Сечение определяют две вещи
Кабель должен быть достаточно толстым, чтобы проводить ток без перегрева, и достаточно толстым, чтобы напряжение доходило до дальнего конца. Короткие линии обычно определяются током, длинные почти всегда — падением напряжения.
Шаг 1: найдите ток
Если известна нагрузка в ваттах, разделите на напряжение. Для обогревателя 3 кВт на 230 В это 3000 ÷ 230 = 13 А. В трёхфазной сети делите вместо этого на √3 × напряжение × коэффициент мощности.
Шаг 2: проверьте допустимый ток
У каждого сечения есть допустимый длительный ток, и это не одно число. Та же медная жила рассчитывается на меньший ток, если она утоплена в теплоизоляцию, проложена в пучке с другими кабелями или работает в жарком чердаке. Типичные значения для меди в бытовой проводке:
- 1,5 мм² (около 15 AWG): цепи освещения, примерно 14–20 А в зависимости от прокладки.
- 2,5 мм² (около 13 AWG): розеточные цепи, примерно 18–27 А.
- 6 мм² (около 9 AWG): электроплиты и проточные водонагреватели, примерно 34–47 А.
Из-за этих разбросов правила устройства электроустановок публикуют таблицы по способам прокладки, а не одно значение на сечение. Берите значение для того способа, каким кабель будет проложен на самом деле, затем применяйте понижающие коэффициенты на температуру окружающей среды и группировку.
Шаг 3: проверьте падение напряжения
Сопротивление растёт с длиной, так что длинная линия теряет вольты по пути:
падение = 2 × длина × ток × ρ ÷ сечение
ρ — удельное сопротивление проводника, около 0,0175 Ом·мм²/м для меди и 0,028 для алюминия. Двойка учитывает, что ток идёт туда и обратно; для симметричной трёхфазной линии используйте √3.
Нагрузка 20 А на расстоянии 30 м по меди 2,5 мм² теряет 2 × 30 × 20 × 0,0175 ÷ 2,5 = 8,4 В, то есть 3,7% от 230 В. Переход на 4 мм² снижает это до 5,25 В, или 2,3%.
Сколько падения допускается
Правила устройства электроустановок ограничивают его, обычно в диапазоне 3–5% от номинального напряжения, причём для освещения предел часто строже, чем для силовых цепей. Точное значение и его распределение между вводом и конечной цепью зависят от действующего у вас стандарта, так что сверьтесь с ним.
Почему это важно не только из-за правил
Пониженное напряжение на дальнем конце заставляет моторы греться и потреблять больший ток, приглушает свет и тратит недостающие вольты на нагрев кабеля. На длинной линии к хозпостройке или насосу следующее сечение часто стоит немного и решает проблему навсегда.
Что делает кабель «тоньше», чем он выглядит
- Теплоизоляция: кабель, засыпанный утеплителем, не может отдавать тепло, и его допустимый ток резко снижается.
- Группировка: несколько кабелей в одной трубе или лотке проводят каждый меньше.
- Температура окружающей среды: значения предполагают около 30 °C; для жаркого техпомещения или кровли нужен коэффициент.
- Тип изоляции: кабель на 90 °C проводит больше, чем на 70 °C, но только если каждая клемма, в которую он заходит, тоже на это рассчитана.
Инструменты
Калькулятор сечения кабеля подбирает сечение по нагрузке, длине и допустимому падению, а Калькулятор падения напряжения проверяет уже имеющееся. Таблица калибров проводов переводит AWG в мм² и обратно, а Калькулятор кВт в амперы превращает нагрузку в киловаттах в ток, под который нужно подбирать сечение.