Výpočet průřezu vodiče pro výběr el. elektroinstalace – články od T-zamer

Nesprávný výpočet průřezu vodičů geometrickou metodou vede k neodůvodněným nákladům, přehřívání zařízení a nebezpečí zkratu. Je důležité provádět výpočty ve fázi návrhu, aby se předešlo nákladům a finančním ztrátám.

Vodiče dodávají elektrický proud spotřebiteli. Pro správnou činnost elektrického zařízení je nutné počítat s výpočtem odporu materiálu drátu. Hlavním ukazatelem je v tomto případě síla spotřebitelů.

Chcete-li získat přesné hodnoty, použijte vzorec:

kde M je celkový výkon spotřebičů připojených k síti;

M1, M2, M N – indikátory výkonu pro jednotlivé spotřebiče

Chcete-li vybrat požadovanou sekci, podívejte se na níže uvedenou tabulku.

Jak porozumět výkonu elektrického spotřebiče?

Energii spotřebovanou elektrickými spotřebiči můžete vypočítat pomocí vzorce:

K určení výkonu zdroje energie budete potřebovat hodnoty proudu a napětí. Vynásobením těchto hodnot můžete získat požadovaný indikátor.

Síla proudu je množství proudu, který prošel určitým povrchem za n-tý čas. Napětí je indikátor, který určuje elektrické pole. Výkon se vypočítá vynásobením napětí a proudu. Podívejme se na příklad.

Síla proudu – 10 A;

Řešení: 10×200=2 000 W.

Jednotkou měření tohoto parametru je voltampér. Výrobci také uvádějí indikátory v technické dokumentaci nebo na těle zařízení. Parametry jsou publikovány ve specializovaných referenčních knihách. Zde najdete klasifikaci a informace o provozu zařízení.

Pomocí stejného vzorce můžete vypočítat proud nebo napětí. V tomto případě musíte výkon vydělit známou hodnotou. Podívejme se na vlastnosti výpočtů na konkrétním příkladu.

Musíte najít napětí mikrovlnné trouby. Výkon zařízení je uveden v technické dokumentaci. Nejprve musíte najít aktuální sílu elektrických pecí ve speciální referenční knize nebo na internetu. Vydělením výkonu proudem získáte požadovanou hodnotu.

Jak pochopit, jaký průřez má vodič?

Průřez jádra můžete určit pomocí posuvného měřítka. Dnes se k tomu používají speciální elektrická zařízení. Změříme průměr posuvným měřítkem a zaznamenáme hodnotu. Průřez se určí pomocí vzorce:

Vezměte prosím na vědomí – Pi je 3,14! To je to, co byste měli použít při použití vzorce.

Tuto metodu používají profesionální elektrikáři. Často používají mikrometr jako alternativu posuvného měřítka. Tato technika umožňuje rychle získat nejpřesnější výpočtové hodnoty. Hlavní výhodou je možnost provádět měření za chodu linky.

Pokud nemáte technické nástroje, budete potřebovat 3 položky:

Tato metoda je dostupnější, ale není dostatečně přesná. Chcete-li provést měření, proveďte několik akcí:

• očistěte jádro kabelu od izolačního povlaku;
• naviňte měděný drát na tužku;
• Změřte délku vinutí pomocí pravítka.

Obrázek ukazuje, jak správně namotat drát kolem tužky.

Chcete-li určit průřez vodičů, musíte výslednou hodnotu vydělit počtem žil. Používá se následující vzorec.

Pro získání přesného výsledku se doporučuje provést alespoň 15 otáček. Úroveň chyby závisí na velikosti volného prostoru mezi vinutími. Stiskněte cívky pevně k sobě, abyste získali přesné údaje.

Chybu lze snížit provedením několika měření. Najděte průměr na základě dvou nebo tří výsledků. Tato metoda je vhodná pouze pro tenké vodiče.

