Какой провод подобрать – материал изготовления находится на первом месте

Самыми популярными видами проводки в наших домах являются медная и алюминевая. Какая из них лучше – вопрос, до этого времени не дающий покоя клиентам многих форумов. Для одних в приоритете стоит медь, а иные говорят, что незачем больше платить и для домашней сети подойдет алюминий. Чтобы не быть голословными, давайте проведем не очень большой анализ данных вариантов и вот тогда любой сможет выбрать вариант для себя.

Алюминиевая проводка широко востребована, так как имеет небольшой вес

Алюминиевая проводка имеет небольшой вес, благодаря чему нашла своё масштабное распространение в электроэнергетике. Её используют для прокладывания линий электропередачи, потому как таким вариантом можно уменьшить нагрузку на опоры. Помимо прочего, она стала очень популярной благодаря собственной дешевизны. Металлический провод стоит намного меньше медного аналога. В период СССР алюминиевая проводка была очень популярна, ее до этого времени можно повстречать в домах, которые построены каких-то 15-20 лет тому назад.

Однако провод из алюминия имеет и собственные негативные стороны. Одним из подобных ситуаций, о котором обязательно необходимо упомянуть, считается маленький срок службы. Алюминиевая проводка спустя два десяти лет становится сильно склонна окислению и перегреванию, что часто ведет к пожарам. Благодаря этому если у вас дома до этого времени проложены такие кабели, задумайтесь об их замене. Помимо прочего, окисление, которому подвергается алюминий, уменьшает нужное сечение кабеля с одновременным повышением сопротивления, а это ведет к перегреву. Дополнительным серьезным минусом алюминия считается его хрупкость. Он быстро ломается, если провод перегнуть пару раз.

Главное! ПУЭ запрещает применить металлический провод для прокладывания в электрических сетях, если его сечение меньше 16 мм.

Кабель из меди прекрасно гнётся и не поломается

Что же касается медного провода, то к его хорошим качествам нужно отнести долгий служебный срок – больше полувека, великолепную проводимость и механическую надёжность. С кабелем из меди значительно проще работать, ведь он гнётся, не ломаясь, и может выдержать многократные сворачивания. Минусом же проводки из кабеля сделанного из меди считается стоимость. Для замены кабеля силового по всей жилой площади потребуется большое число финансовых средств. Чтобы сэкономить некоторые мастера сочетают прокладку проводов сделанных из алюминия с медными. Вся световая часть устанавливается из алюминия, а розеточная – из меди, потому как освещение не просит такой чрезмерной нагрузки, как электрические приборы, запитанные в сеть.

Находим сечение провода по диаметру и по методу прокладывания проводов

Приобретая провод, будет полезно проверить его сечение, так как большинство производителей работают по ТУ. Благодаря этому не вся продукция отвечает оговоренным свойствам. Благодаря этому следует запастись штангенциркулем и сделать замер диаметра жилы, которая нам поможет определить реальное значение сечения провода. Для упрощения работы мы приводим самую простую формулу, из-за чего вам не нужно будет делать добавочных вычислений: S=0,785d2, где S – искомое сечение; d – диаметр жилы. Финальное значение необходимо округлить до 0,5. Так, если у вас вышло значение 2,4, то вам нужно выбрать провод сечением 2,5 мм2.

В большинстве наших домов провод ложится в стенках. Это называют закрытой проводкой. Провода идут по кабельканалу, трубам или же просто быть замурованы в стенку. В определенных домах, а это касается строений из дерева и старого жилищного фонда, можно повстречать проводку открытым способом. Примечательно, однако для открытой прокладки можно применять провод меньшего сечения, потому как такой провод меньше греется, чем тот, что замурован в стенку. Из-за этой причины для укладывания кабелей в штробы лучше подбирать провод большего сечения. Так провод окажется меньшей греться, а это означает, его износ произойдет очень медленно. В нижеприведенной таблице узнать можно, сколько квадратов кабеля необходимо брать для приборов различной мощности, будет это 1 или 6 кВт:

Необходимо иметь в виду, что ошибочное обозначение сечения кабеля силового как максимум выведет из строя электрический прибор, а в худшем может повернуться пожаром. Это, например, касается прокладки электрической проводки меньшего сечения. При прокладывании заранее большего сечения вы напрасно тратите наличные средства, потому как нет никакого смысла специально завышать сечение кабеля без нужды. Следуя всем перечисленным выше способам, вы без труда проверьте, какое необходимо сечение провода для 3 кВт, причем как для металлического, так и кабеля сделанного из меди.

