Výpočet průřezu kabelu podle výkonu a délky zátěže pomocí kalkulačky – výpočet průřezu kabelu podle proudu online, pomocí vzorců, tabulek.
- Konfigurace
- Způsob platby
- Udržet
- Osvědčení
- materiály
- Widget pro webové stránky
- Komentáře
S naší kalkulačkou to zvládnete výpočet průřezu kabelu podle výkonu (zátěž) nebo proud, s přihlédnutím k délce vedení s minimální chybou. Hlavními indikátory jsou materiál vodiče (měď, hliník), napětí (220 V / 380 V) a zatížení / proud v obvodu. Způsob uložení kabelu ovlivňuje průřez vodiče – u uzavřených kabelů je vyžadován větší průřez, protože kov se více zahřívá kvůli omezenému přenosu tepla. Po provedení klasického výpočtu výkonu / proudu se provede dodatečný výpočet pro délku vodiče – z výsledné dvojice hodnot se vybere největší. Teoretické zdůvodnění výpočtu je uvedeno níže ve formě vzorců a tabulek. Možná vás bude zajímat pouze kalkulátor ztráty napětí.
Související regulační dokumenty:
- PUE-7 “Pravidla pro instalaci elektrických instalací”
- SP 76.13330.2016 “Elektrická zařízení”
- GOST R 50571.5.52-2011 / IEC 60364-5-52:2009 „Nízkonapěťové elektrické instalace. Výběr a montáž elektrozařízení»
- GOST 31946-2012 “Samonosné izolované a chráněné vodiče pro nadzemní elektrické vedení”
GOST 31947-2012 “Dráty a kabely pro elektrické instalace pro jmenovité napětí do 450/750 V”
Jak vypočítat průřez kabelu podle výkonu?
První krok. Vypočítá se celkový výkon všech elektrických spotřebičů, které lze připojit k síti:
- P1, P2 .. – výkon elektrických spotřebičů, W;
- Kс – faktor poptávky (pravděpodobnost současného provozu všech zařízení), standardně se rovná 1.
Druhý krok. Poté se určí jmenovitý proud v obvodu:
- Psoučet – celkový výkon elektrických spotřebičů;
- U – napětí v síti;
- cos ϕ – účiník (charakterizuje ztráty výkonu), výchozí je 0.92.
Třetí krok. V poslední fázi se použijí tabulky podle PUE (Pravidla elektrické instalace).
Tabulka průřezů měděných kabelů podle proudu podle PUE-7
| Průřez vodiče, mm 2 | 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 | – | – | – | – | – |
Tabulka průřezu hliníkového kabelu pro proud podle PUE-7
| Průřez vodiče, mm 2 | 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 | – | – | – | – | – |
V 7. vydání Electrical Code žádné tabulky průřezů kabelů podle výkonu, k dispozici jsou pouze aktuální údaje. Při výpočtu sekcí podle tabulek zatížení na internetu tedy riskujete, že dostanete nesprávné výsledky.
Výběr průřezu kabelu podle síly proudu
První krok. Výpočet se provádí přesně stejným způsobem, to znamená, že se nejprve vypočítá celkový výkon všech elektrických spotřebičů, které lze připojit k síti:
- P1, P2 .. – výkon elektrických spotřebičů, W;
- Kс – koeficient odběru (pravděpodobnost současného provozu všech zařízení), standardně se rovná 1.
Druhý krok. Poté se určí jmenovitý proud v obvodu (pro stejnosměrný a střídavý proud (1-fázový / 3-fázový), v tomto pořadí):
- Psoučet – celkový výkon elektrických spotřebičů;
- U – napětí v síti;
- cos ϕ – účiník (charakterizuje ztráty výkonu), výchozí je 0.95.
Třetí krok. V poslední fázi se používají stejné tabulky podle PUE (Pravidla elektrické instalace), které jsou uvedeny výše.
Výpočet průřezu kabelu po délce
První krok. Nejprve se určí jmenovitý proud v obvodu:
- Psoučet – celkový výkon elektrických spotřebičů;
- U – napětí v síti;
- cos ϕ – účiník (charakterizuje ztráty výkonu), výchozí je 0.95.
