EntréeSection transversale du câble en cuivre par puissance. Calcul de chute de tension
Calcul de la section transversale du câble (fil) - pas moins de étape importante lors de la conception schéma électrique appartements ou maisons. La sécurité et la stabilité des consommateurs d'électricité dépendent du choix correct et de la qualité des travaux d'installation électrique. Au stade initial, il est nécessaire de prendre en compte des données initiales telles que la consommation électrique prévue, la longueur des conducteurs et leur type, le type de courant et la méthode d'installation du câblage. Pour plus de clarté, nous considérerons la méthode de détermination de la section efficace, les principaux tableaux et formules. Vous pouvez également utiliser le programme de calcul spécial présenté à la fin du document principal.
Calcul de la section de puissance
La section transversale optimale permet au courant de passer sans surchauffe possible des fils. Ainsi, lors de la conception câblage électrique, tout d'abord, trouvez section optimale fils en fonction de la consommation électrique. Pour calculer cette valeur, vous devez calculer la puissance totale de tous les appareils que vous envisagez de connecter. Dans le même temps, tenez compte du fait que tous les consommateurs ne se connecteront pas en même temps. Analysez cette fréquence pour sélectionner diamètre optimalâmes conductrices (plus de détails dans le paragraphe suivant « Calcul de la charge »).
Tableau : Consommation électrique approximative des appareils électroménagers.
| Nom | Puissance, W |
|---|---|
| Éclairage | 1800-3700 |
| Téléviseurs | 120-140 |
| Équipement radio et audio | 70-100 |
| Réfrigérateurs | 165-300 |
| Congélateurs | 140 |
| Machines à laver | 2000-2500 |
| Jacuzzi | 2000-2500 |
| Aspirateurs | 650-1400 |
| Fers à repasser électriques | 900-1700 |
| Bouilloires électriques | 1850-2000 |
| Lave-vaisselle à eau chaude | 2200-2500 |
| Cafetières électriques | 650-1000 |
| Hachoirs à viande électriques | 1100 |
| Presse-agrumes | 200-300 |
| Grille-pain | 650-1050 |
| Mélangeurs | 250-400 |
| Sèche-cheveux électriques | 400-1600 |
| micro-ondes | 900-1300 |
| Filtres sur dalle | 250 |
| Ventilateurs | 1000-2000 |
| Fours à grillades | 650-1350 |
| Poêles électriques fixes | 8500-10500 |
| Saunas électriques | 12000 |
Pour réseau domestique avec une tension de 220 volts, la valeur du courant (en ampères, A) est déterminée par la formule suivante :
I = P/U,
où P est la pleine charge électrique (présentée dans le tableau et également indiquée dans passeport technique appareils), W (watt);
U – tension réseau électrique(V. dans ce cas 220), V (volts).
Si la tension du réseau est de 380 volts, alors la formule de calcul est la suivante :
je = P /√3× U= P /1,73× U,
où P est la consommation électrique totale, W ;
U — tension du réseau (380), V.
La charge admissible pour un câble en cuivre est de 10 A/mm² et pour un câble en aluminium, de 8 A/mm². Pour calculer, vous avez besoin de la valeur actuelle résultante ( je) divisé par 10 ou 8 (selon le conducteur choisi). La valeur résultante sera la taille approximative de la section requise.
Calcul de charge
Sur stade initial Il est recommandé de procéder à un ajustement en fonction de la charge. Cela a été mentionné plus haut, mais répétons que des situations surviennent rarement dans la vie quotidienne lorsque tous les consommateurs d'énergie s'allument en même temps. Le plus souvent, certains appareils fonctionnent et d’autres non. Par conséquent, pour clarifier, la valeur transversale résultante doit être multipliée par le coefficient de demande ( Ks). Si vous êtes sûr de pouvoir faire fonctionner tous les appareils en même temps, vous n'avez pas besoin d'utiliser le coefficient spécifié.
Tableau : Coefficients de demande des différents consommateurs (Kc).
Effet de la longueur du conducteur
La longueur du conducteur est importante lors de la construction de réseaux à l'échelle industrielle, lorsque le câble doit être tiré sur des distances importantes. Lors du passage du courant dans les fils, des pertes de puissance (dU) se produisent, qui sont calculées à l'aide de la formule suivante :
où I est la force actuelle ;
p – résistivité (pour le cuivre - 0,0175, pour l'aluminium - 0,0281) ;
L – longueur du câble ;
S – section transversale calculée du conducteur.
Selon spécifications techniques, la chute de tension maximale sur la longueur du fil ne doit pas dépasser 5 %. Si la baisse est importante, vous devez alors choisir un autre câble. Cela peut être fait à l'aide de tableaux, qui montrent déjà la dépendance de la quantité de puissance et de courant sur la surface de la section transversale.
