Jak vypočítat, jaký výkon elektroinstalace vydrží – přečtěte si na webu TMK Instrument

Každý den používáme elektřinu: nabijeme telefon, postavíme konvici, rozsvítíme světlo, použijeme fén nebo pračku. Obvykle nemáme žádné otázky, zda je na to všechno dostatek energie.

Ale v případě, že je současně v provozu příliš mnoho zařízení, která spotřebovávají velké množství elektřiny (například pokud používáte elektrický sporák nebo provádíte opravy), a také pokud si elektroinstalaci instalujete v bytě sami, je velmi důležité správně vypočítat výkon.

Proč to potřebujete vědět?

Pokud použijete drát s menším průřezem, než je nutné, začne se zahřívat. Čím vyšší je tento rozdíl, tím silnější je ohřev. V budoucnu jsou v případě obecného zapojení možné následující možnosti:

1. Pokud je jistič správně dimenzován pro obvod, vypne jej. Nebude možné použít zařízení, které přetíží obvod, protože stroj jej neustále přeruší.
2. Při špatném výběru jističe může vše skončit požárem. Izolace proti přehřátí rychle stárne a stane se nepoužitelnou dříve, než bylo plánováno, dojde ke zkratu a následně vlivem silného přehřátí drátu dojde ke vznícení hořlavých materiálů, které s ním přijdou do styku. Stroj bude fungovat, ale je vysoká pravděpodobnost, že v této době již dojde k požáru. Tento proces se může táhnout měsíce a roky, pokud zatížení výrazně nepřekročí povolené zatížení.

Nevhodné prodlužovací kabely, adaptéry, zásuvky atd. jsou ještě nebezpečnější. I při dobrém obecném zapojení se začne přehřívat slabá část ve formě nějakého odpaliště. V tomto případě, pokud nedojde ke zkratu, bude v obecném zapojení vše v pořádku. Pokud dojde ke zkratu, začnou se zahřívat společné rozvody, stroj bude fungovat, ale v této době se již může něco vznítit. Může selhat i drahý nástroj nebo jiný elektrický spotřebič.

Jak vidíte, existují docela vážné důvody, proč brát správný výběr elektrospotřebičů a elektroinstalace vážně.

Přečtěte si také

Jak vypočítat

Jak správně spočítat, zda vydrží elektroinstalace, prodlužovačka nebo zásuvka? První věc, kterou byste měli věnovat pozornost, je spotřeba elektrické energie u elektrických spotřebičů, ta se měří ve wattech (W). Výrobce je povinen jej uvést, většinou se jedná o nálepku na nepříliš viditelném místě (zadní strana zařízení nebo spodní strana).

Výrobci prodlužovacích kabelů, zásuvek a adaptérů také uvádějí, pro jaké maximální zatížení je výrobek určen. Tento údaj lze často nalézt v ampérech, méně často ve wattech.

Převod wattů na ampéry a naopak je poměrně jednoduchý:

P – výkon elektrického spotřebiče ve wattech (W)

I – proud v ampérech (A)

Pokud zásuvka, prodlužovací kabel nebo jiné zařízení neuvádí, při jakém napětí se počítá maximální proud, bereme standardních 220 voltů (někdy výrobce počítá 230 nebo 250 voltů). Vše, co musíme udělat, je vynásobit proud napětím. Získáme tak maximální celkový výkon, pro který je výrobek určen. Sečteme výkon spotřebičů elektřiny, které chceme zapojit do zásuvky, neměl by překročit vypočtenou hodnotu.

Například na prodlužovačce se třemi vstupy jsme našli hodnotu 16A. Chceme k němu připojit varnou konvici (výkon 2000 W), lednici (300 W) a pračku (maximální příkon 2500 W)

Kolik wattů zvládne prodlužovací kabel bez následků?

Celkový maximální výkon zařízení:

Závěr: nelze zahrnout vše dohromady. Lednici s rychlovarnou konvicí (2300 W) nebo ledničku s pračkou (2800 W) můžete klidně zapnout, ale pračka a rychlovarná konvice by na tomto prodlužovacím kabelu neměly fungovat současně.

Mohu do prodlužovacího kabelu zapojit další 16A prodlužovací kabel? To bude chyba, protože hledáme nejslabší místo v obvodu a stále je to první prodlužovací kabel, který už unese zátěž 4800 W.

Nezapomeňte, že prodlužovací kabel je zapojen do zásuvky. Na jak dlouho je určen? Vidíme, že toto číslo je ještě menší, pouze 10 A při 230 W.

Ukazuje se, že ačkoliv prodlužovací kabel zvládne 3520 wattů, nejslabším místem bude zásuvka. A pokud je 16A prodlužovací kabel zapojen do 10A zásuvky, nemůžete k prodlužovacímu kabelu připojit více než 2300 W. Pokud zásuvku vyměníte za 16A, můžete připojit 3520 W.

Co máme společného se zásuvkou? Elektroinstalace. Je k němu připojeno ještě více zásuvek. Kolik wattů to vydrží?

