Při pokládce elektrického vedení musíte vědět, jaký průřez kabelu budete muset položit. Volba průřezu kabelu může být provedena buď příkonem nebo spotřebou proudu. Musíte také vzít v úvahu délku kabelu a způsob instalace.
Výběr průřezu kabelu podle výkonu
Průřez vodiče můžete zvolit podle výkonu zařízení, která budou připojena. Tato zařízení se nazývají zátěž a metodu lze také nazvat „by load“. Jeho podstata se tím nemění.
Sbírat data
Nejprve najděte spotřebu energie v pasových údajích domácích spotřebičů a zapište ji na papír. Pokud je to jednodušší, můžete se podívat na jmenovky - kovové štítky nebo nálepky připevněné k tělu vybavení a vybavení. Jsou tam základní informace a častěji moc. Nejjednodušší způsob, jak jej identifikovat, je podle jeho měrných jednotek. Pokud je produkt vyroben v Rusku, Bělorusku nebo na Ukrajině, je obvykle označen jako W nebo kW na zařízeních z Evropy, Asie nebo Ameriky, anglické označení pro watty je obvykle W a spotřeba energie (to je potřeba) je označeno zkratkou „TOT“ nebo TOT MAX.
Pokud je tento zdroj také nedostupný (informace se například ztratily nebo teprve plánujete nákup vybavení, ale ještě jste se nerozhodli pro model), můžete vzít průměrná statistická data. Pro usnadnění jsou shrnuty v tabulce.
Najděte zařízení, které plánujete nainstalovat, a zapište si výkon. Někdy se uvádí s velkým rozpětím, takže někdy je obtížné pochopit, který údaj vzít. V tomto případě je lepší vzít maximum. Výsledkem je, že při výpočtu mírně nadhodnotíte výkon zařízení a budete potřebovat kabel s větším průřezem. Ale pro výpočet průřezu kabelu je to dobré. Hořet budou pouze kabely s menším průřezem, než je nutné. Trasy s velkým průřezem fungují dlouhodobě, jelikož se méně zahřívají.
Podstata metody
Chcete-li vybrat průřez vodiče pro zátěž, sečtěte výkon zařízení, která budou k tomuto vodiči připojena. Je důležité, aby všechny výkony byly vyjádřeny ve stejných měrných jednotkách – buď ve wattech (W) nebo v kilowattech (kW). Pokud existují různé hodnoty, dovedeme je k jedinému výsledku. Pro převod se kilowatty vynásobí 1000, aby se získaly watty. Převeďme například 1,5 kW na watty. To bude 1,5 kW * 1000 = 1500 W.
V případě potřeby můžete provést zpětnou konverzi - převést watty na kilowatty. Chcete-li to provést, vydělte číslo ve wattech 1000, abyste získali kW. Například 500 W / 1000 = 0,5 kW.
| Průřez kabelu, mm2 | Průměr vodiče, mm | Měděný drát | Hliníkový drát | ||||
| Aktuální, A | výkon, kWt | Aktuální, A | výkon, kWt | ||||
| 220 V | 380 V | 220 V | 380 V | ||||
| 0,5 mm2 | 0,80 mm | 6 A | 1,3 kW | 2,3 kW | |||
| 0,75 mm2 | 0,98 mm | 10 A | 2,2 kW | 3,8 kW | |||
| 1,0 mm2 | 1,13 mm | 14 A | 3,1 kW | 5,3 kW | |||
| 1,5 mm2 | 1,38 mm | 15 A | 3,3 kW | 5,7 kW | 10 A | 2,2 kW | 3,8 kW |
| 2,0 mm2 | 1,60 mm | 19 A | 4,2 kW | 7,2 kW | 14 A | 3,1 kW | 5,3 kW |
| 2,5 mm2 | 1,78 mm | 21 A | 4,6 kW | 8,0 kW | 16 A | 3,5 kW | 6,1 kW |
| 4,0 mm2 | 2,26 mm | 27 A | 5,9 kW | 10,3 kW | 21 A | 4,6 kW | 8,0 kW |
| 6,0 mm2 | 2,76 mm | 34 A | 7,5 kW | 12,9 kW | 26 A | 5,7 kW | 9,9 kW |
| 10,0 mm2 | 3,57 mm | 50 A | 11,0 kW | 19,0 kW | 38 A | 8,4 kW | 14,4 kW |
| 16,0 mm2 | 4,51 mm | 80 A | 17,6 kW | 30,4 kW | 55 A | 12,1 kW | 20,9 kW |
| 25,0 mm2 | 5,64 mm | 100 A | 22,0 kW | 38,0 kW | 65 A | 14,3 kW | 24,7 kW |
Abychom našli požadovaný průřez kabelu v odpovídajícím sloupci - 220 V nebo 380 V - najdeme číslo, které je stejné nebo mírně větší než výkon, který jsme dříve vypočítali. Sloupec vybereme podle toho, kolik fází je ve vaší síti. Jednofázové - 220 V, třífázové 380 V.
V nalezeném řádku se podívejte na hodnotu v prvním sloupci. To bude požadovaný průřez kabelu pro danou zátěž (příkon zařízení). Budete muset hledat kabel s jádry tohoto průřezu.
Trochu o tom, zda použít měděný drát nebo hliník. Ve většině případů při použití kabelů s měděnými vodiči. Takové kabely jsou dražší než hliníkové, ale jsou flexibilnější, mají menší průřez a lépe se s nimi pracuje. Ale měděné kabely s velkým průřezem nejsou o nic flexibilnější než hliníkové. A při velkém zatížení - u vchodu do domu nebo bytu s velkým plánovaným výkonem (od 10 kW nebo více) je vhodnější použít kabel s hliníkovými vodiči - můžete trochu ušetřit.
Jak vypočítat průřez kabelu podle proudu
Průřez kabelu si můžete vybrat podle proudu. V tomto případě provádíme stejnou práci - shromažďujeme údaje o připojené zátěži, ale v charakteristikách hledáme maximální proudový odběr. Po shromáždění všech hodnot je shrneme. Pak použijeme stejnou tabulku. Hledáme pouze nejbližší vyšší hodnotu ve sloupci označeném „Aktuální“. Ve stejném řádku se podíváme na průřez drátu.
Potřebujeme například špičkový odběr proudu 16 A. Položíme měděný kabel, takže se podívejte do odpovídajícího sloupce - třetího zleva. Protože neexistuje žádná hodnota přesně 16 A, podívejte se na řádek 19 A - to je nejbližší větší. Vhodný průřez je 2,0 mm2. Pro tento případ to bude minimální průřez kabelu.
Při připojování výkonných domácích elektrických spotřebičů je z nich vytaženo samostatné napájecí vedení. V tomto případě je výběr průřezu kabelu poněkud jednodušší - stačí pouze jedna hodnota výkonu nebo proudu
Nemůžete věnovat pozornost řádku s mírně nižší hodnotou. V tomto případě se při maximálním zatížení vodič velmi zahřeje, což může vést k roztavení izolace. Co by se mohlo stát dál? Může fungovat, pokud je nainstalován. Toto je nejvýhodnější možnost. Mohlo by dojít k poruše domácích spotřebičů nebo k požáru. Průřez kabelu proto vždy vybírejte podle větší hodnoty. V tomto případě bude možné později nainstalovat zařízení ještě o něco větší ve spotřebě energie nebo proudu, aniž by bylo nutné měnit zapojení.
Výpočet kabelu podle výkonu a délky
Pokud je vedení pro přenos energie dlouhé - několik desítek nebo dokonce stovek metrů - kromě zátěže nebo spotřebovaného proudu je nutné počítat se ztrátami v samotném kabelu. Obvykle velké vzdálenosti elektrického vedení při . Přestože musí být v projektu uvedena všechna data, můžete to hrát na jistotu a zkontrolovat. K tomu potřebujete znát přidělený výkon na dům a vzdálenost od sloupu k domu. Dále pomocí tabulky můžete vybrat průřez drátu s ohledem na ztráty podél délky.
Obecně platí, že při pokládce elektrického vedení je vždy lepší vzít si určitou rezervu v průřezu vodičů. Jednak se při větším průřezu bude méně zahřívat vodič a tím i izolace. Za druhé, v našich životech se objevuje stále více zařízení poháněných elektřinou. A nikdo vám nemůže zaručit, že za pár let nebudete muset kromě těch starých instalovat ještě pár nových zařízení. Pokud existují zásoby, lze je jednoduše zahrnout. Pokud tam není, budete muset zbystřit – buď vyměňte kabeláž (znovu), nebo se ujistěte, že se současně nezapínají výkonné elektrické spotřebiče.
