Какое сечение кабеля или провода выбрать для электропроводки?
Подбор оптимального сечения кабеля или провода для создания электропроводки в домах и квартирах с учётом способа прокладки, суммарной мощности подключенных приборов и защитного автоматического выключателя; практические рекомендации
Краткое содержание статьи:
|
Какие факторы влияют на сечение?
На выбор верного сечения кабеля для электропроводки влияют такие факторы как:
- материал токопроводящих жил;
- материал изоляции;
- способ прокладки;
- суммарная мощность подключенных приборов.
Материал токопроводящих жил
Для электропроводки в жилых зданиях рекомендуем использовать провода и кабели с медными жилами.
7 издание «Правил устройства электроустановок» пунктом 7.1.34 на странице 411 запрещает применение алюминиевых жил (есть исключения).
Почему? Алюминий по сравнению с медью:
7 издание «Правил устройства электроустановок» пунктом 7.1.34 на странице 411 запрещает применение алюминиевых жил (есть исключения).
Почему? Алюминий по сравнению с медью:
- хуже проводит ток в 1,64 раза (имеет удельное сопротивление 0,02828 Ом·мм2/м по сравнению с 0,01724 Ом·мм2/м);
- при замыкании может «потечь» из контактного соединения из-за низкой температуры плавления (657 и 1083 °С соответственно);
- хрупкий (при нескольких перегибах жила надломится);
- вызывает перегрев контактных соединений из-за образования оксидной плёнки, которая имеет высокое переходное сопротивление.
Парируем довод 1 – алюминий дешевле меди в 3 раза. При равной токовой нагрузке, если по расчётам медная жила требуется сечением 1,5 мм2, алюминиевая – 2,5 мм2; если медная жила 2,5 мм2, то алюминиевая – 4,0 мм2 и так далее из-за большего в 1,64 раза удельного сопротивления. Всё равно экономический выигрыш в 3/1,64 ≈ 1,83 раза.
Парируем довод 4 – для снижения переходного сопротивления применяют кварце-вазелиновые пасты, которые не дают появится оксидной плёнке при контакте с воздухом.
Парируем довод 4 – для снижения переходного сопротивления применяют кварце-вазелиновые пасты, которые не дают появится оксидной плёнке при контакте с воздухом.
Материал изоляции
Рабочий ток электропроводки ограничивается максимально допустимой температурой нагрева жилы при протекании по ней тока.
В проводке чаще используют ПВХ изоляцию (оптимальное соотношение цены и предельной температуры нагрева), её предельная температура нагрева номинальным током +70 °С. При превышении этой температуры на определённое время наступают разной степени изменения*:
Таблица 1
В проводке чаще используют ПВХ изоляцию (оптимальное соотношение цены и предельной температуры нагрева), её предельная температура нагрева номинальным током +70 °С. При превышении этой температуры на определённое время наступают разной степени изменения*:
Таблица 1
| Температура жилы и изоляции, °С | Время воздействия | Последствия для изоляции |
| +80 | > 8 часов | деформируется |
| +160 | > 4 секунд | растрескивается |
| +350 | любое | безвозвратно портится |
*Источники информации:
- стандарт ГОСТ 16442 таблицы 8 и 9 на странице 7, пункты 2.6.4 и 2.6.5 на странице 9, таблицы 21 и 22 на странице 16;
- стандарт ГОСТ 31996 таблица 18 на странице 24;
- стандарт ГОСТ 7399 таблица 2 на странице 3 (последний столбец).
Способ прокладки
Проводники размещают в кабель-каналах, гофротрубе, жёсткой трубе или штробе. Все эти способы прокладки в ПУЭ-7 объединены единым термином – в трубе.
Суммарная мощность подключенных приборов
Большая мощность требует большего сечения жилы. Примеры мощностей электроприборов и ответных сечений ниже.
Если сравнить мощность тока с объёмом воды в трубе, то чем больше воды требуется «прогнать», тем больший диаметр трубы нужен.
Если сравнить мощность тока с объёмом воды в трубе, то чем больше воды требуется «прогнать», тем больший диаметр трубы нужен.
