При подключении электроприборов к питающей сети одним их главных условий является подбор кабеля или провода подходящего сечения. Но иногда случается так, что у вас уже есть какой-то проводник, и вы не уверены подойдёт ли он для конкретной задачи.

Если подключить слишком большую нагрузку на кабель, то он будет греться, а может и вовсе перегреться. Из-за этого оплавится изоляция, что опасно коротким замыканием, поражением электрическим током и возгоранием. Отсюда возникает вопрос: «как узнать какую мощность выдерживает кабель или провод?». Давайте разбираться!

Что влияет на допустимую мощность?

Сразу стоит отметить что сечение и мощность кабеля в принципе не связаны между собой. Для проводника решающую роль играет допустимый длительный ток. Эти величины описаны в ПУЭ раздел 1, глава 1.3. Дело в том, что если он выдерживает ток 16А, то в сети 220В это 3.5 кВт, для 380В — это 10 кВт, а в сети 12В это всего 192Вт. Поэтому говорить о допустимой мощности для кабеля разумно говорить лишь в контексте заведомо известного напряжения.

Чтобы перевести киловатт в ватты нужно просто разделить кВт на 1000.

Чтобы перевести Ватты в Амперы нужно Ватты разделить на напряжение в вольтах.

А для трёхфазной сети то разделить ещё и на 1.73 (корень из 3) и на CosФ.

CosФ – коэффициент мощности, указывается на табличке расположенной на корпусе большинства электроприборов.

Таблица сечений провода и допустимый ток

Есть специальные таблицы, в которых описано соответствие сечения кабеля, тока, напряжения и мощности. Но информация в них не всегда справедлива для подбора кабелей.

Если для расчётов квартирной электропроводки, где длина линии редко превышает 15-20 метров между крайними точками, а температура окружающей среды обычно около 20-25 градусов, это ещё справедливо.

Но представим ситуацию, когда вы собрались ставить забор на участке частного дома, и придется использовать электроинструмент при его монтаже и сварочный аппарат, еще и бетономешалку, да к тому же на улице жара на солнце далеко за 30 градусов Цельсия. Тогда вам нужен хороший удлинитель, чтобы подключить его в гараже или в доме, а работать будете по всему периметру участка.

Я думаю, что это знакомая для вас ситуация.

Все вышесказанное включало в себя ряд факторов влияющих на то, какую мощность выдержат кабеля, а именно:

2. Температура окружающей среды и самого проводника.

Оба фактора влияют на сопротивление кабеля, а оно, в свою очередь, на потери мощности и нагрев проводника. Если выбрать проводник со слишком малым сечением для этой мощности, то под нагрузкой напряжение на его конце просядет. Нежелательно допускать потери более 3-5%. В цепях освещения допустимо 10% падения напряжения.

Сопротивление, длина, материал, температура как связаны?

Сопротивление проводника определяется по формуле

Где Ро — удельное сопротивление металла Ом*кв.мм/м, L — длина в метрах, S — площадь поперечного сечения в кв. мм.

Например, удельное сопротивление Ро у меди 0.018, а у алюминия 0.029. Поэтому, вы могли видеть в таблице выше, что при одинаковом сечении медный проводник выдержит больший ток, чем алюминиевый. Это связано с потерями, о них поговорим ниже.

Также в формуле фигурируют ещё две величины — длина и площадь поперечного сечения. Чем больше длина и чем меньше площадь поперечного сечения, тем больше сопротивление. Соответственно с увеличением сечения при постоянной длине сопротивление падает, также и с уменьшением длины.

Есть интересная аналогия с автомобильной дорогой: чем больше полос для движения в одном направлении, тем быстрее едут автомобили, а если автомобилей много (большой ток) и есть всего по одной полосе в каждую сторону, то они будут толкаться в пробке.

У металлов с ростом температуры повышается и сопротивление, соответственно снижается проводимость, если объяснить простыми словами, то это связано с тем, что при нагреве частицы в металле и носители зарядов начинают хаотичное движение, из-за чего чаще сталкиваются.

