Como calcular a área da secção transversal necessária para a carga?

Ao reparar ou projectar instalações eléctricas, é necessário seleccionar o correcto fios. Pode utilizar uma calculadora ou um guia. Mas para o fazer, é necessário conhecer os parâmetros de carga e as especificidades da instalação do cabo.

Porquê calcular os tamanhos dos cabos

Os seguintes requisitos aplicam-se às redes eléctricas

• segurança;
• fiabilidade;
• economia.

Se a área da secção transversal escolhida do cabo for pequena, as cargas de corrente sobre cabos e fios são demasiado elevados, o que leva ao sobreaquecimento. Isto pode resultar numa situação de emergência que danifica todo o sistema eléctrico e é perigosa para a vida e os membros.

Se, por outro lado, forem instalados cabos com uma grande área de secção transversal, a aplicação segura é assegurada. Mas de um ponto de vista financeiro, será demasiado caro. A selecção correcta da área transversal do condutor é um pré-requisito para um funcionamento seguro a longo prazo e uma utilização sensata dos fundos.

Há um capítulo separado em PUE sobre a selecção adequada do condutor: "Capítulo 1.3. Selecção de condutores de acordo com as condições de aquecimento, densidade de corrente económica e corona".

A área da secção transversal de um cabo é calculada em relação à potência e à corrente. Vejamos alguns exemplos. Para determinar a área transversal do condutor necessária para 5kW, terá de utilizar as tabelas em PUE (Regulamentos de Instalações Eléctricas"). Este guia é o documento de orientação. Especifica que a secção transversal do cabo deve ser seleccionada de acordo com 4 critérios:

1. Tensão de alimentação (Monofásica ou trifásica).
2. Material do condutor
3. Corrente de carga medida em amperes (А), ou poder em kilowatts (kW).
4. Localização do cabo.

Não há valor em PUE 5 kWpor isso, temos de escolher o próximo valor mais alto - 5,5 kW. Para a instalação num apartamento hoje é necessário fio de cobre. Na maioria dos casos a instalação é efectuada no ar, pelo que uma secção transversal de 2,5 mm² é adequada a partir das tabelas de referência. A carga de corrente máxima admissível é de 25 A.

O manual acima mencionado especifica também a corrente para a qual o disjuntor é concebido (por exemploVA). De acordo com "Regulamentos de Instalações Eléctricas"para uma carga de 5,5 kW, a corrente de funcionamento do disjuntor deve ser de 25 A. O documento afirma que a corrente nominal do condutor que vai para a casa ou apartamento deve ser um grau superior à do VA. Neste caso, depois de 25 A, há 35 A. O último valor deve ser tomado como o valor de classificação. Uma corrente de 35 A corresponde a uma secção transversal de 4 mm² e a uma potência de 7,7 kW. Isto completa a selecção da secção transversal do fio de cobre de acordo com a sua capacidade: 4 mm².

Para descobrir que secção transversal de fio de cobre é necessária para 10 kWMais uma vez, referimo-nos à ficha de dados eléctricos. Se considerarmos o caso de condutores expostos, temos de decidir sobre o material do cabo e a tensão de alimentação.

Por exemploPara fio de alumínio e 220 V, a próxima potência mais alta é de 13 kW, a secção transversal correspondente é de 10 mm²; para 380 V, a potência é de 12 kW e a secção transversal é de 4 mm².

Seleccionar de acordo com a potência

Antes de seleccionar uma secção transversal do cabo de acordo com a sua potência, é necessário calcular o seu valor total, fazer uma lista de aparelhos eléctricos na área em que o cabo vai ser instalado. A potência nominal de cada aparelho deve ser indicada ao lado da potência nominal em unidades de watts ou kW (1 kW = 1000 watts). Depois soma-se a potência total de todos os aparelhos e obtém-se o total.

Se seleccionar um cabo para a ligação de um único aparelho, só precisa de informações sobre o consumo de energia do aparelho. Pode encontrar secções transversais de arame de acordo com a potência nas tabelas PUE.

Quadro 1. Selecção da secção transversal do condutor de acordo com a potência nominal para cabos com condutores de cobre

Quadro 2. Selecção da secção transversal de acordo com a potência nominal dos cabos com condutores de alumínio

Além disso, é importante conhecer a tensão da rede: 380 V corresponde a trifásico e 220 V a monofásico.

Informações sobre os condutores de alumínio e cobre podem ser encontradas no manual de instalação. Ambos têm vantagens e desvantagens. As vantagens dos cabos de cobre são:

• alta força;
• elasticidade;
• resistência à oxidação;
• A condutividade eléctrica é maior do que a do alumínio.

Desvantagem dos condutores de cobre - custo elevado. Nas casas soviéticas, a cablagem de alumínio era utilizada na construção da casa. Portanto, se for efectuada uma substituição parcial, é aconselhável a utilização de fios de alumínio. As únicas excepções são quando toda a cablagem antiga (até ao quadro de distribuição) é substituído por nova cablagem. Depois faz sentido usar cobre. Não é admissível que o cobre e o alumínio entrem em contacto directo, uma vez que isso conduz à oxidação. Portanto, um terceiro metal é utilizado para os ligar.

