Максимально допустимий струм для мідних проводів

Коли електричний струм протікає по кабелю, частина енергії втрачається. Вона йде на нагрівання провідників з-за їх опору, з зменшенням якого зростає величина переданої потужності і допустимий струм для мідних проводів. Найбільш прийнятним провідником на практиці є мідь, яка має невелике електричне опір, влаштовує споживачів за вартістю і випускається в широкому асортименті. Наступним металом з хорошою провідністю є алюміній. Він дешевше міді, але більш ламкий і деформується в місцях з'єднань. Перш внутрішньобудинкові вітчизняні мережі були прокладені алюмінієвими проводами. Їх ховали під штукатурку і надовго забували про електропроводку. Електроенергія переважно йшла на освітлення, і дроти легко витримували навантаження.


З розвитком техніки з'явилося безліч електроприладів, які стали незамінні в побуті і вимагали більшої кількості електрики. Споживана потужність зросла і проводка перестала з нею справлятися. Тепер стало неможливо робити електропостачання квартири або будинку без розрахунку електропроводки по потужності. Дроти і кабелі вибираються так, щоб не було зайвих витрат, а вони повністю справлялися з усіма навантаженнями в будинку.

Причина нагріву електропроводки

Проходить електричний струм викликає нагрівання провідника. При підвищеній температурі метал швидко окислюється, а ізоляція починає плавитися при температурі від 65 0 С. Чим частіше вона нагрівається, тим швидше виходить з ладу. З цієї причини дроту вибирають по допустимому струму, при якому не відбувається їх перегрів.

Площа перерізу проводки

За формою провід виконується у вигляді кола, квадрата, прямокутника або трикутника. У квартирної проводки переріз переважно кругле. Шина мідна зазвичай встановлюється в розподільчому шафі і буває прямокутної або квадратної. Площі поперечних перерізів жил визначаються за основними розмірами, заміряли штангенциркулем:

коло - S = ?d 2 /4;

квадрат - S = a 2 ;

прямокутник - S = a * b;

трикутник - ?r 2 /3.

У розрахунках прийняті наступні позначення:

r - радіус;

d - діаметр;

b, a - ширина і довжина перерізу;

? = 314.

Розрахунок потужності в проводці

Потужність, що виділяється в жилах кабелю при його експлуатації, визначається за формулою: P = I n 2 Rn, де I n - навантажувальний струм, А; R - опір, Ом; n - кількість провідників. Формула підходить при розрахунку однією навантаження. Якщо до кабелю їх підключено кілька, кількість тепла розраховується окремо для кожного споживача енергії, а потім результати підсумовуються. Допустимий струм для мідних багатожильних проводів також розраховується через поперечний переріз. Для цього необхідно розпушити кінець, заміряти діаметр однієї із дротиків, порахувати площу і помножити на їх кількість в проводі.

Переріз проводів для різних умов експлуатації

Перерізу проводів зручно вимірювати в квадратних міліметрах. Якщо грубо оцінювати допустимий струм, мм2 мідного дроту пропускає через себе 10 А, при цьому не перегріваючись. В сусідні кабелі дроти гріють один одного, тому для нього треба вибирати товщину жили по таблицях або з поправкою. Крім того, розміри беруть з невеликим запасом у бік збільшення, а після вибирають зі стандартного ряду.
Проводка може бути відкритою і прихованою. У першому варіанті вона прокладається зовні по поверхнях, у трубах або в кабель-каналах. Прихована проходить під штукатуркою, у каналах або трубах всередині конструкцій. Тут умови роботи більш жорсткі, оскільки в закритих просторах без доступу повітря кабель нагрівається сильніше. Для різних умов експлуатації вводяться коефіцієнти поправки, на які слід множити розрахунковий тривало допустимий струм залежно від наступних факторів:

одножильний кабель в трубі довжиною понад 10 м: I = I n х 094;

три одножильні кабелі в одній трубі: I = I n х 09;

прокладка у воді з захисним покриттям типу Кл: I = I n х 13;

чотирижильний кабель рівного перетину: I = I n х 093.

Приклад При навантаженні 5 кВт і напрузі 220 В сила струму через мідний дріт складе 5 х 1000 /220 = 227 А. Його перетин складе 227 /10 = 227 мм 2 . Цей розмір забезпечить допустимий струм для мідних проводів по нагріванню. Тому тут слід взяти невеликий запас 15 %. В результаті переріз складе S = 227 + 227 х 15 /100 = 261 мм 2 . Тепер до цього розміром слід підібрати стандартне перетин дроту, який складе 3 мм.

Розсіювання тепла при роботі кабелю

Провідник не може розігріватися від минаючого струму нескінченно довго. Одночасно він віддає тепло навколишньому середовищу, кількість якого залежить від різниці температури між ними. В певний момент настає рівноважний стан і температура провідника встановлюється постійною. Важливо! При правильно підібраній проводці втрати на нагрів знижуються. Слід пам'ятати, що за нераціональний витрата електроенергії (коли дроти перегріваються) також доводиться платити. З одного боку плата стягується за зайвий витрата по лічильнику, а з іншого - за заміну кабелю.

Вибір перерізу проводу

Для типової квартири електрики особливо не замислюються про те, які перерізу проводки вибрати. У більшості випадків використовують такі:

ввідний кабель - 4-6 мм 2 ;

розетки - 25 мм 2 ;

основне освітлення - 15 мм 2 .

