Розрахунок навантаження електричної мережі. Збір навантажень на фундамент - приклад

Для довговічної та надійної роботи електропроводки необхідно правильно вибрати перетин кабелю. Для цього необхідно розрахувати навантаження в електромережі. При проведенні розрахунків слід пам'ятати, що розрахунок навантаження одного електроприладу та групи електроприладів дещо різняться.

Розрахунок струмового навантаження для одиночного споживача

Вибір автомата захисту та розрахунок навантаження для одиночного споживача у квартирній мережі 220 В досить простий. Для цього згадуємо головний законелектротехніки - закон Ома. Після чого встановивши потужність електроприладу (вказується в паспорті на електроприлад) і задавшись напругою (для побутових однофазних мереж 220 В), розраховуємо струм, споживаний електроприладом.

Наприклад, побутовий електроприлад має напругу живлення 220 В та паспортну потужність 3 кВт. Застосовуємо закон Ома та отримуємо I ном = Р ном /U ном = 3000 Вт/220 В = 13,6 А. Відповідно для захисту даного споживача електричної енергії необхідно встановити автоматичний вимикач з номінальним струмом 14 А. Оскільки таких не існує, то вибирається найближчий більший, тобто з номінальним струмом 16 А.

Розрахунок струмового навантаження для груп споживачів

Оскільки харчування споживачів електроенергії може здійснюватися як індивідуально, а й у групам, стає актуальним питання розрахунку навантаження групи споживачів, оскільки вони підключатимуться до одного автоматичному вимикачу.

Для розрахунку групи споживачів запроваджують коефіцієнт попиту До с. Він визначає можливість одночасного підключення всіх споживачів групи протягом тривалого часу.

Значення К с = 1 відповідає одночасному підключенню всіх електроприладів групи. Природно, що включення одночасно всіх споживачів електроенергії у квартирі річ дуже рідкісна, я сказав би неймовірна. Існують цілі методики розрахунку коефіцієнтів попиту підприємств, будинків, під'їздів, цехів тощо. Коефіцієнт попиту квартири буде відрізнятися для різних кімнат, споживачів, а також багато в чому залежатиме від способу життя мешканців.

Тому розрахунок для групи споживачів виглядатиме дещо складніше, тому що необхідно враховувати цей коефіцієнт.

Нижче в таблиці наведено коефіцієнти попиту для електроприладів невеликої квартири:

Коефіцієнт попиту дорівнюватиме відношенню приведеної потужності до повної К з квартири = 2843/8770 = 0,32.

Розраховуємо струм навантаження I ном = 2843 Вт/220 В = 12,92 А. Вибираємо автомат на 16А.

За наведеними вище формулами ми розрахували робочий струм мережі. Тепер необхідно вибрати перетин кабелю кожного споживача чи груп споживачів.

ПУЭ (правила пристроїв електроустановок) регламентує перетин кабелю до різних струмів, напруг, потужностей. Нижче наведена таблиця з якої за розрахунковою потужністю мережі та струму вибирається переріз кабелю для електроустановок з напругою 220 В та 380 В:

У таблиці наведено лише перерізи мідних проводів. Це з тим, що алюмінієві електропроводки в сучасних житлових будинках не прокладаються.

Також нижче наведено таблицю з номенклатурою потужностей побутових електроприладів для розрахунку в мережах житлових приміщень (з нормативів для визначення розрахункових навантажень будівель, квартир, приватних будинків, мікрорайонів).

Типовий варіант вибору перетину кабелю

Відповідно до перетину кабелю застосовують автоматичні вимикачі. Найчастіше використовують класичний варіант перерізу дротів:

• Для ланцюгів освітлення перерізу 1,5 мм2;
• Для ланцюгів розеток перерізу 2,5 мм2;
• Для електроплит, кондиціонерів, водонагрівачів – 4 мм2;

Для введення в квартиру харчування використовують 10 мм2 кабель, хоча в більшості випадків вистачає і 6 мм2. Але перетин 10 мм 2 вибирається із запасом, так би мовити з розрахунком на більшу кількість електроприладів. Також на вході встановлюється загальне ПЗВ із струмом відключення 300 мА – його призначення пожежне, оскільки струм відключення занадто великий для захисту людини або тварини.

