Электротехнический интернет-журнал Electrik.info

 
 

Сайт электрика

Электрик Инфо » Секреты электрика

Как выбрать сечение кабеля - советы проектировщика

В статье рассмотрены основные критерии выбора сечения кабеля, даны примеры расчетов.

Как выбрать сечения кабеля - советы проектировщикаНа рынках часто можно увидеть написанные от руки таблички, указывающие, какой кабель необходимо приобрести покупателю в зависимости от ожидаемого тока нагрузки. Не верьте этим табличкам, так как они вводят Вас в заблуждение. Сечение кабеля выбирается не только по рабочему току, но и еще по нескольким параметрам.

Прежде всего, необходимо учитывать, что при использовании кабеля на пределе его возможностей жилы кабеля нагреваются на несколько десятков градусов. Приведенные на рисунке 1 величины тока предполагают нагрев жил кабеля до 65 градусов при температуре окружающей среды 25 градусов. Если в одной трубе или лотке проложено несколько кабелей, то вследствие их взаимного нагрева (каждый кабель нагревает все остальные кабели) максимально допустимый ток снижается на 10 – 30 процентов.

Также максимально возможный ток снижается при повышенной температуре окружающей среды. Поэтому в групповой сети (сеть от щитков до светильников, штепсельных розеток и других электроприемников) как правило, используют кабели при токах, не превышающих значений 0,6 – 0,7 от величин, приведенных на рисунке 1.

Допустимый длительный ток кабелей с медными жилами

Рис. 1. Допустимый длительный ток кабелей с медными жилами

Исходя из этого повсеместное использование автоматических выключателей с номинальным токов 25А для защиты розеточных сетей, проложенных кабелями с медными жилами сечением 2,5 мм2 представляет опасность. Таблицы снижающих коэффициентов в зависимости от температуры и количества кабелей в одном лотке можно посмотреть в Правилах устройства электроустановок (ПУЭ).

Дополнительные ограничения возникают, когда кабель имеет большую длину. При этом потери напряжения в кабеле могут достичь недопустимых значений. Как правило, при расчете кабелей исходят из максимальных потерь в линии не более 5%. Потери рассчитать не сложно, если знать величину сопротивления жил кабелей и расчетный ток нагрузки. Но обычно для расчета потерь пользуются таблицами зависимости потерь от момента нагрузки. Момент нагрузки вычисляют как произведение длины кабеля в метрах на мощность в киловаттах.

Данные для расчета потерь при однофазном напряжении 220 В показаны в таблице1. Например для кабеля с медными жилами сечением 2,5 мм2 при длине кабеля 30 метров и мощности нагрузки 3 кВт момент нагрузки равен 30х3=90, и потери составят 3%. Если расчетное значение потерь превышает 5%, то необходимо выбрать кабель большего сечения.

Таблица 1. Момент нагрузки, кВт х м, для медных проводников в двухпроводной линии на напряжение 220 В при заданном сечении проводника

Момент нагрузки, кВтхм, для медных проводников в двухпроводной линии на напряжение 220 В при заданном сечении проводника

По таблице 2 можно определить потери в трехфазной линии. Сравнивая таблицы 1 и 2 можно заметить, что в трехфазной линии с медными проводниками сечением 2,5 мм2 потерям 3% соответствует в шесть раз больший момент нагрузки.

Тройное увеличение величины момента нагрузки происходит вследствие распределения мощности нагрузки по трем фазам, и двойное – за счет того, что в трехфазной сети при симметричной нагрузке (одинаковых токах в фазных проводниках) ток в нулевом проводнике равен нулю. При несимметричной нагрузке потери в кабеле возрастают, что необходимо учитывать при выборе сечения кабеля.

Таблица 2. Момент нагрузки, кВт х м, для медных проводников в трехфазной четырехпроводной линии с нулем на напряжение 380/220 В при заданном сечении проводника (чтобы увеличить таблицу, нажмите на рисунок)

Момент нагрузки, кВт х м, для медных проводников в трехфазной четырехпроводной линии с нулем на напряжение 380/220 В при заданном сечении проводника

Потери в кабеле сильно сказываются при использовании низковольтных, например галогенных ламп. Это и понятно: если на фазном и нулевом проводниках упадет по 3 Вольта, то при напряжении 220 В мы этого скорее всего не заметим, а при напряжении 12 В напряжение на лампе упадет вдвое до 6 В. Именно поэтому трансформаторы для питания галогенных ламп необходимо максимально приближать к лампам. Например при длине кабеля 4,5 метра сечением 2,5 мм2 и нагрузке 0,1 кВт (две лампы по 50 Вт) момент нагрузки равен 0,45, что соответствует потерям 5% (Таблица 3).

