Seção transversal do fio para fiação doméstica: como calcular corretamente

A instalação de uma rede elétrica doméstica deve ser realizada de forma que os usuários possam ligar simultaneamente vários aparelhos elétricos potentes sem problemas.Portanto, é necessário selecionar a seção transversal do fio para a fiação doméstica com base em um cálculo competente dos parâmetros das redes elétricas de apartamentos e residências.

Existem vários métodos de cálculo. Sugerimos que você se familiarize com as diferentes abordagens e escolha a melhor opção. Além da tecnologia de cálculo da seção transversal do fio, o artigo descreve os principais parâmetros para escolha da fiação elétrica e indica restrições regulatórias quanto à potência máxima dos aparelhos elétricos.

Por que conhecer os parâmetros do fio

As tomadas elétricas padrão são projetadas para uma corrente contínua de 16 A, o que corresponde a uma potência máxima de 3,52 kW quando o dispositivo está ligado. Geralmente eles são conectados a um cabo de cobre com seção transversal de 2,5 mm², o que pode ser enganoso na escolha do tipo de fio para o restante da fiação elétrica.

Paralelamente ao aumento da área transversal do cabo, seu preço também aumenta. No entanto, você não deve economizar na fiação elétrica - isso pode levar a custos financeiros muito maiores no futuro.

Quando os elétrons se movem através de um metal, parte da energia é dissipada na forma de calor. Com uma grande corrente e uma pequena seção transversal do cabo, o componente térmico pode levar ao superaquecimento do metal e ao derretimento de sua bainha.

Em condições domésticas, isto pode iniciar tanto um curto-circuito intra-parede como um incêndio em fios expostos, especialmente em áreas dobradas.

Como resultado, podem surgir as seguintes situações:

1. Incêndio em grande escalase houver material inflamável próximo ao cabo.
2. Corrente de fuga em caso de fusão incompleta do núcleo. Isso leva ao desperdício de energia e à possibilidade de choque elétrico aos residentes.
3. Imperceptível quebra de fio na parede. Como resultado, parte do apartamento ou todo o cômodo fica desenergizado. Depois disso, é necessária uma busca pelo ponto de ruptura e posterior substituição da fiação com reparos locais na parede.

Escolher um fio elétrico grosso para um apartamento, com margem, também tem uma desvantagem - gasto excessivo de recursos, o que não faz sentido. Portanto, é melhor selecionar a seção transversal da fiação usando métodos de cálculo para evitar todos os problemas acima.

Fatores para escolher a seção transversal do fio

Não é apenas a potência do dispositivo que determina a natureza da fiação elétrica necessária. Existem outros fatores cuja influência deve ser levada em consideração no cálculo da seção transversal necessária do cabo. Eles podem afetar a geração de calor no condutor, seu risco de incêndio e características de desempenho.

Para tal fatores de seleção de fio incluir:

1. Material do núcleo: cobre, alumínio.
2. Tipo de isolamento: PTFE, PVC, PE e outros plásticos.
3. O comprimento do fio da fonte de corrente até o dispositivo.
4. Método de fiação: instalação aberta, escondido na parede ou usando canais a cabo.
5. Condições de temperatura na sala.
6. Número de fases e tensão da rede.
7. Diagrama de fiação.

O cobre tem menos resistência que o alumínio, portanto os cálculos para esses materiais são feitos separadamente. A seção transversal de um núcleo de cobre pode ser aproximadamente 1,5 vezes menor que a de um núcleo de alumínio.

O material de isolamento também afeta a escolha do fio elétrico.Existem bainhas especiais que podem suportar altas temperaturas sem derreter ou alterar a resistência, de modo que tais cabos podem ser submetidos a cargas maiores e usados ​​em temperaturas elevadas.

O grau de queda de tensão depende do comprimento do fio e de sua seção transversal, portanto, para o funcionamento de eletrônicos sensíveis é necessário levar esses parâmetros em consideração.

Os fios elétricos fechados em caixas ou rebocados na parede perdem menos calor sob cargas prolongadas, por isso superaquecem mais rapidamente e exigem uma seção transversal de projeto maior.

A fiação que vai do medidor até as caixas de distribuição pode geralmente sofrer carga simultânea de vários dispositivos conectados em tomadas diferentes. Portanto, a seção transversal dessas seções de cabo deve ser calculada separadamente.

Além disso, a carga do cabo elétrico depende da tensão e do número de fases fornecidas. Mas como no dia a dia é utilizada predominantemente fiação monofásica com tensão de 220 V, a influência desse fator não será considerada.

Método para determinar a seção transversal da fiação doméstica

Ao calcular a seção transversal de um núcleo de cabo elétrico em instalação de fiação residencial muitos fatores são levados em consideração. Existem programas de computador especiais que permitem levar em consideração todas as características da casa e as necessidades dos seus moradores. Mas você mesmo pode determinar a seção transversal necessária para a fiação usando o método descrito.

