Výpočet průřezu drátu. Který kabel je lepší použít pro kabeláž v bytě: značky, sekce, výběr Výpočet průřezu vstupního kabelu

19.10.2023

Elektřina se stala takovou součástí našich životů, že když dojde k náhlému výpadku proudu, naše životy jakoby zamrznou a my netrpělivě čekáme na její obnovení. Jsme obklopeni obrovským množstvím různých elektrospotřebičů, které se do domácí sítě připojují buď přímo zásuvkami, nebo skrz

prodlužovací šňůry nebo nosiče.

Někdy je potřeba ho buď přesunout do jiné přístavby, vyměnit drát, nebo vyrobit domácí prodlužovačku. Nebo si musíte spočítat, jaký je maximální počet zařízení, která lze současně připojit k jednomu odpališti, aby se v něm drát nezahřál a nedošlo k požáru z důvodu V takových případech byste to měli nejprve pro jistotu udělat bezpečnosti instalovaného elektrického vedení.

Jaký drát vybrat?

Není žádným tajemstvím, že měď má menší odpor ve srovnání s hliníkem, a proto, pokud porovnáte měď a ty se stejným průřezem drátu, pak v prvním případě bude přípustné zatížení o něco větší. Měděný drát je pevnější, měkčí a neláme se v ohybech. Kromě toho je měď méně náchylná k oxidaci a korozi. Jedinou výhodou hliníkového drátu je jeho cena, která je třikrát nebo čtyřikrát nižší než měděný drát.

Výpočet průřezu drátu podle výkonu

Jakékoli elektrické vedení musí být vhodné pro zátěž, která je k němu připojena. Průřez vodiče se vypočítá na základě maximálního povoleného ohřevu vodiče s proudem. Množství ohřevu závisí na výkonu připojených elektrických spotřebičů. Výpočtem maximálního možného celkového výkonu zařízení v místnosti tedy můžete určit, jaký by měl být průřez vodiče. V praxi je vhodné použít online kalkulačku nebo speciální tabulky, které obsahují informace o přípustném proudovém zatížení kabelu.

Průřez drátu, mm2	Měděný drát (kabel, jádro)
	Napětí obvodu, 220 V		Napětí obvodu, 380 V
	výkon, kWt	síla proudu, A	výkon, kWt	síla proudu, A

Průřez drátu, mm2	Hliníkový drát (kabel, jádro)
	Napětí obvodu, 220 V		Napětí obvodu, 380 V
	Napájení. kW	proudová síla. A	Napájení. kW	proudová síla. A

Jak zkontrolovat průřez vodiče?

Protože dráty mají nejčastěji kulatý průřez, plocha řezu se vypočítá podle vzorce:

S = π x d²/4 nebo S = 0,8 x d², kde
S - plocha průřezu jádra v mm2;
π - 3,14;
d – průměr jádra v mm.

Řekněme například, že průměr drátu je 1,3 mm, pak S = 0,8. 1,3² = 0,8. 1,3 x 1,3 = 1,352 mm2

Pokud se drát skládá z několika žil, vypočítá se průřez jednoho jádra a vynásobí se jejich celkovým počtem ve svazku. Průměr se obvykle měří posuvným měřítkem, ale pokud jej nemáte, postačí běžné pravítko. V tomto případě se kolem tužky pevně namotá přibližně 10-15 závitů, délka vinutí se změří pravítkem a výsledná hodnota se vydělí počtem závitů.

Při provádění jakýchkoli elektroinstalačních prací musíte pamatovat na to, že elektřina netoleruje neopatrné zacházení a neodpouští chyby. Elektrická bezpečnost a spolehlivost - to je to, o co byste se měli vždy snažit při jakékoli práci s elektrickým vedením v bytě, venkovském domě nebo domě.

Je důležité vybrat průřez drátu pro ty, kteří samostatně vedou elektřinu do domu.

Správnost průřezu určuje nepřerušenou dodávku proudu, absenci rizik poruch, stabilitu zařízení a také bezpečnost obyvatel domu, která je důležitá pro lidský život.

Pokud použijete nesprávný vodič, to znamená, že zvolíte nesprávný průřez, mohou nastat následující důsledky:

kabel se přehřeje;
vysoká teplota způsobí roztavení izolace;
existuje riziko výskytu;
možný požár;
Zařízení napájená ze sítě se mohou během provozu spálit.

