Расчёт сечения кабеля по мощности: формула и таблица

Таблицы «киловатты → квадраты» в интернете расходятся, и это нормально: одни считают кабель открыто на стене, другие в трубе, третьи вообще не говорят, как. Ниже — порядок, по которому сечение считают сами, и таблица для самого жёсткого и самого частого случая: медный кабель в штробе или в гофре внутри стены.

Шаг 1. Переведите мощность в ток

Номинальное напряжение сети в России — 230 В между фазой и нулём и 400 В между фазами (ГОСТ 29322-2014). Старые цифры 220 и 380 В дают ток процента на 4 больше — ошибка в безопасную сторону, считать ими можно.

cos φ. У нагревателей — чайника, бойлера, тёплого пола, конвектора — он равен единице, мощность делят просто на напряжение. У двигателей и техники с компрессором он ниже: 0,75–0,9, точное значение стоит на шильдике. Для смешанной розеточной линии берут 0,9–0,95.

Мощность двигателя на шильдике — это механическая мощность на валу. Из сети он берёт больше, на величину своего КПД. Если КПД неизвестен, делите ещё на 0,8 — получится с запасом.

Несколько приборов на одной линии. Складывать всё, что стоит в розетках кухни, не нужно: чайник, микроволновка и духовка вместе работают редко. Для групповой линии считают то, что реально включается одновременно. Для линии одного прибора — бойлера, варочной панели, станка — берут его паспортную мощность целиком.

Шаг 2. Подберите сечение и автомат по таблице

Допустимый ток кабеля зависит от того, как он проложен: в стене тепло уходит хуже, чем на открытом воздухе. Таблица построена по ГОСТ Р 50571.5.52 в действующей редакции (это МЭК 60364-5-52) для самого частого случая — медный кабель с ПВХ-изоляцией скрыто в теплоизолированной стене или в трубе в ней, воздух вокруг до 30 °C. Мощность в последней колонке посчитана не по кабелю, а по автомату: именно автомат определяет, сколько можно включить, не выбивая его.

Как читать. Нашли свой ток по шагу 1 — идите вниз, пока номинал автомата не станет не меньше этого тока. В той же строке — сечение. Допустимый ток — по таблице В.52.2 ГОСТ Р 50571.5.52 (метод прокладки A1). Для трёхфазной линии нагружены три жилы, и допустимый ток берут по таблице В.52.4 того же ГОСТ: значения там ниже, чем для двух жил, поэтому автомат к тому же сечению иногда выходит на ступень меньше.

Где таблица врёт. Она для меди. Алюминий того же сечения держит примерно на 20–25 % меньший ток, поэтому алюминиевый кабель берут на ступень толще — и в жилых помещениях новую проводку алюминием не делают. Второе: таблица для одного кабеля. Если в одной гофре или в пучке лежат несколько нагруженных линий, или кабель идёт по чердаку, где летом за 40 °C, допустимый ток падает на 15–35 %, и сечение надо пересчитать. Как это сделать, и откуда в таблицах ПУЭ для 2,5 мм² берутся 25–27 А, — отдельная тема: подбор сечения и автомата по току.

Шаг 3. Проверьте длинную линию на потерю напряжения

Кабель — это сопротивление. Чем он длиннее и тоньше, тем больше напряжения теряется по дороге: двигатель на конце хуже стартует, лампы тускнеют, нагреватель недодаёт тепла. По ГОСТ Р 50571.5.52 (приложение G, табл. G.52.1) для электроустановки, питающейся от городской сети, рекомендуют держать потерю от ввода до прибора в пределах 3 % для освещения и 5 % для остального.

Для однофазной линии потеря в вольтах считается так:

ΔU = 2 × L × I × ρ / S, где L — длина кабеля в одну сторону, м; I — ток, А; S — сечение, мм²; ρ — удельное сопротивление, справочные значения при 20 °C: медь около 0,0175, алюминий около 0,028 Ом·мм²/м. Двойка — потому что ток идёт по фазе туда и по нулю обратно. Для трёхфазной линии вместо двойки ставят 1,73, а потерю сравнивают с 400 В.

Пример. В гараж в 50 метрах от щита тянут линию под компрессор и обогреватель, вместе 3 кВт, ток 13 А. Кабель 2,5 мм² по таблице проходит. Потеря: 2 × 50 × 13 × 0,0175 / 2,5 = 9,1 В, это 4 % от 230 В. На пределе, а компрессор при пуске берёт ток в несколько раз больше, и в этот момент напряжение просядет заметно. С кабелем 4 мм² потеря 5,7 В, 2,5 % — запас есть. Здесь сечение выбрала длина, а не мощность.

Чтобы не считать каждый раз, ту же формулу можно перевернуть. Потеря 5 % от 230 В — это 11,5 В; подставляем ΔU = 11,5 и ρ = 0,0175 и получаем для однофазной медной линии L = 11,5 × S / (2 × 0,0175 × I) ≈ 330 × S / I. Это расчётная оценка, а не норма. Для 2,5 мм² и 16 А — около 50 м, для 1,5 мм² и 10 А — около 50 м, для 4 мм² и 25 А — около 52 м. Длиннее — берите сечение больше.

Почему автомат подбирают под кабель, а не под прибор

Автомат защищает провод от перегрева, а не прибор от поломки. Поэтому его номинал не должен быть больше допустимого тока кабеля. Частая ошибка — «автомат на 16 выбивает, поставлю 25» на линии 2,5 мм². Выбивать перестанет, но кабель в стене будет греться выше своих 70 °C, изоляция начнёт стареть и трескаться. Если автомат выбивает от нагрузки, а не от неисправности, — линии нужно больше сечение или вторая линия.

Для двигателей с тяжёлым пуском — компрессора, насоса, станка — пусковой ток в 5–7 раз выше рабочего. Это не повод ставить толще кабель: берут автомат характеристики C, а для очень тяжёлого пуска — D. Его номинал всё так же не больше допустимого тока кабеля.

Частые вопросы