Při opravách a projektování elektrických zařízení je nutné zvolit správné vodiče. Můžete použít speciální kalkulačku nebo referenční knihu. K tomu však potřebujete znát parametry zatížení a vlastnosti kladení kabelů.
K čemu slouží výpočet průřezu kabelu?
Na elektrické sítě jsou kladeny následující požadavky:
- bezpečnost;
- spolehlivost;
- ekonomiku.
Pokud je zvolená plocha průřezu vodiče malá, bude proudové zatížení kabelů a vodičů velké, což povede k přehřátí. V důsledku toho může dojít k mimořádné situaci, která poškodí všechna elektrická zařízení a stane se nebezpečnou pro život a zdraví lidí.
Pokud montujete vodiče s velkým průřezem, je zajištěno bezpečné použití. Ale z finančního hlediska dojde k překročení nákladů. Správná volba části drátu je klíčem k dlouhodobému bezpečnému provozu a racionálnímu využití finančních prostředků.
Správnému výběru vodiče je věnována samostatná kapitola v PUE: „Kapitola 1.3. Volba vodičů pro vytápění, ekonomická proudová hustota a podmínky koróny.
Průřez kabelu se vypočítá podle výkonu a proudu. Podívejme se na příklady. Chcete-li zjistit, pro jaký rozměr drátu je potřeba 5 kW, budete muset použít tabulky PUE (“Pravidla pro instalaci elektrických instalací“). Tato příručka je regulačním dokumentem. Označuje, že výběr části kabelu se provádí podle 4 kritérií:
- Napájecí napětí (jednofázové nebo třífázové).
- materiál vodiče.
- Zatěžovací proud, měřený v ampérech (А), nebo výkon – v kilowattech (kW).
- Umístění kabelu.
PUE nemá žádnou hodnotu 5 kW, takže musíte vybrat další větší hodnotu – 5,5 kW. Pro instalaci v bytě je dnes nutné použít měděný drát. Ve většině případů se instalace provádí vzduchem, proto je vhodný průřez 2,5 mm² z referenčních tabulek. V tomto případě bude maximální povolené proudové zatížení 25 A.
Výše uvedený odkaz také upravuje proud, pro který je zaváděcí stroj navržen (VA). Podle “Pravidla pro instalaci elektroinstalace“, při zátěži 5,5 kW by měl být proud VA 25 A. Dokument uvádí, že jmenovitý proud vodiče, který se hodí do domu nebo bytu, by měl být o jeden stupeň vyšší než u VA. V tomto případě je po 25 A 35 A. Poslední hodnotu je třeba brát jako vypočítanou. Proud 35 A odpovídá průřezu 4 mm² a výkonu 7,7 kW. Tím je výběr průřezu měděného drátu podle výkonu dokončen: 4 mm².
Chcete-li zjistit, pro jaký rozměr drátu je potřeba 10 kWPoužijeme znovu průvodce. Pokud uvažujeme případ otevřeného vedení, musíme se rozhodnout pro materiál kabelu a napájecí napětí.
Například, pro hliníkový drát a napětí 220 V bude nejbližší velký výkon 13 kW, odpovídající průřez je 10 mm²; pro 380 V bude výkon 12 kW a průřez 4 mm².
Vybírejte podle síly
Před výběrem průřezu kabelu pro napájení je nutné vypočítat jeho celkovou hodnotu, sestavit seznam elektrických spotřebičů umístěných na území, ke kterému je kabel položen. Na každém ze zařízení musí být uveden výkon, vedle něj budou napsány odpovídající jednotky měření: W nebo kW (1 kW = 1000 W). Poté musíte sečíst výkon všech zařízení a získat celkový počet.
Viz také: Určení kapacity sériových nebo paralelních kondenzátorů – vzorec
Pokud je pro připojení jednoho zařízení vybrán kabel, pak stačí pouze informace o jeho příkonu. Průřezy vodičů pro napájení si můžete vybrat v tabulkách PUE.
