Перейти до змісту

Калькулятор перерізу кабелю за потужністю та струмом (з урахуванням AWG)

✍️ Oleksandr Specled
Калькулятор перерізу кабелю за потужністю та струмом (з урахуванням AWG)
Калькулятор перерізу дроту та падіння напруги

Підбір за обома критеріями одразу — нагрівання за DIN VDE 0298-4 та падіння напруги за HD 60364-5-52 Додаток G. Результат у мм², AWG та SWG.

Рекомендований переріз
mm²
Допустиме навантаження
0W
AWG SWG
за обраного перерізу та умов
Падіння напруги0 V · 0%
Напруга біля навантаження0 V
Втрати потужності0 W
Тепловиділення0 W/m
Допустимий струм Iz0 A
Температура дроту0 °C
Iz = Itable · f1 · f2 · f4
Свій переріз mm²
Перевірка відповідності
Струм навантаження Ib 5 A
Довжина лінії 3 m
В один бік — зворотний дріт враховується автоматично
Напруга 24 V
Тип струму
Матеріал
Коефіцієнт потужності cos φ 1.00
Враховано реактивний опір 0.08 мОм/м за HD 60364-5-52 Додаток G
Не застосовується для постійного струму
Спосіб прокладання
Базові методи A2 / B2 / C / E за DIN VDE 0298-4, Таблиця 2
Температура середовища 30 °C
Прокладання групою f2 = 1.00
Кіл поруч 1
Таблиці 22 і 28 з DIN VDE 0298-4. Нейтраль симетричного кола не враховується, PE не враховується ніколи.
Запас за струмом +25%
Не вимога стандарту, а запас проєктувальника. Впливає лише на вибір перерізу.
Допустима просадка 3%
3% за DIN 18015-1 для житлових приміщень, 5% для інших кіл за Додатком G
Стійкість до струмів КЗ k = 115
Струм короткого замикання, кА
Час вимкнення, с
Мінімальний переріз0 mm²
Граничний час0 s
S ≥ √(I²t)/k за IEC 60364-4-43, Таблиця 43.1
Нульовий дріт N 3 фази
mm²
AWG
Струм у нейтралі0 A
Коефіцієнт f41.00
Частка третьої гармоніки
З'явиться під час вибору трифазного живлення
Конвертер перерізу: mm² ↔ AWG ↔ SWG
конвертер

Введіть значення в будь-якому полі — два інших перерахуються автоматично.

mm²
Метричний переріз
AWG
American Wire Gauge
SWG
British Standard Wire Gauge
Діаметр жили0 mm
Найближчий стандарт mm²
Iz, відкрито на стіні (C) A
Iz, у трубі або коробі (B2) A
Опір міді за 20 °C0 mΩ/m

Iz наведено для міді з ПВХ-ізоляцією, два навантажених провідники, 30 °C, без групування. Прочерк означає, що переріз виходить за межі таблиць стандарту — екстраполяція тут не застосовується.

Розрахунок довідковий. Переріз вибирається за більшим із двох критеріїв: допустимим нагріванням за DIN VDE 0298-4:2023-06 (Таблиці 2 і 11 з поправковими коефіцієнтами з Таблиць 17, 22, 28 і B.1) та допустимим падінням напруги за HD 60364-5-52 Додаток G. Тепловиділення наведено на метр лінії. Для стаціонарної електропроводки діють місцеві норми, а апарат захисту підбирається під кабель, а не під навантаження.

Оцініть цей калькулятор

Увійдіть, щоб поставити оцінку
5,0 (3)

Провід вибирають двома способами. Перший — за принципом «цей ніби товстий, вистачить». Другий — відкрити калькулятор перерізу кабелю, вбити струм і отримати цифру. Обидва способи можуть дати неправильну відповідь, якщо не врахувати одну річ: переріз підбирається не за одним критерієм, а за двома відразу, і в різних ситуаціях вирішує то один, то інший.

Наш калькулятор перерізу кабелю рахує за обома критеріями одночасно і перевіряє результат ще за кількома вимогами норм. Розберемо, як рахувати правильно, чим відрізняються AWG, SWG і квадратні міліметри, та чому для світлодіодної збірки на 12 або 24 вольти потрібен дріт товстіший, ніж для такого ж навантаження в побутовій мережі.

