Jak vypočítat průřez kabelu podle výkonu a zjistit, jaké jističe dát do panelu

— Tabulky průřezů vodičů s vysvětlivkami + pokyny k výpočtu — Korekční faktory pro výpočet výkonu — Zahřívání drátů a co s tím mají společného zásuvky

Expert na MyFuseBox

14 2022 декабря

Univerzální stůl

Potřebujete jasnou odpověď, takže začnu hned s tabulkou průřezů. Na otázku „jaký má být průřez“ lze v zásadě rychle odpovědět – takové a takové, viz tabulka hned za tímto odstavcem. Ale jsem ochoten se vsadit, že se s takovou stručností nespokojíte a budete chtít porozumět spíše vědeckému zdůvodnění. Ti, kdo čtou takové články, jsou většinou zvídaví, jako my. Pokud ano, tak na to pojďme přijít, tady je o čem diskutovat.

Pokud to není někde konkrétně uvedeno, pak vězte, že všechny údaje v článku jsou pouze pro měděný drát, protože ten druhý nepoužiješ.

Tato tabulka obsahuje optimální poměry průřezů vodičů, jmenovitých hodnot stroje a zatížení vedení:

Sekce provokace	Nominální automat	Načíst maximální
1.5 mm 2	10	2.2 kW
2.5 mm 2	16	3.5 kW
4.0 mm 2	25	5.5 kW
6.0 mm 2	32	7.0 kW
10 mm 2	50	11 kW

Teď by bylo fajn přijít na to, proč je vše přesně tak, jak je napsáno v tabulce. Zvážíme hlavní faktory ovlivňující volbu průřezu a nominální hodnoty stroje, popíšeme vztah a úskalí, ale přesto, jak uvidíte na konci článku, budete muset částečně převzít toto tabulka na víře, existuje příliš mnoho proměnných na to, aby vaše vlastní výpočty nakonec došly plus mínus ke stejným údajům jako v tabulce. Berte to proto jako osvědčené východisko a nyní si povíme něco o vědeckém základu.

Nejprve musíte určit výkon celé zátěže

Tabulkové údaje, které vedou všechny odpovědné elektrikáře, jsou dobré, ale rozhodně stojí za to vypočítat celkové zatížení vašeho projektu.

Vypočítáme celkový výkon budoucích spotřebitelů.
Chcete-li to provést, musíte shromáždit seznam všech elektrických spotřebičů, které se budou používat, a shrnout jejich jmenovitý výkon. Možná nevíte, kolik spotřebuje lednička, pračka nebo trouba, takže nejjednodušší je převzít hodnoty z popisů produktů v internetových obchodech.

Abyste mohli určit, který stroj nainstalovat a kterou kabelovou část zvolit, nemusíte odebírat celkový výkon celého bytu nebo domu. Nejste z těch, kteří plánují napájet všechny zásuvky z jednoho drátu, tzn. budete mít několik samostatných skupinových linek podle místnosti, podle účelu, rozdělených podle přípustného výkonu skupiny, budete muset celou zátěž rozdělit do skupin alespoň podle omezení strojů. O těchto limitech si povíme dále v článku.

Příklady

Pokud počítáte s kuchyní, pak je vše zcela jasné: lednice, trouba, varná deska, digestoř, TV, zásuvky na menší kuchyňské spotřebiče. Scénáře pro jejich společné použití si lze snadno představit.

Například u ložnice může nastat zmatek, není tam moc spotřebitelů, nejčastěji budou pokoje propojeny jedním přívodním vedením a vy zvážíte, jaké zatížení se v nich očekává. Budou to fény a vysavače, které se zapínají občas, počítače, televize a set-top boxy, které se zapínají častěji a na delší dobu. Jen si představte realistické scénáře, ve kterých budete mít zapnutý maximální počet zařízení a zohledněte tento výkon.