Tabulka 1. Volba průřezu vodiče podle výkonu pro kabel s měděnými vodiči
| Průřez vodiče, mm² | Pro kabel s měděnými vodiči | |||
| Napětí 220V | Napětí 380V | |||
| Proud, A | Výkon, kW | Proud, A | Výkon, kW | |
| 1,5 | 19 | 4,1 | 16 | 10,5 |
| 2,5 | 27 | 5,9 | 25 | 16,5 |
| 4 | 38 | 8,3 | 30 | 19,8 |
| 6 | 46 | 10,1 | 40 | 26,4 |
| 10 | 70 | 15,4 | 50 | 33 |
| 16 | 85 | 18,7 | 75 | 49,5 |
| 25 | 115 | 25,3 | 90 | 59,4 |
| 35 | 135 | 29,7 | 115 | 75.9 |
| 50 | 175 | 38.5 | 145 | 95,7 |
| 70 | 215 | 47,3 | 180 | 118,8 |
| 95 | 260 | 57,2 | 220 | 145,2 |
| 120 | 300 | 66 | 260 | 171,6 |
Tabulka 2. Volba průřezu vodiče silově pro kabel s hliníkovými vodiči
| Průřez vodiče, mm² | Pro kabel s hliníkovými vodiči | |||
| Napětí 220V | Napětí 380V | |||
| Proud, A | Výkon, kW | Proud, A | Výkon, kW | |
| 2,5 | 20 | 4,4 | 19 | 12,5 |
| 4 | 28 | 6,1 | 23 | 15,1 |
| 6 | 36 | 7,9 | 30 | 19,8 |
| 10 | 50 | 11,0 | 39 | 25,7 |
| 16 | 60 | 13,2 | 55 | 36,3 |
| 25 | 85 | 18,7 | 70 | 46,2 |
| 35 | 100 | 22,0 | 85 | 56,1 |
| 50 | 135 | 29,7 | 110 | 72,6 |
| 70 | 165 | 36,3 | 140 | 92,4 |
| 95 | 200 | 44,0 | 170 | 112,2 |
| 120 | 230 | 50,6 | 200 | 132,2 |
Kromě toho musíte znát síťové napětí: třífázové odpovídá 380 V a jednofázové – 220 V.
PUE poskytuje informace pro hliníkové i měděné dráty. Obojí má své výhody i nevýhody. Výhody měděných drátů:
- vysoká pevnost;
- elasticita;
- odolnost proti oxidaci;
- elektrická vodivost je větší než u hliníku.
Nevýhodou měděných vodičů je vysoká cena. V sovětských domech byla při stavbě použita hliníková elektroinstalace. Pokud tedy dojde k částečné výměně, je vhodné instalovat hliníkové dráty. Jedinou výjimkou jsou případy, kdy místo všech starých elektroinstalací (do rozvaděče) je nainstalován nový. Pak má smysl používat měď. Je nepřijatelné, aby měď a hliník přicházely do přímého kontaktu, protože to vede k oxidaci. K jejich spojení se proto používá třetí kov.
Můžete nezávisle vypočítat průřez vodiče podle výkonu pro třífázový obvod. Chcete-li to provést, použijte vzorec: I=P/(U*1.73)Kde P – Výkon, W; U – napětí, V; I – proud, A. Poté se z referenční tabulky vybere průřez kabelu v závislosti na vypočteném proudu. Pokud není požadovaná hodnota, vybere se nejbližší, která převyšuje vypočítanou hodnotu.
Jak vypočítat podle proudu
Velikost proudu procházejícího vodičem závisí na délce, šířce, měrném odporu vodiče a na teplotě. Při zahřívání se elektrický proud snižuje. Referenční informace jsou uvedeny pro pokojovou teplotu (18 ° C). Pro výběr části kabelu pro proud použijte tabulky PUE (PUE-7 str. 1.3.10-1.3.11 PŘÍPUSTNÉ SOUVISLÉ PROUDY PRO VODY, ŠŇŮRY A KABELY S PRYŽOVOU NEBO PLASTOVOU IZOLACÍ).
Tabulka 3. Elektrický proud pro měděné dráty a šňůry s pryžovou a PVC izolací
| Průřez vodiče, mm² | Proud A pro položené vodiče | |||||
| 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 |
| 1,2 | 20 | 18 | 16 | 15 | 16 | 14,5 |
| 1,5 | 23 | 19 | 17 | 16 | 18 | 15 |
| 2 | 26 | 24 | 22 | 20 | 23 | 19 |
| 2,5 | 30 | 27 | 25 | 25 | 25 | 21 |
| 3 | 34 | 32 | 28 | 26 | 28 | 24 |
| 4 | 41 | 38 | 35 | 30 | 32 | 27 |
| 5 | 46 | 42 | 39 | 34 | 37 | 31 |
| 6 | 50 | 46 | 42 | 40 | 40 | 34 |
| 8 | 62 | 54 | 51 | 46 | 48 | 43 |
| 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 |
| 150 | 440 | 360 | 330 | – | – | – |
| 185 | 510 | – | – | – | – | – |
| 240 | 605 | – | – | – | – | – |
| 300 | 695 | – | – | – | – | – |
| 400 | 830 | – | – | – | – | – |
Pro výpočet hliníkových drátů se používá tabulka.
