Для чего нужен расчет сечения кабеля
К электрическим сетям предъявляются следующие требования:
- безопасность;
- надежность;
- экономичность.
Если выбранная площадь поперечного сечения провода окажется маленькой, то токовые нагрузки на кабели и провода будут большими, что приведет к перегреву. В результате может возникнуть аварийная ситуация, которая нанесет вред всему электрооборудованию и станет опасной для жизни и здоровья людей.
Если же монтировать провода с большой площадью поперечного сечения, то безопасное применение обеспечено. Но с финансовой точки зрения будет перерасход средств. Правильный выбор сечения провода — это залог длительной безопасной эксплуатации и рационального использования финансовых средств.
Правильному подбору проводника посвящёна отдельная глава в ПУЭ: «Глава 1.3. Выбор проводников по нагреву, экономической плотности тока и по условиям короны».
Осуществляется расчет сечения кабеля по мощности и току. Рассмотрим на примерах. Чтобы определить, какое сечение провода нужно для 5 кВт, потребуется использовать таблицы ПУЭ ( «Правила устройства электроустановок«). Данный справочник является регламентирующим документом. В нем указывается, что выбор сечения кабеля производится по 4 критериям:
- Напряжение питания (однофазное или трехфазное).
- Материал проводника.
- Ток нагрузки, измеряемый в амперах (А), или мощность — в киловаттах (кВт).
- Месторасположение кабеля.
В ПУЭ нет значения 5 кВт, поэтому придется выбрать следующую большую величину — 5,5 кВт. Для монтажа в квартире сегодня необходимо использовать провод из меди. В большинстве случаев установка происходит по воздуху, поэтому из справочных таблиц подойдет сечение 2,5 мм². При этом наибольшей допустимой токовой нагрузкой будет 25 А.
В вышеуказанном справочнике регламентируется ещё и ток, на который рассчитан вводный автомат (ВА). Согласно «Правилам устройства электроустановок«, при нагрузке 5,5 кВт ток ВА должен равняться 25 А. В документе указано, что номинальный ток провода, который подходит к дому или квартире, должен быть на ступень больше, чем у ВА. В данном случае после 25 А находится 35 А. Последнюю величину и необходимо брать за расчетную. Току 35 А соответствуют сечение 4 мм² и мощность 7,7 кВт. Итак, выбор сечения медного провода по мощности завершен: 4 мм².
Чтобы узнать, какое сечение провода нужно для 10 кВт, опять воспользуемся справочником. Если рассматривать случай для открытой проводки, то надо определиться с материалом кабеля и с питающим напряжением.
Зачем надо уточнять сечения кабеля
На большинстве проводов и кабелей производитель обязан наносить маркировку, указывающую на их тип, количество токопроводящих жил и их сечение. Если провод промаркирован как 3х2,5 – это значит, что сечение провода по диаметру равно 2,5 мм². Фактические значения могут отличаться от указанных примерно на 30%, потому что некоторые виды проводки (в частности ПУНП) производятся по устаревшим нормам, допускающим погрешность на указанное количество процентов и в основном она появляется в меньшую сторону. В итоге, если использовать кабель меньшего сечения, чем расчетное, то для провода эффект будет примерно такой же, если бы тоненький полиэтиленовый шланг подключить к пожарному гидранту. Это может привести к опасным последствиям: перегреву электропроводки, оплавлению изоляции, изменению свойств металла. Поэтому, прежде чем сделать покупку, обязательно надо проконтролировать чтобы площадь поперечного сечения проводника не отличалась от той, что заявлена производителем.
Способы узнать реальный диаметр провода
Самый простой и точный метод измерить диаметр жилы провода – использовать специальные инструменты, такие как штангенциркуль или микрометр (электронный или механический). Чтобы измерение было точным измеряемый провод надо очистить от изоляции, чтобы инструмент за нее не цеплялся. Также надо осмотреть кончик провода, чтобы он был без перегибов – иногда они появляются если жила перекусывается тупыми кусачками. Когда диаметр измерен, можно приступать к вычислению площади сечения жилы провода.