Jak vybrat dráty?

Dlouhodobé přípustné proudové zatížení je hlavní věc, kterou byste měli věnovat pozornost při výběru drátu v obchodě.

Každý typ drátu musí být k prodeji dodáván s pasem, kde jsou uvedeny všechny tyto údaje.

Jaká je trvalá nosnost? Jedná se o maximální celkový výkon zařízení, která spotřebovávají proud.

Při překročení limitu je provoz elektroinstalace nepřijatelný.

Je tedy logické předpokládat, že pro výpočet požadovaného průřezu bereme v úvahu celkový výkon spotřebičů, zařízení a dalších předmětů, které spotřebovávají energii (je třeba brát v úvahu i ty nejběžnější nabíječky telefonů).

Pokud provedeme, je lepší instalovat kabeláž s rezervou maximální propustnosti, protože opravy se provádějí pravděpodobně ne na jeden rok, ale postupem času jsou zařízení výkonnější a pravděpodobně budete chtít koupit něco navíc.

Když už mluvíme o účinnosti mědi nebo hliníku při výrobě kabelů pro elektrické vedení, stojí za to s jistotou říci, že hliník má ve srovnání s mědí větší sadu výhod. V jeho prospěch můžeme poznamenat:

odolný proti mechanickému poškození;
při ohýbání se nezlomí;
odolný;
flexibilní;
žádná oxidace;
Pokud porovnáte měď a hliník v provozu, pak dva různé dráty se stejným průřezem budou schopny přenášet různé množství energie. Bitvu o právo na spolehlivější součástku samozřejmě vyhrává měď.

Pokud se plánuje připojení nejvýkonnějších zařízení do různých zásuvek, pak může být průřez vodiče 2,5 mm při zatížení, které jsme ukázali v příkladu.

Pokud se stejným indikátorem jsou zařízení s vysokým výkonem připojena k jedné zásuvce (nebo dokonce k jedné místnosti), pak je ideálním řešením 4-6 mm.

Pro místnost, kde nebudou fungovat příliš silné spotřebiče, však stačí průřez 1,5 mm pro celou místnost.

Musíte také přijít na to,... S tím pomůže diagram:

Hlavní věcí v bytě se dvěma pokoji, který je napájen elektřinou, je zpravidla:

kotel. Nejvýkonnější zařízení, které ale nemá každý. Pokud máte nainstalovaný plynový ohřívač vody, ale v budoucnu plánujete přejít na kotel, je lepší okamžitě vzít v úvahu, že spotřebuje asi 2000 W;
žehlička. Přestože jej zapínáme zřídka, tento přístroj má spotřebu celých 1700 W, což výrazně ovlivní množství toku energie při jeho zapnutí;
Rychlovarná konvice. Spotřeba 1200W. Atribut kuchyně téměř v každém bytě;
pračka. Možná jeden z lídrů v příjmu energie. Spotřeba 2500 W;
mikrovlnná trouba - výkon se liší, ale průměrně 700 W;
vysavač. Přibližně 650 W;
počítač. 500 W;
světlo. 500 W;
lednička. 300 W;
moderní TV. 140 W.

Důležité: existují energeticky úsporná zařízení a existují obyčejná. Radiátory, které vypadají stejně, se mohou výrazně lišit v úrovni spotřebované energie, ale na krabici nebo v pasu zařízení musí být tyto údaje uvedeny na základě toho, kolik času zařízení spotřebuje za hodinu.

Výpočet průřezu vodiče pro fázi sítě

Pro jednofázový

shrnout výkon všech zařízení, která budou v bytě používána;
výslednou částku vynásobíme koeficientem simultánnosti (tento ukazatel je vypočten na základě průměrných údajů o současné aktivaci řady zařízení a je 0,75);
výsledné číslo vydělte napětím sítě (v našem případě 220).

Výpočet průřezu vodiče pro třífázovou síť 380W

Počítáme v následujícím pořadí:

Obecně bude vzorec vypadat takto:

Tabulka průřezů drátů

Pro zjištění přípustného zatížení pro konkrétní drát a výpočet průřezu drátu stačí porovnat získané údaje s hotovými tabulkami.

