Проверка по нагреву
Ток нагревает жилу, и если тепло не успевает рассеиваться, изоляция стареет раньше срока: каждые лишние 8–10 °C сверх рабочей температуры сокращают её жизнь примерно вдвое. Поэтому ПУЭ для каждого сечения задают ток, который жила выдерживает длительно.
Начинают с тока нагрузки. На одной фазе I = P / (U × cos φ), на трёх I = P / (1,73 × U × cos φ). Для бытовых приборов cos φ принимают 0,95, для двигателей 0,8.
Полученный ток сверяют с таблицей и берут ближайшее большее сечение. Таблицы вместе с поправками собраны в справочнике по допустимому току.
Проверка по падению напряжения
У провода есть сопротивление, и часть напряжения теряется по пути. До самого дальнего потребителя потеря не должна превышать 5 %. Для однофазной линии:
ΔU = 2 × ρ × L × I / S
ρ удельное сопротивление металла (медь 0,0175, алюминий 0,0295 Ом·мм²/м), L длина линии, м, I ток, А, S сечение жилы, мм². В трёхфазной сети вместо двойки ставят 1,73.
На длинных трассах решает именно эта проверка. Пример: 5 кВт на 220 В дают около 24 А, и по нагреву хватает 2,5 мм². Но если линия идёт на 80 метров к бытовке, на 2,5 мм² теряется около 12 % напряжения: техника в конце работает с перебоями, двигатели греются. 6 мм² выходят ровно на границе нормы, спокойнее взять 10 мм².
Поменяйте длину в калькуляторе выше: на графике видно, с какого метра нагрев перестаёт быть главным и сечение начинает задавать падение напряжения.
Поправки к табличному току
Кабели в пучке
В общем лотке кабели подогревают друг друга, поэтому табличный ток умножают на коэффициент: для двух кабелей 0,9, для трёх 0,85, для шести 0,75, для двенадцати и больше 0,65. В плотном пучке каждый кабель держит примерно на треть меньше, чем в одиночку.
Жара вокруг
Табличные значения рассчитаны на +25 °C. В горячем цеху или на солнце кабель остывает хуже: при +40 °C коэффициент 0,81, при +45 °C 0,74.
Пуск двигателей
В момент пуска двигатель берёт в 5–7 раз больше номинального тока. На сечение это обычно не влияет, пуск длится секунды, а вот номинал и характеристику автомата, C или D вместо B, подбирают как раз под пусковой ток.
На чём ошибаются
- Проверяют только нагрев. Для коротких линий в квартире этого хватает, для длинных нет. Проверок всегда две.
- Экономят на розетках. Кабель 3×1,5 в розеточной группе выдержит зарядки, но не чайник вместе с утюгом. На квартиру разница в цене около пары тысяч рублей, а переделка проводки на порядок дороже.
- Берут сечение без запаса. Нагрузка растёт: появляется новая техника, гараж, зарядка для электромобиля. Запас 20–30 % окупается: протянуть второй кабель в готовую трассу почти всегда дороже, чем сразу взять ступенью толще.
Когда нужен проектировщик
Калькулятор даёт прикидку для выбора марки и бюджета. В проекте учитывают ещё селективность защиты, режим нейтрали, гармоники от частотных преобразователей и сечения нулевого и защитного проводников. Для промышленных объектов и сетей выше 1 кВ сечение считают в специальных программах.