Jak Zvolit A Správně Vypočítat Průřez Kabelu

Proč je nutné zvolit průřez kabelu
Výběr kabelu pro skupinu spotřebitelů
Příklad výběru kabelu pro domácí kotel

Průřez kabelu je průřez vodiče pro vedení proudu. Ve většině případů je výřez jádra kabelu kulatý a jeho plochu lze vypočítat pomocí vzorce pro plochu kruhu. Vzhledem k rozmanitosti tvarů kabelů se však k popisu jeho hlavních fyzikálních charakteristik nepoužívá lineární rozměr, ale hodnota plochy průřezu. Tato vlastnost je standardizována ve všech zemích. U nás je to regulováno PUE „Pravidly pro elektrickou instalaci“.

Proč je nutné zvolit průřez kabelu

Správný výběr průřezu kabelu je především vaše bezpečnost. Pokud kabel nevydrží proudové zatížení, přehřívá se, izolace se roztaví a v důsledku toho může dojít ke zkratu a požáru.

Jak si vybrat kabel požadovaného průřezu, aniž byste se vyhnuli případům, kdy se při současném zapnutí několika zařízení objeví vůně roztavené izolace, a nedoplacení dalších peněz za použití vodičů s velkou rezervou?

Pro napájení obytných prostor se používají dva hlavní typy kabelů: měď a hliník. Měď je dražší než hliník. Ale v moderním zapojení se dává přednost tomu. Hliník má vyšší vnitřní odpor a je to křehký kov, který rychle oxiduje. Měď je pružný materiál, který je méně náchylný k oxidaci. V poslední době se hliníkové kabely používají výhradně k obnově elektroinstalace v budovách z doby sovětské.

Pro předběžný výběr požadovaného průřezu měděného kabelu se předpokládá, že kabel o průřezu 1 mm ² může procházet elektrickým proudem až 10 A. 6 mm ² (při použití navrhovaného poměru, proud do 60 A). Elektrický kabel tohoto průřezu je dost na zavedení fáze do standardního třípokojového bytu.

Většina elektrikářů používá k napájení elektřiny pro vnitřní spotřebiče kabely následujících průřezů:

0,5 mm ² - bodová světla;
1,5 mm ² - hlavní osvětlení;
2,5 mm ² - zásuvky.

To je však pro domácí spotřebu přijatelné za předpokladu, že je každý elektrický spotřebič napájen ze své vlastní zásuvky bez použití dvojčat, odpališť a prodlužovacích kabelů.

Bylo by správnější použít při výběru kabelu speciální tabulky, které vám umožní vybrat průřez na základě známého výkonu elektrického spotřebiče (kW) nebo podle aktuálního zatížení (A). Aktuální zátěž je v tomto případě důležitější charakteristikou, protože zátěž v ampérech je vždy indikována pro jednu fázi, zatímco u jednofázové spotřeby (220 V) bude zátěž v kilowattech indikována pro jednu fázi a pro třífázovou - celkem pro všechny tři fáze.

Při výběru průřezu kabelu je třeba vzít v úvahu typ zapojení: vnější nebo skrytý. To je způsobeno skutečností, že se skrytým zapojením klesá přenos tepla vodičem, v důsledku čehož dochází k intenzivnějšímu zahřívání kabelu. Proto se pro skryté vedení používají kabely s průřezem přibližně o 30% větším než u otevřených.

Tabulka pro výběr průřezu měděného kabelu pro otevřené a skryté vedení:

Průřezová plocha Otevřete kabeláž Skryté vedení S Já P Já P 220 V 380 V 220 V 380 V 0,5 jedenáct 2.4 - - - - 0,75 patnáct 3.3 - - - - 1 17 3.7 6.4 čtrnáct 3 5.3 1.5 23 Pět 8.7 patnáct 3.3 5.7 2 26 5.7 9.8 19 4.1 7.2 2.5 třicet 6.6 jedenáct 21 4.6 7.9 4 41 devět patnáct 27 5.9 deset Pět 50 jedenáct 19 34 7.4 12 deset 80 17 třicet 50 jedenáct 19 šestnáct 100 22 38 80 17 třicet 25 140 třicet 53 100 22 38 35 170 37 64 135 29 51

Tabulka pro výběr průřezu vodiče hliníkového kabelu pro otevřené a skryté vedení:

Průřezová plocha Otevřete kabeláž Skryté vedení S Já P Já P 220 V 380 V 220 V 380 V 2 21 4.6 7.9 čtrnáct 3 5.3 2.5 24 5.2 9.1 šestnáct 3.5 6 4 32 7 12 21 4.6 7.9 Pět 39 8.5 čtrnáct 26 5.7 9.8 deset 60 13 22 38 8.3 čtrnáct šestnáct 75 šestnáct 28 55 12 20 25 105 23 39 65 čtrnáct 24 35 130 28 49 75 šestnáct 28

S - průřez kabelu (mm ²), I - proudová zátěž (A), P - celkový výkon elektrického zařízení (kW).