Pro objasnění síly existují korekční faktory

Současný spínací faktor.
Obvykle je to 0.75 – 0.8. Tímto způsobem, aniž byste příliš přemýšleli o scénářích, můžete jednoduše sečíst všechna možná zařízení v místnostech a vynásobit koeficientem. Například jste napočítali 4 kW z 5-6 zařízení, vynásobte 0.75 a dostanete 3 kW, se kterými můžete dále pracovat.

Faktor jalového výkonu.
Některá zařízení mají reaktivní složku, zejména to platí pro čerpadla, motory a kompresory. Při spuštění okamžitě zvýší proud na hodnotu větší než při běžném provozu. Jalový výkon je často uveden v dokumentaci zařízení; může být také již zahrnut v celkovém jmenovitém výkonu. To je důležitý faktor a lze jej zprůměrovat na faktor 1.3. Výkon některých zařízení tak může být zvýšen o 30 %.

Kromě těchto kurzů existuje praxe stanovování rostoucího koeficientu pro budoucí růst spotřebitelů a modernizaci. Do toho nepůjdeme.

Jak můžete udělat totéž v kalkulačce Myfusebox na dvě kliknutí?

V tomto konstruktoru můžete vytvářet virtuální místnosti a umísťovat do nich zátěže ze seznamu hotových přednastavení. Každý spotřebič má již naprogramované vlastnosti, systém ví o jalovém zatížení a faktorech současného odběru.

Navíc jsme tento bod ještě neprobírali některá zařízení nelze kombinovat, protože; vyžadují samostatnou, kvalitativně odlišnou linku. Do celkové zátěže byste například neměli započítávat troubu a zásuvky pro televizory, ledničky a mikrovlnky. To je také okamžitě zohledněno v algoritmech Myfusebox.

Výchozí výkon vybraných spotřebičů lze upravit tak, aby vyhovoval vašim požadavkům.

Vyberete si jedno ze schémat konstrukce elektrických panelů a okamžitě obdržíte skupinové linky vypočítané podle výkonu a výběr strojů pro ně.

Nyní tedy máte hodnoty výkonu sítě.

Výběr jističe

Pro analýzu bereme řádek č. 2 z univerzální tabulky: jedná se o jednoduché zásuvky napájené kabelem 2.5 mm16. s XNUMX ampérovými jističi.

Proč automatická C16

Pravidla pro elektroinstalaci stanoví, že na základě vypočtených proudů (počáteční vypočtené údaje o zatížení) by měly být vybrány nejnižší jmenovité hodnoty a nastavení ochranných zařízení. Pravda, je to potřeba udělat tak, aby při krátkodobém přetížení nedocházelo k odpojování vedení.

Jinými slovy, hodnocení, sekce, nastavení by měly být vypočítaným logickým zlatým průměrem, a ne tímto každodenním „s rezervou“. V elektrice jsou tyto rezervy plné.

Dekódovací stroje VTX

Ve specifikaci jističů je tato – časově-proudové charakteristiky (ve zkratce VTC). Vypadá to děsivě, ale ve skutečnosti je to jednoduchá věc – je to křivka na rovině se dvěma osami: proudem a časem. Křivka ukazuje závislost doby odezvy na proudu.

Takže podle VTX se ukazuje, že překročení jmenovitého proudu až 13 % vůbec nevede k odstavení, protože 1.13 je nastavení spodního provozního prahu, podmíněného nevypínacího proudu.

Horní práh, podmíněný spouštěcí proud – 1.45.

Pamatujete si, že křivka BTX ukazuje dobu odezvy? Takže proud může nejen překročit jmenovitý proud o 45 %, ale také Doba odezvy tepelného uvolnění bude až jednu hodinu!

Podívejte, stroj C16 může procházet proudem 23.2 A po celou hodinu! S tím jsme nepočítali při nákupu 16 Amp stroje.

Tyto požadované hodnoty jsou založeny na okolní teplotě 30 °C. Okolní teplota se může zvýšit, když je skupina strojů s vysokou zátěží umístěna v dávkách, takže nastavení jsou podmíněná a nejsou přísná.

