Чем опасна неправильно смонтированная электропроводка: как проявляются скрытые риски
С начала дачного сезона привел ко мне новый сосед своего знакомого Андрея. У того просьба: помочь решить вопрос с пониженным напряжением на его участке. Особенно его беспокоит низкий уровень в гараже, где он разместил свою мастерскую с электрическими станками.
Поехали смотреть и проверять. Напряжение подается на вводной щит частного дома. Мой карманный мультиметр показал 203 вольта, что в принципе приемлемо для сельской местности.
А вот дальше начались чудеса. На его большой территории размещено несколько хозяйственных построек. Они подключены последовательной цепочкой: одно к другому. Гараж находится в самом конце.
Общая длина магистрали превышает сотню метров. Подключение выполнено тем, что было под рукой: медный провод 1,5 мм кв, а отдельные участки между строениями запитаны даже скрутками из алюминия 2,5 квадрата.
Этот участок обладает повышенным сопротивлением. Оно создает падение напряжения на входе в гараж до 185 вольт. А этого уже недостаточно для нормальной работы электродвигателей различных станков.
У Андрея на участке от дома до мастерской потери составили 18 вольт. Он собирался приобрести стабилизатор напряжения для гаража, а я ему объяснил, что так делать нельзя по следующим причинам:
- стабилизатор поднимет уровень напряжения на своем выходе и мощность потребления станками еще больше возрастет;
- от этого дополнительно увеличится нагрузка на проводку.
В этой ситуации возникнет дополнительная просадка напряжения на входе в стабилизатор, что повлечет:
- его отключение от защит;
- или возникновение аварийной ситуации в проводке из-за ее перегруза и перегрева.
Ненужные потери напряжения можно устранить только правильным подбором сечения кабеля питания с учетом транслируемой мощности и его надежным монтажом.
Таблица сечения алюминиевого провода по потребляемой мощности и силе тока
| 2,5 | 20 | 4,4 | 19 | 12,5 |
| 4 | 28 | 6,1 | 23 | 15,1 |
| 6 | 36 | 7,9 | 30 | 19,8 |
| 10 | 50 | 11 | 39 | 25,7 |
| 16 | 60 | 13,2 | 55 | 36,3 |
| 25 | 85 | 18,7 | 70 | 46,2 |
| 35 | 100 | 22 | 85 | 56,1 |
| 50 | 135 | 29,7 | 110 | 72,6 |
| 70 | 165 | 36,3 | 140 | 92,4 |
| 95 | 200 | 44,0 | 170 | 112,2 |
| 120 | 230 | 50,6 | 200 | 132,0 |
Принципы выбора кабеля по току: какие процессы учитываются
Провода и кабели для домашней проводки выпускаются большим ассортиментом с разным сечением жил из меди или алюминия. Их поперечное сечение вычисляется по формуле площади круга через диаметр, который легко определить измерительными инструментами, например, микрометром.
Поскольку они предназначены для работы в разных условиях эксплуатации, то обладают различной конструкцией, каждая из которых имеет свое название, например, NYM, ПУНП, ПУНГП, ВВГ, ВВГнг, ПВС и другие обозначения.
Внутренняя конструкция любого из них состоит из металлических жил и изоляции. В качестве примера показываю картинкой кабель ВВГнг.
Любая жила обладает электрическим сопротивлением. При прохождении тока по ней выделяется тепло, описываемое законом Джоуля-Ленца. Оно зависит от величины нагрузки, времени ее протекания и сопротивления проводника.
При этом происходит нагрев:
- металла жилы;
- слоя изоляции;
- окружающей кабель среды.
С третьим вопросом предлагаю разобраться поподробнее.
Как влияют условия эксплуатации на работу проводки: особенности открытой и закрытой прокладки
Обратите внимание на то, что окружающая кабель среда может отводить тепло, снижая нагрев, либо повышать его температуру за счет локализации места прокладки расположенными в непосредственной близости теплоизолирующими материалами.
Поэтому расположенная на открытом воздухе проводка, благодаря естественной вентиляции (перемещения тепла вверх, а охлажденных масс вниз), охлаждается лучше, чем спрятанная в трубах или внутри строительных конструкций.
Изоляционные материалы хорошо работают при нагреве до допустимой температуры, а после достижения ею критических значений усыхают, теряя свои диэлектрические свойства. Тогда через них создаются токи утечек, приводящие к авариям или пожарам.
Поэтому для каждого типа провода уже выбраны температуры допустимого нагрева с учетом прохождения по ним длительных нагрузок. Поскольку сопротивление по закону Ома уже влияет на величину тока, то по нему и проводится весь расчет.
