Выбор сечения кабеля для монтажа электропроводки
При создании домашней электропроводки выбор сечения кабеле для нее, наряду со схемой является одним из важнейших на этапе проектирования. Вначале о том, к чему может привести неправильное определение этого параметра.
Последствия ошибки в выборе сечения кабеля
Ошибиться можно, как в большую, так и в меньшую сторону. Ошибка в большую сторону приведет лишь к тому, что вы потратите больше денег на домашнюю проводку, чем следовало бы. Если человек затруднен в финансах, то такой просчет может привести к тому, что будет куплен более дешевый алюминиевый кабель. Хотя, за те же деньги можно было бы купить качественный медный провод меньшего сечения.
Гораздо опаснее ошибка в меньшую сторону. Чем меньше сечение, тем больше сопротивление кабеля. Это приводит к излишнему его нагреву. Даже небольшое такое избыточное тепло, но на протяжении длительного времени приведет к разрушению изоляции. В квартире появиться запах горелого пластика, а потом произойдет короткое замыкание. Также будет наблюдаться утечка тока, а это перерасход электроэнергии. Возможно поражение человека током. Если учесть, что часто провода укладывают в специальных каналах в стенах, а потом их замуровывают, то их замена выльется в трудоемкое и дорогостоящее мероприятие.
Если ошибиться более сильно, то провод может воспламениться. Если он будет проложен не в стене. Возможен пожар.
Алгоритм определения сечения кабелей проводки
Для правильного выбора сечения необходимо учесть следующие факторы:
- Электрическую мощность, которую должен передавать этот кабель.
- Материал проводника.
Как определить электрическую мощность
Кабеля в квартире передают различную мощность. Один подключен к электроплите или проточному водонагревателю. Другой необходим для освещения. Поэтому в обязательном порядке, перед расчетом сечения, должна быть создана схема проводки, в которой было бы указано, какую мощность должен передавать тот или иной кабель.
Наибольшую нагрузку несет вводной кабель в квартиру/дом. Для расчёта его сечения необходимо составить список всех потребителей электроэнергии в доме и указать их паспортную электрическую мощность.
Например:
- Электрическая плита – 3 кВт.
- Кондиционер – 2 кВт.
- Стиральная машина – 2 кВт.
- Посудомоечная машина – 2.5 кВт.
- Телевизор – 0,2 кВт.
- Компьютер – 0,4 кВт.
- Холодильник − 0,5 кВт.
- Освещение (суммарная мощность ламп) – 0,3 кВт.
- Микроволновая печь – 0,8 кВт.
- Фен – 1 кВт.
- Тепловентилятор – 2.5 кВт.
- Кофемашина – 0,8 кВт.
- Блендер – 0,2 кВт.
Итого – 16,2 кВт.
Понятно, что одновременно все эти электроприборы работать не будут. Чтобы учесть этот факт вводят коэффициент одновременности, который умножается на суммарную мощность. Он не должен превышать единицу. 1 – одновременно работают все приборы. На практике этот коэффициент составляет примерно 0,8. Точнее его посчитать можно, если пройтись по списку и, так сказать, вручную определить, какие электроприборы точно не будут работать одновременно.
Для нашего списка, это кондиционер и тепловентилятор. А также кофемашина и блендер (если они включаются через одну розетку). Из этих пар выбираем электроприборы с большим значением мощности и суммируем с остальной техникой. Плюс считаем, что одновременно может гореть половина ламп. Получаем 13,85 кВт. Следовательно, коэффициент одновременности равен 13,85/16,2 = 0,85
Далее это значение умножаем на коэффициент запаса. Как его выбрать? Если в квартире мало техники (например, отсутствует кондиционер и посудомоечная машина, старенький, без большой морозильной камеры холодильник и т.д.) то берут коэффициент запаса 2. То есть думают про перспективу – увеличение списка электроприборов. Если, наоборот, квартира хорошо укомплектована электротехникой, то это значение уменьшается до 1,3. В среднем – 1,5. Для нашего примера, учитывая большую насыщенность электроприборами, берем коэффициент 1.3. В итоге получаем:
Р = 0,85 * 1.3 * 16,2 = 18 кВт = 18 000 Вт.
Также следует учесть эффект так называемой реактивной мощности, возникающий из-за наличия во многих электроприборах катушек индуктивности. Физически это проявляется в том, что прибор может накапливать электроэнергию, а потом вбрасывать ее в сеть.
Для квартир с электрическими плитами, но без кондиционеров этот коэффициент равен 0,98. С кондиционером – 0,93. Для квартир с газовыми плитами без кондиционера – 0,96.С кондиционером −0,92.
В итоге получаем:
Рит = 18000/0,92 = 19 565 Вт.
Определяем максимальный ток:
I = Pит/U = 19565 Вт/220В = 89 А.
Далее следует определиться с конструкцией кабеля. Он может быть медный и алюминиевый. Мы рекомендуем выбрать первый вариант. Алюминий довольно ломок и отсутствуют многожильные алюминиевые провода из проволочек. Только цельный сердечник. Поэтому при появлении в нем трещины (из-за той же ломкости), цепь может разорваться. Тогда, как обрыв нескольких проволочек в медном кабеле не нарушит электропитания.
Для домашней однофазной сети, в принципе, достаточно двух жил в кабеле – фазы и ноля. Но мы настоятельно рекомендуем использовать трехжильный кабель – для организации заземления домашней техники. Определившись с конструкцией кабеля, определяем его сечение, используя таблицы.
Для медных проводов:
Для алюминиевых проводов:
Кабели, уложенные в стены, считаются, как уложенные в земле. В остальных случаях они считаются уложенными в воздухе. То есть для вводного кабеля надо брать значение из колонки «В воздухе». Для нашего примера необходимо брать сечение 170 мм2 (допустимый ток 95 А).
Аналогичным образом рассчитываются кабели, идущие от автоматических выключателей к распределительной коробке и от нее далее к розеткам и выключателям. Для каждого из них определяем нагрузку и по таблице находим значение сечения.
Нормативно-правовые ограничения
При подборе сечения кабеля обязательно необходимо учитывать нормативно-правовые ограничения. По существующему законодательству существуют ограничения на максимальную потребляемую мощность (так называемая выделенная мощность) квартирой или домом.
Сейчас выделенная мощность для домов и квартир с газовым снабжением составляет 3 кВт. Для домов/квартир с электрическими плитами – 7 кВт. Допускается увеличить выделенную мощность до 5 кВт по решению местных властей (это платное разрешение).
Если у вас электропотребление свыше 5 кВт, то его необходимо ограничивать, то есть мощные электроприборы не включать одновременно. Потому что, если даже ваш вводной кабель и выдержит, например, 15 кВт, но не выдержит кабель, который идет от внутри подъездного распределительного щита в квартиру. Кроме того, сработают автоматические выключатели. Обычно они рассчитаны на номинальный ток 25А.
Для частных домов ситуация лучше. Во-первых, можно перейти на трехфазный ток, что позволит подать на дом большие электрические мощности. Во-вторых, выделенную мощность можно увеличить вплоть до 160 кВт.