Wie berechne ich die für die Last erforderliche Querschnittsfläche?

Bei der Reparatur oder Planung von elektrischen Anlagen müssen Sie die richtigen Drähte. Sie können einen Taschenrechner oder einen Leitfaden verwenden. Dazu müssen Sie jedoch die Belastungsparameter und die Besonderheiten der Kabelinstallation kennen.

Warum Kabelgrößen berechnen

Für elektrische Netze gelten die folgenden Anforderungen

• Sicherheit;
• Zuverlässigkeit;
• Wirtschaft.

Wenn der Querschnitt des Kabels klein gewählt wird, sind die Strombelastungen auf Kabel und Drähte zu hoch sind, was zu Überhitzung führt. Dies kann zu einer Notsituation führen, die die gesamte elektrische Anlage beschädigt und eine Gefahr für Leib und Leben darstellt.

Werden dagegen Kabel mit einem großen Querschnitt verlegt, ist eine sichere Anwendung gewährleistet. Aber aus finanzieller Sicht wird es zu teuer sein. Die richtige Wahl des Leiterquerschnitts ist Voraussetzung für einen langfristig sicheren Betrieb und einen sinnvollen Einsatz der Mittel.

Über die richtige Auswahl eines Leiters gibt es in PUE ein eigenes Kapitel: "Kapitel 1.3. Auswahl von Leitern je nach Erwärmung, wirtschaftlicher Stromdichte und Koronabedingungen".

Die Querschnittsfläche eines Kabels wird in Abhängigkeit von Leistung und Stromstärke berechnet. Sehen wir uns einige Beispiele an. Zur Bestimmung der Querschnittsfläche des Leiters, die für 5kWmüssen Sie die Tabellen in PUE verwenden (Vorschriften für elektrische Anlagen"). Dieser Leitfaden ist das maßgebliche Dokument. Sie legt fest, dass der Kabelquerschnitt nach 4 Kriterien ausgewählt werden sollte:

1. Versorgungsspannung (Einphasig oder dreiphasig).
2. Material des Leiters
3. Laststrom gemessen in Ampere (А), oder Macht in Kilowatt (kW).
4. Lage des Kabels.

Der PUE-Wert hat keinen Wert 5 kWalso müssen wir den nächsthöheren Wert wählen - 5,5 kW. Für die Installation in einer Wohnung ist es heute erforderlich Kupferdraht. In den meisten Fällen erfolgt die Installation in der Luft, daher ist ein Querschnitt von 2,5 mm² aus den Referenztabellen geeignet. Die maximal zulässige Strombelastung beträgt 25 A.

In der oben genannten Anleitung wird auch der Strom angegeben, für den der Schutzschalter ausgelegt ist (z. B.VA). Nach "Vorschriften für elektrische Anlagen"Bei einer Last von 5,5 kW muss der Betriebsstrom des Leistungsschalters 25 A betragen. In dem Dokument heißt es, dass der Nennstrom des Leiters, der zum Haus oder zur Wohnung führt, ein Grad höher sein muss als der des VA. In diesem Fall sind es nach 25 A noch 35 A. Der letztgenannte Wert sollte als Bemessungswert herangezogen werden. Ein Strom von 35 A entspricht einem Querschnitt von 4 mm² und einer Leistung von 7,7 kW. Damit ist die Auswahl des Querschnitts des Kupferdrahtes entsprechend seiner Kapazität abgeschlossen: 4 mm².

Um herauszufinden, welcher Querschnitt von Kupferdraht erforderlich ist für 10 kWAuch hier verweisen wir auf das elektrische Datenblatt. Im Fall von freiliegenden Leitern müssen Sie sich für das Kabelmaterial und die Versorgungsspannung entscheiden.

Zum BeispielBei Aluminiumdraht und 220 V liegt die nächsthöhere Leistung bei 13 kW, der entsprechende Querschnitt bei 10 mm²; bei 380 V beträgt die Leistung 12 kW und der Querschnitt 4 mm².

