- Jaký je výpočet průřezu kabelu?
- Co ovlivňuje zahřívání vodičů?
- Kabelové zařízení
- Snadný způsob
- Plocha průřezu a průměr
- Výběr průřezu vodiče
- Výpočet založený na zatížení
- Funkce výpočtu výkonu skrytých kabelů
- Výpočet průřezu kabelu výkonem
- Délka a průřez
- Proudová hustota
- Závěr
Pomozte vývoji webu a sdílení článku s přáteli!
Všechny země v Evropě a SNS přijaly standardizovanou oblast průřezů kabelů. Regulace těchto parametrů se provádí podle příslušného EMP nebo, jak se tato norma nazývá také „Pravidla pro elektrickou instalaci“. Výběr požadovaného průřezu kabelu podle přípustných parametrů proudu se provádí pomocí speciálních tabulek.
Výpočty „okem“ jsou nesprávné a ohrožují porušení bezpečnostních předpisů, které mohou vyvolat zkrat, výpadky kabeláže atd. Tento indikátor se může výrazně lišit pro každé jednotlivé pouzdro v závislosti na počtu instalovaných spotřebičů energie, jejich kapacitě. Nedostatek správného předběžného výpočtu před zapojením může vést k nákladným opravám bytu nebo elektrické sítě, ohrožení života lidí.
Jaký je výpočet průřezu kabelu?
Správná volba průřezu elektrického kabelu vám umožní připojit kabeláž tak, aby obyvatelé bytu byli v bezpečí, stejně jako jejich majetek. Ve snaze o úspory je mnoho vybráno pro zapojení plochého kabelu menší tloušťky nebo požadované, ale místo měděného jádra se zastaví na hliníkovém.
To vede k následujícím důsledkům:
- Průchod silných proudů nevhodným kabelem vede k jeho zahřívání, které ničí izolaci nebo jednoduše shoří a zanechává slabý obvod bez napájení.
- V některých případech může náhlý nárůst elektřiny zahřát kov drátů natolik, že dojde k požáru v důsledku tepelného účinku na okolní hořlavé předměty, jako jsou tapety, obklady stěn nebo jiné obklady stěn.
- Jak teplota kabelu v obvodu stoupá, zvyšuje se odpor, což vyvolává změny v proudově-napěťových charakteristikách oblasti napájení, pro mnoho zařízení je tato „čtvrť“ plná poruch.
- Zničená izolace odhaluje vodič, který může být nebezpečný pro osobu v kontaktu s ním, pokud není známo místo vady, je poměrně obtížné se chránit.
- Je docela obtížné najít problémový segment elektroinstalace zabudovaný ve zdi, což v některých případech vyžaduje výměnu elektroinstalace po celé délce od zdroje k problémovému místu. Nakonec se to promítne do velké částky, protože je nutné zaplatit za práci elektrikáře, koupit si nový kabel, ale s normálními vlastnostmi, a provádět opravy, když vodič leží.
Úspora organizace elektrické sítě v domě samozřejmě není nejlepší možností, jak ušetřit peníze. Kromě finančních nákladů na opravu elektroinstalace a bytu v místech jeho demontáže navíc existuje riziko pro zdraví a veškerý majetek. Požární a elektrická bezpečnost je prioritním pravidlem.
Pro výběr správného kabelu musíte provést následující předběžné výpočty:
- Vypočítejte pro každou místnost celkový počet nainstalovaných elektrických spotřebičů.
- Pro každý připojovací bod k síti vypočítejte celkovou provozní zátěž.
PŘÍKLAD: K prvnímu vývodu bude připojena digestoř o výkonu 500 W, elektrický sporák o výkonu 5 kW a myčka nádobí 2 kW. Chladnička 800 W, mikrovlnná trouba 1, 5 kW a rychlovarná konvice 2 kW jsou napájeny z druhé zásuvky. Pak bude celkové zatížení v prvním bodě 7, 5 kW a na druhém - 4, 3 kW, takže zatížení v kuchyni bude 11, 8 kW. To nebere v úvahu svítidlo, takže je vždy nutné vytvořit rezervu nejméně 20-30%, aby se nejen ochránilo, ale aby bylo možné v budoucnu přidat i nějaké elektrické spotřebiče a neprovozovat kabeláž na extrémní hranici.
