Кабели и сечение на кабели — практическо ръководство

Nova Solar Systems

Изборът на кабел е едно от най-подценяваните решения в една електрическа инсталация. Занижено сечение означава прегряване, ускорено стареене на изолацията, пад на напрежението и в най-лошия случай пожар. Завишено сечение означава излишно похарчени пари и трудно полагане. В тази статия обясняваме как се избира сечение, какви видове кабели се използват в България и защо начинът на полагане променя всичко.

1. Какво определя сечението на един кабел

Сечението (в кв.мм) се избира по четири критерия, като водещ е най-строгият от тях:

1. Токово натоварване (нагряване) — колко ампера може да пренесе проводникът, без изолацията да превиши работната си температура.
2. Пад на напрежението — при дълги трасета това често е ограничаващият фактор, а не нагряването.
3. Съгласуване със защитата — номиналът на автоматичния прекъсвач трябва да е по-малък или равен на допустимия ток на кабела.
4. Ток на късо съединение — кабелът трябва да издържи термично до задействането на защитата.

Таблицата по-долу отговаря само на първия критерий. Тя е отправна точка, не окончателен проект.

2. Таблица за допустим ток и мощност по сечение

Стойностите са ориентировъчни, за постоянно натоварване при около 25 °C околна температура и единичен кабел (не в сноп).

Полагане във въздуха / на открито

Полагане в земята

Как да четете таблицата

• Токът в ампери е реалната величина. Мощността в kW е просто преизчисление при cos φ = 1: за 220 V еднофазно P = 220 × I, за 380 V трифазно P = 1.73 × 380 × I. При индуктивни товари (мотори, компресори, помпи) с cos φ = 0.85 реалната активна мощност е с ~15 % по-малка при същия ток.
• Земята охлажда по-добре от въздуха. Затова един и същ кабел в изкоп издържа значително по-голям ток — 10 кв.мм мед е 55 A във въздух и 90 A в земя. Това важи обаче само при добър контакт с почвата и подходящо запълване; в суха песъчлива почва или в защитна тръба стойността пада.
• Алуминият изостава с една-две стъпки. Той има около 60 % от проводимостта на медта, така че за същия ток е нужно приблизително с едно сечение по-нагоре. Пример: 25 A изискват 2.5 кв.мм мед, но 4 кв.мм алуминий.

3. Мед или алуминий

Алуминият е икономически оправдан от около 25–35 кв.мм нагоре, при магистрални трасета. За домашни и обектови инсталации, за фотоволтаични и акумулаторни връзки се използва само мед — там всяка връзка трябва да е надеждна десетилетия без обслужване.

4. Видове кабели и къде се използват

Кабели за сгради

• ПВВ-МБ1 (плосък кабел) — PVC изолация и обвивка, плосък. За скрито полагане под мазилка. Не е за влага, не е за открито, не е за UV.
• СВТ / NYM — кръгъл кабел с PVC обвивка. Универсален за вътрешни инсталации, в тръба, в PVC канал, върху скоби.
• NYY / СВТ-с — с усилена обвивка. Подходящ за полагане в земя (в пясъчно легло и защитна тръба), в мокри помещения, на открито.
• САВТ / САВТ-с — алуминиев вариант на горните, за захранващи линии.
• ПВА1 (твърд, едножилен) и ПВА2 / H07V-K (многожилен, гъвкав) — единични проводници. Само в тръба или в табло, никога открито.
• ШКПЛ / ШКПТ / H07RN-F — гумена изолация, много гъвкав, устойчив на механични натоварвания. За подвижни консуматори, строителни площадки, помпи.

Кабели за фотоволтаични системи

• H1Z2Z2-K (соларен DC кабел) — единичен, калайдисана мед, двойна безхалогенна изолация, устойчив на UV, озон, температури от -40 до +90 °C, номинал 1.5 kV DC. Стандартно 4 или 6 кв.мм за стрингове. Обикновен ПВА2 или СВТ на покрив не е допустим — PVC изолацията се напуква от UV за 2–3 години.
• Кабели за акумулаторни батерии — тук токовете са най-високите в цялата система. При 48 V система един хибриден инвертор Deye от 12 kW може да тегли над 250 A от батерията, което изисква 70–95 кв.мм мед на много къса дължина. Използват се гъвкави кабели с клас 5 усукване и правилно кримпнати кабелни обувки.
• AC изход и връзка към таблото — стандартен меден кабел, оразмерен по номиналния AC ток на инвертора плюс запас.
• Комуникационни линии — CAN/RS485 между инвертор и BMS, екраниран усукан чифт, положен отделно от силовите трасета.

