Für einen langen und zuverlässigen Kabeldienst muss es richtig ausgewählt und berechnet werden. Elektriker wählen bei der Installation von Kabeln den Querschnitt der Kabel hauptsächlich aufgrund ihrer Erfahrung aus. Manchmal führt dies zu Fehlern. Die Berechnung ist vor allem im Hinblick auf die elektrische Sicherheit notwendig. Es ist falsch, wenn der Leiterdurchmesser kleiner oder größer als erforderlich ist.

Kabelquerschnitt unterschätzt

Dieser Fall ist der gefährlichste, da die Leiter durch hohe Temperaturen überhitzen, während die Isolierung schmilzt und ein Kurzschluss auftritt. Dies kann auch elektrische Geräte zerstören, einen Brand verursachen und Arbeiter unter Strom setzen. Wenn Sie einen Schutzschalter für das Kabel installieren, funktioniert dieser zu oft, was zu Unbehagen führt.

Kabelquerschnitt höher als erforderlich

Der Hauptfaktor ist hier der wirtschaftliche. Je mehr desto teurer ist es. Wenn Sie die Verkabelung der gesamten Wohnung mit großem Spielraum durchführen, kostet dies viel. Manchmal ist es ratsam, den Haupteingang mit einem größeren Querschnitt vorzunehmen, wenn mit einer weiteren Erhöhung der Belastung des Heimnetzes zu rechnen ist.

Wenn für das Kabel ein entsprechender Automat installiert ist, werden die folgenden Leitungen überlastet, wenn eine von ihnen nicht selbst arbeitet

Wie berechnet man den Kabelquerschnitt?

Vor der Installation empfiehlt es sich, den Kabelquerschnitt entsprechend der Belastung zu berechnen. Jeder Leiter hat eine bestimmte Leistung, die nicht geringer sein sollte als die der angeschlossenen Elektrogeräte.

Leistungsberechnung

Am einfachsten ist es, die Gesamtlast des Anschlusskabels zu berechnen. Die Berechnung des Kabelquerschnitts nach Belastung reduziert sich auf die Ermittlung der Gesamtleistung der Verbraucher. Jeder von ihnen hat seine eigene Bezeichnung, die auf dem Etui oder im Pass angegeben ist. Dann wird die Gesamtleistung mit dem Faktor 0,75 multipliziert. Dies liegt daran, dass nicht alle Geräte gleichzeitig eingeschaltet werden können. Für die endgültige Bestimmung der erforderlichen Größe wird die Kabverwendet.

Berechnung des Kabelquerschnitts nach Strom

Eine genauere Methode ist die Stromlastberechnung. Der Kabelquerschnitt wird durch Bestimmung des durchfließenden Stroms berechnet. Für ein einphasiges Netz gilt die Formel:

ich rechne. = P/(U nom ∙cosφ),

wo P - Lastleistung, U nom. - Netzspannung (220 V).

Wenn die Gesamtleistung der aktiven Lasten im Haus 10 kW beträgt, dann ist der Nennstrom I calc. \u003d 10000/220 ≈ 46 A. Bei der Berechnung des Stromquerschnitts des Kabels werden die Bedingungen für das Verlegen des Kabels (in einigen speziellen Tabellen angegeben) sowie die Überlastung beim Einschalten von Elektrogeräten korrigiert ungefähr um 5 A nach oben. Als Ergebnis berechne ich. \u003d 46 + 5 \u003d 51 A.

Die Dicke der Kerne wird durch das Nachschlagewerk bestimmt. Die Berechnung des Kabelquerschnitts anhand von Tabellen macht es einfach, die richtige Größe für den Dauerstrom zu finden. Für ein dreiadriges Kabel, das durch die Luft ins Haus verlegt wird, müssen Sie einen Wert in Richtung eines größeren Standardquerschnitts wählen. Sie beträgt 10 mm². Die Richtigkeit der Selbstberechnung kann mit einem Online-Rechner überprüft werden - Berechnung des Kabelquerschnitts, der auf einigen Ressourcen zu finden ist.

