Во время обустройства систем электропитания внутри помещений промышленного и бытового назначения, в жилых домах и других постройках всегда рассчитывают примерную нагрузку электрической сети. Для чего это необходимо? Чтобы можно было рассчитать длительно допустимый ток кабеля и выбрать по данному параметру наиболее подходящий провод. Допустимые токи кабелей – одна из важнейших характеристик, которую используют электрики для прокладки медного провода.
Что такое предельный ток кабеля
Допустимая токовая нагрузка на проводники кабеля имеет два значения. То есть она может быть длительной или кратковременной. Электрический ток, проходя по жилам, нагревает их. Степень нагрева зависит от сечения жил, проходящего по ним тока, а также металла, который использовался для их изготовления. Материал изоляции, количество жил и то, каким образом проложен провод – эти факторы также влияют на предельно допустимые, переменные и постоянные, токи для проводов и кабелей.
Что случится, если токовые нагрузки на кабели превысят максимальные в течение длительного времени? Сильный нагрев проводников приведёт к тому, что изоляция начнёт плавиться, не выдержав такой температуры. Как результат – угроза пожара и короткое замыкание. Предельные значения токов зависят от изолирующего материала – есть такие, которые начинают плавиться уже при достижении температуры 65°С.
Как правило, допустимый длительный ток для кабелей меньше, чем во время кратковременной перегрузки. Два основных металла, которые применяют для изготовления силовых кабелей, – это алюминий и медь. Оба они широко доступны и имеют оптимальную, относительно недорогую, стоимость. Раньше эти материалы применяли в жилищном строительстве. Сегодня для проведения электромонтажных работ внутри капитальных построек допускаются к использованию только медные провода. Это отражено в Правилах устройства электроустановок (ПУЭ). Такой подход связан с тем, что электропроводность меди гораздо лучше алюминия.
Другими словами, пропускная способность кабеля из меди выше, чем алюминиевого. Чтобы пропустить один и тот же ток, потребуется алюминиевый проводник большего сечения, чем медный. Соответственно, максимально допустимый ток для медных проводов больше, чем для алюминиевых такого же сечения. Алюминий имеет только одно преимущество – он более дешёвый. Но он не такой гибкий, как медный провод, и подвергается деформации в точках соединения.
Таблица 1
Из таблицы 1 видно, насколько допустимые токовые нагрузки кабелей с медными жилами выше, чем у алюминиевых (первая буква «А» в маркировке). Кабели из 5 жил применяются для электропроводки трёхфазной сети, имеющей современную заземляющую систему TN-S. Содержат 3 фазных проводника, один нулевой и один заземляющий провод.
Как определяется площадь сечения
Большинство кабелей имеет круглую форму проводников. Выпускается также продукция с прямоугольным, треугольным и квадратным сечением жил. Эти шаги были предприняты для создания большего удобства прокладки. Например, для распределительных шкафов производят квадратные или прямоугольные шины, как самые удобные. Обычно кабель содержит маркировку, которая указывает количество жил и их сечение. Можно также вычислить это значение самостоятельно, чтобы определить допустимый длительный ток для кабелей той или иной марки.
Площадь круглого сечения определяется по формуле S = πd2/4, где S означает площадь, π – это знак «пи», равный приблизительно 3.14, d – диаметр жилы, который можно замерить точно штангенциркулем. Для квадрата способ расчёта очень прост – S = A2, где А – длина одной из сторон квадрата. Площадь прямоугольного сечения вычисляется так: S = A*B, обозначения А и В – длинная и короткая стороны прямоугольника. Если речь идёт о треугольной форме, имеющей форму сектора круга, то формула расчёта такая: S = πr2/3, где r – радиус.
Таблица 2
Вычислив сечение жилы, зная марку, материал проводника и изоляции, можно определить по таблицам 1 или 2 допустимый длительный ток для кабелей. Сечение многожильных проводников посчитать труднее, но вполне возможно. Для этого нужно распушить кабельный конец, отделить один из проводников и замерить штангенциркулем его диаметр. После расчёта по вышеприведённой формуле для круглых жил результат умножается на их количество.
Если под рукой нет соответствующих таблиц, можно грубо определить, какой длительно допустимый ток для их медных проводов. Если, к примеру, сечение жилы из меди равно 1 мм2, она сможет без перегрева обеспечить прохождение тока величиной 10 А. 2 мм2 – 20 А и так далее. Но лучше длительно допустимый ток кабеля определять по соответствующими таблицам, особенно если дело касается многожильных проводников. Пропуская ток, они не только греются сами, но также греют друг друга. Поэтому предельную нагрузку уменьшают с соответствующими поправками.