Комплексный выбор сечения жилы и защитного автомата
Рассмотрим электропроводку в квартирах, домах, дачах, коттеджах, гаражах и других бытовых и хозяйственных строениях (однофазная сеть с модульным вводным автоматом на ток ≤100А без мощных электродвигателей). Для её создания применяется двухжильный или трёхжильный медный кабель (фаза+ноль или фаза+ноль+заземление соответственно).
Таблица выбора оптимального сечения жилы, исходя из практических соображений:
Таблица 2
Таблица выбора оптимального сечения жилы, исходя из практических соображений:
Таблица 2
| Назначение | Сечение одной жилы, мм2 |
| освещение | 1,5 |
| розетки | 2,5 |
| мощные электроприборы (плита, стиральная машина, нагреватель воды и так далее) | 4-10 (в зависимости от мощности прибора) |
А теперь обоснуем её.
Таблица 3
| Допустимый длительный ток для проводов и шнуров с резиновой и ПВХ изоляцией с медными жилами | ||||||
|
Сечение жилы, мм2 |
Ток в амперах для проводов проложенных: | |||||
| открыто | в одной трубе | |||||
| двух одно-жильных | трёх одно-жильных | четырёх одно-жильных | одного двух-жильного | одного трёх-жильного | ||
| 0.50 | 11 | - | - | - | - | - |
| 0.75 | 15 | - | - | - | - | - |
| 1.00 | 17 | 16 | 15 | 14 | 15 | 14 |
| 1.5 | 23 | 19 | 17 | 16 | 18 | 15 |
| 2.5 | 30 | 27 | 25 | 25 | 25 | 21 |
| 4 | 41 | 38 | 35 | 30 | 32 | 27 |
| 6 | 50 | 46 | 42 | 40 | 40 | 34 |
| 10 | 80 | 70 | 60 | 50 | 55 | 50 |
| 16 | 100 | 85 | 80 | 75 | 80 | 70 |
| 25 | 140 | 115 | 100 | 90 | 100 | 85 |
| 35 | 170 | 135 | 125 | 115 | 125 | 100 |
| 50 | 215 | 185 | 170 | 150 | 160 | 135 |
| 70 | 270 | 225 | 210 | 185 | 195 | 175 |
| 95 | 330 | 275 | 255 | 225 | 245 | 215 |
| 120 | 385 | 315 | 290 | 260 | 295 | 250 |
| 150 | 440 | 360 | 330 | - | - | - |
| 185 | 510 | - | - | - | - | - |
| 240 | 605 | - | - | - | - | - |
Согласно таблице 3 (в точности соответствует таблице 1.3.4 из ПУЭ-7) определим номинальные токовые нагрузки для каждого сечения. Так как заземляющая жила в расчётах не участвует (то есть трёхжильный кабель принимается двухжильным) и чаще всего проводник располагают в штробе, значения тока выбираем из 6-го столбца («одного двухжильного»). Сведём результаты:
Таблица 4
| Сечение одной жилы*, мм2 | Допустимый ток Iкаб, А |
| 1.5 | 18 |
| 2.5 | 25 |
| 4 | 32 |
| 6 | 40 |
| 10 | 55 |
| 16 | 80 |
* Если выбираете сечение, зная токовую нагрузку, следует учесть, что при выборе сечения необходимо учитывать требования к механической прочности проводников. Согласно таблице 7.1.1 на странице 412 ПУЭ-7 для внутренней электропроводки в жилых зданиях минимальное сечение проводников групповых линий должно быть 1,5 мм2. То есть, если по расчётам получается что необходимо сечение 1,0 мм2 и менее, то необходимо использовать провод 1,5 мм2.
Рассчитаем номинальный ток автомата, необходимого для защиты кабеля определённого сечения (формула соответствует пункту 433.1 стандарта ГОСТ 50571.4.43):
Iав=Iкаб/1,45 (1), где:
- Iав – номинальный ток автоматического выключателя, который необходим для защиты электропроводки;
- Iкаб – допустимый ток на одну жилу кабеля;
- 1,45 – коэффициент, выбранный исходя из таблицы 5.
Автоматический выключатель испытан и настроен таким образом, чтобы вызвать гарантированное отключение в течение 1 часа при перегрузке, которая превышает номинальный ток на 45 % (или коэффициент 1,45). Если поставите автомат с номинальным током равным допустимому току на жилу кабеля, то при перегрузках до 45 % выключатель будет бездействовать, а кабель перегреваться. Регулярный перегрев опасен ускоренным старением изоляции (из состава улетучиваются пластификаторы, которые отвечают за электрическое сопротивление) с последующим пробоем и коротким замыканием.