Тематичные публикации:

Дыра в стене — заделка отверстий в бетонных и гипсокартонных основаниях

Проводка в доме из дерева – самостоятельное оборудование системы электропитания

Электрическая проводка в бане – монтажной специфики собственными руками

Выбор сечения кабеля проводки электрической сети

В данной статье расскажем как выбрать сечения кабеля для открытой и скрытой проводки электрической сети.

Рано или поздно, любой «рукастый» мужчина сталкивается с тем, что ему случайно понадобилось поменять электропроводку, или просто подключить кухонную электрическую плиту, как произошло недавно у меня. При этом, в магазине электротоваров, менеджеры по продажам всегда готовы Вам «подсунуть» что угодно, только не то, что надо. Они с умным видом, будут Вам доказывать свою правоту, совершенно не разбираясь в сути вопроса. Бывают и другие случаи необходимости разобраться, какой кабель необходим для питания от промышленной сети того, или иного электрического прибора или устройства. Этому и посвящена статья.

В конце статьи имеются две таблички, в которых Вы можете найти для себя информацию, какое сечение кабеля необходимо выбрать для Вашей проводки если она выполнена открыто и скрытно.

Сечение любого провода, в том числе сечение кабеля для электрической проводки определяется строго от выбранного значения величины, которая называется – допустимая плотность тока Δ. Единица измерения — А/мм². Эта величина характеризует нагрузку на провод и выбирается в зависимости от условий эксплуатации электрических проводов. Она может быть в пределах от 2 А/мм² – в закрытой электрической проводке, до 5 А/мм² – для монтажных проводов в несгораемой изоляции. Необходимый диаметр провода по заданной силе тока и его плотности определяется из формулы:

Для обычной электрической проводки плотность тока Δ (норма нагрузки) выбирается около 2 А/мм², поэтому формула принимает вид:

Необходимо выбрать сечение кабеля (найти площадь поперечного сечения) проводки, которое определяется из формулы:

Почему для проводки выбирается маленькое значение плотности тока? А на все случаи жизни, будет очень неприятно вытягивать из стены оплавившуюся проводку из-за того, что чуточку не рассчитали его сечение, или перестарались с нагрузкой на сеть!

Вот, в принципе, и вся «математика»!

Обратите внимание, что для скрытой проводки необходимо выбирать сечение кабеля на 25 — 30 % больше, чем для открытой проводки. Связано это с тем, что открытая проводка охлаждается естественным образом, а скрытая проводка, находясь в различных «канал-трубах» или просто «замурованная» в стену, не имеет возможности охлаждаться, особенно если стена выполнена из пористых теплоизоляционных материалов.

Какое сечение провода нужно для 5 квт оборудования

Правильный выбор кабеля или провода для электрической проводки в частном доме или квартире – основа безопасной эксплуатации электрических внутренних сетей. В основе же выборе лежит сечение кабеля, которое можно самостоятельно рассчитать по формуле: S=π*(D/2)²=S=π*R², где π – архимедово число (3,14), D – это диаметр, а R – радиус жил кабеля. Чтобы конкретизировать тему этой статьи, будем отвечать на вопрос, какое сечение провода нужно для 5 кВт нагрузки?

Итак, начнем с того, что существует регламентирующий документ, по которому можно выбрать провод или кабель под нагрузку 5 кВт. Этот документ – «Правила устройства электроустановок» или сокращенно «ПУЭ». Так вот в этих правилах указано, что есть три параметра, которые ложатся в основу выбора сечения:

• материал, из которого провод изготовлен;
• напряжение в питающей сети;
• токовая нагрузка в амперах или мощность в киловаттах.

