Jak vypočítat, vyberte průřez kabelu podle aktuálního výkonu
Při provádění větších oprav se zpravidla mění i elektrické vedení. Kromě toho se v různých místnostech nebo budovách liší počet používaných elektrických spotřebičů a jejich spotřeba. Použití drátu se stejnými vlastnostmi ve všech případech je tedy přinejmenším nelogické. O tom, jaké zatížení měděný drát vydrží a jak jej vybrat, si povíme v tomto článku.
Čtěte také: Jak se vyrábí dráty
Proč jsou lepší měděné dráty
Měděné dráty jsou více žádané ze dvou důvodů:
- Jsou pružnější a snadno vydrží ohýbání. Hliníkové dráty se po dvou nebo třech ohybech jednoduše přetrhnou.
- Při stejném průřezu je vodivost mědi vyšší.
Proč je důležité zvolit správný průřez vodiče?
Pokud uděláte větší chybu při výběru průřezu drátu, může to vaší peněžence jen uškodit. Mnohem horší je zvolit menší úsek, než je požadováno. V tomto případě se drát zahřeje, což může vést ke zkratu a dokonce i požáru. Bezpečnost je hlavním důvodem promyšleného přístupu při výběru průřezu drátu.
Čtěte také: Jak určit průřez vodiče
Co ovlivňuje výběr průřezu vodiče
Existují dva důvody, na kterých závisí výběr:
- Výkon připojených zařízení nebo proudové zatížení vodiče.
- Způsob jeho instalace.
Měděné dráty se liší počtem žil a plochou průřezu
Možnosti pro výpočet průřezu měděného drátu
Volba průřezu v závislosti na příkonu zařízení
Každý vodič má maximální hodnotu výkonu zařízení k němu připojených, kterou snese bez poškození. Jsou uvedeny v tabulce níže:
| Sekce, mm 2 | Výkon připojených zařízení, kW | |
| Pro síť 220V | Pro síť 380V | |
| 1,5 | 4,1 | 10,5 |
| 2,5 | 5,9 | 16,5 |
| 4 | 8,3 | 19,8 |
| 6 | 10,1 | 26,4 |
| 10 | 15,4 | 33,0 |
V této tabulce se indikátory pro dvou- a třífázové sítě liší. Faktem je, že třífázová síť nepoužívá dva, ale tři vodiče. V souladu s tím se zvyšuje množství proudu, který jimi protéká, a výkon připojených zařízení.
Pro výpočet průřezu drátu potřebujete znát výkon všech elektrických spotřebičů, které budou v místnosti použity. Chcete-li provést výpočty, můžete použít následující vzorec:
kde Pn – celková spotřeba elektrických spotřebičů,
K – koeficient současného používání elektrických spotřebičů.
Koeficient K ukazuje, kolik zařízení v místnosti lze zapnout současně. Souhlasíte, je nepravděpodobné, že byste současně používali například žehličku, vysoušeč vlasů a vysavač. Pokud je v místnosti méně než 10 zásuvek, považuje se koeficient K za 0,8 (to znamená, že současně nebude fungovat více než 80 % dostupných elektrických spotřebičů). Pokud existuje více než 10 zásuvek, K se považuje za rovné 0,9.
Jaký je výkon domácích elektrických spotřebičů?
Pro snazší orientaci uvádíme průměrné hodnoty výkonu některých domácích elektrických spotřebičů:
| Název zařízení | Spotřeba energie, kW |
| Rychlovarná konvice | 1,0-2,0 |
| Mikrovlnná trouba | 1,5-2,2 |
| Elektrický mlýnek na maso | 1,5-2,2 |
| Kávovar | 0,5-1,5 |
| Myčka na nádobí | 1,0-2,0 |
To může být důsledkem nesprávné volby průřezu měděného drátu
Čtěte také: Zkrat: co to je a jak mu předejít
Volba průřezu v závislosti na aktuálním zatížení
Tuto metodu lze použít k zajištění správné velikosti drátu. Je považován za přesnější než ten, který byl popsán výše.
