Якщо кабель обрати з меншим перерізом, ніж потрібно для навантаження, він гріється, ізоляція деградує швидше, а при тривалому перевантаженні зростає ризик оплавлення та пожежі. Якщо взяти переріз із великим запасом — це зайві гроші, а іноді й проблеми з підключенням до клем автомата чи розетки, розрахованих на певний діаметр жили.
Переріз кабелю розраховують за струмом, який протікає через провідник при заданій потужності навантаження, а потім перевіряють за таблицею допустимих струмів для конкретного матеріалу жили та способу прокладки. Далі — формула, готова таблиця та приклади розрахунку для типових побутових і господарських навантажень.
Коротко: спочатку рахуєте струм за формулою I = P / (U × cosφ) для однофазної мережі 220 В або I = P / (√3 × U × cosφ) для трифазної 380 В, потім за отриманим струмом підбираєте переріз мідного або алюмінієвого кабелю з таблиці допустимих навантажень, і на завершення перевіряєте, чи не завелика довжина траси, через яку може виникнути суттєве падіння напруги.
Формула розрахунку струму за потужністю
Для однофазної мережі 220 В формула струму виглядає так:
I = P / (U × cosφ)
де I — струм в амперах, P — потужність навантаження у ватах, U — напруга мережі (220 В), cosφ — коефіцієнт потужності. Для звичайних побутових приладів (чайники, бойлери, освітлення, плити) cosφ приймають рівним 1, тому формула спрощується до I = P / 220. Для приладів з електродвигунами (насоси, компресори, холодильники) реальний cosφ зазвичай 0,7–0,95, і його варто враховувати, якщо є паспортні дані приладу.
Для трифазної мережі 380 В формула інша:
I = P / (√3 × U × cosφ) = P / (1,73 × 380 × cosφ)
Трифазну формулу застосовують, коли навантаження підключається на три фази одночасно — наприклад, зварювальний апарат, потужна варильна поверхня чи насос трифазного двигуна. Якщо потужний споживач розподілено по трьох окремих однофазних лініях, кожну лінію рахують за однофазною формулою окремо.
Таблиця перерізу кабелю за потужністю: мідь і алюміній
Нижче — орієнтовні значення допустимого тривалого струму для мідних і алюмінієвих провідників з ПВХ-ізоляцією при прокладці у повітрі чи в трубі. Реальний допустимий струм залежить від способу прокладки (відкрито, у гофрі, у стіні, у землі), кількості кабелів в одному пучку та температури довкілля, тому таблицю використовують для орієнтовного підбору, а в складних випадках беруть значення з довідника з урахуванням поправочних коефіцієнтів.
| Переріз, мм² | Струм, мідь, А | Потужність 220 В (1 фаза), кВт | Потужність 380 В (3 фази), кВт | Струм, алюміній, А |
|---|---|---|---|---|
| 1,5 | 19 | ~4,1 | ~12,5 | — |
| 2,5 | 27 | ~5,9 | ~17,8 | — |
| 4 | 38 | ~8,3 | ~25,0 | 28 |
| 6 | 46 | ~10,1 | ~30,3 | 36 |
| 10 | 70 | ~15,4 | ~46,1 | 50 |
| 16 | 85 | ~18,7 | ~55,9 | 60 |
Алюмінієвий кабель для перерізів 1,5 і 2,5 мм² у побутовій електропроводці практично не застосовують — такі тонкі алюмінієві жили ламкі та ненадійні в клемних з’єднаннях. У квартирах і будинках для розеткових і освітлювальних груп використовують мідь, алюміній залишається переважно для вводів і магістральних ліній великого перерізу.
Приклади розрахунку: від потужності до перерізу
Приклад 1. Електрична плита потужністю 7 кВт, однофазне підключення 220 В, cosφ = 1.
I = 7000 / 220 = 31,8 А. За таблицею найближчий переріз, що витримує цей струм із запасом, — мідь 4 мм² (38 А). Переріз 2,5 мм² (27 А) тут вже недостатній.
Приклад 2. Побутовий насос потужністю 1,5 кВт, cosφ = 0,8, однофазна мережа.