Druhý krok. Poté se vypočítá odpor vodiče:
- dU – ztráta napětí, ne méně než 1 % (0.01) a ne více než 10 % (0.1);
- I – síla proudu.
Třetí krok. Průřez vodivého jádra se vypočítá podle vzorce:
Při připojování elektrických spotřebičů k napájecí síti je jednou z hlavních podmínek výběr kabelu nebo vodiče vhodného průřezu. Někdy se ale stane, že už nějaký druh dirigenta máte a nejste si jisti, zda je vhodný pro konkrétní úkol.
Pokud ke kabelu připojíte příliš velkou zátěž, bude se zahřívat a může se dokonce přehřát. To způsobí roztavení izolace, což může vést ke zkratu, úrazu elektrickým proudem a požáru. To vyvolává otázku: “Jak víte, kolik energie kabel nebo drát vydrží?” Pojďme to zjistit!
Co ovlivňuje přípustný výkon?
Okamžitě stojí za zmínku, že průřez a výkon kabelu spolu v zásadě nesouvisí. U vodiče hraje rozhodující roli přípustný trvalý proud. Tyto hodnoty jsou popsány v PUE sekci 1, kapitola 1.3. Faktem je, že když vydrží proud 16A, tak v síti 220V je to 3.5 kW, pro 380V 10 kW a v síti 12V jen 192W. Proto je rozumné mluvit o přípustném výkonu pro kabel pouze v kontextu známého napětí.
Chcete-li převést kilowatty na watty, jednoduše vydělte kW číslem 1000.
Chcete-li převést watty na ampéry, musíte vydělit watty napětím ve voltech.
A pro třífázovou síť pak vydělte 1.73 (odmocnina ze 3) a CosФ.
CosФ je účiník, uvedený na štítku umístěném na těle většiny elektrických spotřebičů.
Tabulka průřezů vodičů a přípustného proudu
Existují speciální tabulky, které popisují shodu průřezu kabelu, proudu, napětí a výkonu. Ale informace v nich nejsou vždy platné pro výběr kabelu.
Pokud pro výpočty bytového elektrického vedení, kde délka vedení zřídka přesahuje 15-20 metrů mezi extrémními body a okolní teplota je obvykle asi 20-25 stupňů, stále to platí.
Představme si však situaci, kdy se chystáte instalovat plot na místě soukromého domu a při jeho instalaci budete muset použít elektrické nářadí a svařovací stroj, také míchačku na beton a kromě toho teplo venku v Slunce má hodně přes 30 stupňů Celsia. Pak potřebujete dobrou prodlužovací šňůru pro připojení v garáži nebo v domě a budete pracovat po celém obvodu pozemku.
Myslím, že je to pro vás známá situace.
Všechny výše uvedené zahrnovaly řadu faktorů ovlivňujících, jakou sílu kabely vydrží, jmenovitě:
2. Teplota prostředí a samotného vodiče.
Oba faktory ovlivňují odpor kabelu, který zase ovlivňuje ztrátu výkonu a zahřívání vodiče. Zvolíte-li vodič s příliš malým průřezem pro tento výkon, pak při zátěži bude napětí na jeho konci klesat. Je nežádoucí připustit ztráty vyšší než 3-5%. Ve světelných obvodech je přijatelný 10% pokles napětí.
Jak souvisí odpor, délka, materiál, teplota?
Odpor vodiče je určen vzorcem
Kde Po je měrný odpor kovu Ohm*sq.mm/m, L je délka v metrech, S je plocha průřezu v metrech čtverečních. mm.
Například měrný odpor Po mědi je 0.018 a měrný odpor hliníku 0.029. V tabulce výše jste tedy mohli vidět, že při stejném průřezu měděný vodič vydrží více proudu než hliníkový. Je to kvůli ztrátám, o nich budeme hovořit níže.
Také ve vzorci jsou další dvě veličiny – délka a plocha průřezu. Čím delší je délka a čím menší je plocha průřezu, tím větší je odpor. V souladu s tím se se zvětšováním průřezu při konstantní délce odpor snižuje, rovněž se zmenšováním délky.
Existuje zajímavá analogie s dálnicí: čím více pruhů je pro provoz v jednom směru, tím rychleji auta jedou, a pokud jede hodně aut (silnoproud) a v každém směru je jen jeden pruh, tak bude tlačit v dopravní zácpě.