Виды проводки
Чаще всего используется открытая проводка. Это означает, что выполняется прокладка кабеля по воздуху, по различным поверхностям, внутри труб или специальных колодцев, каналов. Если же провод проложен под штукатуркой, в воде, а также под землёй или внутри других конструктивных элементов, не дающих доступа воздуху, он нагревается сильнее.
Для того чтобы откорректировать максимальные значения по току, были вычислены поправки:
если провод с одной жилой протянут внутри трубы длиннее 10 м – Iнагрузки = Iпредельный * 0,94;
для трёх одножильных проводов, проложенных в одной трубе – Iнагрузки = Iпредельный * 0,9;
если кабель с защитным покрытием проложен под водой, Iнагрузки = Iпредельный * 1,3 – то есть вода хорошо охлаждает;
для 4-жильного кабеля с проводниками одинакового сечения – Iнагрузки = Iпредельный * 0,93.
Такие коэффициенты поправок справедливы как для жил из меди, так и для алюминиевых проводников. Пропуская через себя ток, проводник нагревается. Одновременно он отдаёт тепло окружающей среде при любом виде прокладки. Наступает момент, когда происходит баланс между нагревом и рассеиванием тепла. То есть температура проводника становится стабильной. Для того чтобы потери на нагрев были меньше, следует правильно подбирать сечение жил.
Таблица 3
Для большинства жилых помещений выбирать поперечную площадь проводников не приходится. Как правило, для осветительных приборов достаточно 1,5 мм2, а для розеточных устройств – 2,5 мм2. Если же в квартире будет работать духовой шкаф, электроплита, бойлер, стиральная машина и другие мощные потребители энергии, к ним прокладывается провод отдельно. Для него выбираются жилы, исходя из потребляемой мощности. Устанавливаются также мощные розетки.
Как выбирается вводный кабель
Выбор вводного провода зависит от общей суммарной мощности электрооборудования, которое может быть подключено в квартире. При этом лучше учитывать определённый запас по мощности на будущее. Технический прогресс движется такими бурными темпами, что электроприборов различного назначения становится всё больше. Например, уже сейчас есть смысл оборудовать заправку в частном доме для электромобилей. Они приобретают сегодня огромную популярность, поскольку намного экономичнее своих бензиновых собратьев.
Зная мощность потребления, можно вычислить силу потребляемого тока, который должны выдерживать провода и кабели. На каждый прибор токовую нагрузку можно определить по формуле: I = P*Kодн/U. Коэффициент Кодн равен 0,75 и означает, что одновременно все приборы подключены быть не могут. По статистике, в любой момент времени будет потребляться максимум 3/4 от суммарной мощности всех приборов. Ниже, в таблице 4, приведены усреднённые значения мощности для популярных бытовых приборов.
Если посчитать, какова предельная длительная нагрузка на вводные провода и кабели, согласно таблице 4, получается 81 А = 0,75*23780 Вт/220 В. Таким образом, если определить поперечную площадь жилы, то она составит приблизительно 10 мм2, это довольно приличная величина. Причём эта величина справедлива только для одножильного провода. Для трёх проводников надо было бы выбирать 16 мм2 сечения.
Вполне вероятно, что невозможно будет обеспечить такой ток для квартиры, даже если использовать медные провода и шины большого сечения. Счётчик электроэнергии просто не потянет такую нагрузку. Кроме того, электроэнергия очень дорого обойдётся хозяевам из-за превышающих коэффициентов.
Таблица 4
Популярная кабельная продукция
Среди проводов российского производства есть марки, наилучшим образом отвечающие современным требованиям к электропроводке. Широкая номенклатура позволяет подобрать определённую марку по допустимым токовым нагрузкам на жилы.
NYM
Провода этой марки производятся как в Европейском союзе, так и на территории РФ. К примеру, один из производителей – компания «Севкабель». Эта марка имеет очень неплохие характеристики, популярна из-за своей отличной гибкости, хорошего качества медных жил, а также изолирующих материалов. Полностью соответствует немецкому стандарту VDE 0250-204 Isolierte Starkstromleitungen – PVC-Installationsleitung NYM. Обычно на оболочках таких проводов печатают аббревиатуру , означающую соответствие друг другу разных стандартов. Это относится также к российским ТУ, совместимым с VDE. По ним как раз изготавливают NYM.
Кабельный провод производится с количеством жил от 1 до 7. Одножильный имеет профиль жилы площадью от 1,5 до 16 мм2. Если количество проводников – от 2 до 5, предлагаются варианты с сечением от 1,5 до 35 мм2. Для российских построек самые популярные – 3 и 5-жильные провода. Если в оболочке 7 жил, то может быть только два варианта – 1,5 или 2,5 мм2.
