор сечения кабеля с учетом типа прокладки также можно осуществить с помощью таблиц, аналогичным образом, как и обсуждалось ранее. Тем не менее, необходимо учитывать еще один дополнительный фактор.
Кроме того, существуют практические рекомендации, которые стоит учесть. При приобретении кабелей на рынке, обязательно возьмите с собой зажим для измерения сечения. Это важно, так как часто фактическое сечение может различаться с указанным, различие может достигать 30-40%. Это высокоопасно, поскольку может привести к перегреву и перегореванию кабелей, что чревато серьезными последствиями. Поэтому, перед покупкой, всегда проверяйте на месте, соответствует ли кабель требуемым параметрам. Для более детальной информации о том, как определить сечение кабеля в зависимости от его диаметра, нажмите здесь.