Микрометр даст более достоверное значение, чем штангенциркуль.
В случае когда под рукой нет точного измерительного инструмента, есть еще один способ как узнать сечение – для него нужна будет отвертка (карандаш или любая трубка) и измерительная линейка. Также придется купить хотя бы один метр провода (хватит и 50 см, если только продадут такое количество) и снять с него изоляцию. Далее проволока наматывается плотно, без зазоров, на жало отвертки и длина намотанного участка замеряется линейкой. Полученная ширина намотки делится на количество витков и результатом будет искомый диаметр провода, по которому уже можно искать сечение.
Как проводить измерения подробно показано в этом видео:
Какие формулы надо использовать
Что такое сечение провода известно еще по азам геометрии или черчения – это пересечение объемной фигуры воображаемой плоскостью. По точкам их соприкосновения образуется плоская фигура, площадь которой вычисляется подходящими формулами. Жила провода чаще всего цилиндрической формы и в сечении дает круг, соответственно, поперечное сечение проводника можно рассчитать по формуле:
S = ϖ R²
R – радиус круга, равен половине диаметра;
ϖ = 3,14
Есть провода с плоскими жилами, но их мало и площадь сечения на них находить гораздо проще – просто перемножить стороны.
Чтобы получить более точный результат надо иметь в виду:
- Чем больше витков (их должно быть не меньше 15) накрутить на отвертку, тем точнее получится результат;
- Расстояний между витками быть не должно, из-за зазора погрешность будет выше;
- Нужно сделать несколько замеров, каждый раз меняя его начало. Чем их больше, тем выше точность расчетов.
Недостатком такого способа является то, что для замеров можно использовать проводники небольшой толщины, толстый кабель накрутить будет сложно.
Определяем сечение провода с помощью таблицы
Использование формул не дает гарантированного результата, да и как назло они забываются в самый нужный момент. Поэтому определение сечения лучше проводить согласно таблице, куда сведены результаты вычислений. Если получилось измерить диаметр жилы, то площадь сечения провода можно посмотреть в соответствующем столбце таблицы:
Если надо найти общий диаметр многопроволочной жилы кабеля, то придется отдельно вычислить диаметр каждого проводка, а полученные значения сложить. Дальше все делается так же, как и с однопроволочной жилой – результат находится по формуле или таблице.
При замерах сечения провода, его жила тщательно очищается от изоляции, так как не исключена возможность что ее толщина будет больше нормативной. Если в точности расчетов по каким-либо причинам есть сомнения, то лучше выбирать кабеля или провода с запасом мощности.
Чтобы приблизительно узнать сечение провода, который будет приобретаться, надо сложить мощности электрооборудования, что будет к нему подключено. Потребляемая мощность обязательно указывается в паспорте прибора. По известной мощности высчитывается суммарный ток, который будет протекать по проводнику, а исходя из него уже подбирается сечение.
Критерии выбора
Существует несколько основных принципов, по которым подбирается площадь поперечного среза кабеля, что помогает обеспечить подачу электроэнергии потребителям. В список основных критериев входят такие свойства, как нормативный показатель расчетного тока на линиях по соответствующей таблице, способ прокладки, проводниковый материал и температурные условия при эксплуатации установок.
Сечение кабеля
Среди второстепенных критериев, помогающих подобрать оптимальное сечение кабеля, можно выделить следующие свойства и требования:
- Допустимый габарит сечения, определяемый для токовой проходимости без перегрева металлического сердечника;
- Исключение опасности падения электронапряжения провода с подобранным диаметром ниже нормативных значений;
- Соблюдение механической прочности и надежности кабеля посредством выбора минимальной площади сечения и качества материала изоляционного слоя. Соблюдая это требование, можно поддерживать оптимальный показатель мощности и обеспечить безопасность электрификации.