Таблица 5
| Время-токовые характеристики теплового расцепителя автоматического выключателя | ||
| Ток испытания | Срабатывание |
Время отключения или неотключения |
| 1,13·In | нет |
t > 60 мин при In < 63А t > 120 мин при In > 80А |
| 1,45·In | есть |
t < 60 мин при In < 63А t < 120 мин при In > 80А |
| 2,55·In | есть |
1 с < t < 60 c при In < 32А 1 с < t < 120 c при In > 40А |
Частичное воспроизведение таблицы 6 на странице 19 стандарта на модульные автоматические выключатели ГОСТ 50345.
Например, если для защиты провода с жилой сечением 4 мм2 установим автомат на 32 ампера (по таблице 4 мы видим, что проводник выдержит тот же длительный ток), то при перегрузке автомат сразу не отключится, а в течение часа будет пропускать ток 32·1,45 = 46,4 А. За это время изоляция получит перегрев, который чреват выходом кабеля из строя.
Чтобы обеспечить безопасность (запас «прочности»), надёжность и долговечность электропроводки для использования в быту оптимальны соотношения сечения применяемого провода и номинала автоматического выключателя для защиты проложенного кабеля как в таблице 6.
Расчётный ток определяем по формуле (1), номинальный ток автомата выбираем ближайшим к расчётному из существующей линейки номинальных токов: 3, 4, 5, 6, 8, 10, 13, 16, 20, 25, 32, 40, 50, 63, 80, 100 А.
Таблица 6
Например, если для защиты провода с жилой сечением 4 мм2 установим автомат на 32 ампера (по таблице 4 мы видим, что проводник выдержит тот же длительный ток), то при перегрузке автомат сразу не отключится, а в течение часа будет пропускать ток 32·1,45 = 46,4 А. За это время изоляция получит перегрев, который чреват выходом кабеля из строя.
Чтобы обеспечить безопасность (запас «прочности»), надёжность и долговечность электропроводки для использования в быту оптимальны соотношения сечения применяемого провода и номинала автоматического выключателя для защиты проложенного кабеля как в таблице 6.
Расчётный ток определяем по формуле (1), номинальный ток автомата выбираем ближайшим к расчётному из существующей линейки номинальных токов: 3, 4, 5, 6, 8, 10, 13, 16, 20, 25, 32, 40, 50, 63, 80, 100 А.
Таблица 6
| Сечение одной жилы, мм2 | Допустимый ток Iкаб, А | Расчётный ток автомата, А | Номинальный ток автомата Iав, А |
| 1,5 | 18 | 12,41 | 10* |
| 2,5 | 25 | 17,24 | 16 |
| 4 | 32 | 22,07 | 20** |
| 6 | 40 | 27,59 | 25 |
| 10 | 55 | 37,93 | 40 |
| 16 | 80 | 55,17 | 50 |
* или Iав = 13 ампер, если найдёте в продаже (тогда расчётная мощность будет выше на 30 %). В номенклатуре IEK такие есть и мы поставляем.
** можно принять Iав = 25 ампер, тогда расчётная мощность окажется выше на 25 %.
Далее определим мощность по формуле:
** можно принять Iав = 25 ампер, тогда расчётная мощность окажется выше на 25 %.
Далее определим мощность по формуле:
P = Iав *U (2), где:
- P – суммарная мощность подключенных приборов;
- Iав – номинальный ток автомата из таблицы 6;
- U – переменное напряжение в сети (220 вольт),
и запишем результаты в таблицу 7.
Таблица 7
Таблица 7
| Сечение одной жилы, мм2 | Ток автомата Iав, А | Предельная мощность Р, Вт | Округлённое значение Р, кВт |
| 1,5 | 10 | 2200 | 2,2 |
| 2,5 | 16 | 3520 | 3,5 |
| 4 | 20 | 4400 | 4,4 |
| 6 | 25 | 5500 | 5,5 |
| 10 | 40 | 8800 | 8,8 |
| 16 | 50 | 11000 | 11,0 |
Отсюда видно, какое сечение нужно для конкретной округлённой мощности:
- 1,5 мм2 – 1 и 2 кВт;
- 2,5 мм2 – 3 кВт;
- 4 мм2 – 4 кВт;
- 6 мм2 – 5 кВт;
- 10 мм2 – 6, 7 и 8 кВт;
- 16 мм2 – 9, 10 и 11 кВт.
