Cable-selection-gost-r-50571-4-43-2012

📘 Введение

ГОСТ Р 50571.4.43-2012 (МЭК 60364-4-43:2008) устанавливает требования к защите кабелей от перегрузки.

Для обеспечения надёжности и безопасности необходимо соблюдать два обязательных условия, касающихся координации между проводниками и защитными устройствами.

📐 Основные условия защиты от перегрузки

Согласно п. 433.1, должны быть выполнены два условия:

🧮 Условие 1:

Iв ≤ In ≤ Iz

Где:

• Iв — расчётный ток цепи;
• In — номинальный ток защитного устройства;
• Iz — длительно допустимый ток кабеля.

Это условие означает, что:

• расчётный ток цепи не должен превышать номинального тока автомата;
• автомат, в свою очередь, не должен превышать допустимый ток кабеля.

Цель — исключить перегрев кабеля в нормальных условиях работы.

🔥 Условие 2:

I₂ ≤ 1.45 × Iz

Где:

• I₂ — ток надёжного отключения защитного устройства за заданное стандартное время (как правило, 1 час);
• Iz — длительно допустимый ток кабеля.

Для большинства автоматических выключателей значение I₂ принимается как:

I₂ = 1.45 × In

Таким образом, второе условие часто проверяется как:

1.45 × In ≤ 1.45 × Iz → In ≤ Iz

Однако это равенство справедливо только в статическом виде.

В действительности, второе условие — более жёсткое, так как описывает временной характер перегрузки и защищает кабель от чрезмерного нагрева при затяжном превышении тока.

🧰 Поправочные коэффициенты условий прокладки

Длительно допустимый ток кабеля (Iz), указанный в таблицах ПУЭ, справедлив только при стандартных условиях:

• одиночная прокладка;
• температура воздуха +25 °C;
• прокладка в воздухе или в земле без плотного прилегания других кабелей.

В реальных условиях необходимо применять поправочные коэффициенты, понижающие допустимый ток кабеля:

Iz′ = Iz × K₁ × K₂ × K₃

Где:

• K₁ — коэффициент, учитывающий способ прокладки (труба, лоток, пучок);
• K₂ — температурный коэффициент (для окружающей среды >25 °C);
• K₃ — коэффициент групповой прокладки (для 2-х и более кабелей рядом).

📎 Примеры коэффициентов:

• Прокладка в трубе по воздуху: K₁ = 0.87
• Температура окружающей среды +35 °C: K₂ = 0.94
• Групповая прокладка 3 кабелей: K₃ = 0.85

👉 Тогда:

Iz′ = 27 × 0.87 × 0.94 × 0.85 ≈ 18.8 A

Это и будет фактический длительно допустимый ток, который сравнивается с номиналом автомата (In).

📌 Вывод: Даже если таблица даёт Iz = 27 A (например, для 2.5 мм²), реальные условия могут снизить допустимый ток на 20–40%.

Если полученное значение Iz′ < In — кабель не подходит, требуется увеличение сечения.

⚠️ Пояснение к второму условию

На иллюстративной схеме (см. Схему 1), отображающей рост тока во времени, видно:

• Ток в цепи возрастает от In до I₂ = 1.45 × In;
• Кабель при этом также испытывает рост температуры, вплоть до Iz × 1.45 — допустимого предела перегрева изоляции.

Пример:

• Кабель с ПВХ изоляцией:

 - номинальная температура: +70 °C  
 - кратковременно допустимая: +90 °C  
 - ток в этом случае: Iz × 1.16

Следовательно:

• даже если условие In ≤ Iz формально выполнено;
• при длительной перегрузке ток I₂ может превысить температурный предел, допустимый для данной изоляции.

В этом случае защита не считается обеспеченной, и согласно Примечанию 1 к п. 433.1:

"Если защита в соответствии с этим пунктом, возможно, не обеспечивает защиту в определённых случаях [...] должен рассматриваться вопрос о выборе кабеля с большей площадью поперечного сечения."

Дополнительно:

• для безизоляционных проводников или кабелей с термостойкой изоляцией возможна работа при I₂ ≈ 1.45 × Iz;
• для ПВХ — обычно требуется ограничение I₂ ≤ 1.16 × Iz.

🖼️ Схема 1. Рост тока и температурная перегрузка кабеля

Схема 1. Рост тока и температуры: In → I₂, Iz → Iz×1.45

🧾 Пример расчёта

• Нагрузка: P = 3.6 кВт
• cosφ = 0.95
• Напряжение: 230 В (однофазная цепь)

1. Расчётный ток:

Iв = P / (U × cosφ) = 3600 / (230 × 0.95) ≈ 17.22 A

2. Автомат:

In = 20 A

I₂ = 1.45 × 20 = 29 A

3. Кабель 2.5 мм²:

Iz = 27 A (по ПУЭ, таблица 1.3.6, прокладка в трубе)

1.45 × Iz = 39.15 A

1.16 × Iz = 31.32 A (температура ≈ 90 °C)

Проверка условий:

• Условие 1: 17.22 ≤ 20 ≤ 27 → выполнено
• Условие 2: 29 ≤ 39.15 → формально выполнено
• Но: 29 > 31.32 → температура ПВХ-изоляции будет близка к пределу

🔎 Вывод по примеру

Формально оба условия ГОСТ выполнены, но перегрев изоляции возможен. Требуется увеличение сечения кабеля до 4.0 мм²:

• Iz = 38 A
• 1.45 × Iz = 55.1 A
• 1.16 × Iz = 44.1 A
• In = 20 A, I₂ = 29 A

→ Условие 2 выполняется даже для ПВХ изоляции с запасом

✅ Заключение

Для надёжной защиты от перегрузки должны быть выполнены оба условия:

1. Iв ≤ In ≤ Iz — защита от перегрева при номинальной нагрузке
2. I₂ ≤ 1.45 × Iz — защита кабеля при длительной перегрузке

В ряде случаев соблюдение только первого условия не гарантирует сохранности кабеля, особенно с ПВХ изоляцией.

Необходимо учитывать характеристики изоляции, коэффициенты условий прокладки, и при необходимости увеличивать сечение кабеля, даже если формулы ГОСТ выполнены математически.

🔐 Правильная интерпретация второго условия — ключ к обеспечению безопасности.

---

← Назад к разделу «Нормы, ГОСТы, правила проектирования и инструкции»