Розрахунок та вибір перерізу дроту
Роблячи капітальний ремонт, зводячи нову будову, потрібно достатньо уваги приділяти проводам, особливо якщо планується їхня повна заміна. Неправильний підбір кабелю та його потужності, в майбутньому може призвести до великих проблем – займання, псування електроприладів, замикань. Уникнути подібних неприємностей можна лише зробивши коректні розрахунки та встановивши кабель потрібної потужності.
Навіщо потрібен розрахунок перерізу дроту
Нерідко у новобудовах та приватних будинках, на підприємствах та промислових об'єктах спостерігається недбале ставлення до монтажу проводки. Будівельники та електрики не дотримуються основних правил її встановлення. Іноді, у старих будинках є однофазна мережа, а після продажу об'єкта нові власники починають переробляти електрику під три фази. Їм не завжди вдається поступово розподілити навантаження. Є ще одна проблема – будівельні організації під час підведення електрики до новобудов економлять, встановлюючи проведення поганої якості. Ці недоліки призводять до замикань та інших проблем, які йдуть за цим.
При покупці об'єкта або його ремонті необхідно проводити енергоаудит. Без цієї процедури не обійтися, тому що сучасні пристрої потребують індивідуального розрахунку перерізу кабелю. Все підрахувати можна на онлайн-калькуляторі, призначеному для розрахунку потужності та струму, перерізу кабелю. При зведенні будинку або капітальному ремонті або виборі стабілізатора напруги рекомендується перевіряти, яка для цього знадобиться напруга. Для цього в поле, що знаходиться на калькуляторі, вносяться всі наявні дані. Потрібно пам'ятати про те, що при нестачі перерізу кабелю є ризик перегрівання електропроводів та виникнення короткого замикання електричної мережі. Наслідки можуть бути різними – від виходу з ладу побутових приладів, до пожеж.
Безпека використання електромережі та тривалість експлуатації побутової техніки та обладнання залежатиме від якості силових кабелів та коректних розрахунків їх перетину.
Як зробити розрахунок для однофазної мережі?
Перетин є найважливішим параметром, коли потрібно вибрати провід, тому що даний параметр впливає на безпечно пропускається струм.
Які проблеми виникають, при неправильному підрахунку та виборі жили:
-
Надмірно тонка проводка почнемо швидко нагріватися при включенні в приміщенні електроприладів. Далі ситуація може розвиватися за двома сценаріями: коротке замикання та загоряння. У першому випадку з ладу вийдуть всі включені в розетку електричні прилади, а це може призвести до великих витрат на їх заміну або ремонт. А в другому – пожежею, яка нерідко спричиняє втрату всього майна, і іноді призводить до людських жертв.
-
Занадто товстий дріт коштує дорожче, і чим він довший, тим більшими будуть витрати. Щоб було зрозуміліше, можна навести приклад: у квартирі-студії, площею 40м², встановлена проводка завдовжки від 150 до 200 м. Необхідний номінал 1,5мм². Але, господарями було поставлено номінал 2мм². Вартість цих двох дротів відрізнятиметься приблизно на 10грн. Витрати виходять більше на 1500 чи 2000грн.
Тільки правильні розрахунки та вибір оптимальної товщини перерізу допоможуть уникнути багатьох проблем, пов'язаних з порушенням цього правила при монтажі електричних проводів.
Щоб зробити правильні розрахунки однієї фази, необхідно взяти за основу старий, але дієвий метод – математичну формулу:
S=3,14хd²/4=0,78d²≈0,8d².
У цій формулі: S = S = π (d/2)2, а "d" - це діаметр перерізу. Якщо відомо значення π, то нескладно вивести формулу. Діаметр вимірюється з допомогою штангенциркуля. Спочатку робиться замір, а потім прораховується площа розрізу. Для побутових потреб часто застосовують мідні дроти.
