Выбор сечения проводника основной системы уравнивания потенциалов

Сечение кабеля для розеток

При выборе сечения кабеля для бытовых розеток в квартире, в первую очередь обращаемся к ПУЭ (правила устройства электроустановок) Таблица 7.1.1., в которой указано минимальное сечение для линий групповых сетей 1,5 мм.кв.

Но медный кабель, таким сечением, выдерживает ток всего в 18А, что соответствует примерной мощности 4,1 кВт. Если учесть то, что мы редко прокладываем отдельные кабели от распределительного щита на каждую розетку, а на одной линии, зачастую, подключены сразу несколько розеток, то такого сечения явно будет недостаточно.

Оптимальным же сечением кабеля для розеточных групп в квартире является 2,5 мм.кв., такой кабель выдерживает ток в 27 А, соответственно нагрузку общей мощностью около 6 кВт. Использовать жилы большего сечения, например, 4мм.кв, уже нет смысла, т.к. они физически не поместятся в клеммах механизмов розеток, а кроме того, такие кабели, тяжелее прокладывать и экономически, это будет более затратно.

Стоит отметить, что все выпускаемые бытовые электроприборы, которые включаются в розетку, редко бывают мощнее, чем 3,5 кВт. Поэтому, используя в электропроводке розеточных групп кабель сечением 2,5 мм.кв. вы можете быть уверенными, что они выдержат любой бытовой электроприбор, даже при длительной работе.

Ссылки по теме

• Правила технической эксплуатации электроустановок потребителей
  / Нормативный документ от 9 февраля 2007 г. в 02:14
• Библия электрика
  / Нормативный документ от 14 января 2014 г. в 12:32
• Справочник по электрическим сетям 0,4-35 кВ и 110-1150 кВ. Том 10 
  / Нормативный документ от 2 марта 2009 г. в 18:12
• Кабышев А.В., Тарасов Е.В. Низковольтные автоматические выключатели
  / Нормативный документ от 1 октября 2019 г. в 09:22
• Правила устройства воздушных линий электропередачи напряжением до 1 кВ с самонесущими изолированными проводами
  / Нормативный документ от 30 апреля 2008 г. в 15:00
• Князевский Б.А. Трунковский Л.Е. Монтаж и эксплуатация промышленных электроустановок
  / Нормативный документ от 17 октября 2019 г. в 12:36
• Зевин М.Б. Парини Е.П. Справочник молодого электромонтера
  / Нормативный документ от 14 октября 2019 г. в 16:45

Расчет сечения

Как показывает практика, при выполнении самостоятельных расчетов допускается, в случае необходимости, учитывать сечение проводников меньше требуемых показателей, если результаты получены в соответствии с формулой: S≥I/К, где

• S — показатели площади поперечного сечения (в mm2);
• I — показатели тока короткого замыкания, обеспечивающего время отключения при повреждениях электрической цепи;
• t — показатели времени срабатывания защитной аппаратуры (в сек);
• К — коэффициент, изменяющийся в зависимости от особенностей материала проводника и изоляции, а также показателей стартовых и финишных температурных значений.

Как правило, выбираются самые близкие к табличным значениям данные стандартного сечения, а также наибольшие приближенные показатели.

Заземление — это неотъемлемая часть любых энергозависимых устройств и установок, начиная от традиционных маломощных осветительных приборов и заканчивая сложными электрическими двигателями. В бытовых целях, как правило, используются самые недорогие и общедоступные проводники заземляющего типа, в качестве которых можно рассматривать не только стандартное одножильное кабельное изделие, но и часть многожильного кабеля.

Состав электрощита и его устройство

Состав распределительного электрощитка в квартире

Электрический щиток представляет собой металлическую коробку, в которой находятся разные коммутирующие и защищающие устройства. Они соединяются с помощью проводов, к которым предъявляются особые требования.

В электрический щит через специальное отверстие проводится вводный кабель. После этого осуществляется подключение электрооборудования и укладка проводов внутри щитка. Соединять проводники нужно по разработанной схеме.