Два критерії вибору перерізу дроту

Розрахунок перерізу кабелю за потужністю або за струмом — лише половина завдання. Є дві незалежні вимоги, і дріт повинен задовольняти обидві. Також дріт завжди потрібно вибирати із запасом. Насамперед це ваша ж безпека, занадто тонкий дріт може призвести до реальної пожежі.

Критерій перший: нагрівання

Струм, проходячи провідником, виділяє тепло, тому що будь-який провідник, крім надпровідника, має опір. Чим тонша жила, тим більший опір і тим сильніше нагрівання. Якщо перевищити межу, ізоляція почне руйнуватися — спочатку втрачає еластичність, потім тріскається, далі коротке замикання та пожежа.

Звідси поняття допустимого тривалого струму: максимум, за якого дріт у заданих умовах не перегріється. Для міді з ПВХ-ізоляцією на 70 °C, прокладеної відкрито по стіні, за температури середовища 30 °C норма дає 19,5 ампера на 1,5 мм², 27 на 2,5 мм² і 36 на 4 мм². Це значення з таблиці 2 DIN VDE 0298-4 для двох навантажених жил — тобто максимум без жодного запасу. Працювати на цій межі постійно не варто.

Важлива деталь: у норми немає однієї колонки «допустимий струм». Їх кілька, і вони відрізняються на третину. Окремо для двох навантажених жил (постійний струм і однофазна мережа) і для трьох (трифазна), окремо для кожного способу прокладання. Калькулятор бере потрібну колонку сам, але якщо ви рахуєте вручну за таблицею з інтернету — перевірте, чи ту колонку ви читаєте.

Критерій другий: падіння напруги

Дріт — це опір, і на ньому втрачається частина напруги. До навантаження доходить менше, ніж вийшло з джерела. Для постійного струму та однофазної мережі формула така:

ΔU = 2 × I × L × ρ₁ / S

де I — струм в амперах, L — довжина лінії в один бік у метрах, S — переріз у мм², а ρ₁ — питомий опір жили. Двійка з'являється тому, що струм іде до навантаження і повертається назад — фактична довжина провідника вдвічі більша за відстань.

Тут легко помилитися на чверть. У довідниках питомий опір міді зазвичай наводять за 20 °C: 0,0172 Ом·мм²/м. Але дріт під навантаженням не холодний, а гарячий, і опір міді зростає приблизно на 0,4% на кожен градус. Тому HD 60364-5-52 (додаток G) наказує рахувати падіння за опором при робочій температурі: ρ₁ = 0,0225 Ом·мм²/м для міді та 0,036 для алюмінію — це значення за 20 °C, помножене на 1,25. Якщо рахувати по холодному дроту, падіння вийде на 25–30% меншим за реальне, і калькулятор порекомендує переріз на щабель тонший за потрібний.

Для змінного струму у формулі з'являються ще два члени — коефіцієнт потужності та реактивний опір лінії:

ΔU = 2 × I × L × (ρ₁/S × cos φ + λ × sin φ)

де λ ≈ 0,08 мОм/м. На тонких дротах реактивна частина непомітна, бо активний опір на порядок більший. А ось на 25 мм² і вище вона вже змінює відповідь, і розрахунок «лише за опором» занижує падіння приблизно на третину.

Для трифазної мережі замість двійки працює корінь з трьох, і падіння рахується за лінійною напругою:

ΔU = √3 × I × L × (ρ₁/S × cos φ + λ × sin φ)

Падіння оцінюють у відсотках від номіналу. Для світлодіодних збірок заведено вкладатися у 3%, для побутової мережі допускають 5%. У Німеччині для житлових будівель DIN 18015-1 вимагає не більше 3% від лічильника до споживача.

Чому в низьковольтних схемах усе інакше

Ось тут може бути каверза! Звичайні калькулятори рахують тільки нагрівання і для мережі 230 вольтів дають правильну відповідь. Але для 12 або 24 вольтів ця відповідь може бути небезпечно оптимістичною.

Річ у тім, що падіння вимірюється у вольтах, а його допустимість — у відсотках. Втрата в 0,7 вольта при 230 вольтах — це 0,3%, ніхто й не помітить. Та сама втрата при 24 вольтах — уже 3%, межа. А при 12 вольтах — 6%, вдвічі більше норми.

