Расчет сечения кабеля

Монтаж проводки и щитового оборудования в частных домах и квартирах принято доверять профессиональным электрикам. Но кое-что из расчетов можно выполнить самостоятельно, например, определить площадь сечения кабеля, исходя из совокупной мощности электроприборов, предельную величину нагрузки автоматов и их номинал по току.

Данные параметры имеют строгую зависимость без исключений из общих правил. Мы могли бы сразу предложить вам ознакомиться с таблицей сечения, или воспользоваться одним из множества доступных в сети калькуляторов, но тех, кто пытается разобраться в теме, такое быстрое решение вряд ли удовлетворит. Поэтому ниже мы приведем немного теории, чтобы был понятен сам принцип подбора кабеля.

Выбор сечения кабеля согласно ПУЭ

Какой кабель лучше: толстый или тонкий? Из школьного курса физики известно, что толстый проводник оказывает меньше сопротивления, меньше греется, а значит, при недостаточности данных для расчетов будет предпочтительнее тонкого. «Где тонко, там и рвется» – этот принцип механики распространяется и на тонкую электропроводку, которая горит при малых сечениях и высокой потребляющей мощности электроприборов. Но есть одна проблема: чем больше сечение кабеля, тем больше материалов уходит на его изготовление, тем выше его стоимость. Поэтому как бы ни хотелось выбрать проводник потолще, он может оказаться дорогим, а в случае с небольшой совокупной мощностью подключаемых приборов в нём не будет смысла.

Всякая таблица сечения кабеля или калькулятор основаны на одной единственной формуле, устанавливающей зависимость площади сечения кабеля от таких параметров сети:

• Совокупная мощность подключаемых приборов;
• Сила тока;
• Напряжение – 220 или 380В;
• Материал провода, но не изоляции, а токоведущей жилы. У медного провода сопротивление ниже, чем у алюминиевого, а значит, выше электропроводимость. Поэтому при равном сечении кабель из меди выдерживает большие нагрузки, чем алюминий;
• Тип прокладки проводки – открытый или закрытый. В последнем случае пределы токовой нагрузки ниже, т.к. при скрытом монтаже выделяемому проводом теплу некуда деться, что тоже вносит свои поправки. Другими словами, скрытой проводке необходим более толстый кабель.

Специалисты давно пришли к выводу, что заниматься расчетами по формуле каждый раз не нужно. Приведенные поперечные сечения кабеля имеют типовую величину, поэтому все искомые данные представлены в виде удобной таблицы сечения кабеля по мощности, которую потребляет электротехника, с учетом материала проводника и упомянутых показателей сети. 

Таблица сечения выглядит следующим образом. 

Все, что вам придется рассчитать самостоятельно – это суммарная мощность питаемых электроприборов. Для каждого прибора она прописана в паспорте, а если вы его еще не купили, этот параметр несложно выяснить по техническим аналогам. Величину минимальной и максимальной мощности приборов разного типа мы приводим в таблице, более точные показатели зависят от конкретной модели техники.

Однако не думайте, что если у вас под рукой имеются паспорта всех приборов, то их суммарная мощность в кВт будет достаточной для определения сечения кабеля. Нужно учитывать разные сценарии использования техники, для чего существуют поправочные коэффициенты.

Коэффициент реактивной мощности

Некоторые электроприборы (насосы, компрессоры, электродвигатели) при включении потребляют мощность реактивную – она превышает номинальную и указывается в паспорте. Чтобы проводка не горела, а автомат не отключал ее, мощность этого оборудования рассчитывается путем умножения на соответствующий коэффициент, средние значения которого мы представили в виде таблицы. Например, больше всех номинал по току превышает погружной насос. После него внимания при расчетах требуют кондиционер, стиральная машина и холодильник.

Коэффициент одновременного включения

Вы определили, какую суммарную мощность будут иметь ваши электроприборы с учетом коэффициента реактивной мощности. Но они одновременно не включаются. Например, кофемашина утром вряд ли будет работать в одночасье с духовым шкафом, если вы спешите на работу, и уж точно кондиционер не запускают вместе с теплым полом. В таком случае говорят о разных сценариях энергопотребления, поэтому совокупная мощность всех приборов умножается на коэффициент одновременного включения, имеющий значение от 0,75 до 0,8. Полученная величина и будет той, которую нужно искать в таблице, чтобы рассчитать площадь сечения кабеля.

Прочие поправки

Что касается сопротивления кабеля, то в частных домохозяйствах и квартирах его длина всегда меньше 100 м, поэтому сопротивлением можно пренебречь. То же самое относится к параллельной прокладке нескольких кабелей, укладке в землю, учета температуры воздуха и т.д. Они важны при монтаже электросетей на промышленных объектах, но там используется уже не простая таблица сечения, а профессиональный инженерный расчет.

Пример расчетов сечения кабеля

Для иллюстрации предлагаем рассчитать этот параметр, исходя из следующих данных:

• От одной линии питаются холодильник, насос, стиральная машина и кондиционер, паспортной пусковой мощности 700, 5000, 3500 и 3500 Вт соответственно;
• Кроме них от той же электросети будут работать телевизор (200 Вт), электродуховка (1500 Вт), 15 ламп накаливания по 40 Вт, радиатор (1000 Вт) – они рассчитываются по номинальному току, т.к. даже если у них имеются пусковые нагрузки, то они невелики, и ими можно пренебречь;
• Проводка должна быть скрытой, так как мы не любим лофт. Если провода прокладываются в трубках без штробы, то это дело не меняет – она все равно считается скрытой;
• Сеть планируется 1-фазная, с напряжением 220В. Подключать мощного производственного оборудования мы не планируем.

Считаем. Суммарное потребление электрической энергии всех приборов составляет 16000 Вт или 16 кВт. Все одновременно включаться и работать не будет, поэтому из сценария выбросим радиатор – он с кондиционером работает попеременно. Значит, нужен кабель на 15 кВт.

В таблице сечения кабеля находим ближайшее к этой величине значение мощности в колонке с напряжением 220В – в той ее половине, где приведена скрытая проводка. В нашем случае будет указано 2 варианта:

• 17 кВт для медного кабеля, площадью сечения 16 квадратных миллиметров;
• 16 кВт для алюминиевого кабеля, сечением 35 мм2.

Таблица сечения всегда оперирует приведенной площадью всех токоведущих проводов в кабеле, т.е. замерять его штангенциркулем по внешней изоляции бессмысленно. На заводе измеряются диаметры всех оголенных металлических проводов, суммируются, и полученная величина ложится в маркировку изделия.

Какой кабель лучше: медный или алюминиевый?

Алюминий не так электропроводен, как медь, но обходится дешевле. Он массово использовался ради экономии, когда важно было выполнить норму по сданной к концу очередной пятилетки квадратуре жилья. В остальном же он состоит сплошь из недостатков:

• Окисление – образование оксидной пленки на поверхности металла ведет к потере контакта;
• Хрупкость – алюминий ломается через 3 – 4 сгиба;
• Невозможность пайки и сварки, доступность только механического соединения, что с учетом хрупкости представляет сложность;
• Меньшая токопроводность, заставляющая увеличивать диаметр проводников. 

Если позволяют средства, лучше делать выбор в пользу медного кабеля, и таблица сечения содержит для этого все необходимые параметры.