Mặt cắt dây cho hệ thống dây điện trong nhà: cách tính toán chính xác

Việc lắp đặt mạng điện gia đình phải được thực hiện sao cho người dùng có thể bật đồng thời một số thiết bị điện mạnh mà không gặp bất kỳ sự cố nào.Vì vậy, cần phải chọn mặt cắt dây cho hệ thống dây điện trong nhà dựa trên tính toán chính xác các thông số của mạng điện chung cư và nhà ở.

Có một số phương pháp tính toán. Chúng tôi khuyên bạn nên làm quen với các phương pháp khác nhau và chọn phương án tốt nhất. Ngoài công nghệ tính toán tiết diện dây, bài viết còn mô tả các thông số chính để chọn dây dẫn điện và chỉ ra các hạn chế quy định về công suất tối đa của các thiết bị điện.

Tại sao phải biết thông số dây

Ổ cắm điện tiêu chuẩn được thiết kế cho dòng điện liên tục 16 A, tương ứng với công suất tối đa 3,52 kW khi bật thiết bị. Thông thường chúng được kết nối với cáp đồng có tiết diện 2,5 mm², điều này có thể gây hiểu nhầm khi chọn loại dây cho phần còn lại của hệ thống dây điện.

Song song với việc tăng diện tích mặt cắt ngang của cáp thì giá của nó cũng tăng theo. Tuy nhiên, bạn không nên tiết kiệm hệ thống dây điện - điều này có thể dẫn đến chi phí tài chính lớn hơn nhiều trong tương lai.

Khi các electron di chuyển qua kim loại, một phần năng lượng bị tiêu tán dưới dạng nhiệt. Với dòng điện lớn và tiết diện nhỏ của cáp, thành phần nhiệt có thể dẫn đến quá nhiệt của kim loại và làm nóng chảy vỏ bọc của nó.

Trong điều kiện gia đình, điều này có thể gây ra hiện tượng đoản mạch trong tường và cháy ở các dây dẫn lộ ra ngoài, đặc biệt là ở các khu vực bị gấp khúc.

Kết quả là có thể xảy ra các tình huống sau:

1. Hỏa hoạn quy mô lớnnếu có vật liệu dễ cháy gần cáp.
2. Dòng rò trong trường hợp vỏ lõi nóng chảy không hoàn toàn. Điều này dẫn đến lãng phí năng lượng tiêu thụ và có khả năng gây điện giật cho người dân.
3. không thể nhận thấy đứt dây điện trên tường. Kết quả là một phần căn hộ hoặc toàn bộ căn phòng bị mất điện. Sau đó, cần phải tìm kiếm điểm đứt và thay thế hệ thống dây điện sau đó bằng cách sửa chữa tường cục bộ.

Việc chọn dây điện dày cho căn hộ, có biên độ cũng có một nhược điểm - bội chi vốn, điều này thật vô nghĩa. Vì vậy, tốt hơn hết bạn nên chọn mặt cắt dây bằng các phương pháp tính toán để tránh tất cả các vấn đề trên.

Các yếu tố lựa chọn tiết diện dây

Không chỉ sức mạnh của thiết bị mới quyết định tính chất của hệ thống dây điện cần thiết. Có các yếu tố khác, ảnh hưởng của chúng phải được tính đến khi tính toán mặt cắt cáp yêu cầu. Chúng có thể ảnh hưởng đến sự sinh nhiệt trong dây dẫn, nguy cơ cháy và đặc tính hiệu suất của nó.

Để như vậy yếu tố lựa chọn dây bao gồm:

1. Chất liệu lõi: đồng, nhôm.
2. Loại vật liệu cách nhiệt: PTFE, PVC, PE và các loại nhựa khác.
3. Chiều dài của dây từ nguồn hiện tại đến thiết bị.
4. Phương pháp nối dây: mở cài đặt, ẩn trong tường hoặc sử dụng các kênh truyền hình cáp.
5. Điều kiện nhiệt độ trong phòng.
6. Số pha và điện áp mạng.
7. Sơ đồ hệ thống dây điện.

Đồng có điện trở suất kém hơn nhôm nên việc tính toán cho các vật liệu này được thực hiện riêng biệt. Tiết diện của lõi đồng có thể nhỏ hơn khoảng 1,5 lần so với lõi nhôm.

Vật liệu cách điện cũng ảnh hưởng đến việc lựa chọn dây điện.Có những vỏ bọc đặc biệt có thể chịu được nhiệt độ cao mà không bị nóng chảy hoặc thay đổi điện trở, vì vậy những loại cáp như vậy có thể chịu tải tăng cao và được sử dụng ở nhiệt độ cao.