Потери

Подведем небольшие итоги, от чего зависят потери:

1. Материал кабеля (алюминий или медь).

3. Площадь поперечного сечения.

4. Температура окружающей среды.

5. Прокладка нескольких кабелей в одной трубе. В таком случае нет условий для их охлаждения, к тому же температуры соседних кабелей влияют друг на друга худшим образом.

Подбирать кабель нужно так чтобы итоговые потери были как можно меньшими. В идеале до 3-5%. В крайнем случае, если других вариантов нет, то до 10%. Ведь, при напряжении в сети 220 вольт 10% — это уже 22В потерь и 192В на выходе, при условии что сеть и без того не просажена. А при токе хотя бы в 10А это 220Вт потерь только на проводах. Это описано в ГОСТ 721 и ГОСТ 21128.

Сечение

Перейдем к сути вопроса «Как узнать мощность, которую выдержит кабель?». Исходя из вышесказанного, следует определить сечение проводника. Для этого нужно измерить его диаметр. Удобнее и быстрее это сделать штангенциркулем. Этот способ подойдёт для любых сечений и проводов.

Если провод с однопроволочной (монолитной) жилой, то нужно просто измерить её диаметр. Если жила гибкая многопроволочная — меряют диаметр одной проволоки, находят её площадь и умножают её на общее количество жил в проводе. Так находят общее поперечное сечение кабелей и проводов.

Чтобы вычислить поперечное сечение по диаметру, нужно возвести его в квадрат, и умножить на 0.785.

Как измерить диаметр кабеля линейкой?

Для толстых кабелей особой проблемы нет, нужно просто приложить линейку к жиле, но с тонкими кабелями так сделать не получится. Поэтому воспользуйтесь следующим способом.

Нужно плотно намотать на отвёртку или другой продолговатый предмет витков 10 провода, а затем измерить линейкой длину получившейся спирали и разделить её на количество витков. Для определения сечения тоненькой жилки из многопроволочной жилы придётся намотать больше витков 30-50, чтобы было удобнее измерять.

Когда вы уже знаете площадь поперечного сечения жил кабеля, можно заглянуть в таблицу и узнать её допустимый ток. Если линия не длинная (до 10 метров) и ток больше тока предполагаемой нагрузки, то можно смело его использовать.

Как упростить расчёты?

Чтобы избежать расчётов потерь и сечений можно воспользоваться онлайн калькуляторами или приложениями для смартфонов, тем более они работают в оффлайн режиме и он всегда с вами. К примеру, для пользователей ОС Android есть приложение «Мобильный Электрик» в нем есть функции:

1. Расчёта сопротивления проводника при известном: материале, сечении, длине и температуре.

2. Расчёта длины проводника при известных: сопротивлении, температуры и сечении.

3. Расчёта сечения при известных: длине, напряжении, допустимых потерях, материале жилы токе и температуре.

4. Расчёта максимальной длины проводника при известных: напряжении, допустимых потерях, материале жилы, токе и температуре. И другие.

Они позволят оценить допустимую мощность и подобрать нужный провод для конкретной мощности.

Кроме этого приложения есть и другие я рассмотрел то, чем пользуюсь сам в работе.

Заключение

Подведем итоги. Чтобы узнать выдержит ли кабель или провод нагрузку нужно определить:

1. Материал, из которого изготовлены жилы.

После чего произвести расчёты или воспользоваться калькуляторами.

Источник

Статья вторая. Старая проводка и новая нагрузка. Риски при эксплуатации электропроводки.

С вами опять я – Дмитрий Омётов. Сегодня мы поговорим о старой проводке и новой нагрузке. Еще раз напоминаю, что предлагаемая информация для людей не особо разбирающихся в электричестве, и предназначена помочь ориентироваться в этой сфере.