В состав современного домашнего щитка входят следующие коммутационные и защитные приборы, а также изделия другого типа:

• Счетчик электроэнергии.
• Автоматы. Ставятся на вход и на отдельные группы энергопотребителей. Обычно выбирается автоматический выключатель на вход, на осветительную группу и на мощное электрооборудование в квартире.
• УЗО.
• Дифавтоматы.
• Таймер.
• Реле напряжения и контроля фаз.
• Прочая автоматика для управления и контроля.

Расчет сечения провода по потребляемой мощности

Каждый кабель имеет свою номинальную мощность, какую он способен выдерживать, когда подключен электроприбор.

В том случае, когда мощность приборов в доме превышают нагрузочную способность провода, то в этом случае аварийной ситуации не избежать и рано или поздно проблема проводки даст о себе знать.

Чтобы провести самостоятельный расчет потребляемой мощности приборов, необходимо на листе бумаге вписать мощность всех имеющихся электроприборов, которые могут быть подключены одновременно (электрочайник, телевизор, пылесос, варочная панель, компьютер и т.д.).

После того как мощность каждого прибора будет известна все значения необходимо просуммировать чтобы понять общее потребление.

— где K_o — коэффициент одновременности.

Рассмотрим пример расчета сечения провода для обычной двухкомнатной квартиры. Перечень необходимых приборов и их примерная мощность указана в таблице.

Электроприбор	Мощность, Вт
LCD телевизор	140
Холодильник	300
Бойлер	2000
Пылесос	650
Утюг	1700
Электрочайник	1200
Микроволновая печь	1000
Стиральная машина	2500
Компьютер	500
Фен для сушки волос	1200
Электродуховка	1200
Электроплита	2500
Освещение (суммарное)	500
Всего	15390

Исходя из полученного значения, можно продолжать расчеты с выбором сечение провода.

Если в доме имеются мощные электроприборы, нагрузка которых составляет 1.5 кВт и более для их подключения целесообразно использовать отдельную линию

При самостоятельном расчете важно не забыть учесть и мощность осветительного оборудования, которое подключено к сети

Когда правильно произведен расчет сечения кабеля по мощности, то на каждую комнату будет примерно выходить порядка 3 кВт, однако не стоит бояться этих цифр, так как все приборы одновременно не будут использоваться, а, следовательно, такое значение имеет определенный запас.

Обратите внимание! Если говорить в цифрах, то полученный результат необходимо умножить на 0.8 – это коэффициент одновременности. Данная цифра означает что ОДНОВРЕМЕННО будут работать лишь 80 % всех электроприборов

Такой коэффициент считается логичным, ведь одновременно пылесосить дом и пользоваться, к примеру, феном навряд ли кто-то будет, тем более, что такая техника не используется долгое время.

Согласно ВСН 59-88 (ведомственных строительных норм) п.4.4 в зависимости от количества розеток поправочный коэффициент может иметь разные значения. В доме или квартире, где более 20 розеток поправочный коэффициент будет составлять 0.8. Если розеток от 10 до 20 коэффициент составит 0.9.

При подсчете суммарной мощности потребляемой в квартире получился результат 15.39 кВт, теперь этот показатель следует умножить на 0.8, что в результате даст 12.31 кВт фактической нагрузки. Исходя из полученного показателя мощности, можно по простой формуле рассчитать силу тока.

Конструкция

Нулевая шина с заземлением может размещаться как внутри вводного устройства (ВРУ), так и отдельно от него. В первом случае в качестве ГЗШ допускается использовать искусственно организованную шину РЕ, имеющую непосредственный электрический контакт с корпусом распределительного шкафа.

При размещении вне границ вводного устройства эта сборно-распределяющая конструкция должна находиться неподалёку от него (в удобном для обслуживания и доступном для специалистов месте).

Для ограничения доступа посторонних лиц открытые шины заземления могут укрываться в запирающемся на замок ящике, дверца которого помечается специальным знаком.

Для выпускаемых промышленностью типовых изделий ГЗШ ХХ-УХЛ4 ТВС, например, эти размеры строго нормируются и выбираются из следующего ряда: 3х30, 3х40, 4х40 миллиметров. При этом подходящую рейку выбирают исходя из нормированного количества отверстий под крепление проводников (10, 15 или 20).