Proudové zatížení je množství proudu, které může vodič přenášet po dlouhou dobu bez poškození. Pro určení aktuální hodnoty potřebujete znát výkon všech připojených elektrických spotřebičů. Pro jednofázovou síť při připojování domácích elektrických spotřebičů můžete použít následující vzorec:
kde I – síla proudu (proudové zatížení),
P – celkový výkon připojených elektrických spotřebičů,
220 – napětí sítě ve voltech.
U třífázové sítě to bude vypadat trochu jinak:
kde P je celkový výkon připojených domácích elektrických spotřebičů,
380 – napětí sítě ve voltech.
Hodnota proudového zatížení pro vodiče různých průřezů je uvedena v tabulce níže:
| Sekce, mm 2 | Aktuální zatížení, A | |
| Pro síť 220V | Pro síť 380V | |
| 1,5 | 19 | 16 |
| 2,5 | 27 | 25 |
| 4 | 38 | 30 |
| 6 | 46 | 40 |
| 10 | 70 | 50 |
Vliv způsobu pokládky na výběr řezu
Způsob instalace ovlivňuje také výběr průřezu vodiče. Pokud půjdou do země, snesou větší zátěž, protože půda dobře vede teplo. Při pokládce vzduchem je odvod tepla horší, proto budou potřeba dráty většího průřezu. Pokud jsou dráty položeny v krabicích nebo podnosech, mohou se ohřívat proti sobě. V tomto případě budete muset také zvětšit jejich průřez. Hodnoty průřezů vodičů v závislosti na způsobu instalace pro dvoufázovou síť jsou uvedeny v tabulce níže:
| Sekce, mm 2 | Pokládání ve vzduchu, krabice nebo podnosy | Pokládání v zemi | ||
| Proud, A | Výkon, kW | Proud, A | Výkon, kW | |
| 1,5 | 19 | 4,1 | 27 | 5,9 |
| 2,5 | 25 | 5,5 | 38 | 8,3 |
| 4 | 35 | 7,7 | 49 | 10,7 |
| 6 | 42 | 9,2 | 60 | 13,2 |
| 10 | 55 | 12,1 | 90 | 19,8 |
Výběr počtu žil drátu
U vícežilového drátu je ve srovnání s jednožilovým drátem vystavena oxidaci větší plocha. V souladu s tím se jeho elektrická vodivost zhoršuje rychleji. Konečná volba závisí na způsobu použití drátu. Pokud bude ležet nehybně (například ve zdi), pak je lepší použít jednojádrový. Pokud mluvíme o častých pohybech a ohybech (například v případě prodlužovacího kabelu), pak je nejlepší možností vícejádrové.
Závěr
Znalost zatížení, které měděný drát vydrží, je opravdu důležité. Na tom závisí životnost elektroinstalace a její bezpečnost. Pro usnadnění jsou v tabulce níže uvedeny vypočítané údaje pro různé hodnoty spotřeby energie a proudu pro síť 220 V:
| Spotřeba energie, W | Aktuální zatížení, A | Otevřete instalaci | Uzavřený styling | ||
| Minimální průměr drátu, mm | Minimální průřez vodiče, mm 2 | Minimální průměr drátu, mm | Minimální průřez vodiče, mm 2 | ||
| 500 | 2,17 | 0,74 | 0,43 | 0,83 | 0,54 |
| 750 | 3,26 | 0,91 | 0,65 | 1,02 | 0,82 |
| 1000 | 4,35 | 1,05 | 0,87 | 1,18 | 1,09 |
| 1500 | 6,52 | 1,29 | 1,30 | 1,44 | 1,63 |
| 2000 | 8,70 | 1,49 | 1,74 | 1,66 | 2,17 |
| 2500 | 10,87 | 1,66 | 2,17 | 1,86 | 2,72 |
| 3000 | 13,04 | 1,82 | 2,61 | 2,04 | 3,26 |
| 3500 | 15,22 | 1,97 | 3,04 | 2,20 | 3,80 |
| 4000 | 17,39 | 2,10 | 3,48 | 2,35 | 4,35 |
Otázka, jak vypočítat průřez kabelu, vždy vyvstává při plánování elektroinstalačních prací. Aby vodič AVBbShv 4×120 nebo výrobky jiných standardních velikostí fungovaly dlouho a spolehlivě, je třeba vzít v úvahu provozní zatížení, která určují volbu ve prospěch jednoho nebo druhého řešení. Kvalita elektrického zařízení závisí také na správné volbě vodičů.
