Tabulka průřezů kabelů podle výkonu a proudu: výpočet a výběr průřezu žil drátu
Při opravách a projektování elektrických zařízení je nutné zvolit správné vodiče. Můžete použít speciální kalkulačku nebo referenční knihu. K tomu však potřebujete znát parametry zatížení a vlastnosti kladení kabelů.
Proč potřebujete vypočítat průřez kabelu?
Pro elektrické sítě platí následující požadavky:
- bezpečnost;
- spolehlivost;
- ekonomiku.
Pokud je vybraná plocha průřezu drátu malá, bude proudové zatížení kabelů a drátů velké, což povede k přehřátí. V důsledku toho může dojít k mimořádné události, která poškodí všechna elektrická zařízení a stane se nebezpečnou pro život a zdraví lidí.
Pokud instalujete vodiče s velkou plochou průřezu, je zajištěno bezpečné použití. Z finančního hlediska však dojde k překročení nákladů. Správná volba průřezu vodiče je klíčem k dlouhodobému bezpečnému provozu a racionálnímu využití finančních prostředků.
Správnému výběru vodiče je věnována samostatná kapitola v PUE: „Kapitola 1.3. Výběr vodičů na základě ohřevu, ekonomické hustoty proudu a podmínek korony.“
Průřez kabelu se vypočítá na základě výkonu a proudu. Podívejme se na příklady. Chcete-li zjistit, k čemu je potřeba tloušťka drátu 5 kW, budete muset použít tabulky PUE (“Pravidla pro instalaci elektrických instalací“). Tento adresář je regulační dokument. Uvádí, že výběr průřezu kabelu se provádí podle 4 kritérií:
- Napájecí napětí (jednofázové nebo třífázové).
- Materiál vodiče.
- Zatěžovací proud měřený v ampérech (А), nebo výkon – v kilowattech (kW).
- Umístění kabelu.
V PUE není žádný význam 5 kW, takže musíte vybrat další větší hodnotu – 5,5 kW. Pro instalaci v bytě je dnes nutné použít měděný drát. Ve většině případů se instalace provádí vzduchem, takže z referenčních tabulek je vhodný průřez 2,5 mm². V tomto případě bude maximální přípustné proudové zatížení 25 A.
Čtěte také: Jaký je rozdíl mezi analogovým signálem a digitálním signálem – příklady použití
Výše uvedená referenční kniha také reguluje proud, pro který je vstupní jistič navržen (VA). Podle “Pravidla pro elektroinstalace“, při zátěži 5,5 kW by měl být proud VA 25 A. Dokument uvádí, že jmenovitý proud vodiče, který je vhodný pro dům nebo byt, by měl být o jeden stupeň vyšší než u VA. V tomto případě je po 25 A 35 A. Poslední hodnotu je třeba brát jako vypočítanou. Proud 35 A odpovídá průřezu 4 mm² a výkonu 7,7 kW. Tím je výběr průřezu měděného drátu podle výkonu dokončen: 4 mm².
Chcete-li zjistit, k čemu je potřeba tloušťka drátu 10 kW, použijme znovu referenční knihu. Pokud uvažujeme případ otevřeného vedení, musíme se rozhodnout pro materiál kabelu a napájecí napětí.
Například, pro hliníkový drát a napětí 220 V bude nejbližší vyšší výkon 13 kW, odpovídající průřez je 10 mm²; pro 380 V bude výkon 12 kW a průřez 4 mm².
Vybírejte podle síly
Před výběrem průřezu kabelu na základě výkonu je třeba vypočítat jeho celkovou hodnotu a vytvořit seznam elektrických spotřebičů umístěných na území, ke kterému je kabel položen. Na každém zařízení musí být uveden výkon odpovídající měrné jednotky: W nebo kW (;1 kW = 1000 W). Poté budete muset sečíst výkon všech zařízení a získat celkový počet.