Třetí způsob výpočtu průřezu je založen na údajích z hotových tabulek. Tato metoda šetří čas a eliminuje použití vzorců. Chcete-li získat požadovanou hodnotu, měli byste najít odpovídající průměr v tabulce a podívat se na část, která mu odpovídá.

Stojí za to věnovat pozornost nejen průřezu drátu, ale také materiálu žil, zpravidla je to měď nebo hliník. Takové výrobky se vyznačují spolehlivostí a vysokou kvalitou. Matná barva žil ukazuje na produkt nízké kvality. Jedná se o levné slitiny, které ohrožují elektrickou bezpečnost místnosti. Při měření určitě berte ohled na izolaci, i když je extrémně tenká.

Označení drátu

Průřez lze také určit označením vodičů. Tuto metodu je vhodné použít při práci s novými zařízeními. Každý výrobce uvádí označení na obalu výrobku. Pomocí tabulky můžete snadno určit průřez podle kódu, vlastností a aplikačních vlastností drátu.

Označením lze také zjistit typ materiálu a izolace kabelu, typ drátu, konstrukční vlastnosti, jmenovité napětí, počet žil a průřez.

Výpočet průřezu drátu geometrickou metodou

Při práci s elektrickými zařízeními je nutné určit průřez vodiče na základě průměru vodiče. Při práci s monolitickým kruhovým vodičem se používá následující geometrický vzorec:

Při práci s pravoúhlými vodiči vypadá vzorec jinak:

S je obytná plocha (měřeno v milimetrech);

Při práci s lankovými dráty se používá složitější vzorec. Takové výrobky jsou vysoce kvalitní – jsou pružné a odolné proti mechanickému poškození. Monolity se používají pro stacionární instalaci, zatímco vícejádrové jsou vhodné pro složitější práce.

Příklad výpočtu jinými metodami

Výrobci často uvádějí příkon na obalu výrobku. V tomto případě můžete pro výpočet použít tuto hodnotu a řadu dalších ukazatelů. Podívejme se na příklad pomocí konkrétního problému.

Výkon všech spotřebičů elektřiny v ložnici je 4500 W. Všechny jsou připojeny k jednofázové síti 220 voltů a jsou závislé na jedné elektrické větvi. Pomocí níže uvedené tabulky můžete zjistit výkon oblíbených elektrických spotřebičů. Tato data vám v budoucnu umožní snadno připojit zařízení k síti.

K řešení je nutné použít simultánnost, která je 0,8. Pro rezervu si vezmeme hodnotu 1,2 pro případ budoucího připojení dalších domácích spotřebičů. Na základě toho můžete zjistit celkový vypočítaný výkon:

Výslednou hodnotu je nutné porovnat s ukazateli v obecné tabulce. Pomocí těchto údajů můžete snadno vypočítat průřez vodičů bez cizí pomoci. Při výběru vodičů nezapomeňte zohlednit zatížení sítě. Sníží se tak riziko přehřátí elektroinstalace a zkratu při provozu domácích spotřebičů.

Při provádění výpočtů si musíte pamatovat specifika provozu konkrétní místnosti. Průmyslové budovy fungují ve stejném rytmu, takže při použití koeficientů byste neměli brát velké rozpětí hodnot. Domácí kuchyně je místem inovací. Často se zde mohou objevit moderní zařízení, takže je třeba předem myslet na to, jak velký výkon sítě bude potřeba za pár let. Pomocí tohoto přístupu můžete prodloužit životnost vaší elektroinstalace a zvýšit vnitřní bezpečnost.

Tabulky s možnostmi výpočtu

Není vždy možné nezávisle najít indikátor přípustného výkonu pomocí vzorce a doporučení výrobce. V tomto případě se vždy můžete obrátit na specializované tabulky, abyste našli hotové výsledky výpočtů.

Při pokládání kabelů byste měli znát důležité funkce a nuance. Kulaté dráty jsou namontovány ve stěnách. Ploché kabely jsou vhodné pro vnitřní práce. Během provozu nevytvářejí problémy a snadno se instalují. Pokud si nejste jisti svými vlastními dovednostmi a znalostmi, je lepší kontaktovat specialisty pro profesionální práci.