Tableau : Sélection du fil pour tension 220 V.
| Section transversale de l'âme du fil, mm 2 | Diamètre du conducteur, mm | Conducteurs en cuivre | Conducteurs en aluminium | ||
| Courant, A | Puissance, W | Courant, A | puissance, kWt | ||
| 0,50 | 0,80 | 6 | 1300 | ||
| 0,75 | 0,98 | 10 | 2200 | ||
| 1,00 | 1,13 | 14 | 3100 | ||
| 1,50 | 1,38 | 15 | 3300 | 10 | 2200 |
| 2,00 | 1,60 | 19 | 4200 | 14 | 3100 |
| 2,50 | 1,78 | 21 | 4600 | 16 | 3500 |
| 4,00 | 2,26 | 27 | 5900 | 21 | 4600 |
| 6,00 | 2,76 | 34 | 7500 | 26 | 5700 |
| 10,00 | 3,57 | 50 | 11000 | 38 | 8400 |
| 16,00 | 4,51 | 80 | 17600 | 55 | 12100 |
| 25,00 | 5,64 | 100 | 22000 | 65 | 14300 |
Exemple de calcul
Lors de la planification du schéma de câblage dans l'appartement, vous devez d'abord déterminer les endroits où les prises et éclairage. Il est nécessaire de déterminer quels appareils seront utilisés et où. Ensuite, vous pouvez créer régime général connexions et calculez la longueur du câble. Sur la base des données obtenues, la taille de la section transversale du câble est calculée à l'aide des formules données ci-dessus.
Supposons que nous devions déterminer la taille du câble à connecter Machine à laver. Prenons la puissance du tableau - 2000 W et déterminons l'intensité du courant :
I=2000 W / 220 V=9,09 A (arrondi à 9 A). Pour augmenter la marge de sécurité, vous pouvez ajouter quelques ampères et sélectionner la section appropriée en fonction du type de conducteur et de la méthode d'installation. Sous considéré un exemple fera l'affaire câble à trois conducteurs avec une section de conducteur en cuivre de 1,5 mm².
| Section transversale du conducteur en cuivre, mm² | Courant de charge continu admissible, A | Puissance maximale de la charge monophasée pour une tension de 220 V, kW | Courant nominal du disjoncteur, A | Courant maximum du disjoncteur, A | Consommateurs possibles |
| 1,5 | 19 | 4,1 | 10 | 16 | groupes d'éclairage et d'alarme |
| 2,5 | 27 | 5,9 | 16 | 25 | groupes de prises et planchers électriques |
| 4 | 38 | 8,3 | 25 | 32 | chauffe-eau et climatiseurs |
| 6 | 46 | 10,1 | 32 | 40 | cuisinières et fours électriques |
| 10 | 70 | 15,4 | 50 | 63 | lignes d'alimentation en entrée |
Câble du programme de calcul 2.1
Après vous être familiarisé avec la méthodologie de calcul et les tableaux spéciaux, pour plus de commodité, vous pouvez utiliser ce programme. Il vous évitera des calculs indépendants et sélectionnera la section de câble optimale en fonction des paramètres spécifiés.
Il existe deux types de calculs dans le programme câble 2.1 :
- Calcul de section pour une puissance ou un courant donné.
- Calcul du courant et de la puissance maximum par section.
Regardons chacun d'eux.
Dans le premier cas, vous devez saisir :
- Valeur de puissance (dans l'exemple considéré, 2 kW).
- Sélectionnez le type de courant, le type de conducteur, la méthode d'installation et le nombre de conducteurs.
- En cliquant sur le bouton « Calculer », le programme affichera la section transversale requise, la résistance actuelle, la valeur recommandée. disjoncteur et un dispositif à courant résiduel (RCD).
Calcul de section pour une puissance ou un courant donné
Dans le second cas, pour une certaine section de conducteur, le programme sélectionne le maximum admissible :
- Pouvoir.
- Force actuelle.
- Courant de disjoncteur recommandé.
- RCD recommandé.
Calcul du courant et de la puissance maximum par section
Comme vous pouvez le constater, l'interface de la calculatrice est assez simple et les résultats finaux sont utiles et informatifs.
Aucune installation requise. Ouvrez l'archive et exécutez le fichier « cable.exe ».
Vidéo sur ce sujet
Un câble ne peut pas transporter plus d’une certaine quantité de courant. Lors de la conception et de l'installation du câblage électrique dans un appartement ou une maison, sélectionnez la bonne section de conducteur. Cela vous permettra d'éviter la surchauffe des fils, les courts-circuits et les réparations imprévues à l'avenir.
Matériau de fabrication et section de fil(ce serait plus correct section transversale du fil) est peut-être le principal critère à suivre lors du choix des fils et des câbles d'alimentation.
Rappelons que la section transversale (S) du câble est calculée par la formule S = (Pi * D2)/4, où Pi est pi égal à 3,14 et D est le diamètre.
Pourquoi est-ce si important bon choix sections de fils? Tout d’abord parce que les fils et câbles utilisés sont les principaux éléments du câblage électrique de votre maison ou de votre appartement. Et il doit répondre à toutes les normes et exigences en matière de fiabilité et de sécurité électrique.
