Что такое сечение жилы провода кабеля

Сечение провода (кабеля) по диаметру: правила расчета необходимого сечения провода для домашней электросети

Не каждый знает, что сечение провода — это не диаметр, ведь возникшая путаница может привести к неразумным тратам, сложностям в монтаже и более страшным последствиям, короткому замыканию, возгоранию и даже пожару. Предотвратить все это легко, если правильно рассчитать требуемое сечение и выбрать из предлагаемого производителями многообразия.

Существует несколько способов, как определить сечение провода по сторонним характеристикам кабеля, например, силе тока, диаметру или пропускаемой мощности. Ниже поговорим о самых простых и результативных из них.

Краткое содержимое статьи:

Что собой представляет кабель?

Кабель – длинный провод, внутри которого размещено несколько жил, который взаимодействуют между собой. Несколько металлических жил требуется для того, чтобы повысить мощность кабеля. Если жил будет недостаточно, то при перепадах напряжения в сети, этот провод будет сильно перегреваться и может сгореть.

Если нужно определить сечение кабеля, достаточно обратить внимание всего на один параметр – его диаметр. Как именно с его помощью провести нужные расчеты и, какие инструменты для этого сгодятся, стоит рассмотреть более детально.

Определение сечения проводов по диаметру

Для определения поперечного сечения проводника при известном диаметре используется формула известная со школьного курса геометрии:

S =π * R 2 , или S = π/4 * D 2

S – искомая площадь, мм 2 ;

D – измеренный диаметр токопроводящей жилы, мм;

R – радиус, мм; R=D/2;

В случае использования многожильных кабелей площадь определяется как сумма площадей отдельных токопроводящих жил.

После вычисления таким образом поперечного сечения провода, можно с достаточной степенью точности провести расчеты нагрузочных и эксплуатационных параметров электропроводки.

Расчет сечения

Если перед вами лежит кабель, сечение которого вы не знаете (нет маркировки), то этот показатель можно самостоятельно рассчитать, используя формулу площади круга:

То есть, замеряете своими руками при помощи штангенциркуля диаметр жилы и вставляете данный показатель в формулу. Если маркировка на проводе осталась, к примеру, ВВГ 3х1,5, то это значит, что перед вами трехжильный провод с сечением 1,5 мм².

Внимание! Чем больше сечение провода, тем большую токовую нагрузку он может нести.

Но необходимо учитывать и тот факт, что провода бывают разные в плане материала, из которого они изготавливаются. В основе всех электрических кабелей лежит или медь, или алюминий. Так вот медные кабели выдерживают большую токовую нагрузку, чем алюминиевые. К тому же они практически не окисляются, поэтому, когда перед вами стоит выбор, то предпочтение лучше всего отдать медному варианту.

Есть еще один момент, который необходимо учитывать. Этот способ проводки схемы электроснабжения. То есть, электрический кабель уложен в штробы и заштукатурен, или проводка была проведена в гофрированном шланге, или была сделана открытая электропроводка. В чем разница?

Все дело в том, что внутренняя проводка (скрытая) создает условия, при которых провод оказывается в замкнутом пространстве. То есть, нагреваясь, он не отдает тепло воздуху, который его окружает. А, значит, перегревается быстрее и больше. А это, в свою очередь, снижает ресурс эксплуатации и создает условия быстрого выхода из строя. То есть, в такой проводке необходимо использовать провода сечением чуть больше, чем по номиналу.

Плотность тока

Постепенно, разбираясь в электрических проводах, а точнее, в выборе сечения кабеля, мы подошли к еще одному не менее важному показателю – плотности тока. Что это такое? По сути, это все та же сила тока, измеряемая в амперах, которая проходит через стандартную величину сечения электрического провода, равную одному миллиметру в квадрате.

Скажем так, что это относительная величина, поэтому ее можно использовать в формуле, определяющей диаметр провода:

d=1,1*√I/Ip, где Ip – плотность тока.

Теперь можно вычислить сечение провода, подставляя значение «d» в формулу площади. В конечном итоге получаем, что S=I/Ip.

Но где тогда взять показания «Ip»? Это стандартные величины, зависящте опять-таки от материала, из которого изготавливаются провода, и вида проводки. Нижняя таблица показывает данную зависимость.

Площадь круга

Как мы и говорили выше, медь в данном случае предпочтительнее.

Давайте рассмотрим один простой пример расчета. Вводные данные:

• Провод медный.
• Открытая проводка.
• Нагрузка на кабель 2,2 кВт.

Сначала находим силу тока в электрической цепи: I=P/U=2200 Вт:220 В= 10 А.

