Кабель на ввод в дом 380 В: какое сечение на 10, 15, 20 и 25 кВт, медь или алюминий
Ток на фазу при трёхфазном вводе считают по формуле I = P ÷ (√3 × 400 × cos φ). Для разрешённой мощности 15 кВт он составляет около 23 А, для 25 кВт — около 38 А. По этим токам кабель ввода берут из меди сечением 4–10 мм² или из алюминия 6–16 мм², с поправкой на длину и способ прокладки. Окончательное решение принимают по техническим условиям энергоснабжающей организации и проекту, поэтому цифры ниже — основа для разговора с проектировщиком, а не замена проекта.
Как посчитать ток для 380 В
В трёхфазной сети линейное напряжение 400 В (в быту говорят «380»). Мощность нагрузки, распределённой по фазам поровну, равна P = √3 × U × I × cos φ. Отсюда ток в каждой фазе: I = P ÷ (√3 × 400 × cos φ). Корень из трёх — около 1,732, поэтому знаменатель при cos φ = 0,95 равен 1,732 × 400 × 0,95 ≈ 658.
- 10 кВт: 10 000 ÷ 658 ≈ 15,2 А;
- 15 кВт: 15 000 ÷ 658 ≈ 22,8 А;
- 20 кВт: 20 000 ÷ 658 ≈ 30,4 А;
- 25 кВт: 25 000 ÷ 658 ≈ 38,0 А.
Типичная ошибка при самостоятельных расчётах — делить мощность на 220 В, как для однофазной сети. Для 15 кВт получится 68 А, и сечение окажется завышенным втрое. Трёхфазный ввод удобен именно тем, что ток делится между тремя фазами. Но пользоваться этим можно только при условии, что нагрузка действительно распределена по фазам: если на одной фазе висит весь дом, а остальные пустуют, считать нужно по самой нагруженной.
Таблица: разрешённая мощность, ток, медь и алюминий
| Разрешённая мощность | Ток на фазу (cos φ 0,95) | Вводной автомат | Медь, мм² | Алюминий, мм² |
|---|---|---|---|---|
| 10 кВт | около 15 А | 16–20 А | 2,5–4 | 4–6 |
| 15 кВт | около 23 А | 25 А | 4–6 | 6–10 |
| 20 кВт | около 30 А | 32 А | 6 | 10 |
| 25 кВт | около 38 А | 40 А | 6–10 | 16 |
Диапазоны сечений отражают разные условия: меньшее значение подходит для короткого участка при открытой прокладке, большее — для длинной линии или кабеля в трубе, в земле, в утеплённой стене. Таблицы для 4 и 6 мм² при разных схемах питания разобраны в статье «Кабель 4 и 6 мм²: сколько киловатт выдерживает в сети 220 и 380 В».
Отсюда ответы на частые запросы. Кабель 5х4 (пять жил по 4 мм² меди) подходит для вводного автомата 25 А, то есть примерно 15–16 кВт трёхфазной нагрузки. ВВГ 4х4 выдерживает те же токи, но у него четыре жилы: три фазы и один проводник. Для дома, где разделены ноль и земля, нужны пять жил. Для нагрузки 20 кВт сечение меди — 6 мм², для 9–10 кВт хватит 2,5–4 мм².
Помните о том, что разрешённая мощность — это ограничение, закреплённое в договоре и технических условиях, а не желание. Как она связана с солнечной станцией, подробно написано в статье «Разрешённая мощность и солнечная станция».
Из чего состоит ввод и кто за что отвечает
Ввод частного дома делят на три участка, и у каждого свои особенности.
- Ответвление от опоры. Обычно это самонесущий изолированный провод (СИП) от линии до вводного устройства на фасаде или столбе. Участок до границы балансовой принадлежности принадлежит энергоснабжающей организации, и сечение провода определяет она в технических условиях. Граница указана в акте разграничения, и от неё зависит, кто отвечает за ремонт; как её читать, разобрано в уроке об акте разграничения балансовой принадлежности.
- От щита учёта до дома. Нередко это траншея с кабелем в земле. Сечение здесь определяют током и длиной, а в земле кабель охлаждается лучше, чем в стене, но требует защиты от механических повреждений и воды. Подробности — в статье про кабель в земле от наземной станции до дома.
- Внутри дома. От вводного автомата до распределительного щитка и по группам. Здесь действует правило: вводной автомат не больше допустимого тока самого слабого участка.
В СИП от опоры обычно четыре жилы: три фазы и совмещённый нулевой и защитный проводник PEN. Внутри дома после вводного щитка проводник разделяют на нулевой N и защитный PE, поэтому дальше по дому нужны пять жил. Разделение выполняют в одной точке — на вводе — и после неё N и PE не соединяют.
