Výpočet průřezu kabelu | SKK

Při výstavbě budov a staveb, při větších rekonstrukcích bytů a domů i při připojování jakéhokoli výkonného elektrospotřebiče je důležité vědět, jaký průřez kabelů pro elektrické rozvody použít. Pokud byl výpočet průřezu kabelu proveden špatně, nebo nebyl proveden vůbec, může dojít k poruše alespoň části elektroinstalace a v nejhorším případě k požáru, který může způsobit jak obrovské materiální škody, tak bohužel lidské oběti.

Proto je obtížné přeceňovat správný výpočet průřezu kabelu (vodiče) z hlediska výkonu, proudu, napětí, délky a zatížení. Aniž bychom šli do plevele, poznamenáváme, že při výpočtu průřezu kabelu podle výkonu musíme vypočítat celkový výkon všech spotřebitelů a pomocí speciálních tabulek v závislosti na typu kabeláže a kabelu vybrat průřez. Při výpočtu průřezu kabelu proudem je opět nutné spočítat celkový výkon všech spotřebičů a výslednou částku vydělit napětím sítě. Na základě získaného počtu ampérů pomocí speciálních tabulek vybereme průřez kabelu (drátu) v závislosti na typu vedení a kabelu. Při výpočtu průřezu kabelu podle napětí je třeba mít na paměti, že elektrická síť může být buď jednofázová, nebo třífázová, v souladu s tím může být celá zátěž soustředěna na jednu fázi nebo rozdělena rovnoměrně do každé fáze, která zase ovlivňuje průřez žil kabelu. Při výpočtu průřezu kabelu pro „domácí“ účely lze výpočty délky zanedbat – výpočty délky jsou relevantní pouze pro dlouhá elektrická vedení. Výpočet kabelu podle zatížení se provádí sečtením výkonů všech zatížení a podle tabulek v závislosti na způsobu uložení vedení (skryté nebo otevřené) je nejbližší rostoucí hodnota průřezu kabelu. vybraný.

Výpočet průřezu kabelu podle zatížení

Jak nerušený provoz elektrických spotřebičů, tak bezpečnost majetku a životů lidí závisí na tom, jak správně je zvolen průřez vodičů položených elektrických kabelů. Není žádným tajemstvím, že v poslední době jsou případy požárů v důsledku nekvalitní elektroinstalace častější. Aby se tomu zabránilo, je nutný správný výpočet průřezu kabelu (drátu) pro zatížení.

Tak jako divadlo začíná věšákem, tak elektroinstalace ve venkovském domě, bytě nebo garáži začíná vstupním kabelem. Nese největší zátěž a pokud z nějakého důvodu selže, pak je vysoká pravděpodobnost požáru. Pro zjištění optimálního průřezu kabelu (vodiče) je nutné a dostačující odhadnout celkový příkon všech elektrospotřebičů v dané oblasti. Výkon elektrických spotřebičů lze zjistit z technických listů zařízení, ze štítků umístěných přímo na nich nebo přibližně odhadnout.

Televizor tedy v průměru spotřebuje 300 W, kávovar – 1000 W, mikrovlnná trouba 1500 W, elektrický sporák 3000 W, pračka 2200 W, počítač 500 W, vysavač 1600 W, žehlička – 1700 W a tak dále. Zde uvedené dostatečně zprůměrované údaje byste však měli používat pouze v případě, že nemáte pas pro elektrické zařízení nebo na něm štítek. Je vhodné vypočítat průřez kabelu (vodiče) pro zátěž pomocí známých konkrétních údajů o příkonu elektrických přijímačů.

Sečtením veškerého výkonu elektrospotřebičů a osvětlení dostaneme celkovou spotřebu energie, i když všechna naše zařízení s největší pravděpodobností nebudou fungovat současně, alespoň po relativně dlouhou dobu. Podle tabulek v závislosti na způsobu zapojení (skryté nebo otevřené) vybereme nejbližší vzestupnou hodnotu průřezu kabelu.