Pravda, hodně záleží na tom, jaký drát se použije.

Pro měděné dráty:

Pro hliník:

Důležité: pokud se kabel skládá ze 4 nebo 5 žil, získaný výsledek se vynásobí faktorem 0,93.

Zde se můžete vše naučit od skutečných profesionálů ve svém oboru.

Známý výkon každého elektrického spotřebiče v domě, známý počet svítidel a světelných bodů nám tedy umožňuje vypočítat celkový spotřebovaný výkon. Toto není přesný součet, protože většina hodnot výkonů různých zařízení jsou průměry. Proto byste k tomuto číslu měli okamžitě přidat 5 % jeho hodnoty.

Průměrné hodnoty výkonu pro běžné elektrické spotřebiče

Spotřebitel	Výkon, W
televize	300
Tiskárna	500
Počítač	500
Fén	1200
Žehlička	1700
Rychlovarná konvice	1200
Toustovač	800
Ohřívač	1500
Mikrovlnná trouba	1400
Trouba	2000
Lednička	600
Pračka	2500
Elektrický sporák	2000
Osvětlení	2000
Průtokový ohřívač vody	5000
Kotel	1500
Vrtat	800
Kladivo	1200
Svářečka	2300
Sekačka na trávu	1500
Vodní čerpadlo	1000

A mnozí věří, že to stačí k výběru téměř standardních možností měděných kabelů:

průřez 0,5 mm2 pro vodiče pro osvětlení reflektorů;
průřez 1,5 mm2 pro osvětlovací vodiče pro lustry;
průřez 2,5 mm2 pro všechny zásuvky.

Na úrovni domácí spotřeby elektřiny vypadá takový systém docela přijatelně. Dokud se lednička a rychlovarná konvice nerozhodly zapnout v kuchyni současně, zatímco jste se tam dívali na televizi. Stejné nemilé překvapení vás zastihne, když do jedné zásuvky zapojíte kávovar, pračku a mikrovlnku.

Tepelný výpočet pomocí korekčních faktorů

Pro několik linek v jednom kabelovém kanálu by měly být tabulkové hodnoty maximálního proudu vynásobeny příslušným koeficientem:

0.68 — pro počet vodičů od 2 do 5 ks.
0.63 — pro vodiče od 7 do 9 ks.
0.6 — pro vodiče od 10 do 12 ks.

Koeficient se vztahuje konkrétně na vodiče (jádra), a nikoli na počet procházejících vedení. Při výpočtu počtu položených vodičů se nebere v úvahu nulový pracovní vodič nebo zemnící vodič. Podle PUE a GOST 16442-80 neovlivňují ohřev vodičů při průchodu normálních proudů.

Shrneme-li výše uvedené, ukázalo se, že pro správný a přesný výběr průřezu drátu potřebujete vědět:

Součet všech maximálních výkonů elektrických spotřebičů.
Charakteristika sítě: počet fází a napětí.
Charakteristika materiálu kabelu.
Tabulková data a koeficienty.

Výkon přitom není hlavním ukazatelem pro jednotlivé kabelové vedení nebo celý vnitřní napájecí systém. Při výběru průřezu nezapomeňte vypočítat maximální zatěžovací proud a poté jej zkontrolujte pomocí jmenovitého proudu domácího jističe.

Jak vypočítat kabel podle proudu, napětí a délky. , jak víte, přicházejí v různých sekcích, materiálech a s různým počtem jader. Který zvolit, abyste nepřeplatili a zároveň zajistili bezpečný a stabilní provoz všech elektrospotřebičů v domě? K tomu je nutné vypočítat kabel. Průřez se vypočítá na základě znalosti výkonu zařízení napájených ze sítě a proudu, který poteče kabelem. Musíte také znát několik dalších parametrů zapojení.

Základní pravidla

Při pokládce elektrických sítí v obytných budovách, garážích a bytech se nejčastěji používají pryžové nebo PVC izolované kabely určené pro napětí do 1 kV. Existují značky, které lze použít v exteriéru, interiéru, ve stěnách (drážky) a potrubí. Obvykle se jedná o kabel VVG nebo AVVG s různými plochami průřezu a počtem žil.
PVA dráty a SHVVP šňůry se také používají k připojení elektrických spotřebičů.