Таблица 3. Момент нагрузки, кВт х м, для медных проводников в двухпроводной линии на напряжение 12 В при заданном сечении проводника

Момент нагрузки, кВт х м, для медных проводников в двухпроводной линии на напряжение 12 В при заданном сечении проводника

Приведенные таблицы не учитывают увеличения сопротивления проводников от нагрева за счет протекания по ним тока. Поэтому если кабель используется при токах 0,5 и более от максимально допустимого тока кабеля данного сечения, то необходимо вводить поправку. В простейшем случае если Вы рассчитываете получить потери не более 5%, то рассчитывайте сечение исходя из потерь 4%. Также потери могут возрасти при наличии большого количества соединений жил кабелей.

Кабели с алюминиевыми жилами имеют сопротивление в 1,7 раза большее по сравнению с кабелями с медными жилами, соответственно и потери в них в 1,7 раза больше.

Вторым ограничивающим фактором при больших длинах кабеля является превышение допустимого значения сопротивления цепи фаза – ноль. Для защиты кабелей от перегрузок и коротких замыканий, как правило, используют автоматические выключатели с комбинированным расцепителем. Такие выключатели имеют тепловой и электромагнитный расцепители.

Электромагнитный расцепитель обеспечивает мгновенное (десятые и даже сотые доли секунды) отключение аварийного участка сети при коротком замыкании. Например автоматический выключатель, имеющий обозначение С25, имеет тепловой расцепитель на 25 А и электромагнитный на 250А. Автоматические выключатели группы «С» имеют кратность отключающего тока электромагнитного расцепителя к тепловому от 5 до 10. Но при расчете линии на ток короткого замыкания берется максимальное значение.

В общее сопротивление цепи фаза – ноль включаются: сопротивление понижающего трансформатора трансформаторной подстанции, сопротивление кабеля от подстанции до вводного распределительного устройства (ВРУ) здания, сопротивление кабеля, проложенного от ВРУ к распределительному устройству (РУ) и сопротивление кабеля собственно групповой линии, сечение которого необходимо определить.

Если линия имеет большое количество соединений жил кабеля, например групповая линия из большого количества светильников, соединенных шлейфом, то сопротивление контактных соединений также подлежит учету. При очень точных расчетах учитывают сопротивление дуги в месте замыкания.

Полное сопротивление цепи фаза- ноль для четырехжильных кабелей приведены в таблице 4. В таблице учтены сопротивления как фазного, так и нулевого проводника. Значения сопротивлений приведены при температуре жил кабелей 65 градусов. Таблица справедлива и для двухпроводных линий.

Таблица 4. Полное сопротивление цепи фаза - ноль для 4-жильных кабелей, Ом/км при температуре жил 65оС

Полное сопротивление цепи фаза - ноль для 4-жильных кабелей, Ом/км при температуре жил 65оС

В городских трансформаторных подстанциях, как правило, установлены трансформаторы мощностью от 630 кВ . А и более, имеющие выходное сопротивление Rтп менее 0,1 Ома. В сельских районах могут быть использованы трансформаторы на 160 – 250 кВ . А, имеющие выходное сопротивление порядка 0,15 Ом, и даже трансформаторы на 40 – 100 кВ . А, имеющие выходное сопротивление 0,65 – 0,25 Ом.

Кабели питающей сети от городских трансформаторных подстанций к ВРУ домов, как правило используют с алюминиевыми жилами с сечением фазных жил не менее 70 – 120 мм2. При длине этих линий менее 200 метров сопротивление цепи фаза – ноль питающего кабеля (Rпк) можно принять равным 0,3 Ом. Для более точного расчета необходимо знать длину и сечение кабеля, либо измерить это сопротивление. Один из приборов для таких измерений (прибор Вектор) показан на рис. 2.

Прибор для измерения сопротивления цепи фаза-ноль "Вектор"

Рис. 2. Прибор для измерения сопротивления цепи фаза-ноль "Вектор"

Сопротивление линии должно быть таким, чтобы при коротком замыкании ток в цепи гарантированно превысил ток срабатывания электромагнитного расцепителя. Соответственно, для автоматического выключателя С25 ток короткого замыкания в линии должен превысить величину 1,15х10х25=287 А, здесь 1,15 – коэффициент запаса. Следовательно, сопротивление цепи фаза – ноль для автоматического выключателя С25 должно быть не более 220В/287А=0,76 Ом. Соответственно для автоматического выключателя С16 сопротивление цепи не должно превышать 220В/1,15х160А=1,19 Ом и для автомата С10 – не более 220В/1,15х100=1,91 Ом.