Pro odchozí vedení (zásuvka a osvětlení) provádíme stejné výpočty. Pro zásuvkovou skupinu je však vhodné volit kabel o průřezu minimálně 2.5 mm2, pro osvětlovací síť 1.5 mm2. To je celý výpočet průřezu kabelu pro zatížení.

Celkový výkon všech spotřebičů se rovná 10 kW. Vezmeme-li v úvahu faktor simultánnosti, dostaneme 10 000 * 0.7 = 7 kW. Podíváme se na tabulku a vidíme, že 7 kW odpovídá průřezu 6 mm2. Vydělením výkonu napětím získáme aktuální hodnotu.

7 000 / 220 = 31,8 (A), to znamená, že u vjezdu do bytu, garáže nebo chaty je nutné nainstalovat vstupní automat 32 A.

Výpočet průřezu kabelu po délce

Elektroinstalace musí být bezpečná, hospodárná a spolehlivá. Proto je důležitý správný výpočet průřezu kabelu po jeho délce.

Pokud existuje instalační schéma, lze výpočet průřezu kabelu (drátu) podél délky provést měřením odpovídajících vzdáleností mezi umístěními panelů, zásuvek, spínačů, spojovacích krabic atd. Když znáte měřítko diagramu, nebude obtížné vypočítat délky odpovídajících částí kabelu (drátu), nezapomeňte přidat alespoň 10 cm ke každé části kabelu pro zkroucení. Pokud neexistuje schéma, lze délku kabelu odhadnout vizuálně měřením délek vedení, podél kterých bude v budoucnu položena kabeláž.

Jakýkoli kabel (drát) „ztrácí napětí“, když se jeho délka zvětšuje. Tyto ztráty napětí jsou způsobeny poklesem napětí v kabelech, které spojují elektrický přijímač se „zdrojem“ energie. Výpočet průřezu kabelu po délce s ohledem na ztráty napětí se provádí při navrhování průmyslových elektrických sítí.

V „domácích“ podmínkách nebo při projektování elektrických rozvodů pro malé místnosti lze ztráty napětí vzhledem k jejich zanedbatelné velikosti bezpečně zanedbat. Hlavní věcí v tomto případě je správně vypočítat průřez kabelu pro napájení nebo vypočítat průřez kabelu pro proud. A poté pomocí speciálních tabulek vyberte požadovaný průřez žil kabelu.

Výpočet průřezu kabelu podle napětí

Výpočet průřezu kabelu pro napětí je poměrně důležitý a vyžaduje pozornost. Při výpočtu průřezu kabelu podle napětí je třeba mít na paměti, že elektrická síť může být buď jednofázová (provozní napětí 220 V) nebo třífázová (3 * 220 / 380 V). To znamená, že spotřebovaná energie může přijít do domácího nebo velkého energetického přijímače jako jednofázová zátěž nebo jako třífázová zátěž.

Například celkový příkon naší garáže je např. 20 kW. V jednofázovém zapojení bude na fázi přenášeno celé zatížení 20 kW a v třífázovém zapojení pouze 6.6 kW. Podle toho při větším zatížení jádra budeme potřebovat větší průřezy kabelu (drátu) a při nižším zatížení odpovídající menší průřezy. Jediný bod: pro jednofázové zapojení potřebujeme třížilový kabel a pro třífázové zapojení potřebujeme pětižilový kabel. Proto zmenšení průřezu kabelu současně zvyšuje počet žil.

Také při výpočtu průřezu kabelu (vodiče) na základě napětí je třeba pamatovat na to, že některé elektrické spotřebiče a motory pracují pouze v síti 380 V.