При пользовании этой методикой необходимо суммировать все нагрузки, которые могут проходить по жиле. Например, розетки, подключенные шлейфом, могут питать одновременно несколько бытовых приборов. Этот момент следует учитывать при выборе сечения питающего их кабеля.
Чтобы не усложнять этот процесс формулами на практике используются уже готовые таблицы. Привожу выдержку из них, необходимую для домашнего мастера.
Способ выбора сечения кабеля по току является базовым. Он:
- основан на многочисленных научных экспериментах;
- заложен в ПУЭ для обеспечения надежной и безопасной работы электрооборудования;
- позволяет оптимально выбрать сечение проводки по цене.
Для обеспечения повышенной безопасности при эксплуатации допустимо создавать запас по площади, используя кабель с более толстыми жилами. А монтировать его с уменьшенным сечением опасно.
Как рассчитать кабель по мощности нагрузки простыми словами
У большинства современных бытовых приборов в сопроводительной документации указывается информация не о токе нагрузки, а о величине мощности потребления. Эти параметры электрической сети взаимосвязаны.
Их легко пересчитать по известным формулам, содержащихся в шпаргалке электрика.
Однако есть более простой и доступный путь: уже готовая табличная форма. Она избавляет человека от математических вычислений.
Здесь действует то же правило сложения мощностей всех подключенных приборов, как и ранее для тока нагрузки.
Разберем пример. В розеточную группу из трех последовательно подключенных розеток может быть одновременно вставлено три потребителя с нагрузкой 2, 1,5 и 1,0 кВт. Складываем их и получаем 4,5 киловатта.
Смотрим таблицу. Для проводки 220 вольт, проложенной открытым способом, достаточно использовать медь сечением полтора квадрата или алюминий — 2,5. При выборе закрытого способа монтажа потребуется увеличить медный провод до 2,5 мм кв, а алюминиевый — до 4,0.
К слову: на любые розеточные группы общепринято выполнять монтаж проводов с сечением от 2,5 миллиметров квадратных. Здесь действуют дополнительные требования к их механической прочности, требующей запаса по толщине.
Особенно актуально это
требование к алюминиевой проводке, обладающей пониженной механической прочностью. В этом не раз убедились многочисленные владельцы квартир в старых многоэтажных зданиях.
Создание небольшого запаса сечения кабеля в будущем может избавить владельца от непредвиденных проблем при приобретении и подключении нового, более мощного электрооборудования.
Таблица сечения кабеля по току и мощности для медного провода
Ознакомьтесь также с этими статьями
- Надежное водоснабжение для собственного дома – стоит обратиться к профессионалам
- Как производят и где применяют профильный оцинкованный трубный прокат
- Натяжные потолки «Cherutti»
- Виды грилей
| 1,5 | 19 | 4,1 | 16 | 10,5 |
| 2,5 | 27 | 5,9 | 25 | 16,5 |
| 4 | 38 | 8,3 | 30 | 19,8 |
| 6 | 46 | 10,1 | 40 | 26,4 |
| 10 | 70 | 15,4 | 50 | 33,0 |
| 16 | 85 | 18,7 | 75 | 49,5 |
| 25 | 115 | 25,3 | 90 | 59,4 |
| 35 | 135 | 29,7 | 115 | 75,9 |
| 50 | 175 | 38,5 | 145 | 95,7 |
| 70 | 215 | 47,3 | 180 | 118,8 |
| 95 | 260 | 57,2 | 220 | 145,2 |
| 120 | 300 | 66 | 260 | 171,6 |
Важно!Данные в таблицах приведены для ОТКРЫТОЙ проводки!!!
Формула расчета
Формула расчета сечения кабеля по мощности позволяет определить нужное значение более точно, чем с помощью таблицы. Такой вариант вычисления рекомендуется выбирать в спорных ситуациях, а также в тех случаях, когда важна точность расчета.
При большой протяженности линии сечение провода напрямую зависит от его длины. Это связано с потерями по мощности вследствие присутствия сопротивления у металла. По мере удлинения кабеля растет сопротивление и падает мощность. Чтобы компенсировать потери, необходимо правильно подобрать сечение провода. Оно
L – протяженность проводки, м;
I – ток нагрузки электроприборов, А;
Uнач – напряжение питания, В;
Uкон – рабочее напряжение электроприборов, В;
ρ – удельное сопротивление меди или алюминия, Ом×мм2/м.
Зная мощность электроприборов, можно рассчитать силу тока по формуле:
Р – мощность потребления электрических установок, Вт;
U – напряжение питания, В.
Выбор сечения кабеля по мощности и току: таблица справочных данных
Этот способ вобрал в себя две вышеприведенные методики расчета. Они просто сведены в общую таблицу.
Ей удобно пользоваться, имея любую информацию: по току нагрузки или потребляемой мощности, что позволяет не заниматься переводом одной величины в другую.