Po výběru materiálu vodiče (hliník nebo měď) je nutné vypočítat požadovaný průřez v souladu se získaným zatížením v samostatné místnosti.
Vše záleží na tom, jak bude síť organizována, je k dispozici čtečka elektrické distribuce se zapojením spotřebitele, plánuje se propojení bodů paralelně nebo sériově.
DŮLEŽITÉ: Elektrická vodivost mědi je větší než vodivost hliníku, takže dráty z těchto materiálů stejného průřezu nedají při výpočtu výkonu stejný výsledek, což je třeba vzít v úvahu.
Co ovlivňuje zahřívání vodičů?
Důvod přehřátí kabeláže může spočívat v různých problémech se sítí, proto je pro správný výpočet nutné znát hlavní „slabá místa“ kabelů, kvůli kterým stoupá jejich teplota. S průchodem proudu kovem se materiál vždy zahřívá, nicméně tohoto parametru je dosaženo různými metodami.
Vodiče se zahřívají v závislosti na:
- Kvalita a materiál izolačního povlaku nesplňují požadované parametry. Nízko kvalitní dielektrický materiál kabelových plášťů je snadno poškozen přímým kontaktem, což vede teplo lépe.
- Jaký způsob zapojení byl použit. U otevřených vodičů je rychlost ohřevu mnohem nižší než u pevně „zabalených“ v uzavřených plastových trubkách.
- Typ žil v kabelu. Rozlišujte uvízlé a jednojádrové. Rozdíl spočívá ve skutečnosti, že stejný průřez jádrového drátu je schopen odolat větší proudové síle než několik tenčích drátů, ačkoli vícežilový kabel je flexibilnější a pohodlnější pro instalaci.
- Materiál jádra. Množství zahřívání závisí na fyzikálních vlastnostech kovu. Měď má nižší odpor než hliník, takže se zahřívá méně a může přenášet proudy o vyšším napětí a síle se stejným průřezem.
- Průřez kabelu. Všichni studovali účinek kůže ve škole - tok elektrického proudu přes povrch vodiče. Čím větší je plocha průřezu, tím větší je plocha povrchu, na kterou je přenášena elektřina, takže tlusté dráty mohou přenášet významná zatížení a tenké dráty s takovými indikátory jednoduše shoří.
Kabelové zařízení
Pro lepší pochopení procesu výpočtu vodiče v průřezu v závislosti na síle spotřebovaného proudu je nutné pochopit podstatu procesu přenosu elektřiny. Pro přehlednost je lepší si představit několik tenkých vodovodních trubek, které musí být uspořádány v kruhu rovnoběžném s sebou.
Čím širší je tento kruh, tím větší počet takových trubek se vejde do těsného uspořádání. Tlak na výstupu z velkého systému bude mnohem větší než tlak malého systému. Vzhledem k tomu, že proud teče po povrchu vodiče, díky elektřině mohou silné kabely podporovat velké zátěže.
Nesprávný výpočet výkonové části se provádí, když:
- Jádro nesoucí proud je příliš široké. Náklady na zapojení se výrazně zvyšují, zdroje kabelů jsou iracionálně využívány.
- Šířka aktuálního kanálu je menší, než je nutné. Hustota proudu se zvyšuje zahříváním vodiče a izolace, což vede k úniku elektřiny a tvorbě „slabých míst“ na kabelu, což zvyšuje nebezpečí požáru elektroinstalace.
V prvním případě nehrozí žádné ohrožení života, ale materiálové náklady jsou nepřiměřeně vysoké.