Principal document normatif réguler la surface transversale fils électriques et les câbles sont les Règles d'Installation Électrique (PUE). Les principaux indicateurs qui déterminent la section du fil :
Ainsi, des fils mal sélectionnés qui ne correspondent pas à la charge de consommation peuvent chauffer voire griller, ne pouvant tout simplement pas supporter la charge de courant, ce qui ne peut qu'affecter la sécurité électrique et incendie de votre maison. Le cas est très fréquent lorsque, par souci d'économie ou pour d'autres raisons, on utilise un fil d'une section plus petite que nécessaire.
Lors du choix d'une section de fil, vous ne devez pas non plus vous laisser guider par le dicton "on ne peut pas gâcher la bouillie avec du beurre". L'utilisation de fils d'une section plus grande que celle réellement nécessaire ne fera qu'entraîner des coûts de matériaux plus élevés (après tout, pour des raisons évidentes, leur coût sera plus élevé) et créera des difficultés supplémentaires lors de l'installation.
Calcul de la section transversale des conducteurs en cuivre des fils et câbles
Ainsi, en parlant du câblage électrique d'une maison ou d'un appartement, l'utilisation optimale serait : pour la « prise » - des groupes d'alimentation en câble ou fil de cuivre avec une section de conducteur de 2,5 mm2 et pour les groupes d'éclairage - avec une section de conducteur - section de 1,5 mm2. S'il y a des appareils électroménagers dans la maison haute puissance, par exemple. e-mail cuisinières, fours, électriques plaques de cuisson, puis pour les alimenter, vous devez utiliser des câbles et des fils d'une section de 4 à 6 mm2.
L'option proposée pour choisir les sections des fils et des câbles est probablement la plus courante et la plus populaire lors de l'installation de câblage électrique dans des appartements et des maisons. Ce qui, en général, est compréhensible : les fils de cuivre d'une section de 1,5 mm2 sont capables de « supporter » une charge de 4,1 kW (courant - 19 A), 2,5 mm2 - 5,9 kW (27 A), 4 et 6 mm2 – au-delà de 8 et 10 kW. C'est largement suffisant pour alimenter les prises de courant, les appareils d'éclairage ou les cuisinières électriques. De plus, un tel choix de sections de fils offrira une certaine « réserve » en cas d'augmentation de la puissance de charge, par exemple lors de l'ajout de nouveaux « points électriques ».
Calcul de la section transversale des conducteurs en aluminium des fils et câbles
Lors de l'utilisation de fils d'aluminium, il convient de garder à l'esprit que les valeurs des charges de courant admissibles à long terme sur ceux-ci sont bien inférieures à celles utilisées lors de l'utilisation de fils de cuivre et de câbles de section similaire. Ainsi, pour les âmes de fil d'aluminium d'une section de 2, mm2 charge maximale est un peu plus de 4 kW (le courant est de 22 A), pour les conducteurs d'une section de 4 mm2 - pas plus de 6 kW.
La tension de fonctionnement n'est pas le dernier facteur dans le calcul de la section des fils et des câbles. Ainsi, avec la même consommation électrique des appareils électriques, la charge de courant sur les âmes des câbles d'alimentation ou des fils d'appareils électriques conçus pour une tension monophasée de 220 V sera plus élevée que pour les appareils fonctionnant sur une tension de 380 V.
En général, pour un calcul plus précis des sections transversales requises des âmes et des fils de câbles, il est nécessaire de se concentrer non seulement sur la puissance de charge et le matériau utilisé pour fabriquer les âmes ; il faut également prendre en compte la méthode de leur installation, la longueur, le type d'isolation, le nombre de conducteurs dans le câble, etc. Tous ces facteurs sont entièrement définis par le principal document réglementaire - Règles d'installation électrique .
Tableaux de sélection de la taille des fils
| Fils de cuivre | ||||
| Tension, 220 V | Tension, 380 V | |||
| courant, A | puissance, kWt | courant, A | puissance, kWt | |
| 1,5 | 19 | 4,1 | 16 | 10,5 |
| 2,5 | 27 | 5,9 | 25 | 16,5 |
| 4 | 38 | 8,3 | 30 | 19,8 |
| 6 | 46 | 10,1 | 40 | 26,4 |
| 10 | 70 | 15,4 | 50 | 33,0 |
| 16 | 85 | 18,7 | 75 | 49,5 |
| 25 | 115 | 25,3 | 90 | 59,4 |
| 35 | 135 | 29,7 | 115 | 75,9 |
| 50 | 175 | 38,5 | 145 | 95,7 |
| 70 | 215 | 47,3 | 180 | 118,8 |
| 95 | 260 | 57,2 | 220 | 145,2 |
| 120 | 300 | 66,0 | 260 | 171,6 |
| Section transversale du conducteur porteur de courant, mm² | Fils d'aluminium | |||
| Tension, 220 V | Tension, 380 V | |||
| courant, A | puissance, kWt | courant, A | puissance, kWt | |
| 2,5 | 20 | 4,4 | 19 | 12,5 |
| 4 | 28 | 6,1 | 23 | 15,1 |
| 6 | 36 | 7,9 | 30 | 19,8 |
| 10 | 50 | 11,0 | 39 | 25,7 |
| 16 | 60 | 13,2 | 55 | 36,3 |
| 25 | 85 | 18,7 | 70 | 46,2 |
| 35 | 100 | 22,0 | 85 | 56,1 |
| 50 | 135 | 29,7 | 110 | 72,6 |
| 70 | 165 | 36,3 | 140 | 92,4 |
| 95 | 200 | 44,0 | 170 | 112,2 |
| 120 | 230 | 50,6 | 200 | 132,0 |
Le calcul a utilisé les données des tableaux PUE
L'article aborde les principaux critères de choix d'une section de câble et donne des exemples de calculs.