Výpočet průřezu kabelu proudem

Pro vysoce kvalitní instalaci elektrického vedení, abyste se vyhnuli zbytečným problémům a problémům a jednoduše mohli klidně spát, je životně důležité pečlivě vypočítat aktuální průřez kabelu. Chcete-li vypočítat průřez kabelu pro proud, budete muset vypočítat proud, který bude protékat naší elektroinstalací. Jmenovitý proud se vypočítá z celkového výkonu zátěže. Podle toho se vypočítá celkový výkon zátěže sečtením výkonů všech elektrických spotřebičů, které budou odebírat elektřinu z našeho vedení. Je nutné vzít v úvahu všechny kapacity umístěné v požadované oblasti.

Například na našem webu máme 3 lampy 100 W, ledničku Atlant 200 W, mikrovlnnou troubu Samsung 1100 W a rychlovarnou konvici Bosch 2200 W. Naše elektroinstalace bude jednofázová a bude položena skrytě. Náš celkový výkon se bude rovnat P=100*3+200+1100+2200=3800 W.

Z celkového výkonu zjistíme požadovaný proud pomocí vzorce známého ze školy:

kde P je náš celkový výkon, I je jmenovitý proud, U je napětí, cos? – Faktor síly. Сos? v našem případě je prakticky rovna 1, takže ji lze zanedbat.

Podle vzorce je I = 3800/220*1 = 17.3 A. Při pohledu na tabulku je kabel schopný pojmout 17.3 A dlouhodobě ve skrytém vedení měděný kabel o minimálním průřezu 2 mm2. Pro rezervu používáme pro vedení měděný kabel o průřezu 3 * 2.5 mm2. Výpočet průřezu kabelu pro proud je dokončen.

Výpočet průřezu kabelu podle výkonu

Představme si, že například potřebujeme vybrat kabel pro elektrické rozvody bytu. V bytě máme jednofázové rozvody, s provozním napětím 220 V. Pro výběr potřebného kabelu potřebujeme vypočítat průřez kabelu podle výkonu. K tomu stačí vypočítat celkový výkon možných spotřebitelů elektrické energie. Všechny elektrospotřebiče mají zpravidla výrobní štítek s uvedením příkonu. Kromě elektrospotřebičů je potřeba sečíst výkon všech svítidel. Řekněme, že sečtením výkonu všech žehliček, ledniček, televizí, mikrovlnek, praček, varných konvic a dalších elektrospotřebičů spolu s osvětlením získáte 7 kW. Ukazuje se, že musíme vypočítat průřez kabelu (drátu) pro výkon 7 kW. I když se většinou všechny elektrospotřebiče nezapnou současně, budeme počítat do maxima. U velkých průmyslových objektů se pro přesný výpočet zatížení používají koeficienty simultánnosti, koeficienty poptávky atd., ale v našich „domácích“ podmínkách se bez těchto potíží obejdeme.

Vypočteme tedy průřez kabelu pro výkon 7 kW. Podle tabulek PUE zjistíme, že takový výkon snese měděný kabel 3×6 nebo hliníkový kabel 3×10. Pamatujte, že lakomý platí dvakrát, nešetřete na průřezu kabelu!

Při připojování elektrických spotřebičů k napájecí síti je jednou z hlavních podmínek výběr kabelu nebo vodiče vhodného průřezu. Někdy se ale stane, že už nějaký druh dirigenta máte a nejste si jisti, zda je vhodný pro konkrétní úkol.

Pokud ke kabelu připojíte příliš velkou zátěž, bude se zahřívat a může se dokonce přehřát. To způsobí roztavení izolace, což může vést ke zkratu, úrazu elektrickým proudem a požáru. To vyvolává otázku: “Jak víte, kolik energie kabel nebo drát vydrží?” Pojďme to zjistit!

Co ovlivňuje přípustný výkon?