Po výpočtu je maximální přípustná hodnota průřezu vybrána z několika druhů kabelů.

Základní doporučení pro výběr průřezu naleznete v Pravidlech elektrické instalace (PUE). Vyšlo 6. a 7. vydání, které podrobně popisuje, jak pokládat kabely a vodiče, instalovat ochrany, distribuční zařízení a další důležité body.

Za porušení pravidel se udělují správní pokuty. Nejdůležitější však je, že porušení pravidel může vést k selhání elektrických spotřebičů, požáru elektroinstalace a vážným požárům. Škody způsobené požárem se někdy neměří v penězích, ale v lidských obětech.

Důležitost výběru správné sekce

Proč je dimenzování kabelu tak důležité? Chcete-li odpovědět, musíte si vzpomenout na školní hodiny fyziky.

Proud protéká dráty a ohřívá je. Čím silnější výkon, tím větší zahřívání. Činný proudový výkon se vypočítá podle vzorce:

**P=UI cos φ=I²*R**

R– aktivní odpor.

Jak vidíte, výkon závisí na proudu a odporu. Čím větší odpor, tím více tepla vzniká, to znamená, že se dráty více zahřívají. Totéž pro proud. Čím je větší, tím více se vodič zahřívá.

Odpor zase závisí na materiálu vodiče, jeho délce a ploše průřezu.

**R = p*l/S**

ρ - rezistivita;

l– délka vodiče;

S– plocha průřezu.

Je vidět, že čím menší plocha, tím větší odpor. A čím větší odpor, tím více se vodič zahřívá.

Pokud si koupíte drát a změříte jeho průměr, nezapomeňte, že plocha se vypočítá podle vzorce:

**S=π*d²/4**

d– průměr.

Nezapomeňte ani na odpor. Záleží na materiálu, ze kterého jsou dráty vyrobeny. Odpor hliníku je větší než odpor mědi. To znamená, že při stejné ploše se bude hliník silněji zahřívat. Okamžitě je jasné, proč se doporučuje používat hliníkové dráty s větším průřezem než měděné dráty.

Abychom se pokaždé nepouštěli do dlouhého výpočtu průřezu kabelu, byly vyvinuty normy pro výběr průřezu vodičů v tabulkách.

Výpočet průřezu vodiče podle výkonu a proudu

Výpočet průřezu vodiče závisí na celkovém výkonu spotřebovaném elektrickými spotřebiči v bytě. Lze jej vypočítat individuálně nebo použít průměrné charakteristiky.

Pro přesnost výpočtů je vypracováno blokové schéma, které zobrazuje zařízení. Sílu každého zjistíte z návodu nebo si přečtěte na štítku. Nejvyšší výkon mají elektrická kamna, kotle a klimatizace. Celkový výkon by měl být v rozmezí přibližně 5-15 kW.

Při znalosti výkonu se jmenovitý proud určuje pomocí vzorce:

**I=(PK)/(Ucos φ)**

P– výkon ve wattech

U= 220 voltů

K=0,75 – součinitel současného spínání;

cos φ=1 pro domácí elektrické spotřebiče;

Pokud je síť třífázová, použije se jiný vzorec:

**I=P/(U√3cos φ)**

U= 380 voltů

Po výpočtu proudu musíte použít tabulky uvedené v PUE a určit průřez vodiče. V tabulkách je uveden přípustný trvalý proud pro měděné a hliníkové dráty s různými typy izolace. Zaokrouhlení se vždy provádí směrem nahoru, aby se umožnila rezerva.

Můžete se také odkázat na tabulky, ve kterých se doporučuje určovat průřez pouze podle síly.

Byly vyvinuty speciální kalkulačky, které lze použít k určení průřezu se znalostí spotřeby energie, čísla fáze sítě a délky kabelového vedení. Měli byste věnovat pozornost podmínkám instalace (v potrubí nebo venku).