Sur les marchés, vous pouvez souvent voir des panneaux manuscrits indiquant lequel l'acheteur doit acheter en fonction du courant de charge attendu. Ne croyez pas ces signes, car ils sont trompeurs. La section du câble est sélectionnée non seulement par le courant de fonctionnement, mais également par plusieurs autres paramètres.
Tout d'abord, il faut tenir compte du fait que lors de l'utilisation d'un câble à la limite de ses capacités, les âmes du câble s'échauffent de plusieurs dizaines de degrés. Les valeurs actuelles indiquées sur la figure 1 supposent un chauffage des âmes du câble jusqu'à 65 degrés à une température environnement 25 degrés. Si plusieurs câbles sont posés dans un tuyau ou un chemin, en raison de leur échauffement mutuel (chaque câble chauffe tous les autres câbles), le courant maximal admissible est réduit de 10 à 30 pour cent.
De plus, le courant maximum possible diminue à des températures ambiantes élevées. Par conséquent, dans un réseau de groupe (un réseau allant des panneaux aux lampes, prises de courant et autres récepteurs électriques), en règle générale, les câbles sont utilisés avec des courants ne dépassant pas 0,6 à 0,7 des valeurs indiquées sur la figure 1.
Riz. 1. Courant de longue durée admissible pour les câbles à conducteurs en cuivre
Sur cette base, l'utilisation généralisée de disjoncteurs d'un courant nominal de 25A pour protéger les réseaux de prises posés avec des câbles avec des conducteurs en cuivre d'une section de 2,5 mm2 est dangereuse. Des tableaux de coefficients de réduction en fonction de la température et du nombre de câbles dans un chemin de câbles sont disponibles dans le Règlement d'Installation Électrique (PUE).
Des restrictions supplémentaires surviennent lorsque le câble est plus long. Dans ce cas, les pertes de tension dans le câble peuvent atteindre des valeurs inacceptables. En règle générale, lors du calcul des câbles, la perte maximale dans la ligne ne dépasse pas 5 %. Les pertes ne sont pas difficiles à calculer si vous connaissez la valeur de résistance des âmes du câble et le courant de charge calculé. Mais généralement, pour calculer les pertes, ils utilisent des tableaux de dépendance des pertes sur le couple de charge. Le moment de charge est calculé comme le produit de la longueur du câble en mètres et de la puissance en kilowatts.
Les données permettant de calculer les pertes à une tension monophasée de 220 V sont présentées dans le tableau 1. Par exemple, pour un câble avec des conducteurs en cuivre d'une section de 2,5 mm2, avec une longueur de câble de 30 mètres et une puissance de charge de 3 kW, le moment de charge est de 30x3 = 90, et les pertes seront de 3 %. Si la valeur de perte calculée dépasse 5 %, il est alors nécessaire de sélectionner un câble de section plus grande.
Tableau 1. Moment de charge, kW x m, pour conducteurs en cuivre dans une ligne à deux fils pour une tension de 220 V pour une section de conducteur donnée
À l'aide du tableau 2, vous pouvez déterminer les pertes dans une ligne triphasée. En comparant les tableaux 1 et 2, on constate que dans une ligne triphasée avec des conducteurs en cuivre d'une section de 2,5 mm2, des pertes de 3 % correspondent à six fois plus grand couple charges.
Une triple augmentation du couple de charge se produit en raison de la répartition de la puissance de charge sur trois phases, et une double augmentation en raison du fait que dans réseau triphasé avec une charge symétrique (mêmes courants dans les conducteurs de phase) courant dans le conducteur neutre égal à zéro. Avec une charge asymétrique, les pertes dans les câbles augmentent, ce qui doit être pris en compte lors du choix de la section du câble.
Tableau 2. Moment de charge, kW x m, pour conducteurs en cuivre dans une ligne triphasée à quatre fils avec zéro pour une tension de 380/220 V à une section de conducteur donnée (pour agrandir le tableau, cliquez sur la figure)
Les pertes dans les câbles ont un impact significatif lors de l'utilisation de lampes basse tension, telles que les lampes halogènes. C'est compréhensible : si 3 Volts chutent sur les conducteurs de phase et neutre, alors à une tension de 220 V nous ne le remarquerons probablement pas, et à une tension de 12 V, la tension sur la lampe chutera de moitié jusqu'à 6 V C'est pourquoi les transformateurs pour alimenter les lampes halogènes doivent être rapprochés au maximum des lampes. Par exemple, avec une longueur de câble de 4,5 mètres avec une section de 2,5 mm2 et une charge de 0,1 kW (deux lampes de 50 W), le couple de charge est de 0,45, ce qui correspond à une perte de 5 % (tableau 3).