Розберемо на числах. Навантаження 5 ампер, довжина 10 метрів, мідь, температура 40 °C, прокладання в трубі, запас 25%, допустиме падіння 3%:

  • За нагріванням достатньо 1,0 мм². При 40 °C поправка становить 0,87, і така жила витримує 8,7 ампера — із запасом на розрахункові 6,25.
  • А ось за падінням при 24 вольтах знадобиться 4 мм², тобто вчетверо більший переріз.

Що буде, якщо поставити 0,75 мм², як підказало б прикидання «на око»? Падіння складе 3,0 вольта — це 12,5% замість допустимих трьох. Світлодіоди отримають 21 вольт замість 24, а на дроті розсіюватиметься 15 ватів даремно, майже тепла підлога виходить. На правильному перерізі 4 мм² падіння знижується до 0,56 вольта, тобто 2,3%, а втрати — до 2,8 вата.

ПерерізIz при 40 °C у трубіПадіння при 24 ВВтрати в дроті
0,75 мм²5,2 А3,00 В — 12,5%15,0 Вт
1,0 мм²8,7 А2,25 В — 9,4%11,3 Вт
1,5 мм²14,4 А1,50 В — 6,3%7,5 Вт
2,5 мм²20,0 А0,90 В — 3,8%4,5 Вт
4,0 мм²26,1 А0,56 В — 2,3%2,8 Вт

Зверніть увагу на першу і третю колонки: за нагріванням проходять усі п'ять варіантів, починаючи з 1,0 мм², а за падінням — лише останній. Саме це і означає «підбір за більшим із двох критеріїв».

Правило просте: чим нижча напруга і чим довша лінія, тим імовірніше, що вирішуватиме падіння, а не нагрівання. Для мережі 230 вольтів на коротких трасах зазвичай навпаки.

Порівняння навантаження та перерізу кабелю для 220В та 24В

Розрахунок перерізу кабелю за потужністю

Часто вихідні дані задані не в амперах, а у ватах: відома потужність світильника, обігрівача або всієї збірки. Перевести одне в інше просто.

Для постійного струму: I = P / U. Світильник 300 Вт на 24 вольти споживає 12,5 ампера. Той самий світильник, заживлений від 230 вольтів, — лише 1,3 ампера.

Для однофазної мережі змінного струму потрібно враховувати коефіцієнт потужності: I = P / (U × cos φ). Для чисто резистивного навантаження cos φ дорівнює одиниці і формула спрощується до попередньої.

Звідси, до речі, видно, чому низьковольтні збірки вимагають товстих дротів: за однакової потужності струм обернено пропорційний напрузі, а нагрівання дроту зростає як квадрат струму. Перехід з 24 на 48 вольтів зменшує струм удвічі, а втрати в дроті — вчетверо. До речі, це одна з причин, чому сонячні панелі в промисловості саме на 48 вольтів.

Для трифазної мережі формула інша: I = P / (√3 × U × cos φ), де U — лінійна напруга, а cos φ — коефіцієнт потужності навантаження. Для резистивних навантажень він близький до одиниці, для двигунів та імпульсних джерел буває 0,7–0,95, і це треба враховувати.

Окремо застереження для світлодіодних збірок. Потужність на вході драйвера і потужність на виході — різні речі. Драйвер із ККД 90% при вихідній потужності 100 Вт споживає з мережі близько 111 Вт. Рахувати струм вхідної лінії потрібно за споживаною потужністю, а не за номіналом світильника. А наш калькулятор правильного вибору автоматичного вимикача допоможе правильно підібрати параметри для захисту лінії від перенавантаження.

