Šiame straipsnyje aptarsime, kaip teisingai apskaičiuoti kabelio skerspjūvį, atsižvelgiant į įvairius faktorius, bei pateiksime praktinių patarimų, kaip išvengti klaidų ir užtikrinti patikimą elektros instaliaciją.
Pradiniai duomenys, reikalingi kabelio skerspjūvio apskaičiavimui
Norint apskaičiuoti tinkamą kabelio skerspjūvį pagal galią, ilgį ir kitus parametrus, reikia žinoti tam tikrus pradinius duomenis:
- Galia: Prietaiso ar prietaisų grupės, kuriuos planuojama jungti, galingumas (vatais arba kilovatais).
- Įtampa: Tinklo įtampa (voltais).
- Srovė: Apskaičiuota srovė (amperais), kuri teka per kabelį.
- Atstumas: Kabelio ilgis (metrais).
- Medžiaga: Laidininko medžiaga (varis arba aliuminis).
- Įtampos kritimas: Leidžiamas įtampos kritimas (procentais arba voltais).
- Aplinkos sąlygos: Temperatūra, drėgmė ir kiti aplinkos veiksniai.
- Montavimo būdas: Kabelio klojimo būdas (atvirai, uždarai, žemėje ir pan.).
Dažniausiai skerspjūvis nurodomas ant kabelių (laidų) izoliacijos. Būna, kad tokio žymėjimo nėra arba jis sunkiai perskaitomas.
Tais atvejais, kai laidininkas nėra monolitinis ir susideda iš kelių gyslų, pavyzdžiui -19, reikia pamatuoti vienos gyslos skersmenį -d ir padauginti iš gyslų skaičiaus laidininke (slankmatis).
Patarimas: jei nėra slankmačio, plonų gyslų diametrą apskaičiuosite ištraukę vieną gyslą ir apvynioję ja pvz. pieštuką, apvijas klodami vieną šalia kitos be tarpų. Padalijus (:) gautą apvyniotos dalies ilgį iš apvijų skaičiaus, gausite gyslos skersmenį.
Kabelio skerspjūvio ploto skaičiavimo būdai
Kabelių skerspjūvio skaičiavimo būdų yra įvairių, senesnių, naujesnių, pagal formules ir lenteles.
Skaičiavimas pagal formules
Kabelio skerspjūvio ploto apskaičiavimas pagal formules yra labai apytikslis būdas, jis būdavo naudojamas anksčiau.
Pagrindinė formulė, naudojama kabelio skerspjūvio apskaičiavimui:
S = (2 × ρ × I × L) / ΔU
Kur:
- S - kabelio skerspjūvis (mm²)
- ρ - varžos koeficientas (variui - 0.0175, aliuminiui - 0.028)
- L - atstumas (viena kryptimi, metrais)
- I - srovė (amperais)
- ΔU - leidžiamas įtampos kritimas (voltais), pvz., 5 proc.
Pavyzdys:
Galia - 5 kW, tinklas - 230 V vienfazis, cos(φ) - 0,95, ilgis - 30 m (viena kryptimi), medžiaga - varis, leistinas kritimas - 5 proc.
Pirmiausia apskaičiuojame srovę:
I = 5000 : (230 ⋅ 0.95) ≈ 22.9 A
Pagal pateiktą formulę apskaičiuojame reikiamą kabelio skerspjūvį:
S = 2 ⋅ 0,0175 ⋅ 30 ⋅ 22,9 : 11,5 ≈ 2.1 mm²
Skaičiavimas pagal lenteles
Internete yra daug lentelių, kuriose pagal srovės apkrovą nurodomas reikalingas kabelio skerspjūvis. Tačiau lentelės sudarytos skirtingų gamintojų, skirtingu laiku, vadovaujantis neaišku kokiais standartais.
Paprastais ir aiškiais atvejais galima orientuotis į bendrovės „Prysmian" pateikiamas kabelių charakteristikas, tarp kurių nurodomas apytikris išorinis kabelio diametras.
Kabelio techninėje charakteristikoje nurodoma montavimo vieta, kabelio konstrukcija, izoliacijos tipas, gamybos standartai.
Skaičiavimas naudojant specialias programas
Daug patogiau kabelio skersmenį skaičiuoti tiksliai ir greitai „Prysmian" išmaniesiems įrenginiams sukurta programėle CableApp, kurioje atsižvelgdama į objekto tipą ir montavimo būdą bei į kitus duomenis.