Перечисленные выше размеры у разных производителей могут отличаться по своей величине, однако все они должны рассматриваться в качестве параметров ГЗШ, дополняющих уже приведённые ранее характеристики.

Обращаем особое внимание на тот факт, что применение алюминия для изготовления распределительных полос не допускается. Кроме того, при выборе изделия с заданными параметрами всегда следует иметь в виду, что габариты ГЗШ не могут быть менее чем сечение РЕ-шины, организуемой в границах ВРУ

К этому нужно добавить, что конструкцией реек должна предусматриваться возможность подключения к ним дополнительных проводников с помощью подходящего инструмента (ключа под болтовое соединение, например).

При наличии в здании нескольких вводов линии питания, шина заземления обустраивается на каждом из них. Образующееся при этом соединение шин должно быть подключено к уравнителям потенциала.

И, наконец, при организации системы заземления не следует путать ГЗШ с РЕ-шиной, организуемой с целью получения повторного заземления на приёмной стороне. Хотя они и имеют электрический контакт, но назначение у них разное.

Можно ознакомиться с рисунком, на котором приводится внешний вид и обозначение ГЗШ.

В следующих разделах на конкретных примерах будут рассмотрены возможные места монтажа шины заземления с учётом удобства организации заземления и обслуживания всей системы в целом.

Основные правила прокладки проводов

Все соединения проводки в электрощитке должны быть изолированны

Все вышеперечисленные действия должны выполняться в соответствии с правилами, принятыми ПУЭ. Несоблюдение требований может привести к негативным последствиям, в том числе к поражению электрическим током и возможному короткому замыканию.

Основные требования:

• Вводный щиток, распределительные коробки, счетчик должны монтироваться в легкодоступных местах.
• Провода не должны пересекаться, между ними обязательно должно быть расстояние.
• Сечение провода в щитке для соединения автоматов, УЗО и других изделий подбирается в зависимости от их токовой нагрузки.
• Следует создать план расположения проводников.
• Провода не должны касаться металлических деталей и элементов строительных конструкций.
• Все соединения в распределительной коробке должны быть надежно заизолированы.
• Защитные и нулевые провода крепятся к приборам с помощью болтового соединения.

Подготовка перемычек и схема подключения

Изготовление перемычки безобрывным способом

Проводники нужно подготовить к подсоединению в щитке. Для этого нужно зачистить концы от изоляции с помощью ножика или специального инструмента. Жилы следует вставить в контакт и хорошо затянуть при помощи отвертки.

Во время работы нужно следить за следующим:

• Изоляция не должна попасть в прижим.
• Оголенная часть провода не должна торчать из контакта на большой участок. Такое требование предъявляют сетевые организации, которые занимаются пломбировкой счетчиков. Это позволяет предотвратить незаконное подсоединение со стороны.
• Сначала затягивается верхний винт, после – нижний.

Последний шаг – проверка надежности фиксации. Жилы нужно аккуратно потрогать и развести в стороны. Проводник не должен качаться и шататься.

Соединение автоматов

Далее нужно подключить нулевой провод. Он соединяется с помощью перемычки от правого нижнего контакта автоматического двухполюсного выключателя до третьего контакта электросчетчика. Концы также нужно зачистить от изоляции, подключить и затянуть винтами. Провода не должны соприкасаться друг с другом. Обязательно следует сделать зазор между ними.

Теперь нужно подключать отходящие провода со счетчика. Сначала подключается фаза через перемычку к верхнему контакту автомата. Концы зачищаются и присоединяются. Фазу также нужно распределить между остальными источниками по направлениям автоматов.

Должен остаться один контакт с электросчетчика в квартире. Это контакт отходящего нуля, который должен соединиться с нулевой шиной. Обычно она идет в комплекте с пластиковой коробкой. Длина, размеры и конфигурация зависят от производителя.

Маркировка

Необходимо знать, какого цвета провод заземления.

Обычно провод заземления в виде отдельной жилы входит в состав многожильного провода, питающего электроприбор или розетку.

Таким образом, в 1-фазной сети он будет 3-й жилой, а в 3-фазной — 5-й.

