Jak vybrat správný průřez kabelu?
Tabulka ukazuje výkon, proud a průřezy kabelů a vodičůpro výpočty a výběr kabelů a vodičů, kabelové materiály a elektrická zařízení.
Při výpočtu byly použity údaje z tabulek PUE a vzorce činného výkonu pro jednofázové a třífázové symetrické zátěže.
Níže jsou uvedeny tabulky pro kabely a vodiče s měděnými a hliníkovými drátěnými jádry.
Příklad výpočtu průřezu kabelu
Úkol: napájet topné těleso o výkonu W=4,75 kW měděným drátem v kabelovém kanálu.
Výpočet proudu: I = W/U. Známe napětí: 220 voltů. Podle vzorce je protékající proud I = 4750/220 = 21,6 ampér.
Zaměřujeme se na měděný drát, takže hodnotu průměru měděného jádra vezmeme z tabulky. Ve sloupci 220V – měděné vodiče najdeme hodnotu proudu přesahující 21,6 ampér, jedná se o vedení s hodnotou 27 ampér. Ze stejné čáry vezmeme průřez vodivého jádra rovný 2,5 čtvercům.
Výpočet požadovaného průřezu kabelu na základě typu kabelu nebo drátu
| číslo | Počet žil řez mm. Kabely (dráty) | Vnější průměr mm. | Průměr trubky mm. | Přijatelné dlouhé proud (A) pro vodiče a kabely při pokládce: | Přípustný trvalý proud pro obdélníkové měděné tyče sekce (A) PUE | |||||||||||
| VVG | VVGng | KVVG | KVVGE | NYM | PV1 | PV3 | PVC (HDPE) | Met.tr. Du | ve vzduchu | v zemi | Sekce, pneumatiky mm | Počet autobusů na fázi | ||||
| 1 | 1 × 0,75 | 2,7 | 16 | 20 | 15 | 15 | 1 | 2 | 3 | |||||||
| 2 | 1 × 1 | 2,8 | 16 | 20 | 17 | 17 | 15 × 3 | 210 | ||||||||
| 3 | 1 × 1,5 | 5,4 | 5,4 | 3 | 3,2 | 16 | 20 | 23 | 33 | 20 × 3 | 275 | |||||
| 4 | 1 × 2,5 | 5,4 | 5,7 | 3,5 | 3,6 | 16 | 20 | 30 | 44 | 25 × 3 | 340 | |||||
| 5 | 1 × 4 | 6 | 6 | 4 | 4 | 16 | 20 | 41 | 55 | 30 × 4 | 475 | |||||
| 6 | 1 × 6 | 6,5 | 6,5 | 5 | 5,5 | 16 | 20 | 50 | 70 | 40 × 4 | 625 | |||||
| 7 | 1 × 10 | 7,8 | 7,8 | 5,5 | 6,2 | 20 | 20 | 80 | 105 | 40 × 5 | 700 | |||||
| 8 | 1 × 16 | 9,9 | 9,9 | 7 | 8,2 | 20 | 20 | 100 | 135 | 50 × 5 | 860 | |||||
| 9 | 1 × 25 | 11,5 | 11,5 | 9 | 10,5 | 32 | 32 | 140 | 175 | 50 × 6 | 955 | |||||
| 10 | 1 × 35 | 12,6 | 12,6 | 10 | 11 | 32 | 32 | 170 | 210 | 60 × 6 | 1125 | 1740 | 2240 | |||
| 11 | 1 × 50 | 14,4 | 14,4 | 12,5 | 13,2 | 32 | 32 | 215 | 265 | 80 × 6 | 1480 | 2110 | 2720 | |||
| 12 | 1 × 70 | 16,4 | 16,4 | 14 | 14,8 | 40 | 40 | 270 | 320 | 100 × 6 | 1810 | 2470 | 3170 | |||
| 13 | 1 × 95 | 18,8 | 18,7 | 16 | 17 | 40 | 40 | 325 | 385 | 60 × 8 | 1320 | 2160 | 2790 | |||
| 14 | 1 × 120 | 20,4 | 20,4 | 50 | 50 | 385 | 445 | 80 × 8 | 1690 | 2620 | 3370 | |||||
| 15 | 1 × 150 | 21,1 | 21,1 | 50 | 50 | 440 | 505 | 100 × 8 | 2080 | 3060 | 3930 | |||||
| 16 | 1 × 185 | 24,7 | 24,7 | 50 | 50 | 510 | 570 | 120 × 8 | 2400 | 3400 | 4340 | |||||