Для захисту людей і тварин застосовують ПЗВ із струмом відключення 10 мА або 30 мА безпосередньо в потенційно небезпечних приміщеннях, таких як кухня, ванна, іноді кімнатні групи розеток. Освітлювальна мережа, як правило, ПЗВ не забезпечується.

Щоб правильно прокласти електропроводку, забезпечити безперебійну роботу всієї електросистеми та виключити ризик виникнення пожежі, необхідно перед закупівлею кабелю здійснити розрахунок навантажень на кабель визначення необхідного перерізу.

Існує кілька видів навантажень, і максимально якісного монтажу електросистеми необхідно проводити розрахунок навантажень на кабель за всіма показниками. Перетин кабелю визначається за навантаженням, потужністю, струмом і напругою.

Розрахунок перетину за потужністю

Для того, щоб зробити , необхідно скласти всі показники електрообладнання, що працює у квартирі. Розрахунок електричних навантажень на кабель здійснюється лише після цієї операції.

Розрахунок перетину кабелю за напругою

Розрахунок електричних навантажень на провід обов'язково включає. Існує кілька видів електричної мережі - однофазна на 220 вольт, а також трифазна - на 380 вольт. У квартирах та житлових приміщеннях, як правило, використовується однофазна мережа, тому в процесі розрахунку необхідно враховувати Наразі- У таблицях для розрахунку перерізу обов'язково вказується напруга.

Розрахунок перетину кабелю по навантаженню

Таблиця 1. Встановлена ​​потужність (кВт) для кабелів, що прокладаються відкрито

Перетин жил, мм 2	Кабелі з мідними жилами		Кабелі з алюмінієвими жилами
	220 В	380 В	220 В	380 В
0,5	2,4
0,75	3,3
1	3,7	6,4
1,5	5	8,7
2	5,7	9,8	4,6	7,9
2,5	6,6	11	5,2	9,1
4	9	15	7	12
5	11	19	8,5	14
10	17	30	13	22
16	22	38	16	28
25	30	53	23	39
35	37	64	28	49

Таблиця 2. Встановлена ​​потужність (кВт) для кабелів, що прокладаються в штробі або трубі

Перетин жил, мм 2	Кабелі з мідними жилами		Кабелі з алюмінієвими жилами
	220 В	380 В	220 В	380 В
0,5
0,75
1	3	5,3
1,5	3,3	5,7
2	4,1	7,2	3	5,3
2,5	4,6	7,9	3,5	6
4	5,9	10	4,6	7,9
5	7,4	12	5,7	9,8
10	11	19	8,3	14
16	17	30	12	20
25	22	38	14	24
35	29	51	16

Кожен електроприлад, встановлений у будинку, має певну потужність - цей показник вказується на шильдиках приладів або технічному паспорті обладнання. Щоб здійснити, необхідно підрахувати загальну потужність. Виконуючи розрахунок перерізу кабелю за навантаженням, необхідно переписати все електрообладнання, а також потрібно продумати, яке обладнання може додатись у майбутньому. Оскільки монтаж проводиться на тривалий термін, необхідно подбати про це питання, щоб різке збільшення навантаження не призвело до аварійної ситуації.

Наприклад, у вас вийшла сума загальної напруги 15000 Вт. Оскільки у переважній більшості житлових приміщень напруга становить 220 В, ми розрахуємо систему електропостачання з урахуванням однофазного навантаження.

Далі необхідно продумати, скільки обладнання може працювати одночасно. У результаті у вас вийде значна цифра: 15 000 (Вт) х 0,7 (коефіцієнт одночасності 70 %) = 10 500 Вт (або 10,5 кВт) – на це навантаження має бути розрахований кабель.

