Давайте рассмотрим один популярный строительный миф, который находит поддержку не только среди обычных людей, но и среди опытных электриков. Обе стороны – заказчики и электрики – часто ссылаются на ПУЭ (Правила устройства электроустановок), будто это священный текст.
Какое сечение жил кабеля нужно для электрики в доме, и какой автомат поставить?
Вот типичные мнения про необходимое сечение кабеля:
• На стиральную машинку 2,5 мм или 1,5 мм2 отдельно.
• Розетки по 2,5 мм2
• Свет 1,5 мм2
• Духовой шкаф отдельная линия 4-6 мм2
Вот типичные мнения про необходимые защитные автоматы:
• На 1,5 мм2 надо ставить 10А
• На 2,5 мм2 надо ставить 16-20А
• На 4 мм2 надо ставить 32 А
Василий Иванович:
-Петька, приборы!
Петька:
-300!
Василий Иванович:
-Что 300?
Петька:
-А что приборы?
Приблизительно так большинство понимает нормы и ограничения, приписанные в ПУЭ.
Но как обстоят дела на самом деле?
В качестве образца возьму самый обычный ВВГнг 2х1,5, И типичную прокладку по потолку.
(Для прокладки в трубе или в штробе немного другая модель)
Дальше будет много вычислений если не интересно, то можно сразу перейти к выводам.
Замеры штангенциркулем дали следующие размеры.
Сечение жилы d=1,5 мм (S=1,76 мм2) (ГОСТ 22483-2012 нормирует сопротивление а не сечение, и это правильно)
толщина ПВХ изоляции провода dвнутр изол=2,3 мм
Толщина внешней изоляции dвнеш изол=5 мм.
Если бы проводник не отдавал тепло и был бы идеально тепло-изолирован. То при протекании через какое то время он бы просто расплавился (При токе 10 А приблизительно через 25 минут)
Но он отдаёт тепло, и рано или поздно он приходит в равновесное состояние, когда теплоотдача наружу с поверхности кабеля сравняется с мощностью выделяемой жилой.
Теплопередача внутри кабеля идёт сначала чисто кондуктивным способом.
С поверхности кабеля теплопередача происходит уже всеми тремя способами, но кондуктивный теплообмен, входит в конвекцию и отдельно не учитывается.
Расчёт выглядит так. Файл для маткада можно взять по ссылке.
https://y#a#d#i.s#k/d/4wY5MhMs3RZMZ8
И итоговый график:
А теперь самое интересное:
ПУЭ 1.3.6
и ГОСТ 31996-2012
Оказывается что при токе 19А нагрев провода составляет 64 гр С и именно до такой температуры можно нагревать изоляцию (по старым нормам, когда писали ПУЭ было 65 гр)
Но гораздо интереснее что происходит потом. Собственно, расчёт и делался для того что бы понять, что происходит дальше.
Для начала нужно понять, что такое длительно допустимая нагрузка.
Что это значит: час, два, сутки, месяц … ?
Для данного случая это постоянный ток 20А (4,4Квт) 24 часа -365 дней – 50 лет !!! и после этого изоляция кабеля почти не теряет своих свойств. Вы можете её вынуть и поставить в другое место!
Поскольку это явно не случай бытовых нагрузок то нужно понять:
А что случится с кабелем если он будет работать в режиме перегрузки?
Вот график старения изоляции для судового кабеля (он немного другой, но данные по изоляции совпадают).
При I=20А температуре 70 гр срок службы 98 лет.
При I= 25А температуре 90 гр. срок службы 8,2 года
При I=29А и температуре 110 гр срок службы 150 суток.
Что произойдёт с перегруженным кабелем когда изоляция потеряет свои свойства?
Изоляция испортится. может потрескаться, и …. На этом всё.
Перегретый ПВХ не становится токопроводящим, да твёрдым, да может потрескаться, да несколько падает сопротивление., да сопротивление изоляции падает, но остаётся всё равно весьма высоким. К тому же расстояние между проводами 0,8 мм это даже по «воздуху» защищает от возможного пробоя до 320 В.