| 17 | 1 × 240 | 27,4 | 27,4 | 63 | 65 | 605 | 60 × 10 | 1475 | 2560 | 3300 | ||||||
| 18 | 3 × 1,5 | 9,6 | 9,2 | 9 | 20 | 20 | 19 | 27 | 80 × 10 | 1900 | 3100 | 3990 | ||||
| 19 | 3 × 2,5 | 10,5 | 10,2 | 10,2 | 20 | 20 | 25 | 38 | 100 × 10 | 2310 | 3610 | 4650 | ||||
| 20 | 3 × 4 | 11,2 | 11,2 | 11,9 | 25 | 25 | 35 | 49 | 120 × 10 | 2650 | 4100 | 5200 | ||||
| 21 | 3 × 6 | 11,8 | 11,8 | 13 | 25 | 25 | 42 | 60 | Přípustný trvalý proud pro obdélníkové měděné tyče (A) Schneider Electric IP30 | |||||||
| 22 | 3 × 10 | 14,6 | 14,6 | 25 | 25 | 55 | 90 | |||||||||
| 23 | 3 × 16 | 16,5 | 16,5 | 32 | 32 | 75 | 115 | |||||||||
| 24 | 3 × 25 | 20,5 | 20,5 | 32 | 32 | 95 | 150 | |||||||||
| 25 | 3 × 35 | 22,4 | 22,4 | 40 | 40 | 120 | 180 | Sekce, pneumatiky mm | Počet autobusů na fázi | |||||||
| 26 | 4 × 1 | 8 | 9,5 | 16 | 20 | 14 | 14 | 1 | 2 | 3 | ||||||
| 27 | 4 × 1,5 | 9,8 | 9,8 | 9,2 | 10,1 | 20 | 20 | 19 | 27 | 50 × 5 | 650 | 1150 | ||||
| 28 | 4 × 2,5 | 11,5 | 11,5 | 11,1 | 11,1 | 20 | 20 | 25 | 38 | 63 × 5 | 750 | 1350 | 1750 | |||
| 29 | 4 × 50 | 30 | 31,3 | 63 | 65 | 145 | 225 | 80 × 5 | 1000 | 1650 | 2150 | |||||
| 30 | 4 × 70 | 31,6 | 36,4 | 80 | 80 | 180 | 275 | 100 × 5 | 1200 | 1900 | 2550 | |||||
| 31 | 4 × 95 | 35,2 | 41,5 | 80 | 80 | 220 | 330 | 125 × 5 | 1350 | 2150 | 3200 | |||||
| 32 | 4 × 120 | 38,8 | 45,6 | 100 | 100 | 260 | 385 | Přípustný trvalý proud pro obdélníkové měděné tyče (A) Schneider Electric IP31 | ||||||||
| 33 | 4 × 150 | 42,2 | 51,1 | 100 | 100 | 305 | 435 | |||||||||
| 34 | 4 × 185 | 46,4 | 54,7 | 100 | 100 | 350 | 500 | |||||||||
| 35 | 5 × 1 | 9,5 | 10,3 | 16 | 20 | 14 | 14 | |||||||||
| 36 | 5 × 1,5 | 10 | 10 | 10 | 10,9 | 10,3 | 20 | 20 | 19 | 27 | Sekce, pneumatiky mm | Počet autobusů na fázi | ||||
| 37 | 5 × 2,5 | 11 | 11 | 11,1 | 11,5 | 12 | 20 | 20 | 25 | 38 | 1 | 2 | 3 | |||
| 38 | 5 × 4 | 12,8 | 12,8 | 14,9 | 25 | 25 | 35 | 49 | 50 × 5 | 600 | 1000 | |||||
| 39 | 5 × 6 | 14,2 | 14,2 | 16,3 | 32 | 32 | 42 | 60 | 63 × 5 | 700 | 1150 | 1600 | ||||
| 40 | 5 × 10 | 17,5 | 17,5 | 19,6 | 40 | 40 | 55 | 90 | 80 × 5 | 900 | 1450 | 1900 | ||||
| 41 | 5 × 16 | 22 | 22 | 24,4 | 50 | 50 | 75 | 115 | 100 × 5 | 1050 | 1600 | 2200 | ||||
| 42 | 5 × 25 | 26,8 | 26,8 | 29,4 | 63 | 65 | 95 | 150 | 125 × 5 | 1200 | 1950 | 2800 | ||||
| 43 | 5 × 35 | 28,5 | 29,8 | 63 | 65 | 120 | 180 | |||||||||
| 44 | 5 × 50 | 32,6 | 35 | 80 | 80 | 145 | 225 | |||||||||
| 45 | 5 × 95 | 42,8 | 100 | 100 | 220 | 330 | ||||||||||
| 46 | 5 × 120 | 47,7 | 100 | 100 | 260 | 385 | ||||||||||
| 47 | 5 × 150 | 55,8 | 100 | 100 | 305 | 435 | ||||||||||
