Какое сечение кабеля выбрать для квартирной электропроводки?

Задача

На групповую электрическую сеть квартиры в этажном щитке многоэтажного жилого дома установлены модульные автоматические выключатели с номинальным током 16 А (розетки + освещение) и 25 А (электроплита); характеристика срабатывания этих выключателей — "С".

 Loading ...

 Loading ...

Прежде, чем прочитать решение, проголосуйте, пожалуйста, в опросе выше.

Решение

1. Результаты опроса

На момент публикации решения соотношение голосов опроса было следующим:

Какое сечение кабеля выбрать для прокладки к розеткам и светильникам?

• 1,5 кв.мм. - 2 голоса
• 2,5 кв.мм. - 12 голосов

Какое сечение кабеля выбрать для прокладки к электроплите?

• 2,5 кв.мм. - 0 голосов
• 4 кв.мм. - 5 голосов
• 6 кв.мм. - 9 голосов

2. Выбор сечения кабеля для прокладки к электроплите

В СП 31-110-2003 есть пункт 9.2, который регламентирует минимальное сечение жилы медного проводника, применяемого для питания электроплит:

 … Линии для питания однофазных электроплит должны выполняться медными проводниками сечением не менее 6 мм²

Однако есть одна проблема – требование СП 31-110-2003 носят не обязательный, а рекомендательный характер, так как это документ не входит в список нормативных документов обязательного или добровольного применения.

Существует ещё перечень нормативных документов, относящихся к сфере деятельности Федеральной службы по экологическому, технологическому и атомному надзору, но этот перечень разработан в соответствии с РД-22-06-2007 «Инструкция о порядке информационного обеспечения деятельности федеральной службы по экологическому, технологическому и атомному надзору», которая лишь обеспечивает

..номенклатуру документов, которыми должны обеспечиваться … структурные подразделения центрального аппарата Федеральной службы по экологическому, технологическому и атомному надзору (далее — Служба), территориальные органы Службы и находящиеся в ее ведении организации (далее — организации Службы)

Получается, что этот перечень нужен для того, чтобы знать, какими нормативными документами нужно обеспечить Ростехнадзор. А вот руководствоваться этими документами можно лишь «…в части, не противоречащей законодательству Российской Федерации».

Таким образом, сечение проводника линии питания электроплиты можно уменьшить в соответствии с требованиями защиты этой линии от перегрузки, см. ПУЭ, изд.7, п.3.1.10:

3.1.10. … Кроме того, должны быть защищены от перегрузки сети внутри помещений:

…силовые сети на промышленных предприятиях, в жилых и общественных зданиях, торговых помещениях — только в случаях, когда по условиям технологического процесса или по режиму работы сети может возникать длительная перегрузка проводников…

Здесь следует заметить, что юридический статус ПУЭ не определён, но практика применения показывает, что требования ПУЭ являются обязательными в той части, в которой не заменены (или отменены) более поздними нормативными документами и актами, поэтому считаем, что защиту  внутренних сетей жилых зданий от перегрузки нужно выполнять в той части, в которой этого требует ПУЭ.

Условие защиты от перегрузки для рассматриваемого случая выглядит следующим образом (ПУЭ, п.3.1.11):

3.1.11. В сетях, защищаемых от перегрузок, проводники следует выбирать по расчетному току, при этом должно быть обеспечено условие, чтобы по отношению к длительно допустимым токовым нагрузкам, аппараты защиты имели кратность не более:

… 100% для номинального тока расцепителя автоматического выключателя с нерегулируемой обратно зависящей от тока характеристикой (независимо от наличия или отсутствия отсечки) — для проводников всех марок

Итак, выбор сечения проводника по условию защиты от перегрузки можно записать следующим образом:

или

где Iав – тока расцепителя автоматического выключателя с нерегулируемой обратно зависящей от тока характеристикой, А;

Iдд – длительно допустимый ток проводника, А.

Длительно допустимый ток проводника можно определить в соответствии с рекомендациями ГОСТ Р 50571.5.52-2011. Предполагается, что кабель прокладывается в штрабе, выполненной в кирпичной стене, под слоем штукатурки, поэтому значение Iдд выбирается по табл. В.52.2 для способа монтажа А1 (столбец 2).

Это значение для сечения кабеля с медной жилой составляет:

• 2,5 мм² – 19,5 А;
• 4 мм² – 26 А;
• 6 мм² – 34 А.

