Формула расчета сечения провода

Iрасч=P/Uном

P – мощность оборудования,

Uном – номинальное напряжение =220 вольт

Для примера рассчитаем электрический водонагреватель 3 кВт.

3 кВт = 3000 Вт, Iрасч=3000/220=13,636363…, округлим Iрасч=14 А

Существуют так же различные поправочные коэффициенты, по условиям среды и прокладки провода, а так же коэффициент повторно кратковременного включения. В большей степени эти коэффициенты имеют вес в трехфазных сетях 380 вольт на производстве, где присутствуют большие пусковые токи. А в нашем случае мы имеем бытовые электроприборы рассчитанные на напряжение 220 вольт , поэтому рассчитывать мы его не будем, но обязательно учтем и определим его средним значением равным 5 А и добавим к расчетному току.

В итоге Iрасч=14 5=19 А,

используемый провод медный трехжильный (фаза, ноль, земля), смотрим по таблице.

Если, значение находиться в интервале между двумя токами различных сечений, в нашем случае 15 А и 21 А, всегда берем большее. Расчетное сечение провода необходимое для подключения водонагревателя мощностью 3 кВт 2,5 мм2.

Аналогично по формуле также можно выполнить расчет освещения, благодаря чему вы достигните оптимальной освещенности не напрягающей зрение и качественное распределение светового потока.

• На закупке проводов, стоимость провода увеличивается с сечением. Например, 1 метр негорючего провода марки ВВГнг довольно неплохо зарекомендовавшего себя в монтаже внутренней электропроводки сечением 1,5 квадрата стоит 15 рублей, а такой же провод сечением 2,5 квадрата стоит 23 рубля, разница в 8 рублей с одного метра, со 100 метров это уже 800 рублей.
• На закупке устройств защиты автоматические выключатели, УЗО. Чем больше ток срабатывания устройства, тем больше цена. Например однополюсный автоматический выключатель на 16 Ампер стоит 120 рублей, а на 25 Ампер уже 160 рублей, разница в 40 рублей. Средний силовой щиток набирает порядка 12 автоматических выключателей с каждого по 40 рублей получится 480 рублей. Разница стоимости УЗО буде еще больше , порядка 200-300 рублей.

ИТОГО:

• со 100 метров неправильно рассчитанного провода
• 12 автоматических выключателей
• одного УЗО

*Среднее количество провода требуемое для полной замены электропроводки среднестатистической однокомнатной квартиры составит 200-300 метров, без учета телевизионных и интернет проводов.

Сопротивление провода R вычисляется по формуле: R=рl/S, где р – это удельное сопротивление; l – длина проводника; S – площадь его поперечного сечения.

Если известен диаметр кабеля, то формула расчета приобретет следующий вид: R=1,27ρl/d², где где ρ – удельное сопротивление проводника, l – длина, d – диаметр провода.

Величина ρ – удельное сопротивление проводников, обычно, берется из справочников. А площадь поперечного сечения кабеля рассчитывается по формуле S=0,785d², где d – это диаметр провода.

Как правило, стандартный кабель, используемый для подключения водонагревателя, состоит из двух-четырех жил, площади сечения которых определяются их диаметром.

Используя вышеуказанные формулы можно достаточно точно рассчитать и выбрать провод с необходимым сечением, однако, стоит иметь в виду, что сечение провода для подключения электрического водонагревателя необходимо подбирать, учитывая и следующие показатели:

• Способ прокладки кабеля: закрытый или открытый.
• Не менее важна также протяженность токоведущей линии по длине.

То есть при монтаже и проведении расчетов нужно учитывать месторасположение вордонагревателя, а также принимать во внимание количество водоразборных точек, которые он будет обслуживать. Это может быть раковина в кухне, ванная и т.п

Дело в том, что этот фактор оказывает непосредственное влияние на выбор мощности водонагревателя и последующий процесс его подключения.

Подключение лейки и крана

Откручиваете с вашей стационарной лейки-душа шланг подачи воды и накручиваете его на входное отверстие проточника (синего цвета). Там и там резьба одинаковая – ½ дюйма.

При необходимости поменяйте внутреннюю резиновую прокладку (идет в комплекте).