Pokud vyberete kabel pro připojení jednoho zařízení, stačí pouze informace o jeho spotřebě energie. Průřezy vodičů můžete vybrat na základě výkonu v tabulkách PUE.
Tabulka 1. Výběr průřezu vodiče na základě výkonu pro kabely s měděnými vodiči
| Průřez vodiče, mm² | Pro kabel s měděnými vodiči | |||
| Napětí 220V | Napětí 380V | |||
| Proud, A | Výkon, kW | Proud, A | Výkon, kW | |
| 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 |
Tabulka 2. Výběr průřezu vodiče na základě výkonu pro kabely s hliníkovými vodiči
| Průřez vodiče, mm² | Pro kabel s hliníkovými vodiči | |||
| Napětí 220V | Napětí 380V | |||
| Proud, A | Výkon, kW | Proud, A | Výkon, kW | |
| 2,5 | 20 | 4,4 | 19 | 12,5 |
| 4 | 28 | 6,1 | 23 | 15,1 |
| 6 | 36 | 7,9 | 30 | 19,8 |
| 10 | 50 | 11,0 | 39 | 25,7 |
| 16 | 60 | 13,2 | 55 | 36,3 |
| 25 | 85 | 18,7 | 70 | 46,2 |
| 35 | 100 | 22,0 | 85 | 56,1 |
| 50 | 135 | 29,7 | 110 | 72,6 |
| 70 | 165 | 36,3 | 140 | 92,4 |
| 95 | 200 | 44,0 | 170 | 112,2 |
| 120 | 230 | 50,6 | 200 | 132,2 |
Kromě toho musíte znát síťové napětí: třífázové odpovídá 380 V a jednofázové – 220 V.
PUE poskytuje informace pro hliníkové i měděné dráty. Obojí má své výhody i nevýhody. Výhody měděných drátů:
- vysoká pevnost;
- elasticita;
- odolnost proti oxidaci;
- elektrická vodivost je větší než u hliníku.
Nevýhodou měděných vodičů je jejich vysoká cena. V sovětských domech byly při stavbě použity hliníkové elektrické rozvody. Pokud tedy dojde k částečné výměně, je vhodné instalovat hliníkové dráty. Jedinou výjimkou jsou případy, kdy místo všech starých elektroinstalací (do rozvodné desky) je nainstalován nový. Pak má smysl používat měď. Je nepřijatelné, aby měď a hliník přicházely do přímého kontaktu, protože to vede k oxidaci. K jejich spojení se proto používá třetí kov.
Průřez vodiče můžete nezávisle vypočítat podle výkonu pro třífázový obvod. Chcete-li to provést, musíte použít vzorec: I=P/(U*1.73)Kde P — výkon, W; U — napětí, V; I – proud, A. Poté se z referenční tabulky vybere průřez kabelu v závislosti na vypočteném proudu. Pokud tam požadovaná hodnota není, vybere se nejbližší, která převyšuje vypočítanou.
Jak vypočítat podle proudu
Velikost proudu procházejícího vodičem závisí na délce, šířce, měrném odporu vodiče a na teplotě. Při zahřívání se elektrický proud snižuje. Referenční informace jsou uvedeny pro pokojovou teplotu (18 ° C). Pro výběr průřezu kabelu podle proudu použijte tabulky PUE (PUE-7 článek 1.3.10-1.3.11 PŘÍPUSTNÉ SOUVISLÉ PROUDY PRO VODY, ŠŇŮRY A KABELY S PRYŽOVOU NEBO PLASTOVOU IZOLACÍ).