Старую проводку я условно разделю на три вида:

— ветхая – это когда изоляция имеет разрушения, потрескалась и, при малейшем шевелении провода, осыпается. С этим все понятно – такую проводку надо срочно менять;

— старая по сроку, т.е. когда проводке более 30 лет. Выполнена она еще в советские времена и, как правило, алюминиевым проводов в резиновой изоляции.

— старая по проектному решению, а именно выполненная двумя проводами и(или) не рассчитанная на возросшее количество электроприборов.

С ветхой все и так понятно. Поговорим о старой советской.

Провода в «сталинках» и «хрущевках» проложены под штукатуркой. При проведении ремонта или замены проводки в таких домах самыми плохими с точки зрения состояния изоляции являются участки в распаячных коробках и в местах протечек воды. За 50 и более лет, наверное, каждую квартиру хоть раз да заливали. Резина в таких местах практически превратилась в труху. Иногда можно наблюдать даже потемнение штукатурки. В распаячных коробках также наблюдается потемнение и разрушение изоляции. Это еще связано с возросшей нагрузкой в домах по сравнению с той, под которую проектировалась и закладывалась проводка 50 лет назад. Алюминиевый провод сечением 2,5 мм² (как раз такой в наших старых квартирах) способен выдерживать около 3,5 кВт. Нет смысла объяснять, что сейчас мы используем гораздо больше бытовой техники, чем раньше. Чтобы прояснить себе этот вопрос, достаточно посчитать какая у вас в доме может быть максимальная нагрузка. Это не сложно. Нужно просто сложить мощности ваших приборов. Их значения можно посмотреть в паспортах либо руководствах по эксплуатации на эти приборы, или на шильдиках, наклеенных на корпуса. Наиболее энергоемкие – это нагревательные устройства, такие как: электрокамины, утюги, духовки, хлебопечки, тостеры, микроволновки, стиральные машины, фены, кондиционеры, мультиварки. Как правило, их мощность колеблется от 1 до 2,2 кВт. Немного меньше потребляют телевизоры, компьютеры, миксеры и т.д. Прибавьте сюда освещение с люстрами на 3-5 ламп, которое в старом исполнении объединено с розетками. Вот и выходит, что уложиться в 3,5 кВт довольно сложно. При повышенном потреблении возрастает ток. Это может привести к нагреву проводов, разрушению изоляции и возгоранию.

Для предотвращения такого развития событий применяется автоматический выключатель. Другими словами, при возникновении перегрузки, он должен отключиться. Но, что иногда делают наши граждане, когда у них периодически «вышибает» автомат? Меняют его на другой, более мощный, выдерживающий больший ток. Это категорически делать нельзя! Автоматический выключатель как раз не должен «выдерживать», его задача защищать проводку. Иначе в нем просто нет смысла. О правилах выбора «автоматов» обязательно поговорим в следующих статьях.

Еще чем плоха старая проводка – это отсутствием третьего провода, а именно провода заземления. У трехпроводной системы более функциональная защита от поражения человека электрическим током. К тому же, при ремонте или монтаже вновь, этого требуют современные нормативы. Но здесь тоже есть «подводный камень». Мне попадаются квартиры, в которых при замене проводки проложена линия из трех проводов, но третий провод в вводном щитке ни к чему не подключен. Т.е. заземления как такового нет! Это связано с тем, что в старых многоквартирных домах линии заземления от ввода в дом до квартирных щитков раньше не прокладывали, и подключиться просто не к чему.

На основании выше изложенного настоятельно рекомендую жителям таких домов (а также управляющим компаниям и ТСЖ) предпринять шаги по приведению электроснабжения дома в соответствие с современными требованиями электробезопасности. Для этого сначала необходимо выполнить диагностику всей системы с проведением замеров, а затем, на основании полученных данных, разработать мероприятия по улучшению. И не стоит этого пугаться. Совершенно необязательно потребуется замена всей проводки со всеми вытекающими последствиями в виде больших затрат. Чаще можно обойтись выявлением и устранением «узких» мест, и приведением в соответствие автоматической защиты.

А в следующий раз мы поговорим об автоматических выключателях и как их правильно выбирать.

Источник