В таком случае для заземляющего провода предусмотрена особая маркировка, позволяющая отличить его от фазной или нулевой жил и предотвращающая таким образом путаницу при подключении:

1. Буквенная. ПУЭ предписывают наносить на изоляцию провода заземления литеры «РЕ». Такое же обозначение предусмотрено международными стандартами. Указание площади поперечного сечения, марки и материала обязательным не является.
2. Цветовая. Отечественными и зарубежными нормами за проводом заземления закреплено сочетание желтого и зеленого цветов. Некоторые зарубежные производители кабельной продукции обозначают такую жилу только желтым или только зеленым цветом.

Помимо заземляющих применяются совмещенные проводники, выполняющие одновременно функцию нулевого рабочего и нулевого защитного. Они обозначаются литерами «PEN» и сочетанием голубого цвета с желтым или зеленым. Один цвет провода заземления является основным, второй наносится в виде полос на концах.

Монтаж провода заземления

Таким образом, отличить провод заземления от нулевого, за которым закреплены голубой цвет и литера «N», и от фазного (имеет коричневую, черную или белую изоляцию, обозначается литерой «L») достаточно просто. Цветовая маркировка упростила не только монтаж электросистем, но и такие работы, как поиск и замена перегоревших, оборванных или перегруженных проводов.

Некоторые производители окрашивают фазный проводник и в другие цвета: серый, фиолетовый, красный, бирюзовый, розовый, оранжевый.

Учтите, что по цветовой маркировке нельзя определить, является ли сеть 1-фазной или 3-фазной, а также подается в нее переменный или постоянный ток. Так, жилы и шины сетей постоянного тока (применяются в строительстве, электротранспорте, на подстанциях и пр.) также окрашиваются в красный («+»), синий («-») и голубой (нулевая шина) цвета. В 3-фазных же сетях фазы А, В и С принято обозначать, соответственно, желтым, зеленым и красным цветом.

Обозначение жил разными цветами применяется далеко не во всех проводах. Так, в 3-жильном кабеле марки ППВ, кажущемся привлекательным из-за относительно низкой стоимости, желто-зеленой изоляции вы не найдете, так что при подключении жилы очень легко перепутать.

Рабочее заземление

Если маркировка не видна или отсутствует, определить жилу заземления в подключенном к сети проводе можно при помощи вольтметра: замеряется напряжение между фазной жилой (она определяется индикатором фазы) и каждой из двух оставшихся. При контакте щупа с «землей» значение на табло прибора будет более высоким, чем при контакте с «нулем».

Также можно замерять напряжение между проверяемыми жилами и любым заземленным прибором, например, корпусом электрощита или батареей отопления. Если жила является нулевой, прибор покажет какое-то небольшое значение; если же «землей» — на табло отобразится нуль.

Индикатор фазы, при помощи которого определяется подключенная к фазе жила, похож на отвертку, только на ручке имеется диодная лампочка и специальный контакт (обычно в виде кольца под лампочкой). Для определения фазы нужно приложить палец к этому контакту и одновременно жало отвертки — к проверяемому проводнику. Если он находится под напряжением, лампочка загорится.

Следует понимать, что подключение потребителя к проводу заземления еще не является достаточным условием безопасности. Сам провод с другой стороны должен быть подсоединен к контуру заземления.

Жителю квартиры в городской многоэтажке достаточно найти соответствующий контакт в распределительном щите, а вот владельцу частного дома такой контур придется создавать самому.

Обычно он представляет собой вбитые в землю металлические штыри (в виде равнобедренного треугольника), соединенные арматурой.

Заземляющие проводники

1.7.113. Сечения заземляющих проводников в электроустановках напряжением до 1 кВ должны соответствовать требованиям 1.7.126 к защитным проводникам.

Наименьшие сечения заземляющих проводников, проложенных в земле, должны соответствовать приведенным в табл. 1.7.4.

Прокладка в земле алюминиевых неизолированных проводников не допускается.

1.7.114. В электроустановках напряжением выше 1 кВ сечения заземляющих проводников должны быть выбраны такими, чтобы при протекании по ним наибольшего тока однофазного КЗ в электроустановках с эффективно заземленной нейтралью или тока двухфазного КЗ в электроустановках с изолированной нейтралью температура заземляющих проводников не превысила 400 °С (кратповременный нагрев, соответствующий полному времени действия защиты и отключения выключателя).

