Jak vypočítat zatížení úseku kabelu?
Jedním z hlavních parametrů, které určují cenu kabelu, je jeho průřez. Čím je větší, tím je jeho cena vyšší. Ale pokud si koupíte levný drát, jehož průřez neodpovídá zatížení v obvodu, hustota proudu se zvýší. Z tohoto důvodu se zvyšuje odpor a uvolňování tepelné energie při průchodu elektřiny. Zvyšují se ztráty elektřiny a snižuje se účinnost systému. Po celou dobu životnosti platí spotřebitel značné ztráty elektřiny.
Ale to není jediná nevýhoda instalace kabelu se špatným průřezem. Vlivem zvýšeného vývinu tepla se izolace vodičů nadměrně zahřívá – tím se snižuje životnost vodičů a často dochází ke zkratu.
Výpočet zatížení kabelu vám umožní:
Snížit účty za elektřinu;
Zvyšte životnost elektroinstalace;
Snižte riziko zkratu.
K jakým ztrátám dochází při průchodu elektrického proudu?
- I – síla proudu;
- S je průřez drátu.
Při instalaci vnitřního elektrického vedení by proudová hustota neměla překročit 6 A/mm2. Pro ostatní práce se aktuální průřez kabelu vypočítá na základě tabulek obsažených v Pravidlech pro projektování a technický provoz elektrických instalací (PUE a PTEEP).
Pokud je vypočtená hodnota hustoty větší než doporučená, musíte zakoupit kabel s větším průřezem vodiče. I přes zvýšení nákladů na elektroinstalaci má toto řešení z ekonomického hlediska opodstatnění. Volba kabelu pro vedení s optimálním průřezem několikanásobně zvýší jeho bezpečnou provozní životnost a sníží elektrické ztráty při průchodu vodiči.
2. Ztráty způsobené elektrickým odporem materiálů
Odpor materiálů, který vzniká při přenosu elektrického proudu, vede nejen k uvolňování tepelné energie a zahřívání vodičů. Dochází také ke ztrátě napětí, která negativně ovlivňuje provoz elektrických zařízení, domácích spotřebičů a svítidel.
Při instalaci elektrického vedení je nutné vypočítat hodnotu odporu vedení (Rl). Vypočítá se pomocí vzorce:
- ρ – rezistivita materiálu, ze kterého je drát vyroben;
- l – délka čáry;
- S je průřez drátu.
Pokles napětí je definován jako ΔUл = IRл a jeho hodnota by neměla být větší než 5% původní hodnoty a pro světelné zátěže – ne více než 3%. Pokud je větší, je třeba zvolit kabel s větším průřezem nebo z jiného materiálu s nižším odporem. Ve většině případů je z technického i ekonomického hlediska vhodné zvětšit průřez kabelu.
Výběr materiálu kabelu
Náš katalog kabelových produktů v Brestu obsahuje velký výběr kabelů vyrobených z různých materiálů:
Měď má velmi nízký měrný odpor (nižší než zlato), takže vodivost měděných drátů je mnohem vyšší než vodivost hliníku. Neoxiduje, což výrazně zvyšuje efektivní životnost. Kov je velmi pružný, kabel lze mnohokrát složit a srolovat. Díky vysoké tažnosti je možné vyrábět tenčí jádra (měděná jádra se vyrábí od 0,3 mm2, minimální rozměr hliníkového jádra je 2,5 mm2).
Nižší odpor umožňuje snížit uvolňování tepelné energie při průchodu proudu, proto je při pokládání vnitřního vedení v obytných prostorách povoleno používat pouze měděné dráty.
Odpor hliníku je vyšší než u zlata, mědi a stříbra, ale nižší než u jiných kovů a slitin.
Hlavní výhodou hliníkového kabelu oproti mědi je jeho cena několikanásobně nižší. Je také mnohem lehčí, což usnadňuje instalaci elektrických sítí. Při instalaci elektrických sítí na velké vzdálenosti mají tyto vlastnosti rozhodující význam.
Hliník nepodléhá korozi, ale při kontaktu se vzduchem se na jeho povrchu vytvoří film. Chrání kov před vystavením atmosférické vlhkosti, ale prakticky nevede proud. Tato funkce komplikuje připojení kabelů.
Hlavní typy výpočtů úseků
Výpočet zatížení na drátu musí být proveden podle všech významných charakteristik:
Mocí
Zjišťuje se celkový výkon všech zařízení spotřebovávajících elektřinu v domě, bytě nebo výrobní dílně. Příkon domácích spotřebičů a elektrických zařízení udává výrobce.
Je také nutné počítat s elektřinou spotřebovanou svítidly. Všechny elektrické spotřebiče doma zřídka fungují současně, ale průřez kabelu pro napájení se počítá s rezervou, díky čemuž je elektrické vedení spolehlivější a bezpečnější. U průmyslových zařízení se provádí složitější výpočet pomocí faktorů poptávky a simultánnosti.
