Кабель 4 и 6 мм²: сколько киловатт выдерживает в сети 220 и 380 В
Медный кабель 4 мм² при автомате на 25 А пропускает около 5,5 кВт в однофазной сети 220 В и около 16 кВт в трёхфазной сети 380 В. Кабель 6 мм² при автомате на 32 А — около 7 кВт и 21 кВт. Это ориентиры при активной нагрузке, точные значения зависят от способа прокладки, температуры и таблиц производителя кабеля. Статья продолжает материал «Кабель 2,5 мм²: сколько кВт выдерживает»: здесь большие сечения и три фазы.
Как считается мощность: формулы
Кабель нагревается током, а не киловаттами, поэтому сначала определяют допустимый ток, потом переводят его в мощность.
- Однофазная сеть: P = U × I × cos φ. При 220 В и токе 25 А активная нагрузка даёт 220 × 25 × 1 = 5 500 Вт = 5,5 кВт. Для двигателей и компрессоров cos φ меньше единицы, обычно 0,8–0,95, мощность при том же токе ниже.
- Трёхфазная сеть: P = √3 × 380 × I × cos φ, то есть примерно 658 × I × cos φ. При 25 А и cos φ = 1 получается 658 × 25 ≈ 16,5 кВт, при 32 А — 658 × 32 ≈ 21,1 кВт.
Три фазы дают не «втрое больше тока», а втрое больше линий: каждая фаза несёт свой ток, поэтому тот же кабель 4 мм² передаёт в трёхфазной сети больше мощности, чем в однофазной.
Допустимый ток зависит от прокладки
В таблицах нет одного числа для сечения: ток зависит от того, как проложен кабель. В трубе или под штукатуркой он охлаждается хуже, чем открыто на лотке, в земле условия определяются грунтом, а несколько кабелей в одном пучке греют друг друга. Ещё имеет значение, сколько жил нагружено: в однофазной линии две, в трёхфазной при ровной нагрузке три, а нулевой провод считается ненагруженным.
Поэтому ниже диапазоны. Точные значения берите из таблиц производителя кабеля и действующих норм для вашего способа прокладки.
| Кабель | Допустимый ток, А (ориентир) | Автомат | Мощность 220 В, кВт | Мощность 380 В, кВт |
|---|---|---|---|---|
| Медь 4 мм² | 28 – 38 | 25 А (в хороших условиях до 32 А) | 5,5 | 16,5 |
| Медь 6 мм² | 36 – 50 | 32 А (в хороших условиях до 40 А) | 7,0 | 21,1 |
| Алюминий 4 мм² | 22 – 30 | 16 А | 3,5 | 10,5 |
| Алюминий 6 мм² | 28 – 38 | 25 А | 5,5 | 16,5 |
Мощность в таблице посчитана по автомату при cos φ = 1; для электродвигателей умножайте на реальный cos φ. Алюминий в таблице показан для полноты: его допустимый ток примерно на пятую-четверть меньше, чем у меди, а в жилых зданиях алюминиевая проводка таких сечений обычно не применяется или ограничена действующими нормами, так что допустимость уточняйте у проектировщика. Для постоянного тока от панелей в статье «Сечение кабеля для солнечных панелей» отдельная логика, а быстрый подбор есть в калькуляторе сечения кабеля.
Кабель 3×4, 4×4 и 5×4: что означают цифры
- 3×4 — три жилы по 4 мм²: фаза, нуль и защитный проводник. Это однофазная линия 220 В.
- 5×4 — пять жил: три фазы, нуль и защитный проводник. Трёхфазная линия 380 В.
- 4×4 — четыре жилы. Подходит для трёхфазного двигателя без нуля (три фазы и защитная жила) или для старых схем «три фазы и нуль» без отдельного защитного проводника; в новых линиях защитная жила обязательна, и берут пятижильный кабель.
Сечение в обозначении — сечение каждой жилы, а не суммарное. Кабель 5×4 «выдерживает» ровно столько же на каждую фазу, сколько 3×4, но мощность по трём фазам втрое больше.
Как подобрать сечение под свою нагрузку
- Сложите мощности приборов, которые могут работать одновременно, и умножьте на коэффициент спроса: все приборы одновременно включены редко.
- Переведите мощность в ток по формулам выше. Для трёх фаз нагрузку стараются распределить по фазам равномерно, иначе одна фаза перегружена, а две недогружены.