| 48 | 5 × 185 | 61,9 | 100 | 100 | 350 | 500 | ||||||||||
| 49 | 7 × 1 | 10 | 11 | 16 | 20 | 14 | 14 | |||||||||
| 50 | 7 × 1,5 | 11,3 | 11,8 | 20 | 20 | 19 | 27 | |||||||||
| 51 | 7 × 2,5 | 11,9 | 12,4 | 20 | 20 | 25 | 38 | |||||||||
| 52 | 10 × 1 | 12,9 | 13,6 | 25 | 25 | 14 | 14 | |||||||||
| 53 | 10 × 1,5 | 14,1 | 14,5 | 32 | 32 | 19 | 27 | |||||||||
| 54 | 10 × 2,5 | 15,6 | 17,1 | 32 | 32 | 25 | 38 | |||||||||
| 55 | 14 × 1 | 14,1 | 14,6 | 32 | 32 | 14 | 14 | |||||||||
| 56 | 14 × 1,5 | 15,2 | 15,7 | 32 | 32 | 19 | 27 | |||||||||
| 57 | 14 × 2,5 | 16,9 | 18,7 | 40 | 40 | 25 | 38 | |||||||||
| 58 | 19 × 1 | 15,2 | 16,9 | 40 | 40 | 14 | 14 | |||||||||
| 59 | 19 × 1,5 | 16,9 | 18,5 | 40 | 40 | 19 | 27 | |||||||||
| 60 | 19 × 2,5 | 19,2 | 20,5 | 50 | 50 | 25 | 38 | |||||||||
| 61 | 27 × 1 | 18 | 19,9 | 50 | 50 | 14 | 14 | |||||||||
| 62 | 27 × 1,5 | 19,3 | 21,5 | 50 | 50 | 19 | 27 | |||||||||
| 63 | 27 × 2,5 | 21,7 | 24,3 | 50 | 50 | 25 | 38 | |||||||||
| 64 | 37 × 1 | 19,7 | 21,9 | 50 | 50 | 14 | 14 | |||||||||
| 65 | 37 × 1,5 | 21,5 | 24,1 | 50 | 50 | 19 | 27 | |||||||||
| 66 | 37 × 2,5 | 24,7 | 28,5 | 63 | 65 | 25 | 38 | |||||||||
Pro volbu typu kabelu (vodiče) a způsobu uložení celého elektroinstalačního systému platí přísná pravidla (PUE). Pokud existuje více podmínek, které charakterizují prostředí, pak musí být při provádění elektroinstalace splněny všechny podmínky.
Výběr izolace kabelů a vodičů pro použití v elektrickém vedení je ovlivněn:
- ekologické předpoklady,
- způsob pokládky,
- jmenovité síťové napětí.
Elektrické rozvody
Instalace silových rozvodů je ovlivněna podmínkami prostředí. Také elektrické vedení by mělo být:
- snadné použití,
- spolehlivý,
- odolný proti ohni a výbuchu,
- bezpečné pro lidi
- hospodárný.
Způsob stanovení dlouhodobého přípustného proudu pro výběr oblasti řezu vodičů (sekce)
Iпр ≥ Iд / TOп — stav vytápění je zohledněn pomocí dlouhodobého návrhového proudu,
Iпр ≥ KзIз / TOп – je zohledněn soulad zvoleného proudu s průřezem vodiče, při kterém se jistič spouští,
kde Kп — hodnota korekčního faktoru, který zohledňuje podmínky pro pokládku kabelů a vodičů (Kp = 1,0 při teplotě okolí 25 °C)
Iпр – hodnota dlouhodobě přípustného proudu vodiče A.
Iд – hodnota dlouhodobého jmenovitého proudu v části sítě A nebo v elektrickém přijímači.
Кз – hodnota násobku dovoleného proudu ve vztahu k proudu, při kterém se jistič spouští, nebo k hodnotě jmenovitého proudu.
Výpočet hodnoty jmenovitého proudu, A:
kde tyн — hodnota síťového napětí, V (při použití jednofázového přijímače — Uн= 220V a třífázový – Uн = 380 V).
Рн — hodnota výkonu elektrického přijímače, W.
