Калькулятор потери напряжения в кабеле
Калькулятор считает потерю напряжения в кабеле и проводах по току или мощности, длине и сечению: в вольтах, в процентах и в потерях мощности. Линию можно разбить на участки с разными сечениями, выбрать однофазную, трёхфазную или постоянную сеть и сравнить результат с нормой СП 256 и ГОСТ Р 50571.5.52.
Для одной загруженной фазы трёхфазной линии выберите одну фазу
Фазное напряжение
Для электродвигателя берите по паспорту. Приложение G при отсутствии данных принимает 0,8
Участки идут от начала линии к нагрузке, по всем течёт один и тот же ток. Потери участков складываются в процентах от номинального напряжения
Приложение G справочное: ρ = 0,0225 Ом·мм²/м (медь) и 0,036 (алюминий), реактивное сопротивление 0,08 мОм/м
Сопротивление растёт примерно на 0,4% на градус: допущение, коэффициент 0,004 1/К
Для линий длиннее 100 м (кроме сверхнизкого напряжения и своего значения) норма растёт на 0,005% на каждый метр сверх 100, но не более чем на 0,5%
По горизонтали длина линии в масштабе, по вертикали напряжение: наклон каждого участка показывает его потерю на метр. Пунктир — нижняя граница по норме
Как считается потеря напряжения
Потерей напряжения называют разность между напряжением в начале линии и на нагрузке, обычно в процентах от номинального. Метод приложения G ГОСТ Р 50571.5.52-2011 учитывает активное сопротивление жил, коэффициент мощности и реактивное сопротивление линии. Калькулятор применяет его по умолчанию, а по желанию переключается на упрощённый расчёт.
Ток находят по мощности: I = P × 1000 ÷ (U × cos φ) для одной фазы, I = P × 1000 ÷ (√3 × U × cos φ) для трёх фаз, I = P ÷ U для постоянного тока. Если в трёхфазной линии загружена только одна фаза, приложение G считает такую цепь однофазной: выберите «одна фаза» и введите фазное напряжение.
Нормы потери напряжения
Числовой предел задают два документа, и они различаются: строка берётся из той нормы, на которую ссылается проект. В главах ПУЭ 1.2, 1.3, 3.1, 6.2 и 7.1 числового предела потери напряжения мы не нашли, поэтому ссылка на «5% по ПУЭ» в чужих расчётах нашего подтверждения не имеет.
| Документ | Участок или случай | Допустимая потеря |
|---|---|---|
| СП 256.1325800.2016, п. 8.23 | от ВРУ здания до самых удалённых светильников | 3% |
| СП 256.1325800.2016, п. 8.23 | от ВРУ здания до прочих потребителей | 4% |
| СП 256.1325800.2016, п. 8.23 | от шин 0,4 кВ подстанции до самого удалённого светильника общего освещения, суммарно | как правило не более 7,5% |
| СП 256.1325800.2016, п. 8.23 | осветительные сети сверхнизкого напряжения, считая от источника питания | до 10% |
| ГОСТ Р 50571.5.52-2011, приложение G, тип A | установка питается от общей сети низкого напряжения: освещение и другие потребители | 3% и 5% |
| ГОСТ Р 50571.5.52-2011, приложение G, тип B | установка питается от индивидуального источника низкого напряжения: освещение и другие потребители | 6% и 8% |
| оба документа | линия длиннее 100 м | +0,005% за каждый метр сверх 100, не более +0,5% |
Кроме потери в линии СП 256 (п. 8.23) рекомендует держать напряжение в точке питания потребителя в пределах ±10% от номинального в нормальных условиях работы сети: эту часть определяет сетевая организация, а не сечение вашего кабеля.
Быстрая оценка по таблице
Потеря напряжения растёт пропорционально длине и току и обратно пропорциональна сечению. В таблице показана потеря на линии 10 м при токе 10 А, cos φ = 1, однофазная сеть, по методу приложения G (реактивная часть при cos φ = 1 равна нулю). Для другой длины и тока умножьте значение на (L ÷ 10) × (I ÷ 10).
| Сечение, мм² | Медь, В | Медь, % от 230 В | Алюминий, В | Алюминий, % от 230 В |
|---|---|---|---|---|
| 1,5 | 3,00 | 1,30 | 4,80 | 2,09 |
| 2,5 | 1,80 | 0,78 | 2,88 | 1,25 |
| 4 | 1,12 | 0,49 | 1,80 | 0,78 |
| 6 | 0,75 | 0,33 | 1,20 | 0,52 |
| 10 | 0,45 | 0,20 | 0,72 | 0,31 |
| 16 | 0,28 | 0,12 | 0,45 | 0,20 |
| 25 | 0,18 | 0,08 | 0,29 | 0,13 |
| 35 | 0,13 | 0,06 | 0,21 | 0,09 |
| 50 | 0,09 | 0,04 | 0,14 | 0,06 |
| 70 | 0,06 | 0,03 | 0,10 | 0,04 |
Как уменьшить потерю напряжения
Самый прямой способ — увеличить сечение: потеря обратно пропорциональна сечению. Второй способ — сократить трассу или перенести щиток ближе к нагрузке. Третий — перейти с однофазной линии на трёхфазную: при той же мощности ток в фазе меньше, а в процентах от напряжения фаза-ноль потеря получается заметно ниже. Для линии с двумя сечениями полезно заменить на более толстый кабель именно участок с наибольшей потерей: в калькуляторе его видно в блоке «По участкам».
Если на выходе стоит «превышена», смотрите блок «Что изменить»: там наименьшее одинаковое сечение для всей линии и предельная длина последнего участка. Но потеря напряжения — только одно из условий: сечение по нагреву и автомат подбирают в калькуляторе сечения кабеля.