Однако во всех этих таблицах скрыт один параметр, а именно: очень длинная электрическая цепь. Она косвенно влияет на результаты расчета. Но об этом читайте в следующем подразделе.
Почему необходимо учитывать длину протяженной электрической магистрали в частном доме
Во всех приведенных таблицах учитывается итоговое действие электрического тока на нагрев металлической жилы. Его величина практически не меняется внутри пределов квартиры, где от вводного щитка до конечного потребителя расстояние редко превышает 15 метров.
Однако мы знаем, что электрическое сопротивление провода влияет на ток, а оно с увеличением расстояния всегда возрастает прямо пропорционально отношению удельного сопротивления к площади поперечного сечения.
На длинных участках дополнительно возникают потери напряжения, а все это необходимо учитывать в точных расчетах, что и применяется на практике в онлайн калькуляторе, приведенном в следующем разделе.
В качестве пояснения приведу пример такого влияния, применённого при монтаже точных измерительных цепей напряжения ТН на своей подстанции 330 кВ, где потери должны быть минимальными. С ними борются всеми доступными способами.
Эти ТН расположены на ОРУ-330 кВ. Они удалены от релейных панелей на дистанцию порядка 300-400 метров.
Сборка вторичных цепей выполнена в шкафу. Они к нему подаются от выводной коробки, расположенной внизу основания фарфорового изолятора коротким контрольным кабелем с жилами 1,5 мм кв.
Его длину можете оценить визуально по фотографии. Она не превышает несколько метров. Выходные кабели цепей напряжения, проложенные к панелям релейного зала, имеют повышенное сечение жил и превышают 16 мм квадратных.
Это хорошо видно на обратной стороне ввода релейной панели.
Сделано это для того, чтобы минимизировать потери напряжения на такой большой дистанции. Они не должны вносить погрешность большую 0,5%.
По самим же панелям разводка опять выполняется жилами 1,5 квадрата. Короткие расстояния от ТН к его шкафу и в релейном зале не оказывают существенного влияния на потери.
Приведенным примером я постарался показать, как длина протяженной магистрали может повлиять на выбор и расчет кабеля. Все это учтено в онлайн калькуляторе.
Калькулятор расчета сечения кабеля
Советуем к прочтению другие наши статьи
- Быстровозводимые здания — новые технологии
- Профессиональный ремонт в жк Академия Парк
- Достоинства хвойной фанеры ФСФ
- Локальные очистные сооружения
Онлайн калькулятор предназначен для расчета сечения кабеля по мощности.
Вы можете выбрать требуемые электроприборы, отметив их галочкой, для автоматического определения их мощности, либо ввести мощность в ватах (не в киловатах!) в поле ниже, затем выбрать остальные данные: напряжение сети, металл проводника, тип кабеля, где прокладывается и калькулятор произведет расчет сечения провода по мощности и подскажет какой автоматический выключатель поставить.
Надеюсь, мой калькулятор поможет многим мастерам.
Расчет сечения кабеля по мощности:
Требуемая мощность (выберите потребителей из таблицы):
| LCD телевизор | 140 Вт | |
| Холодильник | 300 Вт | |
| Бойлер | 2000 Вт | |
| Пылесос | 650 Вт | |
| Утюг | 1700 Вт | |
| Электрочайник | 1500 Вт | |
| Микроволновая печь | 700 Вт | |
| Стиральная машина | 2500 Вт | |
| Компьютер | 400 Вт | |
| Освещение | 300 Вт |
| или укажите мощность вручную: |
| Вт |
| Напряжение сети: |
| 250в 380в |
| Проводник: |
| медь аллюминий |
| Тип кабеля: |
| одножильный многожильный |
| Прокладка кабеля: |
| на воздухе в земле |
Мастер ЕвгенийОпубликовано статей: 4381Комментариев: 0Здравствуйте! Меня зовут Евгений. Я увлекаюсь изготовлением различных дизайнерских изделий, а также станков и инструментов, в свободное от работы время. На страницах этого сайта я буду публиковать различные статьи на тему технического творчества — изготовления различных вещей, приборов, инструментов и станков в домашних условиях своими руками.Предыдущая запись
Заточный станок своими руками Следующая запись
Шлифовальный станок своими руками Похожие статьи:
Калькуляторы
Калькулятор площади стен
09 Ноя 2018г
Калькуляторы
Калькулятор стяжки пола
04 Ноя 2018г
Калькуляторы
Расчет сварочного тока и диаметра электрода
01 Фев 2017г
Калькуляторы
Расчет резистора для светодиода
23 Май 2016г
Калькуляторы
Расчет емкости конденсатора для трехфазного двигателя
18 Май 2016г
Калькуляторы