Tabulka 1. Přípustný dlouhodobý proud pro pryžové a polyvinylchloridové izolované dráty s měděnými vodiči, A
| Průřez vodiče, mm 2 | Pro položené dráty | |||||
|---|---|---|---|---|---|---|
| otevřeně | v jedné trubce | |||||
| dvě jednojádrové | tři jednojádrové | čtyři jednojádrové | jedno dvoujádro | jedno tříjádrové | ||
| 0,5 | 11 | – | – | – | – | – |
| 0,75 | 15 | – | – | – | – | – |
| 1 | 17 | 16 | 15 | 14 | 15 | 14 |
| 1,5 | 23 | 19 | 17 | 16 | 18 | 15 |
| 2,5 | 30 | 27 | 25 | 25 | 25 | 21 |
| 4 | 41 | 38 | 35 | 30 | 32 | 27 |
| 6 | 50 | 46 | 42 | 40 | 40 | 34 |
| 10 | 80 | 70 | 60 | 50 | 55 | 50 |
| 16 | 100 | 85 | 80 | 75 | 80 | 70 |
| 25 | 140 | 115 | 100 | 90 | 100 | 85 |
| 35 | 170 | 135 | 125 | 115 | 125 | 100 |
| 50 | 215 | 185 | 170 | 150 | 160 | 135 |
| 70 | 270 | 225 | 210 | 185 | 195 | 175 |
| 95 | 330 | 275 | 255 | 225 | 245 | 215 |
| 120 | 385 | 315 | 290 | 260 | 295 | 250 |
Tabulka 2. Přípustný dlouhodobý proud pro dráty s pryžovou a polyvinylchloridovou izolací s hliníkovými vodiči, A
| Průřez vodiče, mm 2 | Pro položené dráty | |||||
|---|---|---|---|---|---|---|
| otevřeně | v jedné trubce | |||||
| dvě jednojádrové | tři jednojádrové | čtyři jednojádrové | jedno dvoujádro | jedno tříjádrové | ||
| 2,5 | 24 | 20 | 19 | 19 | 19 | 16 |
| 4 | 32 | 28 | 28 | 23 | 25 | 21 |
| 10 | 60 | 50 | 47 | 39 | 42 | 38 |
| 16 | 75 | 60 | 60 | 55 | 60 | 55 |
| 25 | 105 | 85 | 80 | 70 | 75 | 65 |
| 35 | 130 | 100 | 95 | 85 | 95 | 75 |
| 50 | 165 | 140 | 130 | 120 | 125 | 105 |
| 70 | 210 | 175 | 165 | 140 | 150 | 135 |
| 95 | 255 | 215 | 200 | 175 | 190 | 165 |
| 120 | 295 | 245 | 220 | 200 | 230 | 190 |
Kroky pro testování kabelu na ztrátu proudu
- Po výpočtu proudu můžete vybrat oblast řezu kabelu.
- Po výběru průřezu vodiče je nutné provést testování a určit hodnotu dovoleného úbytku napětí.
- Různé typy elektrických rozvodů se v této hodnotě liší, ale kolísá v rozmezí 4-5% vypočteného proudu. Pokud ∆U překročí přípustnou úroveň, musí být plocha řezu jádra s proudem zvýšena o řád.
Dvě metody pro výpočet poklesu proudu
- Metoda, která bere v úvahu jmenovitý zatěžovací proud a hodnotu odporu vedení.
- Metoda, která bere v úvahu tabulky, které jsou uvedeny v PUE, s údaji o závislosti ztráty proudu na zatěžovacím momentu.
Řešení problému ztráty proudu v nízkonapěťových zařízeních
Pokles napětí je třeba vzít v úvahu, když elektrikář instaluje nízkonapěťová zařízení (jako jsou nízkonapěťové halogenové žárovky).
- Bezpečná úroveň – pokud při proudu 220V na nulových a fázových kabelech bude pokles 2-3V (neovlivní to provoz zařízení).
- Pokud napětí klesne o 12V, jeho ztráta bude činit 50% napájecího proudu (v tomto případě se sníží intenzita lampy a místo, kde je zařízení připojeno k vodičům, se zahřeje).
Transformátory by měly být umístěny co nejblíže zařízení. Pokud například:
- zátěž = 100W,
- délka kabelu = 5 metrů,
- řezná plocha = 2,5 mm 2 .
- zatěžovací moment se bude rovnat 5 % (0,45)
Zvýšení teploty v drátu povede ke zvýšení jeho odporu, takže při výběru kabelu musíte mít při výpočtech 4% „marži“.
Faktory, které je důležité vzít v úvahu při výpočtu průřezu drátu
- Proudové ztráty závisí na odporu drátu, který zase závisí na materiálu, ze kterého je jádro kabelu vyrobeno (odpor s měděným jádrem je 1,7krát nižší než s hliníkovým jádrem).
- Zákruty (spojení žil v kabelu) výrazně zvyšují procento ztráty napětí, což vede k poškození zákrutů v důsledku jejich přehřátí.
- Výběr průřezu kabelu přímo závisí na výkonu zařízení. Vysoký výkon vyžaduje výběr průřezu s velkou hodnotou uvedenou v tabulce PUE.