Що ще впливає на допустимий струм

Табличні значення даються для конкретних умов, і реальні майже завжди відрізняються. Норма влаштована так: із таблиці беруть базовий струм It, а потім множать його на поправкові коефіцієнти. Підсумок позначають Iz:

Iz = It × f1 × f2 × f4

  • Спосіб прокладання. Це не поправка, а окрема колонка таблиці. Дріт у вільному повітрі охолоджується конвекцією, той самий дріт у трубі — значно гірше, а замурований у стіну з теплоізоляцією — зовсім погано. Для 2,5 мм² норма дає 30 А у вільному повітрі, 27 А відкрито по стіні, 23 А в трубі та 18,5 А в утепленій стіні. Розкид — майже в півтора раза, і брати «середню поправку 0,72» неправильно: у великих перерізів співвідношення інше.
  • Температура середовища, коефіцієнт f1. Таблиці складені для 30 °C. У гроубоксі, в закритому щиті або поруч із драйверами буває 45–50 °C, і допустимий струм падає помітно. Для ПВХ-ізоляції коефіцієнт становить 0,87 при 40 °C, 0,79 при 45 °C, 0,71 при 50 °C і 0,61 при 55 °C. Тобто дріт 2,5 мм², розрахований на 27 ампер, у щиті при 55 °C витримає лише 16,5.
  • Групування, коефіцієнт f2. Кабелі, що лежать поруч, гріють один одного. Для пучка це 0,80 при двох ланцюгах, 0,70 при трьох, 0,65 при чотирьох і 0,48 при десяти. Окрема історія — кабель на барабані: змотана бухта майже не віддає тепло, і норма дає 0,80 для одного шару, 0,61 для двох, 0,49 для трьох і лише 0,38 для п'яти. Якщо ви живите гроубокс через нерозмотаний подовжувач на котушці, ви втратили понад половину допустимого струму.
  • Гармоніки, коефіцієнт f4. Стосується лише трифазних ліній з імпульсними навантаженнями, детальніше нижче.
  • Матеріал. Алюміній має питомий опір 0,036 проти 0,0225 у міді — у 1,6 раза вище, тому за рівного перерізу падіння у стільки ж разів більше, а допустимий струм нижчий приблизно на чверть. Плюс обмеження: у стаціонарній проводці алюміній допускається тільки від 16 мм². Для низьковольтних збірок його практично не застосовують.
  • Проєктний резерв. Дріт не повинен працювати на межі допустимого струму — зазвичай закладають 20–25% зверху. Це не вимога норми, а інженерна звичка, і вона виправдана: навантаження може зрости, умови погіршитися, а ізоляція старіє тим швидше, чим гарячіше працює.

AWG, SWG і мм²: як перевести одне в інше

Три системи позначення живуть паралельно, і це джерело постійної плутанини. Дріт на AliExpress продається в AWG, у Європі — у квадратних міліметрах, у старій британській документації трапляється SWG.

  • AWG (American Wire Gauge) рахується за формулою: діаметр у міліметрах дорівнює 0,127 × 92^((36−n)/39), де n — номер калібру. Логіка зворотна до звичної: чим більший номер, тим тонший дріт. AWG 10 товщий, ніж AWG 20.
  • SWG (British Standard Wire Gauge) — це історична таблиця, складена емпірично. Переводити можна тільки за довідником, формули перерахунку не існує.
  • Квадратні міліметри — це площа перерізу жили, найочевидніша величина. Діаметр із неї виходить як корінь із 4S/π.

Є тонкість у самому принципі переведення. Точних відповідностей між системами не буває, тому округляти можна у два боки — до найближчого калібру або до найближчого не меншого. Калькулятор завжди округляє в другий бік: він ніколи не запропонує дріт тонший за розрахований. Тому його SWG може відрізнятися на одиницю від таблиць, де стоїть «найближчий».

Таблиця відповідностей AWG в мм² і SWG

Допустимий струм вказано для міді з ПВХ-ізоляцією 70 °C за температури середовища 30 °C, для двох навантажених жил, без групування. Потужність пораховано як добуток допустимого струму на напругу — для швидкого прикидання під час розрахунку перерізу кабелю за потужністю; падіння вона не враховує.