- Выберите автомат с номиналом не меньше расчётного тока и не больше допустимого тока кабеля.
- Выберите сечение по допустимому току для своего способа прокладки, затем проверьте падение напряжения по длине линии.
- Если линия идёт в трубе или в пучке с другими кабелями, возьмите сечение на ступень больше: запас стоит недорого.
Типичная ошибка — выбирать кабель по мощности самого мощного прибора. Сечение определяет суммарный ток линии, а не одна розетка.
Автомат защищает кабель, а не прибор
Главная функция автоматического выключателя — защитить линию от перегрева при перегрузке и от короткого замыкания. Поэтому номинал автомата выбирают не по прибору, а по кабелю: его номинальный ток не должен превышать допустимый ток кабеля в вашей прокладке. Если на кабель 2,5 мм² поставить автомат 32 А, кабель сгорит раньше, чем автомат отключится. Для защиты самих приборов используют отдельные устройства. Как согласуются автоматы на разных ступенях, описано в статье «Селективность — что это простыми словами».
Длинная линия: падение напряжения
На длинных линиях ограничивает не нагрев, а потеря напряжения. Пример: медная линия 40 м (80 м туда и обратно) в однофазной сети, ток 20 А, удельное сопротивление меди принимаем 0,0175 Ом·мм²/м (у горячего кабеля оно выше примерно на пятую часть).
- Кабель 4 мм²: R = 0,0175 × 80 ÷ 4 = 0,35 Ом; потеря 0,35 × 20 = 7 В, то есть 7 ÷ 220 ≈ 3,2 %.
- Кабель 6 мм²: R = 0,0175 × 80 ÷ 6 ≈ 0,233 Ом; потеря ≈ 4,7 В, около 2,1 %.
- Тот же кабель 4 мм² при токе 25 А: 0,35 × 25 = 8,75 В, примерно 4 %.
В проектах обычно стараются держаться в пределах нескольких процентов, допустимое значение указано в нормах и техзадании. Если потеря велика, сечение увеличивают: перейти с 4 на 6 мм² на длинной линии часто дешевле, чем разбираться с недопитанным оборудованием.
Два примера: ввод в дом и линия от инвертора
Ввод в дом 15 кВт, три фазы. Ток по фазе: 15 000 ÷ (658 × 0,95) ≈ 24 А при cos φ = 0,95. Подходит автомат 25 А и пятижильный кабель 5×4 с запасом, примерно 28–38 А допустимого тока. Если линия длинная или проходит в трубе в земле, берут 5×6. Согласование ввода выполняется с энергоснабжающей организацией.
Линия от инвертора солнечной станции 10–12 кВт. Здесь решает схема инвертора. Трёхфазный инвертор 10 кВт даёт на фазу 10 000 ÷ 658 ≈ 15 А, на 12 кВт — около 18 А, поэтому подойдёт 5×4 с автоматом 20–25 А. Однофазный инвертор 10 кВт при 230 В выдаёт 10 000 ÷ 230 ≈ 43 А, а при 12 кВт — около 52 А: кабель 6 мм² для этого тесен, берут 10 мм² и выше. Максимальный выходной ток каждой модели указан в паспорте. Какие марки кабеля подходят в доме со станцией, смотрите в статье «Кабель нг(А)-LS, HF, FR для дома с солнечной станцией».
Частые вопросы
Сколько киловатт выдерживает кабель 4 мм² в 380 В?
Медный кабель 4 мм² с автоматом на 25 А — около 16,5 кВт при активной нагрузке, при cos φ около 0,9 — около 14,8 кВт. Точная цифра зависит от способа прокладки.
Сколько киловатт держит кабель 3×4 в сети 220 В?
Около 5,5 кВт при автомате 25 А. При открытой прокладке в хороших условиях иногда ставят автомат 32 А, это примерно 7 кВт.
Какой кабель нужен на 20 кВт, 380 В?
Ток по фазе: 20 000 ÷ (658 × 0,95) ≈ 32 А. Подойдёт медь 5×6 с автоматом 32 А; 5×4 на пределе и только при хорошей прокладке и короткой линии.
Можно ли поставить автомат больше, чем допустимый ток кабеля?
Нельзя: при перегрузке кабель нагреется до того, как автомат сработает. Номинал выбирают по кабелю, а если прибору нужен больший ток, увеличивают сечение.