Допустимая нагрузка на кабель по сечению: Как правильно рассчитать нагрузку на кабель | Полезные статьи

Максимальная нагрузка на кабель или провод с различным сечением. Как узанать? Таблица.

В процессе подключения электрических приборов и оборудования к сети электропитания важнейшим условием является правильный выбор кабеля с соответствующим сечением. Однако в некоторых случаях у вас уже может быть провод, но вы не знаете, если он подойдет для использования в конкретном месте. Ведь если на кабель подключается слишком большая нагрузка, проводник греется, из-за чего может есть риск оплавления изоляции и, следовательно, возникновения короткого замыкания или возгорания. Вот здесь большинство пользователей и задаются вопросом, как можно узнать, какую мощность способен выдержать провод.

Факторы влияния

Мощность и сечение кабеля никак не связаны между собой. При этом для провода важно определить величину допустимого длительного тока. Значения указаны в ПУЭ – раздел I, глава 1.3. К примеру, если кабель способен выдерживать ток в 16 A, то в электросети 220 B это будет равно 3,5 кBт, для сетей 380 B – это 10 кBт, а в электросетях 12 B это значение равно 192 Bт. Исходя из этого, узнать допустимую мощность можно лишь при условии известности напряжения.

Таблица сечений проводников и допустимого тока

Соответствие сечения проводника, мощности, напряжения и тока указано в специальной таблице.

Значение суммарной мощности электрической нагрузки, проходящей по отдельным линиям, напрямую зависит от мощности используемой в быту электрической техники:

• Количества электробытовых приборов, работающих одновременно;
• Типа и мощности бытового электрооборудования;
• Индивидуальных значений потребления электроэнергии каждой отдельной единицей техники;
• Возможности одновременного включения в сеть электрических приборов, продолжительности и цикличности такого подключения.

Однако существуют определенные факторы, которые влияют на величину мощности, которую способен выдержать кабель. Среди них указываются:

• Длина электрической линии;
• Температура кабеля и окружающей среды.

Именно эти факторы оказывают прямое влияние на сопротивление проводника и, соответственно, на потерю мощности и нагревание кабеля. Так, если был выбран проводник с маленьким сечением, при высокой нагрузке есть риск проседания напряжения на его конце. В то же время, не стоит допускать потери свыше 4-5%. В случае цепей освещения падение напряжения допускается до 10%.

Другие нюансы

Существуют два значения напряжения – 220B и 380B.

Важно учитывать материал, из которого изготовлены жилки проводников. Как правило, это медь или алюминий. Чтобы определить сечение жилы, применяется микрометр.

В случае использования многожильного кабеля рекомендуется к использованию следующий тип системы расчетов: изначально устанавливаются параметры сечения одной из жилок и умножаются на их общее количество в проводнике.

Подобные расчеты производятся в случаях, если кабель планируется провести за пределами помещения. Также учитывается длина провода, температурные показатели во внешней среде, устанавливается металл, из которого изготовлены кабельные жилки, и показатели сопротивления.

Какая взаимосвязь между сопротивлением, длиной, материалом и температурой?

Для определения сопротивления проводников используется формула: R=ро*L/S. Ро обозначает собой удельное сопротивление металла, L – длину (метры), S – площадь поперечного сечения (мм2).

Сопротивление растет по мере увеличения длины и уменьшения площади поперечного сечения кабеля. Соответственно, при увеличении сечения в условиях постоянной длины наблюдается падение сопротивления. Этот же феномен характерен и для уменьшающейся длины.

Помимо этого, при росте температуры у металлов увеличивается сопротивление, что приводит к снижению проводимости. Это объясняется следующим образом: при нагревании носители зарядов и частицы в металле начинают двигаться хаотично, а потому чаще сталкиваются между собой.

Сечение кабеля

Чтобы узнать мощность, которую способен выдерживать проводник, нужно первым делать определить его сечение. Это можно сделать, измерив его диаметр штангенциркулем. Такой метод подходит для проводов любого сечения.