Otevřená a uzavřená kabeláž
Jak všichni víme, když proud prochází vodičem, zahřívá se. Čím vyšší je proud, tím více tepla vzniká. Ale když stejný proud prochází vodiči, s různé sekce, mění se množství uvolněného tepla: čím menší je průřez, tím více tepla se uvolňuje.
V tomto ohledu, kdy otevřené těsnění vodičů, jeho průřez může být menší - rychleji se ochlazuje, protože se teplo přenáší do vzduchu. V tomto případě se vodič rychleji ochladí a izolace se nezhorší. Při zavřeném těsnění je situace horší - teplo se odvádí pomaleji. Proto se pro uzavřené instalace - v potrubí, ve stěně - doporučuje vzít kabel většího průřezu.
Výběr průřezu kabelu s ohledem na typ instalace lze také provést pomocí tabulky. Princip byl popsán dříve, nic se nemění. Je tu ještě jeden faktor, který je třeba zvážit.
A nakonec pár praktické rady. Až půjdete na trh koupit kabely, vezměte si s sebou třmen. Udávaný průřez se příliš často neshoduje s realitou. Rozdíl může být 30-40%, což je hodně. co to pro vás znamená? Vyhoření elektroinstalace se všemi z toho vyplývajícími důsledky. Proto je lepší si přímo na místě ověřit, zda daný kabel skutečně má požadovaný průřez žil (průměry a odpovídající průřezy kabelů jsou v tabulce výše). A více o určení úseku Kabel podle jeho průměru si můžete přečíst zde.
Je velmi důležité zvolit správný průřez vodiče. Pokud si vezmete kabel, který je příliš tlustý, bude vás to stát pěkný cent, protože jeho cena přímo závisí na průměru (průřezu) vodičů. Použití tenkého kabelu vede k jeho přehřátí a pokud ochrana nefunguje, může dojít k roztavení izolace, zkratu a v důsledku toho k požáru. Nejsprávnější volbou by byl průřez vodiče v závislosti na zatížení, což je uvedeno v tabulkách níže.
Průřez kabelu je oblast řezu proudovodného jádra. Pokud je část jádra kulatá (jako ve většině případů) a skládá se z jednoho drátu, pak je oblast / část určena vzorcem pro oblast kruhu. Pokud je v jádře mnoho vodičů, pak bude průřez součtem průřezů všech vodičů v tomto jádru.
Průřezové hodnoty jsou standardizovány ve všech zemích a standardy bývalého SNS a Evropy se v této části zcela shodují. V naší zemi je dokumentem, který upravuje tuto otázku, „Pravidla pro výstavbu elektrických instalací“ nebo stručně - PUE.
Průřez kabelu se volí na základě zatížení pomocí speciálních tabulek nazvaných „Přípustné“. proudové zátěže na kabelu." Pokud nechcete těmto tabulkám porozumět, postačí vám vědět, že je vhodné použít měděný kabel o průřezu 1,5-2,5 mm² pro zásuvky a 1,0-1,5 mm² pro osvětlení.
Chcete-li zadat jednu fázi do řady 2-3 pokojový byt 6,0 mm² je docela dost. Přesto se do vašich 40-80 m² nevejde větší zařízení, a to ani s ohledem na elektrický sporák.
Mnoho elektrikářů, aby „odhadli“ požadovaný průřez, věří, že 1 mm² měděného drátu může procházet 10 A elektrického proudu: podle toho 2,5 mm² mědi může projít 25 A a 4,0 mm² - 40 A atd. Pokud trochu analyzujete tabulku pro výběr průřezu kabelů, uvidíte, že tato metoda je vhodná pouze pro odhad a pouze pro kabely s průřezem do 6,0 mm².
Níže je uvedena zkrácená tabulka pro výběr průřezů kabelů do 35 mm² v závislosti na proudovém zatížení. Pro vaše pohodlí je zde uveden celkový výkon elektrického zařízení pro 1-fázový (220V) a 3-fázový (380V) odběr.
Při pokládání kabelu do potrubí (tedy v jakýchkoli uzavřených prostorách) by případné proudové zatížení kabelu mělo být menší než při jeho otevřeném pokládání. To je způsobeno tím, že se kabel během provozu zahřívá a přenos tepla ve stěně nebo v zemi je mnohem nižší než ve volném prostoru.
Když se zatížení nazývá v kW, mluvíme o celkovém zatížení. Tito. u jednofázového spotřebiče bude zatížení indikováno pro jednu fázi a u třífázového spotřebiče - celkem pro všechny tři. Když je hodnota zátěže pojmenována v ampérech (A), mluvíme vždy o zátěži jednoho jádra (nebo fáze).
Tabulka zatížení pro průřez kabelu:
| Průřez kabelu, mm² | Otevřeno | Instalováno do potrubí | ||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| měď | hliník | měď | hliník | |||||||||
| proud, A | výkon, kWt | proud, A | výkon, kWt | proud, A | výkon, kWt | proud, A | výkon, kWt | |||||
| 220V | 380V | 220V | 380V | 220V | 380V | 220V | 380V | |||||
| 0.5 | 11 | 2.4 | ||||||||||
| 0.75 | 15 | 3.3 | ||||||||||
| 1 | 17 | 3.7 | 6.4 | 14 | 3 | 5.3 | ||||||
| 1.5 | 23 | 5 | 8.7 | 15 | 3.3 | 5.7 | ||||||
| 2.5 | 30 | 6.6 | 11 | 24 | 5.2 | 9.1 | 21 | 4.6 | 7.9 | 16 | 3.5 | 6 |
| 4 | 41 | 9 | 15 | 32 | 7 | 12 | 27 | 5.9 | 10 | 21 | 4.6 | 7.9 |
| 6 | 50 | 11 | 19 | 39 | 8.5 | 14 | 34 | 7.4 | 12 | 26 | 5.7 | 9.8 |
| 10 | 80 | 17 | 30 | 60 | 13 | 22 | 50 | 11 | 19 | 38 | 8.3 | 14 |
| 16 | 100 | 22 | 38 | 75 | 16 | 28 | 80 | 17 | 30 | 55 | 12 | 20 |
| 25 | 140 | 30 | 53 | 105 | 23 | 39 | 100 | 22 | 38 | 65 | 14 | 24 |
| 35 | 170 | 37 | 64 | 130 | 28 | 49 | 135 | 29 | 51 | 75 | 16 | 28 |
Pro nezávislý výpočet požadovaného průřezu kabelu, například pro vstup do domu, můžete použít kabelovou kalkulačku nebo vybrat požadovaný průřez z tabulky.
Tato tabulka platí pro kabely a vodiče s pryžovou a plastovou izolací. Jedná se o tak rozšířené značky jako: PVS, GDP, VPP, PPV, APPV, VVG. AVVG a řada dalších. Papírově izolované kabely mají svůj stůl a neizolované vodiče a sběrnice vlastní.
Při výpočtu průřezu kabelu musí odborník vzít v úvahu také způsoby pokládání kabelu: v žlabech, ve svazcích atd.
- Kromě toho musí být hodnoty z tabulek o přípustných proudových zatíženích upraveny o následující redukční faktory:
- korekční faktor odpovídající průřezu kabelu a jeho umístění v bloku;
- korekční faktor pro okolní teplotu;
- korekční faktor pro kabely uložené v zemi;
- korekční faktor pro různé počty provozních kabelů položených poblíž.
Výpočet průřezu drátu
Začněme ne tabulkou, ale výpočtem. To znamená, že každá osoba, aniž by měla po ruce internet, kde je PUE s tabulkami volně k dispozici, může nezávisle určit průřez kabelu podle proudu. K tomu budete potřebovat posuvné měřítko a vzorec.
Pokud uvážíme průřez kabelu, jedná se o kruh s určitým průměrem.
Pro obsah kruhu existuje vzorec: S= 3,14*D²/4, kde 3,14 je Archimédovo číslo, „D“ je průměr měřeného jádra. Vzorec lze zjednodušit: S=0,785*D².
Pokud se drát skládá z několika jader, pak se změří průměr každého z nich, vypočítá se plocha a poté se sečtou všechny indikátory. Jak vypočítat průřez kabelu, pokud se každé jádro skládá z několika tenkých drátů?
Proces se trochu zkomplikuje, ale ne moc. Chcete-li to provést, budete muset spočítat počet vodičů v jednom jádru, změřit průměr jednoho vodiče, vypočítat jeho plochu pomocí popsaného vzorce a vynásobit toto číslo počtem vodičů. Toto bude průřez jednoho jádra. Nyní je potřeba tuto hodnotu vynásobit počtem jader.