Snadný způsob
Vzorec výkonu se vypočítá vynásobením napětí ve vodiči silou proudícího proudu. Domácí síť je navržena pro napětí 220 V, proto pro určení průřezu kabelu potřebujete znát sílu a proudovou sílu v obvodu. Po výpočtu odhadovaného zatížení a proudové síly je velikost kabelu nalezena v tabulkách PES. Tento výpočet je vhodný pro prodejny.
Pro napájení osvětlovacích zařízení, která jsou připojena k samostatnému výstupu z rozvaděče, se tradičně používá kabel o průřezu 1, 5 m2. mm Pokud budou zásuvky použity k napájení několika výkonných zařízení, například televizoru nebo vysoušeče vlasů, musíte správně rozložit zátěž a porovnat ji s průměrem drátu podle indikátorů napájení spotřebitelů. Při neexistenci možnosti přerušení výstupních skupin se doporučuje zakoupit měděný kabel o průřezu 6 metrů čtverečních. mm
Plocha průřezu a průměr
Nejjednodušší je určit průřez kabelu podle průměru jádra. Průměr se měří v mm a plocha je v metrech čtverečních. mm Podle těchto indikátorů najdete v tabulce přípustný výkon podle typu a velikosti drátu. Pokud neexistují údaje o průměru elektroinstalace, je plocha nalezena podle následujícího vzorce:
S = 3, 14 * D2 / 4 = 0, 785 D2,
kde:
S je plocha průřezu kabelu;
D je hodnota průměru.
Pokud je tvar jádra vodiče čtvercový nebo obdélníkový, pak se průřez vypočítá vynásobením šířky délkou jako plochy obdélníku.
Výběr průřezu vodiče
Kritéria pro přizpůsobení průřezu vybraných vodičů:
- Konfigurace elektrického panelu. Napájení všech dostupných spotřebičů z jednoho jističe způsobí nesnesitelné zatížení, což vyvolá zahřívání terminálů a pravidelný provoz. Pro vyřešení problému doporučujeme rozdělit kabeláž do několika skupin se samostatným spínačem v krytu.
- Typ použitého kabelu. Měděný drát je dražší a vysoce kvalitní, ale správný výpočet hliníkových vodičů vám umožní sestavit požadovanou konfiguraci za nižší cenu.
- Délka vodiče Je to hlavní kritérium pro hliníkové kabely. S velkým záběrem jsou v síti pozorovány významné ztráty elektřiny, takže by mělo dojít k velkému zvýšení zásob. U zapuštěné mědi postačí zvýšení o 20–30%.
Přesný výpočet průřezu kabelu by měl být proveden s ohledem na tyto ukazatele:
- Druh a typ izolace.
- Délka grafů a jejich konfigurace.
- Možnost a způsob pokládky (vnější nebo skryté).
- Teplotní režim v místnosti.
- Procento a úroveň vlhkosti v místnosti.
- Maximální přípustné přehřátí.
- Rozdíl v indikátorech napájení spotřebičů připojených k jedné zásuvce.
Velikost kabelové sekce pro různé části domácího zdroje energie je nižší:
- Pro vývody potřebujete drát s průřezem nejméně 3, 5 metrů čtverečních. mm
- Připojovací světelné prvky jsou napájeny kabeláží ne menší než 1, 5 m2. mm
- Napájení zařízení se zvýšeným výkonem vyžaduje kabel o průřezu 4 až 6 metrů čtverečních. mm
Toto pravidlo platí při rozlišování skupin spotřebitelů pomocí elektrického napájení v elektrickém panelu, aby se zvýšila ochrana zařízení a bezpečnost celého systému.
Výpočet založený na zatížení
Proces výpočtu přibližné části potřebné kabeláže pro byt lze provést samostatně, není obtížné to udělat. Veškeré práce na instalaci elektrické sítě v místnosti by však měli důvěřovat zkušení odborníci.