В случае, когда проводник имеет монолитную жилу, просто измеряется ее диаметр. А вот если жила является многопроволочной, измеряется диаметр одной проволочки, после чего ее площадь умножается на количество жилок внутри провода. Это способ определения общего поперечного сечения проводов и кабелей.

Для вычисления поперечного сечения по диаметру, его значение возводится в квадрат и умножается на коэффициент 0,758.

После того, как была определена площадь поперечного сечения проводника, можно воспользоваться вышеприведенной таблицей, чтобы узнать допустимое напряжение. К примеру, если длина линии небольшая (менее 10 м), а величина тока превышает ток предполагаемых нагрузок, проводник может быть смело использован по назначению.

Можно ли упростить расчеты?

Чтобы избежать ошибок в расчетах можно использовать специальные онлайн-калькуляторы или мобильные приложения, работающие даже в оффлайне. Стандартные функции в таких инструментах это:

• Расчет сопротивления проводников при известных данных – температура, длина, материал и сечение;
• Расчет длины проводника, если известны сопротивление, температура и сечение;
• Расчет сечение, если известны величины длины, напряжения, материала жил, температуры и допустимых потерь;
• Расчет длины кабели, если известны величины напряжения, тока, температуры, допустимых потерь и материала жил.

Используя подобные методы, можно дать правильную оценку допустимой мощности, подобрав нужный кабель для конкретно указанной мощности.

Как выбрать кабель для домашней (бытовой) электропроводки?

При прокладке электрической проводки в доме или квартире многие делают выбор в пользу алюминиевых проводов. Это кажется дешевле, однако по причине ненадежности контактов со временем может оказаться, что расходы на эксплуатацию на порядок выше финансовых затрат на покупку и установку электрических проводов из мели. Незаменимыми алюминиевые провода являются лишь в случае прокладки электропроводки по воздуху – они дешевые и легки в весе, и если соединение было выполнено правильно, такие провода прослужат долго и надежно.

В то же время, сравнивая одножильные и многожильные провода в процессе монтажа домашней электрической проводки, по способности проведения тока на одну единицу сечения лучше всего выбирать одножильный кабель. Это объясняется тем, что многожильные провода допускают множество изгибов. Поэтому, чем тоньше проводники, тем более долговечным и гибким является кабель. Многожильные провода используются, как правило, при подключении к электрической сети электроприборов нестационарного типа – электрического фена, электробритвы, утюга и других.

Заключение

Исходя из всего вышесказанного, для того, чтобы узнать какую нагрузку выдержит проводник, необходимо определить:

• Металл, использованный при изготовлении жилы;
• Сечение проводников;
• Длину линии подачи электричества;
• Величину тока нагрузки.

После этого производятся все необходимые расчеты – вручную или при помощи калькуляторов.

Наиболее точно измерить и испытать нагрузку поддерживаемую электропроводкой или кабелем можно обратившись к услугам электролаборатории ТМ Электро.

Длительно допустимые токовые нагрузки кабелей на напряжение 6 и 10 кВ | Кабели

• 6кВ
• кабель
• справка

при прокладке в земле, на воздухе, в воде

Номинальное сечение токопроводящей жилы, мм2	Токовые нагрузки кабеля. А
	с медной жилой				с алюминиевой жилой
	в земле		на воздухе		в земле		на воздухе
	6 кВ	10 кВ	6 кВ	10 кВ	6 кВ	10 кВ	6 кВ	10 кВ
10	85	–	70	–	65	–	55	–
16	115	105	90	80	85	80	70	60
25	145	130	125	110	115	100	95	85
35	175	165	150	135	135	125	115	105
50	220	195	180	165	170	155	140	125
70	270	235	235	210	210	180	175	155
95	325	290	285	255	245	225	215	190
120	375	340	330	295	285	265	250	220
150	430	390	380	335	330	300	285	250
185	480	440	430	385	375	340	325	285
240	560	500	500	455	430	390	385	335

Примечание. При прокладке в воде кабелей с защитным покровом типа Кл значение токовой нагрузки в земле следует умножить на коэффициент k=1,3.