CableApp atsižvelgia į daugybę skirtingų veiksnių ir apskaičiuoja ne tik minimalų techninį sprendimą, bet ir parodo, kiek sutaupoma ir kiek sumažėja anglies dvideginio emisija naudojant vieną ar kitą kabelio skerspjūvį.
Užsiregistravus galima pradėti skaičiavimus, programa apskaičiuoja optimalų kabelio skerspjūvį ir siūlo alternatyvius sprendimus.
Svarbūs faktoriai, į kuriuos reikia atsižvelgti renkantis kabelio skerspjūvį
Kabelio skerspjūvio parinkimas priklauso ne tik nuo atstumo ir apkrovos, bet ir nuo aplinkos sąlygų.
- Aplinkos temperatūra: Aukšta aplinkos temperatūra sumažina kabelio leidžiamą srovės stiprumą. Jei kabelis montuojamas vietoje, kur temperatūra viršija 30°C, reikia taikyti temperatūros koeficientus.
- Kabelių grupavimas: Kabelių grupavimas taip pat mažina jų pralaidumą. Jei keturi kabeliai klojami viename kanaluose, jų leidžiamas srovės stiprumas sumažėja iki 65% nuo nominalaus.
- Montavimo būdas: Kabeliai, klojami atvirai ant sienų, gali pernešti didesnę srovę nei tie, kurie klojami uždarose sistemose.
- Apsaugos įrenginiai: Kabelio skerspjūvio parinkimas glaudžiai susijęs su apsaugos įrenginių nominaliomis vertėmis. Pagrindinė taisyklė: apsaugos įrenginio nominalus srovės stiprumas neturi viršyti kabelio leidžiamo srovės stiprumo. Svarbu atsižvelgti ir į trumpojo jungimo srovės. Kabelis turi atlaikyti trumpojo jungimo srovę tol, kol suveiks apsaugos įrenginys.
Energijos nuostoliai: Energijos nuostoliai kabelyje apskaičiuojami pagal formulę: P = I² × R, kur R - kabelio pasipriešinimas. Dvigubai didesnis skerspjūvis sumažina pasipriešinimą perpus, o energijos nuostolius - keturis kartus. Pavyzdžiui, 100 metrų 2,5 mm² kabelis su 20A apkrova praras apie 280W galios, o 4 mm² kabelis - tik 175W. Per metus tai gali sudaryti šimtų eurų skirtumą elektros sąskaitose.
Ateities poreikiai: Jei planuojama didinti apkrovas ateityje, geriau iš karto įrengti didesnio skerspjūvio kabelius. Kabelių keitimas vėliau kainuoja žymiai brangiau nei pradinė investicija į didesnį skerspjūvį.
Atstumas: Ilgiems atstumams, viršijantiems 100 metrų, rekomenduojama rinktis bent vienu numeriu didesnį skerspjūvį nei reikalauja skaičiavimai.
Patikimumas: Kritinės svarbos grandinėms, kur elektros tiekimo patikimumas yra ypač svarbus, taip pat verta rinktis didesnį skerspjūvį.
Praktiniai patarimai ir dažniausios klaidos
Viena dažniausių klaidų - nepakankamas dėmesys įtampos kritimo skaičiavimams. Daugelis elektrikų orientuojasi tik į kabelio leidžiamą srovės stiprumą, užmiršdami, kad ilgiems atstumams lemiantis faktorius yra būtent įtampos kritimas.
Kita problema - netinkamas apsaugos įrenginių parinkimas. Automatinio jungiklio charakteristikos turi atitikti ne tik kabelio parametrus, bet ir vartotojų pobūdį.
Svarbu nepamiršti ir mechaninio atsparumo reikalavimų. CYKY kabeliai nėra skirti tiesioginiam klojimui žemėje ar agresyvioje aplinkoje.
Profesionalus patarimas: visada darykite skaičiavimus raštu ir saugokite juos kartu su projekto dokumentacija. Tai padės ateityje, jei reikės keisti ar plėsti instaliaciją.
Galiausiai, nepamirškite, kad elektros instaliacijos darbai turi būti atliekami tik kvalifikuotų specialistų ir suderinti su atsakingomis institucijomis.
CYKY kabeliai: charakteristikos ir panaudojimas
CYKY kabeliai yra daugiagyslio tipo kabeliai su PVC izoliacija, skirti vidaus elektros instaliacijos darbams. Šie kabeliai pasižymi geru lankstumu, atsparumu drėgmei ir mechaniniam poveikiui.
Standartiniai CYKY kabeliai gaminami su skirtingu gyslelių skaičiumi - nuo 2 iki 5 gyslelių, o jų skerspjūvis svyruoja nuo 1,5 mm² iki 35 mm².