Кабели за електромобилни зарядни станции

Зарядната станция работи с продължителен, постоянен товар часове наред — това е най-тежкият режим за един кабел. Затова се оразмерява с 25 % запас над номиналния ток:

• 7.4 kW (32 A, еднофазно) → минимум 6 кв.мм мед
• 11 kW (16 A, трифазно) → 4 кв.мм мед
• 22 kW (32 A, трифазно) → 6 кв.мм мед, при дълго трасе 10 кв.мм

5. Начини на полагане и как влияят на сечението

Един и същ кабел пренася различен ток в зависимост от това как е положен. Причината е една — отвеждането на топлината.

Допълнителни коефициенти

• Групиране. Няколко кабела един до друг се загряват взаимно. При 4 токови вериги в един канал допустимият ток пада с около 35 %, при 9 вериги — с около 50 %. Това е най-често пренебрегваната корекция при пълни кабелни канали.
• Температура на околната среда. Таблицата важи за ~25–30 °C. На таван под ламарина, в техническо помещение до инвертори или на южна фасада температурата достига 50–60 °C и допустимият ток пада с 20–30 %. За PV инсталации това е особено съществено — кабелите зад панелите работят точно в най-горещите часове.
• Тип изолация. PVC издържа 70 °C на жилото, XLPE и безхалогенните материали — 90 °C, което дава по-висок допустим ток при същото сечение.

Правила при полагане в земя

• Дълбочина минимум 80 см при преминаване под пътища и алеи, 60–70 см при свободен терен.
• Легло от пресят пясък 10 см отдолу и 10 см отгоре, без камъни.
• Предупредителна лента или тухли над кабела.
• Защитна тръба (PVC или гофрирана двустенна) поне при пресичания и излизане от земята.
• Резервна тръба в същия изкоп — струва почти нищо сега и спестява втори изкоп по-късно.

6. Пад на напрежението — критерият, който често пропускат

При дълги трасета кабелът може да е термично напълно достатъчен, но напрежението да падне толкова, че консуматорът да не работи правилно.

Еднофазно: ΔU = (2 × L × I × ρ) / S

Трифазно: ΔU = (1.73 × L × I × ρ) / S

където L е дължина в метри, I — ток в ампери, S — сечение в кв.мм, а ρ = 0.0175 за мед и 0.028 за алуминий.

Допустимите норми са около 3 % за осветление и 5 % за силови вериги. За фотоволтаична система на DC страна се препоръчва под 1 % — всеки изгубен волт е директно намалено производство всяка слънчева минута.

Пример. Зарядна станция 22 kW (32 A) на 60 м от таблото, с кабел 6 кв.мм мед: ΔU = (1.73 × 60 × 32 × 0.0175) / 6 = 5.8 V, тоест 1.5 % от 380 V — приемливо. При 120 м обаче падът става 11.6 V (3 %) и кабелът вече е граничен — по-разумно е 10 кв.мм, макар термично 6 кв.мм да стига.

7. Типични грешки

• Автоматичен прекъсвач 25 A на кабел 1.5 кв.мм — защитата няма да предпази кабела.
• Изтегляне на 8 вериги в един гофриран маркуч без корекция за групиране.
• Обикновен PVC кабел, положен открито на покрив при PV инсталация.
• Директна връзка мед-алуминий без преходна клема — галванична корозия и загряване на контакта.
• Занижени кабели между батерия и инвертор „защото са само 2 метра" — точно там токовете са най-високи.
• Удължители на макара, използвани навити — навитият кабел не се охлажда и допустимият ток пада наполовина.
• Кабелни обувки, стегнати с клещи вместо кримпнати с матрица — преходно съпротивление, което гори с годините.

8. Нормативна основа

В България оразмеряването се извършва по Наредба № 3 за устройството на електрическите уредби и електропроводните линии и по БДС HD 60364-5-52 (избор и монтаж на електрически съоръжения — електрически инсталации). Таблиците в тази статия са практическа справка за бърза ориентация — за реален обект се изготвя проект от правоспособен проектант, който отчита конкретните коефициенти на полагане, температура, групиране и селективност на защитите.

Имате нужда от точно оразмеряване?

Nova Solar Systems проектира и изгражда фотоволтаични системи с хибридни инвертори Deye, системи за съхранение на енергия и зарядни станции за електромобили. Оразмеряваме кабелните трасета по действителния режим на работа — с отчитане на пада на напрежението, температурата на околната среда и начина на полагане, а не по груба таблица.

🌐 novaelectronica.eu