Також вам необхідно визначити, з якого матеріалу будуть виконані жили кабелю, оскільки різні метали мають різні провідні властивості. У житлових приміщеннях переважно використовують мідний кабель, оскільки його провідні властивості набагато перевищують показники алюмінію.

Варто враховувати, що кабель обов'язково повинен мати три жили, оскільки у приміщеннях системи електропостачання потрібне заземлення. Крім того, необхідно визначити, який вид монтажу ви використовуватимете - відкритий або прихований (під штукатуркою або в трубах), оскільки від цього залежить також розрахунок перерізу кабелю. Після того як ви визначилися з навантаженням, матеріалом жили та видом монтажу, ви можете переглянути потрібний перетин кабелю в таблиці.

Розрахунок перетину кабелю струмом

Спочатку необхідно здійснити розрахунок електричних навантажень на кабель та з'ясувати потужність. Припустимо, що потужність вийшла 4,75 кВт, ми вирішили використати мідний кабель (провід) та прокладати його в кабель-каналі. виробляється за формулою I = W/U, де W - потужність, а U - напруга, яка становить 220 В. Відповідно до даної формули, 4750/220 = 21,6 А. Далі дивимося за таблицею 3, у нас виходить 2, 5мм.

Таблиця 3. Допустимі струмові навантаження для кабелю з мідними жилами приховано

Перетин жил, мм	Мідні жили, проводи та кабелі
	Напруга 220 В	Напруга 380 В
1,5	19	16
2,5	27	25
4	38	30
6	46	40
10	70	50
16	85	75
25	115	90
35	135	115
50	175	145
70	215	180
95	260	220
120	300	260

Розрахунок навантаження на фундамент необхідний правильного виборуйого геометричних розмірів та площі підошви фундаменту. Зрештою, від правильного розрахунку фундаменту залежить міцність та довговічність усієї будівлі. Розрахунок зводиться до визначення навантаження на квадратний метр ґрунту та порівняння його з допустимими значеннями.

Для розрахунку необхідно знати:

• Регіон, де будується будинок;
• Тип ґрунту та глибину залягання ґрунтових вод;
• Матеріал, з якого буде виконано конструктивні елементи будівлі;
• Планування будівлі, поверховість, тип покрівлі.

З необхідних даних, розрахунок фундаменту чи його остаточна перевірка проводиться після проектування будівлі.

Спробуємо розрахувати навантаження на фундамент для одноповерхового будинку, виконаного з повнотілої цегли суцільної кладки, з товщиною стін 40 см. Габарити будинку – 10х8 метрів. Перекриття підвального приміщення – залізобетонні плити, перекриття 1 поверху – дерев'яне за сталевими балками. Дах двосхилий, покритий металочерепицею, з ухилом 25 градусів. Регіон – Підмосков'я, тип ґрунту – вологі суглинки з коефіцієнтом пористості 0,5. Фундамент виконується з дрібнозернистого бетону, товщина стінки фундаменту для розрахунку дорівнює товщині стіни.

Визначення глибини закладання фундаменту

Глибина закладення залежить від глибини промерзання та типу ґрунту. У таблиці наведено довідкові величини глибини промерзання ґрунту у різних регіонах.

Таблиця 1 – Довідкові дані про глибину промерзання ґрунту

Довідкова таблиця для визначення глибини закладання фундаменту по регіонах

Глибина закладення фундаменту в загальному випадку має бути більшою за глибину промерзання, але є винятки, обумовлені типом ґрунту, вони вказані в таблиці 2.

Таблиця 2 - Залежність глибини закладення фундаменту від типу ґрунту

Глибина закладення фундаменту необхідна для подальшого розрахунку навантаження на ґрунт та визначення його розмірів.