Pokud nechcete počítat dráty a měřit jejich velikosti, stačí změřit průměr jednoho jádra, které se skládá z několika drátů. Měření musíte provádět opatrně, abyste nepoškodili jádro. Upozorňujeme, že tento průměr není přesný, protože mezi dráty je mezera.
Vztah mezi proudem a průřezem
Chcete-li pochopit, jak funguje elektrický kabel, musíte si pamatovat obvyklé vodní dýmka. Čím větší má průměr, tím více vody jím projde. Stejné je to s dráty.
Čím větší je jejich plocha, tím větší proud jimi projde, tím větší zátěž takový drát vydrží. V tomto případě se kabel nepřehřeje, což je nejdůležitější požadavek pravidel požární bezpečnosti.
Proto je připojení průřezu a proudu hlavním kritériem, které se používá při výběru elektrických vodičů v elektroinstalaci. Proto musíte nejprve zjistit, kolik domácích spotřebičů a jaký celkový výkon bude připojen ke každé smyčce.
| Průřez jádra drátu, mm 2 | Měděné vodiče | Hliníkové vodiče | ||
|---|---|---|---|---|
| Aktuální, A | Výkon, W | Aktuální, A | Výkon, W | |
| 0.5 | 6 | 1300 | ||
| 0.75 | 10 | 2200 | ||
| 1 | 14 | 3100 | ||
| 1.5 | 15 | 3300 | 10 | 2200 |
| 2 | 19 | 4200 | 14 | 3100 |
| 2.5 | 21 | 4600 | 16 | 3500 |
| 4 | 27 | 5900 | 21 | 4600 |
| 6 | 34 | 7500 | 26 | 5700 |
| 10 | 50 | 11000 | 38 | 8400 |
| 16 | 80 | 17600 | 55 | 12100 |
| 25 | 100 | 22000 | 65 | 14300 |
Kuchyně musí mít například lednici, mikrovlnnou troubu, mlýnek na kávu a kávovar, rychlovarnou konvici a někdy i myčku nádobí. To znamená, že všechna tato zařízení lze zapnout současně. Proto se při výpočtech používá celkový výkon místnosti.
Spotřebu energie každého zařízení zjistíte z pasu produktu nebo na štítku.
- Označme například některé z nich:
- Rychlovarná konvice – 1-2 kW.
- Mikrovlnná trouba a mlýnek na maso 1,5-2,2 kW.
- Mlýnek na kávu a kávovar – 0,5-1,5 kW.
- Chladnička 0,8 kW.
Po zjištění výkonu, který bude působit na vedení, můžete vybrat jeho průřez z tabulky. Nebudeme zvažovat všechny ukazatele v této tabulce, ukážeme ty, které převažují v každodenním životě.
Než přejdeme k hlavnímu obsahu, musíme pochopit, co ještě chceme vypočítat, průřez drátu nebo kabelu, jaké jsou rozdíly mezi jedním a druhým!? Navzdory tomu, že průměrný člověk používá tato dvě slova jako synonyma, znamenající tím něco vlastního, ale pokud jsme pečliví, je tu stále rozdíl.
Takže drát je jedno vodivé jádro, ať už je to jedno jádro nebo sada vodičů, izolované do dielektrika, do pláště. Ale kabel je již několik takových drátů spojených do jednoho celku, ve vlastním ochranném a izolačním plášti. Abyste lépe pochopili, co je co, podívejte se na obrázek.
Nyní tedy víme, že musíme přesně vypočítat průřez vodiče, tedy jeden vodivý prvek, a druhý se již bude pohybovat od zátěže, zpět k napájecímu zdroji.
Sami na sebe však někdy zapomínáme o nic lépe než vy, takže pokud nás nachytáte tím, že se někde stále setkáváte se slovem kabel, pak to nepovažujte za neznalost, stereotypy dělají své.
Výběr kabelu
Vnitřní rozvody je nejlepší provést pomocí měděných drátů. I když ty hliníkové nejsou oproti nim horší. Je zde však jedna nuance, která je spojena se správným připojením sekcí. Jak ukazuje praxe, spojení často selhávají kvůli oxidaci hliníkového drátu.
Další otázkou je, jaký drát zvolit: jednožilový nebo lankový? Jednojádro má lepší proudovou vodivost, proto se doporučuje pro použití v domácnosti elektrické vedení. Vícejádro má vysokou flexibilitu, což umožňuje jeho ohýbání na jednom místě několikrát, aniž by došlo ke snížení kvality.
Jednoduché nebo spletené
Při instalaci elektrických rozvodů se obvykle používají vodiče a kabely značek PVS, VVGng, PPV, APPV. Tento seznam obsahuje flexibilní kabely i jednožilové kabely.
Zde bychom vám rádi řekli jednu věc. Pokud se vaše kabeláž nepohybuje, to znamená, že se nejedná o prodlužovací kabel nebo bod ohybu, který neustále mění svou polohu, pak je vhodnější použít monocore.
Budete se ptát proč? Je to jednoduché! Bez ohledu na to, jak dobře jsou vodiče položeny v ochranném izolačním opletu, stále se pod něj dostane vzduch obsahující kyslík. Dochází k oxidaci měděného povrchu.
Výsledkem je, že pokud existuje mnoho vodičů, pak je oxidační plocha mnohem větší, což znamená, že průřez s proudem „taje“ mnohem více. Ano, je to dlouhý proces, ale nemyslíme si, že budete často měnit kabeláž. Čím více bude pracovat, tím lépe.
Tento oxidační efekt bude zvláště výrazný na okrajích kabelového řezu, v místnostech se změnami teploty a vysokou vlhkostí. Takže důrazně doporučujeme používat monocore! Průřez jednožilového kabelu nebo vodiče se v průběhu času mírně změní, a to je tak důležité pro naše další výpočty.
Měď nebo hliník
V SSSR byla většina obytných budov vybavena hliníkovými rozvody, to byla jakási norma, standard, ba dokonce dogma. Ne, to vůbec neznamená, že země byla chudá a byl nedostatek mědi. Dokonce v některých případech je to naopak.
Zřejmě se ale konstruktéři elektrických sítí rozhodli, že by mohli ekonomicky hodně ušetřit, kdyby použili hliník spíše než měď. Tempo výstavby bylo skutečně enormní; jen si vzpomeňte na Chruščovovy budovy, ve kterých stále žije polovina země, což znamená, že efekt takových úspor byl značný. O tom není pochyb.
Dnes je však realita jiná a hliníkové rozvody se v nových obytných prostorách nepoužívají, pouze měděné. To je založeno na pravidlech PUE, bod 7.1.34 „V budovách by měly být používány kabely a dráty s měděnými vodiči...“.
Takže důrazně nedoporučujeme experimentovat a zkoušet hliník. Jeho nevýhody jsou zřejmé. Hliníkové prameny nelze pájet a také se velmi obtížně svařují, v důsledku toho se kontakty ve spojovacích krabicích mohou časem zlomit. Hliník je velmi křehký, dva nebo tři ohyby a drát odpadne.
S jeho připojením k zásuvkám a vypínačům budou neustále problémy. Opět, pokud mluvíme o vedeném výkonu, pak měděný drát se stejným průřezem pro hliník je 2,5 mm2. umožňuje trvalý proud 19A a pro měď 25A. Zde je rozdíl více než 1 kW.
Tak si to zopakujme – jedině měď! Dále budeme vycházet ze skutečnosti, že počítáme průřez pro měděný drát, ale v tabulkách uvedeme také hodnoty pro hliník. Nikdy nevíš.
Proč se provádí výpočet?
Dráty a kabely, kterými protéká elektřina, jsou nejdůležitější součástí elektroinstalace.
Průřez vodiče je nutné vypočítat tak, aby zvolený vodič splňoval všechny požadavky na spolehlivost a bezpečný provoz elektrického vedení.
Bezpečný provoz spočívá v tom, že pokud zvolíte průřez, který neodpovídá jeho aktuálnímu zatížení, povede to k nadměrnému přehřátí drátu, roztavení izolace, zkrat a oheň.
Proto je třeba otázku výběru průřezu drátu brát velmi vážně.
Co potřebuješ vědět
Hlavním ukazatelem, podle kterého se drát počítá, je jeho dlouhodobé přípustné proudové zatížení. Jednoduše řečeno, jde o množství proudu, které je schopen procházet po dlouhou dobu.
Chcete-li zjistit hodnotu jmenovitého proudu, musíte vypočítat výkon všech připojených elektrických spotřebičů v domě. Uvažujme příklad výpočtu průřezu drátu pro běžný dvoupokojový byt.