Обратите внимание! Допустимое значение нагрева проводника – 60 градусов, и данного показателя необходимо придерживаться, чтобы предотвратить преждевременный износ изоляции, для чего требуется применять только провода с достаточным для прохождения тока сечениями. При перегреве провода гарантировать надежность контакта в местах присоединения к электрическим приборам невозможно, из-за чего возникает опасность возникновения аварийных ситуаций, например, выгорания проводки, после которой придётся править всю ЭЦ
Таким образом, для того, чтобы выбрать оптимальный диаметр проводника по току, необходимо иметь навыки и опыт в корректном использовании нормативной информации, о предельных токовых нагрузках.
Вам это будет интересно Использование бронированного кабеля
Список критериев
Почему возникает несоответствие?
Несмотря на то, что в условиях современной конкуренции производители всеми силами стремятся не упустить своих клиентов, некоторые из них берутся за надувательство. Для этого они экономят металл за счет уменьшения диаметра. Достаточно убрать всего лишь пару квадратных миллиметров, и на сотнях километров кабеля это окупиться значительным снижением себестоимости.
А потом и покупателю цену снизят, и сами останутся довольными. Но вот потребитель, в конечном итоге, подводит себя под угрозу из-за того, что сопротивление проводника гораздо ниже заявленного. И в месте прокладки такого провода возникает вероятность возгорания.
Как определить сечение кабеля по диаметру, формула, таблица
Самым главным при монтаже электропроводки — это подобрать качественный кабель, ведь всегда с легкостью можно заменить розетку, или выключатель, а заменить прогоревший кабель будет затруднительно, не говоря уже о том, какие могут быть последствия от этого. Очень часто сечение кабеля отличается от заявленного производителем, ведь уменьшение сечения позволяет недобросовестным производителям экономить на самой дорогой составляющей — меди. Чтоб не стать жертвой обмана желательно перед покупкой кабеля измерить его сечение самому, а как определить сечение кабеля по диаметру тремя простыми способами мы расскажем в этой статье.
Способ №1 — с помощью штангенциркуля или микрометра
С помощью штангенциркуля или микрометра замеряется диаметр зачищенной от изоляции токопроводящей жилы кабеля. Замер желательно произвести на нескольких участках жилы, а также на всех жилах кабеля, и записать наименьшие показатели. Если производить замеры с помощью микрометра, то замер нужно производить на ровном участке жилы, так показатели будут более точными.
- Как известно из школьного курса математики площадь круга (а в нашем случае это будет площадь сечения кабеля) исчисляется по формуле S=πR² и если эту формулу упростить делением числа π на 4, то в результате получим формулу по которой можно определить сечение кабеля по диаметру:
- По этой формуле можно с легкостью посчитать сечение токопроводящей жилы, например: при измерении диаметра токопроводящей жилы мы получили значение 1,6 мм, умножаем 0,785*1,6*1,6=4,009466 мм², получается это кабель сечением 4 квадрата.
Способ №2 — с помощью линейки
Что делать если под рукой нет ни штангенциркуля, или, том более микрометра, как определить сечение кабеля по диаметру без этих инструментов? На помощь придет старый и проверенный способ измерения с помощью линейки и карандаша.
Принцип измерения с помощью данного способа состоит в следующем: очищенная жила наматывается на карандаш, как показано на рисунке ниже. Минимальное количество витков должно быть 15-20, но тут тоже нужно исходить из толщины проводника, если он слишком тонкий то желательно намотать витков побольше.
Чтоб уменьшить погрешность измерения, витки нужно наматывать как можно плотнее. Далее с помощью линейки измеряем длину намотанного провода и разделяем на количество витков, получаем диаметр жилы, все просто.
С помощью известной уже нам формулы определяем сечение кабеля по диаметру. Для наглядности приведем пример: допустим мы намотали 20 витков провода, и получили результат 19,6 мм, делим это число на количество витков 20, и получаем диаметр 0,98 мм. С помощью формулы рассчитываем: 0,785*0,98*0,98=0,753914 мм², округляем, и получаем 0,75 квадратов.