Výpočet průřezu vodiče se provádí v tomto pořadí:
- Všechna zařízení, která jsou v místnosti a jsou napájena ze sítě, se spočítají a uvedou v seznamu.
- Podle pasů dostupných pro zařízení se hodnota jmenovitého výkonu zaznamenává naproti každému zařízení.
- Je stanovena doba připojení každého zařízení během současného provozu, je také uvedena.
- Korekční faktor se vypočítává, který závisí na provozní době za den a je počítán jako procento 24 hodin, je zapsán proti každému zařízení.
- Po vynásobení jmenovitého výkonu zařízení korekčním faktorem se sečtou všechny získané hodnoty seznamu zařízení.
- Získaná hodnota musí být nalezena ve speciální tabulce, v závislosti na vybraném materiálu zapojení, přičtěte k ní asi 15% „v rezervě“.
DŮLEŽITÉ: Získané hodnoty, jakož i údaje o jmenovitém výkonu uvedené v pasu zařízení, jsou průměrné ukazatele, proto by se k těmto hodnotám mělo přidat dalších 5%.
Existuje velmi běžná mylná představa o možnosti montáže kabeláže s různými průměry jádra, v závislosti na spotřebiteli. To může vést k požáru (zřídka, ale stává se to), zničení izolační vrstvy, zkratu, protože v jedné místnosti bude mít elektrikář od jednoho distributora destruktivní účinek na lampy nedostatečné energie nebo na jiné malé spotřebiče napájené tenkými kabely. Tato situace není neobvyklá pro připojení několika elektrických spotřebičů k jednomu bodu, například pračce, kávovaru a vícekanálovému zařízení.
Funkce výpočtu výkonu skrytých kabelů
Výpočet skrytých kabelů je jiný než u kabelů položených otevřeným způsobem. Vše záleží na změnách vlastností vodičů, jejich izolaci v uzavřeném prostoru.
Pokud je vodič umístěn na povrchu a je ve styku se vzduchem, získá velkou příležitost uvolnit generované teplo a přitom udržovat nízkou teplotu. Těsně zabalené dráty se nemohou dobře ochladit kvůli nedostatku cirkulujícího vzduchu, takže se intenzivně zahřívají.
První pravidlo pro instalaci skrytého vedení uvádí, že je nutné provádět výpočty s rozpětím asi 20-30%, aby se během provozu zabránilo přehřátí. Podle druhé normy vyžaduje přítomnost několika vodičů v jednom kanálu rezervu alespoň 40%.
DŮLEŽITÉ: Jediným správným způsobem výpočtu průřezu kabelu je hodnota spotřeby energie.
Nedoporučuje se přísné vedení kabelů, pro každý z nezávislých vodičů je lepší vybavit samostatnou vlnovcovou trubku.
Výpočet průřezu kabelu výkonem
Po výpočtu výkonu pro jednu místnost nebo skupinu spotřebitelů je nutné vypočítat proudovou sílu v domácí síti s napětím 220 V. K tomu existuje vzorec:
I = (P1 + P2 + … + Pn) / U220,
kde:
I je požadovaná proudová síla;
P1 … Pn - síla každého spotřebitele v seznamu - od prvního do ného;
U220 je napětí v síti, v našem případě 220 V.
Výpočtový vzorec pro třífázovou síť s napětím 380 V vypadá takto:
I = (P1 + P2 + …. + Pn) / -3 / U380
kde:
U380 - napětí ve třífázové síti, rovna 380 V.
Aktuální síla, kterou jsem získal ve výpočtech, se měří v ampérech označených A.
Tabulky jsou sestaveny podle ukazatele propustnosti kovu ve vodiči. Pro měď je tato hodnota 10 A na 1 mm, pro hliník - 8 A na 1 mm.
Určete průřez podle kapacity by měl být podle následujícího vzorce:
S = I / Z,
kde:
Z je šířka pásma kabelu.