Подібна система цілком справляється з навантаженнями, якщо немає потужних електроприладів, до яких деколи треба вести окреме живлення.
Відмінно підходить для того, знайти допустимий струм мідного дроту, таблиця з довідника. У ній також наведені дані розрахунку при використанні алюмінію. Основою для вибору проводки є потужність споживачів. Якщо сумарна потужність в лініях від головного введення P = 74 кВт при U = 220 В, допустимий струм для мідних проводів складе по таблиці 34 А, а перетин - 6 мм 2 (закрита прокладка).

Короткочасні режими роботи

Максимально допустимий короткочасний струм для мідних проводів при режимах роботи з тривалістю циклів до 10 хв і робочими періодами між ними не більше 4 хв приводиться до тривалого режиму роботи, якщо розтин не перевищує 6 мм 2 . При перетині вище 6 мм 2 : I доп = I n •0875/?Т п. в. , де Т п. у - відношення тривалості робочого періоду до тривалості циклу. Відключення живлення при перевантаженнях і коротких замиканнях визначається технічними характеристиками застосовуваних захисних автоматів. Нижче наведена схема невеликого щита управління квартири. Живлення від лічильника надходить на ввідний автомат DP MCB потужністю 63 А, який захищає проводку до автоматів окремих ліній потужністю 1016 і 20 А. Важливо! Пороги спрацьовування автоматів повинні бути менше максимально допустимого струму проводки і вище навантажувального струму. У такому разі кожна лінія буде надійно захищена.

Як правильно вибрати вступної провід в квартиру?

Величина номінального струму на кабелі введення в квартиру залежить від того, скільки підключено споживачів. У таблиці наведено необхідні прилади та їх потужність.

Електроприлад



Номінальна потужність, кВт



Телевізор



018



Бойлер



2-6



Холодильник



02-03



Духова шафа



2-5



Пилосос



065-1



Електрочайник



12-2



Праска



17-23



Мікрохвильовка



08-2



Комп'ютер



03-1



Пральна машина



25-35



Система освітлення



05



Всього



1203-2378

Силу струму по відомій потужності можна знайти з виразу: I = P•K і /(U•cos ?), де K і = 075 - коефіцієнт одночасності. Для більшості електроприладів, є активним навантаженням, коефіцієнт потужності cos ? = 1. У люмінесцентних ламп, електродвигунів пилососа, пральної машини та ін він менше 1 і його необхідно враховувати. Тривало допустимий струм для приладів, наведених у таблиці, складе I = 41 - 81 А. Величина виходить досить значною. Завжди слід гарненько подумати, коли купуєш новий електроприлад, чи потягне його квартирна мережу. По таблиці для відкритої проводки перетин вхідного проводу становитиме 4-10 мм 2 . Тут ще треба враховувати, як квартирна навантаження вплине на общедомовую. Можливо, що ЖЕК не дозволить підключити стільки електроприладів до стояку під'їзду, де через розподільні шафи під кожну фазу і нейтраль проходить шина (мідна або алюмінієва). Їх просто не потягне електролічильник, який зазвичай встановлюється в щиті на сходовому майданчику. Крім того, плата за перевитрату норми електроенергії зросте до значних розмірів за підвищувальних коефіцієнтів. Якщо проводку робити для приватного будинку, то тут треба враховувати потужність відвідного дроти від головної мережі. Зазвичай використовуваного алюмінієвого проводу СІП-4 перетином 12 мм 2 може і не вистачити для великого навантаження.

Вибір проводки для окремих груп споживачів

Після того як обраний кабель для підключення до мережі і для нього підібраний захищає від перевантажень і коротких замикань автомат введення, необхідно підібрати дроту для кожної групи споживачів. Навантаження поділяється на освітлювальну і силову. Найпотужнішим споживачем в будинку є кухня, де встановлюються електроплита, пральна і посудомийна машини, холодильник, мікрохвильова піч та інші електроприлади. Для кожної розетки вибираються проводу на 25 мм 2 . По таблиці для прихованої проводки він пропустить 21 А. Схема постачання зазвичай радіальна - від розподільної коробки. Тому до коробки повинні підходити дроти на 4 мм 2 . Якщо розетки з'єднані шлейфом, слід враховувати, що перерізу 25 мм 2 відповідає потужність 46 кВт. Тому сумарна навантаження на них не повинна її перевищувати. Тут є один недолік: при виході з ладу однієї розетки, інші також можуть виявитися непрацездатними. На бойлер, електроплиту, кондиціонер та інші потужні навантаження доцільно підключати окремий провід з автоматом. У ванну кімнату також робиться окремий ввід з автоматом і ПЗВ. На освітлення йде провід на 15 мм 2 . Зараз багато застосовують основне і додаткове освітлення, де може знадобитися більший перетин.

Як розрахувати трифазну проводку?

На розрахунок допустимого перерізу кабелю впливає тип мережі. Якщо потужність споживання однакова, допустимі струмові навантаження на жили кабелю для трифазної мережі будуть менші, ніж для однофазної. Для живлення трижильного кабелю при U = 380 В застосовується формула: I = P/(?3•U•cos ?). Коефіцієнт потужності можна знайти в характеристиках електроприладів або дорівнює 1 якщо навантаження активна. Максимально допустимий струм для мідних проводів, а також алюмінієвих при трифазному напрузі вказується в таблицях.

Висновок

Для попередження перегріву провідників при тривалому навантаженні слід правильно розрахувати поперечний переріз жил, від якого залежить допустимий струм для мідних проводів. Якщо потужності провідника буде недостатньо, кабель передчасно вийде з ладу.