мм²AWGSWGДіаметр, ммIz відкрито по стініIz у трубіПотужність 12 ВПотужність 230 В
0,5*20210,803 А3 А36 Вт0,7 кВт
0,75*18190,986 А6 А72 Вт1,4 кВт
1,0*17181,1310 А10 А120 Вт2,3 кВт
1,515171,3819,5 А16,5 А234 Вт4,5 кВт
2,513151,7827 А23 А324 Вт6,2 кВт
4,011132,2636 А30 А432 Вт8,3 кВт
6,09112,7646 А38 А552 Вт10,6 кВт
10793,5763 А52 А756 Вт14,5 кВт
16564,5185 А69 А1,0 кВт19,6 кВт
25345,64112 А90 А1,3 кВт25,8 кВт
35126,68138 А111 А1,7 кВт31,7 кВт
50007,98168 А133 А2,0 кВт38,6 кВт

* Перерізів тонших за 1,5 мм² у таблицях для стаціонарної проводки немає взагалі — норма їх туди не допускає. Значення для 0,5, 0,75 і 1,0 мм² взяті з окремої таблиці для гнучких кабелів і шнурів побутових приладів, і вони помітно нижчі, ніж заведено думати. Калькулятор позначає такі перерізи бейджем «гнучкий кабель», щоб результат не можна було помилково застосувати до проводки в стіні.

І ще раз про приблизність: найближчий до 1,5 мм² калібр — AWG 15, але його фактичний переріз 1,65 мм². А звичний AWG 16 дає 1,31 мм², тобто менше півтора квадрата. При заміні європейського дроту американським це варто враховувати: різниця в 10–15% у перерізі безпосередньо переходить у таку саму різницю щодо падіння напруги.

Нульовий дріт у трифазній мережі

Окрема тема, де інтуїція підводить найчастіше.

Класичне правило свідчить: за симетричного навантаження струми трьох фаз зсунуті на 120 градусів, векторно складаються майже в нуль, і нейтраль можна робити тоншою за фазні дроти. Так і робили десятиліттями.

Проблема в тому, що правило працює тільки для лінійного навантаження — ТЕНів, ламп розжарювання, двигунів. А імпульсні джерела живлення, до яких належать усі світлодіодні драйвери, поводяться інакше. Вони споживають струм не синусоїдою, а короткими імпульсами, і породжують гармоніки, кратні трьом: третю, дев'яту, п'ятнадцяту.

Ключовий момент: ці гармоніки у всіх трьох фазах збігаються за фазою. Вони не компенсуються в нейтралі, а складаються арифметично. Струм нейтралі приблизно дорівнює потроєному струму третьої гармоніки, і за її частки вище третини нейтраль виявляється навантаженою сильніше, ніж кожна з фаз — аж до 1,73 від фазного струму.

Імпульсне навантаження у трифазній мережі та струм у нейтралі

Норма описує це чотирма смугами за часткою третьої гармоніки. У двох нижніх переріз підбирають за фазним струмом, у двох верхніх — уже за струмом нейтралі:

Частка 3-ї гармонікиКоефіцієнт f4Переріз підбирають заТипове навантаження
0–15%1,00фазним струмомТЕНИ, двигуни, лампи розжарювання
15–33%0,86фазним струмомдрайвери з активним PFC, техніка за EN 61000-3-2
33–45%0,86струмом нейтралізмішане навантаження, багато блоків живлення
вище 45%1,00струмом нейтралідрайвери без корекції коефіцієнта потужності

Практичний висновок для установки зі світлодіодними драйверами: нульовий дріт беруть не тоншим за фазний, а при щільному монтажі — на щабель товстішим. І ще один наслідок, який зазвичай випускають з уваги: якщо гріється нейтраль, то допустима потужність усієї лінії визначається саме нею. Калькулятор це враховує — у разі вибору смуги «LED без PFC» допустиме навантаження падає приблизно вдвічі порівняно з лінійним навантаженням того ж перерізу.

Стійкість у разі короткого замикання

Два критерії вище відповідають за нормальний режим. Є ще аварійний, і він перевіряється окремо.

У разі короткого замикання струм на два-три порядки більший за робочий, а триває він частки секунди. Тепло за цей час просто не встигає піти в ізоляцію та навколишнє середовище — все залишається в міді. Такий процес називають адіабатичним, і він дає дуже просту умову.