Tableau 3. Moment de charge, kW x m, pour conducteurs en cuivre dans une ligne à deux fils pour une tension de 12 V pour une section de conducteur donnée
Les tableaux ci-dessus ne prennent pas en compte l'augmentation de la résistance des conducteurs due à l'échauffement dû au courant qui les traverse. Par conséquent, si le câble est utilisé à des courants de 0,5 ou plus du courant maximum admissible du câble d'une section donnée, une correction doit alors être introduite. Dans le cas le plus simple, si vous prévoyez des pertes ne dépassant pas 5 %, calculez la section efficace sur la base de pertes de 4 %. De plus, les pertes peuvent augmenter s'il y a grande quantité connexions des âmes de câbles.
Les câbles à conducteurs en aluminium ont une résistance 1,7 fois supérieure à celle des câbles à conducteurs en cuivre et, par conséquent, leurs pertes sont 1,7 fois plus importantes.
Le deuxième facteur limitant pour les grandes longueurs de câble est l'excès valeur admissible la résistance du circuit de phase est nulle. Pour protéger les câbles contre les surcharges et les courts-circuits, on utilise généralement des disjoncteurs à déclenchement combiné. De tels interrupteurs disposent de déclencheurs thermiques et électromagnétiques.
Le déclencheur électromagnétique assure l'arrêt instantané (dixièmes voire centièmes de seconde) de la section de secours du réseau en cas de court-circuit. Par exemple, un disjoncteur désigné C25 possède un déclencheur thermique de 25 A et un déclencheur électromagnétique de 250 A. Les disjoncteurs automatiques du groupe «C» ont une multiplicité du courant de coupure du déclencheur électromagnétique au thermique de 5 à 10. Mais la valeur maximale est prise.
La résistance totale du circuit phase zéro comprend : la résistance du transformateur abaisseur du poste de transformation, la résistance du câble du poste à l'appareillage d'entrée du bâtiment, la résistance du câble posé depuis l'ASU jusqu'à appareillage de commutation(RU) et la résistance du câble de la ligne de groupe elle-même, dont la section doit être déterminée.
Si la ligne comporte un grand nombre de connexions d'âmes de câble, par exemple une ligne de groupe composée d'un grand nombre de lampes reliées par un câble, la résistance des connexions de contact doit également être prise en compte. Des calculs très précis prennent en compte la résistance de l'arc au point de défaut.
Impédance du circuit phase - zéro pour les câbles à quatre conducteurs sont indiqués dans le tableau 4. Le tableau prend en compte la résistance des conducteurs de phase et du neutre. Les valeurs de résistance sont données à une température à l'intérieur du câble de 65 degrés. Le tableau est également valable pour les lignes à deux fils.
Tableau 4. Phase d'impédance du circuit - zéro pour les câbles à 4 conducteurs, Ohm/km à température centrale de 65 o C
Dans les postes de transformation urbains, des transformateurs d'une capacité de 630 kV ou plus sont généralement installés. A et plus, ayant une résistance de sortie Rtp inférieure à 0,1 Ohm. Dans les zones rurales, des transformateurs de 160 à 250 kV peuvent être utilisés. Et ayant une résistance de sortie d'environ 0,15 Ohm, et même des transformateurs de 40 à 100 kV. A, ayant une impédance de sortie de 0,65 à 0,25 Ohm.
Les câbles du réseau d'alimentation depuis les postes de transformation urbains jusqu'aux ASU des maisons sont généralement utilisés avec des conducteurs en aluminium avec une section de conducteur de phase d'au moins 70 à 120 mm2. Si la longueur de ces lignes est inférieure à 200 mètres, la résistance du circuit phase-neutre du câble d'alimentation (Rpc) peut être prise égale à 0,3 Ohm. Pour un calcul plus précis, vous devez connaître la longueur et la section du câble, ou mesurer cette résistance. L'un des appareils permettant de telles mesures (appareil Vector) est illustré à la Fig. 2.
Riz. 2. Dispositif de mesure de la résistance du circuit phase-zéro "Vector"
La résistance de ligne doit être telle qu'en cas de court-circuit, le courant dans le circuit soit garanti supérieur au courant de fonctionnement du déclencheur électromagnétique. Ainsi, pour le disjoncteur C25, le courant de court-circuit dans la ligne doit dépasser la valeur de 1,15x10x25=287 A, ici 1,15 est le facteur de sécurité. Par conséquent, la résistance du circuit phase zéro du disjoncteur C25 ne doit pas dépasser 220 V/287 A = 0,76 Ohm. En conséquence, pour le disjoncteur C16, la résistance du circuit ne doit pas dépasser 220 V/1,15 x 160 A = 1,19 Ohms et pour le disjoncteur C10, pas plus de 220 V/1,15 x 100 = 1,91 Ohms.