1.7.115. В электроустановках напряжением выше 1 кВ с изолированной нейтралью проводимость заземляющих проводников сечением до 25 мм2 по меди или равноценное ему из других материалов должна составлять не менее 1/3 проводимости фазных проводников. Как правило, не требуется применение медных проводников сечением более 25 мм2, алюминиевых — 35 мм2, стальных — 120 мм2.

1.7.116. Для выполнения измерений сопротивления заземляющего устройства в удобном месте должна быть предусмотрена возможность отсоединения заземляющего проводника. В электроустановках напряжением до 1 кВ таким местом, как правило, является главная заземляющая шина. Отсоединение заземляющего проводника должно быть возможно только при помощи инструмента.

1.7.117. Заземляющий проводник, присоединяющий заземлитель рабочего (функционального) заземления к главной заземляющей шине в электроустановках напряжением до 1 кВ, должен иметь сечение не менее: медный — 10 мм2, алюминиевый — 16 мм2, стальной — 75 мм2.

1.7.118. У мест ввода заземляющих проводников в здания должен быть предусмотрен опознавательный знак

Выбор провода

Требования, предъявляемые кабельной продукции, формируются из условий, в которых изделие будет функционировать. Щиток является прибором с ограниченным пространством, поэтому миниатюрность и компактность являются одним из основных критериев выбора. Надежность и стойкость не менее важна для подобных изделий. Кабель должен хорошо гнуться и выдерживать изгибы, поэтому приборы с алюминиевой жилой не подходят.

Все проводники можно разделить на классы по гибкости. Этот показатель зависит от конструкции жил. Чем класс  выше, тем более гибкий проводник. Монолитные жилы сложно гнутся и могут сломаться в процессе эксплуатации, но их легко подсоединять к клеммам. Многопроволочные изделия лучше гнутся, с ними проще работать, но сложность заключается в невозможности подсоединения к клеммам и винтовым зажимам. Для этого приходится либо лудить концы, либо обжимать их специальными наконечниками. В ином случае контакт будет ненадежным и прослужит недолго. Выбор многожильного или одножильного провода также зависит от класса гибкости изделия.

Виды проводов ПВ-1

По всем приведенным характеристикам можно выбрать ряд проводов, которые подходят для включения. К ним относятся:

• ПВ-1. Это изделие с однопроволочной медной жилой, которое имеет одинарный слой ПВХ изоляции. Класс гибкости 1.
• ПВ-3. Многопроволочный проводник с медными жилами, имеющий ПВХ изоляцию со 2 классом гибкости (для сечения от 0,5 кв.мм. до 1,5 кв.мм.), 4 классом при сечении от 2,5 до 4 кв.мм. и 3 классом гибкости у сечений свыше 4 кв.мм.
• ПВ-4. Многопроволочный медный кабель с ПВХ изоляцией. Является более гибким аналогом предыдущих изделий. Класс гибкости 4 и 5.

Можно подобрать зарубежные аналоги проводов. К ним относятся H05VJ, H07VK, рассчитанные на напряжение 0,5 и 0,75 кВ соответственно.

При выборе нужно определиться, каким сечением провода делать разводку в щитке. Это напрямую зависит от нагрузки в помещении. Рекомендуется брать провод для подключения с таким же сечением, что и питающий кабель. Для подключения электрического счетчика используется кабельная продукция сечением 25 кв.мм. Но нужно учитывать и другой показатель – максимальную силу тока, на который рассчитан электросчетчик. В зависимости от марки это 50-60 Ампер, что соответствует 10-12 кВт. По этим критериям подходит проводник из меди с сечением 10-16 кв.мм. или алюминиевый провод, у которого сечение придется повысить до 16-25 кв.мм.

Значение сопротивления

Сопротивление, которое оказывает заземление – это способность грунта распределить электрический ток, попавший в него при помощи заземлителей. Величина важна для переносного и стационарного устройства. Она измеряется в омах и зависит непосредственно от сопротивления грунта и площади соприкосновения заземлителя с грунтом. Менять площадь можно, увеличивая заглубление электрода или соединяя вместе несколько коротких электродов. В последнем случае увеличивается площадь сечения.