Tabulka příkonu/proudové spotřeby domácích elektrospotřebičů
| elektrický spotřebič | Spotřeba energie, W | Síla proudu, A |
|---|---|---|
| Pračka | 2000 – 2500 | 9,0 – 11,4 |
| Jacuzzi | 2000 – 2500 | 9,0 – 11,4 |
| Elektrické podlahové vytápění | 800 – 1400 | 3,6 – 6,4 |
| Stacionární elektrický sporák | 4500 – 8500 | 20,5 – 38,6 |
| mikrovlnná trouba | 900 – 1300 | 4,1 – 5,9 |
| Myčka | 2000 – 2500 | 9,0 – 11,4 |
| Mrazáky, ledničky | 140 – 300 | 0,6 – 1,4 |
| Elektrický mlýnek na maso | 1100 – 1200 | 5,0 – 5,5 |
| Rychlovarná konvice | 1850 – 2000 | 8,4 – 9,0 |
| Elektrický kávovar | 630 – 1200 | 3,0 – 5,5 |
| Odšťavňovač | 240 – 360 | 1,1 – 1,6 |
| Toustovač | 640 – 1100 | 2,9 – 5,0 |
| Mixér | 250 – 400 | 1,1 – 1,8 |
| Fén | 400 – 1600 | 1,8 – 7,3 |
| Žehlička | 900 –1700 | 4,1 – 7,7 |
| Vysavač | 680 – 1400 | 3,1 – 6,4 |
| Fanoušek | 250 – 400 | 1,0 – 1,8 |
| televize | 125 – 180 | 0,6 – 0,8 |
| Rádiová zařízení | 70 – 100 | 0,3 – 0,5 |
| Osvětlovací zařízení | 20 – 100 | 0,1 – 0,4 |
Jakmile je výkon znám, výpočet průřezu vodiče nebo kabelu se stáhne na určení síly proudu na základě tohoto výkonu. Aktuální sílu zjistíte podle vzorce:
1) Vzorec pro výpočet proudu pro jednofázovou síť 220 V:
výpočet proudu pro jednofázovou síť
kde P je celkový výkon všech elektrických spotřebičů, W;
U – síťové napětí, V;
CI = 0,75 - koeficient simultánnosti;
cos pro domácí elektrospotřebiče - pro domácí elektrospotřebiče.
2) Vzorec pro výpočet proudu v třífázové síti 380 V:
výpočet proudu pro třífázovou síť
Známe-li velikost proudu, zjistíme průřez drátu z tabulky. Pokud se ukáže, že vypočtené a tabulkové aktuální hodnoty se neshodují, pak se v tomto případě vybere nejbližší větší hodnota. Například vypočtená hodnota proudu je 23 A, z tabulky vybereme nejbližší větší, 27 A - o průřezu 2,5 mm2.
Který drát je lepší použít
Dnes jsou pro instalaci otevřeného i skrytého elektrického vedení samozřejmě velmi oblíbené měděné dráty.
- Měď je ve srovnání s hliníkem účinnější:
- je oproti hliníku pevnější, měkčí a neláme se v místech ohybu;
- méně náchylné ke korozi a oxidaci. Při připojování hliníku ve spojovací skříni se body zkroucení časem oxidují, což vede ke ztrátě kontaktu;
- Vodivost mědi je vyšší než u hliníku při stejném průřezu snese měděný drát vyšší proudové zatížení než hliník.
Nevýhodou měděných drátů je jejich vysoká cena. Jejich cena je 3-4krát vyšší než u hliníkových. Ačkoli jsou měděné dráty dražší, stále jsou běžnější a oblíbenější než hliníkové dráty.
Výpočet průřezu měděných vodičů a kabelů
Po výpočtu zatížení a rozhodnutí o materiálu (měď) uvažujme příklad výpočtu průřezu vodičů pro jednotlivé skupiny spotřebitelů na příkladu dvoupokojového bytu.
Jak víte, celá zátěž je rozdělena do dvou skupin: napájení a osvětlení.
V našem případě bude hlavní zátěží zásuvková skupina instalovaná v kuchyni a koupelně. Vzhledem k tomu, že je zde instalováno nejvýkonnější zařízení (rychlovarná konvice, mikrovlnná trouba, lednice, bojler, pračka atd.).
Pro tuto skupinu zásuvek vybereme vodič o průřezu 2,5 mm2. Za předpokladu, že výkonová zátěž bude rozptýlena mezi různé zásuvky. Co to znamená? Například v kuchyni pro připojení všech domácích spotřebičů potřebujete 3-4 zásuvky spojené měděným drátem o průřezu 2,5 mm2.
Pokud je všechna zařízení připojena přes jednu zásuvku, pak průřez 2,5 mm2 nebude stačit, v tomto případě musíte použít vodič o průřezu 4-6 mm2. V obytných místnostech lze pro napájení zásuvek použít vodič o průřezu 1,5 mm2, ale konečnou volbu je třeba provést po příslušných výpočtech.
Celá světelná zátěž je napájena vodičem o průřezu 1,5 mm2.
Je třeba si uvědomit, že výkon v různých částech elektrického vedení se bude lišit a podle toho se bude lišit i průřez napájecích vodičů. Jeho největší hodnota bude v úvodní části bytu, protože přes něj prochází celá zátěž. Průřez vstupního napájecího vodiče se volí 4 - 6 mm2.
Při instalaci elektrických rozvodů se používají vodiče a kabely značek PVS, VVGng, PPV, APPV.
Výběr průřezu kabelu podle výkonu
Nyní se dostáváme k podstatě našeho článku. Všechno, co bylo výše, však nemůže chybět, což znamená, že jsme nemohli mlčet.
Pokud se pokusíme myšlenku podat logicky a jednoduše, pak každým konvenčním průřezem vodiče může procházet proud o určité síle. Tento závěr je vcelku logický a nyní zbývá jen tyto poměry zjistit a korelovat pro různé průměry drátu, na základě jeho typové řady.
Nelze také pominout, že zde při výpočtu aktuálního průřezu vstupuje do hry i teplota. Ano, toto je nová složka – teplota. Právě ona může ovlivnit průřez. Jak a proč, pojďme na to přijít.Všichni víme o Brownově pohybu. O neustálém vytěsňování iontů v krystalové mřížce. To vše se děje ve všech materiálech, včetně vodičů. Čím vyšší je teplota, tím větší budou tyto vibrace iontů v materiálu. A víme, že proud je řízený pohyb částic.
Usměrněný pohyb částic se tedy srazí s ionty v krystalové mřížce, což povede ke zvýšení odporu vůči proudu.
Čím vyšší je teplota, tím vyšší je elektrický odpor vodiče. Standardně se tedy průřez vodiče pro určitý proud odebírá při pokojové teplotě, tedy při 18 stupních Celsia. Právě při této teplotě jsou uvedeny všechny referenční hodnoty v tabulkách, včetně naší.
Navzdory tomu, že hliníkové dráty nepovažujeme za dráty pro elektrické vedení, alespoň v bytě, jsou na mnoha místech používány. Řekněme pro elektroinstalaci na ulici. Proto uvedeme také hodnoty průřezu a proudových závislostí pro hliníkové dráty.
Takže pro měď a hliník budou následující indikátory závislosti průřezu drátu (kabelu) na proudu (výkonu). Viz tabulka.
Od roku 2001 se pro rozvody v bytech nepoužívají hliníkové dráty. (PEU)
Ano, zde, jak poznamenal náš čtenář, jsme ve skutečnosti neposkytli výpočty, ale poskytli jsme pouze referenční údaje, tabulkové, založené na těchto výpočtech. Troufáme si ale říci, že pro výpočty je nutné projít mnoha vzorci a ukazateli. Počínaje teplotou, měrným odporem, proudovou hustotou a podobně.
Proto takové výpočty necháme na specialistech. Je třeba poznamenat, že nejsou konečné, protože se mohou mírně lišit v závislosti na normě pro materiál a aktuální rezervě drátu používaného v různých zemích.
Ale o čem bychom také chtěli mluvit, je převod průřezu drátu na průměr. To je nutné, když je drát, ale z nějakého důvodu na něm není žádné označení. V tomto případě lze průřez vypočítat z průměru drátu a naopak z průměru průřezu.
Běžné průřezy pro rozvody v bytě
Mluvili jsme hodně o jménech, materiálech, individuálních vlastnostech a dokonce i o teplotě, ale ztratili jsme ze zřetele životní okolnosti.
Pokud si tedy najmete elektrikáře, aby provedl elektroinstalaci v místnostech vašeho bytu nebo domu, pak jsou obvykle přijímány následující hodnoty. Pro osvětlení se bere průřez vodiče 1,5 mm 2 a pro zásuvky 2,5 mm 2.