Недостаток данного способа определения сечение кабеля по диаметру в том, что с его помощью будет затруднительно намотать провод с большим сечением, а вот для малых сечений этот метод наоборот даст более точный результат. К тому же нужно будет наверняка купить для проверки кусок провода, ведь никакой продавец не позволит проводить у себя такие эксперименты.
Способ №3 — с помощью таблицы
Самый простой способ определить сечение кабеля по диаметру, но все таки потребуется измерительный инструмент штангенциркуль, или микрометр. Измеряем толщину диаметра жилы, и с помощью таблицы определяем сечение.
| Диаметр проводника, мм | Сечение кабеля, мм.кв. |
| 0,80 | 0,5 |
| 0,98 | 0,75 |
| 1,13 | 1,0 |
| 1,38 | 1,5 |
| 1,60 | 2,0 |
| 1,78 | 2,5 |
| 2,26 | 4,0 |
| 2,76 | 6,0 |
| 3,57 | 10,0 |
| 4,51 | 16,0 |
| 5,64 | 25,0 |
| 6,68 | 35,0 |
| 7,98 | 50,0 |
| 9,44 | 70,0 |
| 11,00 | 95,0 |
| 12,36 | 120,0 |
| 13,82 | 150,0 |
| 15,35 | 185,0 |
| 17,48 | 240,0 |
| 19,54 | 300,0 |
| 22,57 | 400,0 |
В заключении нужно сказать, что важно также обращать внимание на состав токопроводящей жилы, чаще всего подделывают провода и кабеля с медной жилой. Покупайте кабельную продукцию у проверенного продавца
Наш магазин реализует только качественную, сертифицированную продукцию проверенных отечественных производителей
Наш магазин реализует только качественную, сертифицированную продукцию проверенных отечественных производителей.
Если хотите задать вопрос связанный с вопросом выбора кабельной продукции, то Вы всегда можете проконсультироваться с нашими консультантами, достаточно всего лишь связаться с нами через форму обратной связи, либо заказать обратный звонок.
Измеряем сечение проводов в зависимости от диаметра
Сечение кабеля или других видов проводников определяется несколькими способами. Главное – позаботиться о предварительных замерах. Для этого рекомендуют снимать верхний слой изоляции.
О приборах для измерения, описание процесса
Штангенциркуль, микрометр – основные инструменты, помогающие при измерениях. Чаще всего предпочтение отдают приспособлениям механической группы. Но допустимо выбирать и электронные аналоги. Их главное отличие – цифровые специальные экраны.
Электронный штангенциркуль
Штангенциркуль относится к инструментам, имеющимся в каждом домашнем хозяйстве. Потому его часто выбирают при измерении диаметра у проводов, кабелей. Это касается и случаев, когда сеть продолжает работать – к примеру, внутри розетки или щитового устройства.
Следующая формула помогает определиться с сечением на основе диаметра:
S = (3,14/4)*D2.
D – буква, обозначающая диаметр провода.
Если в конструкции жила не одна – то замеры проводятся для каждого из составных элементов отдельно. После этого полученные результаты складывают друг с другом.
Далее всё можно считать с помощью такой формулы:
Sобщ= S1+ S2+…
Sобщ – указание на общую площадь поперечного сечения.
S1, S2 и так далее – поперечные сечения, определённые для каждой из жил.
Рекомендуется замерять параметр минимум три раза, чтобы результаты были точными. Поворачивание проводника в разные стороны происходит каждый раз. Результат – средняя величина, максимально близкая к реальности.
Обычную линейку допускается использовать, если штангенциркуля или микрометра нет под руками. Предполагается выполнение таких манипуляций:
- Полное очищение слоя изоляции у жилы.