Таким образом, для городского многоквартирного дома, принимая Rтп=0,1 Ом; Rпк=0,3 Ом при использовании в розеточной сети кабеля с медными жилами с сечением 2,5 мм2, защищенного автоматическим выключателем С16, сопротивление кабеля Rгр (фазного и нулевого проводников) не должно превышать Rгр=1,19 Ом – Rтп – Rпк = 1,19 – 0,1 – 0,3 = 0,79 Ом. По таблице 4 находим его длину – 0,79/17,46 = 0,045 км, или 45 метров. Для большинства квартир этой длины бывает достаточно.

При использовании автоматического выключателя С25 для защиты кабеля сечением 2,5 мм2 сопротивление цепи должно быть менее величины 0,76 – 0,4 = 0,36 Ом, что соответствует максимальной длине кабеля 0,36/17,46 = 0,02 км, или 20 метров.

При использовании автоматического выключателя С10 для защиты групповой линии освещения, выполненной кабелем с медными жилами сечением 1,5 мм2 получаем максимально допустимое сопротивление кабеля 1,91 – 0,4 = 1,51 Ом, что соответствует максимальной длине кабеля 1,51/29,1 = 0,052 км, или 52 метра. Если такую линию защищать автоматическим выключателем С16, то максимальная длина линии составит 0,79/29,1 = 0,027 км, или 27 метров.

Смотрите также: Почему измерение сопротивления петли фаза-ноль выполняют профессионалы и не делают халтурщики

Виктор Ч


Сейчас самое время поделиться статьей и добавить ее в закладки!


Тематические разделы: Электрик Инфо » Секреты электрика

Другие статьи:

  • Как рассчитать кабель для удлинителя
  • Стоит ли заменять автоматический выключатель, если он "выбивает"?
  • Выбор сечения кабеля для квартиры, дома, дачи
  • Медь или алюминий - что выгоднее?
  • Как выбрать сечение провода для сетей освещения 12 вольт
  • От чего зависит длительно допустимый ток кабеля


  •  
      Комментарии:

    #1 написал: siGis | [цитировать]

     
     

    Спасибо. Статья очень полезная. Конечно если приведённые расчеты надёжны.

      Комментарии:

    #2 написал: Виктор Ч | [цитировать]

     
     

    siGis,
    Расчеты надежны. Если найдете неточность, сразу пишите.

      Комментарии:

    #3 написал: Ильшат | [цитировать]

     
     

    Расчеты надежны для госта? А для проводов, кабелей изготовленных по ту?

      Комментарии:

    #4 написал: Daddy | [цитировать]

     
     

    1.Если реально померить сечение продаваемых проводов, то реальное сечение провода будет на 10 .. 40 % ниже заявленного (в зависимости от жадности производителя и продавца).

    2.В военной продукции закладывается ток не более 8А на 1кв.мм сечения провода.

    3.Японцы в своих рекомендация по установки кондиционеров советуют выбирать провод из расчета 6А на 1кв.мм.

      Комментарии:

    #5 написал: Степан | [цитировать]

     
     

    Рассчитывать петлю фаза-ноль абсолютно некорректно, т.к. нельзя определить сопротивлений питающего дом кабеля или воздушную линию со всеми муфтами и переходными сопротивлениями, поэтому необходимо пользоваться только приборами.

      Комментарии:

    #6 написал: Виктор Ч | [цитировать]

     
     

    Степан,
    Приборов недостаточно. Вы можете измерить петлю фаза-ноль в ВРУ, в этажном щите. А что делать с групповой линией, которая еще не проложена? Рассчитывать.

      Комментарии:

    #7 написал: Алексей | [цитировать]

     
     

    Отличная статья. Кратко, но доходчиво описаны практически все аспекты и опасности использования проводников недостаточного сечения.

    Каждому продавцу разобраться в статье и выучить наизусть! Очень сложно объяснить людям, что все таблички в магазинах - очень условные и приблизительные данные.

      Комментарии:

    #8 написал: Миронов С.И | [цитировать]

     
     

    Прочитал с большим удовольствием, все что надо в одном месте.

