Elektros laidai ir kabeliai yra fundamentalus dalykas elektroje ir elektronikoje. Atrodo, viskas yra labai paprasta: yra laidai, praleidi per juos elektros srovę, ir lemputė šviečia. Pajungei du laidus, ir televizorius rodo. Užmetei kabelį, ir skalbimo mašina sukasi. Jeigu remtis tokia teorija - tai visi mes čia esame kvalifikuoti elektrikai. Labai gaila, bet taip mąstančių specialistų yra labai daug. Dėl to dega butai, namai ir net kartais vaikų darželiai.
Elektros kabelių parinkimas pagal galingumą - vienas iš svarbiausių etapų elektros instaliacijos įrengime. Visi dalykai aplink mus turi savo funkcionavimo rėžius ir resursą. Elektros laidai ir kabeliai taip pat turi savo ribas. Negalima bet kokiais laidais pajungti galingo įrenginio prie tinklo. Juk kai norime iš upės pasiimti daug vandens - imame kibirą, o ne puodelį. Stora žarna praleis daug vandens, plona - mažai. Tas pats ir elektroje.
Ką reikia žinoti, jeigu nusprendėte kažką pajungti prie elektros tinklo? Arba gal patys ryžotės išvedžioti namo arba buto instaliaciją? Priminsiu, kad šitame straipsnyje kalbu tik apie laidus ir kabelius. Namo ar buto elektros instaliacija - dalykas gana sudėtingas, ir jame vien kabeliais viskas nesibaigia.
Pirmiausia pradėkime vadinti dalykus taip, kaip jie vadinasi iš tikrųjų. Gysla - atskiras laidininkas. Laidas - gaminys, turintis vieną ar kelias gyslas ir vieną sluoksnį izoliacijos. Viengyslis laidas - vadinamas monolitiniu laidu.
Varis ar aliuminis?
Turbūt jau seniausiai baigėsi tie laikai, kai reikėjo taupyti ant kabelių. Tad vidiniam tinklui, be abejo, renkamės tik varinius kabelius. Tai geresnis laidininkas. Jis lankstesnis ir atsparesnis korozijai. Aliuminis, po sąlyčio su oru, labai greitai oksiduojasi. Po tam tikro laiko susidaro plėvelė, kuri blogai praleidžią srovę, o tai mažina kontakto kokybę. Blogas kontaktas gali būti gaisro priežastimi.
Aliuminį tvirtinant sraigtiniais laikikliais (liaudiškai vadinamomis „kaladėlėmis”), pasireiškia dar viena jo savybė - aliuminio slydimas iš po varžto. Aliumininį laidą (gyslą) reikia labai atsargiai valyti nuo izoliacijos, naudojant peilį. Ir valydami aliumininę gyslą - izoliaciją nuo jos reikia pjauti lyg drožtumėte pieštuką. Kitaip sakant - tą reikia mokėti taisyklingai padaryti. Varis yra kantresnis ir dirbti su juo paprasčiau. Taip pat variniai laidai ir kabeliai leidžia pro juos leisti didesnes sroves negu per aliumininius.
Kam toliau tęsti tą temą, jeigu aliumininiai laidai ir kabeliai tokie blogi? Yra ir pliusų. Kaina. Vienas iš pačių svarbiausių. Yra tokių sistemų (komercija, gamyba ir t.t.), kuriose pakloti 70-150 metrų varinio kabelio (dar ir nemažo skersmens) - tai milžiniška suma. O jeigu tas kabelis dar ir ne vienas? Kartais yra racionalu naudoti aliuminį. Aišku, namo ar buto instaliacija - reikalas kitas. Nors ir čia be aliuminio neapsieisime. Senos statybos namuose aliumininė instaliacija jau po 30-50 metų atidirbo. Tinkamai prižiūrima - dar nemažai atidirbs. Tiesiog su aliuminiu reikia daugiau kantrybės ir įgūdžių.