Svarbu paminėti, kad CYKY kabeliai gali būti klojami tiek atvirai, tiek uždarose vamzdžių sistemose ar kabelių kanaluose.
Klausimas-atsakymas
Klausimas: Koks reikalingas kabelis prijungimui nuo apskaitos iki ūkinio pastato, duotas galingumas 10kw trifazis, įvadinis automatas 20 a, ilgis iki ūkinio nuo atramos 100m. Bus pastatyta tarpinė skirstymo dėžutė ant namo sienos 50m nuo įvadinio skydo. Likęs ilgis iki ūkinio 50m, galios ėmėjų ūkiniame šiuo metu nėra daug, kadangi buvęs galingumas eilę metų tenkino 4kw, bet šiuo metu iškeliama apskaita ir keliamas galingumas iki 10kw. Noriu sužinoti kabelio skerspjūvį.
Komentarai: Kadangi atstumas nuo apskaitos skydo iki namo yra 50 m, todėl klojant kabelį nuo elektros apskaitos skydo iki namo rekomenduočiau kloti 4 gyslų ne mažiau kaip 10 mm² skerspjūvio ploto varinį kabelį arba 4 gyslų ne mažiau kaip 16 mm² skerspjūvio ploto aliuminį kabelį. Tokio kabelio turėtų užtekti dabartiniams ir artimiausios ateities poreikiams.
Šiuo atveju prie namo būtina papildomai sumontuoti apsauginį įžeminimą, kurio įžeminimo varža turi būti ne didesnė negu 10 omų ir kuris turi būti prijungtas prie namo skirstomojo skydelio apsauginio įžeminimo laidininko (neįrengus papildomo apsauginio įžeminimo kontūro bus neįmanoma gauti Valstybinės energetikos inspekcijos pažymos apie elektros įrenginių patikrinimo būklę).
Nuo namo skirstomojo skydelio iki ūkinio pastato, kuris yra už 50 m rekomenduočiau kloti 5 gyslų ne mažiau kaip 6 mm² skerspjūvio ploto varinį kabelį arba 5 gyslų ne mažiau kaip 10 mm² skerspjūvio ploto aliuminį kabelį.
Jeigu šiame ūkiniame pastate bus tik kelios apšvietimo lemputės, tuomet pakaktų pakloti 3 gyslų 4 mm² skerspjūvio ploto varinį kabelį.
Visi lauko kabeliai turi būti skirti kloti žemėje lauko sąlygomis. Priklausomai nuo Jūsų ateities poreikių, dabartinių finansinių aplinkybių. 4 kvadratų kabelį bus lengviau pakloti, įmauti į vamzdį ir paguldyti žemėje. Su 6-iais kvadratais bus sudėtingiau šiek tiek, bet tikrai ne kosmosas.
Reikalingas kabelis AL 5X10 arba Cu 5x6. Įverti į plastikinį vamzdį 32 mm, užkasti 0,7 metro gylyje, pakloti 0,3 m nuo žemės paviršiaus įspėjamą juostą 'kabelis' ir sutvarkyti žemės paviršių. Atlikti elektrofizikinius kabelio matavimus.
pritaikome 4-rių gyslų kabelio koeficientą 0,92, gauname 21,74 A, kas pagal Nr. 1 (varinių kabelių lentelę) lentelę atitinka 4 mm2 varinį kabelį. Tačiau reikia nepamiršti, kad esti nesinchroninė apkrova (naudojant vienfazius prietaisus), be to, reikia įsivertinti įtampos kritimą dėl varžos (kabelio ilgis), todėl mes rekomenduojame 5×6 varinį kabelį (5 gyslų 6 mm2), įveriant į PVC techninį vamzdį, kasant apie 1 m gylyje.
Jei galios koeficientas nėra žinomas pastarasis turi būti parenkamas remiantis „Skaičiuojamųjų elektros apkrovų nustatymo metodika” patvirtinta Lietuvos Respublikos Ūkio ministro.
Lentelė: Rekomenduojami laidininkų skerspjūviai
Lentelėje pateikiami rekomenduojami laidininkų skerspjūviai, atsižvelgiant į aplinkos temperatūrą +25°C ir laidininko temperatūrą +65°C.
| Srovės stiprumas (A) | Varinis laidininkas (mm²) | Aliuminis laidininkas (mm²) |
|---|---|---|
| 10 | 1.5 | 2.5 |
| 16 | 2.5 | 4 |
| 25 | 4 | 6 |
| 32 | 6 | 10 |
| 40 | 10 | 16 |