PŘÍKLAD: Síť pro domácnost s napětím 220 V. Pro kuchyň je nutné vypočítat průřez vodiče, pokud se vezme v úvahu připojení spotřebičů s celkovým výkonem 5 kW.
I = (P1 + P2 + …. + Pn) / U220 = součet / U220 = 5 000/220 = 22, 73 ≈ 23 (A)
Pro výpočet zásoby použijte pravidlo „5 A“, což znamená, že k výsledné hodnotě přidáte dalších 5 ampér:
I = 23 + 5 = 28 (A)
Při instalaci kabeláže pomocí třívodičových kabelů bude podle tabulky pro získanou aktuální hodnotu minimální plocha průřezu vodiče 3 čtvereční metry. mm
Tabulka poměru proudu a minimálního průřezu kabelu
| Průřez jádra vodiče, sq. mm |
Proudová síla vodičů uložených v jedné trubce, A | Proudová síla v kabelu položeném otevřeným způsobem, A | ||||
| jedno 3jádrové | jedno dvoujádrové | čtyři jednojádrové | tři jednojádrové | dva jednojádrové | ||
| 0, 5 | - | - | - | - | - | 11 |
| 0, 75 | - | - | - | - | - | 15 |
| 1 | 14 | 15 | 14 | 15 | 16 | 17 |
| 1, 2 | 14.5 | 16 | 15 | 16 | 18 | 20 |
| 1, 5 | 15 | 18 | 16 | 17 | 19 | 23 |
| 2 | 19 | 23 | 20 | 22 | 24 | 26 |
| 2, 5 | 21 | 25 | 25 | 25 | 27 | 30 |
| 3 | 24 | 28 | 26 | 28 | 32 | 34 |
| 4 | 27 | 32 | 30 | 35 | 38 | 41 |
| 5 | 31 | 37 | 34 | 39 | 42 | 46 |
| 6 | 34 | 40 | 40 | 42 | 46 | 50 |
| 8 | 43 | 48 | 46 | 51 | 54 | 62 |
| 10 | 50 | 55 | 50 | 60 | 70 | 80 |
| 16 | 70 | 80 | 75 | 80 | 85 | 100 |
| 25 | 85 | 100 | 90 | 100 | 115 | 140 |
| 35 | 100 | 125 | 115 | 125 | 135 | 170 |
| 50 | 135 | 160 | 150 | 170 | 185 | 215 |
| 70 | 175 | 195 | 185 | 210 | 225 | 270 |
| 95 | 215 | 245 | 225 | 255 | 275 | 330 |
| 120 | 250 | 295 | 260 | 290 | 315 | 385 |
| 150 | - | - | - | 330 | 360 | 440 |
| 185 | - | - | - | - | - | 510 |
| 240 | - | - | - | - | - | 605 |
| 300 | - | - | - | - | - | 695 |
| 400 | - | - | - | - | - | 830 |
Tabulka výkonu, proudu a průřezu měděných vodičů
Podle PES je dovoleno vypočítat průřez vodiče v závislosti na výkonu spotřebitelů. Pro měděné jádro kabelu je v tabulce uvedena tabulka výpočtu pro síť s napětím 380 V a 220 V.