Ainsi, pour les zones urbaines immeuble, en prenant Rtp=0,1 Ohm ; Rpk=0,3 Ohm lors de l'utilisation d'un câble avec des conducteurs en cuivre d'une section de 2,5 mm2 dans le réseau de prises, protégé par un disjoncteur C16, la résistance du câble Rgr (conducteurs de phase et neutre) ne doit pas dépasser Rgr=1,19 Ohm - Rtp - Rpk = 1,19 - 0,1 - 0,3 = 0,79 Ohm. Dans le tableau 4, nous trouvons sa longueur - 0,79/17,46 = 0,045 km, soit 45 mètres. Pour la plupart des appartements, cette longueur est suffisante.
Lors de l'utilisation d'un disjoncteur C25 pour protéger un câble de section 2,5 mm2, la résistance du circuit doit être inférieure à 0,76 - 0,4 = 0,36 Ohm, ce qui correspond à une longueur maximale de câble de 0,36/17,46 = 0,02 km, soit 20 mètres.
En utilisant un disjoncteur C10 pour protéger une ligne d'éclairage groupé réalisée avec un câble avec des conducteurs en cuivre d'une section de 1,5 mm2, on obtient la résistance maximale admissible du câble de 1,91 - 0,4 = 1,51 Ohm, ce qui correspond à une longueur maximale de câble de 1,51/29, 1 = 0,052 km, soit 52 mètres. Si une telle ligne est protégée par un disjoncteur C16, alors la longueur maximale de la ligne sera de 0,79/29,1 = 0,027 km, soit 27 mètres.
Tout d'abord, lors de la résolution d'un exemple pour déterminer la section transversale des fils avec la charge calculée et la longueur du câblage \câble, cordon\ prises en compte, vous devez connaître leurs sections standard. Surtout lors de la réalisation de lignes, ou pour les prises et l'éclairage.
Calcul de la section du fil en fonction de la charge
Sections standards :
0,35; 0,5; 0,75; 1,0; 1,5; 2,5; 4,0; 6,0; 10,0; 16,0;
25; 35; 50; 70; 95; 120; 150; 185; 240; 300; 400.
Comment définir et appliquer en pratique ?
Disons que nous devons déterminer la section transversale des fils d'aluminium d'une ligne de courant triphasé à une tension de 380\220V. La ligne alimente le panneau d'éclairage du groupe, le panneau alimente directement ses lignes vers diverses pièces,\des bureaux, sous-sol\. La charge estimée sera de 20 kW. La longueur de la ligne jusqu'au panneau d'éclairage du groupe est par exemple de 120 mètres.
Nous devons d’abord déterminer le couple de charge. Le moment de charge est calculé comme le produit de la longueur et de la charge elle-même. M=2400.
La section des fils est déterminée par la formule : g=M\C E ; où C est le coefficient du matériau conducteur, en fonction de la tension ; E est le pourcentage de perte de tension. Pour que vous ne perdiez pas de temps à chercher un tableau, les valeurs de ces nombres pour chaque exemple doivent simplement être notées dans votre journal de travail. Pour cet exemple nous prenons les valeurs suivantes : C=46 ; E=1,5. D'où : g=M\C E=2400\46 *1,5=34,7. Nous prenons en compte la section transversale standard des fils et fixons une section de fil proche en valeur - 35\mm carré\.
Dans l'exemple donné, la ligne était triphasée avec zéro.
Section des fils et câbles en cuivre - courant :
Pour déterminer la section des fils de cuivre pour une ligne de courant triphasé sans tension nulle de 220V., valeurs AVEC Et E d'autres sont acceptés : C=25,6 ; E=2.
Par exemple, il est nécessaire de calculer le moment de charge d’une ligne avec trois longueurs différentes et trois charges de conception. Le premier segment de ligne de 15 mètres correspond à une charge de 4 kW, le deuxième segment de ligne de 20 mètres correspond à une charge de 5 kW, le troisième segment de ligne de 10 mètres aura une charge de 2 kW.
M=15\4+5+2\+20\5+2\+10*2=165+140+20=325.
À partir de là, nous déterminons la section des fils :
g=M\C*E=325\25,6*2=325\51,2=6,3.
Nous acceptons la section de fil standard la plus proche de 10 millimètres carrés.
Pour déterminer la section des fils d'aluminium dans une ligne avec un courant et une tension monophasés de 220 V, des calculs mathématiques sont effectués de la même manière, les valeurs suivantes sont acceptées dans les calculs : E = 2,5 ; C=7,7.
Le système de distribution du réseau peut être différent ; par conséquent, les fils de cuivre et d'aluminium auront leur propre valeur de coefficient AVEC.
Pour les fils de cuivre à une tension réseau de 380\220V, ligne triphasée avec zéro, C = 77.
A une tension de 380\220V, biphasé avec zéro, C=34.
A une tension de 220V, ligne monophasée, C = 12,8.
A une tension de 220\127V, triphasé avec zéro, C=25,6.
A une tension de 220V, triphasé, C = 25,6.
A une tension de 220\127V, biphasé avec zéro, C=11,4.
Section du fil d'aluminium
Pour les fils d'aluminium :
380\220V., triphasé avec zéro, C=46.
380\220V., biphasé avec zéro, C=20.
220V., monophasé, C=7,7.