Nakonec vybereme průřez kabelu

Přesněji dokazujeme, že pro stroj C16 by měl být průřez pro zásuvky 2.5 mm 2

Průřez se volí podle tabulky trvalých proudů v různých kombinacích. PUE poskytuje různé hodnoty v závislosti na způsobu uložení kabelů (otevřené/zavřené), kovové (měď/hliník), počtu žil a vodičů, ale uvažujeme pouze měděný a pouze třížilový kabel.

V bytech a domech je nutné použít třížilový drát. Vzhledem k tomu, že zemnící kontakt není zapojen do výpočtů, z celé tabulky se podíváme na údaje pouze pro jeden dvouvodičový vodič. Tady jsou:

Tabulka omezení trvalého proudu pro dvouvodičový vodič:

Průřez jádra	1.0 mm 2	1.2 mm 2	1.5 mm 2	2.0 mm 2	2.5 mm 2	3.0 mm 2	4.0 mm 2	5.0 mm 2	6.0 mm 2	8.0 mm 2	10 mm 2
Maximální proud	15	16	18	23	25	28	32	37	40	48	55

Průřez jádra	Maximální proud
1.0 mm 2	15
1.2 mm 2	16
1.5 mm 2	18
2.0 mm 2	23
2.5 mm 2	25
3.0 mm 2	28
4.0 mm 2	32
5.0 mm 2	37
6.0 mm 2	40
8.0 mm 2	48
10 mm 2	55

Stroj tedy vydrží 23.2 A, což znamená, že dle tabulky nám vyhovuje průřez 2.5 mm 2 . Vodič s tímto průřezem snese 25 A a vodič 2 čtverečky vydrží 23, ale náš je 23.2, a přestože se to velmi blíží 23, kabel 2 čtverečky pro zapojení nepoužijeme. Pak pochopíte proč

Kabel 2.5 čtvereční je schopen dlouhodobě odolat proudu 25 A, tzn. zatížení 5.5 kW bez přehřívání a ničení. To znamená, že jistič chránící toto vedení by měl začít vypínat při hodnotě 25 A, jinak se kabel začne zahřívat. A automat C16 se s tím vyrovná skvěle, jak je patrné z křivky BTX – při 25 A (tj. při přetížení cca 1.56 – 1.57) se automat typu C vypne v podmíněném čase 1 minuty. . Během této doby se při takto hraniční hodnotě proudu kabel ani nestihne zapotit.

O zásuvkách

Všechny nespeciální zásuvky jsou většinou dimenzovány na proud 16 A a pokud jste je někdy rozebírali, mohli jste vidět, že někdy je kvalitní výplň a někdy poměděná fólie.

Vývod by teoreticky měl dlouhodobě vydržet 3.5 kW (16 * 220 = 3520 W) a jeho překročení povede k jeho roztavení. V praxi se zásuvky mohou začít zahřívat i při nižších proudech.

A nyní, když víte o chování strojů a schopnostech drátu, vidíte, že nejslabším článkem řetězu je zásuvka. A to je skvělá zpráva. Drát bude často v omítnuté drážce, pod stropem, podlahou, v rozvodných krabicích, opravdu byste nechtěli, aby se někde ve 20metrové části začal tavit. Proto je nejziskovější možností selhání zásuvky. Je dimenzován na max. 16 A a má nejslabší kontaktní tlak v celém okruhu.

Pokud bychom postavili vedení od vstupního kabelu k jedné jediné zásuvce, pak by bylo okamžitě jasné, že maximální zatížení, pro které lze provést výpočty, je 3.5 kW. Neexistuje však jediná zásuvka, takže skupinová linka může přenášet více než 16 A. Hlavní věc je neplánovat zapojit rozbočovač do zásuvky a distribuovat energii po celém domě (jen si dělám srandu, vím, že to neuděláte)

Více o vodičích, zatížení a průřezu

Dráty se zahřívají.
Nejčastěji budou vaše rozvody skryty, což znamená, že zazděný kabel nebude přirozeně ochlazován. I pro tento faktor je zapotřebí určitá míra bezpečnosti. Patří sem i teplotní režim v prostorách.