I = 1500 / (220 × 0,8) = 8,5 А. Такий струм витримує навіть мідь 1,5 мм², але для розеткової групи, до якої може підключатися й інше обладнання, практичніше одразу закладати 2,5 мм².
Приклад 3. Трифазний зварювальний апарат потужністю 15 кВт, cosφ = 0,85, мережа 380 В.
I = 15000 / (1,73 × 380 × 0,85) = 26,8 А. За таблицею підходить мідь 4 мм² (38 А), хоча при довгій трасі кабелю до зварювального поста варто перевірити ще й падіння напруги.
Приклад 4. Загальне навантаження на будинок: освітлення 1 кВт, розетки 3,5 кВт, бойлер 2 кВт, плита 7 кВт — разом 13,5 кВт на однофазний ввід 220 В.
I = 13500 / 220 = 61,4 А. Тут уже потрібен переріз 10 мм² (70 А) на вступний кабель, а розподіл по групах усередині щита рахують окремо для кожної лінії. Якщо будинок живиться від трифазного вводу, сумарну потужність варто розкидати рівномірно по фазах — про це докладніше в матеріалі про захист трифазного вводу в будинок.
Який кабель для розетки: практичні норми
Для звичайних побутових розеток (освітлення, дрібна техніка, зарядки, телевізор) достатньо мідного кабелю 2,5 мм² з автоматом на 16 А — це стандартна група, що витримує до 3,5 кВт навантаження.
Для потужних одиночних споживачів переріз підбирають окремо:
- Розетка для електроплити чи варильної поверхні (до 8 кВт) — мідь 4–6 мм², окрема лінія від щита, автомат 32 А.
- Розетка для бойлера (1,5–3 кВт) — мідь 2,5 мм², автомат 16 А, бажано окрема група з УЗО.
- Розетка для кондиціонера (1–3,5 кВт) — мідь 2,5 мм², окрема лінія, автомат 16 А.
- Розетка для духової шафи (2,5–3,5 кВт) — мідь 2,5 мм², автомат 16 А, окрема лінія.
- Група для потужної техніки в майстерні чи гаражі (зварювання, компресор) — мідь 4–6 мм² залежно від потужності обладнання, окремий автомат.
Якщо плануєте одразу кілька потужних приладів у одному приміщенні (наприклад, кухня з плитою, духовкою і посудомийною машиною), сумарне навантаження краще порахувати заздалегідь — цей же принцип розрахунку застосовується і при підборі потужності резервного обладнання, наприклад у матеріалі як розрахувати потужність стабілізатора.
Чому переріз не можна підбирати тільки за струмом навантаження
Розрахунковий струм від потужності — лише перший крок. Далі переріз кабелю обов’язково узгоджують з номіналом автоматичного вимикача: автомат повинен відключати лінію раніше, ніж кабель перегріється, тобто номінал автомата має бути рівним або меншим за допустимий струм кабелю, а не навпаки.
Типова помилка — спочатку обрати автомат за потужністю приладу, а потім підібрати кабель “під автомат”, не перевіряючи його власний допустимий струм. Правильна послідовність зворотна: спочатку кабель за розрахунковим струмом навантаження з запасом, потім автомат, який захищає саме цей кабель.
Приклад невідповідності: лінія на 40 А (плита 8,5 кВт) прокладена кабелем 2,5 мм² (допустимо 27 А) з автоматом 40 А. Автомат у такому випадку не спрацює вчасно при перевантаженні лінії, і кабель гріється без захисту — це поширена причина оплавлення проводки в старих квартирах, де плиту підключали до розетки, розрахованої на дрібну техніку.
Довжина кабелю і падіння напруги: коли переріз потрібно збільшити
Таблиця допустимих струмів не враховує довжину траси. При коротких лініях (до 10–15 м у квартирі) падінням напруги зазвичай нехтують, але при довгих трасах — кабель від щита до гаража, до котеджу на ділянці, до окремої господарської будівлі — падіння напруги може стати відчутним навіть при правильно підібраному за струмом перерізі.