Tabulka 3. Elektrický proud pro měděné dráty a šňůry s pryžovou a PVC izolací
| Průřez vodiče, mm² | Proud A pro položené vodiče | |||||
| otevřeně | v jedné trubce | |||||
| dvě jednojádrové | tři jednojádrové | čtyři jednojádrové | jedno dvoujádro | jedno tříjádrové | ||
| 0,5 | 11 | – | – | – | – | – |
| 0,75 | 15 | – | – | – | – | – |
| 1 | 17 | 16 | 15 | 14 | 15 | 14 |
| 1,2 | 20 | 18 | 16 | 15 | 16 | 14,5 |
| 1,5 | 23 | 19 | 17 | 16 | 18 | 15 |
| 2 | 26 | 24 | 22 | 20 | 23 | 19 |
| 2,5 | 30 | 27 | 25 | 25 | 25 | 21 |
| 3 | 34 | 32 | 28 | 26 | 28 | 24 |
| 4 | 41 | 38 | 35 | 30 | 32 | 27 |
| 5 | 46 | 42 | 39 | 34 | 37 | 31 |
| 6 | 50 | 46 | 42 | 40 | 40 | 34 |
| 8 | 62 | 54 | 51 | 46 | 48 | 43 |
| 10 | 80 | 70 | 60 | 50 | 55 | 50 |
| 16 | 100 | 85 | 80 | 75 | 80 | 70 |
| 25 | 140 | 115 | 100 | 90 | 100 | 85 |
| 35 | 170 | 135 | 125 | 115 | 125 | 100 |
| 50 | 215 | 185 | 170 | 150 | 160 | 135 |
| 70 | 270 | 225 | 210 | 185 | 195 | 175 |
| 95 | 330 | 275 | 255 | 225 | 245 | 215 |
| 120 | 385 | 315 | 290 | 260 | 295 | 250 |
| 150 | 440 | 360 | 330 | – | – | – |
| 185 | 510 | – | – | – | – | – |
| 240 | 605 | – | – | – | – | – |
| 300 | 695 | – | – | – | – | – |
| 400 | 830 | – | – | – | – | – |
Pro výpočet hliníkových drátů se používá tabulka.
Tabulka 4. Elektrický proud pro hliníkové dráty a šňůry s pryžovou a PVC izolací
| Průřez vodiče, mm² | Proud A pro položené vodiče | |||||
| otevřeně | v jedné trubce | |||||
| dvě jednojádrové | tři jednojádrové | čtyři jednojádrové | jedno dvoujádro | jedno tříjádrové | ||
| 2 | 21 | 19 | 18 | 15 | 17 | 14 |
| 2,5 | 24 | 20 | 19 | 19 | 19 | 16 |
| 3 | 27 | 24 | 22 | 21 | 22 | 18 |
| 4 | 32 | 28 | 28 | 23 | 25 | 21 |
| 5 | 36 | 32 | 30 | 27 | 28 | 24 |
| 6 | 39 | 36 | 32 | 30 | 31 | 26 |
| 8 | 46 | 43 | 40 | 37 | 38 | 32 |
| 10 | 60 | 50 | 47 | 39 | 42 | 38 |
| 16 | 75 | 60 | 60 | 55 | 60 | 55 |
| 25 | 105 | 85 | 80 | 70 | 75 | 65 |
| 35 | 130 | 100 | 95 | 85 | 95 | 75 |
| 50 | 165 | 140 | 130 | 120 | 125 | 105 |
| 70 | 210 | 175 | 165 | 140 | 150 | 135 |
| 95 | 255 | 215 | 200 | 175 | 190 | 165 |
| 120 | 295 | 245 | 220 | 200 | 230 | 190 |
| 150 | 340 | 275 | 255 | – | – | – |
| 185 | 390 | – | – | – | – | – |
| 240 | 465 | – | – | – | – | – |
| 300 | 535 | – | – | – | – | – |
| 400 | 645 | – | – | – | – | – |
Kromě elektrického proudu budete muset vybrat materiál vodiče a napětí.
Pro přibližný výpočet průřezu kabelu pro proud je třeba jej vydělit 10. Pokud výsledný průřez není v tabulce, pak je nutné vzít nejbližší větší hodnotu. Toto pravidlo je vhodné pouze pro případy, kdy maximální přípustný proud pro měděné vodiče nepřesahuje 40 A. Pro rozsah od 40 do 80 A musí být proud dělen 8. Pokud jsou instalovány hliníkové kabely, pak musí být dělen 6. Je to proto, že pro zajištění stejné zátěže je tloušťka hliníkového vodiče větší než tloušťka měděného vodiče.