      Комментарии:

    #9 написал: Алексей | [цитировать]

     
     

    Хорошая, практическая статья

      Комментарии:

    #10 написал: Александр | [цитировать]

     
     

    Полезная информация. А вот я развел в дачном домике всею проводку для розеток сечением 2,5, освещение 1,5. При подключении 3-х фазной сети можно ли все на одну фазу забросить?

      Комментарии:

    #11 написал: Серегей | [цитировать]

     
     

    Статья, очень хорошая и полезная, особенно для тех кто хочет научиться хотя бы самому элементарному! 

      Комментарии:

    #12 написал: ира | [цитировать]

     
     

    а я не нашла в статье решение своего вопроса: дом 1957 года, после ремонта остался торчащим из стены на высоте 2х метров провод плоский двужильный алюминиевый  в каждой жиле фаза, что с ним делать, как применить, можно ли подключить слетильник?

      Комментарии:

    #13 написал: Александр | [цитировать]

     
     

    Для Иры: две фазы - это может быть

    1.Обрыв нулевого провода в распределительном щите или внутри квартиры (дома). Тогда возможны два варианта:

    1.1 electrik.info/main/sekrety/498-dve-fazy-v-vashey-rozetke-220-volt-eto-bolee-real
    no-chem-vy-dumaete.html - это если нет магистрального "нуля"

    1.2 если оборван ноль внутри квартиры, то работать от такой сети ничего не будет - фаза одна и та же.

    2. маловероятно, но все же, может бьть, это две фазы трехфазной сети. Тогда между ними 380 вольт и подключать бытовой светильник не рекомендуется.

    Разрешить вопрос поможет мультиметр, вооруженный грамотным электриком... тоесть, наоборот.

      Комментарии:

    #14 написал: Aleksandr iz Pavlodara | [цитировать]

     
     

    Daddy,
    Здравствуйте, меня звать Александр, я хочу сказать ,что жадность продавца это точно, зайдешь в магазин, лежит запакованная бухта - ввнг 3*2.5 (гост), стоимость 15 руб\метр. Пошел за ним, я через неделю, мне надо было 25 метров, на разводку по комнатам (ввод). Говорю мне вот этого, трехжильный 2.5 кв - 25 метров, купил поехал домой, замерил штангенциркулем, посчитал, глянул ему в торец, а ЭТО, ОКАЗАЛСЯ  1.5квадрата, 3 жильный. Реальная цена 10 руб\м. Вот и думаю теперь что мне с ним делать, и удивляюсь как так может скакать сечение (от 2.5 до 4 квадратов, последний продаётся как 10 квадратов). Вот и живи после таких ремонтов как на пороховой бочке. Хоть за кабелем, с штангенциркулем ходи+ калькулятор. ВОТ ТАК У НАС В КАЗАХСТАНЕ РАЗВОДЯТ НАШ НАРОД,ДА И ЕЩЁ НАЧИНАЮЩИЕ ЭЛЕКТРИКИ ПОПАДАЮТ! ЛОПУХ!!!

      Комментарии:

    #15 написал: Дмитрий | [цитировать]

     
     

    отличная статья!

      Комментарии:

    #16 написал: Александр Котовский | [цитировать]

     
     

    Спасибо за статью. В магазинах действительно не то сечение указано, сам пролетел летом этого года, старый мой комент "Александр из Павлодара" который выше.

      Комментарии:

    #17 написал: Александр | [цитировать]

     
     

    Daddy, а ты как штангелем сечение мерить собрался?

      Комментарии:

    #18 написал: Владимир | [цитировать]

     
     

    Спасибо, статья интересная для пополнения познаний в электричестве, перепечатал все таблицы что бы ориентироваться. А!, сечением жил в магазине дурят, всегда беру сечение на порядок выше 2.5 кв., соответствует 1.5 кв. и т. д. 

      Комментарии:

    #19 написал: Владимир | [цитировать]

     
     

    При использовании автоматического выключателя С25 для защиты кабеля сечением 2,5 мм2 сопротивление цепи должно быть менее величины 0,76 – 0,4 = 0,36 Ом, что соответствует максимальной длине кабеля 0,36/17,46 = 0,02 км, или 20 метров. Вопрос- что за цифра такая: 0,4

      Комментарии:

    #20 написал: Monkey | [цитировать]

     
     

    Подскажите программку, чтобы производила расчёт сечения проводов и кабелей по току, мощности. Спасибо!

      Комментарии:

    #21 написал: MaksimovM | [цитировать]

     
     

    Александр, штангенциркулем замеряется диаметр кабеля, а затем по известному диаметру находим площадь поперечного сечения кабеля. Для этого используем формулу Sкр=(пd2)/4 , где п =3,14, а d – это измеренный диаметр жилы кабеля (провода).