Теперь находим сечение самого провода: S=I/Ip=10:10=1 мм², где второе число «10» выбираем из вышеупомянутой таблицы. Таким образом, можно самостоятельно рассчитать все сечения кабелей на каждом участке электрической сети дома. Главное – правильно рассчитать потребляемую мощность на каждом шлейфе. А это, как вы знаете, суммарная мощность все бытовых приборов и лампочек освещения. К примеру, если рассчитывается участок кухни, то придется сложить мощность всех аппаратов, а это холодильник, микроволновка, кофеварка, электрический чайник, вытяжка, блендер и так далее, плюс освещение. Данный показатель указывается на бирках приборов и стеклянном корпусе ламп.

В принципе, для себя можно такую таблицу сечения проводов собрать самостоятельно, учитывая все раскладки, о которых написано выше. То есть, если знать потребляемую мощность на всех электрических контурах, то можно по участкам разбить кабели в зависимости от их сечения.

Мощность некоторых бытовых электроприборов

• Во-первых, это упростит проведение монтажа. То есть, вы никогда не запутаетесь, где какой кабель должен быть проложен.
• Во-вторых, можно будет подсчитать расходы, связанные с покупкой проводки, и тем самым определить бюджет ремонта.
• В-третьих, таблица поможет в будущем. Если потребляемая мощность не изменится с годами, то вам не надо будет опять проводить все расчеты. Достаточно достать таблицу и вспомнить, какого сечения кабель, где был уложен.

Расчет по длине

Ну и последний способ, позволяющий рассчитать сечение кабеля – по длине. Суть следующих вычислений заключается в том, что каждый проводник имеет свое сопротивление, которое с увеличением протяженности линии способствует потерям напряжения (чем больше расстояние, тем больше и потери). В том случае, если величина потерь превысит отметку в 5%, необходимо выбрать проводник с жилами покрупнее.

Для вычислений используется следующая методика:

• Нужно рассчитать суммарную мощность электроприборов и силу тока (выше мы предоставили соответствующие формулы).
• Выполняется расчет сопротивления электропроводки. Формула имеет следующий вид: удельное сопротивление проводника (p) * длину (в метрах). Получившееся значение необходимо разделить на выбранное поперечное сечение кабеля.

R=(p*L)/S, где p — табличная величина

Обращаем Ваше внимание на то, что длина прохождения тока должна умножаться в два раза, т.к. ток изначально идет по одной жиле, а потом возвращается назад по другой

Рассчитываются потери напряжения: сила тока умножается на рассчитанное сопротивление.

• Определяется величина потерь: потери напряжения делятся на напряжение в сети и умножаются на 100%.
• Итоговое число анализируется. Если значение меньше 5%, оставляем выбранное сечение жилы. В противном случае подбираем более «толстый» проводник.

Допустим мы рассчитали, что сопротивление жил у нас 0,5 Ома, а ток 16 Ампер, тогда:

Что вполне допустимо для большинства случаев, согласно ГОСТ 29322-14 «Стандартные напряжения». Подробнее в статье: https://samelectrik.ru/kakoe-otklonenie-napryazheniya-v-seti-schitaetsya-predelnym.html.

Таблица удельных сопротивлений:

Если Вы протягиваете линию на довольно протяженное расстояние, обязательно производите расчет с учетом потерь по длине, иначе будет высокая вероятность неправильного выбора сечения кабеля.

Возможные потери кабеля и провода

Учитывая повышенную температуру летом, значение максимального тока нужно умножить на 0,65 тех показаний, которые значатся в таблице №.2 и №3. Так же, в правилах устройства электроустановок имеется снижающий коэффициент для числа кабелей уложенных в лотках, и коэффициент, зависящий от окружающей температуры.

Длина кабеля и провода также несет некоторые потери электричества. Чем длиннее кабель, тем выше сопротивление и соответственно выше потери.

Потери в кабеле нельзя иметь более 5%. Такие потери электричества можно посчитать, зная номинальный ток и сопротивление кабеля.

Сечение по ГОСТу или ТУ

Большой ассортимент электротехнических товаров способствует быстрому решению задач, которые связаны с электромонтажными работами. Качество этой продукции играет очень важную роль и все товары должны соответствовать требованиям ГОСТ.

Как итог – рынок перенасыщен некачественным и дешевым товаром, который требуется перепроверять перед покупкой.

Если имеющиеся в торговых точках кабели подходящей стоимости не соответствуют заявленным характеристикам, единственное что можно сделать – приобрести провод с запасом по поперечному сечению. Резерв мощности никогда отрицательно не скажется качестве электропроводки. Также будет нелишним обратить внимание на продукцию от производителей, дорожащих своим именем – хоть она и стоит дороже, но это гарантия качества, а замена проводки делается не так часто, чтобы на ней экономить.