  • Стійкість при КЗ — здатність жили пережити струм короткого замикання за час, поки його відключає захист, не зруйнувавши ізоляцію. Перевіряється за окремою формулою, до нагрівання в нормальному режимі відношення не має: дріт може бути абсолютно холодним при робочому струмі й при цьому не витримати КЗ.
  • Мінімум за адіабатою — мінімальний переріз із цієї умови: S ≥ √(I²t) / k, де I — діюче значення струму КЗ в амперах, t — час відключення в секундах, k — коефіцієнт матеріалу та ізоляції. Для міді з ПВХ він дорівнює 115, для алюмінію з ПВХ 76, для міді зі зшитим поліетиленом 143. Приклад: 6 кА і 0,4 секунди дають 6000 × √0,4 / 115 = 33 мм².
  • Граничний час — та сама формула, вирішена навпаки: скільки секунд обраний переріз протримається за заданого струму КЗ, t = (k × S / I)². Величина для порівняння з реальною характеристикою апарата захисту. Якщо граничний час менший за час спрацьовування автомата, переріз треба збільшувати.

Тут легко перестрахуватися до абсурду, тому важливо розуміти, звідки береться час. Круглі 0,1 або 0,4 секунди — це не час відключення при КЗ, а нормований час автоматичного відключення живлення в разі замикання на землю. При справжньому короткому замиканні автомат іде в електромагнітну область і розриває ланцюг за 5–10 мілісекунд. Різниця в результаті величезна: за струму 1 кА і часу 0,1 с адіабата вимагає 2,75 мм², а за тих самих 1 кА і 0,01 с — лише 0,87 мм².

Тому в калькуляторі поле струму КЗ за замовчуванням порожнє: доки ви його не заповнили, перевірка не виконується і не заважає підбору низьковольтних ліній, де струм КЗ обмежений самим драйвером. Щойно ви вводите значення, критерій включається в підбір нарівні з нагріванням і падінням напруги.

Словник позначень калькулятора

Віджет використовує позначення з норм, а не побутові. Коротка розшифровка, щоб не гадати.

ПозначенняЩо це
Ibрозрахунковий струм навантаження — те, що реально тече по лінії в нормальному режимі
Itтабличний струм: базове значення з таблиці норми, до будь-яких поправок
Izдопустимий тривалий струм після всіх поправок, Iz = It × f1 × f2 × f4. Умова безпеки: Ib ≤ Iz
f1поправка на температуру середовища, відмінну від 30 °C
f2поправка на групування: пучок, шар або барабан
f4поправка на гармоніки в трифазному ланцюзі
A2 / B2 / C / Eеталонні способи прокладання: в утепленій стіні, в трубі або каналі, відкрито по стіні, вільно в повітрі
ρ₁питомий опір при робочій температурі: 0,0225 для міді, 0,036 для алюмінію
cos φкоефіцієнт потужності навантаження; для постійного струму не застосовується
Стійкість при КЗперевірка жили на струм короткого замикання за час роботи захисту
Мінімум за адіабатоюнайменший переріз з умови S ≥ √(I²t)/k
Граничний часскільки обраний переріз витримає заданий струм КЗ, t = (k·S/I)²
Проєктний резервдобровільний запас проєктувальника поверх Ib; на вимоги норми не впливає

На яких нормах побудовано розрахунок

Усі розрахунки в калькуляторі виконані за чинними стандартами Європейського союзу, а не за усередненими таблицями з інтернету. Європейські норми взаємно гармонізовані: міжнародний стандарт IEC приймається як європейський документ HD, а той впроваджується національно як DIN VDE у Німеччині, BS 7671 у Британії, NF C 15-100 у Франції. Це один і той самий розрахунок із національними уточненнями.

  • IEC 60364-5-52 = HD 60364-5-52 = DIN VDE 0298-4 і DIN VDE 0100-520 — допустимі струми, способи прокладання, поправки на температуру, групування та гармоніки. Табличні значення взяті з DIN VDE 0298-4 редакції 2023-06: таблиця 2 для стаціонарного прокладання, таблиця 11 для гнучких кабелів, таблиці 17, 22 і 28 для поправок, додаток B.1 для гармонік.
  • HD 60364-5-52, додаток G — розрахунок падіння напруги з опором при робочій температурі та врахуванням реактивної складової.
  • IEC 60364-4-43 = HD 60364-4-43 = DIN VDE 0100-430, таблиця 43.1 — перевірка на термічну стійкість у разі короткого замикання та коефіцієнти k.
  • DIN 18015-1 — межа падіння напруги 3% для житлових будівель.