На второй выход красного цвета накручиваете шланг с заводской лейкой от нагревателя.

Таким образом, то что у вас раньше было лейкой от душа – стало подачей холодной воды в проточник. А лейка со шлангом из комплекта – это та самая горячая вода на выходе.

Ошибка №5 Никогда не устанавливайте на выход никаких кранов или вентилей.

Хотя такие штуки и имеют внутреннюю защиту, но бывали случаи, когда при падении давления в системе происходил перегрев внутри нагревательного элемента с образованием пара и все это взрывалось.

Поэтому, когда вода из-под крана течет еле-еле (давление менее 0,03мПа), не пользуйтесь таким нагревом и выключайте все кнопки на корпусе, а лучше сразу выдергивайте вилку из розетки. Это поможет избежать нештатных ситуаций.

Что касается рабочего давления в системе, то такой прибор должен быть рассчитан на уровень до 0,6мПа. Смотрите параметры в инструкции при покупке.

Для первого запуска проточного водонагревателя перекрываете общий вентиль ГВС на входе в квартиру, и переводите положение переключателя на смесителе с крана на лейку.

Далее открываете на 10-20 секунд кран горячей воды и выгоняете воздух из труб. Только после этого можно запускать обогрев на среднем или минимальном уровне.

Помимо лейки в выходное отверстие можно вкрутить специальный тройник, а уже к нему присоединить кран-смеситель из комплекта. Это если прибор ставить над раковиной.

На тройнике имеется переключатель-кнопка с душа на кран.

На этом в принципе и все. Кипятка и мощного напора от такой времянки не ждите, не говоря уже про тропический душ. Но помыться под теплой водичкой в летний период вполне сгодится.

Если у вас нет стационарной лейки от душа или водонагреватель устанавливается на кухне, тогда придется сделать отпайку на любом ровном участке основной трубы через тройник и подключаться уже от нее гибкой подводкой.

Установка УЗО

В питающей линии бойлера обязательна установка УЗО — устройства защитного отключения. Его по току выбирайте на один порядок выше, чем ток автомата.

Ток утечки для УЗО – 10мА или 30мА.

Почему лучше 10мА, а не больше, можно понять из вот этой таблички воздействия тока на организм человека:

Существенный минус здесь, что на 10мА защита может ложно срабатывать. Особенно если у вас водонагреватель висит уже не первый год и в местах подключения клемм нередко образуется вот такой конденсат и влага.

Как проверить ложное это срабатывание или неисправен сам ТЭН? Для этого воспользуйтесь мультиметром.

Выключаете питающий автомат или вытаскиваете вилку с розетки и отсоединяете штатное заземление с корпуса титана.

Затем снимаете клеммные зажимы с самого тэна, и с помощью щупов измеряете сопротивление между корпусом бойлера и нагревательным элементом.

При исправности тэна, показания на экране мультиметра должны стремится к бесконечности, то есть быть примерно вот такими:

При пробое и повреждении нагревателя они будут либо нулевыми, но чаще всего могут составлять несколько сотен и даже килоОм. На фото ниже именно такой вариант ~ 500кОм.

Очень часто, во многих последних моделях бойлера, УЗО с током утечки на 15мА уже идет встроенным в кабель для подключения к розетке. В этом случае устанавливать дополнительный аппарат защиты от тока утечки в щитке может и не потребоваться.

Однако не забывайте, что такое встроенное УЗО будет защищать от утечки только при повреждении в самом нагревателе, но никак не защитит вас при неисправности непосредственно в розетке или питающей проводке до нее.

Как найти такие и другие подобные неисправности и к чему это может привести, можно ознакомиться в статье ”Бьет током в ванной. 5 причин и что делать?”

А что делать, если вы не специалист в электричестве и сами не можете или не хотите лезть в электрощиток, дабы смонтировать там все требуемые аппараты защиты. Но при этом обезопасить себя все равно нужно.

Самый простой вариант — это покупка УЗО розетки.

Включаете ее в существующую розетку в ванной, а уже через нее втыкаете вилку от шнура бойлера.