Vliv délky vedení na výběr kabelu

Pokud je kabel velmi dlouhý, vznikají další omezení při volbě průřezu, protože na prodlouženém úseku dochází ke ztrátám napětí, které zase vedou k dodatečnému ohřevu. Pro výpočet ztrát napětí se používá koncept „zatěžovacího momentu“. Je definován jako součin výkonu v kilowattech a délky v metrech. Dále se podívejte na hodnotu ztrát v tabulkách. Pokud je například příkon 2 kW a délka kabelu 40 m, pak je točivý moment 80 kW*m. Pro měděný kabel o průřezu 2,5 mm². to znamená, že ztráta napětí je 2-3%.

Pokud ztráty překročí 5 %, pak je nutné vzít průřez s rezervou větší, než je doporučeno pro použití při daném proudu.

Výpočtové tabulky jsou poskytovány samostatně pro jednofázové a třífázové sítě. U třífázového zatížení se moment zvyšuje, protože výkon zatížení je rozdělen do tří fází. V důsledku toho se snižují ztráty a snižuje se vliv délky.

Ztráty napětí jsou důležité pro nízkonapěťová zařízení, zejména plynové výbojky. Pokud je napájecí napětí 12 V, pak při ztrátě 3 % pro síť 220 V bude pokles málo patrný a u nízkonapěťové výbojky bude téměř poloviční. Proto je důležité umístit předřadníky co nejblíže k takovým lampám.

Výpočet ztrát napětí se provádí následovně:

∆U = (P∙r0+Q∙x0)∙L/ Un

P- činný výkon, W.

Q— jalový výkon, W.

r0— aktivní odpor vedení, Ohm/m.

x0— reaktance vedení, Ohm/m.

Un– jmenovité napětí, V. (je uvedeno ve vlastnostech elektrických spotřebičů).

L— délka čáry, m.

No, pokud je to pro každodenní podmínky jednodušší:

**ΔU=I*R**

R– odpor kabelu, vypočítaný pomocí známého vzorce R = p*l/S;

já– síla proudu, zjištěná z Ohmova zákona;

Řekněme, že to pochopíme já= 4000 W/220 V= 18,2 A.

Odpor jednoho pramene měděného drátu o délce 20 m a ploše 1,5 mm2. činilo R= 0,23 Ohm. Celkový odpor dvou vodičů je 0,46 Ohmů.

Pak ΔU= 18,2 * 0,46 = 8,37 V

Procento

8,37*100/220=3,8%

Na dlouhých vedeních proti přetížení a zkratu jsou instalovány s tepelnými a elektromagnetickými spouštěmi.

Výpočet průřezu drátu je velmi důležitou součástí kvalitní a spolehlivé elektroinstalace. Koneckonců, tyto výpočty zahrnují spotřebu energie elektrického zařízení a dlouhodobé přípustné proudy, které drát vydrží v normálním provozním režimu. Navíc všichni chceme mít záruku a být si jisti elektrickou a požární bezpečností elektrických rozvodů, tzn výpočet průřezu drátu je tak důležité.

Podívejme se, k čemu může vést nesprávná volba průřezu drátu.

Ve většině případů se elektrikáři v současné době na trhu v tomto sektoru služeb vůbec neobtěžují prováděním výpočtů, ale jednoduše přeceňují nebo podceňují průřez vodiče. To je obvykle způsobeno tím, že si po dlouhé době po absolvování vzdělávacích institucí nepamatují, jak to udělat, protože získané znalosti nebyly v praxi včas upevněny. Tyto znalosti má z velké části určitá část energetiků a hlavních inženýrů, a to díky tomu, že jejich znalosti jsou v tomto směru každodenně využívány.

Pokud je průřez vodiče menší, než je požadováno

Uvažujme příklad, pokud je průřez vodiče podhodnocen, to znamená, že je zvolena menší spotřeba energie.

Tento případ je ze všech uvažovaných nejnebezpečnější, protože může vést k poškození elektrického zařízení, požáru, úrazu elektrickým proudem a často i smrti. Proč se to děje, je velmi jednoduché. Řekněme, že máme elektrický ohřívač vody o výkonu 3 kW, ale drát nainstalovaný specialistou vydrží pouze 1,5 kW. Při zapnutí ohřívače vody se drát velmi zahřeje, což nakonec povede k poškození izolace a následně k jejímu úplnému zničení a dojde ke zkratu.