Позначення способів прокладання A2, B2, C і E у віджеті — це ті самі еталонні Verlegearten, що й в оригінальній таблиці норми. Так ви зможете звірити будь-яку цифру калькулятора з паперовим довідником, не ворожачи, що малося на увазі.

Обмовка, яка потрібна завжди: розрахунок залишається довідковим. Національні додатки до європейських норм розрізняються, для стаціонарної електропроводки діють місцеві правила, а проєкт електроустановки робить ліцензований фахівець.

Як користуватися калькулятором

Віджет вище рахує обидва основні критерії одночасно, показує результат за більшим із них і окремим блоком виводить, які вимоги норм при цьому виконані, а які ні. Інтерфейс доступний шістьма мовами, мова перемикається кнопками в правому верхньому куті.

Що задати

  • Струм навантаження Ib і довжина лінії. Довжина вказується в один бік — зворотний дріт калькулятор враховує сам. Під повзунком струму показується розрахунковий струм з урахуванням резерву, тобто те значення, за яким реально йде підбір.
  • Напруга. Повзунок від 1 до 400 вольтів плюс кнопки-пресети: 5, 12, 24, 36, 48, 110, 230 і 400.
  • Тип струму і матеріал. Постійний, однофазний змінний або трифазний; мідь або алюміній. Для трьох фаз калькулятор автоматично переходить на колонку трьох навантажених жил і на формулу з коренем із трьох.
  • Коефіцієнт потужності cos φ. Блок активний тільки для змінного струму. Разом із ним у розрахунок входить реактивний опір лінії.
  • Спосіб прокладання. Чотири еталонні варіанти — від утепленої стіни до вільного повітря. Це найбільш недооцінений параметр: між крайніми варіантами різниця в допустимому струмі майже півтора раза.
  • Температура середовища. Під повзунком показується поточне значення коефіцієнта f1, щоб було видно, на що перетворюється табличний струм.
  • Групування. Пучком, в один шар або на барабані. Для перших двох задається число ланцюгів поруч, для барабана — число шарів. Значення f2 виводиться тут само.
  • Проєктний резерв і допустиме падіння. За замовчуванням 25% і 3% — звичайна інженерна практика для світлодіодних збірок.
  • Стійкість при КЗ. Два поля: струм короткого замикання в кілоамперах і час відключення в секундах, із пресетами. Поки поле струму порожнє, перевірка не виконується. Щойно ви його заповните, мінімальний переріз за адіабатою увійде в підбір нарівні з іншими критеріями.
  • Нульовий дріт N. Блок оживає під час вибору трьох фаз. Перемикач задає частку третьої гармоніки — від лінійного навантаження до драйверів без PFC. Вибір впливає і на переріз нейтралі, і на коефіцієнт f4, і на допустиму потужність лінії.

Що ви отримаєте

  • Переріз відразу в трьох системах — мм², AWG і SWG. Якщо результат виявився тоншим за 1,5 мм², поруч з'явиться бейдж «гнучкий кабель»: це нагадування, що для стаціонарної проводки такий переріз не годиться.
  • Допустиме навантаження у ватах або кіловатах — скільки ця лінія витримає за сукупністю нагрівання і падіння за обраних умов.
  • Рядок Iz = It × f1 × f2 × f4 з підставленими числами. Це головне для перевірки: ви бачите не підсумкову цифру з чорного ящика, а весь шлях від таблиці норми до результату і можете звірити кожен множник.
  • Падіння у вольтах і відсотках, напруга біля навантаження, втрати потужності, тепловиділення на метр, допустимий струм Iz і температура жили. У трифазному режимі втрати та температура рахуються за найбільш навантаженим провідником — за великої частки гармонік це нейтраль, а не фаза.
  • Блок «Перевірка за нормами» — від чотирьох до шести рядків із галочками: нагрівання, падіння, температура жили, мінімальний переріз, стійкість при КЗ та обмеження щодо алюмінію. Знак оклику означає попередження, хрестик — що вимогу не виконано.
  • Повзунок «свій переріз» — можна відійти від розрахункового і подивитися, що буде на сусідніх номіналах. Кнопка повернення з'являється автоматично.
  • Схема зверху змінюється разом із параметрами: товщина дротів зростає з перерізом, з'являється третій дріт під час переходу на три фази, а колір червоніє в разі перевантаження.