Учитывая, что ПУЭ регламентирует прокладку проводов при температуре воздуха 25°С, а в табл. В.52.2 приводятся данные при 30°С, то можно пересчитать Iдд, применив повышающий коэффициент из табл. В.52.14. Для кабеля с ПВХ изоляцией этот коэффициент равен 1,06. Также, при совместной прокладке кабелей применяется снижающий коэффициент, зависящий от количества кабелей, прокладываемых совместно, см. табл. В.52.17, поз. 1. Но в данном случае будем считать, что выполняются условия, приведённые в примечании 2 к этой таблице:

Когда зазор по горизонтали между смежными кабелями более, чем вдвое превышает их наружный диаметр, поправочные коэффициенты не используют

Итак, длительно допустимый ток кабелей с пересчётом на температуру воздуха 25°С равен:

• 2,5 мм² – 19,5*1,06 = 20,1 А;
• 4 мм² – 26*1,06 = 27,6 А;
• 6 мм² – 34*1,06 = 36 А.

Так как Iав = 25 А, то условию (2) удовлетворяют кабели с медными жилами сечением 4 мм² и 6 мм².

Учитывая неопределённый статус ПУЭ изд.7, а также то, что глава 3 не изменялась с 6-го издания и требования, приведённые в ней, могут быть уже неактуальны, следует проверить, действительно ли автоматический выключатель с характеристикой срабатывания «С» (см. условие задачи) защитит кабель выбранного сечения от перегрузки.

Согласно ГОСТ Р 50345-2010, табл. 7, автоматический выключатель с характеристикой срабатывания «С» гарантированно проработает без расцепления не менее 1 ч при токе 1,13*Iном, то есть при 1,13*25 = 28,3 А, а гарантированное отключение произойдёт при величине тока 1,45*Iном = 1,45*25 = 36,3 А за время не более 1 ч. Таким образом, получаем «вилку» значений токов в диапазоне 28,3…36,3 А, в котором автоматический выключатель ведёт себя неопределённо, то есть может сработать в течение 1 ч, а может и не сработать. Если кабель способен выдерживать ток перегрузки 36,3 А в течение часа без уменьшения нормативного срока службы, значит кабель выбран верно. Но для этого нужно знать допустимый ток кабеля в режиме перегрузки.

В ГОСТ 31996-2012 п.10.9 приводится коэффициент для расчёта допустимого тока кабеля в режиме перегрузки, равный 1,16 (для прокладки в воздухе). Так как значение Iдд при прокладке под штукатуркой снижено по отношению к Iдд при прокладке в воздухе, то можно применить этот коэффициент и для нашего случая. Условие выбора сечения кабеля примет следующий вид:

где Iав.ср. – ток срабатывания теплового расцепителя автоматического выключателя за время < 1 ч;

Кпер = 1,16 – коэффициент перегрузки кабеля по отношению к длительно допустимому току.

Рассчитаем допустимый ток перегрузки для сечений 4 мм² и 6 мм² и сравним с током срабатывания теплового расцепителя автоматического выключателя 36,3 А:

• 4 мм² – 27,6*1,16 = 32 А < 36,3 А;
• 6 мм² – 36*1,16 = 41,8 А > 36,3 А.

Как видим, только кабель с сечением 6 мм² защищён от перегрузки. Следовательно, линия питания электроплиты должна быть выполнена кабелем с медной жилой сечением 6 мм².

3. Выбор сечения кабеля для прокладки к розеткам и светильникам

Рассуждения при выборе сечения кабеля для питания «смешанной» сети (розетки + освещение) аналогичны приведённым выше.

Значения Iдд по ГОСТ Р 50571.5.52-2011, табл. В.52.2 для способа монтажа А1 (столбец 2), для сечений кабеля с медной жилой 1,5 кв.мм. и 2,5 кв.мм. составляют:

• 1,5 мм² – 14,5 А;
• 2,5 мм² – 19,5 А.

Эти же значения с пересчётом на температуру воздуха 25°С:

• 1,5 мм² – 14,5*1,06 = 15,4 А;
• 2,5 мм² – 19,5*1,06 = 20,1 А.

Условию выбора (2) удовлетворяет кабель с сечением 2,5 мм², так как только в этом случае длительно допустимый ток 20,1 А превышает ток расцепителя автоматического выключателя 16 А.