K výpočtu vhodného průřezu vodiče pro požadované zatížení obecně stačí školní znalost fyziky. Na druhou stranu jsou všechny kabely standardizované v průřezu a jsou použity pouze dva materiály: měď a hliník. Proto to za nás spočítali už dávno a existují velmi pohodlné tabulky:

Průřez kabelu lze vypočítat pomocí vzorce:

S – průřez kabelu, mm2

D – průměr kabelu, mm

ℼ – pi, rovná se 3,14

Při nákupu nového kabelu zjistíte průřez z charakteristiky.

Nejběžnějším kabelem pro zásuvky je měděný kabel 2,5 mm2. Z tabulky vyplývá, že vydrží maximálně 5,9 kW nebo 5900 W.

Přečtěte si také

Co dělat, když přípustný výkon nestačí nebo je na hraně?

V případě prodlužovacích kabelů a zásuvek je stačí správně vybrat. 10A zásuvku lze snadno změnit na 16A a pro výkonná zařízení jsou k dispozici zásuvky 32A. Další možností je mít pro každé výkonné zařízení samostatnou zásuvku nebo prodlužovací kabel.

Pokud jste omezeni kabeláží, musíte ji upgradovat nebo vyměnit. Při navrhování elektroinstalace se často kreslí samostatné čáry do zásuvek, kde budou výkonní spotřebitelé elektřiny nebo se je snaží oddělit. Například samostatná linka do koupelny, kde bude pračka a bojler a samostatná linka do kuchyně s varnou konvicí, lednicí a troubou. Za osvětlení ušetříte použitím kabelu s menším průřezem, stojí méně a moderní lampy spotřebují velmi málo elektřiny.

Samozřejmě při tom všem stojí za to vzít v úvahu výkon přidělený bytu, který je předepsán ve smlouvě a obvykle se pohybuje od 5 do 11 kW, v závislosti na typu sporáku v bytě: plynový nebo elektrický.

Závěry

Je nemožné si představit moderní svět bez elektřiny, ale její používání také ukládá určitou odpovědnost. Pokud budete dodržovat jednoduchá pravidla a nepřetěžujete kabeláž, můžete se vyhnout vážným problémům. Vyberte si kvalitní elektrické komponenty, které jsou vhodné pro váš nástroj, a jejich použití bude jen potěšením.

Instalace elektroinstalace a rozvaděče v soukromých domech a bytech je obvykle důvěryhodná profesionálním elektrikářům. Některé z výpočtů však lze provést nezávisle, například určením průřezu kabelu na základě celkového výkonu elektrických spotřebičů, maximálního zatížení strojů a jejich jmenovitého proudu.

Tyto parametry jsou přísně závislé, bez výjimek z obecných pravidel. Okamžitě bychom vám mohli navrhnout, abyste se seznámili s tabulkou průřezů nebo použili některou z mnoha kalkulaček dostupných na internetu, ale takové rychlé řešení pravděpodobně neuspokojí ty, kteří se snaží tématu porozumět. Níže si proto dáme trochu teorie, aby byl jasný princip samotného výběru kabelu.

Výběr průřezu kabelu podle PUE

Který kabel je lepší: tlustý nebo tenký? Ze školního kurzu fyziky je známo, že tlustý vodič má menší odpor a méně se zahřívá, což znamená, že pokud není dostatek dat pro výpočty, bude mít přednost před tenkým. „Kde je tenký, tam se láme“ – tento princip mechaniky platí i pro tenké elektrické vedení, které hoří malými průřezy a vysokou spotřebou elektrických spotřebičů. Existuje však jeden problém: čím větší je průřez kabelu, tím více materiálů je vynaloženo na jeho výrobu, tím vyšší jsou jeho náklady. Proto, ať už byste chtěli volit silnější vodič, může to být drahé a v případě malého celkového výkonu připojených zařízení to nebude dávat smysl.

Jakákoli tabulka nebo kalkulačka průřezů kabelů je založena na jediném vzorci, který určuje závislost plochy průřezu kabelu na následujících parametrech sítě:

• Celkový výkon připojených zařízení;
• Síla proudu;
• Napětí – 220 nebo 380V;
• Materiál drátu, ale ne izolace, ale vodič s proudem. Měděný drát má nižší odpor než hliníkový drát, což znamená vyšší elektrickou vodivost. Proto při stejném průřezu může měděný kabel odolat většímu zatížení než hliník;
• Typ vedení – otevřené nebo uzavřené. V druhém případě jsou limity proudového zatížení nižší, protože se skrytou instalací nemá teplo generované drátem kam jít, což také provádí své vlastní úpravy. Jinými slovy, skryté vedení vyžaduje silnější kabel.

Odborníci již dlouho dospěli k závěru, že není nutné provádět výpočty pokaždé pomocí vzorce. Uvedené průřezy kabelů mají typickou hodnotu, proto jsou všechny požadované údaje prezentovány ve formě pohodlné tabulky průřezů kabelů pro výkon spotřebovávaný elektrickým zařízením s přihlédnutím k materiálu vodičů a zmíněným síťovým indikátorům.

Tabulka průřezů vypadá takto.