• Назад
• Вперед

Расчет и подбор сечения проводов

При ремонте или проектировании электрооборудования необходимо правильно подобрать провода. Можно воспользоваться специальным калькулятором или справочником. Но для этого нужно знать параметры нагрузки и особенности монтажа кабеля.

Содержание

• 1 Зачем рассчитывать поперечное сечение кабеля
• 2 Размер по мощности
• 3 Как рассчитать силу тока
• 4 Расчет площади поперечного сечения кабеля по мощности и длине
• 5 Открытая и закрытая проводка

Зачем рассчитывать сечение кабеля

К электрическим сетям предъявляются следующие требования:

• безопасность;
• надежность;
• эконом.

Если выбранная площадь сечения провода мала, то токовые нагрузки на кабели и провода будут высокими, что приведет к перегреву. Это может привести к аварийной ситуации, которая приведет к повреждению всего электрооборудования и станет опасной для жизни и здоровья.

Если, с другой стороны, установлены провода с большой площадью поперечного сечения, безопасное применение гарантировано. Но с финансовой точки зрения будет перерасход. Правильный подбор площади сечения провода – залог долговременной безопасной эксплуатации и рационального использования финансовых средств.

В ПУЭ имеется отдельная глава по правильному выбору проводников: «Глава 1.3. Выбор проводников по нагреву, экономической плотности тока и условиям коронирования».

Площадь поперечного сечения кабеля рассчитывается в зависимости от его мощности и тока. Давайте посмотрим на примеры. Чтобы определить, какое сечение провода необходимо для 5 кВт Вам потребуется воспользоваться таблицами “Правил устройства электроустановок. Правила устройства электроустановок “). Настоящее руководство является нормативным документом. В нем указано, что сечение кабеля выбирается по 4 критериям:

1. Напряжение питания ( Однофазное или трехфазное ).
2. Материал проводника.
3. Ток нагрузки, измеряемый в амперах ( А ), или мощность в киловаттах ( кВт ).
4. Расположение кабеля.

В PUE нет значения. 5 кВт , поэтому нам придется выбрать следующее большее значение – 5,5 кВт . Для монтажа в квартире сегодня необходимо использовать медный провод. В большинстве случаев установка осуществляется по воздуху, поэтому из справочных таблиц подходит сечение 2,5 мм². Максимально допустимая токовая нагрузка составит 25 А.

В вышеупомянутом руководстве также указан ток, на который рассчитан входной автоматический выключатель ( ВА ). Согласно « Правил устройства электроустановок » для нагрузки 5,5кВт ток ВА должен быть 25 А. В документе указано, что номинальный ток провода, который идет в дом или квартиру, должен быть на одну ступень выше, чем у ВА. В этом случае после 25 ампер будет 35 ампер. Последнее значение должно быть принято в качестве расчетного значения. Ток 35 А соответствует сечению 4 мм² и мощности 7,7 кВт. Итак, подбор сечения медного провода по мощности завершен: 4 мм².

Чтобы узнать какое сечение медного провода требуется для 10кВт опять же воспользуемся справочником. Если вы рассматриваете случай открытой проводки, вы должны определиться с материалом кабеля и напряжением питания.

Например Для алюминиевого провода и напряжения 220 В ближайшая большая мощность будет 13 кВт, соответствующее сечение – 10 мм²; для 380 В мощность составит 12 кВт, а сечение – 4 мм².

Выбор в зависимости от мощности

Перед подбором сечения кабеля по мощности необходимо рассчитать его суммарное значение, составить перечень электроприборов на участке, к которому прокладывается кабель. На каждом из устройств должна быть указана мощность, рядом будут написаны соответствующие единицы измерения: Вт или кВт ( 1 кВт = 1000 Вт ). Затем вам нужно будет сложить мощность всего оборудования и получится сумма.

Если вы выбираете кабель для подключения одного электроприбора, то достаточно информации только о его потребляемой мощности. Подобрать сечение провода по мощности можно в таблицах ПУЭ.