Někteří odborníci se při přemýšlení o tom, jak vybrat správný průřez kabelu, spoléhají pouze na vlastní zkušenosti. Někdy je zvolený průřez jádra vhodný, ale v některých případech mohou nastat chyby, které vedou k negativním důsledkům. Pokud například místo vodiče AVBbShv 4×240 zvolíte špatnou velikost, to znamená, že průměr je menší nebo větší, než je požadováno, může to ohrozit bezpečnost připojení nebo způsobit nepřiměřené finanční náklady na materiál.
Na jaké parametry si dát pozor při výběru průřezu vodiče?
Průřez VBBShv 4×50 se může výrazně lišit od průřezu jiných vodičů. Z tohoto důvodu je třeba před konečným výběrem vzít v úvahu všechny faktory. Mezi nimi:
- Velikost, trvání a výkon zatížení sítě;
- Jmenovitý proud;
- Napěťové prahy.
Musíte vědět nejen to, jak vybrat průřez kabelu, ale také vzít v úvahu další vlastnosti vodiče. Musí být odolný vůči vysokým teplotám, aby nedošlo k požáru v důsledku přehřátí nebo zkratu. Vodič VBBShV 4×120 a další modely musí být také vysoce odolné proti mechanickému poškození způsobenému náhodným nebo úmyslným nárazem.
Jak vybrat správný průřez kabelu závisí na podmínkách elektrické instalace, protože v různých případech se může míra vlivu vnějšího prostředí na vodič lišit.
Snížený průřez kabelu
Při plánování, jak vypočítat průřez kabelu pro napájení, je důležité vyhnout se záměrnému zmenšování průměru. Tento přístup eliminuje riziko situace nebezpečné pro lidské zdraví a život. Při podcenění průřezu se vodič vlivem vysoké proudové hustoty neustále přehřívá.
V takových případech je izolační vrstva vodiče VBBShV 4×70 nebo vodiče jiné standardní velikosti rychle zničena, což vede ke zkratu. To může vést k poruše drahého vybavení, požáru a úrazu elektrickým proudem obsluhy. Pokud je u VBBShV 4×240 instalováno automatické vypínací zařízení, bude pravidelně vypínat kvůli přetížení, což způsobí určité nepříjemnosti v provozu.
Zvětšený průřez kabelu
Ceny kabelových a drátěných výrobků se výrazně liší v závislosti na vlastnostech modelu a důležitou roli hraje průřez. Když budete vědět, jak vybrat kabel na základě napájení, můžete se vyhnout nadměrným nákladům. Modely s větším průřezem žil mají vyšší cenu, takže při zařizování elektroinstalace v bytě či jiných zařízeních byste měli objektivně posoudit své současné i potenciální potřeby.
V některých případech, pokud vyvstane otázka, jak zvolit průřez kabelu na základě výkonu, je vhodné instalovat kabeláž s určitou rezervou. To bude stát více, ale pokud se zatížení sítě zvýší, nebudete mít problémy.
Při použití vodiče většího průřezu, pokud nastavíte automatické vypínání, dojde k přetížení následujících vedení a váš jistič nebude fungovat.
Provádění výpočtů
Před zahájením instalačních prací se musíte seznámit s tím, jak vypočítat průřez kabelu pro zátěž, abyste vybrali vodič s určitým výkonem. Jeho hodnota by neměla být nižší než hodnota zařízení připojeného k síti. Existují tři hlavní způsoby výpočtu:
Výpočet výkonu
Nejjednodušší je přijít na to, jak vybrat průřez kabelu podle výkonu. V tomto případě nás zajímá celkové zatížení vstupního kabelu. Nejprve musíte určit a shrnout indikátory napájení zařízení spotřebovávajících proud. Tyto informace jsou uvedeny na těle zařízení nebo v jeho technickém listu.
Po sečtení se celkový výkon vynásobí 0,75. Tento faktor se uplatňuje, protože všechna existující zařízení v objektu nejsou obvykle připojena k síti současně. Při výpočtech je také nutné vzít v úvahu ztráty napětí v napájecí síti. Konečnou volbu ve prospěch ASBL-10 3×240 nebo jiného standardního rozměru vám pomůže speciální tabulka, která ukazuje výpočty průřezu kabelů s různým počtem žil při položení ve vzduchu nebo v zemi.