V kovech se s rostoucí teplotou zvyšuje i odpor a odpovídajícím způsobem se snižuje vodivost.Pro zjednodušení je to způsobeno tím, že při zahřívání se částice v kovu a nosiče náboje začnou chaoticky pohybovat, a proto častěji narážejí.
ztráta
Shrňme si, na čem ztráty závisí:
1. Materiál kabelu (hliník nebo měď).
3. Plocha průřezu.
4. Okolní teplota.
5. Položení několika kabelů do jedné trubky. V tomto případě nejsou podmínky pro jejich chlazení a kromě toho se teploty sousedních kabelů navzájem nejhorším způsobem ovlivňují.
Kabel je třeba volit tak, aby vzniklé ztráty byly co nejmenší. Ideálně do 3-5 %. V krajním případě, pokud nejsou jiné možnosti, pak až 10 %. Ostatně při síťovém napětí 220 voltů je již 10% ztrát 22V a výstupu 192V, pokud není síť již vybitá. A při proudu minimálně 10A je to 220W ztrát jen na drátech. To je popsáno v GOST 721 a GOST 21128.
Sekce
Přejděme k podstatě otázky „Jak zjistit výkon, který kabel vydrží? Na základě výše uvedeného by měl být určen průřez vodiče. K tomu je třeba změřit jeho průměr. Pohodlnější a rychlejší je to udělat pomocí posuvného měřítka. Tato metoda je vhodná pro jakékoli sekce a dráty.
Pokud má drát jednovodičové (monolitické) jádro, pak stačí změřit jeho průměr. Pokud je jádro ohebné, vícežilové, změřte průměr jednoho drátu, zjistěte jeho plochu a vynásobte ji celkovým počtem žil v drátu. Takto se zjistí celkový průřez kabelů a vodičů.
Chcete-li vypočítat průřez podle průměru, musíte jej odmocnit a vynásobit 0.785.
Jak změřit průměr kabelu pravítkem?
U tlustých kabelů není žádný zvláštní problém, stačí k jádru připojit pravítko, ale u tenkých kabelů to nebude fungovat. Použijte proto následující metodu.
Je třeba pevně omotat 10 závitů drátu kolem šroubováku nebo jiného podlouhlého předmětu a poté změřit délku výsledné spirály pravítkem a vydělit ji počtem závitů. Chcete-li určit průřez tenkého jádra z vícevodičového jádra, budete muset navinout více závitů 30-50, aby bylo měření pohodlnější.
Když již znáte průřez vodičů kabelu, můžete se podívat na tabulku a zjistit jeho přípustný proud. Pokud vedení není dlouhé (do 10 metrů) a proud je větší než proud zamýšlené zátěže, pak jej můžete bezpečně používat.
Jak zjednodušit výpočty?
Abyste se vyhnuli výpočtům ztrát a průřezů, můžete použít online kalkulačky nebo aplikace pro chytré telefony, zejména proto, že fungují offline a jsou vždy s vámi. Například pro uživatele operačního systému Android existuje aplikace „Mobile Electrician“, která má následující funkce:
1. Výpočet odporu vodiče se známým materiálem, průřezem, délkou a teplotou.
2. Výpočet délky vodiče se známým odporem, teplotou a průřezem.
3. Výpočet průřezu pro známou délku, napětí, dovolené ztráty, materiál jádra, proud a teplotu.
4. Výpočet maximální délky vodiče při známé: napětí, dovolené ztráty, materiál jádra, proud a teplota. A další.
Umožní vám odhadnout přípustný výkon a vybrat správný vodič pro konkrétní výkon.
Kromě této aplikace existují další, zkontroloval jsem, co ve své práci používám.
Závěr
Pojďme si to shrnout. Chcete-li zjistit, zda kabel nebo drát vydrží zatížení, musíte určit:
1. Materiál, ze kterého jsou jádra vyrobena.
Poté proveďte výpočty nebo použijte kalkulačky.
Doufám, že vám byl tento článek užitečný. Podívejte se také na další články z kategorie Tajemství elektrikáře, Elektřina v domě