Вибір на їхню користь роблять тому, що вони в порівнянні з алюмінієвою проводкою мають низку незаперечних технічних переваг:
-
відрізняються простотою у монтажі;
-
довго окислюються;
-
здатні витримувати від 40 до 50 вигинів (алюмінієвий провід розрахований максимум на 12 вигинів);
-
мають довгий експлуатаційний термін;
-
мають кращі технічні характеристики (наприклад: щоб електричний струм однієї напруги пропустити через алюмінієвий провід, його потрібно вибирати товщі, ніж з міді).
Останній параметр хороший під час прокладання зовні, тому що тонкий кабель простіше сховати. А до недоліків часто відноситься висока ціна на мідь. Вона вища у кілька разів, ніж на алюміній. Висока вартість мідних кабелів унеможливлює їх застосування при прокладанні магістральних ліній з протяжністю в кілька кілометрів. Застосування алюмінієвих проводів дозволяє заощаджувати сотні тисяч гривень. Провід з алюмінію все ще застосовуються також на високовольтних ЛЕП. Там використовують СІП від 16 мм.
Таблиця навантаження проводів та кабелів
У таблицях показані середні дані, а деякі виробники пишуть рекомендації, в яких йдеться, як краще експлуатувати той чи інший типорозмір, що є в асортименті їхньої продукції.
Важливо: Якщо в побуті використовується розетка до 16А, автомат захисту ставиться аналогічний, або нижче цього значення. Проведення до неї підводиться 1,5 мм.
Цікаво дізнатись! Яким буває колірне позначення проводів
Згідно з представленими параметрами в таблиці, для прихованої прокладки допускається значення Iₙ нижче, ніж для відкритої. Цьому є просте пояснення. У закритому просторі погана тепловіддача, що є причиною швидкого нагрівання, інколи ж і плавлення ізоляції. Чим більше один канал міститься щільно укладених кабелів, тим меншу навантаження вони здатні витримати. Відстань між кабелями в ідеалі повинна становити 5 діаметрів самого товстого з проводів.
Повернемося до школи – на урок фізики!
Розрахувати потрібний переріз не так і складно. Для цього необов'язково бути фахівцем, з відповідною освітою. Iₙ залежить від потужності всіх приладів, які споживаються енергію, зібраних разом. Кожен окремий пристрій споживає свою кількість електрики. Якщо будинку одна фаза, тоді всі розрахунки ведуться за такою формулою: I=P/U. Р виступає числом, що показує потужність споживачів, зібраних разом, розрахунок ведеться до Ватт. Друга буква показує напругу у Вольтах. Наприклад нижче наведена таблиця.
| Побутова техніка | Середня споживана потужність в Вт |
| Відеотехніка | 200 |
| Пилосос | 1000 |
| Посудомийна машина | 700 |
| Морозильна скриня | 400 |
| ПК | 550 |
| Світильник | 120 |
| Електрична плита | 2500 |
| Фен для волосся | 1000 |
| Праска | 1000 |
| Електрочайник | 1200 |
| НВЧ | 1800 |
| Електричний соковитискач | 1200 |
| Кондиціонер | 1200 |
| Духова шафа | 1400 |
Коли відома потужність кожного приладу, залишається лише підбити загальну суму Вт, яку вони споживають. І за цим параметром вираховується вся сума потужності, яка припадатиме на кабель, при споживанні електрики відразу всіма приладами, що були включені в мережу приблизно в один і той же час.
Р = (Р1 + Р2 + Р3 + Рₙ) * 0,8
Виведений результат показує, скільки споживають 80% перерахованого обладнання. Але, за підрахунками, краще підстрахуватися та брати 100% навантаження. Так буде гарантія, що при високих навантаженнях кабель витримає. У сукупності вся техніка витрачатиме до 11,6 кВт. Якщо враховувати коефіцієнт 0,8, то приблизно за житловим об'єктом навантаження на кабель становитиме 9,28 кВт. Якщо людина вирішила провести мідний кабель, то краще зупиниться в цьому випадку на перерізі 6 мм, а для алюмінієвої жили цей параметр складе - 10 мм.
