Расчет сечения кабеля и провода

Расчёт сечения проводов и кабелей осуществляется обычно тремя способами:

• по допустимому нагреву
• по допустимой потере напряжения
• по механической прочности

После выполнения этих расчётов выбирают стандартное сечения жилы проводника, равное максимальному из расчётных значений (или ближайшее большее).

При относительно небольшой длине линий ( ~ до 30м) расчёт на нагревание является определяющим. При прохождении по проводнику электрического тока выделяется тепло и проводник нагревается. Количество выделенного тепла в проводнике: 

Q = I²rt    дж,           где I - сила тока, а;
                                       r - сопротивление проводника, ом;
                                       t - время прохождения тока, сек .

Нагрев изолированных проводов не должен быть выше определённого предела, т.к. изоляция при сильном нагреве может обуглиться и даже загореться. Для безаварийной работы проводов и кабелей нормами установлена предельно допустимая температура нагрева ( 60-80о С) в зависимости от типа изоляции, условий монтажа и температуры окружающей среды. Применяя эти установки. а также зная максимальную силу тока в проводе по таблицам  выбирают сечение проводника. Сечение проводника всегда выбирают равным или большим (но ни вкоем случае ни меньшим), чем расчётное значение тока нагрузки.

По нормам международных стандартов в быту и на производстве в основном требуется применение проводников из меди, поэтому данные на алюминевые проводники здесь опускаются. 

Для упрощённого пересчета медь-алюминий можно применить следующее:

нижнее стандартное значение сечения(согласно линейки стандарных сечений) медного проводника равно следующему большему стандартному значению сечения  для алюминиевого провода (напр. 1.5 мм2 медного провода = 2.5 мм2 алюминиевого провода).

Сечение проводов и кабелей по допустимой потере напряжения определяют главным образом для осветительных сетей. Для силовых сетей этот метод применяют лишь при сравнительно большой их протяжённости.

Допустимую потерю напряжения от источника тока до наиболее отдаленной по значению нагрузки ( в процентах от номинального напряжения) можно применять:

?U% = 5,0% - для силовых сетей напряжением до 1000в
   ?U% = 2,5% - для осветительных сетей

Сечение проводов и кабелей с одинаковым сечением по всей длине расчитывают по следующим формулам:

Для трёхфазной сети с сосредоточенной нагрузкой в конце линии:

                                    
                где: S - сечение фазных проводов, жил кабелей, шин мм2 
                       Р_к -мощность приемника, присоединенного  к сети длиной L на участке длиной l_k(l₁+l₂+...l_n), kW;
                       l_k - длина участка сети между точками присоединения приемника и источника, м;
                       √ - удельная проводимость, (для меди 58...55,5 mΩ\m);
                       U - линейное номинальное напряжение V ;
                      ?U% - заданное значение потери напряжения.      

Общий допустимый длительный ток (А)  для проводов, шнуров  и кабелей с резиновой и  поливинилхлоридной изоляцией ( медь ):

 * нестандартное сечение 

Допустимая токовая нагрузка в зависимости от температуры окружающей среды изолированных проводов и кабелей , прокладываемых не в земле (в % ) (медь): 

(согласно DIN*  VDE 0100 ч.523 т.3) 

* DIN - технический стандарт Германии 

Рекомендуемая цветовая кодировка жил в кабелях: 

 *       обязательное обозначение 
**      международное обозначение фаз