Pokud je elektroinstalace určena pro připojení kotlů, topidel, kamen, pak se průřez vodiče (kabelu) počítá již individuálně.
Výběr průřezu vodiče na základě počtu spotřebitelů
Chtěl jsem také říci, že je lepší použít několik nezávislých elektrických vedení pro každou místnost v místnosti nebo bytě. Nepoužijete tak drát o průřezu 10 mm 2 pro celý byt, vedený do všech místností, ze kterých jsou odbočky.
Takový drát přijde a pak z něj v souladu s výkonem spotřebované zátěže budou vedeny vybrané úseky drátu pro každou z místností.
Typický Kruhový diagram elektroinstalace pro byt nebo dům s elektrickým sporákem (s uvedením průřezu kabelu pro elektrospotřebiče)
Proudové zatížení ve stejnosměrných sítích
V sítích se stejnosměrným proudem se průřez počítá poněkud jinak. Odolnost vodiče vůči stejnosměrnému napětí je mnohem vyšší než vůči proudu střídavému (u střídavého proudu se odpor v délkách do 100 m obecně zanedbává).
Kromě toho je pro stejnosměrné spotřebitele zpravidla velmi důležité, aby napětí na koncích nebylo nižší než 0,5 V (u střídavých spotřebitelů, jak je známo, jsou přijatelné kolísání napětí do 10% v jakémkoli směru).
Existuje vzorec, který určuje, o kolik poklesne napětí na koncích ve srovnání se základním napětím v závislosti na délce vodiče, jeho měrném odporu a proudu v obvodu:
U = ((p l) / S) I
- Kde:
- U—stejnosměrné napětí, V
- p—odpor drátu, Ohm*mm2/m
- l — délka drátu, m
- S - plocha průřezu, mm2
- I - síla proudu, A
Znáte-li hodnoty těchto ukazatelů, je poměrně snadné vypočítat potřebný průřez: metodou substituce nebo pomocí jednoduchých aritmetických operací na této rovnici.
Pokud pád DC napětí na koncích nezáleží, pak pro výběr průřezu můžete použít tabulku pro střídavý proud, ale zároveň upravit hodnoty proudu o 15% směrem dolů, tzn. se stejnosměrným proudem mohou referenční průřezy kabelů přenášet o 15 % méně proudu, než je uvedeno v tabulce.
Podobné pravidlo funguje také pro výběr jističe pro sítě se stejnosměrným proudem, například: pro obvody se zátěží 25A je třeba vzít stroj s o 15% nižším jmenovitým proudem v našem případě je vhodná předchozí standardní velikost stroje - 20A;
Kabel, který přenáší elektrický proud, je jedním z nejdůležitějších prvků elektrické sítě. Pokud dojde k poruše kabelu, znemožní se provoz celého systému, proto, aby se předešlo poruchám a také nebezpečí požáru z přehřátí, je nutné přesný výpočet průřez kabelu pro zatížení.
Tento výpočet dává důvěru v bezpečný a spolehlivý provoz sítě a zařízení, ale co je důležitější, bezpečnost lidí.
Volba nedostatečného průřezu pro proudové zatížení vede k přehřátí, roztavení a poškození izolace a to zase vede ke zkratu a dokonce i požáru. Existuje tedy mnoho důvodů, proč provést výpočty a pečlivě vybrat vhodný kabel.
Co je potřeba pro výpočty zatížení
Hlavním ukazatelem, který pomáhá vypočítat průřez a značku kabelu, je maximální povolené trvalé zatížení (proud). Zjednodušeně řečeno jde o množství proudu, které je kabel schopen za podmínek své instalace propustit bez přehřátí po dostatečně dlouhou dobu.
To vyžaduje jednoduchý aritmetický součet výkonů všech elektrických spotřebičů, které budou připojeny k síti.
další důležitá etapa Způsobem, jak dosáhnout bezpečnosti, je vypočítat průřez kabelu pro zatížení, pro který je nutné vypočítat proudovou sílu pomocí vzorce:
Pro jednofázovou síť 220 V:
- Kde:
- P je celkový výkon všech elektrických spotřebičů, W;
- U – síťové napětí, V;
- COSφ - účiník.
Pro třífázovou síť s napětím 380 V:
Po obdržení přesná hodnota aktuální hodnotu, měli byste se podívat na tabulky, které vám umožní najít kabel nebo vodič požadovaného průřezu a materiálu. Pokud se však získaná hodnota proudu přesně neshoduje s tabulkovou hodnotou, neměli byste „ukládat“, ale raději zvolit nejbližší, ale větší hodnotu průřezu kabelu.
Příklad: při síťovém napětí 220 V byla výsledná hodnota proudu 22 ampér, nejbližší větší hodnota (27 A) je měděný drát nebo měděný kabel o průřezu 2,5 mm čtverečních. To znamená, že optimální volbou by byl právě takový kabel a ne o průřezu 1,5 mm čtvereční, který má povolený trvalý proud 19 A.| Aktuální průřez vodivý žil, mm | Měděné vodiče vodičů a kabelů | |||
|---|---|---|---|---|
| Napětí 220V | Napětí 380V | |||
| Aktuální, A | výkon, kWt | Aktuální, A | výkon, kWt | |
| 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 |
Pokud zvolíte kabel s hliníkovými jádry, pak je lepší zvolit průřez jádra 4 mm čtvereční než 2,5.
| Aktuální průřez vodivý žil, mm | Hliníkové vodiče vodičů a kabelů | |||
|---|---|---|---|---|
| Napětí 220V | Napětí 380V | |||
| Aktuální, A | výkon, kWt | Aktuální, A | výkon, kWt | |
| 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 | 39 | 25,7 |
| 16 | 60 | 13,2 | 55 | 36,3 |
| 25 | 85 | 18,7 | 70 | 46,2 |
| 35 | 100 | 22 | 85 | 56,1 |
| 50 | 135 | 29,7 | 110 | 72,6 |
| 70 | 165 | 36,3 | 140 | 92,4 |
| 95 | 200 | 44 | 170 | 112,2 |
| 120 | 230 | 50,6 | 200 | 132 |
Výpočet pro prostory
Předchozí výpočet umožnil přesně vypočítat materiál a průřez vstupního kabelu, kterým bude protékat celkové maximální zatížení. Nyní byste měli provést podobné výpočty pro každou místnost a její skupiny. A zde je důvod, proč: zatížení skupin soketů se může výrazně lišit.
Zásuvky s připojenou pračkou a fénem jsou tak zatížené mnohem více než zásuvka pro mixér a kávovar v kuchyni. Proto byste tento úkol neměli „zjednodušovat“ položením drátu o průřezu 2,5 metrů čtverečních na zásuvky bez váhání, protože to někdy prostě nestačí.
Je třeba si uvědomit, že celková zátěž v místnosti se skládá z 1) napájení a 2) osvětlení. A pokud je vše jasné s osvětlením - provádí se měděným drátem o průřezu čtverce 1,5 mm, pak se zásuvkami to není tak jednoduché.
Je třeba si uvědomit, že kuchyně a koupelna jsou obvykle nejvíce „nabitými“ linkami, protože zde se nachází lednička, rychlovarná konvice, bojler, mikrovlnná trouba a někdy i pračka. Proto je nejlepší rozdělit toto zatížení mezi různé skupiny zásuvek, spíše než používat blok 5-6 zásuvek.
Občas můžete od „odborníků“ slyšet, že do zásuvek v jiných místnostech stačí „jeden a půl kabelu“, ale zvýraznili byste ty černé pruhy viditelné zpod tapety, které zanechá spálený kabel po zapnutí olejového topení, popř. ventilátorový ohřívač?
- Nejběžnější značky vodičů a kabelů:
- PPV - plochá měděná dvou- nebo třížilová s jednoduchou izolací pro skrytou nebo pevnou instalaci otevřené vedení;
- APPV - hliníkové ploché dvou- nebo třížilové s jednoduchou izolací pro pokládku skrytých nebo pevných otevřených rozvodů;
- PVA - kulatá měď, počet žil - až pět, s dvojitou izolací pro pokládku otevřené a skryté elektroinstalace;
- SHVVP – kruhová měď s kroucenými vodiči, dvojitá izolace, flexibilní, pro připojení domácích spotřebičů ke zdrojům energie;
- VVG - kulatý měděný kabel, až čtyři žíly s dvojitou izolací pro položení do země;
- GDP - kulatý jednožilový měděný kabel s dvojitou PVC (polyvinylchloridovou) izolací, P - plochý (vodiče s proudem jsou umístěny ve stejné rovině).