Živý kabel se zahřívá a část energie se uvolňuje jako teplo. Pokud je drát tenký a proud je vysoký, tepelná složka může způsobit přehřátí a roztavení pláště. To se může stát na nejteplejším, nechlazeném místě – ve zdi. Dále, pokud dojde ke ztrátě izolace, dojde ke zkratu a je možný požár. Dovedete si také představit důsledky hledání závadné oblasti. Proto by se to nemělo dělat ani tam, kde by se zdálo možné použít menší průřez (na jeho podporu lze uvést řadu argumentů).

Protože ke každé zásuvce nepovedete samostatnou linku, váš obvod bude mít skupinové linky. Skupinové vodiče vedoucí do rozvodných skříní se zahřívají více než vodiče vedoucí z krabice do zásuvky. Na to se nesmí zapomínat. Není však třeba je vyrábět s různými sekcemi, vše již bylo vypočteno: pro zásuvky 2.5 mm 2 a správné rozdělení do skupin, pro osvětlení – 1.5 mm 2 a totéž.

Žíly jsou zúžené

Dráty jsou ve skutečnosti zúžené, jen kolik měření provedli nadšenci s posuvnými měřítky. Existují specifikace a existuje GOST pro výrobu kabelů, měření ukazují, že průřez žil je často menší než vypočítaný, takže neočekávejte, že vše bude přesně podle vzorce. To je další faktor ve prospěch osvědčených univerzálních doporučení pro oddíly uvedených na samém začátku článku.

třicet? 190? 220?

A ještě jeden proměnný faktor ve vašich výpočtech je síťové napětí. Napětí je nestabilní, což je zvláště patrné v nových budovách kvůli speciálně vybudovaným rozvodnám pro ně.

Zásuvka nebude mít vždy 220 V, někdy méně, někdy více, zatímco napětí je jednou z integrálních součástí trojice P=I*U

Proto existují obecná doporučení pro výběr průřezu kabelu a jmenovité hodnoty stroje.

Obecně je to téměř vše, co potřebujete vědět pro výpočet zapojení

Pro osvětlení děláme vše přesně stejně, pouze stroj bude C10 a drát bude 1.5 mm 2

• trouba – 4 mm 2 – automatická C32
• varná deska – 6 mm 2 – automatická C40

U takových zařízení může výkon kolísat v širokém rozsahu, proto se navíc zaměřte na technické specifikace. Mimochodem, pro připojení automatizace uvnitř rozvaděče používají vodič o průřezu nejméně 6.

Naše služba Myfusebox má všechny potřebné elektroinstalace, algoritmus již ví, jaké stroje zvolit a co chránit pomocí proudového chrániče. Kromě presetů jsou zde i libovolné linky pro přizpůsobení projektu, vyzkoušejte různá schémata.

23 < 25 >16

Nyní, když jsme shrnuli zkušenosti, pojďme rychle od elektrického panelu ke spotřebiteli: jistič C16 vydrží proud 23 A po dlouhou dobu, poté elektřina proteče drátem, který vydrží 25 A a nakonec přijde do zásuvky, která pojme 16 A.

Pokud se proud prudce zvýší, stroj se vypne a celé vedení se vypne.

• pokud něco připojeného k jedné zásuvce překročí zátěž, zásuvka selže a zátěž zmizí
• pokud dojde k přetížení několika zásuvek a zároveň zásuvky odděleně odpojí zátěž, tepelná spoušť stroje v určitém okamžiku zareaguje a vypne linku

V tomto příběhu jde hlavně o to, že buď zásuvka spadne jako první, nebo to stroj nevydrží a vypne se, ale napájecí kabel zůstane netknutý a to je nejdůležitější.

Hodně štěstí při návrhu elektroinstalace!