Auswahl nach Wattzahl

Vor der Auswahl eines Kabelquerschnitts nach seiner Leistung ist es notwendig, den Gesamtwert zu berechnen und eine Liste der elektrischen Geräte in dem Bereich zu erstellen, in dem das Kabel verlegt werden soll. Die Nennleistung jedes Geräts muss neben der Nennleistung in der Einheit Watt oder kW angegeben werden (1 kW = 1000 Watt). Addieren Sie dann die Gesamtwattzahl aller Geräte und Sie erhalten die Gesamtsumme.

Wenn Sie ein Kabel für den Anschluss eines einzelnen Geräts auswählen, benötigen Sie nur Informationen über den Stromverbrauch des Geräts. In den PUE-Tabellen finden Sie die Leitungsquerschnitte entsprechend der Wattleistung.

Tabelle 1. Auswahl des Leiterquerschnitts nach der Nennleistung für Kabel mit Kupferleitern

Tabelle 2. Auswahl des Querschnitts nach der Nennleistung für Kabel mit Aluminiumleitern

Außerdem ist es wichtig, die Spannung des Netzes zu kennen: 380 V für Dreiphasen- und 220 V für Einphasenstrom.

Informationen zu Aluminium- und Kupferleitern finden Sie in der Installationsanleitung. Beide haben Vor- und Nachteile. Die Vorteile von Kupferkabeln sind:

• hohe Festigkeit;
• Elastizität;
• Widerstandsfähigkeit gegen Oxidation;
• Die elektrische Leitfähigkeit ist größer als die von Aluminium.

Nachteil von Kupferleitern - hohe Kosten. In sowjetischen Häusern wurden beim Bau des Hauses Aluminiumdrähte verwendet. Bei einem teilweisen Austausch ist es daher ratsam, Aluminiumdrähte zu verwenden. Die einzigen Ausnahmen sind, wenn die gesamte alte Verkabelung (bis zur Telefonzentrale) wird durch eine neue Verkabelung ersetzt. Dann ist es sinnvoll, Kupfer zu verwenden. Ein direkter Kontakt zwischen Kupfer und Aluminium ist nicht zulässig, da dies zur Oxidation führt. Daher wird ein drittes Metall verwendet, um sie zu verbinden.

Es ist möglich, die Querschnittsfläche eines Drehstromkreises selbst zu berechnen. Verwenden Sie dazu die folgende Formel: I=P/(U*1,73)wobei P - Macht, W; U - Spannung, V; I - Wählen Sie dann den Kabelquerschnitt aus der Referenztabelle aus, abhängig von der berechneten Stromstärke. Ist der geforderte Wert nicht vorhanden, wird der nächstgelegene Querschnitt gewählt, der den berechneten Wert überschreitet.

Wie man mit Strom rechnet

Die Stromstärke, die durch einen Leiter fließt, hängt von dessen Länge, Breite, spezifischem Widerstand und Temperatur ab. Bei Erwärmung nimmt der elektrische Strom ab. Die Referenzangaben gelten für Raumtemperatur (18°С). Für die Auswahl des Kabelquerschnitts ist die Tabelle in PUE-7, Abschnitte 1.3.10-1.3.11 ANZUGSSTRÖMUNGEN FÜR DÄHNE, SCHNUR UND KABEL MIT ROM- ODER KUNSTSTOFFISOLIERUNG zu verwenden.

Tabelle 3. Elektrischer Strom für Kupferdrähte und -schnüre mit Gummi- und PVC-Isolierung

Für die Berechnung von Aluminiumleitern kann die Tabelle verwendet werden.

Tabelle 4. Elektrischer Strom für Aluminiumleiter und -schnüre mit Gummi- und PVC-Isolierung

Neben dem elektrischen Strom müssen auch das Leitermaterial und die Spannung ausgewählt werden.

Für eine grobe Berechnung des Stromquerschnitts des Kabels teilen Sie diesen durch 10. Wenn der resultierende Querschnitt nicht in der Tabelle enthalten ist, muss der nächsthöhere Wert verwendet werden. Diese Regel gilt nur, wenn der maximal zulässige Strom für Kupferleiter 40 A nicht überschreitet. Für einen Bereich von 40 bis 80 A teilen Sie den Strom durch 8. Bei der Verlegung von Aluminiumkabeln müssen Sie durch 6 dividieren, da die Dicke des Aluminiumleiters größer ist als die des Kupferleiters, um die gleichen Belastungen zu gewährleisten.

