Jak určit přípustný proud kabelu?

17 ledna 2018 k-igor

Téměř každé téma na blogu má svůj vlastní příběh. Takže dnešní téma se objevilo díky mému novému projektu. Navzdory skutečnosti, že zde nebude nic nového, stále vám doporučuji přidat si tento článek do záložek a v případě potřeby rychle najít potřebné informace.

Doma, v práci a v mé tašce je vždy soubor obsahující tištěné tabulky s přípustným proudovým zatížením kabelů v souladu s GOST 31996-2012.

Ale stalo se, že jsem z nějakého důvodu vytáhl tento soubor z tašky, a když jsem byl na místě, potřeboval jsem ho. Začal jsem si vzpomínat, mám tuto informaci na blogu, abych si mohl projít telefon a podívat se na přípustný proud pro kabel požadovaného průřezu? Ukázalo se – ne. A to je velmi důležitá informace při provádění projektů napájení, umožňuje také rychle odhadnout přibližný průřez kabelového vedení.

Osobně vždy volím dlouhodobé dovolené proudové zatížení kabelů dle GOST 31996-2012.

Domnívám se, že tabulky dlouhodobě přípustných proudů by měl mít projektant nebo energetik vždy po ruce, protože lze je přirovnat k násobilkám v matematice. Z toho se vychází při návrhu elektrického napájení a provozu elektroinstalace.

Pokud již studujete některý z mých kurzů, pak tyto tabulky naleznete v doplňkových materiálech. Pro uživatele 220softu v příštím newsletteru jako bonus přidám hotové tabulky k tisku, které se objevují v mých videích.

Charakteristickým rysem mých tabulek je, že pro výběr čtyř- a pětižilových kabelů není třeba proudy násobit kf. 0,93. Každý může udělat takové stoly tím, že stráví pár hodin =)

Tabulka 19 — Přípustné proudové zatížení kabelů s měď vodiče s izolací z polyvinylchloridových plastových sloučenin a polymerních kompozic, které neobsahují halogeny:

Přípustné proudové zatížení kabelů s měděnými vodiči s izolací z polyvinylchloridových plastových sloučenin a polymerních kompozic, které neobsahují halogeny

Tabulka 21 — Přípustné proudové zatížení kabelů s hliník vodiče s izolací z polyvinylchloridových plastových sloučenin a polymerních kompozic, které neobsahují halogeny:

Přípustné proudové zatížení kabelů s hliníkovými vodiči s izolací z polyvinylchloridových plastových směsí a bezhalogenových polymerních směsí

Tabulka 20 — Přípustné proudové zatížení kabelů s měď vodiče s izolací z zesíťovaný polyethylen:

Přípustné proudové zatížení kabelů s měděnými vodiči a izolací ze zesíťovaného polyetylénu

Tabulka 22 — Přípustné proudové zatížení kabelů s hliník vodiče s izolací z zesíťovaný polyethylen:

Dovolené proudové zatížení kabelů s hliníkovými vodiči s izolací ze zesíťovaného polyetylénu

GOST31996-2012 (Silové kabely s plastovou izolací pro jmenovité napětí 0,66, 1 a 3 kV).

Tento dokument obsahuje další užitečné informace, doporučuji vám ho prostudovat.

PS U třížilových kabelů jsou zde přípustné proudy podhodnoceny, protože vzít v úvahu 0,93, ale věřím, že taková rezerva udělá jednofázové sítě spolehlivějšími.

Na téma:

• Výběr kabelů s ohledem na korekční faktory
• Počet kabelů ve výkopu

Nejzranitelnějším místem v oblasti zásobování bytu či domu elektrickou energií jsou elektrické rozvody. Mnoho domácností nadále používá staré rozvody, které nejsou určeny pro moderní elektrické spotřebiče. Často se dodavatelé dokonce snaží ušetřit na materiálech a pokládají dráty, které neodpovídají projektu. V každém z těchto případů musíte nejprve udělat výpočet průřezu kabeluJinak můžete čelit vážným a dokonce tragickým následkům.