| Průřez jádra vodiče, sq. mm |
Měděná kabelová jádra |
|||
| Síťové napětí 380 V | Síťové napětí 220 V | |||
| Power W | Aktuální síla, A | Power W | Aktuální síla, A | |
| 1, 5 | 10.5 | 16 | 4.1 | 19 |
| 2, 5 | 16.5 | 25 | 5.9 | 27 |
| 4 | 19.8 | 30 | 8.3 | 38 |
| 6 | 26, 4 | 40 | 10.1 | 46 |
| 10 | 33 | 50 | 15.4 | 70 |
| 16 | 49, 5 | 75 | 18.7 | 80 |
| 25 | 59, 4 | 90 | 25.3 | 115 |
| 35 | 75, 9 | 115 | 29.7 | 135 |
| 50 | 95, 7 | 145 | 38.5 | 175 |
| 70 | 118, 8 | 180 | 47.3 | 215 |
| 95 | 145.2 | 220 | 57.2 | 265 |
| 120 | 171, 6 | 260 | 66 | 300 |
Podle tohoto dokumentu se v obytných budovách doporučuje pokládat kabely s měděnými jádry. Pro napájení některých typů strojírenských zařízení je povoleno hliníkové vedení s minimálním průřezem alespoň 2, 5 metrů čtverečních. mm
Tabulka výkonu, proudu a průřezu hliníkových vodičů
Podle tabulky je třeba při určování průřezu hliníkového jádra vedení zohlednit následující korekční faktory: podle umístění (v zemi, skryté, otevřené), podle teplotního režimu, v závislosti na vlhkosti atd. V následující tabulce jsou výpočty správné pro dráty s pryžovou nebo plastovou izolací stupňů APPV, VVG, AVVG, RWY, PPV, PVS, GDP a další. Kabely s papírovým stíněním nebo bez izolace by měly být počítány podle příslušných typů tabulek.
| Průřez jádra vodiče, sq. mm |
Měděná kabelová jádra |
|||
| Síťové napětí 380 V | Síťové napětí 220 V | |||
| Power W | Aktuální síla, A | Power W | Aktuální síla, A | |
| 2, 5 | 12.5 | 19 | 4.4 | 22 |
| 4 | 15.1 | 23 | 6.1 | 28 |
| 6 | 19.8 | 30 | 7.9 | 36 |
| 10 | 25.7 | 39 | 11 | 50 |
| 16 | 36.3 | 55 | 13, 2 | 60 |
| 25 | 46.2 | 70 | 18.7 | 85 |
| 35 | 56.1 | 85 | 22 | 100 |
| 50 | 72.6 | 110 | 29.7 | 135 |
| 70 | 92, 4 | 140 | 36.3 | 165 |
| 95 | 112.2 | 170 | 44 | 200 |
| 120 | 132 | 200 | 50.6 | 230 |
Délka a průřez
Z získané hodnoty výpočtů pro úsek kabelu musíte určit přípustnou délku vedení. To platí zejména při vytváření prodlužovacích kabelů. Přesné hodnoty, které se získají ve výpočtech, by se měly dodatečně zvýšit o 15 cm (rozpínací rozpětí pro krimpování, svařování nebo pájení). Tato operace je zvláště důležitá pro oblasti s vysokým přídavným zatížením během provozu sítě.
Pro každodenní práci s počítačem se používá následující vzorec:
I = P / U * cosφ,
kde:
P je síla spotřebitelů, W;
I je současná síla, A;
U je napětí sítě, V;
cosφ = 1 - fázový korekční faktor.
Proudová hustota
Pro měděný kabel s průřezem jádra 1 čtverec. мм среднее значение этого показателя варьируется в пределах от 6 до 10 А. По медной проводке с сечением 1 кв. мм может протекать ток, силой 6-10 А без перегрева или оплавления изоляционного покрытия. По стандартам ПЭУ, прибавляется 40 % запаса для защиты от возможного перегрева оболочек.
Нижняя граница в 6 А позволяет использовать проводку без ограничений по времени, верхняя, в 10 А – это допустимые значения кратковременных нагрузок на сеть. Возрастание силы тока до значения 12 А (большего за верхнюю границу для выбранного сечения) ведет к увеличению плотности тока, ее перегреву с последующим оплавлением защитной оболочки.
Závěr
Самостоятельный расчет толщины требуемого для проводки кабеля легко осуществляется без посторонней помощи. Если в помещении есть распределительных щиток с разведением потребителей по группам мощности, а также нет каких-то особых сложных систем в монтаже, то ремонтные работы можно произвести без привлечения специалистов. Однако наличие повышенных показателей температурного режима, влажности или подведения электричества от одного автоматического выключателя требует помощи профессионалов.