Визначаємо глибину промерзання ґрунту по таблиці 1. Для Москви вона становить 140 см. По таблиці 2 знаходимо тип ґрунту – суглинки. Глибина закладення повинна бути не меншою за розрахункову глибину промерзання. Тому глибина закладення фундаменту для будинку вибирається 1,4 метра.

Розрахунок навантаження покрівлі

Навантаження покрівлі розподіляється між тими сторонами фундаменту, на які через стіни спирається кроквяна система. Для звичайного двосхилий даху це зазвичай дві протилежні сторони фундаменту, для чотирисхилий - всі чотири сторони. Розподілене навантаження покрівлі визначається за площею проекції даху, віднесеної до площі навантажених сторін фундаменту, та помноженої на питому вагу матеріалу.

Таблиця 3 – Питома вага різних видівпокрівлі

Довідкова таблиця - Питома вага різних видів покрівлі.

1. Визначаємо площу проекції покрівлі. Габарити будинку – 10х8 метрів, площа проекції двосхилим даху дорівнює площі будинку: 10 · 8 = 80 м 2 .
2. Довжина фундаменту дорівнює сумі двох його довгих сторін, так як двосхилий дах спирається на дві довгі протилежні сторони. Тому довжину навантаженого фундаменту визначаємо як 10 2 = 20 м.
3. Площа навантаженого покрівлею фундаменту товщиною 0,4 м: 20 · 0,4 = 8 м 2 .
4. Тип покриття – металочерепиця, кут ухилу – 25 градусів, отже розрахункове навантаження за таблицею 3 дорівнює 30 кг/м 2 .
5. Навантаження покрівлі на фундамент дорівнює 80/8 30 = 300 кг/м 2 .

Розрахунок снігового навантаження

Снігове навантаження передається на фундамент через покрівлю та стіни, тому навантажені виявляються ті самі сторони фундаменту, що й при розрахунку даху. Обчислюється площа снігового покриву, що дорівнює площі даху. Отримане значення поділяють на площу навантажених сторін фундаменту та множать на питому снігове навантаження, визначене по карті.

Таблиця - розрахунок снігового навантаження на фундамент

1. Довжина схилу для даху з ухилом в 25 градусів дорівнює (8/2)/cos25° = 4,4 м.
2. Площа даху дорівнює довжині коника помноженої на довжину схилу (4,4 · 10) · 2 = 88 м 2 .
3. Снігове навантаження для Підмосков'я по карті дорівнює 126 кг/м2. Примножуємо її на площу даху та ділимо на площу навантаженої частини фундаменту 88 126/8 = 1386 кг/м 2 .

Розрахунок навантаження перекриттів

Перекриття, як і дах, спираються зазвичай на дві протилежні сторони фундаменту, тому розрахунок ведеться з урахуванням площі цих сторін. Площа перекриттів дорівнює площі будівлі. Для розрахунку навантаження перекриттів потрібно враховувати кількість поверхів та перекриття підвалу, тобто підлогу першого поверху.

Площа кожного перекриття множать на питому вагу матеріалу таблиці 4 і ділять на площу навантаженої частини фундаменту.

Таблиця 4 - Питома вага перекриттів

1. Площа перекриттів дорівнює площі будинку – 80 м2. У будинку два перекриття: одне із залізобетону та одне – дерев'яне по сталевих балках.
2. Примножуємо площу залізобетонного перекриття на питому вагу з таблиці 4: 80 500 = 40000 кг.
3. Примножуємо площу дерев'яного перекриття на питому вагу таблиці 4: 80·200=16000 кг.
4. Підсумовуємо їх і знаходимо навантаження на 1 м 2 частини фундаменту, що навантажується: (40000+16000)/8=7000 кг/м 2 .

Розрахунок навантаження стін

Навантаження стін визначається як обсяг стін, помножений на питому вагу таблиці 5, отриманий результат ділять на довжину всіх сторін фундаменту, помножену на його товщину.