Mức độ sụt áp phụ thuộc vào chiều dài của dây và tiết diện của nó, vì vậy đối với hoạt động của các thiết bị điện tử nhạy cảm cần phải tính đến các thông số này.

Dây điện được đóng trong hộp hoặc trát vào tường sẽ mất nhiệt ở mức độ thấp hơn khi tải kéo dài, do đó chúng nóng lên nhanh hơn và yêu cầu tiết diện thiết kế lớn hơn.

Hệ thống dây điện chạy từ đồng hồ đến hộp phân phối thường có thể chịu tải đồng thời từ một số thiết bị được cắm vào các ổ cắm khác nhau. Vì vậy, mặt cắt ngang của các đoạn cáp này phải được tính toán riêng.

Ngoài ra, tải trên cáp điện phụ thuộc vào điện áp và số pha được cung cấp. Nhưng vì trong cuộc sống hàng ngày chủ yếu sử dụng hệ thống dây điện một pha có điện áp 220 V nên ảnh hưởng của yếu tố này sẽ không được xem xét.

Phương pháp xác định mặt cắt dây điện trong nhà

Khi tính toán tiết diện lõi cáp điện tại lắp đặt hệ thống dây điện trong nhà nhiều yếu tố được tính đến. Có những chương trình máy tính đặc biệt cho phép bạn tính đến tất cả các đặc điểm của ngôi nhà và nhu cầu của cư dân trong đó. Nhưng bạn có thể tự xác định mặt cắt cần thiết để nối dây bằng phương pháp được mô tả.

Điều quan trọng là phải hiểu rằng đường kính của dây trong căn hộ có thể khác nhau tùy theo từng phòng. Ở lối vào công tơ điện chỉ có một, ở hộp phân phối, tiết diện dây có thể đã nhỏ hơn, ở ổ cắm và đèn - thậm chí còn nhỏ hơn.

Ở mỗi đoạn dây điện, nên xác định các thông số cần thiết cho nó để không phải trả giá quá cao cho những sợi dây quá dày.

Nếu bạn không muốn tính toán tiết diện của hệ thống dây điện được đặt, bạn có thể sử dụng khuyến nghị của các thợ điện có kinh nghiệm, những người khẳng định:

Tính toán công suất thiết bị

Phương pháp đơn giản nhất để xác định tiết diện dây cần thiết là tính toán nó có tính đến công suất sử dụng của các thiết bị điện và hệ số hiệu chỉnh. Kỹ thuật này bao gồm một số giai đoạn.

Giai đoạn số 1. Tổng hợp sức mạnh của các thiết bị điện. Tốt nhất, bạn nên biết mức tiêu thụ năng lượng định mức của từng thiết bị, được ghi trên nhãn của thiết bị. Nếu không gian sống chưa được trang bị thì có thể tính nhu cầu điện gần đúng bằng bảng số 1 dưới đây.

Các thiết bị gia dụng có cùng chức năng và kích thước có thể có mức tiêu thụ điện năng chênh lệch 2-3 lần nên giá trị của nó phải được xem xét trên từng thiết bị (+)

Khi tính toán, bạn cũng có thể sử dụng thông số của các thiết bị đặt trong căn hộ tương tự của người thân hoặc bạn bè. Có một lựa chọn khác - đến cửa hàng thiết bị gia dụng, xem xét đặc điểm của nó, đồng thời tìm kiếm mẫu thiết bị phù hợp cho ngôi nhà của bạn.

Giai đoạn số 2. Xác định hệ số đồng thời. Nó có thể được biểu thị dưới dạng phần trăm hoặc dưới dạng giá trị số từ 0 đến 1. Hệ số này biểu thị tỷ lệ tiêu thụ điện của các thiết bị được kết nối đồng thời với mạng so với tổng công suất của tất cả các thiết bị trong nhà, được tính ở giai đoạn đầu.

Thông thường hệ số là 0,8, nhưng bạn có thể tự tính toán dựa trên thói quen của người dân trong nhà.

Không lạm dụng ổ cắm di động, ống nối và dây nối dài. Chỉ nên sử dụng thiết bị có cơ chế an toàn tích hợp để tắt nguồn khi dòng điện cao.

Giai đoạn số 3. Xác định hệ số an toàn. Chỉ số này tính đến khả năng tăng mức tiêu thụ điện trong một vài năm. Thông thường nó được lấy bằng 1,5-2, nhưng nếu nhà đã có đầy đủ các thiết bị điện thì giá trị hệ số có thể lấy 1,2-1,3. Điều chính là không hối tiếc về mặt cắt nhỏ của dây trong tương lai.

Giai đoạn số 4. Tính toán tải trọng lớn nhất cho phép.