Если подобрать сечение провода по токовой нагрузке или потребляемой мощности неправильно, то он будет обязательно нагреваться, его изоляция расплавится, и появится большая вероятность короткого замыкания, нередко сопровождающегося пожарами. Поэтому не стоит экономить на электропроводке.

Правда, не стоит и переигрывать, выбирая сечение намного больше необходимого. Это в первую очередь отразится на кошельке, потому что провода с большим сечением стоят дороже. Хотя просчитывать возможное увеличение нагрузки с появлением в будущем новых бытовых приборов надо обязательно. Но делать это надо грамотно.

Критерии выбора

В ПУЭ есть таблицы, по которым можно подобрать сечение провода. Их несколько. Все дело в том, что существует большое количество самих проводов, которые используются в электрической разводке квартиры или дома. У каждого провода свои особенности и технические характеристики, к примеру, изолируемая голые жилы оболочка. Она может быть изготовлена из ПВХ, резины, с защитной оболочкой из свинца и так далее. Плюс ко всему есть два способа прокладки, от которого также зависит, какое сечение провода выбрать. Прокладка может быть открытой и закрытой.

Поэтому чтобы не рассматривать все таблицы и не искать по ним необходимый параметр кабеля, нами создана сводная таблица, где учтены все вышеперечисленные технические условия с добавлением материала, из которого провод изготавливается. Вот эта таблица:

Так как наша задача в этой статье сделать выбор сечения провода при нагрузке, равной 5 кВт, то из таблицы становится понятным, что:

• во-первых, такой нагрузки нет, значит, придется выбирать ближайшую большую, а это 5,5 кВт;
• во-вторых, подбирается напряжение: 220 или 380 вольт;
• в-третьих, способ прокладки: по воздуху или в земле;
• в-четвертых, сырьевой материал провода: медь или алюминий.

Так как 5,5 кВт для небольшого частного дома или стандартной квартиры – это нормальная нагрузка, то подводить к ним лучше провод медный. А так как чаще всего это прокладка по воздуху, то из таблицы становится понятным, что для такой подводки электроэнергии вам потребуется провод с поперечным сечением 2,5 мм². При этом он будет выдерживать токовую нагрузку, равную 25А.

Но тут есть один момент, который касается номинала вводного автомата. Необходимо отметить, что этот показатель устанавливается проектом и утверждается энергоснабжающей организацией. Так вот номинал вводного автомата при нагрузке в 5,5 кВт, то есть, в 25 ампер, должен им и соответствовать. То есть, на входе в помещение в распределительный щит монтируется автоматический выключатель 25 А.

Правила же оговаривают условие, что подводимый к дому или квартире провод должен быть по номиналу тока выше, чем у автомата. Смотрим в таблицу, в которой следующий больший показатель токовой нагрузки – это 35 ампер. Его и будем принимать за фактическую величину. Отсюда и другие характеристики электрического провода:

• сечение – 4 мм²;
• выдерживаемая мощность – 7,7 кВт.

Для таких условий установки понадобится провод ВВГнг, который будет прокладываться открытым способом.

Есть еще один показатель, который стоит учитывать при подборе сечения провода. Это так называемый условный ток отключения. Он также будет зависеть от установленного в распределительный щит автоматического выключателя. У этого прибора есть одна характеристика, ее название – время-токовая характеристика. Так вот у автомата с номиналом в 25 ампер, условный ток отключения будет составлять:

1,45х25=36,25 ампер.

В холодном состоянии автоматический выключатель при данной нагрузке отключится только через час. При повышении температуры этот параметр снижается. Так как рассматриваемый нами пример обозначил сечение провода в 4 мм², то ему соответствует длительно допустимый ток, равный 35 амперам. Сравним с этим же показателем автомата. Разница незначительная, поэтому можно все оставить, как есть. Но специалисты рекомендуют при данных условиях монтировать провод сечением 6 мм², которому соответствует длительно допустимый ток, равный 42 амперам.

Внимание! Токовая нагрузка на провода, от которых питаются бытовые приборы, работающих от сети в 220 вольт, больше, чем работающих от сети в 380 вольт.