Erwärmung des Kabels bei Stromdurchgang

Bei laufender Last wird Wärme im Kabel freigesetzt:

Q \u003d I 2 Rn w / cm,

wobei I der Strom ist, R der elektrische Widerstand ist, n die Anzahl der Adern ist.

Aus dem Ausdruck folgt, dass die freigesetzte Strommenge proportional zum Quadrat des durch den Draht fließenden Stroms ist.

Berechnung der zulässigen Stromstärke nach Erwärmungstemperatur des Leiters

Das Kabel kann sich nicht unbegrenzt aufheizen, da die Wärme an die Umgebung abgegeben wird. Am Ende stellt sich ein Gleichgewicht ein und es stellt sich eine konstante Temperatur der Leiter ein.

Für einen stetigen Prozess gilt die Beziehung:

P \u003d ∆t / ∑S \u003d (t gut - t cf) / (∑S),

wobei ∆t = t w -t cf die Differenz zwischen der Temperatur des Mediums und des Kerns ist, ∑S der Temperaturwiderstand ist.

Der langfristig zulässige Strom, der durch das Kabel fließt, ergibt sich aus dem Ausdruck:

Ich füge hinzu \u003d √ ((t add - t cf) / (Rn∑S)),

wobei t add die zulässige Erwärmungstemperatur der Leiter ist (abhängig von der Art des Kabels und der Verlegemethode). Normalerweise sind es 70 Grad im Normalbetrieb und 80 im Notfall.

Bedingungen für die Wärmeabfuhr bei laufendem Kabel

Wenn ein Kabel in einer Umgebung verlegt wird, wird die Wärmeableitung durch seine Zusammensetzung und Feuchtigkeit bestimmt. Der berechnete spezifische Widerstand des Bodens wird üblicherweise mit 120 Ohm∙°C/W angenommen (Ton mit Sand bei einem Feuchtigkeitsgehalt von 12-14%). Zur Verdeutlichung sollten Sie die Zusammensetzung des Mediums kennen, danach finden Sie die Beständigkeit des Materials gemäß den Tabellen. Zur Erhöhung der Wärmeleitfähigkeit wird der Graben mit Ton bedeckt. Bauschutt und Steine ​​sind darin nicht erlaubt.

Die Wärmeübertragung vom Kabel durch die Luft ist sehr gering. Noch schlimmer wird es bei der Verlegung in einem Kabelkanal, wo zusätzliche Luftschichten entstehen. Hier sollte die Strombelastung gegenüber der berechneten reduziert werden. In den technischen Eigenschaften von Kabeln und Leitungen ist die zulässige Kurzschlusstemperatur angegeben, die für PVC-Isolierungen 120 ° C beträgt. Der Bodenwiderstand beträgt 70% der Gesamtheit und ist der Hauptwiderstand in den Berechnungen. Im Laufe der Zeit nimmt die Leitfähigkeit der Isolierung zu, da sie austrocknet. Dies muss bei den Berechnungen berücksichtigt werden.

Spannungsabfall im Kabel

Aufgrund der Tatsache, dass die Leiter einen elektrischen Widerstand haben, wird ein Teil der Spannung für ihre Erwärmung aufgewendet und es kommt weniger zum Verbraucher als am Anfang der Leitung. Infolgedessen geht Potenzial aufgrund von Wärmeverlusten entlang der Länge des Drahtes verloren.

Das Kabel muss nicht nur nach dem Querschnitt ausgewählt werden, um seine Leistung zu gewährleisten, sondern auch die Entfernung berücksichtigen, über die Energie übertragen wird. Eine Erhöhung der Last führt zu einer Erhöhung des Stroms durch den Leiter. Gleichzeitig steigen die Verluste.

An die Strahler wird eine kleine Spannung angelegt. Nimmt sie leicht ab, macht sich das sofort bemerkbar. Wenn Sie die falschen Kabel wählen, sehen die weiter von der Stromversorgung entfernten Glühbirnen schwach aus. In jedem weiteren Abschnitt wird die Spannung deutlich reduziert, was sich in der Helligkeit der Beleuchtung widerspiegelt. Daher ist es notwendig, den Kabelquerschnitt über die Länge zu berechnen.