Tabulka 4. Elektrický proud pro hliníkové dráty a šňůry s pryžovou a PVC izolací
| Plocha průřezu vodiče, mm² | Proud A pro položené vodiče | |||||
| otevřeně | v jedné trubce | |||||
| dvě jednojádrové | tři jednojádrové | čtyři jednojádrové | jedno dvoujádro | jedno tříjádrové | ||
| 2 | 21 | 19 | 18 | 15 | 17 | 14 |
| 2,5 | 24 | 20 | 19 | 19 | 19 | 16 |
| 3 | 27 | 24 | 22 | 21 | 22 | 18 |
| 4 | 32 | 28 | 28 | 23 | 25 | 21 |
| 5 | 36 | 32 | 30 | 27 | 28 | 24 |
| 6 | 39 | 36 | 32 | 30 | 31 | 26 |
| 8 | 46 | 43 | 40 | 37 | 38 | 32 |
| 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 |
| 150 | 340 | 275 | 255 | – | – | – |
| 185 | 390 | – | – | – | – | – |
| 240 | 465 | – | – | – | – | – |
| 300 | 535 | – | – | – | – | – |
| 400 | 645 | – | – | – | – | – |
Pro přibližný výpočet průřezu kabelu proudem je třeba jej vydělit 10. Pokud tabulka výsledný průřez neobsahuje, je nutné vzít nejbližší větší hodnotu. Toto pravidlo je vhodné pouze pro ty případy, kdy maximální přípustný proud pro měděné vodiče nepřesahuje 40 A. Pro rozsah od 40 do 80 A musí být proud dělen 8. Pokud jsou instalovány hliníkové kabely, pak musí být rozdělen o 6. Je to proto, že pro zajištění stejného zatížení je tloušťka hliníkového vodiče větší než tloušťka měděného vodiče.
Výpočet průřezu kabelu podle výkonu a délky
Délka kabelu ovlivňuje ztrátu napětí. Na konci vodiče tak může napětí klesnout a být nedostatečné pro provoz elektrického spotřebiče. U domácích elektrických sítí lze tyto ztráty zanedbat. Bude stačit vzít kabel o 10-15 cm delší. Tato rezerva bude vynaložena na přepínání a připojení. Pokud jsou konce vodiče připojeny ke stínění, měla by být náhradní délka ještě delší, protože budou připojeny jističe.
Při pokládání kabelů na velké vzdálenosti je třeba vzít v úvahu pokles napětí. Každý vodič je charakterizován elektrickým odporem. Toto nastavení je ovlivněno:
- Délka drátu, jednotka měření je m. S narůstajícím vzrůstem se zvyšují ztráty.
- Plocha průřezu, měřená v mm². Jak se zvyšuje, úbytek napětí klesá.
- Odolnost materiálu (referenční hodnota). Ukazuje odpor drátu, jehož rozměry jsou 1 milimetr čtvereční krát 1 metr.
Úbytek napětí je číselně roven součinu odporu a proudu. Je přípustné, aby uvedená hodnota nepřesáhla 5 %. Jinak je potřeba vzít větší kabel. Algoritmus pro výpočet průřezu vodiče podle maximálního výkonu a délky:
- V závislosti na výkonu P, napětí U a koeficientu cosph proud zjistíme podle vzorce: I=P/(U*cosf). Pro elektrické sítě, které se používají v každodenním životě, cosf = 1. V průmyslu se cosf vypočítává jako poměr činného výkonu ke zdánlivému výkonu. Ten se skládá z činného a jalového výkonu.
- Pomocí tabulek PUE se určí aktuální průřez vodiče.
- Odpor vodiče vypočítáme pomocí vzorce: Ro=ρ*l/S, kde ρ je měrný odpor materiálu, l je délka vodiče, S je plocha průřezu. Je třeba počítat s proudem, s tím, že proud teče kabelem nejen jedním směrem, ale i zpět. Takže celkový odpor je: R u2d Ro * XNUMX.
- Úbytek napětí zjistíme z poměru: ∆U=I*R.
- Určete pokles napětí v procentech: ΔU/U. Pokud získaná hodnota přesáhne 5 %, vybereme z referenční knihy nejbližší větší průřez vodiče.
Otevřené a uzavřené vedení
V závislosti na umístění je kabeláž rozdělena do 2 typů:
Dnes se v bytech instalují skryté rozvody. Ve stěnách a stropech jsou vytvořeny speciální výklenky určené pro umístění kabelu. Po instalaci vodičů se výklenky omítnou. Používají se měděné dráty. Vše je plánováno předem, protože v průběhu času, abyste vybudovali elektrické vedení nebo vyměnili prvky, budete muset povrch demontovat. Pro skryté povrchové úpravy se častěji používají dráty a kabely, které mají plochý tvar.
Při otevřeném pokládání jsou dráty instalovány podél povrchu místnosti. Předností jsou ohebné vodiče, které mají kulatý tvar. Snadno se instalují do kabelových kanálů a procházejí zvlněním. Při výpočtu zatížení kabelu berou v úvahu způsob položení kabeláže.
Co jsou dráty – všechny typy kabelů a drátů
Určení plochy průřezu vodiče podle jeho průměru
Převod ampérů (A) na watty (W) a wattů (W) na ampéry (A): podrobný průvodce
Který drát je lepší použít pro elektroinstalaci v bytě a v soukromém dřevěném domě?
Která elektroinstalace je lepší – srovnání měděné a hliníkové elektroinstalace