Proč je nutný výpočet kabelu?

Při volbě průřezu vodičů se nelze řídit zásadou „na oko“. Proud, který protéká dráty, je zahřívá. Čím vyšší je proud, tím větší je ohřev. Tento vztah lze snadno dokázat pomocí několika vzorců. První z nich určuje sílu aktivního proudu:

kde I je proud, U je napětí, R je odpor.

Ze vzorce je patrné: čím větší odpor, tím více tepla se uvolní, t.j. tím více se vodič zahřeje. Odpor je určen vzorcem:

kde ρ – rezistivita, L – délka vodiče, S – jeho průřez.

Čím menší je plocha průřezu vodiče, tím vyšší je jeho odpor, a tedy vyšší činný výkon, což znamená silnější zahřívání. Na základě toho je nutný výpočet průřezu pro zajištění bezpečnosti a spolehlivosti elektroinstalace a také kompetentní distribuce financí.

Co se stane, když je průřez vypočítán špatně

Bez výpočtu průřezu vodiče se můžete setkat s jednou ze dvou situací:

• Příliš velké přehřívání elektroinstalace. Vyskytuje se, když je průměr vodiče nedostatečný. Vytváří příznivé podmínky pro samovznícení a zkraty.
• Neoprávněné náklady na elektroinstalaci. K tomu dochází v situacích, kdy byly vybrány předimenzované vodiče. Tady samozřejmě nic nehrozí, ale větší kabel je dražší a není tak pohodlný na používání.

Co ještě ovlivňuje zahřívání vodičů

Ze vzorce (2) je vidět, že odpor vodiče závisí nejen na ploše průřezu. V tomto ohledu bude jeho ohřev ovlivněn:

• Materiál. Příkladem je, že hliník má vyšší měrný odpor než měď, takže při stejném průřezu vodičů se měď bude méně zahřívat.
• Délka. Příliš dlouhý vodič vede k velkým ztrátám napětí, což způsobuje dodatečné zahřívání. Pokud ztráta přesáhne 5 %, musí být průřez zvětšen.

Příklad výpočtu průřezu kabelu na příkladu BBGng 3 × 1,5 a ABBbShv 4 × 16

Třížilový kabel BBGng 3×1,5 je měděný a je určen pro přenos a rozvod elektřiny v obytných domech nebo běžných bytech. Vodiče v něm jsou izolovány PVC (B), ze kterého se skládá plášť. BBGng 3×1,5 také nešíří spalování ng(A), proto je jeho použití zcela bezpečné.

Kabel ABBbShv 4×16 čtyřžilový, včetně hliníkových vodičů. Určeno pro položení do země. Ochrana galvanizovanými ocelovými páskami zajišťuje kabelu životnost až 30 let. Ve společnosti Bonkom nakoupíte kabelové produkty velkoobchodně i maloobchodně za dostupnou cenu. Velký sklad má vždy všechny produkty skladem, což umožňuje dokončit objednávky libovolného sortimentu.

Postup výpočtu průřezu podle výkonu

Obecně výpočet průřezu kabelu podle výkonu probíhá ve 2 etapách. To bude vyžadovat následující údaje:

• Celkový výkon všech zařízení.
• Typ síťového napětí: 220 V – jednofázové, 380 V – třífázové.
• PUE 7. Pravidla pro instalaci elektroinstalace. Vydání 7.
• Materiál vodiče: měď nebo hliník.
• Typ vedení: otevřené nebo uzavřené.

Krok 1. Příkon elektrických spotřebičů lze nalézt v jejich pokynech nebo vzít průměrné charakteristiky. Vzorec pro výpočet celkového výkonu:

kde P₁, P₂ atd. – výkon připojených zařízení, K_с – faktor poptávky, který bere v úvahu pravděpodobnost zapnutí všech zařízení současně, K_з – bezpečnostní faktor v případě dostavby nových spotřebičů v domě. NA_с je definován takto:

• pro dvě současně zapnutá zařízení – 1;
• pro 3-4 – 0,8;
• pro 5-6 – 0,75;
• více – 0,7.