Při výběru průřezu kabelu je také nutné provést úpravy s ohledem na jeho délku. Chcete-li to provést, vyberte průřez kabelu z tabulky podle síly proudu, vypočítáme jeho odpor, přičemž vezmeme v úvahu délku podle vzorce:

R = p ⋅ L / S

Kde:

R - odpor drátu, Ohm;
p je měrný odpor materiálu, Ohm⋅mm ² / m (pro měď - 0,0175, pro hliník - 0,0281);
L - délka kabelu, m;
S - plocha průřezu kabelu, mm ².

Pomocí tohoto vzorce můžete získat odpor jednoho jádra kabelu. Jelikož proud prochází jedním jádrem a vrací se druhým, aby se získala hodnota odporu kabelu, musí se odpor jeho jádra vynásobit dvěma:

R _celkem = 2 ⋅ R.

Dále musíte vypočítat ztrátu napětí:

dU = I ⋅ R _celkem

Kde:

dU - ztráta napětí, W;
I - síla proudu, A;
R _celkem - vypočítaný odpor kabelu, Ohm.

Pokud byl výběr průřezu kabelu proveden podle celkového výkonu zařízení a síla proudu není známa, lze ji vypočítat podle vzorce:

I = P / U ⋅ cos φ - pro jednofázovou síť 220 V.

I = P / 1,732 ⋅ U ⋅ cos φ - pro třífázovou síť 380 V.

Kde:

Р - celkový použitý výkon elektrického zařízení (W);
U - napětí (V);
cos φ = 1 (pro domácí podmínky) a cos φ = 1,3 (pro výkonné elektrické spotřebiče).

Dále vypočítáme ztráty jako procento: (dU / U) ⋅ 100%.

Pokud získaná hodnota nepřesahuje 5%, je správně vybrán průřez kabelu s přihlédnutím k jeho délce. Pokud překročí, je nutné vybrat z tabulky kabel většího průřezu (další v řadě) a znovu vypočítat.

Tyto tabulky platí pro kabely s gumovou a plastovou izolací, podle nich zvolený průřez kabelu bude účinně fungovat, pokud bude vyroben v souladu s GOST.

Výběr kabelu pro skupinu spotřebitelů

Chcete-li vybrat průřez kabelu pro skupinu spotřebičů (například vstupní kabel do bytu), můžete pomocí vzorce určit přípustné proudové zatížení. Vypočítáme aktuální zátěž pro síť 220 V, která se často používá při napájení z domácnosti:

I = P ⋅ K / U ⋅ cos φ

Kde:

P je celkový spotřebovaný výkon elektrického zařízení (W), U je napětí (V), K je účetní faktor pro současné zapnutí zařízení (měřeno rovné 0,75);
cos φ = 1 (pro domácí podmínky) a cos φ = 1,3 (pro výkonné elektrické spotřebiče).

Po výpočtu přípustného proudového zatížení pro skupinu spotřebičů můžete pomocí výše uvedených tabulek vybrat kabel požadovaného průřezu. Pokud se předpokládá, že budou dlouhodobě zapnuty všechny možné spotřebiče (například elektrický ohřev), musí být proveden výpočet přípustného proudového zatížení bez zohlednění K.

Příklad výběru kabelu pro domácí kotel

Na základě výše uvedeného se pokusíme vypočítat a vybrat měděný kabel požadovaného úseku pro jednofázový elektrický kotel s topným tělesem 2,0 kW za předpokladu, že kabel k němu je položen v krabici. Délka kabelu bude 10 metrů.

Z tabulky je patrné, že hodnota 3,0 kW je výkonově blízká, což odpovídá hodnotě průřezu kabelu 1 mm ². Počítáme s přihlédnutím k délce kabelu:

Počítáme aktuální sílu: I = 2000 W / 220 V ⋅ 1 = 9,09 A.
Počítáme odpor jádra kabelu: R = 0,0175 Ohm⋅mm ² / m ⋅ 10 m / 1mm ² = 0,175 Ohm.
Celkový odpor kabelu: R _celkem = 2 ⋅ R = 0,35 Ohm.
Vypočítáme ztrátu napětí: dU = 9,09 A ⋅ 0,35 Ohm = 3,18 V.
Ztrátu počítáme jako procento: (3,18 V / 220 V) ⋅ 100% = 1,45% (nepřesahuje 5%).

Pro připojení elektrického kotle zobrazeného na příkladu je vhodný kabel o průměru 1 mm ².

Výrobci často označují požadovanou plochu průřezu kabelu pro své zařízení v pokynech k zařízení. Pokud takový pokyn existuje, je nutné se jím řídit.