Рассчитать токовую нагрузку можно и вручную, не прибегая к таблицам. К примеру, если рассчитывается кабель для подключения электроплиты или водонагревателя с ТЭНами мощностью 3 кВт. Для этого придется воспользоваться законом Ома, а точнее, его формулой:

I=P/U, где P – это мощность, равная 3 кВт, U – напряжение (380 В).

Подставляем в формулу наши значения и получаем: I= 3000:380=7,89 А. Округляем до 8 ампер. Теперь из той же таблицы можно выбрать провод. В некоторых случаях при расчете токовой нагрузки используются поправочные коэффициенты, но в бытовых условиях эксплуатации электроплиты и другой техники, где отсутствуют высокие пусковые нагрузки, они имеют мизерное значение, так что в данных расчетах не применяются. Рекомендуется просто увеличивать токовый показатель на небольшую величину: 3-5 ампер, которая добавляется к величине расчетной.

Из расчетов становится ясно, что для электроплиты мощностью 3 кВт, подойдет медный кабель сечением 2,5 мм². А так как для этого прибора отводится отдельная питающая линия с отдельно установленным автоматом в распределительном щите квартиры или дома, то как и при условиях, которые описаны выше, необходимо учитывать время-токовую нагрузку. Поэтому оптимальный вариант – это провод сечением 4 мм². Точно такой же расчет можно сделать с любым прибором разной мощности, или расчет на весь дом в независимости от технических условий подключения (это будет 10 кВт или 15).

Заключение по теме

Вопрос, как выбрать сечение провода для питания квартиры или частного дома, один из самых важных. Именно он решает проблему определенной экономии. Представьте себе, если расчеты выполнены неправильно. То есть, вами неправильно подобраны и закуплены несколько сот метров провода, несколько автоматом и УЗО. Это, если так можно выразиться, деньги, выброшенные на ветер. Вот почему так важно понимать, какое сечение провода необходимо в том или другом случае. И все это зависит от потребляемой мощности и токовой нагрузки, которые между собой находятся в прямой пропорциональности по закону Ома.

Пример выбора сечения кабеля для электродвигателя 380 В

Требуется определить сечения кабеля в сети 0,4 кВ для питания электродвигателя типа АИР200М2 мощностью 37 кВт . Длина кабельной линии составляет 150 м. Кабель прокладывается в грунте (траншее) с двумя другими кабелями по территории предприятия для питания двигателей насосной станции. Расстояние между кабелями составляет 100 мм. Расчетная температура грунта 20 °С. Глубина прокладки в земле 0,7 м.

Технические характеристики электродвигателей типа АИР приведены в таблице 1.

Таблица 1 — Технические характеристики электродвигателей типа АИР

1. Определяем длительно допустимый ток:

Согласно ГОСТ 31996-2012 по таблице 21 выбираем номинальное сечение кабеля 16 мм2, где для данного сечения допустимая токовая нагрузка проложенного в земле равна Iд.т. = 77 А, при этом должно выполняться условие Iд.т.=77 А > Iрасч. = 70 A (условие выполняется).

Если же у Вас четырехжильный или пятижильный кабель с жилами равного сечения, например АВВГзнг 4х16, то значение приведенной в таблице следует умножить на 0,93.

Предварительно выбираем кабель марки АВВГзнг 3х16+1х10.

2. Определяем длительно допустимый ток с учетом поправочных коэффициентов:

Определяем коэффициент k1, учитывающий температуру среды отличающуюся от расчетной, выбираем по таблице 2.9 [Л1. с 55] и по таблице 1.3.3 ПУЭ. По таблице 2-9 температура среды по нормам составляет +15 °С, учитывая, что кабель будет прокладываться в земле в траншее.

Температура жил кабеля составляет +80°С в соответствии с ПУЭ изд.7 пунктом 1.3.12. Так как расчетная температура земли отличается от принятых в ПУЭ. Принимаем коэффициент k1=0,96 с учетом, что расчетная температура земли +20 °С.