Okamžitě stojí za zmínku, že průřez a výkon kabelu spolu v zásadě nesouvisí. U vodiče hraje rozhodující roli přípustný trvalý proud. Tyto hodnoty jsou popsány v PUE sekci 1, kapitola 1.3. Faktem je, že když vydrží proud 16A, tak v síti 220V je to 3.5 kW, pro 380V 10 kW a v síti 12V jen 192W. Proto je rozumné mluvit o přípustném výkonu pro kabel pouze v kontextu známého napětí.

Chcete-li převést kilowatty na watty, jednoduše vydělte kW číslem 1000.

Chcete-li převést watty na ampéry, musíte vydělit watty napětím ve voltech.

A pro třífázovou síť pak vydělte 1.73 (odmocnina ze 3) a CosФ.

CosФ je účiník, uvedený na štítku umístěném na těle většiny elektrických spotřebičů.

Tabulka průřezů vodičů a přípustného proudu

Existují speciální tabulky, které popisují shodu průřezu kabelu, proudu, napětí a výkonu. Ale informace v nich nejsou vždy platné pro výběr kabelu.

Pokud pro výpočty bytového elektrického vedení, kde délka vedení zřídka přesahuje 15-20 metrů mezi extrémními body a okolní teplota je obvykle asi 20-25 stupňů, stále to platí.

Představme si však situaci, kdy se chystáte instalovat plot na pozemku soukromého domu a při jeho instalaci budete muset použít elektrické nářadí a svařovací stroj, také míchačku na beton a kromě toho teplo venku v Slunce má hodně přes 30 stupňů Celsia. Pak potřebujete dobrou prodlužovací šňůru pro připojení v garáži nebo v domě a budete pracovat po celém obvodu pozemku.

Myslím, že je to pro vás známá situace.

Všechny výše uvedené zahrnovaly řadu faktorů ovlivňujících, jakou sílu kabely vydrží, jmenovitě:

2. Teplota prostředí a samotného vodiče.

Oba faktory ovlivňují odpor kabelu, který zase ovlivňuje ztrátu výkonu a zahřívání vodiče. Zvolíte-li vodič s příliš malým průřezem pro tento výkon, pak při zátěži bude napětí na jeho konci klesat. Je nežádoucí připustit ztráty vyšší než 3-5%. Ve světelných obvodech je přijatelný 10% pokles napětí.

Jak souvisí odpor, délka, materiál, teplota?

Odpor vodiče je určen vzorcem

Kde Po je měrný odpor kovu Ohm*sq.mm/m, L je délka v metrech, S je plocha průřezu v metrech čtverečních. mm.

Například měrný odpor Po mědi je 0.018 a měrný odpor hliníku 0.029. V tabulce výše jste tedy mohli vidět, že při stejném průřezu měděný vodič vydrží více proudu než hliníkový. Je to kvůli ztrátám, o nich si povíme níže.

Také ve vzorci jsou další dvě veličiny – délka a plocha průřezu. Čím delší je délka a čím menší je plocha průřezu, tím větší je odpor. V souladu s tím se se zvětšováním průřezu při konstantní délce odpor snižuje, rovněž se zmenšováním délky.

Existuje zajímavá analogie s dálnicí: čím více pruhů je pro provoz v jednom směru, tím rychleji auta jedou, a pokud jede hodně aut (silnoproud) a v každém směru je jen jeden pruh, tak se budou navzájem tlačit v dopravní zácpě.

V kovech se s rostoucí teplotou také zvyšuje odpor a odpovídajícím způsobem klesá vodivost Abychom to vysvětlili zjednodušeně, je to způsobeno tím, že při zahřívání se částice v kovu a nosiče náboje začnou chaoticky pohybovat, což je důvod. častěji narážejí.

ztráta

Shrňme si, na čem ztráty závisí:

1. Materiál kabelu (hliník nebo měď).

3. Plocha průřezu.

4. Okolní teplota.

5. Položení několika kabelů do jedné trubky. V tomto případě nejsou podmínky pro jejich chlazení a kromě toho se teploty sousedních kabelů navzájem nejhorším způsobem ovlivňují.

