Ako vypočítam plochu prierezu potrebnú na zaťaženie?

Pri opravách alebo projektovaní elektrických inštalácií je potrebné vybrať správne drôty. Môžete použiť kalkulačku alebo sprievodcu. Na to však potrebujete poznať parametre zaťaženia a špecifiká inštalácie kábla.

Prečo počítať veľkosti káblov

Na elektrické siete sa vzťahujú tieto požiadavky

• bezpečnosť;
• spoľahlivosť;
• hospodárstvo.

Ak je zvolený prierez kábla malý, prúdové zaťaženie na káble a vodiče sú príliš vysoké, čo vedie k prehriatiu. To môže vyústiť do havarijnej situácie, ktorá poškodí celý elektrický systém a je nebezpečná pre život a zdravie.

Na druhej strane, ak sú nainštalované vodiče s veľkým prierezom, je zaistená bezpečná aplikácia. Z finančného hľadiska by to však bolo príliš drahé. Správny výber prierezu vodiča je predpokladom dlhodobej a bezpečnej prevádzky a rozumného využívania finančných prostriedkov.

Správnemu výberu vodiča je venovaná samostatná kapitola v PUE: "Kapitola 1.3. Výber vodičov podľa podmienok ohrevu, hustoty ekonomického prúdu a koróny".

Plocha prierezu kábla sa vypočíta vzhľadom na výkon a prúd. Pozrime sa na niekoľko príkladov. Určenie plochy prierezu vodiča potrebnej na 5 kW, budete musieť použiť tabuľky v programe PUE (Predpisy pre elektrické inštalácie"). Táto príručka je riadiacim dokumentom. Stanovuje, že prierez kábla by sa mal vyberať podľa 4 kritérií:

1. Napájacie napätie (Jednofázové alebo trojfázové).
2. Materiál vodiča
3. Zaťažovací prúd meraný v ampéroch (А), alebo výkon v kilowatty (kW).
4. Umiestnenie kábla.

PUE nemá žiadnu hodnotu 5 kW, takže musíme zvoliť najbližšiu vyššiu hodnotu - 5,5 kW. Na inštaláciu v byte je dnes potrebné medený drôt. Vo väčšine prípadov sa inštalácia vykonáva vo vzduchu, preto je z referenčných tabuliek vhodný prierez 2,5 mm². Maximálne prípustné prúdové zaťaženie je 25 A.

V uvedenej príručke je uvedený aj prúd, na ktorý je istič určený (napr.VA). Podľa "Predpisy pre elektrické inštalácie"pri zaťažení 5,5 kW musí byť prevádzkový prúd ističa 25 A. V dokumente sa uvádza, že menovitý prúd vodiča, ktorý ide do domu alebo bytu, musí byť o jeden stupeň vyšší ako prúd VA. V tomto prípade je po 25 A 35 A. Posledná hodnota by sa mala považovať za hodnotiacu hodnotu. Prúd 35 A zodpovedá prierezu 4 mm² a výkonu 7,7 kW. Týmto sa ukončí výber prierezu medeného drôtu podľa jeho kapacity: 4 mm².

Zistiť, aký prierez medeného drôtu je potrebný na 10 kWOpäť sa odvolávame na elektrický list. Ak uvažujete o prípade odkrytých vodičov, musíte sa rozhodnúť pre materiál kábla a napájacie napätie.

NapríkladPre hliníkový vodič a 220 V je ďalší najvyšší výkon 13 kW, zodpovedajúci prierez je 10 mm²; pre 380 V je výkon 12 kW a prierez je 4 mm².

Vyberte podľa príkonu

Pred výberom prierezu kábla podľa jeho príkonu je potrebné vypočítať jeho celkovú hodnotu, zostaviť zoznam elektrických spotrebičov v oblasti, do ktorej sa má kábel inštalovať. Menovitý výkon každého spotrebiča musí byť uvedený vedľa menovitého výkonu v jednotkách wattov alebo kW (1 kW = 1000 wattov). Potom spočítajte celkový príkon všetkých spotrebičov a dostanete celkový súčet.

Ak vyberiete kábel na pripojenie jedného spotrebiča, potrebujete len informácie o príkone spotrebiča. Prierezy vodičov podľa príkonu nájdete v tabuľkách PUE.

Tabuľka 1. Výber prierezu vodiča podľa menovitého výkonu pre káble s medenými vodičmi

Tabuľka 2. Výber prierezu podľa menovitého výkonu pre káble s hliníkovými vodičmi

Okrem toho je dôležité poznať napätie siete: 380 V pre trojfázové a 220 V pre jednofázové.

Informácie o hliníkových aj medených vodičoch nájdete v normách pre elektrické inštalácie. Obe majú svoje výhody aj nevýhody. Výhody medených káblov sú:

• vysoká pevnosť;
• pružnosť;
• odolnosť voči oxidácii;
• elektrická vodivosť je vyššia ako elektrická vodivosť hliníka.

Nevýhoda medených vodičov - vysoké náklady. V sovietskych domoch sa pri stavbe domu používali hliníkové rozvody. Preto sa v prípade čiastočnej výmeny odporúča použiť hliníkové drôty. Jedinou výnimkou je, keď sa celé staré zapojenie (až k ústredni) sa nahradí novým vedením. Potom má zmysel používať meď. Priamy kontakt medi a hliníka nie je prípustný, pretože vedie k oxidácii. Preto sa na ich spojenie používa tretí kov.