Аналогичный материал изложен в 9-минутном видеоролике:
Практические рекомендации
Для освещения применяем провод сечением 1,5 мм2, защищённый автоматом 10 А. На такой провод допускается нагрузка 2,2 кВт, то есть её хватит на 22 лампы накаливания по 100 Вт, что более чем достаточно на квартиру.
Для комнатных розеток, в которые планируется включать приборы небольшой мощности (телефон, планшет, ноутбук, компьютер, колонки – все эти потребители до 100 Вт) применяем один провод сечением 2,5 мм2, защищённый автоматом на 16 А. Принцип тот же, суммарная мощность приборов включенных в розетку, а следовательно приложенная к кабелю не должна превышать 3,5 кВт.
Важное правило: к 1 розетке (с 1-5 местами под вилки) подключаем 1 кабель, защищенный 1 автоматическим выключателем.
Если пожелаете подключать на один кабель сечением 2,5 мм2 две и более разнесённых розеток, то при одновременном включении утюга мощностью 2,1 кВт и комнатного обогревателя мощностью 2,0 кВт суммарная нагрузка на кабель составит 4,1 кВт, что явно больше чем допустимые 3,5 кВт (сработает выключатель).
В случае одной двухместной розетки, когда захотите утюг и обогреватель включить вместе, задумаетесь – а стоит ли так делать?
Для прямого подключения мощных приборов или для розеток, в которые они заведомо будут подключаться (например розетка в ванной для подключения стиральной машинки или бойлера) следует использовать кабели сечением 4, 6 или 10 мм2, причём обязательно отдельный кабель на отдельный потребитель. Сечение выбираем всё по тому же принципу. Мощность конкретного прибора указывается в его заводском паспорте, однако ориентироваться можно по таблице 8 (она же часть приложения 7.2 в РМ-2696-01).
Таблица 8
Для комнатных розеток, в которые планируется включать приборы небольшой мощности (телефон, планшет, ноутбук, компьютер, колонки – все эти потребители до 100 Вт) применяем один провод сечением 2,5 мм2, защищённый автоматом на 16 А. Принцип тот же, суммарная мощность приборов включенных в розетку, а следовательно приложенная к кабелю не должна превышать 3,5 кВт.
Важное правило: к 1 розетке (с 1-5 местами под вилки) подключаем 1 кабель, защищенный 1 автоматическим выключателем.
Если пожелаете подключать на один кабель сечением 2,5 мм2 две и более разнесённых розеток, то при одновременном включении утюга мощностью 2,1 кВт и комнатного обогревателя мощностью 2,0 кВт суммарная нагрузка на кабель составит 4,1 кВт, что явно больше чем допустимые 3,5 кВт (сработает выключатель).
В случае одной двухместной розетки, когда захотите утюг и обогреватель включить вместе, задумаетесь – а стоит ли так делать?
Для прямого подключения мощных приборов или для розеток, в которые они заведомо будут подключаться (например розетка в ванной для подключения стиральной машинки или бойлера) следует использовать кабели сечением 4, 6 или 10 мм2, причём обязательно отдельный кабель на отдельный потребитель. Сечение выбираем всё по тому же принципу. Мощность конкретного прибора указывается в его заводском паспорте, однако ориентироваться можно по таблице 8 (она же часть приложения 7.2 в РМ-2696-01).
Таблица 8
| Прибор | Потребляемая мощность, кВт |
| кондиционер | 1,5 |
| стиральная машина | 2,2 |
| посудомоечная машина | 2,2 |
| электроплита | 9,0-10,5 |
| проточные водонагреватели | 5,0-18,0 |
Таким образом видим, что для подключения:
- стиралки достаточно сечения 2,5 мм2,
- проточного нагревателя мощностью до 5,5 кВт – 6 мм2, от 5,6 до 8,8 – 10 мм2;
- а вот для электроплиты уже понадобится сечение 16 мм2.
На вопрос: «Какую марку кабеля или провода выбрать?» имеем отдельную статью, также с доказательствами.