É importante entender que o diâmetro dos fios do apartamento pode variar de cômodo para cômodo. Na entrada do medidor elétrico existe apenas um, na caixa de distribuição a seção transversal do fio já pode ser menor, nas tomadas e lâmpadas - ainda menor.

Em cada trecho da fiação elétrica, é aconselhável determinar os parâmetros necessários para a mesma, para não pagar a mais por fios excessivamente grossos.

Se você não quiser calcular a seção transversal da fiação instalada, poderá usar as recomendações de eletricistas experientes que afirmam:

Cálculo da potência do dispositivo

O método mais simples para determinar a seção transversal necessária do fio é calculá-la levando em consideração a potência dos aparelhos elétricos em uso e os fatores de correção. Esta técnica envolve várias etapas.

Estágio nº 1. Somando a potência dos aparelhos elétricos. O ideal é que você conheça o consumo nominal de energia de cada aparelho, que está indicado em sua etiqueta. Se a área residencial ainda não estiver equipada, a necessidade aproximada de eletricidade pode ser calculada usando a tabela nº 1 abaixo.

Eletrodomésticos com a mesma funcionalidade e tamanho podem ter consumo de energia diferente de 2 a 3 vezes, portanto seu valor deve ser observado em cada dispositivo (+)

Ao calcular, você também pode usar os parâmetros de dispositivos localizados em apartamentos semelhantes de parentes ou amigos. Existe outra opção - ir a uma loja de eletrodomésticos, ver suas características e ao mesmo tempo procurar um modelo de equipamento adequado para sua casa.

Etapa nº 2. Determinação do fator de simultaneidade. Pode ser expresso em percentagem ou em valor numérico de 0 a 1. O coeficiente mostra a relação entre o consumo de eletricidade dos dispositivos ligados simultaneamente à rede e a potência total de todos os dispositivos domésticos, calculada na primeira fase.

Normalmente o coeficiente é 0,8, mas você mesmo pode calculá-lo com base nos hábitos dos moradores da casa.

Não abuse de tomadas portáteis, camisetas e cabos de extensão. É aconselhável utilizar apenas equipamentos com mecanismo de segurança embutido que desligue a energia quando a corrente for alta.

Etapa nº 3. Determinação do fator de segurança. Este indicador leva em consideração o possível aumento do consumo de energia elétrica em alguns anos. Normalmente é considerado igual a 1,5-2, mas se a casa já tiver um conjunto completo de aparelhos elétricos, o valor do coeficiente pode ser considerado 1,2-1,3. O principal é não se arrepender no futuro da pequena seção transversal dos fios.

Etapa nº 4. Cálculo da carga máxima permitida.

É produzido de acordo com a fórmula:

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

Onde:

• P – carga máxima admissível em W;
• P(1)+P(2)+..P(N) – a soma das potências nominais de todos os aparelhos elétricos;
• K – coeficiente de simultaneidade;
• J. - factor de segurança.

Por exemplo, se a potência total dos dispositivos for 7.500 W, o fator de simultaneidade for 0,8, o fator de segurança for 1,5, então a carga máxima permitida será:

P=7500*0,8*1,5=9000 W.

Este indicador será utilizado em cálculos subsequentes.

Etapa nº 5. Determinando a corrente máxima permitida.

O indicador é determinado por uma fórmula simples:

Eu=P/U,

Onde:

• EU – intensidade de corrente permitida;
• P – carga máxima admissível em W;
• você – tensão de rede – 220 V.

Usando os dados do quarto estágio, você pode determinar a corrente máxima permitida:

I=9000W/220V41A.

O método para calcular a seção transversal do cabo para potência e corrente é descrito detalhadamente em Este artigo.

Etapa nº 6. Cálculo da seção transversal do cabo conforme tabela. Como a escolha ideal do fio para a fiação doméstica é influenciada não apenas pelos parâmetros dos dispositivos, mas também por fatores externos (material do núcleo, sua bainha, diagrama de instalação, etc.), cada caso possui suas próprias tabelas, que são discutidas abaixo .

Determinação da seção transversal do cabo elétrico usando tabelas

Existem tabelas especiais para determinar a seção transversal ideal do fio para a fiação doméstica. Todos eles estão focados na quantidade de corrente permitida, que é calculada separadamente de acordo com o método acima. A seguir, consideraremos opções tabulares determinação da seção transversal da fiação.

O cálculo da seção transversal de fios domésticos comuns é apresentado nas tabelas:

Devido à fragilidade do alumínio, os fios deste material são feitos apenas com seção transversal de 2 mm. Também não existem fios de alumínio trançados feitos de fios finos (+)

Abaixo está um cálculo da seção transversal dos fios para transportadores e cabos de extensão.

Os cabos de extensão nas lojas raramente estão disponíveis com seção transversal de fio superior a 1,5 mm2, portanto, você não deve carregá-los com aparelhos elétricos potentes (+)

A carga de corrente no cabo elétrico com instalação aberta e fechada é diferente. Mas eles são considerados iguais se o fio for colocado no solo em uma bandeja larga. Isso permite que o cabo transfira calor para o ar circundante e aqueça menos.