Унизу окремим блоком стоїть конвертер: введіть значення в будь-яке з трьох полів, і два інших перерахуються автоматично. Там само показуються діаметр жили, найближчий стандартний переріз, допустимий струм для двох способів прокладання та опір міді на метр. Якщо введений переріз виходить за межі таблиці норми, замість струму стоїть прочерк — екстраполювати допустимий струм не можна, він зростає не пропорційно до площі.

Типові помилки

  • Рахувати тільки за нагріванням. Найчастіша. Працює для коротких трас у побутовій мережі та підводить на всьому іншому.
  • Забути, що довжина подвоюється. У розрахунку падіння бере участь повний шлях струму — до навантаження і назад. Якщо взяти тільки відстань, помилка складе рівно два рази.
  • Рахувати падіння по холодному дроту. Опір міді за 20 °C і за робочих 70 °C відрізняється на чверть. Норма вимагає рахувати за робочим.
  • Брати табличний струм без поправок. Таблиці для 30 °C, одиночного прокладання та конкретного способу монтажу. У жаркому щиті з дротами в джгуті реальний допустимий струм може виявитися вдвічі нижчим.
  • Читати не ту колонку. Для трифазної лінії потрібна колонка трьох навантажених жил, вона відсотків на десять нижча. Помилка тиха і виявляється тільки за нагріванням кабелю.
  • Живити навантаження через незмотаний барабан. П'ять шарів на котушці — це коефіцієнт 0,38, тобто від допустимого струму залишається трохи більше третини.
  • Підбирати автомат під навантаження, а не під кабель. Автомат захищає дріт від перевантаження, а не прилад. Якщо поставити дріт 1,5 мм² і автомат на 25 ампер, дріт згорить раніше, ніж автомат спрацює. Тут я торкнувся тонкої межі, насправді вибір автомата — дуже складна тема, де потрібно враховувати безліч параметрів, а не тільки струм. Про це варто написати в окремій статті.
  • Вважати, що багатожильний дріт еквівалентний одножильному того ж діаметра. У гнучкого дроту жила складається з безлічі тонких зволікань, між якими є повітря. Переріз по міді менший, ніж можна вирішити за зовнішнім діаметром.

Висновок

  • Переріз підбирається за більшим із двох критеріїв — нагрівання і падіння напруги. Ігнорувати будь-який із них не можна, а для стаціонарної проводки додається ще й стійкість при короткому замиканні.
  • Для низьковольтних схем майже завжди вирішує падіння, а не нагрівання. Чим нижча напруга і довша лінія, тим сильніша розбіжність між критеріями.
  • Падіння рахують за опором при робочій температурі: 0,0225 Ом·мм²/м для міді. Розрахунок по холодному дроту занижує результат на чверть.
  • Табличний допустимий струм вимагає поправок на температуру середовища і групування, а спосіб прокладання — це взагалі окрема колонка таблиці. У гарячому щиті з пучком кабелів допустимий струм падає вдвічі.
  • При переведенні AWG в мм² відповідність приблизна — найближчий калібр може відрізнятися від метричного номіналу на 10–15%.
  • У трифазній мережі зі світлодіодними драйверами нульовий дріт беруть не тоншим за фазний через гармоніки, кратні трьом, і саме нейтраль обмежує потужність усієї лінії.
  • Усі цифри калькулятора взяті з чинних норм ЄС — IEC/HD 60364-5-52, DIN VDE 0298-4, DIN VDE 0100-520 і 0100-430, DIN 18015-1 — а не з усереднених таблиць.
  • І головне: будь-який розрахунок — довідковий. Для стаціонарної електропроводки діють місцеві норми, а в разі сумнівів краще взяти переріз на щабель більший — різниця в ціні непорівнянна з наслідками помилки.
Реклама
👤

Експерт-автор

З 2011 року займаюся проектуванням світлодіодних ламп для освітлення рослин, друкованих плат на алюмінієвій основі для світлодіодів. Пройшов шлях від складання простих біколорних ламп зі світлодіодів…

🛒 Товари, згадані у статті

Ваш кошик