Provádění elektroinstalačních prací vyžaduje určitou kvalifikaci a znalost bezpečnostních opatření. Pokud v této oblasti nemáte mnoho zkušeností, je lepší kontaktovat specialisty, kteří znají všechny složitosti elektroinstalace. Pokud se rozhodnete udělat si elektrorozvody v bytě svépomocí, jistě se vám budou hodit informace, jak vybrat ten správný kabel.

Vypočítejte maximální zatížení

• podle schématu zapojení;
• podle umístění.

V prvním případě se podle schématu měří vzdálenosti mezi jeho klíčovými prvky – panely, zásuvkami a spínači. Výsledný obrazec se převede na skutečné rozměry v souladu s měřítkem diagramu. Ve druhém případě se měření provádějí přímo v místech, kde bude položena elektroinstalace. K údajům získaným měřením každého segmentu by měl být přidán alespoň 1 centimetr. (Toto zvýšení bude použito pro připojení vodičů).

Druhou fází výpočtů je stanovení zatížení sítě. Jedná se o celkový výkon všech zařízení, která mohou současně fungovat v místnosti. Je důležité, aby se výpočet zatížení prováděl „s rezervou“. Je lepší vzít v úvahu nepravděpodobnou událost, že jsou všechny elektrické spotřebiče v domě zapnuté, než vytvářet nebezpečí nouze. Spotřeba energie přístroje je obvykle uvedena v návodu nebo technickém listu. Pro výpočet zátěže se výkon zařízení sečte a poté vynásobí faktorem simultánnosti.

Dále je třeba použít vzorec pro výpočet aktuální spotřeby. Chcete-li zjistit, jaký maximální proud zařízení spotřebuje, musíte jeho výkon rozdělit napětím (v ruských bytech je standardní napětí 220 V). Vydělením celkové zátěže napětím tedy zjistíte, jaký maximální proud musí vstupní kabel vydržet. Na základě těchto parametrů je potřeba vybrat jistič. Jedná se o zařízení, které zabraňuje tomu, aby parametry elektrické sítě překročily přijatelné meze. Stroj se instaluje v místě, kde jsou zavedeny kabely do bytu, napojující bytové rozvody na obecnou elektrickou síť. Je důležité, aby jistič nejen odpovídal charakteristikám získaným jako výsledek výpočtů, ale měl také určitou „bezpečnostní rezervu“ v případě vysokého zatížení.

Současná Pravidla elektroinstalace doporučují pro instalaci domácích elektroinstalací použít drát s měděnými vodiči, který splňuje alespoň následující parametry:

• průřez 5 mm2;
• průřez jádra od 2,5 mm2;
• průměr vodiče 1,8 mm.

Vyberte kabel

Kabely používané pro elektrické sítě v bytech moderních domů mají několik žil, z nichž každá je pokryta ochranným pláštěm. Obvykle je izolace vyrobena z pryže nebo polymerních materiálů. Někdy má kabel také ochranné opletení. Materiál vodiče může být ocel, hliník nebo měď. V bytech zpravidla používají kabel, který má tři žíly.

Elektrické vedení vyrobené z měděného kabelu je považováno za nejspolehlivější. Obvykle se používá plochý kabel (značka VVG nebo VVGng). Tento kabel má dvojitou izolaci a pro značku VVGng je vyroben z nehořlavého materiálu. Kabely těchto značek lze použít v interiéru i exteriéru. Svou funkci plní v širokém teplotním rozsahu a jejich životnost dosahuje 30 let. Měděný kabel má od dvou do čtyř žil a jejich průřez pro různé typy kabelů se pohybuje od 1,5 do 35 mm2.

Místo VVG můžete použít podobný kabel zahraniční výroby – NYM. Je také uzavřena v nehořlavé izolaci, ale má spíše kulatý než plochý tvar. Plochý kabel se instaluje pohodlněji, zatímco kulatý kabel se snáze vede skrz stěny.