Nó được sản xuất theo công thức:

P = (P(1)+P(2)+..P(N))*J*K,

Ở đâu:

• P – tải trọng lớn nhất cho phép tính bằng W;
• P(1)+P(2)+..P(N) - tổng công suất danh định của tất cả các thiết bị điện;
• K – hệ số đồng thời;
• J - hệ số an toàn

Ví dụ: nếu tổng công suất của các thiết bị là 7500 W, hệ số đồng thời là 0,8, hệ số an toàn là 1,5 thì tải tối đa cho phép sẽ là:

P=7500*0.8*1.5=9000 W.

Chỉ số này sẽ được sử dụng trong các tính toán tiếp theo.

Giai đoạn số 5. Xác định dòng điện lớn nhất cho phép.

Chỉ số này được xác định bằng một công thức đơn giản:

Tôi=P/U,

Ở đâu:

• TÔI - cường độ dòng điện cho phép;
• P – tải trọng lớn nhất cho phép tính bằng W;
• bạn – điện áp nguồn – 220 V.

Sử dụng dữ liệu từ giai đoạn thứ tư, bạn có thể xác định dòng điện tối đa cho phép:

Tôi=9000W/220V41A.

Phương pháp tính toán tiết diện cáp cho công suất và dòng điện được mô tả chi tiết trong bài viết này.

Giai đoạn số 6. Tính toán tiết diện cáp theo bảng. Do việc lựa chọn dây tối ưu cho hệ thống dây điện trong nhà không chỉ bị ảnh hưởng bởi các thông số của thiết bị mà còn bởi các yếu tố bên ngoài (vật liệu lõi, vỏ bọc, sơ đồ lắp đặt, v.v.), nên mỗi trường hợp đều có các bảng riêng, được thảo luận dưới đây .

Xác định mặt cắt cáp điện bằng bảng

Có các bảng đặc biệt để xác định mặt cắt dây tối ưu cho hệ thống dây điện trong nhà. Tất cả đều tập trung vào lượng dòng điện cho phép, được tính riêng theo phương pháp trên. Tiếp theo chúng ta sẽ xem xét các tùy chọn dạng bảng xác định mặt cắt dây.

Tính toán tiết diện dây điện thông thường trong gia đình được trình bày trong bảng:

Do tính dễ vỡ của nhôm, dây từ vật liệu này chỉ được chế tạo với tiết diện 2 mm. Cũng không có dây nhôm bện làm bằng dây mỏng (+)

Dưới đây là tính toán tiết diện của dây dẫn và dây nối dài.

Dây nối dài ở các cửa hàng hiếm khi có sẵn với tiết diện dây vượt quá 1,5 mm2, vì vậy bạn không nên cắm chung với các thiết bị điện có công suất lớn (+)

Tải dòng điện trên cáp điện khi lắp đặt mở và đóng là khác nhau. Nhưng chúng được coi là giống nhau nếu dây được đặt dưới đất trong một khay rộng. Điều này cho phép cáp truyền nhiệt ra không khí xung quanh và ít nóng lên hơn.

Việc tính toán tiết diện của dây dẫn đồng và nhôm, tùy thuộc vào phương pháp đặt cáp, được đưa ra trong bảng.

Dòng điện tối đa cũng phụ thuộc vào số lượng lõi trong cáp, vì mỗi lõi tạo ra nhiệt, được tổng hợp dưới một lớp vỏ duy nhất (+)

Các bảng tương tự được sử dụng khi tính toán hệ thống dây điện và trong công nghiệp. Dây cáp gia dụng thường đơn giản hơn rất nhiều nên số lượng vật liệu thiết kế cho chúng khá hạn chế. Các thông số nêu trong bảng không phải do người phát minh ra mà được nêu trong các tiêu chuẩn ngành, ví dụ như trong GOST 31996-2012.

Tính toán sụt áp

Không chỉ mức độ nóng lên của lõi mà điện áp ở đầu kia của dây cũng phụ thuộc vào tiết diện của cáp điện. Các thiết bị gia dụng được thiết kế cho các thông số nhất định của mạng điện và sự khác biệt liên tục của chúng có thể dẫn đến giảm tuổi thọ của thiết bị.

Nếu điện áp trên lò hơi giảm, nên lắp đặt bộ ổn định để thiết bị không gặp phải tải bổ sung do đặc tính vận hành của mạng điện không nhất quán

Khi cáp kéo dài, điện áp sẽ giảm. Hiệu ứng này có thể được giảm bớt bằng cách tăng tiết diện dây. Điều quan trọng là phải giảm điện áp ở đầu dây xuống 5% so với giá trị của nó ở nguồn hiện tại.