Der wichtigste Abschnitt des Kabels ist der am weitesten entfernte Verbraucher. Verluste werden überwiegend für diese Belastung berücksichtigt.

Auf Abschnitt L des Leiters beträgt der Spannungsabfall:

∆U = (Pr + Qx)L/U n,

wobei P und Q aktiv sind und r und x die aktive und Reaktanz von Abschnitt L sind und U n die Nennspannung ist, bei der die Last normalerweise arbeitet.

Das zulässige ∆U von Stromquellen zu Haupteingängen überschreitet nicht ±5 % für die Beleuchtung von Wohngebäuden und Stromkreisen. Vom Eingang bis zur Last sollten die Verluste nicht mehr als 4 % betragen. Bei langen Leitungen muss der induktive Widerstand des Kabels berücksichtigt werden, der vom Abstand benachbarter Leiter abhängt.

Möglichkeiten, Verbraucher zu verbinden

Lasten können auf unterschiedliche Weise angeschlossen werden. Am gebräuchlichsten sind die folgenden Methoden:

• am Ende des Netzes
• Verbraucher sind gleichmäßig entlang der Leitung verteilt;
• eine Leitung mit gleichmäßig verteilten Lasten wird an einen verlängerten Abschnitt angeschlossen.

Beispiel 1

Die Leistung des Gerätes beträgt 4 kW. Die Kabellänge beträgt 20 m, der spezifische Widerstand ρ = 0,0175 Ohm∙mm 2.

Der Strom ergibt sich aus der Beziehung: I = P / U nom = 4∙1000/220 = 18,2 A.

Dann wird die Kabgenommen und die geeignete Größe ausgewählt. Für einen Kupferdraht ist es S = 1,5 mm 2.

Die Formel zur Berechnung des Kabelquerschnitts: S = 2ρl/R. Dadurch können Sie den elektrischen Widerstand des Kabels bestimmen: R \u003d 2 0,0175 20 / 1,5 \u003d 0,46 Ohm.

Aus dem bekannten Wert von R können wir ∆U = IR/U∙100% = 18,2*100∙0,46/220∙100 = 3,8% bestimmen.

Das Ergebnis der Berechnung übersteigt 5% nicht, was bedeutet, dass die Verluste akzeptabel sind. Bei großen Verlusten müsste der Querschnitt der Kabeladern erhöht werden, indem die benachbarte, größere Größe aus dem Standardsortiment - 2,5 mm 2 - gewählt wird.

Beispiel 2

An einer Phase einer dreiphasigen Ausgleichsleitung, bestehend aus einem vieradrigen Kabel von 70 mm 2 , 50 m Länge und einem Strom von 150 A, sind drei Beleuchtungskreise parallel zueinander geschaltet. Jede Beleuchtungslinie ist 20 m lang führt einen Strom von 20 A.

Die Leiter-Leiter-Verluste unter Strombelastung betragen: ∆U Phasen = 150∙0, 05∙0,55 = 4,1 V. Nun sollen die Verluste zwischen Nulleiter und Phase ermittelt werden, da die Beleuchtung an einer Spannung von 220 V angeschlossen ist : ∆U fn = 4 ,1/√3 = 2,36 V.

An einem angeschlossenen Beleuchtungskreis beträgt der Spannungsabfall: ∆U \u003d 18 ∙ 20 ∙ 0,02 \u003d 7,2 V. Die Gesamtverluste werden durch die Summe U total \u003d (2,4 + 7,2) / 230 100 \u003d 4,2 % bestimmt. . Der errechnete Wert liegt unter den zulässigen Verlusten, die 6 % betragen.

Abschluss

Um die Leiter vor Überhitzung bei Dauerbelastung zu schützen, wird anhand von Tabellen der Kabelquerschnitt nach dem dauerhaft zulässigen Strom berechnet. Darüber hinaus müssen die Drähte und Kabel korrekt berechnet werden, damit der Spannungsverlust in ihnen nicht mehr als normal ist. Gleichzeitig werden Verluste im Stromversorgungskreis mit ihnen summiert.