Таблица 1. Выбор сечения провода по мощности для кабеля с медными жилами

4444444 6 Напряжение 220 В2 1,5 901 7 0099 10 39 Таблица 2. Выбор сечения проводов по мощности для кабелей с алюминиевыми жилами

Сечение токопроводящей жилы, мм²	Для кабеля с медными жилами				Напряжение 380 В
	Ток, А	Мощность, кВт	Ток, А	Мощность, кВт
	4,1	16	10,5
2,5	27	5,9	25		19,5 12 4	38	8,3	30	19 ,8
6	46	10,1	40	26,4
01 112 15,4	50	33
16	85	18,7	75	49,5
25	115	25,3	90	59,4
9 112 135				29,7	115	75,9
50	175	38,5	145	95,7
70	215	19	110,3 417,3 0101	118,8
95	260	57,2	220	145,2
120	300	66	260	171,6

49

2 119112 30 901 01 90921

Сечение токоведущей жилы, мм²	Для кабеля с алюминиевыми жилами
	Напряжение 220 В		Напряжение 380 В		Ток, А	Мощность, кВт	Ток, А	Мощность, кВт
	2,5	20	1 1 2 1 1	2,5
4	28	6,1	23	15,1
6	36	7,9
10	50	11,0	39	25,7
16	60	13,2	55	36,3
25	85	18,7
46,2
35	100	22,0	85	56,1
50	135	29,7	110	1014 9090 712,6	70	165	36,3	140	92,4
95	200	44,0	170	112,2
120	230	290 1101012 50,6	132,2

Кроме того, необходимо знать напряжение сети: трехфазная соответствует 380 В и однофазная 220 В. В ПУЭ

приведены сведения как для алюминиевых, так и для медных проводов. Оба имеют свои преимущества и недостатки. К преимуществам медных проводов относятся:

• высокая прочность;
• эластичность;
• устойчивость к окислению; Электропроводность
• больше, чем у алюминия.

Недостаток медных проводов – высокая стоимость. В советских домах при строительстве использовалась алюминиевая электропроводка. Поэтому, если происходит частичная замена, желательно ставить алюминиевые провода. Исключение составляют только те случаи, когда вместо всей старой проводки ( до щита ) устанавливается новая. Тогда имеет смысл использовать медь. Прямой контакт меди и алюминия недопустим, так как это приводит к окислению. Поэтому для их соединения используется третий металл.

Вы можете самостоятельно произвести расчет сечения провода по мощности для трехфазной цепи. Для этого необходимо использовать формулу: I=P/(U*1,73) , где P – мощность, Вт; U – напряжение, В; I – сила тока, А. Затем по справочной таблице выбрать сечение кабеля в зависимости от расчетного тока. Если нужного значения нет, то выбирается ближайшее, превышающее расчетное.

Как рассчитать по току

Величина тока, протекающего по проводнику, зависит от длины, ширины, удельного сопротивления последнего и от температуры. При нагревании электрический ток уменьшается. Справочная информация дана для комнатной температуры ( 18°С ). Для выбора сечения кабеля по току используют таблицу ПУЭ (ПУЭ-7 п.1.3.10-1.3.11 ПОСТОЯННЫЕ ТОКИ для проводов, шнуров и кабелей с резиновой или пластмассовой изоляцией).

Таблица 3. Ток электрический для медных проводов и шнуров с резиновой и поливинилхлоридной изоляцией

10486 открыто6 –111 12 –1 0112 16 212 90 90 1 2 28 39 9 1 90 9 5 112 115 101 902 10112 215 9010 60 12 295 101 – 0112 –

