Расчёт сечения кабеля или провода по мощности и току

В разделе сайта [ Онлайн Инжиниринг ] есть возможность самостоятельно произвести расчёт для строительной или монтажной сферы с помощью специальной программы или по формуле. Наш сервис будет полезен при профессиональном вычислении гидравлических, тепловых, динамических, геометрических и эксплуатационных данных инженерного сооружения или инженерной системы. Также интернет ресурс может пригодиться при подборе газового, электрического, насосного, компрессорного, воздушного оборудования для конструирования водоснабжения, водоотведения, отопления, воздуховода, вентиляции, электроснабжения и автоматизации.

Онлайн-калькулятор оснащён всеми функциями для выполнения профессиональной расчётной задачи [ нахождение сечения кабеля для электроснабжения ].

Расчёт площади сечения кабеля для системы электроснабжения и автоматизации по формуле

Расчёт сечения кабеля по мощности и силе тока нужен, чтобы правильно выбрать провод для осуществления монтажной работы электроснабжения. Подходящие характеристики электрокабеля должны пропускать нужный объём электроэнергии без перегрева, не вызывать большого падения напряжения на линии, а также обеспечить надёжную и безопасную работу оборудования в течении всего срока эксплуатации. Профессиональный расчёт по формуле позволит подобрать оптимальное сечение кабеля для безопасной, экономичной и долговечной работы системы электроснабжения и автоматизации.

Формула: нахождение площади сечения и тока нагрузки

Ток нагрузки ( I ) это электрический ток, который протекает через потребителя ( нагрузку ) в электрической цепи во время его нормальной работы. Допустимая плотность тока константа ( J ) это максимальный ток на единицу площади сечения проводника, при котором провод не перегревается. Мощностью нагрузки ( P ) называют количество электрической энергии, потребляемой устройством за единицу времени. Напряжением сети ( U ) является разность потенциалов между двумя точками цепи, которая заставляет ток течь. Коэффициент мощности ( cos φ ) показывает, какая часть электрической энергии используется на полезную работу ( бытовое применение cos φ ≈ 1 ).

S = \frac { I } { J }

S – сечение жилы кабеля [ мм² ]
I – ток нагрузки [ А ]
J – допустимая плотность тока константа [ А/мм² ]

I = \frac { P } { U \cdot \cos { \varphi } }

I – ток нагрузки [ А ]
P – мощность нагрузки [ Вт ]
U – напряжение сети [ В ]
cos φ – коэффициент мощности

Пример: P = 6 кВт. U = 220 В. cos φ = 0,9. J = 7 А/мм².

S = \frac { 30,3 } { 7 } = 4,33

S = 4,33 мм².

I = \frac { 6000 } { 220 \cdot 0,9 } = 30,3

I = 30,3 А.

Расчёт по формуле помог найти значение I = 30,3 А и S = 4,33 мм², которые можно использовать при выборе правильного электрокабеля.

Формула: проверка допустимого падения напряжения постоянного тока

\Delta U = \frac {2 \cdot I \cdot L \cdot \rho } { S }

ΔU – падение напряжения [ В ]
I – ток нагрузки [ А ]
L – длина линии [ м/п ]
p – удельное сопротивление проводника [ Ом мм²/м ]
S – сечение жилы кабеля [ мм² ]

Пример: I = 30,3 А. L = 350 м. p = 0,018 Ом мм²/м. S = 4,33 мм².

\Delta U = \frac {2 \cdot 30,3 \cdot 350 \cdot 0,018 } { 4,33 } = 88,17

ΔU = 88,17 В.

Расчёт по формуле показал, что значение 88,17 вольт соответствует нормативам, потому что ( 88,17 ÷ 220 = 0,4 ). Допустимое падение напряжения постоянного тока должно быть для бытовой электросети < 5 % и для освещения < 3 %.

Формула: проверка допустимого падения напряжения переменного тока

Ток нагрузки ( I ) это электрический ток, который протекает через потребителя ( нагрузку ) в электрической цепи во время его нормальной работы. Длиной линии ( L ) называется общая протяжённость участка электрокабеля. Удельное сопротивление проводника ( p ) является универсальным числовым показателем ( для меди это p = 0,018 Ом мм²/м и для алюминия p = 0,028 Ом мм²/м ). Коэффициент мощности ( cos φ ) показывает, какая часть электрической энергии используется на полезную работу ( бытовое применение cos φ ≈ 1 ). Индуктивное сопротивление кабеля ( X ) часть полного сопротивления цепи переменного тока, возникающая из-за индуктивности проводника катушки или кабеля. Угол между током и напряжением ( sin φ ) показывает долю полезной реактивной мощности. Сечение жилы кабеля ( S ) это площадь поперечного сечения проводника, электрокабеля.

\Delta U = \frac { 2 \cdot I \cdot L \cdot (\: \rho \cdot \cos { \varphi } + X \cdot \sin { \varphi } \:) } { S }

ΔU – падение напряжения [ В ]
I – ток нагрузки [ А ]
L – длина линии [ м ]
p – удельное сопротивление проводника [ Ом мм²/м ]
cos φ – коэффициент мощности
X – индуктивное сопротивление кабеля [ Ом/м ]
sin φ – угол между током и напряжением [ ∠° ]
S – сечение жилы кабеля [ мм² ]

Пример: I = 32,09 А. L = 350 м. p = 0,018 Ом мм²/м. cos φ = 0,9. X = 0,08 Ом/м. sin φ = 0,5. S = 4,33 мм².

\Delta U = \frac { 2 \cdot 30,3 \cdot 350 \cdot (\: 0,018 \cdot 0,9 + 0,08 \cdot { 0,5 } \:) } { 4,33 } = 275,29

ΔU = 275,27 В.

Расчёт по формуле показал, что значение 316,2 вольт соответствует нормативам, потому что ( 275,29 ÷ 220 = 1,2 ). Допустимое падение напряжения постоянного тока должно быть для бытовой электросети < 5 % и для освещения < 3 %.

Онлайн калькулятор для расчёта и вычисления данных

Характеристики электрокабеля для эксплуатации при разной нагрузке сети

При выборе и эксплуатации электрокабеля ключевое значение имеют его технические характеристики, которые определяют надёжность и безопасность работы электрической сети и системы автоматизации. Разные условия нагрузки предъявляют особые требования к сечению проводников, материалу жил, типу изоляции и допустимому току.

Наименование оборудования:

Монтажный кабель
Силовой кабель
Осветительный кабель
Сигнальный кабель

Мощность при ≈ 220 В [ кВт ]	Ток [ А ]	Площадь сечения [ мм² ]
до 1 кВт	14	3
до 1,5 кВт	18	4
до 2,5 кВт	25	5
до 4 кВт	32	7
до 6 кВт	40	9
до 10 кВт	55	12
до 16 кВт	75	16
до 25 кВт	100	22
до 27 кВт	125	35
до 33 кВт	150	50

Таблица № 1. Упрощённые рекомендации для выбора сечения провода по мощности при напряжении 220 В.

Заключение

Профессиональный расчёт при комплектации и монтировании инженерной системы может выполнить только квалифицированный инженер-проектировщик или инженер-монтажник. В работе он будет использовать специализированное вычислительное оборудование и углублённые технологические данные для нахождения правильного подхода и достижения верного результата.