Таблиця 5 – Питома вага матеріалів стін

Таблиця - Питома вага стін

1. Площа стін дорівнює висоті будівлі, помноженої на периметр будинку: 3 · (10 · 2 +8 · 2) = 108 м 2 .
2. Об'єм стін – це площа, помножена на товщину, він дорівнює 108 0,4 = 43,2 м 3 .
3. Знаходимо вагу стін, помноживши обсяг на питому вагу матеріалу таблиці 5: 43,2·1800=77760 кг.
4. Площа всіх сторін фундаменту дорівнює периметру, помноженому на товщину: (10 · 2 +8 · 2) · 0,4 = 14,4 м 2 .
5. Питоме навантаження стін на фундамент дорівнює 77760/14,4 = 5400 кг.

Попередній розрахунок навантаження фундаменту на ґрунт

Навантаження фундаменту на ґрунт розраховують як добуток обсягу фундаменту на питому щільність матеріалу, з якого він виконаний, розділене на 1 м 2 площі його основи. Об'єм можна знайти як добуток глибини закладення на товщину фундаменту. Товщину фундаменту приймають за попереднього розрахунку рівної товщині стін.

Таблиця 6 – Питома густина матеріалів фундаменту

Таблиця - питома щільність матеріал для грунту

1. Площа фундаменту – 14,4 м2, глибина закладення – 1,4 м. Об'єм фундаменту дорівнює 14,4 · 1,4 = 20,2 м3.
2. Маса фундаменту з дрібнозернистого бетону дорівнює: 20,2 · 1800 = 36360 кг.
3. Навантаження на ґрунт: 36360/14,4=2525 кг/м 2 .

Розрахунок загального навантаження на 1 м 2 ґрунту

Результати попередніх розрахунків підсумовуються, при цьому обчислюється максимальне навантаження на фундамент, яке буде більшим для тих його сторін, на які спирається дах.

Умовний розрахунковий опір ґрунту R 0 визначають за таблицями СНиП 2.02.01-83 «Підстави будівель та споруд».

1. Підсумовуємо вагу даху, снігове навантаження, вага перекриттів та стін, а також фундаменту на ґрунт: 300+1386+7000+5400+2525=16 611 кг/м 2 =17 т/м 2 .
2. Визначаємо умовний розрахунковий опір ґрунту за таблицями СНіП 2.02.01-83. Для вологих суглинків з коефіцієнтом пористості 0,5 R 0 становить 2,5 кг/см 2 або 25 т/м 2 .

З розрахунку видно, що навантаження на ґрунт знаходиться в межах допустимого.

Під час проектування будь-яких електричних кіл виконується розрахунок потужності. На його основі проводиться вибір основних елементів та обчислюється допустиме навантаження. Якщо розрахунок для ланцюга постійного струму не складно (відповідно до закону Ома, необхідно помножити силу струму на напругу — Р=U*I), то з обчисленням потужності змінного струму — не все так просто. Для пояснення потрібно звернутися до основ електротехніки, не вдаючись у подробиці, наведемо короткий виклад основних тез.

Повна потужність та її складові

У ланцюгах змінного струму розрахунок потужності ведеться з урахуванням законів синусоїдальних змін напруги та струму. У зв'язку з цим введено поняття повної потужності (S), яка включає дві складові: реактивну (Q) і активну (P). Графічний опис цих величин можна зробити через трикутник потужностей (див. рис.1).

Під активною складовою (Р) мається на увазі потужність корисного навантаження (безповоротне перетворення електроенергії на тепло, світло і т.д.). Вимірюється ця величина у ватах (Вт), на побутовому рівні прийнято вести розрахунок у кіловатах (кВт), у виробничій сфері – мегаватах (мВт).

Реактивна складова (Q) описує ємнісне та індуктивне електронавантаження в ланцюзі змінного струму, одиниця виміру цієї величини Вар.

Рис. 1. Трикутник потужностей (А) та напруг (В)

Відповідно до графічного представлення, співвідношення в трикутнику потужностей можна описати із застосуванням елементарних тригонометричних тотожностей, що дає можливість використовувати наступні формули:

• S = √P 2 +Q 2 - для повної потужності;
• і Q = U*I*cos⁡ φ і P = U*I*sin φ — для реактивної та активної складових.