O cálculo da seção transversal dos condutores de cobre e alumínio, dependendo do método de assentamento do cabo, é apresentado na tabela.

A corrente máxima também depende do número de núcleos do cabo, pois cada um deles gera calor, resumido em um único invólucro (+)

Tabelas semelhantes são usadas no cálculo da fiação elétrica e na indústria. Os cabos domésticos são geralmente muito mais simples, portanto o número de materiais de design para eles é bastante limitado. Os parâmetros indicados nas tabelas não são inventados, mas são indicados nos padrões da indústria, por exemplo, no GOST 31996-2012.

Cálculo de queda de tensão

Não apenas o grau de aquecimento do núcleo, mas também a tensão elétrica na extremidade do fio depende da seção transversal do cabo elétrico. Os eletrodomésticos são projetados para determinados parâmetros da rede elétrica, e sua constante discrepância pode levar à redução da vida útil do equipamento.

Caso a tensão caia na caldeira, é aconselhável instalar um estabilizador para que o equipamento não sofra cargas adicionais devido a inconsistências nas características operacionais da rede elétrica

À medida que o cabo se alonga, ocorre uma queda de tensão. Este efeito pode ser reduzido aumentando a seção transversal do fio. É considerado crítico reduzir a tensão na extremidade do fio em 5% em relação ao seu valor na fonte de corrente.

Este indicador pode ser calculado usando a fórmula bem conhecida:

Atualizar = I*2*(ρ*L)/S,

Onde:

• ρ – resistividade metálica, Ohm*mm2/m;
• eu – comprimento do cabo, m;
• S – seção transversal do condutor em mm2;
• Queda – queda de tensão, Volt;
• EU – corrente fluindo através do condutor.

Se a queda de tensão calculada for superior a 5% da tensão nominal, é necessário utilizar um cabo com seção transversal maior. Isso garantirá a operação estável do equipamento.

Caldeiras de aquecimento, máquinas de lavar e outros dispositivos com muitos relés e sensores são especialmente sensíveis aos valores de tensão. Esse recurso também deve ser levado em consideração na utilização de operadoras.

Restrições regulatórias

As concessionárias que fornecem energia elétrica à população têm o direito de impor restrições à potência máxima total dos eletrodomésticos do apartamento. Isto pode ser conseguido através da instalação de medidores de eletricidade com uma determinada capacidade.

O dispositivo está equipado com fusíveis automáticos descartáveis ​​ou reutilizáveis, que operam quando o valor limite da corrente é excedido.

Os medidores de eletricidade de estilo soviético estão sendo massivamente substituídos por medidores eletrônicos. Eles são ainda mais sensíveis a sobrecargas, por isso falham rapidamente

Se você remover os plugues do medidor e conectá-lo diretamente à fiação do apartamento, é garantido que ele queimará se o modo de operação for interrompido por um longo período. A maioria dos medidores soviéticos instalados em apartamentos podem suportar picos de carga de 25 A por até 1 minuto.

Depois disso, eles são queimados, o que pode gerar pagamento pela instalação de um novo dispositivo e multa por violação das regras de funcionamento.

A fiação da entrada também não suporta cargas elevadas e, se queimar, pode cortar a energia de vários apartamentos ao mesmo tempo.Portanto, ao conectar um apartamento à rede interna com um cabo de 2,5 mm, não se deve esperar que um fio intra-apartamento mais grosso seja capaz de suportar cargas elevadas.

É especialmente importante levar em consideração o fator de restrições regulatórias na fase de planejamento da instalação de aquecimento elétrico, piso aquecido, saunas infravermelhas e outros equipamentos de uso intensivo de energia.

Você deve primeiro consultar os serviços de utilidade pública relevantes sobre as possibilidades de equipamentos elétricos instalados na frente do apartamento.

Se você decidir calcular os parâmetros da fiação elétrica por conta própria, será útil entender conceitos como: corrente, potência e tensão. Mais detalhes no artigo - Como calcular potência, corrente e tensão: princípios e exemplos de cálculos para condições domésticas

Conclusões e vídeo útil sobre o tema

Os vídeos contêm conselhos práticos de eletricistas sobre como escolher e comprar fiação doméstica. Eles o ajudarão a adquirir equipamentos compatíveis com o cabo, o que com certeza protegerá sua casa de possíveis problemas de sobrecarga de rede.

Selecionando a seção transversal do cabo na loja:

Correspondência entre a seção transversal do cabo e os parâmetros da caixa de fusíveis:

Seleção da seção do cabo e da máquina:

Erros ao escolher um cabo elétrico:

Os principais fatores na escolha de um cabo para fiação doméstica são a potência dos eletrodomésticos e as limitações das redes elétricas que fornecem energia elétrica ao apartamento.

Ao escolher a seção transversal correta do fio, você pode conectar todos os aparelhos elétricos necessários à rede. Isso elimina os inconvenientes durante a operação do equipamento e ajuda a prevenir incêndios na fiação.

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