Жилы изготовлены из меди, изолированы разноцветным полихлорвинилом. В многожильном исполнении присутствуют синий (нулевой проводник), а также жёлто-зелёный цвет (земля). Средний слой изоляции производится из полиальфаолефинов или из вулканизированной резины. Наружную оболочку делают из негорючего материала – пластиката ПВХ. Максимально допустимый ток для медных проводов можно посчитать по таблице 2. Примечательно, что минимальный радиус изгиба может равняться всего 4 диаметрам провода.
ВВГ, ВВГнг, ВВГнг-LS
Отечественный продукт, подходящий для электропроводки в современных квартирах. Он не так гибок, как NYM, это – его главный недостаток. Минимальный радиус изгиба одножильного провода – 7,5 диаметров. Для многожильных вариантов этот показатель равен 10. Количество проводников – от 1 до 5. Выпускается с медными и алюминиевыми жилами (к маркировке добавляется первая буква «А»).
Какую предельную нагрузку на жилы по току выдерживает кабель ВВГ? Допустимый длительный ток для кабелей с разным количеством жил представлен в таблице 5. Информация по 5-жильным проводам ВВГ есть также в таблице 1.
Таблица 5
Производятся негорючие варианты ВВГнг и ограничивающие выделение дыма при возгорании – ВВГнг-LS. Изоляция проводников, а также наружная оболочка, изготовлены из поливинилхлорида. Негорючие варианты покрывают изоляционными ПВХ-пластикатами, не имеющими в своём составе галогенов.
Проводники также окрашены в разные цвета. Обязательными являются синий для нулевого проводника, а также – зелено-жёлтый для заземляющей жилы. Фазовые проводники могут окрашиваться разными цветами по усмотрению производителя. Одним из основных преимуществ этой марки является её невысокая цена.
ВБбШв, ВБбШвнг, ВБбШвнг-LS
Это – отечественный кабельный провод, снабжённый бронёй из двухслойной стальной ленты. Она намотана таким образом, что верхний слой перекрывает стыки нижнего. Проводники имеют одну жилу, также выпускаются в многожильном варианте. Количество медных проводников – от 1 до 5. Провод жёсткий, с одножильными проводниками, версия «нг» и «нг-LS» имеет минимальный радиус изгиба 15 диаметров. Простой ВБбШв, проводники которого состоят из 1 жилы, можно согнуть с радиусом от 10 диаметров.
Кабель имеет преимущество – его можно прокладывать в земле. Другие марки требуют защитных средств – например, труб. Максимальные токи для проводов и кабелей этой марки можно посмотреть в таблице 1. Проводники могут быть круглыми или иметь форму секторов.
Hiya, I am really glad I have found this information. Today bloggers publish only about gossips and web and this is really irritating. A good web site with interesting content, that is what I need. Thank you for keeping this web site, I will be visiting it. Do you do newsletters? Can not find it.
Awesome blog! Is your theme custom made or did you download it from somewhere? A design like yours with a few simple tweeks would really make my blog jump out. Please let me know where you got your theme. With thanks
Good post. I learn something totally new and challenging on sites I stumbleupon everyday. It’s always helpful to read through content from other writers and use a little something from other websites.
I have noticed that repairing credit activity needs to be conducted with techniques. If not, you are going to find yourself causing harm to your ranking. In order to succeed in fixing to your credit rating you have to verify that from this moment in time you pay any monthly fees promptly prior to their slated date. It is really significant since by not accomplishing this, all other actions that you will choose to use to improve your credit rank will not be useful. Thanks for discussing your suggestions.
Have you ever considered about including a little bit more than just your articles? I mean, what you say is fundamental and all. But just imagine if you added some great photos or video clips to give your posts more, «pop»! Your content is excellent but with images and video clips, this blog could certainly be one of the very best in its field. Excellent blog!
This web site truly has all the information I wanted concerning this subject and didn’t know who to ask.
Everything is very open with a clear clarification of the issues. It was definitely informative. Your website is extremely helpful. Many thanks for sharing.
Excellent beat ! I would like to apprentice whilst you amend your web site, how can i subscribe for a weblog web site? The account helped me a appropriate deal. I had been a little bit familiar of this your broadcast offered bright transparent idea
Someone necessarily help to make critically articles I would state. That is the very first time I frequented your web page and so far? I surprised with the analysis you made to make this actual post amazing. Magnificent job!
You’re so awesome! I do not think I’ve truly read anything like this before. So nice to find somebody with original thoughts on this subject matter. Seriously.. many thanks for starting this up. This site is something that is needed on the internet, someone with a bit of originality.
This site really has all the information I needed concerning this subject and didn’t know who to ask.
Hi, I do believe this is an excellent blog. I stumbledupon it 😉 I’m going to come back once again since i have bookmarked it. Money and freedom is the best way to change, may you be rich and continue to help others.
