Як підібрати переріз кабелю за потужністю приладу

Переріз кабелю рахують не “на око” і не за принципом “візьму з запасом, гірше не буде”. Занадто товстий провід — це зайві гроші й незручний монтаж, занадто тонкий — це нагрів ізоляції, оплавлення розеток і, в гіршому випадку, пожежа. Тому підхід один: спочатку рахуємо струм, який споживає прилад, потім дивимось у таблицю допустимих навантажень для конкретного перерізу і матеріалу жили.

Формула проста, шкільна фізика. Для однофазної мережі 220 В струм дорівнює потужності, поділеній на напругу і на коефіцієнт потужності (cos φ). Для більшості побутової техніки з активним навантаженням (бойлер, чайник, лампи розжарювання, обігрівач) cos φ близький до 1, тому його можна не враховувати. А ось для приладів з двигунами чи індуктивними елементами — холодильник, кондиціонер, пральна машина — коефіцієнт часто становить 0,7–0,95, і струм пуску там може бути в 3-5 разів вищим за номінальний.

Розрахунок струму: базова формула

I = P / (U × cos φ)

Де:

I — сила струму в амперах;
P — потужність приладу у ватах;
U — напруга мережі (220 В для однофазної, 380 В для трифазної);
cos φ — коефіцієнт потужності.

Приклад: духова шафа на 3500 Вт. Якщо cos φ = 1, струм становитиме 3500 / 220 = 15,9 А. Округляємо в більшу сторону — 16 А. Під таке навантаження зазвичай беруть кабель перерізом 2,5 мм² мідь, хоча деякі майстри одразу закладаються на 4 мм², якщо лінія довга або в перспективі планується додаткове навантаження.

Для трифазної мережі формула трохи інша: I = P / (√3 × U × cos φ), де U тут — лінійна напруга 380 В. Це актуально для потужних електроплит, зварювальних апаратів або промислового обладнання.

Таблиця перерізів під конкретний струм

Ось орієнтовні значення для мідного дволінійного кабелю, прокладеного відкрито в повітрі (для прихованої проводки в трубах допустимий струм трохи нижчий, це варто враховувати окремо):

1,5 мм² — до 19 А (приблизно 4 кВт)
2,5 мм² — до 27 А (приблизно 5,5-6 кВт)
4 мм² — до 38 А (приблизно 8 кВт)
6 мм² — до 46 А (приблизно 10 кВт)
10 мм² — до 70 А (приблизно 15 кВт)
16 мм² — до 85 А (приблизно 18-19 кВт)

Цифри приблизні і залежать від виробника кабелю, температури довкола, способу прокладки (у стіні, в гофрі, у кабель-каналі відкрито) та кількості кабелів, прокладених пучком поруч. Якщо в одному кабель-каналі йдуть три-чотири кабелі одночасно, кожен з них гріється сильніше через сусідів, і допустимий струм падає приблизно на 20-30%. Це часто ігнорують під час монтажу щитків, а потім дивуються, чому автомат вибиває, хоча по розрахунку все ніби сходиться.

Мідь чи алюміній — різниця відчутна

Алюмінієвий кабель дешевший, але при однаковому перерізі пропускає менше струму, ніж мідний — приблизно на 30-40%. Тобто там, де мідь 2,5 мм² витримує 27 А, алюміній того ж перерізу — максимум 19-20 А. У старих будинках радянської забудови часто зустрічається алюмінієва проводка, і при підключенні потужного приладу (наприклад, кондиціонера чи бойлера на 3 кВт) варто або перевіряти реальний переріз існуючої лінії, або тягнути окрему мідну лінію від щитка.

До речі, з’єднувати мідь і алюміній напряму скруткою — погана ідея, вони окислюються по-різному і контакт з часом слабшає, гріється. Для таких переходів краще брати спеціальні клемники або гільзи.