- Накручивание витков вокруг карандаша, максимально плотно друг к другу. Минимальное количество таких компонентов – 15-17 штук.
- Намотку измеряют, по длине в целом.
- На количество витков делят итоговую величину.
Точность измерения вызывает сомнения, если витки не укладываются на карандаш равномерно, с оставленными зазорами определённых размеров. Чтобы точность была выше – рекомендуют замерять изделие с разных сторон. Сложно навивать толстые жилы на обычные карандаши. Лучше всё-таки применять штангенциркули.
Площадь сечения провода вычисляется с помощью формулы, описанной ранее. Это делается после завершения основных измерений. Можно опираться на специальные таблицы.
Микрометр советуют применять в случае с наличием в составе сверхтонких жил. Иначе велика вероятность механических повреждений.
Таблица соответствия диаметров проводов и их площадь сечения
Измерение диаметра провода
По стандарту диаметр провода должен соответствовать заявленным параметрам, которые описываются в маркировке. Но фактический размер может отличаться от заявленного на 10-15 процентов. Особенно это касается кабелей, которые изготовлены мелкими фирмами, однако проблемы могут быть и у крупных производителей. Перед покупкой электрического провода для передачи токов большого значения, рекомендуется промерять диаметр проводника. Для этого могут применяться различные способы, отличающиеся погрешностью. Перед выполнением измерения требуется очистить жилы кабеля от изоляции.
Замеры можно производить непосредственно в магазине, если продавец разрешит снять изоляцию с небольшого участка провода. В противном случае придется приобрести небольшой отрезок кабеля и произвести измерение на нем.
Микрометром
Максимальную точность можно получить с помощью микрометров, которые имеют механическую и электронную схему. На стержне инструмента имеется шкала с ценой деления 0,5 мм, а на круге барабана есть 50 рисок с ценой деления 0,01 мм. Характеристики одинаковы у всех моделей микрометров.
При работе с механическим прибором следует соблюдать последовательность действий:
- Вращением барабана устанавливают зазор между винтом и пяткой близкий к измеряемому размеру.
- Подвести винт трещоткой плотнее к поверхности измеряемой детали. Подводку выполняют вращением рукой без усилий до момента срабатывания трещотки.
- Высчитать поперечный диаметр детали по показаниям на шкалах, размещенных на стебле и барабане. Диаметр изделия равен сумме значения на стержне и барабане.
Измерение механическим микрометром
Работа с электронным микрометром не требует вращения узлов, он выводит значение диаметра на жидкокристаллический экран. Перед использованием прибора рекомендуется проверить настройки, поскольку электронные устройства производят замер в миллиметрах и дюймах.
Штангенциркулем
Прибор имеет уменьшенную по сравнению с микрометром точность, которой вполне хватает для измерения проводника. Штангенциркули оснащаются плоской шкалой (нониусом), круговым циферблатом или цифровой индикацией на жидкокристаллическом дисплее.
Чтобы измерять поперечный диаметр, необходимо:
- Зажать измеряемый проводник между губками штангенциркуля.
- Высчитать значение по шкале или посмотреть его на дисплее.
Пример вычисления размера на нониусе
Линейкой
Измерение линейкой дает грубый результат. Для выполнения замера рекомендуется применение инструментальных линеек, которые имеют большую точность. Использование деревянных и пластиковых школьных изделий даст весьма приблизительное значение диаметра.
Для замера линейкой необходимо:
- Очистить от изоляции кусок провода с длиной до 100 мм.
- Плотно намотать полученный отрезок на цилиндрический предмет. Витки должны быть полными, то есть начало и конец провода в намотке направлены в одну сторону.
- Измерить длину получившейся намотки и разделить на количество витков.
Измерение диаметра линейкой по числу витков
В приведенном выше примере имеется 11 витков провода, которые составляют в длину около 7,5 мм. Разделив длину на количество витков, можно определить приблизительное значение диаметра, которое в данном случае равно 0,68 мм.