      Комментарии:

    #22 написал: MaksimovM | [цитировать]

     
     

    Изучив множество электротехнической литературы, пришел к выводу, что наиболее оптимальное соотношение нагрузки к сечению кабеля для квартирной электропроводки – 10 ампер на 1 кв. мм для меди, и 8 ампер на 1 кв. мм для алюминиевого кабеля. Не заморачиваюсь длинными (и, по моему мнению, не актуальными для бытовых целей) расчетами сечения кабелей, а рассчитываю требуемое сечение кабеля для прокладки электропроводки по вышеприведенным соотношениям.  

      Комментарии:

    #23 написал: Виктор Коровец | [цитировать]

     
     

    Хочу сказать что производители кабельной продукции экономят не только на количестве (сечение не соответствует действительности) но и еще на качестве. При союзе если кабель был медный то он был медный,а сейчас какие то сплавы непонятные, поэтому при расчетах это тоже надо учитывать. Не выдерживают они нагрузки положенной и токи кз тоже держат очень плохо. Советский кабель ВВгнг держит на пределе 7квт, нынешний столько не выдержит. При СССР все делалось по гостам и стандартам. Сейчас при проектировании кабель рассчитывают с большим запасом прочности и мое мнение что на квартирной электропроводки экономить не стоит дороже обойдется.

      Комментарии:

    #24 написал: Алексей | [цитировать]

     
     

    Любое ТУ на кабели не может противоречить ГОСТУ, параметры могут отличаться только в сторону ужесточения требований. ТУ вообще только отображают возможности производственной линии того или иного предприятия. При покупке кабельной продукции обязательно обращайте внимание на маркировку, которая должна быть пропечатана на самом кабеле с указанием завода производителя, маркировки (например, ВВГнг(А)-LS), сечение, год производства, ТУ (ГОСТ). Лучше знать надежных поставщиков (например, СевКабель), на рынке очень много контрафакта. Применять кабель для внутренней разводке по квартире лучше не менее 3х2,5 по меди, избегать применения алюминия вообще.

    При выборе кабеля стоит еще проверить по условию невозгорания (в соответствии с Циркуляром Росэлектромонтаж)

      Комментарии:

    #25 написал: Сергей | [цитировать]

     
     

    Есть хорошая программа которой пользуюсь где можно подобрать провод по нагрузке по току и т.д. Электрик 7.7 

      Комментарии:

    #26 написал: Михаил | [цитировать]

     
     

    Меня очень часто справшивают, как провести расчет сечения кабеля по мощности. Теперь буду всем давать эту статью. Тут очень хорошо рассказано, что для выбора сечения кабеля нужно учитывать не только мощность. Иногда это очень турдно объяеснить. Народ просто ищет простых решений, но не все простое гениально.

      Комментарии:

    #27 написал: Штепсель | [цитировать]

     
     

    Статья зер гуд. Но у нас в силу специфики приходится часто применять для подключения оборудования не жесткие кабели и провода не с монолитной жилой, а гибкие с многопроволочной жилой (вибрация, крановое, мобильное, то да сё..). Насколько корректно использовать данные поправочных коэффициентов и таблиц в этом случае?

      Комментарии:

    #28 написал: Алексей | [цитировать]

     
     

    Возможно ли использовать медный кабель для внешней проводки, если в квартире все проводка аллюминиевая? Спрашиваю, т.к. однажды электрик говорил что-то про это ... что важно знать какая у тебя проводка.

    Добавление комментария
    Имя:*
    E-Mail:
    Комментарий:
    Введите код: *

    Электрика дома  | Электрообзоры  | Энергосбережение
    Секреты электрика | Источники света | Делимся опытом
    Домашняя автоматика | Электрика для начинающих
    Электромастерская | Электротехнические новинки

    Электрик Инфо - электротехника и электроника, домашняя автоматизация, статьи про устройство и ремонт домашней электропроводки, розетки и выключатели, провода и кабели, источники света, обзоры электротехнических новинок, интересные факты и многое другое для электриков и домашних мастеров.
    Copyright © 2008-2016 electrik.info
    Е-mail: electroby@mail.ru Сайт в Google+
    Вся информация на сайте Электрик Инфо предоставлена в ознакомительных и познавательных целях. За применение этой информации администрация сайта ответственности не несет. Сайт может содержать материалы 12+
    Перепечатка материалов сайта запрещена.

    Полезное

    Светодиодные лампы и светильники IEK