Простий розрахунок перерізу за старим методом
Є ще один надійний та простий спосіб розрахувати перетин. Його вважають набагато точнішим за попередній. Відповідно до цього способу спочатку визначається сукупна потужність споживання, а потім береться результат, отриманий при розрахунках сили струму споживачів.
Згідно з формулою, все виглядає так:
I = P / U * cosφ - для мережі 220В I
= P / U * cosφ * 1.73 – для трьох фаз (380В)
У наведених формулах Р означає потужність, яку витрачає обладнання, а cos - є коефіцієнтом потужності. Його значення включає безліч складових, але якщо не заглиблюватися в деталі, то найчастіше беруть до уваги 0,95. Зібравши разом отримані дані, і розрахувавши, який струм споживається, можна отримані результати перевіряти ще раз, і вибрати правильний переріз, використовуючи найпершу таблицю. Роблячи розведення, можна частково заощадити, але економія не повинна торкатися несучого кабелю.
Розрахунки на розеткові групи робляться за аналогічною схемою. Але є один нюанс - потужність споживання на кожну наступну групу буде набагато нижчою. Потрібно ретельно стежити, щоб сума споживчої потужності не перевищувала потужність прокладеного кабелю. Іноді виникає необхідність у розрахунку жили за її довжиною. Чим довше дріт, тим більше зростають втрати. Цей процес пов'язаний із опором матеріалу струмопровідної жили.
Ці втрати збільшуються з кожним метром, і в таких випадках не слід використовувати стандартні методи розрахунку. Тут найкраще підійдуть обчислення за довжиною. Цей розрахунок застосовується лише тоді, коли загальні втрати перевищують 5% і тоді збільшується переріз кабелю. При розрахунках можна частково використовувати наведені вище формули. А саме – використовувати підрахунок сумарної потужності всіх приладів, що споживають електрику, та навантаження струму в Амперах.
Якщо вже є ці дані, тоді застосовується формула:
R = (p * L) / S
Питомий опір провідника Р необхідно взяти зі спеціальної таблиці, а втрати напруги вже розраховуються в останню чергу.
Значення, яке вийшло внаслідок проведених розрахунків, піддається ретельному аналізу. Якщо воно буде менше 5%, значить, все було правильно вираховано, а якщо ні, то необхідно на розмір більше брати кабель. Розрахунок кабелю по довжині необхідно проводити при підключених споживачах, що є великі відстані. Якщо цього не зробити, існує велика ймовірність того, що в майбутньому, при підключеному кабелі на виході будуть великі втрати, внаслідок чого не можна буде запустити прилади, через низьку напругу. Щоб отримати правильний результат, необхідно перевірити кілька таблиць та способів.
Підібрати перетин дроту
На перший погляд, може здатися, що підібрати перетин дроту – складне завдання. А насправді все досить просто. Наприклад, у домашній мережі напруга становить 220В, а нам потрібно дізнатися, скільки зможе витримати розетка 16А. Щоб дізнатися значення, проводяться такі дії: 220Х16=3520 Вт. 1 кВт – 1000 Вт. В результаті виходить 3,52 квт. Це буде значення, яке зможе витримати розетка. Переводити в однакові одиниці виміру дуже нескладно.
Наприклад: у нас є загальної потужності 2,5 кВт, щоб отримати результат у Вт, цю цифру потрібно помножити на 1000 В результаті вийде 2500 Вт. А якщо потрібно перетворити на кВт, то наявні 2500 Вт діляться на 1000. А можна навести й інший приклад. У будинку стоїть електрична плита. При роботі вона споживає 7,5 кВт. Це буде 7500Вт/220В = 34А. Розетка коштує 16А. У разі вона не витримає, і розплавиться. Якщо такі потужні прилади, необхідно вибирати розетку від 32 до 40А.
Крім цього, потрібно правильно вибрати провід. Щоб вибрати його за навантаженням, слід скласти потужність приладів, але все розраховувати на Вт або кВт. Різні значення наводяться до єдиного результату. Після цього можна використовувати таблицю №1.
Розрахунок та вибір перерізу дроту
