Руководство по выбору сечения кабелей BS 7671: британские правила электромонтажа
Методика выбора кабелей по BS 7671 (18-е издание) с использованием Приложения 4, расчётного тока и адиабатического уравнения
BS 7671, известный также как Правила электромонтажа IET, является национальным стандартом для электроустановок в Соединённом Королевстве. В действующем 18-м издании (Поправка 2:2022) он тесно согласован с IEC 60364, однако включает специфические для Великобритании требования по защите RCD, схемам заземления и ограничениям падения напряжения. В данном руководстве процесс выбора кабелей по BS 7671 рассмотрен пошагово.
Что такое BS 7671?
BS 7671 издаётся Институтом инженерии и технологий (IET) и Британским институтом стандартов (BSI). Сам по себе он не является законом, однако соблюдение его требований фактически обязательно, поскольку Правила электробезопасности на производстве 1989 года (Electricity at Work Regulations 1989) и Строительные нормы, Часть P (Building Regulations Part P) ссылаются на него как на способ выполнения установленных законом требований безопасности. Электрики в Великобритании должны иметь квалификацию, подтверждающую компетентность в применении BS 7671, например сертификат City & Guilds 2382.
Методика выбора кабелей
Приложение 4 BS 7671 описывает шестишаговый процесс: (1) Определение расчётного тока Ib от нагрузки. (2) Выбор номинального тока In защитного устройства так, чтобы In ≥ Ib. (3) Определение требуемой табличной токовой нагрузки It с учётом поправочных коэффициентов: It ≥ In / (Ca × Cg × Ci × Cf), где Ca = температура окружающей среды, Cg = групповая прокладка, Ci = тепловая изоляция, Cf = коэффициент для полузакрытого предохранителя (0,725). (4) Выбор кабеля из таблиц Приложения 4 с Iz ≥ It. (5) Проверка падения напряжения. (6) Проверка стойкости к токам КЗ с помощью адиабатического уравнения.
Таблицы допустимых токовых нагрузок из Приложения 4
Приложение 4 BS 7671 содержит таблицы для различных типов кабелей и способов прокладки. Таблица 4D1A охватывает одножильные кабели PVC (медь) в трубе: 1,5 мм² = 17,5 А, 2,5 мм² = 24 А, 4 мм² = 32 А. Таблица 4D2A охватывает многожильные кабели PVC (медь), закреплённые непосредственно: 1,5 мм² = 19,5 А, 2,5 мм² = 27 А, 4 мм² = 36 А, 6 мм² = 46 А. Значения различаются в зависимости от способа прокладки из-за разных условий рассеивания тепла. Таблицы также охватывают кабели XLPE/EPR, с минеральной изоляцией и бронированные кабели.
Требования по падению напряжения
Требование 525.1 BS 7671 ограничивает падение напряжения 3% для цепей освещения и 5% для прочих цепей, измеренное от начала установки до токоприёмного оборудования. Приложение 4 предоставляет значения падения напряжения на ампер на метр (мВ/А/м) для каждого сечения кабеля. Для двухжильного кабеля PVC 2,5 мм² это значение составляет 18 мВ/А/м. Формула расчёта падения напряжения: ΔU = мВ/А/м × Ib × L / 1000. Для нагрузки 20 А на расстоянии 25 м: ΔU = 18 × 20 × 25 / 1000 = 9,0 В = 3,9% от 230 В. Это превышает 3% для освещения, поэтому требуется кабель 4 мм² (11 мВ/А/м → 5,5 В = 2,4%).
Требования по защите RCD
BS 7671 требует защиты 30 мА RCD для всех розеток с номинальным током до 32 А (Требование 411.3.3), всех цепей в ванных комнатах и душевых, кабелей, скрытых в стенах на глубине менее 50 мм, и цепей, питающих переносное оборудование на открытом воздухе. 18-е издание значительно расширило требования по RCD по сравнению с предыдущими изданиями. Защита RCD дополняет, но не заменяет правильный выбор сечения кабеля — защитный проводник по-прежнему должен быть выбран с учётом тока КЗ.
Практический пример: кольцевая оконечная цепь
Кольцевая оконечная цепь, обслуживающая розетки на 13 А в британском доме, использует кабель 2,5 мм² «двойной плюс земля», защищённый автоматом 32 А MCB. Поскольку цепь кольцевая (два пути для тока), эффективная допустимая токовая нагрузка удваивается. Максимальная обслуживаемая площадь пола составляет 100 м². Расчёт падения напряжения для кольца использует половину длины трассы. Для кольца длиной 40 м с нагрузкой 13 А в средней точке: эффективная длина = 20 м, ΔU = 18 × 13 × 20 / 1000 = 4,68 В = 2,0%. Это укладывается в ограничение 5% для силовых цепей.
Адиабатическое уравнение для защиты от КЗ
Требование 434.5.2 BS 7671 предписывает, чтобы защитное устройство отключало КЗ до того, как кабель получит повреждение. Адиабатическое уравнение: t ≤ (k × S / I)², где t — время отключения в секундах, k — константа материала (115 для меди PVC), S — сечение проводника в мм², I — ток КЗ в амперах. Для кабеля 2,5 мм² при КЗ 1 кА: t ≤ (115 × 2,5 / 1000)² = 0,083 с. Автомат 32 А MCB должен отключиться в течение 83 мс при 1 кА, что обеспечивает автомат типа B.
FAQ
Является ли BS 7671 тем же, что и IEC 60364?
BS 7671 тесно согласован с IEC 60364, но является самостоятельным документом со специфическими для Великобритании требованиями. Ключевые различия включают кольцевую оконечную цепь (уникальную для Великобритании), специфические требования по RCD и использование таблиц Приложения 4 вместо IEC Table B.52.4. Ограничения по падению напряжения аналогичны, однако метод расчёта использует значения мВ/А/м вместо удельного сопротивления.
Какое напряжение используется в Великобритании?
Номинальное напряжение в Великобритании составляет 230 В однофазное, 400 В трёхфазное (50 Гц). Оно было гармонизировано с европейскими напряжениями в 1995 году. На практике напряжение питания в Великобритании колеблется от 216 В до 253 В (230 В -6% +10%). При расчётах падения напряжения следует использовать номинальное напряжение 230 В.
Нужен ли RCD для каждой цепи в Великобритании?
Не для каждой цепи, однако BS 7671 18-е издание требует защиты RCD для большинства цепей, включая все розетки до 32 А, цепи освещения (где кабели скрыты) и любые цепи, питающие оборудование на открытом воздухе. Цепи пожарной сигнализации и систем дымоудаления могут быть освобождены от этого требования во избежание ложных срабатываний.