Kabel je třeba volit tak, aby vzniklé ztráty byly co nejmenší. Ideálně do 3-5 %. V krajním případě, pokud nejsou jiné možnosti, pak až 10 %. Ostatně při síťovém napětí 220 voltů jsou již 10 % ztráty 22V a výstup 192V, pokud není síť již vybitá. A při proudu minimálně 10A je to 220W ztrát jen na drátech. To je popsáno v GOST 721 a GOST 21128.

Sekce

Přejděme k podstatě otázky: “Jak zjistit výkon, který kabel vydrží?” Na základě výše uvedeného by měl být určen průřez vodiče. K tomu je třeba změřit jeho průměr. Pohodlnější a rychlejší je to udělat pomocí posuvného měřítka. Tato metoda je vhodná pro jakékoli sekce a dráty.

Pokud má drát jednovodičové (monolitické) jádro, pak stačí změřit jeho průměr. Pokud je jádro ohebné, vícežilové, změřte průměr jednoho drátu, zjistěte jeho plochu a vynásobte ji celkovým počtem žil v drátu. Takto se zjistí celkový průřez kabelů a vodičů.

Chcete-li vypočítat průřez podle průměru, musíte jej odmocnit a vynásobit 0.785.

Jak změřit průměr kabelu pravítkem?

U tlustých kabelů není žádný zvláštní problém, stačí k jádru připojit pravítko, ale u tenkých kabelů to nebude fungovat. Použijte proto následující metodu.

Je třeba pevně omotat 10 závitů drátu kolem šroubováku nebo jiného podlouhlého předmětu a poté změřit délku výsledné spirály pravítkem a vydělit ji počtem závitů. Chcete-li určit průřez tenkého jádra z vícevodičového jádra, budete muset navinout více závitů 30-50, aby bylo měření pohodlnější.

Když již znáte průřez vodičů kabelu, můžete se podívat na tabulku a zjistit jeho přípustný proud. Pokud vedení není dlouhé (do 10 metrů) a proud je větší než proud zamýšlené zátěže, pak jej můžete bezpečně používat.

Jak zjednodušit výpočty?

Abyste se vyhnuli výpočtům ztrát a průřezů, můžete použít online kalkulačky nebo aplikace pro chytré telefony, zejména proto, že fungují offline a jsou vždy s vámi. Například pro uživatele operačního systému Android existuje aplikace Mobile Electric, která má následující funkce:

1. Výpočet odporu vodiče se známým materiálem, průřezem, délkou a teplotou.

2. Výpočet délky vodiče se známým odporem, teplotou a průřezem.

3. Výpočet průřezu pro známou délku, napětí, dovolené ztráty, materiál jádra, proud a teplotu.

4. Výpočet maximální délky vodiče při známé: napětí, dovolené ztráty, materiál jádra, proud a teplota. A další.

Umožní vám odhadnout přípustný výkon a vybrat správný vodič pro konkrétní výkon.

Kromě této aplikace existují další, které jsem zkontroloval, co ve své práci používám;

Závěr

Pojďme si to shrnout. Chcete-li zjistit, zda kabel nebo drát vydrží zatížení, musíte určit:

1. Materiál, ze kterého jsou jádra vyrobena.

Poté proveďte výpočty nebo použijte kalkulačky.

• Označení jističů: význam a vysvětlení
• Vlastnosti montáže moderních elektrických panelů
• Jak rozlišovat mezi elektronickými a elektromechanickými RCD: vlastnosti zařízení a aplikace

Doufám, že vám byl tento článek užitečný. Podívejte se také na další články z kategorie Tajemství elektrikáře, Elektřina v domě

Přihlaste se k odběru našeho kanálu na Telegram: World of Electricity

Zde můžete zanechat komentář, položit otázku a jen chatovat:
Chat na elektrická témata

Sdílejte tento článek se svými přáteli: