Ako zvoliť a správne vypočítať prierez kábla

Obsah článku

• Prečo je potrebné zvoliť prierez kábla
• Výber kábla pre skupinu spotrebiteľov
• Príklad výberu kábla pre domáci kotol

Ako zvoliť kábel na pripojenie domácich spotrebičov samostatne, zaistiť bezpečnosť vedenia a zároveň nepreplatiť? Čo sa má riadiť pri výbere a ako vypočítať prierez kábla pre skupinu spotrebiteľov? Dozviete sa o tom v tomto článku..

Prierez kábla je oblasť prierezu vodiča, ktorý vedie prúd. Vo väčšine prípadov je rez káblového jadra kruhový a jeho plocha prierezu sa dá vypočítať pomocou vzorca pre plochu kruhu. Ale vzhľadom na rozmanitosť tvarov káblov sa na opis jeho hlavných fyzikálnych charakteristík nepoužíva lineárny rozmer, ale hodnota plochy prierezu. Táto charakteristika je štandardizovaná vo všetkých krajinách. V našej krajine je to upravené PUE „Pravidlami elektrickej inštalácie“.

Prečo je potrebné zvoliť prierez kábla

Správny výber prierezu kábla je predovšetkým vaša bezpečnosť. Ak kábel neznesie aktuálne zaťaženie, prehrieva sa, izolácia sa topí a môže dôjsť ku skratu a požiaru..

Ako si vybrať kábel s požadovaným prierezom, pričom sa treba vyhnúť prípadom, keď sa pri súčasnom zapnutí viacerých zariadení objaví zápach izolácie topenia a nepreplatenie ďalších peňazí pomocou drôtov s veľkou rezervou?

Na napájanie obytných priestorov sa používajú dva hlavné typy káblov: meď a hliník. Meď je drahšia ako hliník. Pri modernom zapojení sa však dáva prednosť. Hliník má vyšší vnútorný odpor a je krehký kov, ktorý rýchlo oxiduje. Meď je pružný materiál, ktorý je menej náchylný na oxidáciu. Hliníkové káble sa v poslednom čase používajú výlučne na obnovu elektroinštalácie v budovách sovietskej éry.

Na predbežný výber požadovaného prierezu medeného kábla sa predpokladá, že kábel s prierezom 1 mm² môže prejsť cez elektrický prúd až do 10 A. Ďalej však uvidíte, že taký pomer je vhodný iba pre výber prierezu „okom“ a platí to pre prierezy nie väčšie ako 6 mm.² (pri navrhovanom pomere je súčasný prúd až 60 A). Elektrický kábel tohto prierezu stačí na zavedenie fázy do štandardného trojizbového bytu..

Väčšina elektrikárov používa káble s nasledujúcimi prierezmi na dodávku elektrickej energie vnútorným zákazníkom:

• 0,5 mm² – reflektory;
• 1,5 mm² – základné osvetlenie;
• 2,5 mm² – zásuvky.

Je to však prijateľné pre domácu spotrebu za predpokladu, že každý elektrický spotrebič je napájaný z vlastnej zásuvky bez použitia dvojičiek, odpalísk a predlžovacích káblov..

Pri výbere káblov bude vhodnejšie použiť špeciálne tabuľky, ktoré vám umožňujú zvoliť prierez na základe známej sily elektrického spotrebiča (kW) alebo podľa aktuálneho zaťaženia (A). Aktuálne zaťaženie je v tomto prípade dôležitejšou charakteristikou, pretože zaťaženie v ampéroch je vždy uvedené pre jednu fázu, zatiaľ čo pri jednofázovej spotrebe (220 V) bude zaťaženie v kilowattoch indikované pre jednu fázu a pre trojfázovú fázu – pre všetky tri fázy celkom..

Pri výbere prierezu kábla je potrebné zohľadniť typ elektrického vedenia: vonkajšie alebo skryté. Je to spôsobené skutočnosťou, že pri skrytých vodičoch klesá prestup tepla drôtu, v dôsledku čoho dochádza k intenzívnejšiemu zahrievaniu kábla. Preto sa pre skryté káble používajú káble s plochou prierezu asi o 30% väčšou ako s otvorenými.

Tabuľka pre výber prierezu medeného kábla pre otvorené a skryté vedenie:

Prierezová plocha	Otvorené zapojenie	Skryté zapojenie
S	ja	P	ja	P
220 V	380 V	220 V	380 V
0,5	jedenásť	2.4	–	–	–	–
0.75	15	3.3	–	–	–	–
1	17	3.7	6.4	štrnásť	3	5.3
1.5	23	päť	8.7	15	3.3	5.7
2	26	5.7	9.8	devätnásť	4.1	7.2
2.5	tridsať	6.6	jedenásť	21	4.6	7.9
4	41	deväť	15	27	5.9	desať
päť	50	jedenásť	devätnásť	34	7.4	12
desať	80	17	tridsať	50	jedenásť	devätnásť
šestnásť	sto	22	38	80	17	tridsať
25	140	tridsať	53	sto	22	38
35	170	37	64	135	29	51

Tabuľka pre výber prierezovej plochy vodiča hliníkového kábla pre otvorené a skryté vedenie:

Prierezová plocha	Otvorené zapojenie	Skryté zapojenie
S	ja	P	ja	P
220 V	380 V	220 V	380 V
2	21	4.6	7.9	štrnásť	3	5.3
2.5	24	5.2	9.1	šestnásť	3.5	6
4	32	7	12	21	4.6	7.9
päť	39	8.5	štrnásť	26	5.7	9.8
desať	60	13	22	38	8.3	štrnásť
šestnásť	75	šestnásť	28	55	12	20
25	105	23	39	65	štrnásť	24
35	130	28	49	75	šestnásť	28

S – plocha prierezu kábla (mm²), ja – aktuálne zaťaženie (A), R – celkový výkon elektrických zariadení (kW).

Pri výbere prierezu kábla je tiež potrebné vykonať úpravy, berúc do úvahy jeho dĺžku. Aby sme to dosiahli, výberom prierezu kábla z tabuľky podľa prúdovej sily vypočítame jeho odpor, berúc do úvahy dĺžku, pomocou vzorca:

R = p? L / S

Kde:

• R – odpor drôtu, Ohm;
• p – materiálový odpor, Ohm? Mm²/ m (pre meď – 0,0175, pre hliník – 0,01281);
• L – dĺžka kábla, m;
• S – plocha prierezu kábla, mm².

Pomocou tohto vzorca môžete získať odpor jedného jadra kábla. Pretože prúd prechádza jedným jadrom a vracia sa druhým, aby sa získala hodnota odporu kábla, musí sa odpor jeho jadra vynásobiť dvoma:

R_Celkom = 2? R

Ďalej musíte vypočítať stratu napätia:

dU = ja? R_Celkom

Kde:

• dU – straty napätia, W;
• ja – súčasná sila, A;
• R_Celkom – vypočítaný odpor kábla, Ohm.

Ak sa výber prierezu kábla vykonal podľa celkového výkonu zariadenia a sila prúdu nie je známa, môže sa vypočítať podľa vzorca:

I = P / U? cos ?– pre jednofázovú sieť 220 V

I = P / 1,732? U? cos ? – pre trojfázovú sieť 380 V

Kde:

• R – celkový využitý výkon elektrického zariadenia (W);
• U – napätie (V);
• cos? = 1 (pre životné podmienky) a cos? = 1,3 (pre výkonné elektrické spotrebiče).

Ďalej vypočítame stratu v percentách: (dU / U)? sto%.

Ak získaná hodnota nepresiahne 5%, potom sa prierez kábla zvolí správne s prihliadnutím na jeho dĺžku. Ak to prekročí, je potrebné z tabuľky vybrať kábel s väčším prierezom (nasledujúci v rade) a znova vypočítať.

Tieto tabuľky sú použiteľné pre káble s gumovou a plastovou izoláciou, prierez káblov vybraný podľa nich bude efektívne fungovať, ak bude vyrobený v súlade s GOST.

Výber kábla pre skupinu spotrebiteľov

Ak chcete vybrať prierez kábla pre skupinu spotrebiteľov (napríklad vstupný kábel do bytu), pomocou vzorca môžete určiť prípustné aktuálne zaťaženie. Vypočítajme aktuálne zaťaženie siete 220 V, ktorá sa často používa pri domácom napájaní:

I = P? K / U? cos ?

Kde:

• R – celkový využitý výkon elektrických zariadení (W), U – napätie (V), TO – účtovný faktor pre súčasné zapínanie zariadení (považovaný za 0,75);
• cos? = 1 (pre životné podmienky) a cos? = 1,3 (pre výkonné elektrické spotrebiče).

Po vypočítaní prípustného aktuálneho zaťaženia pre skupinu spotrebiteľov môžete pomocou vyššie uvedených tabuliek vybrať kábel požadovaného prierezu. Ak sa predpokladá dlhodobé súčasné zapínanie všetkých možných odberateľov (napríklad elektrické vykurovanie), musí sa vypočítať prípustné prúdové zaťaženie bez zohľadnenia koeficientu K.

Príklad výberu kábla pre domáci kotol

Na základe vyššie uvedeného sa pokúsime vypočítať a vybrať medený kábel požadovaného prierezu pre jednofázový elektrický kotol s výhrevným prvkom 2,0 kW za predpokladu, že kábel k nemu bude uložený v krabici. Dĺžka kábla bude 10 metrov.

Z tabuľky je zrejmé, že výkon 3,0 kW je blízko pri výkone, čo zodpovedá prierezu kábla 1 mm². Vypočítajme do úvahy dĺžku kábla:

• Vypočítajme aktuálnu silu: I = 2000 W / 220 V? 1 = 9,09 A.
• Vypočítajme odpor jadra kábla: R = 0,0175 Ohm? Mm²/ m? 10 m / 1 mm² = 0,175 Ohm.
• Celkový odpor kábla: R_Celkom = 2? R = 0,35 ohm.
• Výpočet strát napätia: dU = 9,09 A? 0,35 ohm = 3,18 V.
• Straty vypočítame ako percento: (3,18 V / 220 V)? 100% = 1,45% (nepresahuje 5%).

1 mm kábel² vhodné na pripojenie elektrického kotla uvedeného v príklade.

Výrobcovia v pokynoch k zariadeniam často označujú požadovanú prierezovú plochu kábla pre svoje zariadenie. Ak taký pokyn existuje, musíte sa ním riadiť..