Як розрахувати переріз DC- і AC-кабелю для інвертора
Переріз кабелю до інвертора не вибирають лише за потужністю 5 кВт: окремо рахують струм і довжину DC- та AC-ділянок, допустиме падіння напруги, температуру, спосіб прокладання, кількість навантажених жил і захисний апарат. Остаточний переріз беруть більший із розрахункового та мінімального, дозволеного мануалом і чинними нормами.
Які дані потрібні
Для DC-ділянки беруть струм конкретного стрінга або паралельної групи, довжину маршруту, матеріал жили, тип ізоляції, температуру та спосіб прокладання. Струм одного стрінга не можна підміняти сумою іншої конфігурації. Вхідні електричні межі надходять із розрахунку стрінгів і даташита інвертора.
Для AC потрібні фазність, максимальний вихідний струм моделі, довжина від інвертора до точки приєднання, схема мережі, захисний автомат і умови прокладання. Для SUN2000-5KTL-L1 значення струму беруть з офіційного даташита конкретної ревізії, а не обчислюють тільки як 5 кВт, поділені на побутову напругу.
Довгі маршрути від даху до технічного приміщення та гаряче горище в українському будинку є реальними вхідними параметрами. Вони впливають і на втрати, і на допустиме струмове навантаження.
Розрахунок DC-ділянки
Для двопровідного DC-кола з однаковими жилами загальну залежність падіння напруги можна записати так:
ΔU = 2 × L × I × ρ / S
де ΔU — падіння напруги у вольтах; L — довжина маршруту в один бік; множник 2 враховує прямий і зворотний провідники; I — розрахунковий струм; ρ — питомий опір матеріалу за прийнятих умов; S — площа перерізу жили. Відсоткове падіння: ΔU% = ΔU / U × 100%.
Коефіцієнт ρ, поправку на температуру та допустиме падіння проєктант бере з відкритого авторитетного електротехнічного джерела й чинних вимог проєкту. Тут навмисно немає пам'яттєвого числа: температура провідника та матеріал змінюють результат.
Умовний шаблон для системи з інвертором 5 кВт:
I = [струм стрінга з даташита модуля та схеми];L = [довжина DC-маршруту в один бік];ρ = [підтверджене значення для матеріалу й температури];ΔU_доп = [проєктне допустиме падіння].
Спочатку з формули знаходять мінімальний S за падінням, потім округляють до більшого стандартного перерізу. Округляти вниз не можна. Окремо перевіряють напругу, ізоляцію, сумісність конекторів і максимальний струм входу; формула втрат цього не робить.
Розрахунок AC-ділянки
Для однофазної двопровідної ділянки використовується та сама логіка петлі, але I беруть як підтверджений максимальний AC-струм інвертора. Для трифазної мережі формула й коефіцієнти залежать від схеми, лінійних величин і прийнятого методу розрахунку. Їх не слід механічно переносити з однофазного прикладу.
Шаблон підстановки для SUN2000-5KTL-L1:
ΔU_AC = 2 × [L_AC] × [I_max з офіційного даташита] × [ρ] / [S]
Це не готовий вибір кабелю. Після отримання падіння проєктант перевіряє, чи допускає обраний кабель тривалий струм за фактичної температури, групування, кількості навантажених жил та прокладання в трубі, лотку, теплоізоляції або повітрі. Далі номінал і характеристику захисного апарата узгоджують із кабелем та вимогами інвертора.
Не можна збільшувати автомат, якщо кабель не проходить за допустимим струмом. Захист має оберігати лінію, а не приховувати помилку вибору перерізу.
Друга перевірка: допустимий тривалий струм
Після розрахунку втрат обирають попередній стандартний переріз і знаходять його допустиме струмове навантаження для фактичного кабелю та способу прокладання. Табличне значення у вільному повітрі не переноситься на кабель у заповненій трубі або теплоізоляції. До базового значення застосовують передбачені нормою поправки на температуру, групування та інші умови.
Далі перевіряють узгодження трьох величин: розрахункового струму кола, допустимого струму кабелю після поправок і параметрів захисного апарата. Точне співвідношення та умови відключення визначає проєктант за чинними нормами. Якщо перевірка не проходить, змінюють переріз, спосіб прокладання або проєктне рішення, а не просто номінал автомата.
Окремо враховують клеми та конектори. Більший кабель не допоможе, якщо його переріз не допускає клема обладнання або якщо закінцювання виконане неналежним інструментом. Діапазони приєднання звіряють у мануалах інвертора, апаратів і конекторів.
Як умови прокладання змінюють результат
| Умова | Що змінюється | Що перевірити |
|---|---|---|
| Гаряче горище | Допустимий тривалий струм зменшується | Температурний коефіцієнт |
| Кілька кабелів разом | Погіршується охолодження | Коефіцієнт групування |
| Труба або теплоізоляція | Відведення тепла обмежене | Метод прокладання |
| Довга траса | Зростає падіння напруги | Повну довжину маршруту |
| Алюмінієва жила | Інший опір і з'єднання | Матеріал, клеми та норму |
| Зовнішня ділянка | УФ, вода, температура | Оболонку й механічний захист |
Що формула не врахувала
Розрахунок падіння не підтверджує стійкість ізоляції, допустимий струм, селективність захисту, коротке замикання, спосіб закінцювання або вимоги пожежної безпеки. Необхідні всі перевірки, передбачені чинними нормами та документацією виробників.
Фактичну трасу після монтажу звіряють із проєктною. Додані повороти, спільний лоток з іншими навантаженими кабелями або перенесення через гарячу зону змінюють вихідні умови. Розрахунок оновлюють до пуску, а не залишають для наступного сервісу.
Результат додають до виконавчої документації.
Кількість панелей, Voc на морозі й діапазон MPPT належать розрахунку PV-стрінгів. Вибір PE та імпульсного захисту розглянуто у статті про заземлення й УЗІП, а просторові умови — у матеріалі про місце монтажу.
Не використовуйте правило «4 мм² для всіх станцій 5 кВт». Без довжини, температури, способу прокладання, матеріалу й захисту редакція не називає готовий переріз для конкретного об'єкта. Розрахунок і монтаж перевіряє проєктант або електрик з допуском; власник не виконує силове підключення.
Часті питання
Чому однакова потужність інвертора не означає однаковий переріз кабелю?
Бо відрізняються струм моделі, фазність, довжина, температура, матеріал і спосіб прокладання. Потужність є лише одним із вхідних параметрів.
Як у формулі врахувати довжину кабелю туди й назад?
Якщо L означає маршрут в один бік, у двопровідній формулі з'являється множник 2. Якщо джерело вже задає довжину петлі, повторно множити не можна.
Чим перевірка падіння напруги відрізняється від перевірки нагріву?
Перша обмежує втрату напруги на довжині. Друга підтверджує, що кабель безпечно переносить тривалий струм за конкретного охолодження.
Чому кабель на гарячому горищі може потребувати більшого перерізу?
Вища температура погіршує умови відведення тепла й зменшує допустиме струмове навантаження. Проєктант застосовує температурну поправку з чинного джерела.