Ці розрахунки застосовні для однофазної мережі (наприклад, побутової 220 В), для обчислення потужності трифазної мережі (380 В) до формули необхідно додати множник – √3 (при симетричному навантаженні) або підсумовувати потужності всіх фаз (якщо навантаження несиметричне).

Для кращого розуміння процесу впливу складових повної потужності розглянемо «чисте» прояв навантаження в активному, індуктивному та ємнісному вигляді.

Активне навантаження

Візьмемо гіпотетичну схему, в якій використовується «чистий» активний опір та відповідне джерело змінної напруги. Графічне опис роботи такого ланцюга продемонстровано малюнку 2, де відображаються основні параметри для певного часового діапазону (t).

Рисунок 2. Потужність ідеального активного навантаження

Ми можемо побачити, що напруга і струм синхронізовані як по фазі, так і частоті, потужність має подвоєну частоту. Зверніть увагу, що напрямок цієї величини позитивний, і вона постійно зростає.

Ємнісне навантаження

Як видно на малюнку 3, графік характеристик ємнісного навантаження дещо відрізняється від активного.

Малюнок 3. Графік ідеального ємнісного навантаження

Частота коливань ємнісної потужності вдвічі перевищує частоту синусоїди зміни напруги. Щодо сумарного значення цього параметра, протягом одного періоду гармоніки воно дорівнює нулю. При цьому збільшення енергії (W) також не спостерігається. Такий результат вказує, що її переміщення відбувається в обох напрямках ланцюга. Тобто, коли напруга збільшується, відбувається накопичення заряду в ємності. При настанні негативного напівперіод накопичений заряд розряджається в контур ланцюга.

У процесі накопичення енергії в ємності навантаження та наступного розряду не виконується корисної роботи.

Індуктивне навантаження

Поданий нижче графік демонструє характер «чистого» індуктивного навантаження. Як бачимо, змінилося лише напрямок потужності, що стосується нарощення, воно дорівнює нулю.

Негативний вплив реактивного навантаження

У наведених вище прикладах розглядалися варіанти, де є «чисте» реактивне навантаження. Чинник впливу активного опору до уваги не приймався. У таких умовах реактивний вплив дорівнює нулю, а отже, можна не брати його до уваги. Як ви розумієте, у реальних умовах таке неможливе. Навіть якщо гіпотетично таке навантаження існувало б, не можна виключати опір мідних або алюмінієвих жил кабелю, необхідного для її підключення до джерела живлення.

Реактивна складова може проявлятися у вигляді нагрівання активних компонентів ланцюга, наприклад, двигуна, трансформатора, з'єднувальних проводів, кабелю живлення і т.д. На це витрачається певна кількість енергії, що призводить до зниження основних показників.

Реактивна потужність впливає на ланцюг так:

• не виробляє жодної корисної роботи;
• викликає серйозні втрати та позаштатні навантаження на електроприлади;
• може спровокувати виникнення серйозної аварії.

Саме тому, роблячи відповідні обчислення для електроланцюга, не можна виключати фактор впливу індуктивного та ємнісного навантаження і, якщо необхідно, передбачати використання технічних систем для її компенсації.

Розрахунок споживаної потужності

У побуті часто доводиться стикатися з обчисленням потужності, що споживається, наприклад, для перевірки допустимого навантаження на проводку перед підключенням ресурсомісткого електроспоживача (кондиціонера, бойлера, електричної плити і т.д.). Також у такому розрахунку є потреба у виборі захисних автоматів для розподільного щита, через який виконується підключення квартири до електропостачання.

