Условие первое: нагрев
Ток, проходящий по жиле, греет её. Если тепло не успевает уходить, изоляция стареет: при превышении рабочей температуры на 8–10 °C срок службы сокращается вдвое. Поэтому ПУЭ задаёт длительно допустимый ток для каждого сечения.
Сначала считаем сам ток. Для однофазной сети I = P / (U × cos φ), для трёхфазной I = P / (1,73 × U × cos φ). Коэффициент мощности cos φ для бытовой нагрузки берут 0,95, для двигателей – 0,8.
Дальше сравниваем с таблицей и берём ближайшее сечение сверху. Полные таблицы с поправками – в справочнике.
Условие второе: потеря напряжения
Провод обладает сопротивлением, и часть напряжения теряется по дороге. Норма – не более 5 % до самого дальнего потребителя. Формула для однофазной сети:
ΔU = 2 × ρ × L × I / S
где ρ – удельное сопротивление (0,0175 для меди, 0,0295 для алюминия), L – длина в метрах, I – ток в амперах, S – сечение в мм². Для трёхфазной сети коэффициент 2 меняется на 1,73.
Именно это условие обычно и определяет сечение на протяжённых трассах. Показательный пример: 5 кВт на 220 В – это 24 А, по нагреву достаточно 2,5 мм². Но если тянуть 80 метров до бытовки на участке, потеря напряжения составит около 13 % – техника на конце линии будет работать с перебоями, а двигатели греться. Нужно уже 6 мм².
Поиграйте с длиной в калькуляторе выше: график наглядно показывает точку, где нагрев перестаёт быть определяющим и вперёд выходит падение напряжения.
Поправки, которые меняют результат
Групповая прокладка
Кабели в общем лотке греют друг друга. Табличное значение умножают на коэффициент: при двух кабелях – 0,9, при трёх – 0,85, при шести – 0,75, при двенадцати и больше – 0,65. То есть в плотном пучке кабель держит на треть меньше тока, чем поодиночке.
Температура среды
Таблицы даны для +25 °C в воздухе. В горячем цеху или на солнце охлаждение хуже: при +40 °C коэффициент 0,81, при +45 °C – 0,74.
Пусковые токи
Двигатель в момент пуска потребляет в 5–7 раз больше номинала. Само сечение от этого обычно не меняется – пуск короткий, – но номинал автомата и его характеристику (C или D вместо B) подбирают именно по пусковому току.
Три ошибки, которые встречаются чаще всего
- Считать только по нагреву. На коротких линиях внутри квартиры это работает, на длинных – нет. Проверяйте оба условия.
- Экономить на розеточной группе. Кабель 3×1,5 под розетки формально выдержит настольную технику, но не переживёт чайник вместе с утюгом. Разница в цене на квартиру – пара тысяч рублей, переделка проводки – на порядок дороже.
- Брать сечение впритык. Нагрузка со временем растёт: добавляется техника, подключается гараж, появляется зарядка электромобиля. Закладывайте 20–30 % запаса – доложить кабель в готовую трассу почти всегда дороже, чем сразу взять на ступень толще.
Когда расчёта недостаточно
Калькулятор даёт предварительную оценку для подбора и бюджета. Проектное решение принимает специалист: нужно учесть селективность защиты, режим нейтрали, гармоники от частотных преобразователей, требования к сечению нулевого и защитного проводников. Для промышленных объектов и линий выше 1 кВ расчёт делают в специализированном ПО.
Готовые значения мощности для каждого сечения, от 1,5 до 240 мм², с номиналом автомата для 220 и 380 В собраны в таблице мощности по сечению.