Taip pat svarbu žinoti, kad aliumininius laidus ir kabelius negalima jungti tiesiogiai su variniais. Tai viena iš pagrindinių gaisru priežasčių. Apie sujungimus ir jų tipus - kitame straipsnyje.
Kabelio skerspjūvio parinkimas
Grįžtame prie esmės. Kabelių skerspjūvis parenkamas pagal konkretų prietaiso ar prietaisų grupės galingumą. Taip pat svarbu atsižvelgti ir į kabelio ilgį. Kuo ilgesnis kabelis - tuo didesni nuostoliai (prakrenta įtampa). Lentelėse nurodyti galingumai yra rekomenduojami kabelių trasoms ne ilgesnėms kaip 50 metrų. Jeigu planuojate tiesti ilgesnį atstumą - rekomenduoju pasirinkti didesnį skerspjūvį, kad kompensuoti nuostolius.
Pastaba: Žemiau pateiktose lentelėse trifaziam tinkle galios koeficientas paimtas kaip 1.
Elektrikai profesionalai žino, kad geresni laidininkai ir dėl mažesnio įšilimo ilgiau tarnauja varinių laidininkų kabeliai, tačiau jie ir kainuoja daugiau. Jeigu atstumas didelis, individualiam namui galima rinktis ir aliuminio gyslų kabelį, anksčiau visi kabeliai būdavo iš aliuminio.
Vienfazių kabelių fazinio laidininko izoliacija žymima ruda, raudona arba juoda spalva, nulinis laidininkas - mėlyna spalva. Kabelio laidininkų skerspjūvis apskaičiuojamas elektros projekte ir priklauso nuo apkrovos galios (leistinos ilgalaikės srovės), paklojimo būdo, kabelio laidininkų medžiagos, izoliacijos ir kitų faktorių, skaičiuojant naudojami įvairūs esamos situacijos pataisų koeficientai.
Kabelio skerspjūvis turi būti suderintas su maksimalia apkrova, elektrikai rekomenduoja kloti šiek didesnio skersmens nei reikia įvadinį kabelį, nes ateityje gali prireikti didesnės galios. Priklausomai nuo laidininkų medžiagos ir kabelio izoliacijos, kabelio skerspjūvio parinkimui individualiame sklype standartinėse situacijose reikia vadovautis „Elektros linijų ir instaliacijos įrengimo taisyklių" 4 ir 5 lentelėse nurodytais kabelių skerpjūviais, kurie pateikti šių taisyklių 4 ir 5 lentelėse.
Pagrindinis įvadinis kabelis į namą dažniausiai tiesiamas žemėje iškastoje tranšėjoje. Kabeliai skiriasi gyslų kiekiu, skersmeniu, vardine darbine įtampa, izoliacija. Jeigu namuose planuojama elektrinė viryklė ir orkaitė, elektrinis šildymas ir kiti didelės galios reikalaujantys prietaisai, tuomet bus reikalingas trifazis elektros kabelis.
Pirmiausia reikia apsispręsti, kokios medžiagos renkatės kabelį - varinį ar aliuminio. Kaip minėjome, daugelis profesionalų pasisako už varį, nes mažesnis skerspjūvis ir didesnė galia, varinės kabelio gyslos saugesnės, ilgesnis jų eksploatavimo laikas. Kabelio galia - t.y., gyslų skaičius ir skerspjūvis, priklauso nuo įvado leistinosios galios, elektros poreikio. Pavyzdžiui, trifaziam 10 kW įvadui užtenka 5 gyslų ne mažesnio kaip 10 mm² ploto varinio kabelio arba 16 mm² aliuminio. Tikslus kabelio skerspjūvis turi būti nurodytas elektros instaliacijos projekte.
Individualiam 160 kv. 4 lentelė. Pastaba. 5 lentelė. Tuo pačiu reikia įvertinti, kad bus naudojama nesinchroninė vienfazė apkrova, taip pat įtampos kritimus dėl varžos ir kabelio ilgio. Profesionalai paprastai rekomenduoja šiek tiek didesnio skersmens kabelius. Pagal aukščiau apskaičiuotą leistinąją galią, tai galėtų būti 5 gyslų 6 mm² varinis kabelis.