Pokud je průřez vodiče větší, než je požadováno

Nyní se podívejme na příklad s předimenzovaným průřezem drátu, zvoleným větším, než jaký je vyžadován pro zařízení. Lidé mají dokonce nejrůznější rčení o rezervě, říkají, že to není zbytečné. V rozumných mezích to opravdu není nadbytečné, ale bude to stát mnohem víc, než je požadováno. Pro ohřívač vody 3 kW uvedený v příkladu výše požadujeme podle výpočtů průřez vodiče 2,5 mm 2, viz tabulka 1.3.4 uvedená v PUE (pravidla elektrické instalace). A v našem případě, řekněme, že byl použit drát 6 mm 2, cena tohoto drátu bude 2,5krát vyšší než 2,5 mm 2, řekněme 2,5 stojí 28 rublů a 6 stojí 70 rublů na metr. Budeme potřebovat řekněme 20 metrů, v prvním případě utratíme 560 rublů a ve druhém 1400 rublů, rozdíl v penězích je zřejmý. Jen si představte, že když prodrátujete celý byt, kolik peněz vyhodíte. Proto otázka, potřebujete takovou rezervu?

Shrneme-li průběžné výsledky, zjistili jsme, že nesprávný výpočet průřezu vodiče má velmi nepříjemné a v některých případech vážné důsledky, takže je prostě nutné přistupovat k výběru průřezu vodiče správně, kvalifikovaně a vážně.

Vzorec pro výpočet průřezu drátu

Počítal jsem =P/U nom

kde jsem počítal – vypočítal proud,

P – výkon zařízení,

U nom – jmenovité napětí = 220 voltů

Spočítejme si například elektrický ohřívač vody o výkonu 3 kW.

3 kW = 3000 W, počítal jsem =3000/220=13,636363 ..., kolo I výpočet = 14 A

Existují také různé korekční faktory v závislosti na podmínkách prostředí a položení drátu a také na koeficientu opakovaného krátkodobého zapnutí. Ve větší míře jsou tyto koeficienty důležité v třífázových sítích 380 voltů ve výrobě, kde jsou přítomny velké startovací proudy. A v našem případě máme domácí elektrospotřebiče dimenzované na napětí 220 voltů, takže to nebudeme počítat, ale určitě to vezmeme v úvahu a určíme jeho průměrnou hodnotu rovnou 5 A a přičteme to k vypočtenému proudu.

V důsledku toho I výpočet = 14 +5 = 19 A,

Použitý vodič je třížilový měděný (fázový, nulový, zemní), viz tabulka.

Tabulka průřezů měděných vodičů podle dlouhodobě přípustného proudu (PUE tabulka 1.3.4)

Pokud je hodnota v intervalu mezi dvěma proudy různých úseků, v našem případě 15 A a 21 A, bereme vždy ten větší. Vypočítaný průřez vodiče potřebný pro připojení ohřívače vody 3 kW je 2,5 mm2.

Takže pomocí 3 kW ohřívače vody uvedeného v příkladu jsme vypočítali průřez vodičů a zjistili, proč není možné podceňovat a přeceňovat průřez vodičů. Naučili jsme se, jak určit dlouhodobé přípustné proudy, a také zvolit správný průřez vodiče.

Podobně to podle vzorce můžete provést i vy, díky čemuž dosáhnete optimálního osvětlení bez namáhání zraku a kvalitního rozložení světelného toku.

Výpočtem průřezu drátu vlastníma rukama ušetříte:

Při nákupu vodičů se cena vodiče zvyšuje s průřezem. Například 1 metr nehořlavého drátu značky, který se docela dobře osvědčil při instalaci vnitřního elektrického vedení o průřezu 1,5 čtverce, stojí 15 rublů a stejný drát o průřezu 2,5 čtverce stojí 23 rublů, rozdíl je 8 rublů na metr, ze 100 metrů je to již 800 rublů.
Na nákup ochranných zařízení, jističů, proudových chráničů. Čím vyšší je provozní proud zařízení, tím vyšší je cena. Například jednopólový jistič pro 16 A stojí 120 rublů a pro 25 A stojí 160 rublů, rozdíl 40 rublů. Průměrný napájecí panel má asi 12 jističů, z nichž každý stojí 40 rublů, celkem bude 480 rublů. Rozdíl v nákladech na RCD bude ještě větší, asi 200-300 rublů.