К_з v počítání zátěžový kabel má smysl to brát jako 1,15-1,2. Můžete si vzít například celkový výkon 5 kW.

Krok 2. Ve druhé fázi zbývá určit průřez vodiče celkovým výkonem. K tomu se používá tabulka výpočtu průřezu kabelu z PUE. Poskytuje informace pro měděné i hliníkové vodiče. Při výkonu 5 kW a uzavřeném jednofázovém napájení je vhodný měděný kabel o průřezu 4 mm 2 .

Pravidla pro výpočet délky

Výpočet průřezu kabelu po délce předpokládá, že majitel předem určil, kolik metrů vodiče bude potřeba pro elektrické rozvody. Tato metoda se obvykle používá doma. Pro výpočet budete potřebovat následující údaje:

• L je délka vodiče, m. Například se bere hodnota 40 m.
• ρ – měrný odpor materiálu (měď nebo hliník), Ohm / mm 2 m: 0,0175 pro měď a 0,0281 pro hliník.
• I – jmenovitý proud, A.

Krok 1. Jmenovitý proud určete podle vzorce:

kde P je výkon ve wattech (součet všech spotřebičů v domě, např. hodnota je 8 kW), U je 220 V, K_с – koeficient současného zahrnutí (0,75), cos φ – 1 pro domácí spotřebiče. V příkladu je hodnota 36 A.

Krok 2. Určete průřez vodiče. K tomu použijte vzorec (2):

Ztráta napětí po délce vodiče by neměla být větší než 5%:

Ztráta napětí dU = I · R, tedy R u11d dU / I u36d 0,31/XNUMX uXNUMXd XNUMX Ohm. Potom musí být průřez vodiče alespoň:

V případě třížilového kabelu by měla být plocha průřezu jedné žíly 0,75 mm2. Průměr jednoho jádra tedy musí být alespoň (√S/ π) · 2 = 0,98 mm. Kabel BBGng 3×1,5 tuto podmínku splňuje.

Jak vypočítat aktuální průřez

Výpočet průřezu kabelu proudem se rovněž provádí na základě EMP, zejména pomocí tabulek 1.3.6. a 1.3.7. Při znalosti celkového výkonu elektrických spotřebičů je možné určit jmenovitý proud podle vzorce:

Pro třífázovou síť se používá jiný vzorec:

kde U se bude rovnat 380 V.

Pokud jsou k třífázovému kabelu připojeny jednofázové i třífázové spotřebiče, výpočet se provádí podle nejvíce zatíženého jádra. Pro příklad s celkovým výkonem zařízení rovným 5 kW a jednofázovou uzavřenou sítí se ukazuje:

BBGng 3×1,5 – třížilový měděný kabel. Podle tabulky 1.3.6. pro proudovou sílu 18 A je nejbližší hodnota 19 A (při položení na vzduch). Při jmenovitém proudu 19 A musí být průřez jeho vodivého jádra alespoň 1,5 mm2. U kabelu BBGng 3 × 1,5 má jedno jádro průřez S u2d π r 3,14 u1,5d 2 (2 / 1,8) 2 uXNUMXd XNUMX mm XNUMX, který plně vyhovuje zadanému požadavku.

Pokud uvažujeme kabel ABBbShv 4×16, je nutné převzít údaje z tabulky 1.3.7. PUE, kde jsou hodnoty uvedeny pro hliníkové dráty. Podle něj by pro čtyřžilové kabely měla být hodnota proudu stanovena s faktorem 0,92. V tomto příkladu k 18 A, nejbližší hodnota podle tabulky 1.3.7. je 19 A.

Při zohlednění koeficientu 0,92 to bude 17,48 A, což je méně než 18 A. Proto je nutné vzít následující hodnotu – 27 A. V tomto případě by měl být průřez jádra vodivého kabelu 4 mm 2. U kabelu ABBbShv 4 × 16 je průřez jednoho jádra:

Podle tabulky 1.3.7. je racionálnější použít tento kabel se jmenovitým proudem 60 A (při položení vzduchem) a až 90 A (při položení do země).