Chỉ số này có thể được tính bằng công thức nổi tiếng:

Upad = I*2*(ρ*L)/S,

Ở đâu:

• ρ – điện trở suất của kim loại, Ohm*mm2/m;
• L - chiều dài cáp, m;
• S - tiết diện dây dẫn tính bằng mm2;
• Sự sụp đổ - điện áp rơi, Vôn;
• TÔI - dòng điện chạy qua dây dẫn.

Nếu điện áp rơi tính toán lớn hơn 5% điện áp định mức thì cần sử dụng cáp có tiết diện lớn hơn. Điều này sẽ đảm bảo hoạt động ổn định của thiết bị.

Nồi hơi sưởi ấm, máy giặt và các thiết bị khác có nhiều rơle và cảm biến đặc biệt nhạy cảm với các giá trị điện áp. Tính năng này cũng phải được tính đến khi sử dụng nhà mạng.

Hạn chế về quy định

Các công ty tiện ích cung cấp điện cho người dân có quyền áp đặt các hạn chế về tổng công suất tối đa của các thiết bị trong căn hộ. Điều này có thể đạt được bằng cách lắp đặt đồng hồ điện có công suất nhất định.

Thiết bị được trang bị cầu chì tự động dùng một lần hoặc tái sử dụng, hoạt động khi vượt quá giá trị dòng điện ngưỡng.

Đồng hồ đo điện kiểu Liên Xô đang được thay thế ồ ạt bằng đồng hồ điện tử. Chúng thậm chí còn nhạy cảm hơn với tình trạng quá tải, do đó chúng nhanh chóng bị hỏng.

Nếu bạn rút phích cắm khỏi đồng hồ và cắm trực tiếp vào hệ thống dây điện của căn hộ thì đảm bảo sẽ bị cháy nếu chế độ vận hành bị gián đoạn trong thời gian dài. Hầu hết các đồng hồ đo của Liên Xô lắp đặt trong các căn hộ đều có thể chịu được tải tối đa 25 A trong tối đa 1 phút.

Sau đó, chúng sẽ bị đốt cháy, điều này có thể dẫn đến việc phải trả tiền lắp đặt thiết bị mới và bị phạt nếu vi phạm các quy tắc vận hành.

Hệ thống dây điện ở lối vào cũng không chịu được tải trọng cao, nếu cháy có thể cắt điện nhiều căn hộ cùng một lúc.Vì vậy, khi kết nối một căn hộ với mạng nội bộ bằng cáp 2,5 mm, bạn không nên mong đợi rằng dây trong căn hộ dày hơn sẽ có thể chịu được tải cao.

Điều đặc biệt quan trọng là phải tính đến yếu tố hạn chế quy định ở giai đoạn lập kế hoạch lắp đặt hệ thống sưởi điện, sàn có hệ thống sưởi, phòng xông hơi hồng ngoại và các thiết bị sử dụng nhiều năng lượng khác.

Trước tiên, bạn phải tham khảo ý kiến ​​của các dịch vụ tiện ích liên quan về khả năng lắp đặt thiết bị điện trước căn hộ.

Nếu bạn quyết định tự mình tính toán các thông số của dây điện thì sẽ rất hữu ích nếu bạn hiểu các khái niệm như: dòng điện, công suất và điện áp. Thêm chi tiết trong bài viết - Cách tính công suất, dòng điện và điện áp: nguyên tắc và ví dụ tính toán cho điều kiện trong nước

Kết luận và video hữu ích về chủ đề này

Các video chứa đựng lời khuyên thiết thực của các thợ điện về việc lựa chọn và mua hệ thống dây điện trong nhà. Họ sẽ giúp bạn mua thiết bị phù hợp với cáp, điều này chắc chắn sẽ bảo vệ ngôi nhà của bạn khỏi các sự cố có thể xảy ra do quá tải mạng.

Lựa chọn mặt cắt cáp tại cửa hàng:

Sự tương ứng giữa tiết diện cáp và các thông số của hộp cầu chì:

Lựa chọn phần cáp và máy:

Những sai lầm khi chọn cáp điện:

Các yếu tố chính khi chọn cáp để nối dây trong nhà là nguồn điện của các thiết bị gia dụng và những hạn chế của mạng điện cung cấp năng lượng điện cho căn hộ.

Bằng cách chọn mặt cắt dây phù hợp, bạn có thể kết nối tất cả các thiết bị điện cần thiết vào mạng. Điều này giúp loại bỏ sự bất tiện khi vận hành thiết bị và giúp ngăn ngừa cháy nổ trong hệ thống dây điện.

Bạn có điều gì cần bổ sung hoặc có thắc mắc về tính toán tiết diện dây điện? Vui lòng để lại nhận xét về ấn phẩm và tham gia thảo luận về tài liệu.Biểu mẫu liên hệ nằm ở khối bên dưới.