Výpočet průřezu kabelu podle výkonu a délky
Délka kabelu ovlivňuje ztrátu napětí. Napětí na konci vodiče tak může klesnout a být nedostatečné pro provoz elektrického spotřebiče. U domácích elektrických sítí lze tyto ztráty zanedbat. Bude stačit vzít kabel o 10-15 cm delší. Tato rezerva bude použita pro spínání a připojení. Pokud jsou konce vodiče připojeny ke stínění, měla by být náhradní délka ještě větší, protože budou připojeny jističe.
Při pokládání kabelů na velké vzdálenosti je třeba počítat s poklesem napětí. Každý vodič je charakterizován elektrickým odporem. Tento parametr je ovlivněn:
- Délka vodiče, měrná jednotka – m Jak se zvyšuje, zvyšují se ztráty.
- Plocha průřezu, měřená v mm². Jak se zvyšuje, úbytek napětí klesá.
- Odpor materiálu (referenční hodnota). Ukazuje odpor drátu o rozměru 1 čtvereční milimetr na 1 metr.
Úbytek napětí je číselně roven součinu odporu a proudu. Je přijatelné, aby specifikovaná hodnota nepřesáhla 5 %. V opačném případě musíte vzít kabel s větším průřezem. Algoritmus pro výpočet průřezu vodiče na základě maximálního výkonu a délky:
- V závislosti na výkonu P, napětí U a koeficientu cosф proud zjistíme pomocí vzorce: I=P/(U*cosф). Pro elektrické sítě používané v každodenním životě, cosф = 1. V průmyslu se cosph počítá jako poměr činného výkonu k celkovému výkonu. Ten se skládá z činných a jalových sil.
- Pomocí tabulek PUE se určí aktuální průřez vodiče.
- Odpor vodiče vypočítáme podle vzorce: Ro=ρ*l/S, kde ρ je měrný odpor materiálu, l je délka vodiče, S je plocha průřezu. Je třeba počítat s tím, že kabelem protéká proud nejen jedním směrem, ale i zpět. Celkový odpor je tedy: R = Ro*2.
- Úbytek napětí zjistíme ze vztahu: ΔU=I*R.
- Určete pokles napětí v procentech: ΔU/U. Pokud získaná hodnota překročí 5 %, vyberte z referenční knihy nejbližší větší průřez vodiče.
Otevřená a uzavřená kabeláž
V závislosti na umístění je kabeláž rozdělena do 2 typů:
Dnes se v bytech instalují skryté rozvody. Ve stěnách a stropech jsou vytvořeny speciální výklenky pro uložení kabelů. Po instalaci vodičů se výklenky omítnou. Používají se měděné dráty. Vše je plánováno předem, protože v průběhu času, abyste vybudovali elektrické vedení nebo vyměnili prvky, budete muset povrchovou úpravu demontovat. Pro skryté dokončení se často používají dráty a kabely, které mají plochý tvar.
V otevřeném stavu jsou dráty instalovány podél povrchu místnosti. Výhodou jsou ohebné vodiče, které mají kulatý tvar. Snadno se instalují do kabelových kanálů a procházejí zvlněním. Při výpočtu zatížení kabelu se bere v úvahu způsob položení kabeláže.
Jaké jsou tam dráty – všechny typy kabelů a drátů
Výpočet a minimalizace úbytku napětí v kabelovém vedení
Určení plochy průřezu vodiče podle jeho průměru
Převod ampérů (A) na watty (W) a wattů (W) na ampéry (A): podrobný průvodce
Který drát je lepší použít pro elektroinstalaci v bytě a v soukromém dřevěném domě?
Která elektroinstalace je lepší – srovnání měděné a hliníkové elektroinstalace