Kabelio skerspjūvis yra orientacinė vertė, svarbiau yra kabelio elektrinė varža. Gali pasitaikyti, kai matuojant fizinį laidininko skerspjūvį gaunamas kitoks rezultatas, nei ant kabelio pažymėtas dydis. Kabelio laidininko varžos ribinės vertės yra pateiktos labai tiksliai, nes nuo jų priklauso leidžiama srovė.
KAIP PASIRINKTI LAIDUS BUTUI! ELEKTROS LAIDŲ KLAIDOS NAUJOS STATYBOS BUTE!
Kaip ir elektrinis radiatorius, kabelis įkaista dėl per jį tekančios srovės. Maksimalią kabelio darbinę temperatūrą dažniausiai riboja kabelyje naudojamų medžiagų savybės, kurias viršijus, kabelis ima prarasti savo savybes. Kuo šiltesnė yra aplinka aplink kabelį, tuo mažiau jį galima apkrauti ir atvirkščiai - gerai aušinamų kabelių apkrova gali būti žymiai didesnė. Pavyzdžiui, sausame smėlyje ir drėgnoje dirvoje įrengto kabelio maksimalios apkrovos srovės skirtumas gali būti beveik dvigubas.
Tuo pačiu išskiriama šiluma yra tiesioginiai nuostoliai, kurių negalima naudingai panaudoti, todėl naudojant didesnio skerspjūvio kabelį galima daug sutaupyti. 9 lentelė. Internete galima rasti įvairių kabelio skerspjūvių ir srovės priklausomybės lentelių, naudojamų praktikų, bet visada reikia atidžiai peržiūrėti į pateikiamas skaičiavimo sąlygas.
Kalbant apie įvadinį namo kabelį, tiesiamą grunte, tam tikslui naudojami specialus kabelis, jis įveriamas į PVC techninį vamzdį ir užkasamas apie 1 m gylyje. Pasirinkti tinkamą kabelį padės nemokamas „Prysmian Group Baltics" įrankis - CableApp programėlė. Žinant reikalingą kabelio įtampą arba srovę ir klojimo būdą, programėlėje nuosekliai pažymimas pastato tipas, laidininko medžiaga, montavimo būdas, įtampa, apkrova, grandinės ilgis ir kiti parametrai. Pagal juos automatiškai apskaičiuojamas kabelio skersmuo.
Programa pritaikyta kompiuteriams ir išmaniesiems telefonams. Kompiuterinį programos variantą galima rasti adresu cableapp.com, o į telefoną nemokamą programėlę galima parsisiųsti iš Google Play arba iš App Store. Lietuviška programėlės versija sukurta atsižvelgiant į statybos produktų reikalavimus Lietuvoje. CableApp produktai yra susieti su „Prysmian Group" internetiniu produktų katalogu. Jame galima rinktis gaminius taikant įvairius filtrus, produktų technines charakteristikas ir produktų eksploatacinių savybių deklaracijas.
Elektros kabeliai eksploatuojami 50 ir daugiau metų, todėl neverta jam taupyti ir ieškoti neaiškios kilmės gaminių. Patikimų gamintojų kabelių techninėje specifikacijoje visada nurodomi standartai, pagal kuriuos jie gaminami, dėl nuolat į rinką patenkančios nekokybiškos produkcijos ugniai atsparių ir galios kabelių gamybos ir bandymų standartai įrašyti į „Elektros linijų ir instaliacijos įrengimo taisykles". Kabelių standartas turėtų būti nurodytas elektros projekte, nepriklausomai nuo to, ar tai individualus namas, ar biurų pastatas.
Nurodyti kabelių degumo klasę privaloma. Nedarykite pagrindinių klaidų pasirinkdami laidininką: laidininku pratekančios srovės dydis nepriklauso nuo įtampos, t.y. ar įtampa bus 5V, ar 12V, ar 220V, ar 380V: bet kokiu atveju 1,5 kvadrato vienu variniu laidu „kabančiu ore“ (viena gysla) tekanti ilgalaikė srovė neturi viršyti 23A.