Сравним допустимый ток перегрузки кабеля (Iдоп.пер.) с током срабатывания теплового расцепителя автоматического выключателя (Iав.ср.) по условию (3):

• 2,5 мм² – Iдоп.пер. = Iдд * Кпер. = 20,1*1,16 = 23,3 А.
• Iав.ср. = 16*1,45 = 23,2 А.

Как видим, значения почти равны, но всё-таки Iдоп.пер. = 23,3 А > Iав.ср. = 23,2 А, значит сечение кабеля с медной жилой 2,5 мм² выбрано верно.

4. Альтернативный метод выбора сечения.

Методика выбора сечения, описанная выше, опирается на данные завода-изготовителя о допустимом токе (коэффициенте) перегрузки кабеля. Следует заметить, что были сделаны 2 допущения:

• коэффициент перегрузки кабеля при прокладке в воздухе и при прокладке в штробе под слоем штукатурки будет одинаковым;
• длительность допустимой перегрузки равна или превышает максимальное время срабатывания устройства защиты.

Что делать, если данные о допустимой перегрузке отсутствуют?

В ГОСТ Р 50571.4.43-2012 в п.433.1 указаны два условия, которым должны удовлетворять устройства, защищающие кабель от перегрузки:

где I_В – расчётный ток цепи;

I_Z – длительно допустимый ток кабеля (Iдд);

I_n – номинальный ток защитного устройства (Iав); для регулируемых защитных устройств ток I_n является текущей выбранной уставкой срабатывания;

I₂ — ток надежного отключения защитного устройства за заданное стандартное время (Iав.ср.).

При сравнении формул (3) и (5) можно сделать вывод, что в (5) Кпер фиксирован и равен значению 1,45. Более того, учитывая, что гарантированное отключение устройства защиты произойдёт при следующем условии I₂ = 1,45*In (см. выше, п.2), формулу (5) можно преобразовать к виду

что по сути повторяет формулу (2), а также правую часть неравенства (4).

Итак, для примера, рассматриваемого в статье, выбор сечения кабеля сводится к сравнению длительно допустимого тока кабеля и номинального тока защитного устройства по формуле (2) или (6) ввиду их идентичности. Этот выбор уже был сделан в п.2 и п.3 статьи:

• Iав = 25 А, условию (6) удовлетворяют кабели с медными жилами сечением 4 мм² (Iдд = 27,6 А) и 6 мм² (Iдд = 36 А);
• Iав = 16 А, условию (6) удовлетворяет кабель с медными жилами сечением 2,5 мм² (Iдд = 20,1 А).

Нельзя не упомянуть про один нюанс, упомянутый в ГОСТ Р 50571.4.43-2012 в пояснении к условию выбора устройства защиты (5), а именно:

433.1 …Если защита в соответствии с этим пунктом, возможно, не обеспечивает защиту в определенных случаях, например, от длительного сверхтока меньшего, чем I₂, в этих случаях должен рассматриваться вопрос о выборе кабеля с большей площадью поперечного сечения.

О чём идёт речь? О том, что 1,45 в (5) является эмпирическим коэффициентом, значение которого вычислено для определённого режима работы электропотребителей. Если включение электроприёмников подчинено случайному закону распределения, то есть реальный ток может некоторое время превышать I₂, некоторое время быть в диапазоне I_Z…I₂, а в оставшееся время быть меньше I_Z, то можно применить значение коэффициента 1,45. Если же значение сверхтока попадает в диапазон I_Z…I₂ и находится в этом диапазоне длительное время, то возможен перегрев изоляции кабеля и, как следствие, снижение его нормативного срока службы. Действительно, значения тока не хватает для того, чтобы устройство защиты сработало за нормативное время, зато хватает для того, чтобы нагреть кабель до температуры, превышающей длительное допустимое значение. Поэтому такие ситуации нужно отслеживать и выбирать кабели с большим сечением.

При выборе кабелей по формуле (3) такая ситуация в принципе невозможна, так как кабель рассчитан на работу в таком режиме. Сверхток со значением в диапазоне I_Z…I₂ никак не может привести к нежелательному перегреву кабеля, так как его допустимый ток перегрузки (Iдоп.пер.) превышает значение I₂.

5. Почему раньше в проектах групповая сеть "освещение + розетки" выполнялась кабелем с сечением медной жилы 1,5 мм² ?

