Максимальная длина линии: расчёт и вывод
Автомат защищает линию от короткого замыкания только пока ток КЗ в самой дальней точке достаточен для мгновенного расцепления. Ток падает с длиной — растёт сопротивление петли фаза — нуль, — поэтому у каждого сочетания «автомат + сечение + источник» есть предельная длина. Она следует из условия I_кз ≥ 1,1·k·I_н: допустимое сопротивление петли Z_п = U_ф/(1,1·k·I_н) − Z_т/3, а длина L = Z_п / z_км, где z_км — сопротивление петли на километр (два проводника при 65 °C с учётом индуктивности).
Для трансформатора 400 кВА Y/Yн и медного кабеля стандартных пар «автомат — сечение» пределы такие: C16 на 2,5 мм² — 64 м (B16 — 140 м), C25 на 4 мм² — 59 м, C32 на 6 мм² — 62 м, C40 на 10 мм² — 74 м, C63 на 16 мм² — 47 м. Пределы короче, чем кажется: розеточная линия на дальний угол участка или гараж легко превышает 60–70 м, и C16 там уже не «отсекает», а греется. Длина считается от щита, в котором стоит автомат, до конца линии, а сопротивление до щита входит через Z_т/3 или измеренное сопротивление на вводе.
Три способа удлинить линию: характеристика B вместо C (в 2 раза длиннее при том же сечении), сечение на ступень выше (кабель 4 мм² вместо 2,5 при том же автомате даёт в 1,6 раза больше), меньший номинал автомата, если нагрузка позволяет. Алюминий сокращает предел в 1,6 раза (для C16 на 2,5 мм² — 40 м вместо 64 м); ТП Δ/Yн вместо Y/Yн удлиняет линию до 72 м, а сельская ТП 100 кВА укорачивает до 27 м. Падение напряжения — отдельное ограничение: на длинных линиях 5 % падения наступают раньше предела по КЗ.
отсечка: Iкз ≥ 1,1 · k · Iн (k = 5 для B, 10 для C, 20 для D)
Ток КЗ по длине линии 2,5 мм² и отсечка автомата C16
Медного проводника 2,5 мм² при 65 °C, кабель (ВВГ, АВВГ, NYM) или провод в трубе, трансформатор 400 кВА (Y/Yн-0). Максимальная длина для C16 — 64 м.
Сечение проводника при длине 50 м
Сечение на ступень выше даёт на 40–60 % больше тока КЗ; последний столбец — предельная длина линии этого сечения для выбранного автомата.
Автоматы B и C: требуемый ток КЗ и предельная длина для 2,5 мм²
Требуемый ток — 1,1 × верхняя граница отсечки (5·I_н для B, 10·I_н для C); предельная длина — при которой ток КЗ в конце линии 2,5 мм² от ТП 400 кВА ещё не меньше требуемого.
Трансформатор подстанции: ток КЗ в конце 50 м линии 2,5 мм²
Схема Y/Yн-0 (звезда — звезда с нулём). Z_т/3 — сопротивление току однофазного КЗ; трёхфазный ток на выводах — для выбора аппаратов по отключающей способности.
В системе TN время автоматического отключения питания не должно превышать 0,4 с при номинальном фазном напряжении 220 В в цепях, питающих переносные и передвижные электроприёмники и ручной электроинструмент; в распределительных цепях допускается 5 с.— ПУЭ-7, п. 1.7.79
Как считать и что делать
- Рассчитывайте длину до самой дальней розетки группы, включая подъёмы и спуски по стенам — реальная длина кабеля на 20–30 % больше расстояния по плану.
- Для линий длиннее предела ставьте B-характеристику: розеткам и свету пусковые токи не мешают, а отсечка срабатывает при 5·I_н.
- Не меняйте автомат на больший номинал «чтобы не выбивало» — предел длины от этого не растёт, а защита кабеля от перегрузки теряется.
- Проверяйте вторую границу — падение напряжения (ГОСТ 32144 — 5 % от номинала): на 2,5 мм² при 16 А и 60 м оно уже около 7 %.
Другие автоматы и линии — в навигации ниже; сечение кабеля по току и падению напряжения — в калькуляторе сечения провода; заземление и повторное заземление PEN — в калькуляторе заземления.
- ПУЭ-7, гл. 1.7 (п. 1.7.78–1.7.79 — автоматическое отключение питания, время 0,4 с) и гл. 3.1 (п. 3.1.8–3.1.9 — кратность тока КЗ к току расцепителя). Минэнерго России. 2002.
- ГОСТ 28249-93 «Короткие замыкания в электроустановках. Методы расчёта в электроустановках переменного тока напряжением до 1 кВ». Госстандарт России. 1993.
- ГОСТ IEC 60898-1-2020 «Выключатели автоматические для защиты от сверхтоков бытового и аналогичного назначения» — характеристики мгновенного расцепления B (3–5 I_н), C (5–10 I_н), D (10–20 I_н). Росстандарт. 2020.
- Основы техники безопасности в электроустановках — сопротивление трансформаторов току однофазного КЗ (Z_т/3), расчёт петли фаза — нуль. Долин П. А.. Энергоатомиздат. 1984.