Pohodlí a bezpečnost v domácnosti závisí na správné volbě průřezu elektroinstalace. Při přetížení se vodič přehřívá a izolace se může roztavit a způsobit požár nebo zkrat. Není však výhodné brát průřez větší, než je nutné, protože cena kabelu se zvyšuje.
Obecně se počítá v závislosti na počtu spotřebitelů, pro které nejprve určí celkový výkon bytu, a poté vynásobí výsledek 0,75. PUE používá tabulku zatížení podél průřezu kabelu. Z něj snadno určíte průměr jader, který závisí na materiálu a procházejícím proudu. Zpravidla se používají měděné vodiče.
Průřez jádra kabelu musí přesně odpovídat vypočtenému - ve směru zvětšování standardní velikosti. Nejnebezpečnější je, když se podcení. Potom se vodič neustále přehřívá a izolace rychle selhává. A pokud nainstalujete vhodný, bude se spouštět často.
Pokud se zvětší průřez drátu, bude to stát víc. I když je nutná určitá rezerva, protože v budoucnu je zpravidla nutné připojit nové zařízení. Je vhodné použít bezpečnostní faktor asi 1,5.
Výpočet celkového výkonu
Celkový výkon spotřebovaný bytem připadá na hlavní vstup, který vstupuje do rozvodné desky a poté se rozvětvuje do vedení:
- osvětlení;
- skupiny zásuvek;
- jednotlivé výkonné elektrické spotřebiče.
Proto je největší průřez napájecího kabelu na vstupu. Na výstupních potrubích klesá v závislosti na zatížení. Nejprve se určí celkový výkon všech zátěží. To není obtížné, protože je to uvedeno na krytech všech domácích spotřebičů a v jejich pasech.
Všechny síly se sčítají. Výpočty se provádějí podobně pro každý okruh. Odborníci navrhují vynásobit částku 0,75. To je vysvětleno skutečností, že všechna zařízení nejsou připojena k síti současně. Jiní navrhují zvolit větší část. Díky tomu je vytvořena rezerva na následné zprovoznění dalších elektrozařízení, která mohou být v budoucnu dokoupena. Je třeba poznamenat, že tato možnost výpočtu kabelu je spolehlivější.
Jak určit průřez vodiče?
Všechny výpočty zahrnují průřez kabelu. Je snazší jej určit podle průměru, pokud použijete vzorce:
- S=π D²/4;
- D= √ (4×S/π).
Kde π = 3,14.
S = NxD2/1,27.
Lankové dráty se používají tam, kde je vyžadována flexibilita. Pro trvalou instalaci se používají levnější pevné vodiče.
Jak vybrat kabel podle napájení?
Pro výběr zapojení použijte tabulku zatížení pro průřez kabelu:
- Pokud je vedení otevřeného typu napájeno 220 V a celkový výkon je 4 kW, použije se měděný vodič o průřezu 1,5 mm². Tato velikost se obvykle používá pro vedení osvětlení.
- Při výkonu 6 kW jsou potřeba vodiče většího průřezu - 2,5 mm². Drát se používá pro zásuvky, ke kterým jsou připojeny domácí spotřebiče.
- Výkon 10 kW vyžaduje použití vodičů 6 mm². Bývá určeno do kuchyně, kde je připojen elektrický sporák. Napájení takové zátěže se provádí samostatným vedením.
Které kabely jsou lepší?
Elektrikáři dobře znají kabel německé značky NUM pro kancelářské a bytové prostory. V Rusku vyrábějí značky kabelů, které mají nižší vlastnosti, i když mohou mít stejný název. Lze je rozlišit podle složených netěsností v prostoru mezi jádry nebo podle jeho absence.
Drát se vyrábí monolitický a vícežilový. Každé jádro, stejně jako veškeré kroucení, je na vnější straně izolováno PVC a výplň mezi nimi je nehořlavá:
- Kabel NUM se tedy používá v interiéru, protože izolace venku je zničena slunečním zářením.
- A jako interní kabel je široce používán kabel značky VVG. Je levný a celkem spolehlivý. Nedoporučuje se používat pro pokládku do země.
- Drát značky VVG je plochý a kulatý. Mezi jádry není použito žádné plnivo.
- vyrobeno s vnějším pláštěm, který nepodporuje spalování. Jádra jsou vyráběna kruhová do průřezu 16 mm² a nadsektorová.
- Kabely značek PVS a ShVVP jsou vyráběny vícežilové a používají se především pro připojení domácích spotřebičů. Často se používá jako domácí elektroinstalace. Vícedrátové vodiče se nedoporučuje používat venku kvůli korozi. Ohybová izolace navíc při nízkých teplotách praskne.
- Na ulici jsou pod zemí položeny pancéřové kabely AVBShv a VBShv odolné proti vlhkosti. Pancíř je vyroben ze dvou ocelových pásků, což zvyšuje spolehlivost kabelu a činí jej odolným vůči mechanickému namáhání.
Stanovení proudového zatížení
Přesnější výsledek získáme výpočtem průřezu kabelu výkonem a proudem, kde geometrické parametry souvisí s elektrickými.
U domovní elektroinstalace je třeba brát v úvahu nejen činnou zátěž, ale i jalovou zátěž. Síla proudu je určena vzorcem:
I = P/(U∙cosφ).
Je vytvořena reaktivní zátěž zářivky a motory elektrických spotřebičů (lednička, vysavač, elektrické nářadí atd.).
Aktuální příklad
Pojďme zjistit, co dělat, pokud potřebujete určit sekci měděný kabel pro připojení domácích spotřebičů o celkovém výkonu 25 kW a třífázových strojů o výkonu 10 kW. Toto spojení je provedeno pětižilovým kabelem uloženým v zemi. Jídlo doma pochází z
S přihlédnutím k reaktivní složce bude výkon domácích spotřebičů a zařízení:
- P každodenní život = 25/0,7 = 35,7 kW;
- P rev. = 10/0,7 = 14,3 kW.
Vstupní proudy jsou určeny:
- já život = 35,7 × 1000/220 = 162 A;
- já rev. = 14,3 × 1000/380 = 38 A.
Pokud jsou jednofázové zátěže rozloženy rovnoměrně do tří fází, jedna ponese proud:
I f = 162/3 = 54 A.
I f = 54 + 38 = 92 A.
Všechna zařízení nebudou fungovat současně. S přihlédnutím k rezervě každá fáze zohledňuje aktuální:
I f = 92 × 0,75 × 1,5 = 103,5 A.
U pětižilového kabelu se berou v úvahu pouze fázové vodiče. Pro kabel uložený v zemi můžete určit průřez žil 16 mm² pro proud 103,5 A (tabulka zatížení podle průřezu kabelu).
Vylepšený výpočet proudu umožňuje ušetřit peníze, protože je vyžadován menší průřez. Při hrubším výpočtu výkonu kabelu bude průřez jádra 25 mm², což bude dražší.
Pokles napětí kabelu
Vodiče mají odpor, který je třeba vzít v úvahu. To je důležité zejména pro dlouhé kabely nebo malé průřezy. Byly stanoveny normy PES, podle kterých by úbytek napětí na kabelu neměl přesáhnout 5 %. Výpočet se provádí následovně.
- Odpor vodiče je určen: R = 2×(ρ×L)/S.
- Je zjištěn pokles napětí: U podložka. = I×R. Ve vztahu k lineárnímu procentu to bude: U % = (U klesající / U lineární) × 100.
Ve vzorcích se používají následující zápisy:
- ρ - měrný odpor, Ohm×mm²/m;
- S - plocha průřezu, mm².
Koeficient 2 ukazuje, že proud protéká dvěma vodiči.
Příklad výpočtu kabelu na základě úbytku napětí
- Odpor drátu je: R = 2 (0,0175 x 20)/2,5 = 0,28 Ohm.
- Síla proudu ve vodiči: I = 7000/220 = 31,8 A.
- Pokles napětí na nosiči: U podložka. = 31,8 × 0,28 = 8,9 V.
- Procento poklesu napětí: U % = (8,9/220) × 100 = 4,1 %.
Nosič je vhodný pro svářečku v souladu s požadavky provozního řádu elektroinstalace, protože procento poklesu napětí na něm je v normálním rozmezí. Jeho hodnota na přívodním drátu však zůstává velká, což může negativně ovlivnit svařovací proces. Zde je nutné zkontrolovat spodní přípustnou mez napájecího napětí pro svářečku.