Будет ли срабатывать устройство защитного отключения на бойлер, если у вас нет заземления? Будет. Эти две системы при работе вместе призваны дополнять друг друга.

В случае утечки тока на бойлере без заземления, аппарат защиты отработает лишь тогда, когда вы непосредственно прикоснетесь к баку или к воде из него (при включенных ТЭНах).

А если есть заземляющий проводник, то УЗО отработает сразу после подачи напряжения на титан, не дожидаясь вашего касания. Вот и вся разница.

Расчет сечения провода может выполнить каждый

Расчет сечения провода является очень важной составляющей качественной и надежной электропроводки. Ведь в эти расчеты закладываются потребляемая мощность электро оборудования и длительно допустимые токи, которые способен выдержать провод в нормальном рабочем режиме. Ведь в эти расчеты закладываются потребляемая мощность электро оборудования и длительно допустимые токи, которые способен выдержать провод в нормальном рабочем режиме

Ведь в эти расчеты закладываются потребляемая мощность электро оборудования и длительно допустимые токи, которые способен выдержать провод в нормальном рабочем режиме.

К тому же все мы хотим иметь гарантию и быть уверенными в электро и пожаробезопасности электропроводки, поэтому расчет сечения провода является таким важным.

Давайте посмотрим, к чему же может привести неправильный выбор сечения провода.

В большинстве случаев электрики работающие сейчас на рынке в данной сфере услуг не утруждают себя выполнением вообще каких либо расчетов, а просто завышают или занижают сечение провода.

Связано это как правило с тем, что они по прошествии длительного времени после окончания учебных заведений не помнят как это делается, так как полученные знания вовремя не закреплялись на практике.

В большинстве своем этими знаниями обладает некоторая часть энергетиков и главных инженеров и то в силу того, что их знания изо дня в день эксплуатируются в данном направлении.

Если сечение провода больше требуемого

Теперь, рассмотрим пример с завышенным сечением провода, выбранным больше чем требуется для оборудования. Про запас в народе даже поговорки всякие разные есть, не лишний мол он. В разумных приделах он действительно не лишний, но обойдется гораздо дороже требуемого.

На приведённый в примере выше водонагреватель мощностью 3 кВт, по расчету, нам требуется сечение провода 2,5 мм2, смотрим по таблице 1.3.4 приведенной в ПУЭ (правила устройства электроустановок).

А в нашем случае допустим был использован провод 6 мм2, стоимость этого провода буде в 2,5 раза выше чем 2,5 мм2, допустим 2,5 стоит 28 рублей, а 6 стоит 70 рублей за метр. Потребуется нам допустим 20 метров, в первом случае мы потратим 560 рублей, а во втором 1400 рублей, разница в деньгах очевидна.

А представьте, если вы сделайте сделайте завышенными проводами всю квартиру, сколько денег в этом случае вы выкинете на ветер. Отсюда вопрос, а нужен ли вам такой запас?

Подводя промежуточные итоги, мы узнали что неправильный расчет сечения проводов имеет очень неприятные, а в некоторых случаях серьезные последствия, поэтому подходить к выбору сечения проводов просто необходимо правильно, грамотно и серьезно.

Таблица сечения медных проводов по длительно допустимому току (ПУЭ таблица 1.3.4)

Если, значение находиться в интервале между двумя токами различных сечений, в нашем случае 15 А и 21 А, всегда берем большее. Расчетное сечение провода необходимое для подключения водонагревателя мощностью 3 кВт 2,5 мм2.

Итак, на приведенном в примере водонагревателе мощностью 3 кВт, мы произвели расчет сечения проводов, выяснили почему нельзя занижать и завышать сечение проводов. Научились определять длительно допустимые токи, а так же правильно выбирать сечение провода.

Аналогично по формуле также можно выполнить расчет освещения, благодаря чему вы достигните оптимальной освещенности не напрягающей зрение и качественное распределение светового потока.