220V įtampos grandinėse naudojame dvi gyslas: fazę (L) ir nulį (N), vadinasi per šiuos abu laidus tekės srovė, ir jei tai kabelis (2, ar 3 gyslų) srovė neturi viršyti 18A. Trečia gysla - įžeminimas. Šia gysla srovė tekės tik avariniame režime.
Aliuminio specifinė varža (kai kur naudojama savitoji varža) lygi 0,028. Vario specifinė varža lygi 0,017. Arba vario 1 km. 1.5 kvadrato gyslos varža yra: 11.5 omai, aliuminio: 17.7 omo. 2.5 kvadrato vario: 6.9 omo, aliuminio: 10.6 omo. Panaudojimas: (varžų lentelė žemiau) 6 kvadratų varis, arba 10 kvadratų aliuminis.
Renkame trigyslį kabelį (vienfaziam tinklui), vadinasi varis leis 40A, aliuminis leis 42 A. Žiūrim varžą: 6 varis: 2.9 omo/km, 10 aliuminis: 2.7 omo/km. Matematika: dažniausiai įvadinis kabelis būna iki 100 m. ilgio. Imkim patį nedėkingiausią variantą: 100 m. Vadinasi vario varža bus 0.29 omo/100 metrų, aliuminiui bus 0.27 omo/100 metrų. Omo dėsnis: I = U/R, arba įtampos kritimas mūsų ką tik parinktuose kabeliuose bus U=IR, arba skaičiais:
- Variui - U = 40 amperų * 0.29 = 11.6 V;
- Aliuminiui - U = 40 amperų * 0.27 = 10.8 V.
Šie skaičiai reiškia, kad įvadiniame skyde esant 230V įtampai, prie maksimalios panaudojamos galios (40A) jūsų buto (namo) skydelyje liks tik: 230V - 11.6 V (10.8) = 218.4 (219.2) voltų. Kai srovė bus lygi nuliui (bus įjungtas tik mobilaus telefono pakrovėjas) įvade esanti įtampa bus lygi jūsų buto (namo) skydelio įtampai. (formulė: U=IR, kai I=0, įtampos kritimas kabelyje bus lygus nuliui, todėl 230V-0V = 230V.)
Krentanti galia 100m. kabelyje (arba, kodėl kabelis perkaista): P = UI. Variui: P = 11.6V * 40A = 464W. Šie 464W šildys aplinką 100m. atstume nuo vieno skydelio iki kito. Jei šiluma nesugebės išsiskirstyti (kabelis pravestas akmens vatoje), kabelis kais, kol kažkuriuo momentu išsilydys plastmasinė izoliacija, ir susilies fazės gysla su nulio, ar įžeminimo gysla. Įvyks trumpas jungimas. Klosite naują kabelį. Foto apačioje kaip tik ir iliustruoja, kas įvyksta perkaitus kabeliui.
Įdomioji matematika: (varis 6 kvadratai ar aliuminis 25 kvadratai). Aliuminis, 25 kvadratai, 100m. 0,11 omo/100m. 40A. įtampos kritimas: 4,4V. Iššvaistoma šilumai galia: 176W. Pinigai: 6 kvadratų varis: 6,38+PVM, 25 kvadratų aliuminis: 4,40+PVM, arba: 7.72 eur/varis, ir 5.32 eur/aliuminis, sutaupytas skirtumas: 2.40. Prarandamų galių skirtumas tarp: 464 ir 176 bus 288W, arba 2,88W/metrui.
Elektros kaina nuo 2021 07 01 d. 14,1 ct/kWh su PVM. Per valandą sutaupytume naudodami 25 kvadratų aliuminį: 2,88 W/m, arba per 1000 valandų 2,88 kWh/m, arba 40,60 ct. Jei mūsų kabelis bus bent 20m. ilgio tarp lauko apskaitos ir vidaus elektros skydelio (kas dažniausiai gaunasi naujuose namuose, kur apskaitos skydelis „stovi“ gatvėje), šie 40,60 ct jau virs 8,12 euro.