Také elektrické vedení může být provedeno z kabelu AVVG, který má hliníkové vodiče. Dobře se hodí pro nadzemní vedení. Hliníkové rozvody jsou v mnoha starších domech stále zachovány, je však třeba počítat s tím, že jsou dimenzovány na nižší proudové zatížení než měděný drát stejného průřezu.

Bereme v úvahu typ elektrického vedení

Elektrické vedení může být otevřené nebo uzavřené. V prvním případě se dráty pokládají přímo na povrch stěn a stropů nebo do trubek k nim připevněných. Pro položení skrytého vedení jsou položeny speciální kanály. Kabel lze vést potrubím umístěným uvnitř stavebních konstrukcí.

Když je kabeláž uzavřená, kabel se může velmi zahřát, protože nedochází k chlazení kvůli přirozené cirkulaci vzduchu. Přehřátí kabelu může způsobit zkrat, což je nebezpečí požáru. Proto jsou kladeny zvýšené požadavky na průřez kabelu používaného v uzavřené elektroinstalaci.

Nakonec vypočítáme řez

Poté, co jste provedli všechny výše popsané výpočty, rozhodli se o materiálu kabelových jader a způsobu jeho položení, můžete začít určovat jeho průřez. U dlouhých vodičů dochází vždy k poklesu napětí ve vzdálenosti mezi spotřebičem a zdrojem proudu. Pro snížení ztrát je drát tlustší, to znamená, že jeho průřez je zvětšen. V praxi však lze tento faktor zanedbat, protože během krátké doby budou ztráty malé. Jedinou výjimkou je situace, kdy potřebujete připojit zařízení, které pro normální provoz vyžaduje vysoký výkon.

Chcete-li tedy najít průřez kabelu, musíte vzít v úvahu následující vlastnosti:

• materiál vodičů s proudem;
• celkový výkon;
• proudové zatížení;
• provozní síťové napětí.

Je nebezpečné používat příliš tenký drát a kabel s velkým průřezem je dražší a jeho instalace je spojena s dalšími obtížemi. Proto je důležité vybrat kabel, který optimálně sedí. Průřez se určuje pomocí speciálních tabulek, které udávají přípustný výkon a proudové zatížení pro různé typy kabelů. Například vodiče o průřezu 1,5 mm2 jsou navrženy pro zatížení do 4,1 kW a do 19 A. A pokud jmenovitý proud jakéhokoli zařízení dosáhne 50 A, potřebujete vodič o průřezu minimálně 6 mm2. Pokud je kabeláž vyrobena z měděného kabelu, lze jako vodítko použít následující údaje o průřezu drátu:

• pro zapojení do zásuvek je vhodný vodič o síle jádra 2,5 mm2;
• pro osvětlovací zařízení – 1,5 mm2;
• pro spotřebiče, které spotřebovávají vysoký výkon, například elektrické sporáky – 4-6 mm2.

Takové parametry předpokládají, že v elektrickém systému je určitá rezerva pro případ zvýšeného zatížení.

Je třeba vzít v úvahu také provozní napětí, pro které je zařízení navrženo. Při stejném výkonu bude zařízení napájené ze sítě 220 V produkovat větší proudové zatížení elektrického vedení než podobné zařízení, ale určené pro síť 380 V.

Obecným pravidlem při určování průřezu kabelu je toto: je třeba jej zvýšit, pokud se zvýšil proud a výkon spotřebovaný zařízeními. Při provádění výpočtů pomocí tabulky se výsledky zaokrouhlují nahoru.

Pokud potřebujete provést výpočty pro lankový drát, nejprve změřte jedno jádro a poté vynásobte výsledek jejich počtem. Pro přibližné výpočty můžete použít celkový průměr jádra, zkrouceného z mnoha drátů, a poté provést výpočty pomocí vzorce pro oblast kruhu. Ale výsledek bude muset být vynásoben faktorem 0,7854, aby se vzaly v úvahu vzduchové mezery, které jistě existují mezi dráty, které tvoří jádro.