Кабель 10 мм²: расчёт и вывод
Медный кабель 10 мм² при токе 40 А в однофазной сети 220 В теряет на 50 м 7 В — это 3,2 % номинала, на розетке остаётся 213 В. Формула: ΔU = 2·I·L·(r·cos φ + x·sin φ), где r — сопротивление проводника 1,75 Ом/км при 20 °C (2,07 при 65 °C), x — 0,06 Ом/км, двойка — потому что ток идёт туда по фазе и обратно по нулю. На 30 м потери 1,9 %, на 100 м — 6,4 %; потери мощности в самом кабеле — 280 Вт (3,2 % передаваемой мощности) уходят на его нагрев.
Кабель 10 мм² под 40 А — однофазный ввод 8–9 кВт или линия к хозблоку. При 40 А на 50 м — 3,2 %, предел 5 % — 79 м; алюминий того же сечения дал бы 5,1 %. Для линий длиннее 80 м при такой нагрузке экономичнее перейти на три фазы: та же мощность на 380 В теряет в разы меньше (1,6 % при равной мощности и токе на фазу).
Допустимые потери: ГОСТ 32144-2013 разрешает отклонение на зажимах ±10 %, но проектная практика жёстче — 5 % от ТП до ввода и 2,5–4 % внутри здания (освещение / силовые). Для этого кабеля при 40 А: 2,5 % — не длиннее 39 м, 4 % — 63 м, 5 % — 79 м. Если нужно дальше, берут сечение выше: 16 мм² на той же линии даёт 2 %; алюминий того же сечения хуже в 1,6 раза — 5,1 %. Нагретый под нагрузкой кабель (65 °C) теряет ещё на 18 % больше — 3,8 %.
ΔU % = ΔU / Uном · 100; метод момента: ΔU % = P · L / (C · S)
Падение напряжения по длине линии 10 мм² при 40 А
Однофазная 220 В, медь, кабель (ВВГ, АВВГ, NYM) или провод в трубе, cos φ 1, проводник при 20 °C. Потери линейны по длине: удвоение длины — удвоение процентов.
Сечение проводника при 50 м и 40 А
Сопротивление обратно пропорционально сечению: следующее стандартное сечение снижает потери в 1,5–1,7 раза. Последние столбцы — предельная длина этого сечения при выбранном токе.
Ток нагрузки при 10 мм² и 50 м
Мощность — при cos φ 1 и 220 В. Потери линейны по току: половина нагрузки — половина процентов.
Нормы потерь и что они означают для этой линии
ГОСТ 32144-2013 — ±10 % на зажимах электроприёмника; проектная практика — 5 % для линии от ТП до ввода, 2,5–3 % для освещения и 4–5 % для силовых линий внутри здания (ГОСТ Р 50571.5.52 прил. G, СП 256.1325800).
Для сетей низкого напряжения положительные и отрицательные отклонения напряжения в точке передачи электрической энергии не должны превышать 10 % номинального или согласованного значения напряжения в течение 100 % времени интервала в одну неделю.— ГОСТ 32144-2013, п. 4.2.2
Как считать и что делать
- Считайте по реальному току, а не по автомату: розеточная группа на 16 А редко нагружена больше 6–8 А, и потери вдвое-втрое ниже номинальных.
- Для освещения норма строже (2,5–3 %): линию на 39 м и длиннее ведите сечением выше или делите на две группы.
- Длина — по трассе кабеля с подъёмами и спусками, а не по плану: обычно на 20–30 % больше расстояния между щитом и розеткой.
- Потери в кабеле — это тепло: 280 Вт при 40 А на 50 м; толще кабель — меньше счёт за электроэнергию на длинных линиях с постоянной нагрузкой.
Другие сечения, СИП и нормы — в навигации ниже; сечение по нагреву и автомат — в калькуляторе сечения провода; сработает ли автомат в конце длинной линии — в расчёте тока короткого замыкания.
- ГОСТ 32144-2013 «Нормы качества электрической энергии в системах электроснабжения общего назначения» — отклонение напряжения на зажимах ±10 %. Росстандарт. 2013.
- ГОСТ Р 50571.5.52-2011 (МЭК 60364-5-52) «Электропроводки», приложение G — рекомендуемое падение напряжения 3 % для освещения и 5 % для остальных электроприёмников. Росстандарт. 2011.
- ПУЭ-7, гл. 1.3 (выбор сечения по нагреву и потере напряжения, табл. 1.3.4–1.3.7), гл. 2.4 (воздушные линии до 1 кВ, СИП). Минэнерго России. 2002.
- ГОСТ 31996-2012 «Кабели силовые с пластмассовой изоляцией на номинальное напряжение 0,66; 1 и 3 кВ» — электрическое сопротивление жил. Росстандарт. 2012.
- Справочная книга для проектирования электрического освещения — метод момента нагрузки, коэффициенты C для меди и алюминия. Кнорринг Г. М., Фадин И. М., Сидоров В. Н.. Энергоатомиздат. 1992.