Metai turi 8760 valandų, 365 paras. Tačiau, mes niekada neišnaudosime maksimaliai elektros, tiek, kiek leidžia kabelis. Manyčiau tik apie 20 proc. Vadinasi per valandą sutaupytume 2,88/5 = 0,576 W/m, arba 5,046 kWh/metai, arba 71,11 ct/metams. Pridėjus kabelio ilgį: 20 m. gausime 14,23 euro/metams.
Įdomiausia, mes pasirinkome 25 kvadratų aliuminį kabelį, kuris „paveš“ 65A prieš 34A 6 kvadratų varį, vadinasi turėsim rezervo nuo 32A automatuko iki 63A. automatuko (sekantis automatukas: 80A). Šį aliuminį kabelį mes galėsime naudoti tol, kol sugrius namas (butas), nes vis dar stovi namai, kurie pastatyti CCCP laikais, net 1970 metais, ir anksčiau, ir jie vis dar naudoja aliuminius laidus ir kabelius.
16A automatas leis turėti 220V * 16A = 3.52 KW. Iš antros pusės: 1.5 kvadrato varinis kabelis (tradiciškai naudojamas kabelis apšvietimui) atlaikys ilgalaikę 18A srovę. 2.5 kvadrato varinis kabelis (tradiciškai naudojamas kabelis rozetėms) atlaikys ilgalaikę 25A srovę.
Iš trečios pusės: 1.5 kvadrato varinis kabelis privalo būti apsaugotas 16A apsaugos įrenginiu. (automatukas, tirpus saugiklis) 2.5 kvadrato varinis kabelis privalo būti apsaugotas 20A apsaugos įrenginiu.
Pavyzdys trifazio tinklo apkrovai
Pavyzdys galios apskaičiavimui (kai įvadui turime 3F 25A): P= 25 * 1.7320508 * 0.38* 0.90 * 0.92=13.62kW
Pavyzdys kabelio parinkimui: jeigu turime 3F 14kW, tai 3F kabelį parenkame namui, kuriame bus elektrinė viryklė, stacionarus vandens pašildymas, jungiami elektros varikliai: I=14/(1.7320508 * 0.38 * 0.9) = 23.63A
- Reikšmės:
- 14 tai 14kW
- 1.7320508 tai kvadratinė šaknis iš 3
- 0.38 tai 3F tinklo įtampa 380V (tarp fazių)
- 0.9 tai galios koeficiantas cos(fi)
pritaikome 4-gyslio kabelio koeficiantą 0.92, gauname 21,74A, kas atitinka 4.0mm2 varinį kabelį. Tačiau reikia nepamiršti, kad dažnai naudojama nesinchroninė apkrova (naudojant 1F prietaisus), be to, reikia įsivertinti įtampos kritimą dėl varžos (kabelio ilgis - nuo kabelio varžos priklausys, ar suveiks Jūsų įvadinė apsauga), todėl mes rekomenduojame 5×6 varinį kabelį (5 gyslų 6mm2), įveriant į PVC techninį vamzdį, kasant apie 1m. gylyje.
Praktikoje kloti 6 kvadratų varinį kabelį namo įvadui galima (arba 10 kvadratų aliuminį), tačiau siūlytumėme numatyti ateitį, ir priklasomai nuo situacijos (atstumai, galimi poreikiai) pasikloti 16, ar net 25 kvadratų aliuminį kabelį. Siūlomas aliuminis kabelis yra pasirenkamas dėl kainos, aliuminis bus kartais pigesnis nei varis. (6 kvadratai varis: 6,38, 10 kvadratų aliuminis 2,16) Taip pat, ar žemėje užkasti varinį kabelį, ar liuminį kabeli, vis tiek jį teks užkasti, tai kodėl rinktis brangų ?