На сайтах магазинов, продающих электрические провода, имеются онлайн-калькуляторы, которые позволяют выполнить расчет сечения по количеству витков и длине полученной спирали.
Общая информация о кабеле и проводе
При работе с проводниками необходимо понимать их обозначение. Существуют провода и кабеля, которые отличаются друг от друга внутренним устройством и техническими характеристиками. Однако многие люди часто путают эти понятия.
Проводом является проводник, имеющий в своей конструкции одну проволоку или группу проволок, сплетенных между собой, и тонкий общий изоляционный слой.
Кабелем же называется жила или группа жил, имеющих как собственную изоляцию, так и общий изоляционный слой (оболочку).
Каждому из типов проводников будут соответствовать свои методы определения сечений, которые почти схожи.
Материалы проводников
Количество энергии, какую передает проводник, зависит от ряда факторов, главный из которых – это материал токопроводящих жил.
- Материалом жилок проводов и кабелей могут выступать следующие цветные металлы:
- Алюминий. Дешевые и легкие проводники, что является их преимуществом. Им присуще такие отрицательные качества, как низкая электропроводность, склонность к механическим повреждением, высокое переходное электросопротивление окисленных поверхностей;
- Медь. Наиболее популярные проводники, имеющие, по сравнению с другими вариантами, высокую стоимость. Однако им присуще малое электрическое и переходное на контактах сопротивление, достаточно высокая эластичность и прочность, легкость в спайке и сварке;
- Алюмомедь. Кабельные изделия с жилами из алюминия, которые покрыты медью. Им свойственна чуть меньшая электропроводность, чем у медных аналогов. Также им присуще легкость, среднее сопротивление при относительной дешевизне.
В чем заключается обман
Если вы не будете знать и понимать, как выглядит провод в 4 квадрата или какой диаметр у него, вас легко смогут обмануть. Этот обман может исходить как со стороны взятого в подрядчики электрика, так и со стороны нерадивых производителей. В чем конкретно он заключается?
К примеру, вы возложили все обязательства по подбору проводки для вашей квартиры на специалиста. Он должен пойти в супермаркет и на выделенные вами средства приобрести соответствующую вашим требованиям и условиям пользования электроэнергией проводниковую сеть. Поскольку вы абсолютно ничего не смыслите в размерах, сечениях, пропускных способностях проводов, вы полностью полагаетесь на ответственного подрядчика.
В свою очередь он может добросовестно выполнить ваше поручение и приобрести необходимый вам кабель, а может в корыстных целях воспользоваться вашим доверием и купить более дешевый, а соответственно, и более низкосортный продукт. Вырученную разницу он попросту возьмет и заберет себе в карман. Проводка будет, конечно, установлена. Но вы будете спокойно жить и даже не подозревать об угрозах низкого качества вашей проводки и о том, что вас просто-напросто облапошили.
Другой способ обмануться – это всецело и полностью доверять производителям кабельной индустрии. Даже несмотря на достаточно высокую конкуренцию, в условиях которой все поставщики кабельной продукции стараются отработать по максимуму и ни в коем случае не упустить своих клиентов, они часто обращаются к различного рода ухищрениям. Одним из наиболее часто встречаемых таких ухищрений является экономия на металле за счет уменьшения проводникового диаметра. Вы только подумайте: производителю достаточно уменьшить всего на пару мм2 сечение провода в 10 квадратов (какой диаметр при этом будет ему соответствовать?), чтобы окупиться за счет значительного снижения себестоимости на продаже сотен километров этого кабеля! Ему хорошо, а вы можете остаться у разбитого корыта. Или, правильнее будет сказать, у сгоревшей проводки. Ведь сопротивление купленного проводника будет гораздо ниже того, которое заявлено в маркировке и документации.
Вот почему так важно обладать хотя бы минимальной информацией о том, какими должны быть провода, в чем различие диаметра и сечения в кабеле и на основе чего производятся расчеты
