Jak vypočítat zatížení úseku kabelu?

Elektroinstalace je jedním z nejsložitějších inženýrských systémů v domácnosti. A je velmi důležité vybrat správnou část elektrického kabelu.

Výpočet průřezu kabelu lze provést jednou z metod:

• podle výkonu zařízení – zahrnuje výpočet celkového výkonu všech elektrických zařízení a porovnání získané hodnoty s vypočtenou hodnotou převzatou ze speciální tabulky;
• podle délky – vypočítá se velikost ztráty napětí, která závisí na délce kabelového vedení, po které se porovná se základní hodnotou 5%;
• proudem – určuje se proudová síla každého zařízení, sečte se a koreluje s tabulkovou hodnotou. Pomocí tabulky můžete určit, kolik žil a jaký průřez by měl kabel mít.

Správný výběr sekce vás ušetří mnoha problémů. Příliš namáhaný, příliš slabý drát může způsobit samovznícení a zkrat. A drahá žíla, i když bude spolehlivě plnit své funkce, bude stát příliš mnoho. Ušetřit a zároveň získat kvalitní elektrické rozvody pomůže správný výběr průřezu vodiče. Přes zdánlivou složitost si tento postup dokáže poradit i člověk, který není ve spojení s elektrikářem.

Přečtěte si více o každé metodě výpočtu dále v článku.

Volba průřezu kabelu podle výkonu

Kabel se vyznačuje výkonem, který je schopen vydržet při provozu zařízení. Pokud překročí vypočtenou hodnotu vodivého jádra, dojde dříve nebo později k havárii.

Pro výpočet průřezu kabelu podle výkonu je třeba zjistit celkový výkon všech zařízení s přihlédnutím k redukčnímu faktoru 0,8. To znamená, že vzorec bude vypadat takto:

Redukční faktor předpokládá, že ne všechna zařízení v domě budou současně spotřebovávat elektřinu. Výsledný výpočet průřezu kabelu podle výkonu se porovná s údaji v tabulce – bude to vhodný průřez.

Například celkový výkon elektrických spotřebičů v bytě je 15 kW. Vynásobíme to 0,8 a dostaneme 12 kW zátěže. V tabulce musíte najít nejvhodnější hodnotu. Je tedy nutné zvolit měděný kabel o průřezu 10 mm pro jednofázovou síť a 6 mm pro třífázovou síť.

Výběr úseku kabelu po délce

Každý vodič má svůj vlastní odpor. S rostoucí délkou vedení dochází ke ztrátě napětí a čím větší je vzdálenost, tím větší je ztráta. Pokud je vypočtená ztráta vyšší než 5 %, je nutné zvolit vodič s většími žilami.

Výpočet délky se skládá ze dvou fází a znamená, že je předem známo, kolik metrů drátu bude zapotřebí pro instalaci elektrického vedení.

1. Nejprve musíte určit jmenovitý proud. Délka vedení se převede na milimetry a vynásobí se 2, protože proud odchází jedním jádrem a druhým se vrací.

Já = (P K_с) / (U cos ϕ) = 8000/220 = 36 A,

kde P je výkon ve W (sečteny všechny spotřebiče v domě), U je 220 V, K_с – koeficient současného zahrnutí (0,75), cos φ – 1 pro domácí spotřebiče.

1. Musíte znát průřez vodiče. Pomůže vzorec: R = ρ · L/S. S vědomím, že ztráty napětí by měly být maximálně 5 %, vypočítáme:

dU = 0,05 220 V = 11 V.

Dále zjistíme ztrátu napětí podle vzorce:

dU = I · R. R u11d dU / I u36d 0,31/XNUMX uXNUMXd XNUMX Ohm.

Požadovaný průřez vodiče tedy:

S u0,0175d ρ L / R u40d 0,31 2,25 / 2 uXNUMXd XNUMX mm XNUMX.

V případě třížilového kabelu by měl být jeho průřez (jedno jádro) 0,75 mm2. Průměr jádra tedy musí být alespoň (√S/ π) · 2 = 0,98 mm. Tuto podmínku splňuje kabel BBGng 3 × 1,5 mm.

Volba průřezu kabelu podle proudu

Tato metoda, známá také jako výpočet průřezu drátu podle zatížení, je považována za nejpřesnější. Nejprve musíte zjistit aktuální sílu každého zařízení.

V případě jednofázové sítě je nutné pro výpočet použít následující vzorec

I = (P Kc) / (U cos ϕ).

Součet vypočtených proudů musí korelovat s tabulkovými hodnotami.

V příkladu s jednofázovou uzavřenou sítí a výkonem zařízení 5 kW:

I u5000d (P Ks) / (U cos ϕ) u0,75d (220 1) / (17,05 18) uXNUMXd XNUMX A, zaokrouhlení XNUMX A.