Падение напряжения на 50–80 метрах
Если дом удалён от щита учёта, сечение определяют не только током, но и потерей напряжения. Для трёхфазной линии: ΔU = √3 × I × R × cos φ, где R — сопротивление одной жилы, R = ρ × L ÷ S.
Пример 1. Ввод 25 А, 60 м, медь 4 мм². R = 0,0175 × 60 ÷ 4 = 0,2625 Ом. ΔU = 1,732 × 25 × 0,2625 × 0,95 ≈ 10,8 В. В процентах от 400 В это 2,7 %.
Пример 2. Тот же ток и длина, медь 6 мм². R = 0,0175 × 60 ÷ 6 = 0,175 Ом. ΔU = 1,732 × 25 × 0,175 × 0,95 ≈ 7,2 В, то есть 1,8 %.
Пример 3. 80 м, 38 А, алюминий 16 мм². R = 0,028 × 80 ÷ 16 = 0,14 Ом. ΔU = 1,732 × 38 × 0,14 × 0,95 ≈ 8,8 В, то есть 2,2 %.
Расчёт идёт по сопротивлению при 20 °C; в нагретом кабеле оно выше примерно на 10–20 %. Допустимые потери для ввода зависят от проекта и требований: чем длиннее линия, тем чаще выбирают сечение на ступень больше, чем минимально нужно по нагреву. Для цепей меньшего сечения и других мощностей потери можно проверить в калькуляторе сечения кабеля.
Солнечная станция и сечение ввода
Если дом получает гибридную или сетевую станцию, ввод работает в обе стороны: инвертор не только потребляет, но и подаёт энергию в линию дома, а излишки в сторону сети до отключения уходить не должны. Инвертор 10–15 кВт отдаёт в линию ток порядка 15–23 А на фазу, то есть сопоставимый с нагрузкой. Если сечение ввода подобрано «впритык» под мощность потребления, то сложение потребления и генерации на отдельных участках цепи не должно превышать допустимый ток кабеля. Поэтому сечение ввода проверяют и под отдачу станции.
Вторая сторона — напряжение. При генерации напряжение на выходе инвертора выше, чем у потребителей, и чем длиннее и тоньше линия, тем сильнее разница. Если на длинной слабой линии напряжение поднимается выше порога, инвертор отключается; причины и решения разобраны в статье «Инвертор отключается по перенапряжению сети». Запас по сечению ввода уменьшает эту проблему.
Примеры станций, подключённых к трёхфазному вводу, видны в наших работах: гибридная СЭС 9 кВт для дома и бани в Гродно.
Типичные ошибки при выборе кабеля ввода
- Расчёт по 220 В. Для трёхфазного ввода мощность делят на √3 × 400, а не на 220. Ошибка завышает сечение в три раза.
- Забыта пятая жила. После разделения PEN в доме нужны отдельные N и PE, и четырёхжильный кабель здесь не годится.
- Ввод «впритык» под сегодняшнюю нагрузку. Через год-два в доме появляются электромобиль, тепловой насос, бойлер, и запаса по току не остаётся. Кабель менять дороже, чем сразу взять сечение на ступень больше.
- Неравномерная нагрузка по фазам. Все однофазные потребители висят на одной фазе, и её кабель греется, а остальные недогружены.
- Сечение по таблице без учёта прокладки. Кабель в трубе и в земле, в пучке и на солнечной стене греется по-разному, поэтому допустимый ток надо корректировать; об этом написано в уроке о поправочных коэффициентах для кабеля.
Частые вопросы
Какой кабель нужен на 20 кВт при 380 В?
Ток на фазу около 30 А, вводной автомат 32 А. Для меди это 6 мм², для алюминия 10 мм². Если линия длиннее 50 м или проложена в земле и в трубе, проверьте потери и поправку на прокладку.
Сколько киловатт выдерживает кабель 5х4?
Медный кабель 5х4 в обычных условиях работает с автоматом 25 А: 1,732 × 400 × 25 ≈ 17,3 кВт при cos φ = 1 и около 16,5 кВт при cos φ = 0,95. Практически закладывают 15–16 кВт.
Хватит ли кабеля 4х4 для 10 кВт?
Для 10 кВт ток около 15 А, и по нагреву кабеля 4 мм² достаточно с большим запасом. Но число жил определяется схемой заземления дома, а не мощностью: если нужны отдельные N и PE, жил должно быть пять.
Что лучше для ввода — медь или алюминий?
Медь компактнее и надёжнее в соединениях, алюминий дешевле и применяется на длинных участках большого сечения. В доме после щита учёта чаще выбирают медь, а соединения алюминия с медью выполняют только специальными зажимами, как описано в статье об алюминиевом проводе.