Jak vypočítat průřez kabelu spotřebou energie

Při sestavování domácí elektrické sítě je nutný přesný výpočet průřezu kabelu. Nesprávné výpočty povedou ke koupi krátké nebo tenké příležitosti, která se zahřeje. To může způsobit požár a hromadění statického proudu na povrchu domácích spotřebičů.

Jaký je výpočet průřezu kabelu?

Elektrická síť bytu nebo domácnosti musí být ekonomická, bezpečná a spolehlivá. Aby se zabránilo vlivu elektřiny na osobu a samotnou místnost, je nutné vypočítat optimální průřez vodiče.

Nedostatek výpočtů představuje riziko prasknutí, deformace vedení, což způsobí zkrat nebo úraz elektrickým proudem. Malá průřezová plocha zvýší napětí vodičů. To způsobí jejich přehřátí.

Velká plocha průřezu je bezpečnější, ale utratí se více peněz. Pečlivé výpočty pomohou zajistit nepřetržitý provoz sítě a finanční úspory.

Co ovlivňuje zahřívání vodičů

Při používání domácích spotřebičů je zapojení velmi často zahříváno. K přehřátí dochází v důsledku několika faktorů:

• Nesprávný výběr průřezu vodiče. Čím silnější kabel má jádro, tím více proudu přenáší bez přehřátí. Potřebné parametry zjistíte označením výrobku nebo po měření posuvným měřítkem.
• Nesoulad výrobních materiálů. Měděný drát přenáší napětí lépe, liší se malým odporem. Žíly vyrobené z hliníku s vysokým odporem se více zahřívají.
• Počet jader. Silný vodič s jedním jádrem se vyznačuje vysokou přenosovou silou proudu. Vícejádrové úpravy jsou flexibilní, ale mají nižší konečný proud pro přenos energie.
• Specifika instalace. Při těsné instalaci v potrubí se kabely ohřívají více než při otevřeném zapojení.
• Vlastnosti izolace. Levné materiály s nízkou kvalitou izolace jsou nestabilní vůči deformacím a teplotním vlivům.

Nízká elektrická vodivost hliníkových vodičů poskytuje větší průřez ve srovnání s mědí.

Jak se vypočítává spotřeba energie?

Na základě PUE v bytě a domě je možné organizovat měděné nebo hliníkové rozvody. Před položením a nákupem spotřebního materiálu je vhodné vypočítat optimální průřez kabelu podle spotřeby energie. Uživatel bude potřebovat:

1. Vytvořte seznam všech domácích spotřebičů v bytě.
2. Připojte jeho sílu na každou jednotku (je uvedeno na štítku nebo v návodu).
3. Sečtěte všechna čísla.
4. Identifikujte vzácný, periodický a trvalý typ zařízení.
5. Sečtěte výkonovou konstantu a pravidelně ji zapněte.
6. Nastavte přibližnou dobu nabíjení a indikátor napětí.
7. S koeficientem 70% (0,7) vypočítejte tloušťku vodiče.

V tabulce je uvedena hodnota výkonu domácích spotřebičů.

Typ zařízení	Power, W
Rychlovarná konvice	1000-2000
Trouba	2500
Elektrický sporák	2000-4500
Lednička	200-1000
Myčka	2000
Pračka	2000-2500
Kotel	1100-2000
Vysavač	1500-2000
televize	70-200
Žehlička	2000
Mikrovlnná trouba	800
PC	250-600
Osvětlení	500
Mixér	2500-4000
Fén	400-1800
Fanoušek	1000-2000
Klimatizace	1200-3000

Hodnota napětí v třífázové síti je 380 V, v jednofázové síti - 220 V.

Funkce výpočtu výkonu skrytých kabelů

Pokud projekt naznačuje možnost pokládky skrytých vodičů, musí být průměr a parametry kabelové sekce zakoupeny s rezervou. K ukazateli získanému po výpočtu se přidá 20-30%. Tyto výpočty vylučují zahřívání vodičů ve stísněných prostorech s minimálním přístupem vzduchu.

Pokud je v uzavřených kanálech uloženo více vodičů, jejich tloušťka se zvyšuje o 40%. Každý produkt je umístěn do samostatné vlnité trubky pro další ochranu před přehřátím.

Jak vypočítat průřez kabelu výkonem

Pro výpočet bytového drátu podle indikátorů napájení pro třífázovou síť se použije vzorec I = P / (U * 1,73), kde

• P - síla, W;
• U je napětí, V;
• I - aktuální, A.

V nezávislých výpočtech je nutné vzít v úvahu materiál jader, maximální spotřebu energie a napětí v síti.

Maximální spotřeba energie

Pro přesnou hodnotu potřebujete vědět, kolik energie každé zařízení spotřebuje. Poté se indikátory sečtou a vypočte se průměrná hodnota. K získání plné hodnoty se přidá dalších 5%.