Сечение жилы, мм²	Ток, А, для проводов, уложенных
	два одножильных провода	три одножильных провода	четыре одножильных	один двухжильный	один трехжильный
0,5	11	1 –	–	–	–	–
0,75	15	–
–
1	17	16	15	14	15	14
1,2	20	18	10 16
14,5
1,5	23	19	17	16	18	15
2	26	24
23	19
2,5	30	27	25	25	25	21
3	34	32	1 209102 1 209101 2	24
4	41	38	35	30	32	27
5	46	42
37	31
6	50	46	42	40	40	34
8	62	54	51	9010 19 8	4 12 43
10	80	70	60	50	55	50
16	100	85	100 80 101	80	70
25	140	115	100	90	100	85
35	170	135	125
100
50	215	185	170	150	160	135
70	270	185	195	175
95	330	275	255	225	245	215
120	385	315	90 10 10 10 60	250
150	440	360	330	–	–	–
185	1010 9010 9010 9010	–	–	–	–
240	605	–	–	–	–	–
300	695	–	–	–	–
400	830	–	–	–	–	–

Для расчета алюминиевых проводов воспользуйтесь таблицей.

Таблица 4. Электрический ток для алюминиевых проводов и шнуров с резиновой и поливинилхлоридной изоляцией

0 86 открыто2 32 112 36 4 43 1 2 16 199 75 1010999 9

Сечение жилы, мм²	Ток, А, для проводов открытой прокладки 1						в одной трубке
	два одножильных провода	три одножильные	четыре одножильные	одна двухжильная	одна трехжильная
	2	21	10 19	01 112 15	17	14
2,5	24	20	19	19	19	16
01 112 24	22	21	22	18
4	32	28	28	23	25	21
32	30	27	28	24
6	39	36	32	30	31	26
1 2 1609101 4	40	37	38	32
10	60	50	47	39	42	38
60	60	55	60	55
25	105	85	80	70	75	65
35 109101 10190 013	95	85	95	75
50	165	140	130	120	125	105	210	175	165	140	150	135
95	255	215	200	175	190	165
910 120	90 12 245	220	200	230	190
150	340	275	255	–	–	– 900 0112 185	390	–	–	–	–	–
240	465	–	–	–	–	–
1010 9 101	–	–	–	–	–
400	645	–	–	–	–	–

Помимо электрического тока, вам нужно будет выбрать материал проводника и напряжение.

Для приблизительного расчета сечения кабеля по току его следует разделить на 10. Если в таблице не указано полученное сечение, то необходимо взять ближайшее большее значение. Это правило подходит только для тех случаев, когда максимально допустимый ток для медных проводов не превышает 40 А. Для диапазона от 40 до 80 А разделите ток на 8. Если установлены алюминиевые кабели, необходимо разделить на 6. Это потому что толщина алюминиевой жилы больше, чем у медной, чтобы обеспечить одинаковые нагрузки.

Расчет сечения кабеля по мощности и длине

Длина кабеля влияет на потери напряжения. Таким образом, на конце проводника напряжение может уменьшаться и быть недостаточным для работы электроприбора. Для отечественных электрических сетей этими потерями можно пренебречь. Достаточно будет взять кабель на 10-15 см длиннее. Этот резерв будет использован для коммутации и проводки. Если концы провода подключены к распределительному щиту, запасная длина должна быть еще больше, так как автоматические выключатели.

При прокладке кабелей на большие расстояния необходимо учитывать следующее падение напряжения. Каждый проводник характеризуется электрическим сопротивлением. На этот параметр влияет:

1. Длина провода, единица измерения – м. При ее увеличении увеличиваются потери.
2. Площадь поперечного сечения, измеренная в мм². С его увеличением падение напряжения уменьшается.
3. Удельное сопротивление материала ( справочное значение ). Указывает сопротивление провода, которое составляет 1 квадратный миллиметр на 1 метр.