It’s hard to find experienced people about this topic, however, you sound like you know what you’re talking about! Thanks
I couldn’t refrain from commenting. Exceptionally well written.
I have to thank you for the efforts you’ve put in writing this site. I’m hoping to check out the same high-grade blog posts by you later on as well. In fact, your creative writing abilities has inspired me to get my own, personal site now 😉
Spot on with this write-up, I absolutely feel this site needs far more attention. I’ll probably be back again to see more, thanks for the information!
An impressive share! I have just forwarded this onto a co-worker who has been doing a little homework on this. And he actually ordered me breakfast simply because I stumbled upon it for him… lol. So let me reword this…. Thanks for the meal!! But yeah, thanks for spending time to discuss this matter here on your website.
I quite like reading a post that can make men and women think. Also, thank you for allowing me to comment.
Right here is the right web site for everyone who hopes to find out about this topic. You know a whole lot its almost tough to argue with you (not that I really will need to…HaHa). You definitely put a brand new spin on a topic which has been discussed for years. Wonderful stuff, just wonderful.
Spot on with this write-up, I really think this website needs far more attention. I’ll probably be returning to read through more, thanks for the information.
bookmarked!!, I really like your blog.
I was excited to discover this web site. I wanted to thank you for your time for this wonderful read!! I definitely liked every bit of it and I have you bookmarked to see new stuff on your website.
Right here is the right web site for anybody who wants to understand this topic. You understand so much its almost hard to argue with you (not that I actually would want to…HaHa). You definitely put a new spin on a subject which has been written about for decades. Wonderful stuff, just great.
Hello! I simply wish to give you a huge thumbs up for the great info you have got right here on this post. I’ll be coming back to your website for more soon.
Greetings! Very helpful advice in this particular post! It is the little changes which will make the most important changes. Many thanks for sharing!
An outstanding share! I’ve just forwarded this onto a colleague who had been conducting a little homework on this. And he actually bought me dinner because I stumbled upon it for him… lol. So let me reword this…. Thank YOU for the meal!! But yeah, thanx for spending the time to discuss this subject here on your web page.
Good post. I learn something new and challenging on websites I stumbleupon everyday. It will always be helpful to read through content from other authors and use something from their sites.
I really like reading a post that can make people think. Also, thank you for permitting me to comment.
Greetings! Very useful advice within this post! It’s the little changes that produce the biggest changes. Thanks for sharing!
This is a good tip particularly to those fresh to the blogosphere. Short but very accurate information… Thanks for sharing this one. A must read post!
Thanks for the advice on credit repair on all of this site. The thing I would offer as advice to people would be to give up the mentality they will buy currently and shell out later. Like a society many of us tend to repeat this for many factors. This includes vacations, furniture, plus items we wish. However, you have to separate one’s wants from the needs. When you’re working to raise your credit ranking score you really have to make some sacrifices. For example you can shop online to economize or you can visit second hand stores instead of highly-priced department stores with regard to clothing.
Thanks for another wonderful post. Where else could anyone get that kind of information in such an ideal way of writing? I’ve a presentation next week, and I’m on the look for such info.
A motivating discussion is definitely worth comment. I think that you should publish more about this subject matter, it may not be a taboo matter but usually people don’t speak about such issues. To the next! Best wishes!
Hi, I think your blog may be having web browser compatibility problems. Whenever I look at your web site in Safari, it looks fine however, when opening in I.E., it’s got some overlapping issues. I just wanted to give you a quick heads up! Apart from that, great blog!
After looking at a number of the blog articles on your web site, I honestly like your way of writing a blog. I saved as a favorite it to my bookmark webpage list and will be checking back soon. Please visit my web site too and tell me how you feel.
I can’t express how much I appreciate the effort the author has put into producing this remarkable piece of content. The clarity of the writing, the depth of analysis, and the abundance of information presented are simply remarkable. Her zeal for the subject is obvious, and it has definitely struck a chord with me. Thank you, author, for offering your knowledge and enlightening our lives with this exceptional article!
You made some decent points there. I checked on the web for more information about the issue and found most individuals will go along with your views on this website.
I was pretty pleased to uncover this website. I wanted to thank you for ones time for this wonderful read!! I definitely savored every bit of it and I have you book marked to see new things in your site.
I do love the way you have framed this problem plus it does offer me personally some fodder for consideration. On the other hand, coming from everything that I have seen, I simply trust as the opinions pile on that men and women remain on point and don’t embark upon a soap box regarding some other news du jour. Yet, thank you for this excellent piece and although I can not really agree with it in totality, I regard the point of view.
Excellent site. Lots of useful information here. I am sending it to some friends ans also sharing in delicious. And obviously, thanks for your sweat!