Довжина лінії і падіння напруги

Тут часто забувають про важливий момент. Таблиці перерізів дають допустимий струм за нагрівом, але не враховують падіння напруги на довгих лініях. Якщо кабель тягнеться, скажімо, 25-30 метрів від щитка до гаража чи бойлера в літній кухні, то навіть при правильно підібраному перерізі по струму напруга на кінці лінії може просісти на 5-10%. Для потужних приладів це відчутно — двигун компресора холодильника чи кондиціонера при заниженій напрузі гріється сильніше і швидше виходить з ладу.

Практичне правило: якщо лінія довша за 15-20 метрів, переріз варто брати на один крок більший, ніж показує розрахунок по струму. Тобто якщо по потужності виходить 2,5 мм², а лінія довга — краще взяти 4 мм².

Приклади з реального життя

Розберемо кілька типових ситуацій, з якими стикаються, коли підключають техніку.

Бойлер на 2 кВт. Струм — 2000/220 = 9 А. Достатньо кабелю 1,5 мм², але на практиці майже завжди ставлять 2,5 мм² з окремим автоматом на 16 А і УЗО на 30 мА, бо бойлер працює у вологому приміщенні і контакт з водою тут критичний фактор безпеки.

Варочна поверхня індукційна на 7 кВт. Струм — 7000/220 = 31,8 А (якщо однофазна). Тут вже потрібен кабель 6 мм², автомат на 32-40 А. Якщо плита трифазна на 380 В, розрахунок буде іншим і струм на кожну фазу піде менший — приблизно 10-11 А, тоді можна обійтись 2,5 мм² на кожну лінію, залежно від схеми підключення в самій плиті.

Кондиціонер спліт-система, 2,5-3,5 кВт охолодження. Номінальний струм зазвичай вказаний у паспорті — 6-10 А, але пусковий струм компресора може сягати 25-30 А на долі секунди. Тому окрему лінію 2,5 мм² з автоматом характеристики С (не В) роблять якраз через ці пускові стрибки, щоб автомат не вибивало кожного разу при старті компресора.

Зварювальний апарат інверторного типу на 200 А зварювального струму. Споживана потужність з мережі може сягати 5-6 кВт, а іноді й більше залежно від моделі. Тут краще одразу тягнути окрему лінію 4-6 мм² з автоматом на 32 А, бо старі проводки на кухні чи в гаражі просто не витримають таке навантаження, особливо якщо зварювання йде тривалий час.

Типові помилки при виборі перерізу

Найчастіше люди роблять три речі не так.

По-перше, орієнтуються тільки на автомат, а не на реальне навантаження. Ставлять автомат на 16 А і тягнуть кабель 1,5 мм², хоча цей переріз розрахований максимум на 19 А в ідеальних умовах відкритої прокладки — а якщо кабель у стіні під штукатуркою, реальний запас майже нульовий.

По-друге, ігнорують сумарне навантаження на групу розеток. Одна лінія на кухні часто живить одразу чайник, мікрохвильовку, тостер і холодильник. Якщо порахувати сумарну потужність усіх приладів, що можуть працювати одночасно, вийде цифра, значно вища за ту, на яку розрахований кабель 2,5 мм².

По-третє, не враховують спосіб прокладки. Кабель у гофрі під шаром утеплювача чи в закритому коробі гріється сильніше, ніж на відкритому повітрі, і його реальна пропускна здатність нижча за табличну.

Що варто запам’ятати

Переріз кабелю підбирають від струму, який визначається потужністю приладу і напругою мережі. Далі цей струм звіряють з таблицею допустимого навантаження для мідного чи алюмінієвого провідника з урахуванням способу прокладки. Довгі лінії і потужні прилади з пусковими струмами (компресори, двигуни) вимагають запасу перерізу — краще взяти на розмір більше, ніж потім переробляти проводку через оплавлений кабель-канал. І головне: автомат захисту завжди підбирають під переріз кабелю, а не навпаки — це базове правило електробезпеки, яке чомусь регулярно порушують навіть на етапі капітального ремонту.