Jak zvolit a správně vypočítat průřez kabelu

Obsah článku

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

Jak si vybrat kabel pro připojení domácích spotřebičů na vlastní pěst, zajištění bezpečnosti kabeláže a zároveň nezaplatení? Co se má řídit při výběru a jak vypočítat průřez kabelu pro skupinu spotřebitelů? Můžete se o tom dozvědět z tohoto článku..
Průřez kabelu je průřez vodiče, který vede proud. Ve většině případů je řez jádra kabelu kulatý a jeho průřezová plocha může být vypočtena pomocí vzorce pro oblast kruhu. Ale vzhledem k různým tvarům kabelů se k popisu jeho hlavních fyzikálních charakteristik nepoužívá lineární rozměr, ale hodnota plochy průřezu. Tato charakteristika je standardizována ve všech zemích. V naší zemi je upraveno PUE „Pravidlami elektrické instalace“.
Proč je nutné zvolit průřez kabelu
Správný výběr průřezu kabelu je především vaší bezpečností. Pokud kabel nevydrží aktuální zátěž, přehřeje se, izolace se roztaví a v důsledku toho může dojít ke zkratu a požáru..
Jak zvolit kabel s požadovaným průřezem a vyhnout se případům, kdy se při současném zapnutí několika zařízení objeví vůně tající izolace, a neplacení dodatečných peněz pomocí vodičů s velkým rozpětím?
Pro napájení obytných prostor se používají dva hlavní typy kabelů: měď a hliník. Měď je dražší než hliník. Ale v moderním zapojení je upřednostňováno. Hliník má vyšší vnitřní odpor a je 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 sovětské éry.
Pro předběžný výběr požadovaného průřezu měděného kabelu se předpokládá, že kabel s průřezem 1 mm² může procházet elektrický proud skrz sebe až do 10 A. Dále však uvidíte, že tento poměr je vhodný pouze pro výběr průřezu „okem“ a platí pro průřezy ne více než 6 mm² (při navrhovaném poměru je proud až 60 A). Elektrický kabel tohoto průřezu je dostačující pro vstup do fáze do standardního třípokojového bytu..
Většina elektrikářů používá k napájení elektřiny vnitřním zákazníkům kabely následujících průřezů:
0,5 mm² – Reflektory;
1,5 mm² – základní osvětlení;
2,5 mm² – zásuvky.
To je však přijatelné pro domácí spotřebu za předpokladu, že každý elektrický spotřebič je napájen ze své vlastní zásuvky, bez použití dvojčat, podložky a prodlužovacích kabelů..
Při výběru kabelu bude vhodnější použít speciální tabulky, které vám umožní vybrat průřez na základě známé síly elektrického spotřebiče (kW) nebo podle aktuální zátěže (A). Současné zatížení je v tomto případě důležitější vlastností, protože zatížení v ampérech je vždy indikováno pro jednu fázi, zatímco u jednofázové spotřeby (220 V) bude zatížení v kilowattech indikováno pro jednu fázi a u třífázové – pro všechny tři fáze celkem.
Při volbě průřezu kabelu je nutné vzít v úvahu typ vedení: vnější nebo skrytý. To je způsobeno skutečností, že při skrytém zapojení klesá přenos tepla drátu, v důsledku čehož dochází k intenzivnějšímu zahřívání kabelu. Proto se pro skryté zapojení používají kabely s průřezovou plochou asi o 30% větší než s otevřenou.
Tabulka pro výběr průřezu měděného kabelu pro otevřené a skryté zapojení:
Průřezová plocha Otevřené zapojení Skryté zapojení
S Já P Já P
220 V 380 V 220 V 380 V
0,5 jedenáct 2.4 – – – –
0,75 15 3.3 – – – –
1 17 3.7 6.4 čtrnáct 3 5.3
1.5 23 Pět 8.7 15 3.3 5.7
2 26 5.7 9.8 devatenáct 4.1 7.2
2.5 třicet 6.6 jedenáct 21 4.6 7.9
4 41 devět 15 27 5.9 deset
Pět 50 jedenáct devatenáct 34 7.4 12
deset 80 17 třicet 50 jedenáct devatenáct
šestnáct sto 22 38 80 17 třicet
25 140 třicet 53 sto 22 38
35 170 37 64 135 29 51
Tabulka pro výběr průřezu vodiče hliníkového kabelu pro otevřené a skryté zapojení:
Průřezová plocha Otevřené zapojení Skryté zapojení