Выполнив расчет сечения провода своими руками вы сэкономите:

• На закупке проводов, стоимость провода увеличивается с сечением. Например, 1 метр негорючего провода марки ВВГнг довольно неплохо зарекомендовавшего себя в монтаже внутренней электропроводки сечением 1,5 квадрата стоит 15 рублей, а такой же провод сечением 2,5 квадрата стоит 23 рубля, разница в 8 рублей с одного метра, со 100 метров это уже 800 рублей.
• На закупке устройств защиты автоматические выключатели, УЗО. Чем больше ток срабатывания устройства, тем больше цена. Например однополюсный автоматический выключатель на 16 Ампер стоит 120 рублей, а на 25 Ампер уже 160 рублей, разница в 40 рублей. Средний силовой щиток набирает порядка 12 автоматических выключателей с каждого по 40 рублей получится 480 рублей. Разница стоимости УЗО буде еще больше , порядка 200-300 рублей.

ИТОГО:

• со 100 метров неправильно рассчитанного провода
• 12 автоматических выключателей
• одного УЗО

В среднем можно сэкономить – 1580 рублей

*Среднее количество провода требуемое для полной замены электропроводки среднестатистической однокомнатной квартиры составит 200-300 метров, без учета телевизионных и интернет проводов.

Правила проведения перевода

Часто изучая инструкцию, прилагаемую к некоторым приборам, можно увидеть обозначение мощности в вольт-амперах. Специалисты знают разницу между ваттами (Вт) и вольт-амперами (ВА), но практически эти величины обозначают одно и то же, поэтому преобразовывать здесь ничего не нужно. А вот кВт/час и киловатты — понятия разные и путать их нельзя ни в коем случае.

Чтобы продемонстрировать, как выразить электрическую мощность через ток, нужно воспользоваться следующими инструментами:

• тестером;
• токоизмерительными клещами;
• электротехническим справочником;
• калькулятором.

При перерасчете ампер в кВт используют следующий алгоритм:

• Берут тестер напряжения и измеряют напряжение в электроцепи.
• Используя токоизмерительные ключи, замеряют силу тока.
• Производят перерасчет, используя формулу для постоянного напряжения в сети или переменного.

В результате мощность получают в ваттах. Чтобы преобразить их в киловатты, делят получившееся на 1000.

Однофазная электрическая цепь

На однофазную цепь (220 В) рассчитано большинство бытовых приборов. Нагрузка здесь измеряется в киловаттах, а маркировка АВ содержит амперы.

Чтобы не заниматься вычислениями, при выборе автомата можно воспользоваться ампер-ватт таблицей. Здесь уже есть готовые параметры, полученные путем выполнения перевода при соблюдении всех правил

Ключевым при переводе в этом случае является закон Ома, который гласит, что P, т.е. мощность, равна I (силе тока) умноженной на U (напряжение). Подробнее о расчете мощности, силы тока и напряжения, а также о взаимосвязи этих величин мы говорили в этой статье.

Отсюда вытекает:

кВт = (1А х 1 В) / 1 0ᶾ

А как же это выглядит на практике? Чтобы разобраться, рассмотрим конкретный пример.

Допустим, автоматический предохранитель на счетчике старого типа рассчитан на 16 А. С целью определения мощности приборов, которые можно безболезненно включить в сеть одновременно, нужно осуществить перевод ампер в киловатты с применением вышеприведенной формулы.

Получим:

220 х 16 х 1 = 3520 Вт = 3,5КВт

Как для постоянного, так и переменного тока применяется одна формула перевода, но справедлива она только для активных потребителей, таких как нагреватели лампы накаливания. При емкостной нагрузке обязательно возникает сдвиг фаз между током и напряжением.

Это и есть коэффициент мощности или cos φ

Тогда как при наличии только активной нагрузки этот параметр принимают за единицу, то при реактивной нагрузке его нужно принимать во внимание

Если нагрузка смешанная, значение параметра колеблется в диапазоне 0,85. Чем меньше приходится на реактивную составляющую мощности, тем незначительней потери и тем выше коэффициент мощности. По этой причине последний параметр стремятся повысить. Обычно производители указывают значение коэффициента мощности на этикетке.

Трехфазная электрическая цепь

В случае переменного тока в трехфазной сети берут значение электрического тока одной фазы, затем умножают на напряжение этой же фазы. То, что получили, умножают на косинус фи.