Berechnung des Kabelquerschnitts in Abhängigkeit von Leistung und Länge

Die Länge eines Kabels beeinflusst den Spannungsabfall. Dadurch kann die Spannung am Ende des Leiters reduziert werden und nicht mehr ausreichen, um ein elektrisches Gerät zu betreiben. Bei Haushaltsstromnetzen können diese Verluste vernachlässigt werden. Ein 10-15 cm längeres Kabel ist ausreichend. Diese zusätzliche Länge wird für die Verkabelung und die Anschlüsse verwendet. Wenn die Kabelenden mit der Schalttafel verbunden werden sollen, muss die Reservelänge noch größer sein, da die Leistungsschalter.

Bei der Verlegung von Kabeln über große Entfernungen ist Folgendes zu beachten Spannungsabfall. Jeder Leiter ist durch einen elektrischen Widerstand gekennzeichnet. Dieser Parameter wird beeinflusst durch:

1. Die Länge des Leiters, Maßeinheit: m. Mit zunehmender Länge nimmt auch der Verlust zu.
2. Querschnittsfläche, gemessen in mm². Eine größere Querschnittsfläche bedeutet einen geringeren Spannungsabfall.
3. Spezifische Materialbeständigkeit (Referenzwert). Gibt den Widerstand eines Drahtes an, der 1 Quadratmillimeter pro 1 Meter misst.

Der Spannungsabfall ist numerisch gleich dem Produkt aus Widerstand und Strom. Es ist zulässig, dass der angegebene Wert nicht mehr als 5 % beträgt. Wenn dies nicht der Fall ist, muss ein größerer Querschnitt verwendet werden. Algorithmus zur Berechnung des Leitungsquerschnitts in Abhängigkeit von maximaler Leistung und Länge:

1. Abhängig von Leistung P, Spannung U und Faktor cosf finden wir den Strom nach der Formel: I=P/(U*cof). Für Stromnetze, die in Haushalten verwendet werden, cosf = 1. In der Industrie wird cosf als das Verhältnis von Wirkleistung zu Scheinleistung berechnet. Letztere besteht aus der Wirkleistung und der Blindleistung.
2. Der Stromquerschnitt des Leiters wird mit Hilfe der entsprechenden PUE-Tabellen ermittelt.
3. Berechnen Sie den Leiterwiderstand anhand der Formel: Ro=ρ*l/Swobei ρ der spezifische Widerstand des Materials, l die Länge des Leiters und S die Querschnittsfläche ist. Die Tatsache, dass der Strom durch das Kabel nicht nur in eine Richtung, sondern auch in die entgegengesetzte Richtung fließt, muss berücksichtigt werden. Daher der Gesamtwiderstand: R = Ro*2.
4. Ermitteln Sie den Spannungsabfall aus dem Verhältnis: ΔU=I*R.
5. Ermitteln Sie den Spannungsabfall in Prozent: ΔU/U. Liegt der Wert über 5 %, wählen Sie den größten Leiterquerschnitt aus dem Nachschlagewerk.

Offene und geschlossene Verdrahtung

Je nach Standort wird die Verkabelung in 2 Arten unterteilt:

• versteckt;
• ausgesetzt.

Heute werden in Wohnungen verdeckte Leitungen verlegt. Für die Unterbringung von Kabeln werden spezielle Schächte in Wänden und Decken geschaffen. Nach dem Verlegen der Leitungen werden die Aussparungen verputzt. Kupfer wird als Leiter verwendet. Sie müssen vorausschauend planen, denn um weitere elektrische Leitungen zu verlegen oder die Elemente auszutauschen, müssen Sie den Anstrich demontieren. Für Unterputzinstallationen werden häufig Flachkabel und -drähte verwendet.

Bei freiliegenden Installationen werden die Drähte entlang der Oberfläche des Raumes verlegt. Bevorzugt werden flexible Leiter, die eine runde Form haben. Sie lassen sich leicht in Kabelkanälen verlegen und durch Riffelungen führen. Bei der Berechnung der Kabelbelastung wird die Art der Verlegung der Kabel berücksichtigt.

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