Materiál vodiče

Bytový řetězec se skládá ze dvou typů vodičů:

• Hliník - levné materiály pro pokládání sítí ve výšce. Kov neoxiduje, ale pro rovnoměrné rozložení zátěže se vyplatí zastavit váš výběr na drátu s velkým průřezem.
• Měď - silná, odolná, s dobrou elektrickou vodivostí. Zajistěte jednotné napájení každého spotřebitele. Pokud má dům starý rozvaděč nebo transformátor, jsou vodiče spojeny třetím kovem.

PUE říká, že standardní zátěž sítě, kterou elektřina prochází do obytných a průmyslových budov, je 25 A. Optimální část můžete vybrat ze souhrnné tabulky.

Tabulka 1. Závislost průřezu měděného drátu na výkonu a proudu

Průřez drátu, mm2	Napětí 220 V		Napětí 380 V
	Proud, A	výkon, kWt	Proud, A	výkon, kWt
1,5	19	4,2	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. Závislost průřezu hliníkového drátu na výkonu a proudu

Průřez drátu, mm2	Napětí 220 V		Napětí 380 V
	Proud, A	výkon, kWt	Proud, A	výkon, kWt
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	39	25,7
16	60	13,2	55	36,3
25	85	18,7	70	46,2
35	100	22	85	70
50	135	29,7	110	72
70	165	36,3	140	92,4
95	200	44	170	112,2
120	230	50,6	200	132,2

Jak správně vypočítat další ukazatele

Při pokládání elektrických komunikací je užitečné pochopit závislost průřezu na síle proudu, délce materiálu, napětí a zátěži. Tato kritéria musí být založena na výběru.

Proud

Velikost proudu procházejícího vodičem při pokojové teplotě závisí na šířce, délce, odporu a teplotě. V bytech a domech se měděný drát nejčastěji používá, proto se při výběru průřezů řídí údaji PUE.

Sekce mm2	Proud, A podle typu těsnění
	otevřeno	Jedna trubka
		2 jednojádrové	3 jednojádrové	4 jednojádrové	1 dvojče	1 tříjádrový
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	21
2,5	30	27	25	25	25	24
3	34	32	28	26	28	24
4	41	38	35	30	22	27

Chcete-li nainstalovat konkrétní zařízení, vyplatí se objasnit jeho současnou sílu a porovnat indikátor s údaji v tabulce. Pokud neexistuje žádná hodnota, řídí se velkou hodnotou. Tím se zabrání zapálení kabelu při maximálním zatížení.

Podle délky

V případě vysoké spotřeby proudu byste měli zvolit krátký materiál. Nadměrná délka povede ke ztrátě kvality přenosu energie - napětí v jednotlivých sekcích „skočí“. Závislost průřezu na vzdálenosti k napájecímu bodu je předepsána v normativní tabulce.

Power, W	Proud, A	1,5 mm2	2,5 mm2	4 mm2	6 mm2
500	2,5	100 m	165 m	265 m	395 m
1000	4,6 m	30 m	84 m	135 m	200 m
1500	6,8 m	33 m	57 m	90 m	130 m
2000	9 m	25 s	43 m	68 m	100 m
2500	11,5 m	20 m	34 m	54 m	80 m
3000	13,5 m	17 m	29 m	45 m	66 m
3500	16 m	14 m	24 m	39 m	56 m
4000	18 m	–	21 m	34 m	49 m
4500	20 m	–	19 m	30 m	44 m

Hodnota získaná při výběru musí být zvýšena o 15 cm - rozpětí pro přepínání krimpováním, svařováním nebo pájením.

Podle zatížení

Pro třífázovou síť je charakteristické trojnásobné zvýšení momentu zatížení.V režimu symetrického napětí nastane dvojitý skok v zátěži, protože proud nulového vodiče je nulový. Přesná data jsou uvedena v tabulce.

Rozdíl napětí,%	Průřez zatížení momentem
	1,5	2,5	4	6
1	108	180	288	432
2	216	360	576	864
3	324	540	864	1296
4	432	720	1152	1728
5	540	900	1440	2160

Výpočet průřezu drátu pro zátěž poskytuje součinitel součinnosti 0,75 a lze jej provést matematicky:

1. Sestavuje se seznam domácích spotřebičů.
2. Na základě dokumentace nebo tabulky je uveden jmenovitý výkon.
3. Zjišťuje se schopnost obsluhovat zařízení při jediné zátěži.
4. Korekční faktor pro dobu použití za den se vypočítá jako procento ze 24 hodin pro každé zařízení.
5. Jmenovitý výkon zařízení se vynásobí korekčním faktorem.
6. Všechna data jsou shrnuta.
7. Hodnota v tabulce je nalezena a je k ní přidáno dalších 15%.

Jak výrobci uvádějí průměry, přidává se dalších 5%.