220\127V., triphasé avec zéro, C=15,5.
220\127V., biphasé avec zéro, C=6,9.
Valeur en pourcentage- E dans les calculs peut être pris comme moyenne : de 1,5 à 2,5.
Les écarts dans les solutions ne seront pas significatifs, puisque la section de fil standard de valeur proche est adoptée.
Section du câble en fonction de la puissance actuelle.Comment déterminer la section et le diamètre d'un fil sous charge ?
Section de câble et puissance de charge dans le tableau (séparément)
Voir aussi, tableau complémentaire sur la section des câbles par puissance, par courant :
ou pour plus de commodité une autre formule))
Tableau de section de câble ou de fil et courant de charge :
Le choix de la section transversale des fils (c'est-à-dire de l'épaisseur) fait l'objet d'une grande attention en pratique et en théorie.
Dans cet article, nous tenterons de comprendre la notion de « zone de section » et d'analyser les données de référence.
Calcul de la section du fil
À proprement parler, la notion d'« épaisseur » pour un fil est utilisée dans discours familier, et les termes plus scientifiques sont diamètre et surface transversale. En pratique, l'épaisseur du fil est toujours caractérisée par sa section transversale.
S = π (D/2)2, Où
- S– section transversale du fil, mm 2
- π – 3,14
- D– diamètre du conducteur du fil, mm. Elle peut être mesurée, par exemple, avec un pied à coulisse.
La formule de la section transversale d'un fil peut être écrite en plus formulaire pratique: S = 0,8 D².
Amendement. Franchement, 0,8 est un facteur arrondi. Formule plus précise : π (1/2) 2 = π/4 = 0,785. Merci aux lecteurs attentifs 😉
Considérons fil de cuivre uniquement, puisque dans 90% du câblage et de l'installation électrique, il est utilisé. Les avantages des fils de cuivre par rapport aux fils d'aluminium sont la facilité d'installation, la durabilité et l'épaisseur réduite (avec le même courant).
Mais avec une augmentation du diamètre (surface de section), le prix élevé du fil de cuivre engloutit tous ses avantages, c'est pourquoi l'aluminium est principalement utilisé là où le courant dépasse 50 ampères. Dans ce cas, un câble avec une âme en aluminium de 10 mm 2 ou plus est utilisé.
La section transversale des fils est mesurée en millimètres carrés. Les sections transversales les plus courantes en pratique (en électroménager) : 0,75, 1,5, 2,5, 4 mm2
Il existe une autre unité pour mesurer la section transversale (épaisseur) d'un fil, utilisée principalement aux États-Unis - Système AWG. Sur Samelektrika, il existe également une conversion de AWG en mm 2.
Concernant la sélection des fils, j'utilise généralement les catalogues des boutiques en ligne, voici un exemple de cuivre. Ils ont le plus grand choix que j'ai jamais vu. C'est aussi bien que tout soit décrit en détail - composition, applications, etc.
Je recommande également de lire mon article, il y a beaucoup de calculs théoriques et de discussions sur la chute de tension, la résistance des fils pour différentes sections et quelle section choisir est optimale pour différentes chutes de tension admissibles.
Dans la table fil solide– signifie qu'il n'y a plus de fils passant à proximité (à une distance inférieure à 5 diamètres de fils). Fil double– deux fils côte à côte, généralement dans la même isolation commune. Il s’agit d’un régime thermique plus sévère, donc le courant maximum est moindre. Et plus il y a de fils dans un câble ou un faisceau, moins le courant maximum pour chaque conducteur doit être dû à un éventuel échauffement mutuel.
Je trouve ce tableau peu pratique pour s'entraîner. Après tout, le plus souvent, le paramètre initial est la puissance du consommateur d'électricité, et non le courant, et sur cette base, vous devez choisir un fil.
Comment trouver le courant connaissant la puissance ? Il faut diviser la puissance P (W) par la tension (V), et on obtient le courant (A) :
Comment trouver de l’énergie en connaissant le courant ? Il faut multiplier le courant (A) par la tension (V), on obtient la puissance (W) :
Ces formules s'appliquent au cas de charge active (consommateurs dans les locaux d'habitation, comme les ampoules et les fers à repasser). Pour les charges réactives, un facteur de 0,7 à 0,9 est généralement utilisé (dans l'industrie où fonctionnent de gros transformateurs et des moteurs électriques).
Je vous propose une deuxième table dans laquelle paramètres initiaux– consommation de courant et d’énergie, et les valeurs requises sont la section du fil et le courant de coupure du disjoncteur de protection.
Sélection de l'épaisseur du fil et du disjoncteur en fonction de la consommation électrique et du courant
Vous trouverez ci-dessous un tableau permettant de sélectionner la section de fil en fonction de la puissance ou du courant connu. Et dans la colonne de droite se trouve le choix du disjoncteur qui est installé dans ce fil.