Závěr
Aby bylo možné spolehlivě chránit elektrické vedení před přehřátím při dlouhodobém překračování jmenovitého proudu, jsou průřezy kabelů vypočítány na základě dlouhodobých přípustné proudy. Výpočet se zjednoduší, pokud se použije tabulka zatížení pro průřez kabelu. Přesnějšího výsledku se dosáhne, pokud se výpočet provede na základě maximálního proudového zatížení. A pro stabilní a dlouhodobý provoz je v obvodu elektrického vedení instalován automatický spínač.
Správný výběr kabelů pro obnovu nebo instalaci elektrického vedení zaručuje bezchybný provoz systému. Zařízení dostanou plný výkon. Nedojde k přehřívání izolace s následnými destruktivními následky. Rozumný výpočet průřezu vodiče podle výkonu eliminuje jak hrozbu vznícení, tak zbytečné náklady na nákup drahého vodiče. Podívejme se na výpočetní algoritmus.
Zjednodušeně lze kabel přirovnat k potrubí přepravujícímu plyn nebo vodu. Stejně tak se po jeho jádru pohybuje tok, jehož parametry jsou omezeny velikostí daného proudovodného kanálu. Důsledkem nesprávného výběru jeho průřezu jsou dvě běžné chybné možnosti:
- Kanál s proudem je příliš úzký, díky čemuž se proudová hustota výrazně zvyšuje. Zvýšení proudové hustoty má za následek přehřátí izolace a její roztavení. V důsledku tání se minimálně objeví „slabá“ místa pro pravidelné netěsnosti a maximálně dojde k požáru.
- Žíla je příliš široká, což vlastně není vůbec špatné. Přítomnost prostoru pro přenos elektrického proudu má navíc velmi pozitivní vliv na funkčnost a životnost elektroinstalace. Kapsa majitele však bude odlehčena o částku přibližně dvojnásobku skutečně požadované částky.
První z chybných možností je v nejlepším případě přímo nebezpečná, povede ke zvýšení účtů za elektřinu. Druhá možnost není nebezpečná, ale krajně nežádoucí.
"Cestované" cesty výpočetní techniky
Všechny existující metody výpočtu jsou založeny na Ohmově zákonu, podle kterého se proud násobený napětím rovná výkonu. Napětí v domácnosti je konstantní hodnota, která se rovná standardním 220 V v jednofázové síti. To znamená, že v legendárním vzorci zůstávají pouze dvě proměnné: proud a výkon. Můžete a měli byste „tančit“ ve výpočtech z jednoho z nich. Pomocí vypočtených hodnot proudu a očekávaného zatížení v tabulkách PUE najdeme požadovanou velikost průřezu.
Upozorňujeme, že průřez kabelu je počítán pro silové vedení, tzn. pro dráty do zásuvek. Osvětlovací vedení jsou a priori položena kabelem s tradičním průřezem 1,5 mm².
Pokud vybavovaná místnost nemá výkonný disco reflektor nebo lustr, který vyžaduje napájení 3,3 kW nebo více, pak nemá smysl zvětšovat průřez jádra osvětlovacího kabelu. Ale otázka rozety je čistě individuální záležitost, protože... Na stejnou linku lze připojit takové nerovné tandemy, jako je vysoušeč vlasů s ohřívačem vody nebo rychlovarná konvice s mikrovlnnou troubou.
Pro ty, kteří plánují zatížit elektrické vedení elektrickou varnou deskou, bojlerem, pračkou a podobným „žravým“ zařízením, je vhodné rozložit celou zátěž do několika skupin zásuvek.
Není-li technicky možné rozdělit zátěž do skupin, doporučují zkušení elektrikáři bez problémů položit kabel s měděným jádrem o průřezu 4-6 mm². Proč s měděným proudovodným jádrem? Protože přísný kód PUE zakazuje pokládání kabelů s hliníkovou „výplní“ v krytu a v aktivně používaných domácích prostorách. Elektrická měď má mnohem menší odpor, prochází více proudem a nezahřívá se jako hliník. Hliníkové dráty se používají při výstavbě vnějších nadzemních sítí, na některých místech stále zůstávají ve starých domech.
Poznámka! Plocha průřezu a průměr jádra kabelu jsou dvě různé věci. První je uvedena v mm čtverečních, druhá jednoduše v mm. Hlavní věc je nezaměnit!
Chcete-li vyhledat tabulkové hodnoty výkonu a přípustného proudu, můžete použít oba indikátory. Pokud je v tabulce uvedena velikost plochy průřezu v mm² a známe pouze průměr v mm, je třeba plochu zjistit pomocí následujícího vzorce:
Výpočet velikosti sekce na základě zatížení
Nejjednodušší způsob, jak vybrat kabel s požadovanou velikostí, je vypočítat průřez vodiče na základě celkového výkonu všech jednotek připojených k lince.
Algoritmus výpočtu je následující:
- Nejprve se rozhodneme o jednotkách, které můžeme pravděpodobně používat současně. Například, když je kotel v provozu, najednou chceme zapnout mlýnek na kávu, vysoušeč vlasů a pračku;
- pak podle technických listů nebo podle přibližných informací z níže uvedené tabulky jednoduše sečteme výkon bytových jednotek současně pracujících podle našich plánů;
- Předpokládejme, že celkem máme 9,2 kW, ale tato konkrétní hodnota není v tabulkách PUE. To znamená, že budete muset zaokrouhlit nahoru na bezpečnou vyšší stranu – tzn. vezměte nejbližší hodnotu s určitým přebytkem výkonu. To bude 10,1 kW a odpovídající hodnota průřezu je 6 mm².
Všechna zaoblení směřujeme nahoru. V zásadě je možné sečíst aktuální sílu uvedenou v datových listech. Výpočty a zaokrouhlení pro proud se provádějí podobným způsobem.
Jak vypočítat aktuální průřez?
Tabulkové hodnoty nemohou zohledňovat individuální vlastnosti zařízení a síťového provozu. Specifičnost tabulek je průměrná. Neuvádějí parametry maximálních přípustných proudů pro konkrétní kabel, liší se však u výrobků různých značek. Typ těsnění je v tabulkách zmíněn velmi povrchně. Pro pečlivé řemeslníky, kteří odmítají snadný způsob vyhledávání v tabulkách, je lepší použít metodu výpočtu velikosti průřezu drátu podle proudu. Přesněji svou hustotou.
Přípustná a provozní hustota proudu
Začněme zvládnutím základů: zapamatujte si v praxi odvozený interval 6 - 10. To jsou hodnoty, které získali elektrikáři za mnoho let „experimentálního testování“. Síla proudu procházejícího 1 mm² měděného jádra se pohybuje v rámci specifikovaných limitů. Tito. kabel s měděným jádrem o průřezu 1 mm² bez přehřívání a roztavení izolace umožňuje proud 6 až 10 A snadno dosáhnout k čekající spotřebitelské jednotce. Pojďme zjistit, odkud pochází a co znamená určená intervalová vidlice.
Podle kodexu elektrických zákonů PUE je 40% přiděleno kabelu pro přehřátí, které není nebezpečné pro jeho plášť, což znamená:
- 6 A distribuované na 1 mm² jádra s proudem je normální provozní hustota proudu. Za těchto podmínek může dirigent pracovat neomezeně dlouho bez časového omezení;
- Vodičem může krátkodobě protékat 10 A rozložené na 1 mm² měděného jádra. Například při zapnutí zařízení.
Tok energie 12 A v měděném milimetrovém kanálu bude zpočátku „přeplněný“. Vlivem shlukování a shlukování elektronů se zvýší proudová hustota. Teplota měděné složky se pak zvýší, což bude vždy ovlivňovat stav izolačního pláště.
Vezměte prosím na vědomí, že pro kabel s hliníkovým vodičem s proudem zobrazuje hustota proudu interval 4 - 6 ampér na 1 mm² vodiče.
Zjistili jsme, že maximální hustota proudu pro vodič vyrobený z elektrické mědi je 10 A na plochu průřezu 1 mm² a normální je 6 A.
- kabel s průřezem vodiče 2,5 mm² bude schopen přenést proud 25 A během několika desetin sekundy, když je zařízení zapnuto;
- bude schopen neomezeně přenášet proud 15A.
Výše uvedené proudové hustoty platí pro otevřené vedení. Je-li kabel položen ve stěně, v kovové objímce nebo, je třeba specifikovanou hodnotu proudové hustoty vynásobit korekčním faktorem 0,8. Pamatujte ještě na jednu jemnost při organizování otevřené elektroinstalace. Z důvodů mechanické pevnosti se v otevřených obvodech nepoužívají kabely s průřezem menším než 4 mm².