É possível calcular a área transversal de um circuito trifásico por si próprio. Para o fazer, utilize a fórmula: I=P/(U*1.73)onde P - poder, W; U - tensão, V; I - Em seguida, seleccionar a secção transversal do cabo a partir da tabela de referência, dependendo da corrente calculada. Se o valor requerido não estiver lá, então selecciona-se a secção transversal mais próxima que exceda o valor calculado.

Como calcular com a corrente

A quantidade de corrente que flui através de um condutor depende do seu comprimento, largura, resistência específica e temperatura. Quando aquecida, a corrente eléctrica diminui. É dada informação de referência para a temperatura ambiente (18°С). Para selecção da secção transversal do cabo, utilizar a tabela das cláusulas 1.3.10-1.3.11 CURRÊNCIAS DE ADERÊNCIA PARA FIOS, CORDOS E CABOS COM SULO DE ROM OU SULO PLÁSTICO.

Quadro 3. Corrente eléctrica para fios e cordas de cobre com isolamento de borracha e PVC

Para o cálculo dos condutores de alumínio pode ser utilizada a tabela.

Quadro 4. Corrente eléctrica para condutores e cordas de alumínio com isolamento de borracha e PVC

Para além da corrente eléctrica, também será necessário seleccionar o material condutor e a voltagem.

Para um cálculo aproximado da secção transversal actual do cabo, divida-o por 10. Se a secção transversal resultante não estiver na tabela, então deve ser utilizado o valor mais alto mais próximo. Esta regra só é válida se a corrente máxima permitida para condutores de cobre não exceder 40 A. Para um intervalo de 40 a 80 A, dividir a corrente por 8. Se forem instalados cabos de alumínio, é necessário dividir por 6. Isto porque a espessura do condutor de alumínio é superior à do condutor de cobre para assegurar as mesmas cargas.

Cálculo da secção transversal do cabo de acordo com a potência e o comprimento

O comprimento de um cabo afecta a queda de tensão. Assim, a tensão no final do condutor pode ser reduzida e pode não ser suficiente para o funcionamento de um aparelho eléctrico. Para as redes eléctricas domésticas, estas perdas podem ser negligenciadas. Um cabo com 10-15 cm de comprimento será suficiente. Este comprimento extra será utilizado para cablagem e ligações. Se as extremidades dos cabos tiverem de ser ligadas ao quadro de distribuição, o comprimento de reserva deve ser ainda maior, porque o disjuntores.

Quando os cabos são colocados em longas distâncias, devem ser tidos em conta os seguintes aspectos queda de tensão. Cada condutor é caracterizado por uma resistência eléctrica. Este parâmetro é influenciado por:

1. O comprimento do condutor, unidade de medida: m. À medida que o comprimento aumenta, o mesmo acontece com a perda.
2. Área da secção transversal, medida em mm². Área de maior secção transversal significa menor queda de tensão.
3. Resistência material específica (valor de referência). Indica a resistência de um fio que mede 1 milímetro quadrado por 1 metro.

A queda de tensão é numericamente igual ao produto da resistência e da corrente. É admissível que o valor indicado não exceda 5%. Se não for este o caso, deve ser utilizada uma secção transversal maior. Algoritmo para calcular a secção transversal do fio de acordo com a potência e comprimento máximos:

1. Dependendo da potência P, tensão U e factor cosf encontramos a corrente de acordo com a fórmula: I=P/(U*cof). Para redes eléctricas utilizadas em residências, cosf = 1. Na indústria, o cosf é calculado como a relação entre a potência activa e a potência aparente. Esta última consiste na potência activa e na potência reactiva.
2. A secção transversal actual do condutor é determinada com a ajuda das tabelas PUE relevantes.
3. Calcular a resistência do condutor utilizando a fórmula: Ro=ρ*l/Sonde ρ é a resistividade do material, l é o comprimento do condutor e S é a área da secção transversal. O facto de a corrente fluir através do cabo não só numa direcção, mas também na direcção oposta, deve ser tido em conta. Por conseguinte, a resistência total: R = Ro*2.
4. Encontrar a queda de tensão a partir da relação: ΔU=I*R.
5. Encontrar a queda de tensão como uma percentagem: ΔU/U. Se o valor exceder 5%, seleccionar a maior secção transversal condutora a partir do livro de referência.

Cablagem aberta e fechada

Dependendo do local, a cablagem está dividida em 2 tipos:

• dissimulado;
• expostos.

Hoje em dia, a cablagem oculta é instalada em apartamentos. São criados tabuleiros especiais em paredes e tectos para acomodar cabos. Após a instalação dos condutores, os recessos são rebocados. O cobre é utilizado como condutor. É necessário planear com antecedência porque, a seu tempo, para instalar mais cabos eléctricos ou para substituir os elementos, será necessário remover o acabamento. Os cabos e fios planos são frequentemente utilizados para instalações de montagem embutida.

Para instalações expostas, os fios são instalados ao longo da superfície da sala. É dada preferência a condutores flexíveis que tenham uma forma redonda. Podem ser facilmente instalados em condutas de cabos e passados através de corrugação. Quando a carga do cabo é calculada, a forma como a cablagem é colocada é tida em conta.

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