BBGng 3×1,5 je třížilový měděný kabel. V tabulce je hodnota nejbližší současné síle 18 A 19 A (v případě pokládky na vzduchu). Průřez jeho jádra by tedy měl být alespoň 1,5 mm2. Průřez jádra BBGng 3 × 1,5 je S = π r2 = 3,14 (1,5/2) 2 = 1,8 mm 2, resp. splňuje zadaný požadavek.

Otázka, jak vypočítat průřez kabelu, vždy vyvstává při plánování elektroinstalačních prací. Aby vodič AVBbShv 4×120 nebo výrobky jiných standardních velikostí fungovaly dlouho a spolehlivě, je třeba vzít v úvahu provozní zatížení, která určují volbu ve prospěch jednoho nebo druhého řešení. Kvalita elektrického zařízení závisí také na správné volbě vodičů.

Někteří odborníci se při přemýšlení o tom, jak vybrat správný průřez kabelu, spoléhají pouze na vlastní zkušenosti. Někdy je zvolený průřez jádra vhodný, ale v některých případech mohou nastat chyby, které vedou k negativním důsledkům. Pokud například místo vodiče AVBbShv 4×240 zvolíte špatnou velikost, to znamená, že průměr je menší nebo větší, než je požadováno, může to ohrozit bezpečnost připojení nebo způsobit nepřiměřené finanční náklady na materiál.

Na jaké parametry si dát pozor při výběru průřezu vodiče?

Průřez VBBShv 4×50 se může výrazně lišit od průřezu jiných vodičů. Z tohoto důvodu je třeba před konečným výběrem vzít v úvahu všechny faktory. Mezi nimi:

• Velikost, trvání a výkon zatížení sítě;
• Jmenovitý proud;
• Napěťové prahy.

Musíte vědět nejen to, jak vybrat průřez kabelu, ale také vzít v úvahu další vlastnosti vodiče. Musí být odolný vůči vysokým teplotám, aby nedošlo k požáru v důsledku přehřátí nebo zkratu. Vodič VBBShV 4×120 a další modely musí být také vysoce odolné proti mechanickému poškození způsobenému náhodným nebo úmyslným nárazem.

Jak vybrat správný průřez kabelu závisí na podmínkách elektrické instalace, protože v různých případech se může míra vlivu vnějšího prostředí na vodič lišit.

Snížený průřez kabelu

Při plánování, jak vypočítat průřez kabelu pro napájení, je důležité vyhnout se záměrnému zmenšování průměru. Tento přístup eliminuje riziko situace nebezpečné pro lidské zdraví a život. Při podcenění průřezu se vodič vlivem vysoké proudové hustoty neustále přehřívá.

V takových případech je izolační vrstva vodiče VBBShV 4×70 nebo vodiče jiné standardní velikosti rychle zničena, což vede ke zkratu. To může vést k poruše drahého vybavení, požáru a úrazu elektrickým proudem obsluhy. Pokud je u VBBShV 4×240 instalováno automatické vypínací zařízení, bude pravidelně vypínat kvůli přetížení, což způsobí určité nepříjemnosti v provozu.

Zvětšený průřez kabelu

Ceny kabelových a drátěných výrobků se výrazně liší v závislosti na vlastnostech modelu a důležitou roli hraje průřez. Když budete vědět, jak vybrat kabel na základě napájení, můžete se vyhnout nadměrným nákladům. Modely s větším průřezem žil mají vyšší cenu, takže při zařizování elektroinstalace v bytě či jiných zařízeních byste měli objektivně posoudit své současné i potenciální potřeby.

V některých případech, pokud vyvstane otázka, jak zvolit průřez kabelu na základě výkonu, je vhodné instalovat kabeláž s určitou rezervou. To bude stát více, ale pokud se zatížení sítě zvýší, nebudete mít problémy.

Při použití vodiče většího průřezu, pokud nastavíte automatické vypínání, dojde k přetížení následujících vedení a váš jistič nebude fungovat.

Provádění výpočtů

Před zahájením instalačních prací se musíte seznámit s tím, jak vypočítat průřez kabelu pro zátěž, abyste vybrali vodič s určitým výkonem. Jeho hodnota by neměla být nižší než hodnota zařízení připojeného k síti. Existují tři hlavní způsoby výpočtu:

Výpočet výkonu

Nejjednodušší je přijít na to, jak vybrat průřez kabelu podle výkonu. V tomto případě nás zajímá celkové zatížení vstupního kabelu. Nejprve musíte určit a shrnout indikátory napájení zařízení spotřebovávajících proud. Tyto informace jsou uvedeny na těle zařízení nebo v jeho technickém listu.