Поэтому с вероятностью 99% не будет ничего. Не сгорит и не оплавится.
Как сильно можно перегружать с точки зрения пожарной опасности ?
Неожиданно не правда ?
Дерево может загореться при уже при 100 грС! Но на это нужны годы.
Поэтому относительно, реальное значение это 130 гр. Считайте это верхней безопасной планкой перегрузки.
Соединения.
Качественное соединение почти не отличается от цельного кабеля, можно найти огромное количество роликов в интернете, где люди проводят испытания и замеряют разность температур на проводе и соединениях, разность в 2-3 градуса.
Исключение клемники Ваго, они очень плохо относятся как к постоянной, и что много важнее кратковременной перегрузке. Собственно потому и горят. Перегреваются, ослабевает пружина, и началось подгорание контакта. То есть превышать их номинал категорически нельзя. Реально может полыхнуть.
Немного о защитных автоматах.
Выше я показал почему даже длительная перегрузка не ведёт к критичным последствиям.
Осталось рассмотреть очень редкую, но опасную зону в работе защитных автоматов. Пограничный режим где ток уже очень велик (8-9 Iном) но срабатывания электромагнитного расцепителя еще не происходит.
Вероятность возникновения именно такой ситуации крайне низка , но что произойдёт ?
А ничего страшного, за 2 секунды (это очень приличный запас, скорее всего срабатывание произойдёт за 1с), прежде чем сработает защита, провод нагреется до 130гр С.
А это значительно меньше 160 и тем более 350 гр
Выводы.
1. Провод ВВнг сечением жилы 1,5 мм допускает работу на токе 25А (5,5Квт) (1,31*Iпуэ) неограниченно долгое время (для любых бытовых нагрузок).
2. Допускает непостоянное подключение нагрузок до 30А (6,6КВт). (1,57*Iпуэ)
3. Допустимо использовать автоматы с характеристикой С20. Или B25.
4. Для получения данных для других методов прокладки, или сечений можно советующие коэффициенты. 1,31 1,57.
5. Соединения сделанные методом сварки, опресовки, пайки, не являются источником дополнительного нагрева, и ведут себя аналогично кабелю.
5.1 Использовать клемники «Ваго» можно исключительно в рамках их номинала.
Как правильно рассчитать сечение провода?
Рассчет сечения провода важен для обеспечения безопасности и эффективности электрических систем. Сечение провода должно быть достаточным для передачи требуемого тока без перегрузок и перегрева. Для рассчета сечения провода следуйте этим шагам:
-
Определите максимальный ток: Узнайте максимальный ток, который будет протекать через провод в данной электрической цепи. Это может быть указано в спецификациях устройств или схеме электрической сети.
-
Выберите материал провода: Различные материалы проводников (медь, алюминий и т.д.) имеют разные характеристики сопротивления. Медь обычно является более эффективным проводником, чем алюминий.
-
Используйте таблицы сечений проводов: В национальных или местных нормативных документах обычно содержатся таблицы, которые определяют допустимые сечения проводов для определенных токов и условий. Такие таблицы предоставляют рекомендации и ограничения по сечению проводов.
-
Рассчитайте сечение провода: Используя таблицы и учитывая максимальный ток, найдите подходящее сечение провода. Убедитесь, что выбранное сечение соответствует или превышает требования.
-
Учтите длину провода и падение напряжения: Если длина провода значительна, падение напряжения может быть значимым. Рассмотрите возможность увеличения сечения провода для уменьшения падения напряжения.
-
Проверьте местные нормативы: В некоторых регионах могут действовать специфические нормативы и требования для расчета сечения проводов. Обязательно ознакомьтесь с местными нормами.
-
Консультация с профессионалами: Если вы не уверены в своих способностях или у вас есть сложные условия, лучше проконсультироваться с электриком или инженером, чтобы убедиться в правильности расчетов.
Не забывайте, что правильный выбор сечения провода важен для предотвращения перегрузок, повышения эффективности электросети и обеспечения безопасности.
Видео. Сечение провода и сечение кабеля. Как выбрать автоматический выключатель? Таблица сечения проводов.