Studium výpočtového schématu
Opět nebudou žádné super složité výpočty, výpočet drátu pro nadcházející zatížení je extrémně jednoduchý.
- Nejprve najdeme maximální povolené zatížení. K tomu shrneme výkon zařízení, která plánujeme současně připojit k lince. Sečteme například výkon pračka 2000 W, vysoušeč vlasů 1000 W a libovolný ohřívač 1500 W. Dostali jsme 4500 W nebo 4,5 kW.
- Pak náš výsledek vydělíme standardním napětím domácí sítě 220 V. Dostali jsme 20,45 ... A, zaokrouhleno na celé číslo nahoru, jak se očekávalo.
- Dále v případě potřeby zavedeme korekční faktor. Hodnota s koeficientem bude rovna 16,8, zaokrouhleno na 17 A, bez koeficientu 21 A.
- Pamatujeme si, že jsme vypočítali parametry provozního výkonu, ale musíme také vzít v úvahu maximální přípustnou hodnotu. Za tímto účelem vynásobíme sílu proudu, kterou jsme vypočítali, 1,4, protože korekce na tepelné účinky je 40%. Dostali jsme: 23,8 A a 29,4 A.
- To znamená, že v našem příkladu bude pro bezpečný provoz otevřeného vedení vyžadován kabel s průřezem větším než 3 mm² a pro skrytou verzi 2,5 mm².
Nezapomínejme, že vlivem různých okolností občas zapneme více jednotek současně, než jsme čekali. Že existují i žárovky a další zařízení, která spotřebují málo energie. Udělejme si zásobu nějaké rezervní sekce pro případ navýšení flotily domácích spotřebičů a s kalkulacemi se vydejme na důležitý nákup.
Video průvodce pro přesné výpočty
Jaký kabel je lepší koupit?
V souladu s přísnými doporučeními PUE budeme pro uspořádání osobního majetku nakupovat kabelové výrobky s označením „skupiny písmen“ NYM a VVG. Jsou to ti, kteří nezpůsobují žádné stížnosti nebo dohady elektrikářů a hasičů. Opce NYM je obdobou domácích produktů VVG.
Nejlepší je, když je domácí kabel doprovázen indexem NG, to znamená, že kabeláž bude ohnivzdorná. Pokud plánujete položit linku za přepážkou, mezi nosníky nebo nad nimi zavěšený strop, nakupujte výrobky s nízkými emisemi kouře. Budou mít index LS.
Jde o jednoduchý způsob výpočtu průřezu vodiče kabelu. Informace o zásadách výpočtů vám pomohou racionálně vybrat tento důležitý prvek elektrické sítě. Potřebná a dostatečná velikost proudonosného jádra zajistí napájení domácích spotřebičů a nezpůsobí požár elektroinstalace.
Kabelové výrobky jsou nyní na trhu prezentovány v široké škále, průřez žil se pohybuje od 0,35 mm2. a výše, tento článek uvede příklad výpočet průřezu kabelu.
Pro výpočet odporu vodiče můžete použít kalkulačku odporu vodiče.
Špatně výběr průřezu kabelu pro domácí elektroinstalaci, může vést k následujícím výsledkům:
1. Lineární metr příliš tlustého jádra bude stát více, což způsobí značnou „ránu“ do rozpočtu.
2. Vodiče se začnou brzy zahřívat a roztaví izolaci, pokud je zvolen špatný průměr vodiče (menší než je nutné) a to může brzy vést ke zkratu nebo samovznícení elektrického vedení.
Aby nedošlo k plýtvání penězi, je nutné před instalací elektroinstalace v bytě nebo domě provést správnou instalaci. výpočet průřezu kabelu v závislosti na proudu, výkonu a délce vedení.
Výpočet průřezu kabelu na základě výkonu elektrických spotřebičů.
Každý kabel má jmenovitý výkon, který snese při provozu elektrických spotřebičů. Když výkon všech elektrických spotřebičů v bytě překročí vypočtený jmenovitý výkon vodiče, brzy bude nevyhnutelná nehoda.
Výkon elektrických spotřebičů v bytě nebo domě si můžete spočítat sami, k tomu je třeba zapsat vlastnosti každého spotřebiče zvlášť na list papíru (televizor, vysavač, sporák, lampy). Poté se všechny získané hodnoty sečtou a hotové číslo se použije k výběru optimálního průměru.
Vzorec pro výpočet výkonu vypadá takto:
Ptot = (P1+P2+P3+…+Pn)*0,8, kde: P1..Pn je výkon každého elektrického spotřebiče, kW
Stojí za to věnovat pozornost skutečnosti, že výsledné číslo musí být vynásobeno korekčním faktorem - 0,8. Tento koeficient znamená, že současně bude fungovat pouze 80 % všech elektrických spotřebičů. Tento výpočet bude logičtější, protože vysavač nebo fén rozhodně nebude v provozu dlouho nepřetržitě.
Příklad výpočtu průřezu kabelu podle výkonu je uveden v tabulkách:
Pro vodič s hliníkovými vodiči.
Pro vodič s měděnými vodiči.
Jak je patrné z tabulek, jejich data mají význam pro každého konkrétního typ kabelu, stačí najít nejbližší hodnotu výkonu a podívat se na odpovídající průřez jader.
Například výpočet průřezu kabelu podle výkonu vypadá takto:
Řekněme, že v bytě je celkový výkon všech zařízení 13 kW. Získanou hodnotu je nutné vynásobit faktorem 0,8, ve výsledku to dá 10,4 kW skutečného zatížení. Poté je třeba ve sloupci tabulky najít příslušnou hodnotu. Nejbližší údaj je 10,1 pro jednofázovou síť (napětí 220 V) a pro třífázovou síť je údaj 10,5. To znamená, že volíme průřez pro jednofázovou síť na vodiči 6 mm nebo pro třífázovou síť na vodiči 1,5 mm.
Výpočet průřezu kabelu na základě proudového zatížení.
Přesnější výpočet průřezu kabelu pro proud, takže je nejlepší ho použít. Podstata výpočtu je podobná, ale v tomto případě je nutné pouze určit, jaké bude aktuální zatížení elektrického vedení. Nejprve je třeba vypočítat proudovou sílu pro každý z elektrických spotřebičů pomocí vzorců.
Průměrný výkon domácích elektrických spotřebičů
Příklad zobrazení výkonu elektrického spotřebiče (v tomto případě LCD TV)
Pro výpočet musíte použít tento vzorec, pokud má byt jednofázovou síť:
I=P/(U×cosφ)
Když je síť třífázová, vzorec bude vypadat takto:
I=P/(1,73×U×cosφ), kde P je elektrický výkon zátěže, W;
- U - skutečné napětí v síti, V;
- cosφ - účiník.
Je třeba poznamenat, že hodnoty tabulkových hodnot budou záviset na podmínkách položení vodiče. Výkonové a proudové zatížení bude výrazně větší při instalaci otevřeného elektrického vedení, než když je vedení položeno v potrubí.
Výslednou celkovou hodnotu proudů pro rezervu se doporučuje vynásobit 1,5krát, protože časem lze do bytu pořídit výkonnější elektrospotřebiče.
Výpočet průřezu kabelu po délce.
Můžete také vypočítat průřez kabelu na základě délky. Podstatou takových výpočtů je, že každý z vodičů má svůj vlastní odpor, který přispívá ke ztrátě proudu s rostoucí délkou vedení. Při ztrátě přesahující 5% je nutné zvolit vodič s většími žilami.
Výpočty probíhají následovně:
- Vypočítá se celkový výkon všech elektrických spotřebičů a síla proudu.
- Potom se odpor elektrického vedení vypočítá pomocí vzorce: odpor vodiče (p) * délka (v metrech).
- Výslednou hodnotu je nutné vydělit zvoleným průřezem kabelu:
R=(p*L)/S, kde p je tabulková hodnota
Měli byste věnovat pozornost skutečnosti, že délka průchodu proudu musí být vynásobena 2krát, protože zpočátku proud protéká jedním jádrem a vrací se zpět druhým.
- Vypočítá se ztráta napětí: proud se vynásobí vypočteným odporem.
- Dále se určí velikost ztrát: ztráty napětí se vydělí napětím sítě a vynásobí se 100 %.
- Konečné číslo je analyzováno. Pokud je získaná hodnota menší než 5 %, pak lze zvolený průřez jádra ponechat, pokud je však více, je nutné zvolit silnější vodič.
Tabulka odporu.
Je nezbytně nutné provést výpočty s přihlédnutím ke ztrátám podél délky, pokud je vedení nataženo na poměrně dlouhou vzdálenost, jinak je vysoká pravděpodobnost vyberte část kabelušpatně.
