Почему напряжение на конце линии ниже
У медной жилы есть сопротивление, пусть и небольшое. Ток проходит по ней к нагрузке и обратно, и часть напряжения остаётся в самом кабеле в виде тепла. До розетки доходит остаток, и чем длиннее трасса и больше ток, тем этот остаток меньше.
В однофазной линии ток идёт по фазе и возвращается по нулю, поэтому путь двойной: ΔU = 2·ρ·L·I / S. В трёхфазной при равномерной нагрузке обратные токи фаз гасят друг друга, и вместо двойки в формуле стоит √3, то есть 1,73. Спутать формулы значит ошибиться в длине почти вдвое.
Проектировщики держат потерю в пределах 5 % от номинала. Такое отклонение на зажимах приёмников допускает свод правил по электроустановкам зданий СП 256.1325800 (раньше СП 31-110). Для сети 220 В это 11 В, для 380 В около 19 В. Если просадка больше, лампы светят слабее, а асинхронный двигатель теряет момент пропорционально квадрату напряжения, добирает его током и перегревается.
Предельная длина по сечениям
Расчёт для медного кабеля, нагруженного на полный допустимый ток по таблицам ПУЭ. Трёхфазный столбец стоит первым: там запас по длине почти вдвое больше.
| Сечение жилы | 3 фазы, 380 В | 1 фаза, 220 В | При токе |
|---|---|---|---|
| 1,5 мм² | 47 м | 24 м | 19 А |
| 2,5 мм² | 56 м | 29 м | 27 А |
| 4 мм² | 63 м | 33 м | 38 А |
| 6 мм² | 78 м | 40 м | 46 А |
| 10 мм² | 85 м | 44 м | 70 А |
| 16 мм² | 114 м | 59 м | 85 А |
| 25 мм² | 132 м | 68 м | 115 А |
Это самый жёсткий вариант, когда вся нагрузка висит на конце линии и берёт максимальный ток. Реальный ток обычно меньше, и длина растёт в той же пропорции: кабель 2,5 мм² под нагрузкой 13 А вместо 27 можно тянуть примерно на 60 м.
Трасса не укладывается: четыре выхода
- Толще жила. Просадка обратно пропорциональна сечению. Каждый шаг по ряду 1,5 → 2,5 → 4 → 6 → 10 добавляет к допустимой длине от 50 до 67 %.
- Три фазы вместо одной. Если нагрузку можно разнести по фазам, та же жила потянет вдвое дальше.
- Промежуточный щит. Часто выгоднее довести до дальней зоны одну толстую питающую линию и развести группы от щита там, чем тянуть каждую группу из главного щита.
- Счёт по реальному току. Розеточная группа почти никогда не работает на пределе автомата. Считать просадку по номиналу значит покупать лишнюю медь.
Где просадку замечают первой
- Ввод на участок. От опоры до дома нередко 40–60 м, и на одной фазе мелкое сечение в норму уже не проходит.
- Уличные светильники. Ток небольшой, зато линия длинная и светильники подключены по всей её длине.
- Скважинный насос. К расстоянию до дома добавляется глубина скважины. При пуске двигатель берёт ток в несколько раз больше рабочего, и просадка в этот момент самая большая: насос может просто не запуститься.
- Сварка на стройке. Большой ток и длинный кабель, а качество шва напрямую зависит от напряжения на дуге.
В каталоге для каждого типоразмера посчитана таблица просадки по длинам и предельная длина, так что вручную считать не нужно. Для быстрой оценки подойдёт калькулятор сечения. Если назовёте длину трассы и нагрузку, проверим сечение и по нагреву, и по просадке.