Примеры расчёта
Пример 1. Розеточная линия 3,5 кВт, 60 м, 2,5 мм²
- Ток: I = 3,5 × 1000 ÷ (230 × 1) = 15,22 А
- Потеря напряжения: 16,43 В, 7,15%, норма 4,00%: превышена на 3,15%
- Напряжение на нагрузке: 213,57 В из 230 В, потери мощности в проводах: 250,1 Вт (7,15% мощности нагрузки)
- Наименьшее одинаковое сечение для нормы: 6 мм², при 60 м потеря с ним: 2,98%
Пример 2. Линия из двух участков: 25 м по 10 мм² и 15 м по 4 мм², нагрузка 8 кВт
- Ток: 35,49 А (cos φ = 0,98)
- Участок 1: 25 м, 10 мм², потеря 3,94 В (1,71%); участок 2: 15 м, 4 мм², потеря 5,89 В (2,56%)
- Сумма: 9,83 В, 4,27%, норма 4,00%: превышена на 0,27%
- Предельная длина последнего участка: 13 м (сейчас 15 м)
Пример 3. Светодиодная лента 24 В, 96 Вт, 5 м, провод 1 мм²
- Ток: I = 96 ÷ 24 = 4,00 А
- Потеря напряжения: 0,90 В, 3,75%, на ленте 23,10 В из 24 В
- Норма для осветительной сети сверхнизкого напряжения 10,00%: в норме, запас 6,25%
- Предельная длина провода: 13 м (сейчас 5 м)
Что калькулятор не делает
- Не подбирает сечение по нагреву и по току автомата: для этого есть калькулятор сечения кабеля.
- Не учитывает несимметрию нагрузки по фазам, высшие гармоники, пусковые токи и провалы напряжения при запуске двигателей.
- Реактивное сопротивление принято 0,08 мОм/м по умолчанию (приложение G): для больших сечений, шинопроводов и кабелей с особой конструкцией используйте данные производителя.
- Не считает отклонение напряжения на подстанции и в питающей сети: это зона сетевой организации.
- Не складывает потери разных ответвлений: участки идут последовательно, по всем течёт один и тот же ток.
- Не заменяет проект: допустимую потерю и способ расчёта подтверждает проектировщик.
Частые вопросы
Как рассчитать потерю напряжения в кабеле?
Потеря напряжения равна ΔU = b × I × L × (ρ ÷ S × cos φ + λ × sin φ), где b = 2 для одной фазы и 1 для трёх фаз. Для линии 3,5 кВт, 60 м, 2,5 мм² ток 15,22 А и потеря 16,43 В, 7,15%. Калькулятор считает это по участкам и сразу сравнивает результат с нормой.
Какая потеря напряжения допустима в кабеле?
СП 256.1325800.2016 (п. 8.23) допускает до 3% от ВРУ до светильников и до 4% до прочих потребителей, ГОСТ Р 50571.5.52 (приложение G) для общей сети 3% и 5%, для своего источника 6% и 8%. Для линий длиннее 100 м норма растёт на 0,005% за метр сверх сотни, но не более чем на 0,5%. Подставьте норму из вашего проекта в поле «Допустимая потеря напряжения».
Почему результат больше, чем по простой формуле 2·I·L·ρ÷S?
Приложение G берёт удельное сопротивление для нормальных условий работы жилы, в 1,25 раза выше, чем при 20 °C (для меди 0,0225 вместо 0,018), и учитывает cos φ и реактивное сопротивление. Для линии 3,5 кВт на 60 м с сечением 2,5 мм² получается 7,15%, а упрощённый расчёт по таблице ГОСТ 22483 при 20 °C даёт 5,88%. Метод можно переключить в блоке «Метод и норма».
Как уменьшить потерю напряжения?
Увеличьте сечение, сократите линию или перейдите на трёхфазную линию. Для нагрузки 7 кВт и линии 100 м с проводом 6 мм² потеря составляет 9,99% по одной фазе и 1,65% по трём фазам. Блок «Сравнение сечений» показывает, при каком сечении вся линия укладывается в норму.
Нужно ли считать потерю напряжения для светодиодной ленты на 12 или 24 В?
Да, потому что при низком напряжении тот же ток даёт большую потерю в процентах. СП 256 для осветительных сетей сверхнизкого напряжения допускает изменение напряжения до 10%, считая от источника питания. Для ленты 96 Вт при 24 В на 5 м провода 1 мм² калькулятор показывает 0,90 В, 3,75%.
Как посчитать линию из двух участков с разным сечением?
Добавьте участок кнопкой в блоке «Линия по участкам»: по всем участкам течёт один ток, потери складываются в процентах от номинального напряжения. В примере 25 м по 10 мм² плюс 15 м по 4 мм² при 8 кВт общая потеря составляет 4,27%, из них на втором участке 2,56%.
Какое значение cos φ брать для расчёта?
Для обогревателей и ламп накаливания 1, для двигателей и насосов по паспорту. В СП 256 (п. 7.1.12) для квартир с электроплитами указано 0,98, с газовыми плитами 0,96, для насосов и вентиляторов 0,8. Если данных нет, приложение G принимает 0,8.
Достаточно ли проверить только потерю напряжения?
Нет. Сечение должно ещё выдержать ток без перегрева (таблицы ПУЭ) и быть не меньше минимума для вида линии, а автомат подбирают по расчётному и допустимому току. Все три условия сразу проверяет калькулятор сечения кабеля, автомат и УЗО считаются отдельно.
Связанные расчёты
Как мы считаем и проверяем: нормы берём из СП, ГОСТ и технических листов производителей, числа на странице совпадают с результатом калькулятора. Подробнее о методике. Нашли ошибку? Сообщите нам.