Калькулятор тока короткого замыкания

Расчёт нужен при выборе автоматического выключателя для длинной линии - к гаражу, бане, уличным розеткам, - при проверке существующей проводки и при выборе сечения кабеля: на длинной тонкой линии ток КЗ может оказаться слишком мал, и автомат не отключит её мгновенно.

Подготовьте: фазное напряжение (по умолчанию 230 В); длину кабеля от щита до самой дальней точки линии в метрах - по плану трассы или замером; сечение жилы в кв. мм - по маркировке на оболочке кабеля; материал жил (медь или алюминий); сопротивление сети до щита в омах - лучше из замера петли "фаза-ноль" на вводе, а без замера для городской сети обычно 0,2-0,6 Ом; номинальный ток и характеристику автомата - по маркировке на корпусе (например, C16).

Длину вводите в одну сторону: калькулятор сам удваивает её, учитывая фазный и нулевой провода. Сечение - одной жилы, а не сумма жил кабеля.

Типичные ошибки: вводят уже удвоенную длину - ток занижается; путают сечение в кв. мм с диаметром жилы в мм; выбирают медь для алюминиевой проводки; ориентируются на нижнюю границу мгновенного расцепления вместо верхней.

Если результат "нет", увеличьте сечение, уменьшите номинал автомата или рассмотрите характеристику с меньшей кратностью и пересчитайте. Расчёт упрощённый, реальный ток обычно немного меньше расчётного. Работы в щите и на линии под напряжением выполняет только специалист с допуском; расчёт нужен для подбора и не заменяет проект.

Используется упрощённая формула тока однофазного КЗ в сети TN: ток ограничен сопротивлением петли "фаза-ноль" - фазного и нулевого проводов линии плюс сети до щита (трансформатора - треть его сопротивления - и питающих линий).

Сопротивление петли = 2 * плотность * Длина / Сечение
Ток КЗ = Напряжение / (Сопротивление петли + Сопротивление сети)
Кратность = Ток КЗ / Номинальный ток
Мгновенное срабатывание - да, если Кратность >= Порог, иначе нет

Обозначения:

• плотность - удельное сопротивление жил при 20 градусах Цельсия: медь 0,0175, алюминий 0,028 Ом*кв. мм/м;
• Длина - длина кабеля от щита до точки, м; Сечение - сечение жилы, кв. мм;
• Напряжение - фазное напряжение, В; Сопротивление сети - сопротивление сети до щита, Ом;
• Номинальный ток - номинальный ток автомата, А;
• Порог - верхняя граница мгновенного расцепления по характеристике, в номиналах.

Значения порога по ГОСТ IEC 60898-1-2020 (характеристика обозначена буквой перед номиналом в маркировке автомата; берётся верхняя граница диапазона, чтобы срабатывание было гарантированным):

• маркировка вида B16 - 5 (диапазон 3-5 номиналов);
• маркировка вида C16 - 10 (диапазон 5-10 номиналов);
• маркировка вида D16 - 20 (диапазон 10-20 номиналов).

Формула тока однофазного КЗ "ток = фазное напряжение / (сопротивление петли + сопротивление трансформатора / 3)" - по ГОСТ 28249-93 "Короткие замыкания в электроустановках до 1 кВ" (приложение) и справочникам электромонтажника. Требование быстрого отключения - ГОСТ Р 50571.4.41 и ПУЭ п. 1.7.79: не более 0,4 с в сети 230 В.

Сопротивление петли выводится с точностью до 0,001 Ом, ток КЗ - до 1 А, кратность - до 0,1. При нулевом сечении расчёт не выполняется.

Ограничения: не учитываются реактивное сопротивление (для кабелей малого сечения оно мало), нагрев кабеля во время КЗ (из-за него реальный ток немного меньше) и переходные сопротивления контактов; сопротивление сети до щита вводите сами.

Пример: медь 2,5 кв. мм, 30 м, сопротивление сети 0,3 Ом, автомат C16, 230 В.

Сопротивление петли = 2 * 0,0175 * 30 / 2,5 = 0,42 Ом
Ток КЗ = 230 / (0,42 + 0,3) примерно 319 А
Кратность = 319,4 / 16 примерно 20,0 >= 10 - C16 отключит мгновенно