От того, удалось ли правильно выбрать сечение кабеля, зависит, как безопасно и долго удастся его эксплуатировать. Разбираемся с правилами выбора сечения по мощности и току.
Работы по прокладыванию кабеля начинают с составления проекта. На этом этапе необходимо определить, какой длины кабель понадобится, где и как он будет прокладываться, что понадобится для работы. И конечно, необходимо определить сечение кабеля. Разберемся, как правильно выбрать кабель по этому параметру, какие существуют методики расчета сечения, и на что необходимо обратить внимание в первую очередь.
Почему важно знать площадь сечения жил кабеля
При прохождении тока по кабелю или проводу металл, выполняющий роль проводника, нагревается. Закон Джоуля-Ленца (который все мы изучали на уроках физики в школе) связывает нагрев кабеля с его электрическим сопротивлением. А эта характеристика напрямую зависит от площади сечения проводника: чем она больше, тем меньше нагреется кабель при прохождении равного тока.
Поэтому если проложить слишком тонкий кабель, от прохождения тока начнет расти температура. Это явление происходит в три этапа:
- Кабель нагревается, но остается целым. На этом этапе повышение температуры дополнительно увеличивает сопротивление, и кабель начинает греться еще сильнее.
- От повышения температуры начинает повреждаться изоляция. Если она подвержена горению, начинается тление, если нет – пластик начинает плавиться. Заканчивается эта стадия обычно замыканием соседних жил и еще большим ростом температуры.
- От высокой температуры и повышенных токов от короткого замыкания плавится металл, из которого изготовлены жилы, вышибает автоматы тепловой защиты, а если их нет – горят подключенные к линии электроприборы.
Таким образом, очевидно, что ставить кабель со слишком маленькой площадью сечения просто опасно.
[warning]Сопротивление также зависит от металла, из которого изготовлен проводник (в электротехнике обычно применяются алюминий и медь высокой чистоты). Поэтому для каждого значения мощности алюминиевые и медные проводники имеют различное минимально допустимое сечение.[/warning]
Если площадь сечения превышает необходимое значение, это не грозит неприятными последствиями. Но чем толще кабель, тем он дороже, да и прокладка будет сопряжена с дополнительными трудностями из-за большей жесткости. Поэтому крайне желательно подбирать сечение так, чтобы запас по площади был не слишком большим.
Маркировка кабеля: как узнать сечение
Маркировка любого кабеля – это буквенно-числовой код, в котором указаны металл, из которого изготовлены жилы, тип изоляции, наличие защитных оболочек (брони, экрана) и многое другое. Указывается в маркировке также число жил и сечение каждой жилы. Умение читать маркировку помогает выбрать кабель для решения тех или иных задач при организации электроснабжения дома.
Полная расшифровка всех тонкостей чтения маркировочного кода – тема для отдельной статьи (подробнее читайте здесь). Но определить тип кабельных жил и их сечение поможет следующая часть маркировки:
- Первая буква в маркировочном коде. Если это «А» — значит, жилы изготовлены из алюминия. Если любая другая буква – значит, жилы медные.
- Числовая часть кода описывает число и количество жил. Так, код «3х2,5» говорит о том, что в кабеле имеются 3 жилы, а сечение каждой из них – 2,5 кв. мм.
[important]У кабеля с маркировкой «ВВГ-П 2х4» жилы изготовлены из меди, их 2, а площадь сечения каждого проводника составляет 4 кв.мм.[/important]
Приведенные правила обозначения материала проводников и их сечения основаны на ГОСТах, принятых во времена СССР. Они актуальны для кабельной продукции, выпускаемой в России и других бывших республиках Союза. В США, Европе, Японии и других зарубежных странах действуют свои системы маркировки. Узнать значение маркировки помогут справочники и таблицы, размещенные в сети Интернет.
Выбор по мощности
Сечение любого проводника подбирают из того, какую мощность потребляют приборы, которые будут к нему подключены. Поэтому на этапе проектирования необходимо понять, что это за кабель и для чего он нужен. Если он для запитывания розетки – оцените мощность, необходимую приборам, которые в эту розетку будут включаться. Если это фазный провод для запитывания домашнего электрического щитка – оцениваем мощность всех приборов, которые будут включены на этой фазе одновременно.
Мощность имеющихся в доме приборов отмечается на специальных наклейках или кусочках металла, прикрученных к корпусу (они называются «шильдики»). Зарубежные производители обозначают мощность, которую потребляет прибор, обозначением «TOT» (либо «TOT MAX»), число записывается в ваттах – «W» или киловаттах – «kW». На приборах отечественного производства используются соответственно «Вт» и «кВт».