Výpočet průměru podle proudu
Mnoho řemeslníků se zajímá o to, jak vypočítat aktuální průřez kabelu. Tato metoda poskytuje přesnější výsledky než předchozí. Výpočet průměru na základě proudového zatížení bere v úvahu proud procházející vodičem.
Pro jednofázovou síť použijte vzorec: I = P/(U ∙cosφ)
P – výkon zátěže, U – síťové napětí (220 V).
Je také nutné vzít v úvahu podmínky elektroinstalace a přidat 5 A k aktivní proudové zátěži, aby se eliminovalo možné přetížení při zapnutí přídavných zařízení. Pokud si nejste jisti, že ruční výpočet byl proveden správně, měli byste k určení průřezu kabelu použít speciální online kalkulačku.
Při výpočtu podle proudu se bere v úvahu i teplota ohřevu vodiče při průchodu proudu. VVGng-LS 3×1.5 a vodiče jiných standardních velikostí mají maximální přípustnou teplotu ohřevu jádra, která závisí na typu vodiče, izolačním materiálu a způsobu instalace. Teplota při běžném provozu je zpravidla 70 °C, v nouzovém režimu 80 °C a při zkratu 120 °C.
Když se kabel zahřeje, teplo se odvádí ven, aby se zabránilo přehřátí. V tomto ohledu hodně záleží na prostředí, jeho složení a vlhkosti. Při pokládání vzduchem a v zemi se výkon bude výrazně lišit.
Například při pokládání sítě pod zem je výkop naplněn jílem, aby se zvýšila tepelná vodivost půdy. Pokud jsou vodiče položeny vzduchem, jeho tepelná vodivost je nízká, takže proudové zatížení by mělo být sníženo.
Další důležitou nuancí je zhoršení izolačních vlastností kabelu VVGng-LS 3×2.5 a dalších typů, což je způsobeno postupným vysycháním izolační vrstvy.
Výpočet podle délky
Velmi důležitá je také otázka, jak vypočítat průřez kabelu po délce. To je způsobeno poklesem napětí v síti, protože část energie se spotřebuje na vytápění. Tepelnými ztrátami se ke spotřebiteli dostane méně tepla, než tomu bylo na začátku linky.
Vodič tedy musí být vybrán nejen podle průřezu žil, ale také s ohledem na vzdálenost, na kterou se plánuje přenos napětí. Čím větší jsou aktivní zátěže, tím více proudu protéká kabelem, ale také se zvýší tepelné ztráty.
Pokud se napětí sníží, okamžitě to ovlivní činnost zařízení spotřebovávajících proud umístěných dále než ostatní. Například, pokud mluvíme o osvětlovacích zařízeních, pak bude okamžitě patrné, že žárovky umístěné daleko od zdroje hoří slabě, což obecně zhoršuje kvalitu osvětlení objektu.
Správný výpočet průřezu drátu podél délky pomůže vyhnout se takovým problémům. V první řadě je nutné vzít v úvahu energetické potřeby spotřebitele nacházejícího se v nejvzdálenější oblasti, která je ve vzorci označena písmenem L.
Je nutné vypočítat, jaká je ztráta napětí v sekci L. Výpočet se provádí pomocí následujícího vzorce:
∆U = (Pr + Qx)L/U,
kde P a Q jsou činný a jalový výkon, rax jsou činný a jalový odpor sekce L a U je jmenovitá hodnota napětí, při které je dosaženo normálního provozu zařízení.
Přípustné hodnoty ∆U pro normální provoz silových obvodů a obytných osvětlovacích systémů by neměly překročit ±5 %. U osvětlení průmyslových staveb a veřejných budov se toto číslo pohybuje od +5 % do -2,5 %.
Spojovací zařízení
Při nastavování elektrické sítě se k ní mohou spotřebitelé připojit různými způsoby. Zátěž můžete rozložit rovnoměrně podél linky nebo vytvořit spojení na konci sítě. Možností, kterou lze také použít, je instalace dvou vedení, z nichž jedno má rovnoměrně rozložené zatížení a je připojeno k druhému.