Po sečtení se celkový výkon vynásobí 0,75. Tento faktor se uplatňuje, protože všechna existující zařízení v objektu nejsou obvykle připojena k síti současně. Při výpočtech je také nutné vzít v úvahu ztráty napětí v napájecí síti. Konečnou volbu ve prospěch ASBL-10 3×240 nebo jiného standardního rozměru vám pomůže speciální tabulka, která ukazuje výpočty průřezu kabelů s různým počtem žil při položení ve vzduchu nebo v zemi.

Výpočet průměru podle proudu

Mnoho řemeslníků se zajímá o to, jak vypočítat aktuální průřez kabelu. Tato metoda poskytuje přesnější výsledky než předchozí. Výpočet průměru na základě proudového zatížení bere v úvahu proud procházející vodičem.

Pro jednofázovou síť použijte vzorec: I = P/(U ∙cosφ)
P – výkon zátěže, U – síťové napětí (220 V).

Je také nutné vzít v úvahu podmínky elektroinstalace a přidat 5 A k aktivní proudové zátěži, aby se eliminovalo možné přetížení při zapnutí přídavných zařízení. Pokud si nejste jisti, že ruční výpočet byl proveden správně, měli byste k určení průřezu kabelu použít speciální online kalkulačku.

Při výpočtu podle proudu se bere v úvahu i teplota ohřevu vodiče při průchodu proudu. VVGng-LS 3×1.5 a vodiče jiných standardních velikostí mají maximální přípustnou teplotu ohřevu jádra, která závisí na typu vodiče, izolačním materiálu a způsobu instalace. Teplota při běžném provozu je zpravidla 70 °C, v nouzovém režimu 80 °C a při zkratu 120 °C.

Když se kabel zahřeje, teplo se odvádí ven, aby se zabránilo přehřátí. V tomto ohledu hodně záleží na prostředí, jeho složení a vlhkosti. Při pokládání vzduchem a v zemi se výkon bude výrazně lišit.

Například při pokládání sítě pod zem je výkop naplněn jílem, aby se zvýšila tepelná vodivost půdy. Pokud jsou vodiče položeny vzduchem, jeho tepelná vodivost je nízká, takže proudové zatížení by mělo být sníženo.

Další důležitou nuancí je zhoršení izolačních vlastností kabelu VVGng-LS 3×2.5 a dalších typů, což je způsobeno postupným vysycháním izolační vrstvy.

Výpočet podle délky

Velmi důležitá je také otázka, jak vypočítat průřez kabelu po délce. To je způsobeno poklesem napětí v síti, protože část energie se spotřebuje na vytápění. Tepelnými ztrátami se ke spotřebiteli dostane méně tepla, než tomu bylo na začátku linky.

Vodič tedy musí být vybrán nejen podle průřezu žil, ale také s ohledem na vzdálenost, na kterou se plánuje přenos napětí. Čím větší jsou aktivní zátěže, tím více proudu protéká kabelem, ale také se zvýší tepelné ztráty.

Pokud se napětí sníží, okamžitě to ovlivní činnost zařízení spotřebovávajících proud umístěných dále než ostatní. Například, pokud mluvíme o osvětlovacích zařízeních, pak bude okamžitě patrné, že žárovky umístěné daleko od zdroje hoří slabě, což obecně zhoršuje kvalitu osvětlení objektu.

Správný výpočet průřezu drátu podél délky pomůže vyhnout se takovým problémům. V první řadě je nutné vzít v úvahu energetické potřeby spotřebitele nacházejícího se v nejvzdálenější oblasti, která je ve vzorci označena písmenem L.

Je nutné vypočítat, jaká je ztráta napětí v sekci L. Výpočet se provádí pomocí následujícího vzorce:
∆U = (Pr + Qx)L/U,
kde P a Q jsou činný a jalový výkon, rax jsou činný a jalový odpor sekce L a U je jmenovitá hodnota napětí, při které je dosaženo normálního provozu zařízení.

Přípustné hodnoty ∆U pro normální provoz silových obvodů a obytných osvětlovacích systémů by neměly překročit ±5 %. U osvětlení průmyslových staveb a veřejných budov se toto číslo pohybuje od +5 % do -2,5 %.

Spojovací zařízení

Při nastavování elektrické sítě se k ní mohou spotřebitelé připojit různými způsoby. Zátěž můžete rozložit rovnoměrně podél linky nebo vytvořit spojení na konci sítě. Možností, kterou lze také použít, je instalace dvou vedení, z nichž jedno má rovnoměrně rozložené zatížení a je připojeno k druhému.