Падение напряжения численно равно произведению сопротивления на ток. Допустимо, что это значение не должно превышать 5%. Если это не так, необходимо использовать кабель большего сечения. Алгоритм расчета площади сечения провода по максимальной мощности и длине:

1. В зависимости от мощности P, напряжения U и коэффициента cosf находим ток по формуле: I=P/ (U*коф) . Для электросетей, используемых в быту, cosf = 1 . В промышленности cosf рассчитывается как отношение активной мощности к полной мощности. Последняя состоит из активной и реактивной мощностей.
2. Используйте таблицы ПУЭ для определения токоведущего сечения проводника.
3. Рассчитать сопротивление проводника по формуле: Ro=ρ*l/S где ρ – удельное сопротивление материала, l – длина проводника, S – площадь поперечного сечения. Необходимо учитывать тот факт, что ток по кабелю идет не только в одном направлении, но и в обратном. Следовательно, общее сопротивление: Р = Ро*2 .
4. Падение напряжения находим из соотношения: ΔU=I*R .
5. Найдите падение напряжения в процентах: ΔU/U . Если полученное значение превышает 5 %, то выбирают из справочника наибольшее сечение проводника.

Открытая и закрытая проводка

В зависимости от расположения проводка делится на два типа:

• закрытая;
• открыть.

На сегодняшний день в квартирах установлена ​​скрытая проводка. В стенах и потолках создаются специальные углубления, предназначенные для размещения кабеля. После установки проводников углубления штукатурятся. В качестве проводов используются медные провода. Все планируется заранее, так как со временем для наращивания проводки или замены элементов придется демонтировать отделку. Провода и кабели, имеющие плоскую форму, чаще используются для скрытой отделки.

При открытой проводке провода прокладываются вдоль поверхности помещения. Преимущества отдаются гибким проводникам, имеющим круглую форму. Они легко монтируются в кабельные каналы и проходят сквозь гофру. При расчете нагрузки на кабель учитывают и способ прокладки проводки.

Статьи по теме:

Максимальная деформация троса при растяжении? – Блог igus

Кабели

Ян Арнольди | 5. май 2020 г.

Максимальное растяжение кабеля особенно важно, когда кабели используются в подвесных устройствах. Потому что там кабель должен нести собственный вес. Это имеет место при подъемном движении складско-поисковой установки (SRU).

Максимальное растягивающее усилие для кабелей

Максимальное растягивающее усилие показывает, до какой силы или до какой длины свободно подвешенный кабель может быть нагружен без опасности. В зависимости от конструкции кабеля максимальные деформации растяжения могут быть совершенно разными, так как деформации растяжения всегда рассчитываются по сумме поперечных сечений всех основных жил кабеля. Максимальное растягивающее усилие для кабелей с медными жилами указано в VDE0298. Это определяет максимально допустимое усилие натяжения для стандартных кабелей с поперечным сечением 15 Н/мм² суммы основных жил.

Пример расчета может прояснить факты:

Предполагается, что CF21.25.15.02.02.UL, т. е. сервокабель со структурой (4G2,5+(2×1,5)C)C, должен использоваться в подвесном приложении 25м. Сначала необходимо рассчитать вес кабеля:

F=m x a x l = 0,271 кг/м x 9,81 Н x 25 м = 66,5 Н

Насколько велика нагрузка на кабель? Таким образом, основные жилы имеют поперечное сечение 2,5 мм²:

4G2,5 мм²          -> 4×2,5 мм²=10 мм²

10 мм² x 15 Н/мм² = 150 Н макс. допустимая деформация растяжения

Поскольку вес 66,5 Н меньше, чем максимально допустимая деформация растяжения 150 Н, кабель можно использовать в этом приложении.

Какой кабель следует использовать для высоких нагрузок на растяжение?

Допустимый предел достигается быстро, особенно при малых поперечных сечениях, таких как кабели шины, поэтому компания igus предлагает оптимальные кабели, особенно для применений с очень высокими растягивающими нагрузками. Хорошим примером такого кабеля является CFSPECIAL182.045. Это Ethernet-кабель CAT5e. Благодаря своей особой структуре с арамидной оплеткой в ​​двухслойной внешней оболочке, этот кабель отлично подходит для применения в условиях очень высокой нагрузки на растяжение, например, для подвешивания.

Арамидная оплетка, интегрированная во внешнюю оболочку, гарантирует, что растягивающая нагрузка не воздействует на внутреннюю часть кабеля, а поглощается оплеткой. Это обеспечивает более длительный срок службы и плавную работу кабеля.