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 (mm²), Já – aktuální zatížení (A), R – celkový výkon elektrického zařízení (kW).
Při výběru průřezu kabelu je rovněž nutné provést úpravy s ohledem na jeho délku. Abychom toho dosáhli, zvolíme průřez kabelu z tabulky podle aktuální síly, vypočítáme jeho odpor s ohledem na délku podle vzorce:
R = p? L / S
Kde:
R – odpor drátu, Ohm;
str – materiálový odpor, Ohm? Mm²/ m (pro měď – 0,0175, pro hliník – 0,01281);
L – délka kabelu, m;
S – průřez kabelu, mm².
Pomocí tohoto vzorce můžete získat odpor jednoho jádra kabelu. Protože proud prochází jedním jádrem a vrací se druhým, aby se získala hodnota odporu kabelu, musí být odpor jeho jádra vynásoben dvěma:
R_celkový = 2? R
Dále je třeba vypočítat úbytek napětí:
dU = já? R_celkový
Kde:
dU – ztráty napětí, W;
Já – proudová síla, A;
R_celkový – vypočtený odpor kabelu, Ohm.
Pokud byl výběr průřezu kabelu proveden podle celkového výkonu zařízení a proudová síla není známa, lze jej vypočítat podle vzorce:
I = P / U? cos ?– pro jednofázovou síť 220 V
I = P / 1,732? U? cos ? – pro třífázovou 380 V síť
Kde:
R – celkový užitý výkon elektrického zařízení (W);
U – napětí (V);
cos? = 1 (pro životní podmínky) a cos? = 1,3 (pro výkonné elektrické spotřebiče).
Dále vypočítáme ztráty jako procento: (dU / U)? sto%.
Pokud získaná hodnota nepřesáhne 5%, je správně vybrán průřez kabelu s ohledem na jeho délku. Pokud překročí, je nutné z tabulky vybrat kabel většího průřezu (další v řadě) a znovu spočítat.
Tyto tabulky jsou použitelné pro kabely s pryžovou a plastovou izolací, průřez kabelů vybraný podle nich bude efektivně fungovat, pokud bude vyroben v souladu s GOST.
Výběr kabelu pro skupinu spotřebitelů
Chcete-li vybrat průřez kabelu pro skupinu spotřebitelů (například vstupní kabel do bytu), můžete pomocí vzorce určit přípustné aktuální zatížení. Pojďme spočítat aktuální zatížení sítě 220 V, která se často používá v domácím napájení:
I = P? K / U? cos ?
Kde:
R – celkový užitý výkon elektrického zařízení (W), U – napětí (V), NA – součinitel účtování pro současné zapnutí zařízení (je roven 0,75);
cos? = 1 (pro životní podmínky) a cos? = 1,3 (pro výkonné elektrické spotřebiče).
Po výpočtu přípustného proudového zatížení pro skupinu spotřebitelů můžete pomocí výše uvedených tabulek vybrat kabel požadovaného průřezu. Pokud se předpokládá dlouhodobé současné zapnutí všech možných spotřebičů (např. Elektrické vytápění), musí být výpočet přípustného proudového zatížení proveden bez zohlednění koeficientu K.
Příklad výběru kabelu pro domácí kotel
Na základě výše uvedeného se pokusíme vypočítat a vybrat měděný kabel požadovaného průřezu pro jednofázový elektrický kotel s topným článkem 2,0 kW za předpokladu, že je kabel k němu uložen v krabici. Délka kabelu bude 10 metrů.
Z tabulky je patrné, že hodnota výkonu 3,0 kW je blízko výkonu, což odpovídá průřezu kabelu 1 mm². Vypočítáme s ohledem na délku kabelu:
Pojďme spočítat aktuální sílu: I = 2000 W / 220 V? 1 = 9,09 A.
Pojďme spočítat odpor jádra kabelu: R = 0,0175 Ohm? Mm²/ m? 10 m / 1 mm² = 0,175 Ohm.
Celkový odpor kabelu: R_celkový = 2? R = 0,35 ohm.
Výpočet ztrát napětí: dU = 9,09 A? 0,35 ohm = 3,18 V.
Ztráty počítáme jako procento: (3,18 V / 220 V)? 100% = 1,45% (nepřesahuje 5%).
1 mm kabel² vhodné pro připojení elektrického kotle uvedeného v příkladu.
Výrobci v pokynech k zařízení často uvádějí požadovaný průřez kabelů pro své vybavení. Pokud taková instrukce existuje, musíte ji dodržovat..
Přečtěte si více Jak vybrat soukromou bezpečnostní společnost nebo soukromou bezpečnostní společnost pro domácí zabezpečení