Napětí

Pokud plánujete položit kabel na velkou vzdálenost, je třeba vzít v úvahu rizika úbytku napětí. Indikátor je ovlivněn:

• délky vodičů - se zvyšujícím se poklesem napětí;
• průřezová plocha - se zvyšujícím se poklesem napětí;
• vodivost - standardní velikost 1 mm2 / 1 m.

Pokles napětí se rovná aktuálnímu násobku odporu. Ukazatel se počítá takto:

1. Proud se vypočítá podle vzorce I = P / (U * cosφ). Hodnota Cosf pro napájení domácnosti je 1.
2. Na základě tabulek PUE je nastaven aktuální průřez drátu.
3. Vypočítá se celkový odpor vodiče. Používá se vzorec R® = ρ * l / S, kde ρ je odpor materiálu, l je délka vodiče, S je plocha průřezu. Celková hodnota odporu při průchodu proudu ke spotřebiteli a naopak se zvyšuje o 2.
4. Úbytek napětí se zjistí podle vzorce ΔU = I * R.
5. Vypočítá se procentuální pokles napětí voltageU / U.

Pokud je výsledek větší než 5%, vybere se kabel s velkým průřezem.

Podle hustoty proudu

Měděné materiály o průřezu 1 mm2 mají průměrnou proudovou hustotu 6-10 A. Proudy tohoto proudu proudí bez přehřívání nebo pálení izolace. Podle PUE musí být přidáno dalších 40% k ochraně skořápek.

Limit 6 A zajišťuje provoz elektroinstalace bez ohledu na čas. Horní mez 10 A označuje přípustné krátkodobé zatížení. Se vzrůstem proudové síly až na 12 A se také zvyšuje její hustota, což vede ke spálení izolace.

Drátovým značením

Zapojení bytu se provádí pomocí kabelů VVG-ng a VVG. První není vystaven ohni, určený pro vnitřní, pozemní a venkovní práce. Materiál je k dispozici se 2 až 4 jádry, každý o průřezu od 1,5 do 35 mm2.

Odborníci se domnívají, že pro bodové osvětlení stačí kabel s průřezem 0,5 mm², pro lustr - 1,5 mm², pro zásuvková zařízení - 2,5 mm².

Jak zvolit průřez vodiče

Při výběru správného průřezu vodiče je třeba zvážit délku komunikace, způsob jejich uspořádání, vlastnosti strojů.

Podle typu zapojení

Podle umístění je zapojení skryté a otevřené. V bytech je druhá možnost častěji instalována pokládáním měděného kabelu do brány. Chcete-li vybrat její sekci, řídí se údaji tabulky.

Power, W	Aktuální síla, A	Měděný vodič
		Plocha řezu, mm2	Průměr mm
100	0,43	0,09	0,33
200	0,87	0,17	0,47
300	1,3	0,26	0,58
400	1,74	0,35	0,67
500	2,17	0,43	0,74
750	3,26	0,65	0,91
1000	4,35	0,87	1,05
1500	6,52	1,3	1,29
2000	8,7	1,74	1,49
2500	10,87	2,17	1,66
3000	13,04	2,61	1,82
3500	15,22	3,04	1,97
4000	17,39	3,48	2,1
4500	19,57	3,91	2,23

Vypořádání prostřednictvím internetu

Abychom neztráceli manuální počítání času, můžete vypočítat parametry kabelové sekce online. Do polí kalkulačky budete muset zadat:

• typ proudu - střídavý nebo konstantní;
• materiál vodičů - měď nebo hliník;
• zatížení energie - součet výkonu všech zařízení hodených na 1 vodič;
• jmenovité napětí sítě;
• pro střídavý proud - napájecí systém, jednofázový nebo třífázový systém, účiník 1 pro byt;
• technologie správy kabelů - otevřená nebo skrytá;
• počet zatěžovacích vodičů - 2, 3,4 se samostatnou izolací nebo celkem 2-3; u stejnosměrného systému se všechny dráty považují za střídavý s jedinou fází - nula a fáze, za střídavý s třemi fázemi - pouze za fázi;
• délka kabelu v metrech;
• procento povoleného poklesu napětí.

Získaná hodnota je indikativní, bude nutné ji koordinovat s odborníky a regulatorními požadavky.

Žádné kalkulačky nebo tabulky

Pro přesnost výběru průřezu je třeba komplexně využívat teoretické i skutečné výpočty. Potřeby kupujícího:

• podívejte se na kabelovou vložku o průřezu;
• změřte průměr jádra posuvným měřítkem nebo mikrometrem;
• vypočítat plochu průřezu pomocí vzorce S = (z · π · d 2) / 4 (3), kde S je plocha průřezu; z je počet jader (pro jednožilový drát z = 1); d je průměr.

Správný výběr průřezu vodiče zajistí spolehlivost a kvalitu pokládky elektrického vedení v bytě. Tyto tabulky a vzorce v praxi pomáhají řídit práci elektrikářů a ověřovat jejich výsledky výpočtu vlastními silami.