Tableau 2
| Max. pouvoir, kW |
Max. courant de charge, UN |
Section fils, mm 2 |
Courant de la machine, UN |
| 1 | 4.5 | 1 | 4-6 |
| 2 | 9.1 | 1.5 | 10 |
| 3 | 13.6 | 2.5 | 16 |
| 4 | 18.2 | 2.5 | 20 |
| 5 | 22.7 | 4 | 25 |
| 6 | 27.3 | 4 | 32 |
| 7 | 31.8 | 4 | 32 |
| 8 | 36.4 | 6 | 40 |
| 9 | 40.9 | 6 | 50 |
| 10 | 45.5 | 10 | 50 |
| 11 | 50.0 | 10 | 50 |
| 12 | 54.5 | 16 | 63 |
| 13 | 59.1 | 16 | 63 |
| 14 | 63.6 | 16 | 80 |
| 15 | 68.2 | 25 | 80 |
| 16 | 72.7 | 25 | 80 |
| 17 | 77.3 | 25 | 80 |
Les cas critiques sont surlignés en rouge, dans lesquels il vaut mieux jouer la prudence et ne pas lésiner sur le fil en choisissant un fil plus épais que celui indiqué dans le tableau. Et le courant de la machine est moindre.
En regardant l'assiette, vous pouvez facilement choisir section du fil de courant, ou section de fil par puissance.
Et aussi - sélectionnez un disjoncteur pour une charge donnée.
Ce tableau montre les données pour le cas suivant.
- Monophasé, tension 220 V
- Température ambiante +30 0 C
- Pose en l'air ou en caisse (dans un espace clos)
- Fil à trois conducteurs, en isolation générale (câble)
- Le système TN-S le plus courant est utilisé avec un fil de terre séparé
- Atteindre la puissance maximale par le consommateur est un extrême, mais cas possible. Dans ce cas, le courant maximum peut agir longue durée sans conséquences négatives.
Si la température ambiante est supérieure de 20 0 C ou s'il y a plusieurs câbles dans le faisceau, il est alors recommandé de sélectionner une section plus grande (la suivante de la série). Cela est particulièrement vrai dans les cas où la valeur du courant de fonctionnement est proche du maximum.
En général, en cas de questions controversées et douteuses, par exemple
- augmentation future possible de la charge
- courants d'appel élevés
- grands changements de température (fil électrique au soleil)
- locaux à risque d'incendie
vous devez soit augmenter l'épaisseur des fils, soit aborder le choix plus en détail - vous référer aux formules et aux ouvrages de référence. Mais, en règle générale, les données de référence tabulaires conviennent parfaitement à la pratique.
L'épaisseur du fil peut être déterminée non seulement à partir de données de référence. Il existe une règle empirique (expérimentée) :
Règle de choix de la section transversale du fil pour le courant maximum
Vous pouvez sélectionner la section transversale requise du fil de cuivre en fonction du courant maximum en utilisant cette règle simple :
La section de fil requise est égale au courant maximum divisé par 10.
Cette règle est donnée sans réserve, dos à dos, le résultat doit donc être arrondi à la taille standard la plus proche. Par exemple, le courant est de 32 ampères. Il vous faut un fil d'une section de 32/10 = 3,2 mm 2. Nous choisissons le plus proche (naturellement, dans le sens le plus large) - 4 mm 2. Comme vous pouvez le constater, cette règle s'intègre bien dans les données tabulaires.
Note importante. Cette règle fonctionne bien pour des courants allant jusqu'à 40 ampères.. Si les courants sont plus importants (c'est déjà au-delà appartement ordinaire ou à la maison, de tels courants sont à l'entrée) - vous devez choisir un fil avec une marge encore plus grande - divisez non pas par 10, mais par 8 (jusqu'à 80 A)
La même règle peut être énoncée pour trouver le courant maximum à travers un fil de cuivre avec une surface connue :
Le courant maximum est égal à la surface de la section transversale multipliée par 10.
Et en conclusion - encore une fois sur le bon vieux fil d'aluminium.
L'aluminium conduit moins bien le courant que le cuivre. C'est suffisant pour le savoir, mais voici quelques chiffres. Pour l'aluminium (même section que le fil de cuivre) à des courants allant jusqu'à 32 A, le courant maximum ne sera que de 20 % inférieur à celui du cuivre. À des courants allant jusqu'à 80 A, l'aluminium conduit le courant 30 % moins bien.
Pour l’aluminium, la règle générale serait la suivante :
Le courant maximum d'un fil d'aluminium est égal à la section transversale multipliée par 6.
Je pense que les connaissances données dans cet article sont largement suffisantes pour choisir un fil en fonction des ratios « prix/épaisseur », « épaisseur/température de fonctionnement » et « épaisseur/courant et puissance maximum ».
Tableau de sélection des disjoncteurs pour différentes rubriques fils
Comme vous pouvez le constater, les Allemands jouent la prudence et fournissent gros stock par rapport à nous.
Bien que cela soit peut-être dû au fait que le tableau a été tiré d'instructions provenant d'équipements industriels « stratégiques ».
Concernant la sélection des fils, j'utilise généralement les catalogues des boutiques en ligne, voici un exemple de cuivre. Ils ont le plus grand choix que j'ai jamais vu. C'est aussi bien que tout soit décrit en détail - composition, applications, etc.