MyFuseBlog je sbírka článků ze služby pro vytváření elektrických panelů MyFuseBox

Zde zveřejňujeme články, které naši odborníci píší speciálně pro ty, kteří plánují provést vlastní elektroinstalaci a sestavit elektrický panel.

MyFuseBlog © 2022—2025 | Informační zdroj

Chcete-li opravit starou elektroinstalaci nebo nainstalovat novou elektroinstalaci, musíte vybrat kabel požadovaného průřezu, aby vydržel očekávané zatížení.

Pokud je stará kabeláž vadná, musíte ji vyměnit, ale než ji vyměníte za podobnou, zjistěte, proč k problému došlo u starého. Je možné, že došlo pouze k mechanickému poškození, nebo se izolace stala nepoužitelnou a ještě závažnějším problémem je porucha elektroinstalace z důvodu překročení povolené zátěže.

Jaký je rozdíl mezi kabelovými produkty, jaké jsou jejich hlavní vlastnosti?

Začněme tím, že určíme, jaké napětí je v síti, ve které budou kabely fungovat. Pro domácí sítě se často používají kabely a vodiče typu VVG, PUGNP (pouze je to zakázáno moderními požadavky PUE kvůli velkým tolerancím průřezu při výrobě až 30% a přípustné tloušťce izolační vrstvy je 0.3 mm oproti 0.4 u PUE), ShVVP a další.

Pokud se vzdálíme od definic, rozdíl mezi drátem a kabelem je minimální, hlavně podle definice v GOST nebo specifikací, podle kterých se vyrábí. Koneckonců, na trhu je velké množství drátů s 2-3 žilami a dvěma vrstvami izolace, například stejný PUGNP nebo PUNP.

Přípustné napětí je určeno izolací kabelu.

Pro výběr kabelu se kromě napětí zohledňují i ​​podmínky, ve kterých bude pracovat pro připojení pohyblivých nástrojů a zařízení, musí být flexibilní pro připojení stacionárních prvků, je to v zásadě jedno; ale je lepší dát přednost kabelu s monolitickým jádrem.

Rozhodujícím faktorem při nákupu je průřez jádra, měří se v mm2 a závisí na něm schopnost vodiče odolat dlouhodobé zátěži.

Co ovlivňuje proudovou kapacitu kabelu?

Nejprve se podívejme na základy fyziky. Existuje takový Joule-Lenzův zákon, objevili ho nezávisle na sobě dva vědci James Joule (v roce 1841) a Emilius Lenz (v roce 1842), proto dostal dvojí jméno. Tento zákon tedy kvantitativně popisuje tepelný účinek elektrického proudu protékajícího vodičem.

Pokud to vyjádříme pomocí proudové hustoty, dostaneme následující vzorec:

Vysvětlení: w je výkon generovaného tepla na jednotku objemu, vektor j je proudová hustota vodičem měřená v ampérech na mm2. U měděného drátu odeberte 6 až 10 A na milimetr plochy, kde 6 je pracovní hustota a 10 je krátkodobá. vektor E – intenzita elektrického pole. σ je vodivost média.

Protože vodivost je nepřímo úměrná odporu: σ=1/R

Pokud vyjádříme Joule-Lenzův zákon jako množství tepla v integrálním tvaru, pak:

dQ je tedy množství tepla, které se uvolní za dobu dt v obvodu, kde proud I protéká vodičem s odporem R.

To znamená, že množství tepla je přímo úměrné proudu a odporu. Čím větší je proud a odpor, tím více tepla vzniká. To je nebezpečné, protože v určitém okamžiku dosáhne množství tepla takové hodnoty, že se izolace vodičů roztaví. Možná jste si všimli, že dráty levných kotlů se během provozu znatelně zahřívají, to je ono.

Pokud se na kabelu uvolní napájení, klesne také napětí na jeho koncích připojených k zátěži.