Чем меньше показатель, тем лучше работа с ним. Нулевого значения в естественных условиях добиться нельзя, поэтому чаще всего разные типы электрооборудования имеют разную норму – от 60 до 0.5 Ом.

Если подключение заземления происходит через нейтраль трансформатора, суммарное сопротивление не должно превышать 4 Ома. В противном случае утрачивается смысл его использования. Если требуется обустроить заземление в частном доме, расчет должен опираться на то, что в таких домах величина не превышает 30 Ом.

Если требуется установить заземление для подключения молниеприемника, меняя сечение и длину, следует добиться сопротивления не более 10 Ом.
Источник тока в виде трансформатора или генератора при заземлении не должен подключаться к поверхностям, имеющим сопротивление, превышающее отметку 8 Ом. Допустимая величина напрямую зависит от напряжения. Если в трансформаторе напряжение 380, сопротивление должно составлять не более 2 Ом, 220 – не более 4 Ом, 127 – не более 8 Ом.

Если оборудование укомплектовано газовыми разрядниками, использующимися для защиты линий, проведенных по воздуху, заземление не должно выдавать сопротивление больше 2 Ом, некоторое оборудование допускает 4 Ом и имеет об этом специальные пометки.

Для телекоммуникационного оборудования требования к сопротивлению составляют 2-4 Ома. Если используется подстанция, рассчитанная на 110 кВ, сопротивление заземления не должно быть выше 0.5 Ом.

Нормы сопротивления, проиллюстрированные выше, распространяются на нормальные грунты, удельное сопротивление которых не выше 100 Ом*м. К таким почвам относятся глинистые и суглинистые. Например, для песчаных поверхностей характерно удельное сопротивление 500 Ом*м, что превышает общеизвестную и всеми принятую норму в пять раз.

Заключительный этап

Провод, уложенный в штробу, фиксируется несколькими способами, замазывается гипсом или при помощи специальных хомутиков которые вставляются в высверленное отверстие, а потом замазывается гипсом. По концам проводы должны висеть с запасом, для того чтобы подключаться к розетке и распределительной коробки было удобно. Провода должны плотно скручиваться, затем изолироваться.

Все работы должны производиться с точностью, особенно аккуратно нужно подходить к соединениям, провода должны быть зажаты так чтобы не было между ними просвета, в противном случае в проблемных местах будет искрить и греется.

При выборе розеток обращайте внимание на способ крепления для проводов. В импортных моделях можно найти устройство для зажима зачищенного кабеля

Благодаря такой розетке вы значительно сэкономите свое время на монтаже, ну и главное, такое крепление переносит большие нагрузки. Для ванной комнаты рекомендуется поставить УЗО с утечкой тока 10 мА.

Работа, кажется не сложная с первого взгляда, но для новичка будет сложным выполнить все правильно. Поэтому рекомендуется вначале подготовиться, для этого можно посмотреть видео и потом попробовать сделать все самому. Но если неуверены и сомневаетесь в своих силах, то не следует рисковать, сегодня много хороших специалистов, которые выполнят такую работу быстро и качественно.

Выбор сечения кабеля по силе тока и мощности

Токонесущую часть кабельного изделия представляет металл в виде меди или алюминия. Часть плоскости, проходящая под углом в 90о к проводу с металлическим ограничением, носит название — сечение провода, измеряемое в квадратных миллиметрах.

Выбор сечения кабельного изделия по мощности осуществляется в соответствии с табличными данными, посредством суммирования показателей потребляемого всеми энергозависимыми приборами электричества.

Кабель медный

Суммарные показатели мощности умножаются на коэффициент одновременности, равный 0.8, после чего выбирается сечение кабельного изделия по таблице.

Более точным принято считать выбор кабельного сечения в соответствии с силой тока. Например, расчеты для однофазной электрической сети осуществляются по стандартной формуле I = Р / 220, где показатель Р является суммарной мощностью электрических приборов (Вт).

Для трёхфазной сети расчет выполняется по формуле I = Р / √3 × 380. Расчет сечения кабельного изделия по силе тока для трехфазной сети с наличием электрического двигателя определяется в соответствии с формулой I = Р / √3 × 380 × СОS f, где последний показатель является коэффициентом мощности.