Plochu prierezu trojfázového obvodu si môžete vypočítať sami. Na tento účel použite vzorec: I=P/(U*1,73)kde P - power, W; U - napätie, V; I - Potom z referenčnej tabuľky vyberte prierez kábla v závislosti od vypočítaného prúdu. Ak sa požadovaná hodnota nenachádza, vyberie sa najbližší prierez, ktorý presahuje vypočítanú hodnotu.

Ako počítať s prúdom

Veľkosť prúdu pretekajúceho vodičom závisí od jeho dĺžky, šírky, merného odporu a teploty. Pri zahrievaní sa elektrický prúd znižuje. Referenčné informácie sú uvedené pre izbovú teplotu (18°С). Pre výber prierezu kábla použite tabuľku v PUE-7, body 1.3.10-1.3.11. UPEVNENIE PRÚDOV PRE VODIČE, KÁBLE A KÁBLE S RÓMOVOU ALEBO PLASTOVOU IZOLÁCIOU.

Tabuľka 3. Elektrický prúd pre medené vodiče a šnúry s gumovou a PVC izoláciou

Pre výpočet hliníkových vodičov možno použiť tabuľku.

Tabuľka 4. Elektrický prúd pre hliníkové vodiče a šnúry s gumovou a PVC izoláciou

Okrem elektrického prúdu je potrebné zvoliť aj materiál vodiča a napätie.

Na hrubý výpočet prúdového prierezu kábla ho vydeľte 10. Ak sa výsledný prierez nenachádza v tabuľke, musí sa použiť najbližšia vyššia hodnota. Toto pravidlo platí len vtedy, ak maximálny povolený prúd pre medené vodiče nepresahuje 40 A. Pre rozsah 40 až 80 A vydeľte prúd 8. Ak sa inštalujú hliníkové káble, musíte ich vydeliť číslom 6. Dôvodom je, že hrúbka hliníkového vodiča je väčšia ako hrúbka medeného vodiča, aby sa zabezpečilo rovnaké zaťaženie.

Výpočet prierezu kábla podľa príkonu a dĺžky

Dĺžka kábla ovplyvňuje úbytok napätia. Napätie na konci vodiča sa tak môže znížiť a nemusí byť dostatočné na prevádzku elektrického spotrebiča. V prípade domácich elektrických sietí možno tieto straty zanedbať. Postačí kábel dlhší o 10-15 cm. Táto dodatočná dĺžka sa použije na zapojenie a pripojenie. Ak sú konce kábla pripojené k rozvádzaču, náhradná dĺžka musí byť ešte väčšia, pretože ističe.

Pri kladení káblov na veľké vzdialenosti je potrebné zohľadniť tieto skutočnosti pokles napätia. Každý vodič je charakterizovaný elektrickým odporom. Tento parameter je ovplyvnený:

1. Dĺžka vodiča, merná jednotka: m. S narastajúcou dĺžkou rastie aj strata.
2. Plocha prierezu meraná v mm². Väčší prierez znamená nižší úbytok napätia.
3. Špecifická odolnosť materiálu (referenčná hodnota). Udáva odpor drôtu, ktorý meria 1 štvorcový milimeter na 1 meter.

Úbytok napätia sa číselne rovná súčinu odporu a prúdu. Je prípustné, aby uvedená hodnota nepresiahla 5 %. Ak to tak nie je, musí sa použiť väčší prierez. Algoritmus na výpočet prierezu vodiča podľa maximálneho výkonu a dĺžky:

1. V závislosti od výkonu P, napätia U a faktora cosf nájdeme prúd podľa vzorca: I=P/(U*cof). Pre elektrické siete používané v domácnostiach, cosf = 1. V priemysle sa cosf počíta ako pomer činného výkonu k zdanlivému výkonu. Ten sa skladá z činného a jalového výkonu.
2. Prúdový prierez vodiča sa určí pomocou príslušných tabuliek PUE.
3. Vypočítajte odpor vodiča podľa vzorca: Ro=ρ*l/Skde ρ je odpor materiálu, l je dĺžka vodiča a S je plocha prierezu. Je potrebné zohľadniť skutočnosť, že prúd tečie káblom nielen v jednom, ale aj v opačnom smere. Preto je celkový odpor: R = Ro*2.
4. Z pomeru zistite úbytok napätia: ΔU=I*R.
5. Zistite pokles napätia v percentách: ΔU/U. Ak hodnota prekročí 5 %, vyberte najväčší prierez vodiča z referenčnej knihy.

Otvorené a uzavreté zapojenie

V závislosti od miesta sa rozvody delia na 2 typy:

• skryté;
• vystavené.

V súčasnosti sa v bytoch inštalujú skryté rozvody. V stenách a stropoch sú vytvorené špeciálne žľaby na uloženie káblov. Po inštalácii vodičov sa výklenky omietnu. Meď sa používa ako vodič. Musíte plánovať dopredu, pretože časom budete musieť odstrániť povrchovú úpravu, aby ste mohli nainštalovať ďalšie elektrické rozvody alebo vymeniť prvky. Ploché káble a vodiče sa často používajú pri inštaláciách pod omietku.

Pri odkrytých inštaláciách sa vodiče inštalujú pozdĺž povrchu miestnosti. Uprednostňujú sa ohybné vodiče okrúhleho tvaru. Dajú sa ľahko inštalovať do káblových kanálov a prechádzať cez vlnovky. Pri výpočte zaťaženia kábla sa zohľadňuje spôsob, akým je vedenie položené.

Súvisiace články: