Любое бытовое и промышленное оборудование, независимо от области применения, в квартирах или на производствах потребляет определённую мощность, выражаемую в ваттах и киловаттах. Для передачи мощности нужны кабели и провода соответствующего диаметра.
Определение параметров и характеристик кабелей и проводов — обязательная стадия монтажа и проектирования любых силовых электрических систем в домах и на небольших подстанциях.
Верный подбор сечения кабеля возможен только с учётом множества важных характеристик оборудования. Всё это может потребоваться при монтаже котельных, домашних отопительных приборов, замены проводки в квартирах, прокладки новых или ремонта старых электрических сетей.
С помощью таблицы сечения провода можно значительно упростить выбор. Однако для полного понимания всей схемы полезно разобраться в практических и теоретических принципах, формирующих критерии подбора сечения того или иного проводника.
Что представляет собой электропровод
Перед тем как перейти к практическим аспектам выбора кабеля, стоит понять, что такое электропровод, рассчитанный на 10, 30 или 100 кВт. Известно, что направленное движение электронов обеспечивает проводник с нужными свойствами.
Электропровод может иметь разную классификацию и предназначаться для множества задач: телефонный кабель, силовые кабели, кабели связи и т. д.
Учитывая факт того, что передача тока должна происходить на определённом расстоянии, обычно применяется кабель — длинный провод из материала, проводящего ток. Проводить ток могут множество различных материалов, но для бытовых и промышленных целей обычно выбирают алюминиевый или медный провод с защитным изоляционным слоем.
Кабель и электропровод состоят минимум из трёх основных слоёв: медные или алюминиевые жилы (проводники), изоляционный слой проводников, оболочка провода.
- Жилы. При изготовлении провода применяют одну или несколько токопроводящих жил. Для сетей с напряжением 220 вольт как правило используют двужильные провода, для 380 — три и более жил. При этом каждая жила может состоять из нескольких пучков или отдельных проводков.
- Изоляция – слой, покрывающий токопроводящие жилы, чтобы предотвратить их взаимные контакты. Для этого применяют полимерные, текстильные и пленочные материалы.
- Оболочка. Благодаря этому слою все проводники объединяются в единое целое и защищаются от механических или химических воздействий.
Некоторые разновидности кабеля могут иметь дополнительные защитные слои или экранирующие покрытия, бронированные обертки или заполнители.
Предлагаем Вашему вниманию познавательную статью о видах и размерах кабель-каналов для проводки.
Силовой проводник
У такого провода существует несколько вариантов в зависимости от назначения. Обычно встречаются конструкции с двумя, тремя, четырьмя или пятью жилами. Особое внимание уделяется оплётке и внутренней изоляции каждой жилы. Сами жилы изготавливают из алюминия, а число жил может варьироваться от одной до нескольких, переплетённых между собой. Все жилы имеют одинаковое сечение. В четырёхжильных кабелях нулевая или заземляющая жила выполняется меньшего сечения.
Влияние материала проводника на его характеристики
Напряжение и потребляемая мощность силовых установок или бытовых приборов являются основными критериями расчета сечения проводника. Все эти параметры производитель указывает на самом устройстве.
Однако одних только этих данных недостаточно для точного расчёта потребления электроэнергии. Необходимо учитывать, что сопротивление медного и алюминиевого проводника различается. Разобраться во всех характеристиках и подобрать нужный провод по нагрузке поможет таблица расчёта сечения кабеля по мощности.
Приведены таблицы расчёта выбора сечения кабеля по мощности и току для алюминиевых и медных проводов. Таблица выбора сечения медных жил и проводов по мощности
Таблица выбора сечения алюминиевых жил и проводов по мощности
Расчёт нагрузки на провод или силовой кабель по мощности и току — задача непростая. От корректности расчётов напрямую зависит срок службы оборудования и количество энергии, которое оно будет потреблять.
Тонкости расчета нагрузки на линию
Если проводка спрятана в стене или трубе, то есть скрытая проводка, все значения расчётов умножаются на поправочный коэффициент 0,8. Следует отметить, что при открытой проводке этот коэффициент, наоборот, увеличивают на определённое значение.
В целом можно сопоставить провод, несущий ток, с трубопроводом, по которому течёт вода. Если диаметр трубки слишком мал, а давление подачи велико, произойдёт разрыв. Точно так же и кабель может подвергаться перегрузке, если по нему протекает ток, превышающий рассчитанную мощность. Когда мощность кабеля существенно выше требования, это не обязательно приводит к поломке, но владельцу линии придётся заплатить значительно больше.
Все методы определения нужного соотношения основываются на известном законе Ома: ток, умноженный на напряжение, равен мощности. Все расчёты исходят из этого принципа.
Советы по выбору кабеля для бытовых нужд
На рынке строительных материалов представлен широкий выбор кабелей для бытовых задач. Как правило, они различаются цветом изоляции и оплетки, но на всех обязательно нанесена маркировка с всей необходимой информацией.
- Выбирая кабель, помните, что работа на грани возможностей ведёт к значительному перегреву проводников и в отдельных случаях — к возгоранию кабеля.
- Покупать провод стоит с запасом, но чрезмерная его подвеска может привести к обрыву, особенно весной или осенью, когда на нём образуется наледь.
- При слишком большой длине возможны существенные потери мощности тока.
- При выборе обязательно сверяйтесь с маркировкой и всеми необходимыми характеристиками по таблице выбора сечения жил и проводов по мощности и току.
Длинный кабель
Чересчур длинный кабель существенно ограничивает допустимое сопротивление цепи фаза-ноль. Этот момент следует учитывать при расчетах. Для защиты цепей обычно применяют автоматические выключатели с комбинированным расцепителем. Электромагнитные выключатели срабатывают практически мгновенно, в доли секунды, и надёжно защищают сеть от перегрузок.
В небольших цепях влияние длины можно не учитывать. Однако при прокладке длинных линий сопротивление всё же нужно учитывать. В противном случае потери мощности и напряжения могут достигать более пяти процентов, что существенно.
Чтобы избежать таких потерь, можно выполнить несложный расчёт поперечного сечения всего провода по формуле: R = ρ·l / S, где l — общая длина кабеля, а ρ — удельное сопротивление проводника.
При грамотном и вдумчивом подходе расчёт поперечного и продольного сечения по напряжению и току не составит особого труда. Опираясь на специализированную техническую и справочную литературу и пользуясь таблицей сечения кабеля по мощности, вы подберёте необходимый под ваши задачи кабель, независимо от назначения.