Подключение потребителей может быть выполнено в одном из двух вариантов — звездой и треугольником. В первом случае это 4 провода, из которых 3 являются фазными, а один — нулевым. Во втором применяют три провода

После подсчета напряжения во всех фазах, полученные данные складывают. Сумма, полученная в результате этих действий, является мощностью электроустановки, подсоединенной к трехфазной сети.

Основные формулы имеют следующий вид:

Ватт = √3 Ампер х Вольт или P = √3 х U х I

Ампер = √3 х Вольт либо I= P/√3 х U

Следует иметь понятие о разнице между напряжением фазным и линейным, а также между токами линейными и фазными. Перевод ампер в киловатты в любом случае выполняют по одной и той же формуле. Исключение — соединение треугольником при расчете нагрузок, подключенных индивидуально.

На корпусах или упаковке последних моделей электроприборов указана и сила тока, и мощность. Обладая этими данными, можно считать вопрос, как быстро перевести амперы в киловатты, решенным.

Специалисты применяют для цепей с переменным током конфиденциальное правило: силу тока делят на два, если нужно примерно вычислить мощность в процессе подбора пускорегулирующей аппаратуры. Также поступают и при расчете диаметра проводников для таких цепей.

Зачем водонагревателю необходимо УЗО

Электрический бойлер соединяет в себе воду и электроток, а при малейших неисправностях в водогрейном ТЭНе это прямой путь к возгоранию и электротравмам

Безопасности питания водонагревателя надо уделять особое внимание

При правильной эксплуатации этот электроприбор полностью отрабатывает свой срок службы, но если при его монтаже допущены ошибки, то могут возникнуть проблемы, приводящие к ремонту.

Человек поражается не электрическим напряжением, а током – и чем выше он в амперах, тем больший вред наносится человеческому организму, находящемуся в контакте с поломавшимся водонагревателем (+)

Главное предназначение УЗО – разрыв цепи питания электроустановки (ее защитное отключение от сети) при возникновении тока утечки. С одной стороны, этот защитный выключатель предотвращает поражение электротоком человека, а с другой, предупреждает перегрев жил проводов.

Если ТЭН или подходящий к нему кабель вдруг повредились, то конденсат снаружи и вода внутри бойлера превращаются в естественный токопроводящий элемент, и при соприкосновении с ними либо корпусом водонагревателя человека бьет током утечки.

Как следствие – неприятные ощущения, аритмия сердца и возможный летальный исход. Все зависит от силы воздействующего электротока в амперах.

УЗО разрывает цепь в случае обрыва нулевого защитного провода, снижения уровня изоляции и малого значения тока замыкания – причем, в отличие от иных защитных автоматов, срабатывание происходит значительно быстрее (в пределах нескольких миллисекунд)

При появлении в контуре мощного тока утечки провода начинают работать на запредельных режимах. Но сечение жил просто не рассчитано на такие нагрузки. В результате провод начинает сильно нагреваться, прожигая изоляцию. А это неизбежно ведет к повышению риска возникновения в доме пожара.

Таким образом, без УЗО подключать к электросети водонагреватель не рекомендуется.

Самыми распространенными ситуациями срабатывания УЗО являются:

• повреждение провода и замыкание оголенной жилы на корпус бойлера;
• повреждение слоя изоляции в трубчатом электронагревательном элементе;
• неправильный подбор параметров защитного устройства;
• неправильная схема подключения водонагревателя к электропитанию;
• неисправность самого прибора защиты от тока утечки.

Во всех этих случаях при отсутствии УЗО прикосновение человека к корпусу водонагревателя или нагретой в нем воде чревато серьезной травмой.

Значение тока при выборе сечения кабеля

Соответствие тока сечению жил кабеля можно проверить по таблице

Сводные характеристики для однофазного автомата:

• сила 17А – показатель мощности до 3,0 кВт – ток 1,6 – сечение 2,4;
• 26А – до 5,0 – 25,0 – 2,6;
• 33А – 5,9 – 32,0 – 4,1;
• 42А – 7,4 – 40,0 – 6,2;
• 51А – 9,2– 48,4 – 9,8;
• 64А – 12,1 – 62,0 – 16,2;
• 81А – 14,4 – 79,0 – 25,4;
• 101А – 18,3 – 97,0 – 35,2;
• 127А – 22,4 – 120,0 – 50,2;
• 165А – 30,0 – 154,0 – 70,1;
• 202А – 35,4 – 185,0 – 79,2;
• 255А – 45,7 – 240,0 – 120,0;
• 310А – 55,4 – 296,0 – 186,2.