Podle napětí
Napěťový průřez kabelu se vypočítá na základě typu elektrické sítě. Může být jednofázový (v bytech vícepodlažních budov a většiny jednotlivých chat) a třífázový (v podnicích). Napětí v jednofázové síti je 220 V, v třífázové síti – 380 V.
Pokud je celkový výkon elektrických spotřebičů v bytě 15 kW, pak pro jednofázové zapojení bude toto číslo rovno 15 kW a pro třífázové zapojení bude 3krát méně – 5 kW. Ale při instalaci třífázového vedení se používá kabel s menším průřezem, ale obsahující ne 3, ale 5 žil.
Podle zatížení
Výpočet průřezu kabelu pro zátěž vyžaduje také výpočet celkového výkonu elektrického zařízení. Je vhodné tuto hodnotu zvýšit o 20-30%. Elektroinstalace se provádí po dlouhou dobu a může se zvýšit počet domácích spotřebičů v bytě nebo vybavení v dílně.
Poté musíte určit, které zařízení lze současně zapnout. Tento ukazatel se může v různých domech výrazně lišit. Některé mají velké množství domácích spotřebičů nebo elektrických zařízení, které se používají několikrát za měsíc nebo rok. Jiní mají doma jen nezbytné, ale často používané elektrospotřebiče.
V závislosti na velikosti součinitele se může výkon od zátěže mírně nebo několikrát lišit.
Instalovaný výkon (kW) pro kabely položené otevřeně
| Průřez jádra, mm2 | Kabely s měděnými vodiči | Kabely s hliníkovými vodiči | ||
|---|---|---|---|---|
| Napětí 220V | Napětí 380V | Napětí 220V | Napětí 380V | |
| 0,5 | 2,4 | – | – | – |
| 0,75 | 3,3 | – | – | – |
| 1 | 3,7 | 6,4 | – | – |
| 1,5 | 5 | 8,7 | – | – |
| 2 | 5,7 | 9,8 | 4,6 | 7,9 |
| 2,5 | 6,6 | 11 | 5,2 | 9,1 |
| 4 | 9 | 15 | 7 | 12 |
| 5 | 11 | 19 | 8,5 | 14 |
| 10 | 17 | 30 | 13 | 22 |
| 16 | 22 | 38 | 16 | 28 |
| 25 | 30 | 53 | 23 | 39 |
| 35 | 37 | 64 | 28 | 49 |
Instalovaný výkon (kW) pro kabely uložené v drážce nebo trubce
| Průřez jádra, mm2 | Kabely s měděnými vodiči | Kabely s hliníkovými vodiči | ||
|---|---|---|---|---|
| Napětí 220V | Napětí 380V | Napětí 220V | Napětí 380V | |
| 1 | 3 | 5,3 | – | – |
| 1,5 | 3,3 | 5,7 | – | – |
| 2 | 4,1 | 7,2 | 3 | 5,3 |
| 2,5 | 4,6 | 7,9 | 3,5 | 6 |
| 4 | 5,9 | 10 | 4,6 | 7,9 |
| 5 | 7,4 | 12 | 5,7 | 9,8 |
| 10 | 11 | 19 | 8,3 | 14 |
| 16 | 17 | 30 | 12 | 20 |
| 25 | 22 | 38 | 14 | 24 |
| 35 | 29 | 51 | 16 | – |
Podle proudu
Pro výpočet jmenovitého proudu se používá hodnota celkového výkonu zátěže. S vědomím toho se maximální povolené proudové zatížení vypočítá podle vzorce:
- I – nominální proud;
- P – celkem moc;
- U – napětí;
- cosφ – účiník.
Na základě získané hodnoty najdeme v tabulkách optimální velikost průřezu kabelu.
Přípustné proudové zatížení pro kabely se skrytými měděnými vodiči
| Průřez jádra, mm | Měděné vodiče, dráty a kabely | |
|---|---|---|
| Napětí 220V | Napětí 380V | |
| 1,5 | 19 | 16 |
| 2,5 | 27 | 25 |
| 4 | 38 | 30 |
| 6 | 46 | 40 |
| 10 | 70 | 50 |
| 16 | 85 | 75 |
| 25 | 115 | 90 |
| 35 | 135 | 115 |
| 50 | 175 | 145 |
| 70 | 215 | 180 |
| 95 | 260 | 220 |
| 120 | 300 | 260 |
Důležité nuance pro správný výpočet zatížení kabelu
Při práci se stolem byste měli věnovat pozornost tomu, pro jaký typ elektrického vedení je vyroben (jednofázové nebo třífázové), pro otevřené nebo skryté vedení, pro měděný nebo hliníkový kabel.
Při výběru a objednávání drátu je důležité rozlišovat mezi takovými charakteristikami, jako je průřez a průměr. Pokud je průměr drátu 8 mm2, jeho průřez je S = (π/4) x D² = 50 mm2.
Pro výpočet průřezu lankového drátu se používá vzorec:
- N – počet jader.
Chcete-li si objednat kabelové produkty nebo se zeptat na jejich vlastnosti a vlastnosti výběru, volejte: +375 (162) 44-66-60.