Sami si musíte spočítat celkový výkon napájených elektrospotřebičů. U každého zařízení je uvedeno v pasu, a pokud jste jej ještě nezakoupili, lze tento parametr snadno zjistit pomocí technických analogů. V tabulce uvádíme minimální a maximální hodnoty výkonu zařízení různých typů, přesnější ukazatele závisí na konkrétním modelu zařízení.

Nemyslete si však, že pokud máte po ruce pasy všech zařízení, pak jejich celkový výkon v kW bude stačit k určení průřezu kabelu. Je nutné vzít v úvahu různé scénáře využití technologie, pro které existují korekční faktory.

Faktor jalového výkonu

Některé elektrické spotřebiče (čerpadla, kompresory, elektromotory) při zapnutí spotřebovávají jalový výkon – překračuje jmenovitý výkon a je uveden v pasu. Aby se zabránilo spálení kabeláže a stroj se nevypnul, výkon tohoto zařízení se vypočítá vynásobením odpovídajícím koeficientem, jehož průměrné hodnoty jsme uvedli ve formě tabulky. Například nejnovější jmenovité čerpadlo je ponorné čerpadlo. Poté vyžaduje klimatizace, pračka a chladnička pozornost při výpočtu.

Současný spínací faktor

Určili jste, jaký celkový výkon budou mít vaše elektrospotřebiče s přihlédnutím k jalovému účiníku. Ale nezapínají se současně. Například je nepravděpodobné, že by ranní kávovar fungoval současně s troubou, pokud spěcháte do práce, a určitě není klimatizace spuštěna společně s vyhřívanou podlahou. V tomto případě hovoříme o různých scénářích spotřeby energie, takže celkový výkon všech zařízení se násobí součinitelem současného spínání, který má hodnotu od 0,75 do 0,8. Výsledná hodnota bude ta, kterou je třeba hledat v tabulce, aby bylo možné vypočítat plochu průřezu kabelu.

Další pozměňovací návrhy

Pokud jde o odpor kabelu, v soukromých domácnostech a bytech je jeho délka vždy menší než 100 m, takže lze odpor zanedbat. Totéž platí pro paralelní pokládání několika kabelů, pokládání do země, s ohledem na teplotu vzduchu atd. Jsou důležité při instalaci elektrických sítí v průmyslových zařízeních, ale již se nepoužívá jednoduchá tabulka průřezů, ale profesionální inženýrské výpočty.

Příklad výpočtu průřezu kabelu

Pro ilustraci doporučujeme vypočítat tento parametr na základě následujících údajů:

• Chladnička, čerpadlo, pračka a klimatizace jsou napájeny z jedné linky, jmenovitý startovací výkon je 700, 5000, 3500 a 3500 W;
• Kromě nich bude ze stejného zdroje napájení pracovat televizor (200 W), elektrická trouba (1500 W), 15 žárovek po 40 W, radiátor (1000 W) – jsou vypočteny na základě jmenovitého proudu , protože i když mají startovací zatížení, jsou malá a lze je zanedbat;
• Kabeláž by měla být skrytá, protože nemáme rádi podkroví. Pokud jsou dráty položeny v trubkách bez drážky, pak to nic nemění – stále se to považuje za skryté;
• Síť je plánována jako 1fázová, s napětím 220V. Neplánujeme připojení výkonných výrobních zařízení.

Počítáme. Celková spotřeba elektrické energie všech zařízení je 16000 16 W nebo 15 kW. Všechno se nezapne a nebude fungovat současně, takže chladič vyhodíme ze scénáře – funguje střídavě s klimatizací. To znamená, že potřebujete XNUMX kW kabel.

V tabulce průřezů kabelů najdeme hodnotu výkonu nejbližší této hodnotě ve sloupci s napětím 220V – v jeho polovině, kde je zobrazena skrytá kabeláž. V našem případě budou uvedeny 2 možnosti:

• 17 kW pro měděný kabel o průřezu 16 milimetrů čtverečních;
• 16 kW pro hliníkový kabel, průřez 35 mm2.

Tabulka průřezů vždy pracuje se zmenšenou plochou všech vodičů vedoucích proud v kabelu, tzn. měřit to posuvným měřítkem pomocí vnější izolace je nesmyslné. Ve výrobě jsou změřeny průměry všech odkrytých kovových drátů, sečteny a výsledná hodnota je uvedena na štítku výrobku.

Který kabel je lepší: měděný nebo hliníkový?

Hliník není tak elektricky vodivý jako měď, ale je levnější. Hojně se využíval z důvodu hospodárnosti, kdy bylo důležité splnit kvótu na čtvereční metráž dodaného bydlení do konce příští pětiletky. Jinak se skládá výhradně z nedostatků:

• Oxidace – tvorba oxidového filmu na povrchu kovu vede ke ztrátě kontaktu;
• Křehkost – hliník praskne po 3–4 ohybech;
• Nemožnost pájení a svařování, dostupnost pouze mechanického spojení, které je s ohledem na křehkost obtížné;
• Menší proudová vodivost, což si vynucuje zvětšení průměru vodičů.

Pokud to finanční prostředky dovolí, je lepší zvolit měděný kabel a tabulka průřezů obsahuje všechny potřebné parametry.