Можно также воспользоваться специальным графиком, по которому определяется номинальный ток автомата в зависимости от мощности нагрузки.

Нужное сечение кабеля подбирается исходя из суммарной мощности тока, проходящего через провод, рассчитать её поможет формула, схема расчета такова:

I = P/U,

где сила тока = суммарный показатель мощности разделён на напряжение в цепи. В большинстве случаев электрики используют именно эту формулу.

Более точная формула расчета мощности P=I*U*cos φ, где φ – угол между векторами тока, проходящего через автомат, и напряжения (не стоит забывать, что они могут быть переменными). Но поскольку в бытовых устройствах, работающих от однофазной сети, сдвига фазы между током и напряжением практически нет, то применяют упрощенную формулу мощности.

Если сеть трехфазная, то может наблюдаться существенный сдвиг фаз. В этом случае при расчетах мощность уменьшается, а получившийся ток надо делить на 3.

Так, для прибора мощность 6,5 кВт:

I = 6500/380/0,6=28,5

28,5/3=9,5 А

На электроприборах часто делают маркировку или прикрепляют табличку, с указанием этого параметра и значения мощности. Это позволяет быстро произвести расчеты. В трехфазной сети для нагрузки большой мощности применяют автоматы типа D.

Выбор кабеля и автомата

При ремонте в новых квартирах, на бойлер обычно проводят отдельную проводку непосредственно от щитка. Если же вы хотите подключить бойлер к старой общей проводке, на которой уже подключено несколько розеток, обязательно убедитесь, что она выдержит мощность бойлера.

В большинстве случаев, при мощности до 3,5квт, проводка должна быть выполнена 3-х жильным медным кабелем ВВГнГ-Ls, сечением не менее 2,5мм2.

Трехжильный кабель необходим для того, чтобы обеспечить постоянную связь с заземлением.

Автомат подключения бойлера выбирайте двухполюсный. Номинальный ток автомата 16А (достаточно при мощности бойлера до 3,5 кВт).

При нагрузке до 2кВт подойдет автоматический выключатель с номинальным током 10А.

Чем опасно несоответствие кабеля сетевой нагрузке?

Правильный подбор защитного автомата по мощности – очень важная задача. Неверно выбранное устройство не защитит линию от внезапного возрастания силы тока.

Но не менее важно правильно подобрать по сечению кабель электропроводки. В противном случае, если суммарная мощность превысит номинальную величину, которую способен выдерживать проводник, это приведет к значительному росту температуры последнего

В итоге изоляционный слой начнет плавиться, что может привести к возгоранию.

Чтобы более наглядно представить, чем грозит несоответствие сечения проводки суммарной мощности включенных в сеть устройств, рассмотрим такой пример.

Новые хозяева, купив квартиру в старом доме, устанавливают в ней несколько современных бытовых приборов, дающих суммарную нагрузку на цепь, равную 5 кВт. Токовый эквивалент в этом случае будет составлять около 23 А. В соответствии с этим в цепь включается защитный автомат на 25 А. Казалось бы, выбор автомата по мощности сделан верно, и сеть готова к эксплуатации. Но через некоторое время после включения приборов в доме появляется задымление с характерным запахом горелой изоляции, а через некоторое время возникает пламя. Автоматический выключатель при этом не будет отключать сеть от питания – ведь номинал тока не превышает допустимого.

Если хозяина в этот момент не окажется поблизости, расплавленная изоляция через некоторое время вызовет короткое замыкание, которое, наконец, спровоцирует срабатывание автомата, но пламя от проводки может уже распространиться по всему дому.

Чтобы вам не пришлось браться за калькулятор и самостоятельно высчитывать сечение электропроводки по формулам, приведем типовую таблицу, в которой легко найти нужное значение.