Определяем коэффициент k2 , который учитывает удельное сопротивление почвы (с учетом геологических изысканий), выбирается по ПУЭ 7 изд. таблица 1.3.23. В моем случае поправочный коэффициент для песчано-глинистой почвы с удельным сопротивлением 80 К/Вт составит k2=1,05.

Определяем коэффициент k3 по ПУЭ таблица 1.3.26 учитывающий снижение токовой нагрузки при числе работающих кабелей в одной траншее (в трубах или без труб). В моем случае кабель прокладывается в траншее с двумя другими кабелями, расстояние между кабелями составляет 100 мм с учетом выше изложенного принимаем k3 = 0,85.

3. После того как мы определили все поправочные коэффициенты, можно определить фактически длительно допустимый ток для сечения 16 мм2:

4. Определяем длительно допустимой ток для сечения 25 мм2:

5. Определяем допустимую потерю напряжения для двигателя в вольтах, с учетом что ∆U = 5%:

6. Определяем допустимые потери напряжения для кабеля сечением 25мм2:

где:

• Iрасч. – расчетный ток, А;
• L – длина участка, км;
• cosφ – коэффициент мощности;

Зная cosφ, можно определить sinφ по известной геометрической формуле:

• r0 и x0 — значения активных и реактивных сопротивлений определяем по таблице 2-5 [Л2.с 48].

7. Определяем допустимые потери напряжения для кабеля сечением 35мм2:

8. В процентном соотношении потеря напряжения равна:

9. Определим сечение кабеля по упрощенной формуле:

где:

• 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;

Как мы видим при определении сечения кабеля по упрощенной формуле, есть вероятность занизить сечение кабеля, поэтому я рекомендую при определении потери напряжения, использовать формулу с учетом активных и реактивных сопротивлений.

10. Определяем потерю напряжения для кабеля сечением 35мм2 при пуске двигателя:

где:

• cosφ = 0,3 и sinφ = 0,95 средние значения коэффициентов мощности при пуске двигателя, принимаются при отсутствии технических данных, согласно [Л6. с. 16].
• kпуск =7,5 – кратность пускового тока двигателя, согласно технических характеристик двигателя.

Согласно [Л7, с. 61, 62] условие пуска двигателя определяется остаточным напряжением на зажимах электродвигателя Uост.

Считается, что пуск электродвигателей механизмов с вентиляторным моментом сопротивления и легкими условиями пуска (длительность пуска 0,5 — 2c) обеспечивается при:

Uост.≥0,7*Uн.дв.

Пуск электродвигателей механизмов с постоянным моментом сопротивления или тяжелыми условиями пуска (длительность пуска 5 – 10 с) обеспечивается при:

Uост.≥0,8*Uн.дв.

В данном примере длительность пуска электродвигателя составляет 10 с. Исходя из тяжелого пуска электродвигателя, определяем допустимое остаточное напряжение:

Uост.≥0,8*Uн.дв. = 0,8*380В = 304 В

10.1 Определяем остаточное напряжение на зажимах электродвигателя с учетом потери напряжения при пуске.

Uост.≥ 380 – 44,71 = 335,29 В ≥ 304 В (условие выполняется)

Выбираем трехполюсный автоматический выключатель типа C120N, кр.С, Iн=100А.

11. Проверяем сечение кабеля по условию соответствия выбранному аппарату максимальной токовой защите, где Iд.т. для сечения 95 мм2 равен 214 А:

где:

• Iзащ. = 100 А – ток уставки при котором срабатывает защитный аппарат;
• kзащ.= 1 – коэффициент кратности длительно допустимого тока кабеля (провода) к току срабатывания защитного аппарата.

Данные значения Iзащ. и kзащ. определяем по таблице 8.7 [Л5. с. 207].

Исходя из всего выше изложенного, принимаем кабель марки АВВГзнг 3х35+1х25.

Литература:

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.
6. Как проверить возможность подключения к электрической сети двигателей с короткозамкнутым ротором. Карпов Ф.Ф. 1964 г.
7. Выбор аппаратуры, защит и кабелей в сетях 0,4 кВ. А.В.Беляев. 2008 г.