У таких випадках розрахунок потужності за струмом та напругою робити не обов'язково, достатньо підсумувати споживану енергію всіх приладів, які можуть бути включені одночасно. Не зв'язуючись з розрахунками, дізнатися про цю величину для кожного пристрою можна трьома способами:

При розрахунках слід враховувати, що пускова потужність деяких електроприладів може відрізнятися від номінальної. Для побутових пристроїв цей параметр практично ніколи не вказується у технічній документації, тому необхідно звернутися до відповідної таблиці, де містяться середні значення параметрів стартової потужності для різних приладів (бажано вибирати максимальну величину).

Питання вибору перетину кабелю для монтажу електропроводки в будинку чи квартирі є дуже серйозним. Якщо цей показник не відповідатиме навантаженню в контурі, то ізоляція дроту просто почне перегріватися, потім плавиться і горіти. Кінцевий результат – коротке замикання. Справа в тому, що навантаження створює певну щільність струму. І якщо перетин кабелю буде невеликим, то густина струму в ньому буде великою. Тому перед покупкою необхідно провести розрахунок перетину кабелю навантаження.

Звичайно, не варто просто так навмання вибирати провід більшого перетину. Це в першу чергу вдарить у ваш бюджет. З меншим перетином кабель може не витримати навантаження та швидко вийде з ладу. Тож найкраще розпочати з питання, як розрахувати навантаження на кабель? А вже потім за цим показником підбиратиме й сам електричний провід.

Розрахунок потужності

Найпростіший спосіб - це розрахувати сумарну потужність, яку споживатиме будинок або квартира. Цей розрахунок буде використаний для підбору перетину дроту від стовпа ЛЕП до ввідного автомата в котедж або під'їзного щита в квартиру на першу розподільну коробку. Так само розраховуються дроти по шлейфам або кімнатам. Зрозуміло, що вхідний кабель матиме найбільший переріз. І що далі від першої розподільної коробки, то цей показник буде зменшуватися.

Але повернемось до розрахунків. Отже, насамперед необхідно визначити сумарну потужність споживачів. У кожного з них (побутові прилади та лампи освітлення) на корпусі цей показник позначено. Якщо не знайшли, дивіться у паспорті чи в інструкції.

Після чого всі потужності потрібно скласти. Це і є сумарна потужність будинку чи квартири. Такий самий розрахунок необхідно зробити і за контурами. Але тут є один спірний момент. Деякі фахівці рекомендують помножити сумарний показник на понижувальний коефіцієнт 0,8, дотримуючись того правила, що не всі прилади одночасно включатимуться в ланцюг. Інші ж, навпаки, пропонують помножити на підвищуючий коефіцієнт 1,2, тим самим створюючи запас на майбутнє, зважаючи на те, що є велика ймовірність появи в будинку або квартирі додаткових побутових приладів. На нашу думку, другий варіант - оптимальний.

Вибір кабелю

Тепер, знаючи сумарний показник потужності, можна вибрати перетин проводки. У ПУЕ встановлені таблиці, якими легко зробити цей вибір. Наведемо кілька прикладів для електричної лінії, що перебуває під напругою 220 вольт.

• Якщо сумарна потужність склала 4 кВт, то переріз дроту буде 1,5 мм.
• Потужність 6 кВт, перетин 2,5 мм.
• Потужність 10 кВт – переріз 6 мм.

Така сама таблиця є і для електричної мережі напругою 380 вольт.

Розрахунок струмового навантаження

Це найточніше значення обчислення, що проводиться навантаження струму. Для цього використовується формула:

I=P/U cos φ, де

• I – це сила струму;
• P – сумарна потужність;
• U – напруга у мережі (у разі 220 У);
• cos φ – коефіцієнт потужності.

Є формула і для трифазної електричної мережі:

I=P/(U cos φ)*√3.

Саме за показником сили струму визначається переріз кабелю за тими самими таблицями в ПУЭ. І знову наведемо кілька прикладів.

• Сила струму 19 А – перетин кабелю 1,5 мм.
• 27 А - 2,5 мм².
• 46 А – 6 мм².