Если мощность прибора вам неизвестна, а шильдик и техпаспорт утрачены, помогут справочные данные. Мы также приводим такую справочную таблицу:
[warning]Поскольку для каждого оборудования существуют различные модели, цифры в справочниках указаны с приличным разбросом. Ели вы не знаете точного значения, берите максимум. Лучше немного переплатить за более толстый кабель, чем потом столкнуться с коротким замыканием и пожаром.[/warning]
Определив суммарную потребляемую мощность, смотрим в таблицу:
В ней находим нужное значение, напряжение, под которым запитан кабель (220 В или 280 В), а также тип проводника (медь или алюминий). В результате в первой колонке получаем значение площади сечения. Использовать более тонкий кабель нельзя, более толстый – допустимо, но не всегда целесообразно.
Алюминий или медь?
Этот вопрос часто не дает покоя начинающим электрикам. В квартирах и коттеджах при прокладывании внутренней электропроводки медь будет оптимальным выбором: она меньше греется, не ломается в месте изгиба, обладает меньшим сопротивлением. Конечно, медные проводники дороже, но это – не та статья, на которой стоит экономить.
Однако с увеличением диаметра проводника преимущества меди резко снижаются. Поэтому если требуется использовать толстые кабели, вполне допустимо применить алюминий.
Расчет сечения кабеля по току
Посчитать сечение кабеля по току помогают три методики:
- Применяя формулы. Формулы, которые связывают пропускную способность проводника и его сечение, имеются в любом учебнике электротехники. Но в быту большинство людей их либо давно позабыли, либо никогда и не знали. Поэтому этот способ исключим из рассмотрения, как излишне сложный (хоть он и самый точный).
- С помощью таблицы. Таблица, с помощью которой определяется сечение от мощности, содержит и показатели допустимого тока. Пользоваться ей необходимо по тому же алгоритму. Считаем общий ток, потребляемый всеми приборами, к которым питание подается по прокладываемому кабелю. Затем находим нужное значение (ориентируясь на вольтаж и материал жил), проходим по строчке и получаем значение сечения.
- Упрощенный способ. Запоминаем, что медный кабель, жила которого имеет площадь сечения в 1 кв. мм, пропустит максимум 10 А или 2,2 кВт (при напряжении в 220 В). Делим на эти опорные числа наше значение, получаем сечение кабеля. Так, если подаем ток в 40 А, берем сечение в 4 кв.мм. Недостаток способа – малая точность. Если сечение более 6 кв. мм, пользуемся значениями из таблицы.
[important]Алюминиевый провод, пропускающий такой же ток, как и медный, должен иметь сечение, превосходящее этот показатель медного провода на треть и более. Так, если для меди достаточно 1,5 кв. мм, то сечение алюминиевого проводника – от 2 кв. мм и более.[/important]
Как и для расчета сечения по мощности, стоит предусмотреть некоторый запас при расчете этого показателя по силе тока. Дело в том, что в аварийных случаях сила тока в проводнике может существенно превысить стандартное значение. Однако брать слишком большой запас нецелесообразно по двум причинам:
- Это слишком дорого. Так, через розетку, рассчитанную на 3,2 кВт, иногда может поступать и большая мощность. Однако автомат на 3,5 кВт, через который она запитана, все равно не позволит пройти по кабелю слишком большому току. А значит, ставить кабель с сечением жил на 4 кв.мм, рассчитанный на 8 кВт, нет смысла.
- Это создаст проблемы при монтаже. Слишком толстый и жесткий кабель просто не войдет в розетку.
Определить эффективное значение площади сечения для каждого значения силы тока поможет таблица:
Как выбрать длину
Длина проводника также влияет на значение его сопротивления, хоть и не столь радикально, как площадь сечения. В длинном кабеле увеличиваются тепловые потери тока, поэтому если проект требует тянуть линию на большую длину (например, при прокладке магистрали по участку – от столба к дому) стоит подстраховаться, взяв более толстый проводник.
Учесть потери при установке длинного кабеля позволяет таблица. Определяем по плану, какой длины кабель требуется проложить, находим строку по значению тока или мощности и в столбце с нужной длиной видим необходимое значение сечения.
Советы профессионалов по выбору
Мы рекомендуем для просмотра два видеоролика, содержащих советы по выбору кабеля от экспертов в области электроснабжения. Просмотрев этот видеоматериал, вы лучше поймете, какой кабель оптимально применить в каких случаях:
Также мы рекомендуем, подбирая кабели, оставлять запас «на вырост». Он пригодится при установке в доме новых бытовых приборов: вытяжек, стиральных и посудомоечных машин, электроинструмента и другого мощного оборудования.
К подбору кабеля стоит относиться максимально внимательно. Ошибка в этом вопросе может обойтись большими потерями. Короткие замыкания, пожары, потеря оборудования способны сорвать производство или сделать жизнь в доме на редкость неудобной. Чтобы этого не случилось, стоит потрудиться, продумывая каждый шаг!