Если вы внимательно прочитали второй и третий пункты решения, то сейчас сможете самостоятельно ответить на этот вопрос. Для невнимательных приведу следующие разъяснения.

До выхода ГОСТ Р 50571.5.52-2011 при расчёте Iдд специалисты руководствовались требованиями ПУЭ, гл.1.3. В этой главе не регламентируется, насколько снижается Iдд при прокладке в штрабах стен под слоем штукатурки, поэтому проектировщики руководствовались значениями при прокладке в воздухе, см. табл. 1.3.6. Для наглядности эти значения приведены в табл.1.

Таблица 1.

Очевидно, что значение Iдд(1,5 мм²) по табл. 1.3.6 ПУЭ удовлетворяет условию выбора (2), то есть

Iдд = 19 А > Iав = 16 А.

Как правило, на характеристику срабатывания теплового расцепителя не обращали внимания, так как ПУЭ этого не требует. Но для полноты картины всё-таки следует заметить, что применяемый в подобных проектах автоматический выключатель марки АЕ1031 срабатывал уже при 1,25*Iав = 1,25*16 = 20 А за время не более 20 мин. Как видим, это незначительно превышает значение 19 А, которое даже не допустимый ток перегрузки, а длительно допустимый ток, то есть ток, который может протекать неограниченно долго без уменьшения срока службы кабеля. Поэтому считалось, что кабель с сечением 1,5 мм² выбран верно.

Выводы

1. Линия для питания групповой сети «розетки + освещение» должна выполняться кабелем с сечением медной жилы 2,5 мм².
2. Линия питания электроплиты должна выполняться кабелем с сечением медной жилы 6 мм².
3. При определении длительно допустимых токовых нагрузок следует руководствоваться рекомендациями ГОСТ Р 50571.5.52-2011, а не ПУЭ.

Литература

1. ФЕДЕРАЛЬНАЯ СЛУЖБА ПО ЭКОЛОГИЧЕСКОМУ, ТЕХНОЛОГИЧЕСКОМУ И АТОМНОМУ НАДЗОРУ
   ПРИКАЗ от 13 января 2015 года N 5
   Об утверждении Перечня нормативных правовых актов и нормативных документов, относящихся к сфере деятельности Федеральной службы по экологическому, технологическому и атомному надзору (раздел I "Технологический, строительный, энергетический надзор") П-01-01-2014.
2. ПРАВИТЕЛЬСТВО РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
   ПОСТАНОВЛЕНИЕ от 26 декабря 2014 года N 1521
   Об утверждении перечня национальных стандартов и сводов правил (частей таких стандартов и сводов правил), в результате применения которых на обязательной основе обеспечивается соблюдение требований Федерального закона "Технический регламент о безопасности зданий и сооружений.
3. Министерство промышленности и торговли Российской Федерации
   ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ТЕХНИЧЕСКОМУ РЕГУЛИРОВАНИЮ И МЕТРОЛОГИИ
   ПРИКАЗ от 30 марта 2015 года N 365
   Об утверждении перечня документов в области стандартизации, в результате применения которых на добровольной основе обеспечивается соблюдение требований Федерального закона от 30 декабря 2009 года N 384-ФЗ "Технический регламент о безопасности зданий и сооружений.
4. СП 31-110-2003 Проектирование и монтаж электроустановок жилых и общественных зданий.
5. РД-22-06-2007 Инструкция о порядке информационного обеспечения деятельности федеральной службы по экологическому, технологическому и атомному надзору.
6. Правила устройства электроустановок (ПУЭ), издание 7.
7. ГОСТ Р 50571.5.52-2011 Электроустановки низковольтные. Часть 5-52. Выбор и монтаж электрооборудования. Электропроводки.
8. ГОСТ Р 50345-2010 Аппаратура малогабаритная электрическая. Автоматические выключатели для защиты от сверхтоков бытового и аналогичного назначения. Часть 1. Автоматические выключатели для переменного тока.
9. ГОСТ 31996-2012 Кабели силовые с пластмассовой изоляцией на номинальное напряжение 0,66; 1 и 3 кВ. Общие технические условия.
10. ГОСТ Р 50571.4.43-2012/МЭК 60364-4-43:2008 Электроустановки низковольтные. Часть 4-43. Требования по обеспечению безопасности. Защита от сверхтока.

Эту статью можно обсудить ниже в комментариях или на форуме.

46 комментариев к записи “Какое сечение кабеля выбрать для квартирной электропроводки?”