Як і у разі визначення перерізу за потужністю, тут також найкраще помножити показник сили струму на коефіцієнт 1,5.

Коефіцієнти

Існують певні умови, за яких сила струму всередині проводки може збільшуватися або знижуватися. Наприклад, у відкритій електричній проводці, коли дроти укладаються по стінах або стелі, сила струму буде підвищеною, ніж у закритій схемі. Це пов'язано безпосередньо з температурою довкілля. Чим вона більша, тим більшої сили струму може цей кабель пропускати.

Увага! Усі перелічені таблиці ПУЭ розраховані за умови експлуатації проводів за нормальної температури +25С із температурою самих кабелів не більше +65С.

Тобто, виходить так, що якщо в один лоток, гофру або трубу укладаються відразу кілька дротів, то всередині проводки температура буде підвищена за рахунок нагрівання самих кабелів. Це призводить до того, що припустиме навантаження струму знижується на 10-30 відсотків. Те саме стосується і відкритої проводки всередині приміщень, що опалюються. Тому можна зробити висновок: при проведенні розрахунку перерізу кабелю в залежності від навантаження струму при підвищених температурах експлуатації можна вибирати дроти меншої площі. Це, звісно, ​​непогана економія. До речі, таблиці знижувальних коефіцієнтів у ПУЕ також є.

Є ще один момент, що стосується довжини електричного кабелю, що використовується. Що довше розведення, то більше втрат напруги на ділянках. У будь-яких розрахунках використовуються втрати, що дорівнює 5%. Тобто це максимум. Якщо втрати будуть більшими за дане значення, то доведеться збільшувати перетин кабелю. До речі, самостійно розрахувати струмові втрати нескладно, якщо знати опір проводки та струмове навантаження. Хоча оптимальний варіант – використовувати таблицю ПУЕ, у яких встановлено залежність моменту навантаження та втрат. В даному випадку момент навантаження - це витвір потужності споживання в кіловат і довжини самого кабелю в метрах.

Розберемо приклад, у якому встановлений кабель довжиною 30 мм у мережі змінного струму напругою 220 вольт витримує навантаження 3 кВт. При цьому момент навантаження дорівнюватиме 3*30=90. Дивимося в таблицю ПУЕ, де показано, що на цей момент відповідають втрати 3%. Тобто це менше номіналу в 5%. Що допустимо. Як уже було сказано вище, якщо розрахункові втрати перевищили б п'ятивідсотковий бар'єр, то довелося б набувати та встановлювати кабель більшого перетину.

Увага! Ці втрати сильно позначаються на освітленні з низьковольтними лампами. Тому що на 220 вольтах 1-2 В не сильно відбиваються, а ось на 12 В видно відразу.

В даний час алюмінієві дроти у розводках використовуються рідко. Але необхідно знати, що їхній опір більший, ніж у мідних, в 1,7 раза. А значить, і втрати у них у стільки ж разів більші.

Що стосується трифазних мереж, то тут момент навантаження більший у шість разів. Це залежить від того, що саме навантаження розподіляється за трьома фазами, а це відповідно тронне збільшення моменту. Плюс двоєнне збільшення за рахунок симетричного розподілу споживаної потужності по фазах. При цьому в нульовому контурі струм повинен дорівнювати нулю. Якщо розподіл по фазах несиметричний, а це призводить до збільшення і втрат, то доведеться розраховувати перетин кабелю за навантаженнями в кожному дроті окремо і вибирати його за максимальним розрахунковим розміром.

Висновок на тему

Як бачите, для проведення розрахунку перерізу кабелю за навантаженнями, доводиться враховувати різні коефіцієнти (знижувальні та підвищуючі). Самостійно, якщо ви в електриці розбираєтеся на рівні любителя або майстра-початківця, зробити це непросто. Тому порада – запросіть висококваліфікованого спеціаліста, нехай він сам зробить усі розрахунки та складе грамотно схему проводки. А ось монтаж можна провести і власноруч.