Орієнтир: якщо довжина лінії перевищує 20–25 м при потужності навантаження від 3 кВт, варто збільшити переріз на один-два кроки вище розрахованого за струмом, або порахувати падіння напруги за формулою з урахуванням питомого опору міді. Якщо на кінці лінії напруга просідає більш ніж на 5% від номінальної, техніка з електродвигунами (насоси, холодильники, компресори) працює з підвищеним нагрівом і скороченим ресурсом.
Практично це означає: для вуличного освітлення, підключення гаража чи бесідки на відстані понад 20 м від щита краще одразу брати переріз на ступінь більший, ніж показує таблиця за самою лише потужністю.
Типові помилки при виборі перерізу кабелю
- Підбір перерізу тільки за розеткою чи автоматом, без розрахунку реальної потужності приладів на лінії.
- Ігнорування довжини траси при підключенні господарських будівель, теплиць, вуличного освітлення.
- Використання алюмінієвого кабелю малого перерізу (1,5–2,5 мм²) для нових розеткових груп — жила ламається в клемах при монтажі.
- Підключення кількох потужних приладів (плита, бойлер, кондиціонер) до однієї групи замість окремих ліній з власним автоматом.
- Розрахунок трифазного навантаження за однофазною формулою чи навпаки — призводить до заниженого чи завищеного перерізу вдвічі-втричі.
Коли краще звернутись до електрика
Самостійний розрахунок за формулою та таблицею достатній для типових побутових ліній — розетки, освітлення, окремі прилади відомої потужності. Звернутись до електрика варто, якщо: потрібно порахувати сумарне навантаження на весь будинок з урахуванням одночасності роботи приладів (коефіцієнт попиту), лінія прокладається на велику відстань (понад 30–40 м), кабель піде в землю чи в умовах з підвищеною температурою, або мова йде про вступний кабель від електрощита на будинок — тут помилка в перерізі коштує значно дорожче, ніж консультація фахівця. При проєктуванні розподілу навантаження варто також продумати, де встановлювати захисні пристрої в електрощиті, щоб кабелі різного перерізу правильно підключались до відповідних автоматів.
Часті запитання
Чи можна взяти переріз кабелю з великим запасом “про всяк випадок”?
Можна, це не шкодить мережі, але збільшує вартість монтажу і може ускладнити підключення до клем автоматів чи розеток, розрахованих на певний діапазон перерізу жили. Запас в один крок таблиці (наприклад, 2,5 мм² замість розрахованих 1,5 мм²) — розумна практика, більший запас зазвичай не виправданий економічно.
Чи впливає тип ізоляції кабелю на допустимий струм?
Так, кабелі з термостійкою ізоляцією (наприклад, зшитий поліетилен) витримують вищу робочу температуру жили і, відповідно, дещо більший струм при тому самому перерізі порівняно зі стандартним ПВХ. У побутовій електропроводці ПВХ-кабелі — стандарт, і таблиці з довідників орієнтовані саме на них.
Що робити, якщо кабель прокладений в гофрі разом з іншими кабелями?
При груповій прокладці кількох кабелів в одній трубі чи гофрі допустимий струм кожного кабелю знижується через взаємний нагрів. Для двох-трьох кабелів в одній гофрі варто брати переріз на крок більший, ніж показує базова таблиця для одиночної прокладки.
Чи потрібно рахувати переріз окремо для кожної розетки в кімнаті?
Ні, розетки в межах однієї кімнати зазвичай об’єднують в групу з одним автоматом і одним перерізом кабелю, розрахованим на сумарне навантаження групи (як правило, 2,5 мм² і автомат 16 А). Окремий розрахунок роблять тільки для потужних одиночних приладів.
Висновок
Для розрахунку перерізу кабелю за потужністю: визначте потужність навантаження, порахуйте струм за формулою I = P/(U×cosφ) для однофазної мережі або I = P/(√3×U×cosφ) для трифазної, підберіть переріз мідного кабелю з таблиці допустимих струмів із невеликим запасом, а автомат виберіть за перерізом кабелю, а не навпаки. Для потужних приладів (плита, бойлер, кондиціонер) прокладайте окремі лінії від щита. При довжині траси понад 20–25 м і потужності від 3 кВт додатково перевірте падіння напруги і за потреби збільште переріз на один крок.