V kalkulátorech pro výpočet průřezů kabelů se obvykle nastavují následující parametry:

• zátěžový proud nebo výkon;
• délka čáry;
• přípustný pokles napětí (obvykle v procentech);

Čím větší odpor, tím více bude klesat napětí a kabel se bude zahřívat, protože se na něm bude uvolňovat energie (P=UI, kde U je úbytek napětí na kabelu, I je proud, který jím protéká).

Všechny výpočty vycházely z proudu a odporu. Odpor vodiče se vypočítá podle vzorce:

Zde: ρ (ro) – rezistivita, l – délka kabelu, S – plocha průřezu.

Odpor závisí na struktuře kovu; hodnoty odporu lze určit z tabulky.

Elektroinstalace využívá především hliník a měď. Měď má odpor 1.68*10-8 Ohm*mm2/m a hliník má odpor 1.8krát větší než měď, tedy 2.82*10-8 Ohm*mm2/m. To znamená, že hliníkový drát se zahřeje téměř 2x více než měděný drát se stejným průřezem a proudem. Z toho vyplývá, že pro položení kabeláže budete muset koupit silnější hliníkový drát a dráty se snadno poškodí.

Proto měděné dráty nahradily měděné dráty z domácí elektroinstalace a použití hliníku v elektroinstalaci je zakázáno, povoleno je pouze použití hliníkových kabelů pro instalaci velmi výkonných elektroinstalací, které spotřebovávají vysoký proud, pak hliníkový drát s křížem -je použit průřez větší než 16 mm2 (viz – Proč nelze hliníkový kabel použít v elektrickém vedení)

Jak určit odpor drátu na základě průměru jádra?

Existují případy, kdy není známa plocha průřezu jádra, takže ji lze vypočítat podle průměru. Chcete-li určit průměr monolitického jádra, můžete použít posuvné měřítko, pokud jej nemáte, pak vezměte tyč, například kuličkové pero nebo hřebík, pevně naviňte 10 závitů drátu a změřte délku; výsledné spirály s pravítkem, vydělením této délky 10 – získáte průměr jádra.

Chcete-li určit celkový průměr pramene, změřte průměr každého pramene a vynásobte ho počtem pramenů.

Dále vypočítejte průřez pomocí tohoto vzorce:

A znovu se vrátíme k tomuto vzorci pro výpočet odporu drátu:

Jak určit požadovanou plochu průřezu drátu?

Nejjednodušší možností je určit plochu průřezu jader pomocí tabulky. Je vhodný pro výpočet nepříliš dlouhých vedení položených za normálních podmínek (s normální okolní teplotou). Takto si také můžete vybrat drát pro prodlužovací kabel. Upozorňujeme, že tabulka ukazuje průřezy při určitém proudu a výkonu v jednofázové a třífázové síti pro hliník a měď.

Při počítání dlouhých řad (více než 10 metrů) je lepší takovou tabulku nepoužívat. Musíme provést výpočty. Nejrychlejší způsob je použít kalkulačku. Algoritmus výpočtu je následující:

Berou přípustnou ztrátu napětí (ne více než 5 %), to znamená, že při síťovém napětí 220 V a přípustné ztrátě napětí 5 % na kabelu by úbytek napětí (od konce ke konci) neměl překročit:

Nyní, když známe proud, který poteče, můžeme vypočítat odpor kabelu. U dvouvodičového vedení se odpor násobí 2, protože proud protéká dvěma vodiči, při délce 10 m je celková délka vodičů 20 m.

Odtud se pomocí výše uvedených vzorců vypočítá požadovaný průřez kabelu.

Můžete to udělat automaticky ze svého smartphonu pomocí aplikací Mobile Electrician a electroDroid. Pouze v kalkulačce není uvedena celková délka vodičů, ale délka vedení od zdroje energie k přijímači elektřiny.

Závěr

Správně vypočítaná elektroinstalace je již 50% zárukou jejího úspěšného fungování, druhá polovina závisí na správné instalaci. Je třeba vzít v úvahu všechny vlastnosti zapojení a maximální spotřebu energie všech spotřebitelů. Současně zadejte rezervu pro přípustný proud 20-40% „pro každý případ“.