Berechnung des Kabelquerschnitts. Nach Leistung, Strom, Länge

Die Tabelle zeigt Leistung, Strom und Querschnitte von Kabeln und Leitungen, Für Berechnungen und Auswahl von Kabeln und Leitungen, Kabelmaterialien und Elektrogeräte.

Für die Berechnung wurden Daten aus den PUE-Tabellen und Wirkleistungsformeln für einphasige und dreiphasige symmetrische Lasten verwendet.

Nachfolgend finden Sie Tabellen für Kabel und Leitungen mit Kupfer- und Aluminiumdrahtkernen.

Beispiel für die Berechnung des Kabelquerschnitts

Aufgabe: Das Heizelement mit einer Leistung von W=4,75 kW mit Kupferdraht im Kabelkanal versorgen.
Aktuelle Berechnung: I = W/U. Wir kennen die Spannung: 220 Volt. Nach der Formel beträgt der fließende Strom I = 4750/220 = 21,6 Ampere.

Da wir uns auf Kupferdraht konzentrieren, entnehmen wir den Wert des Durchmessers des Kupferkerns der Tabelle. In der Spalte 220V – Kupferleiter finden wir einen Stromwert von mehr als 21,6 Ampere, das ist eine Leitung mit einem Wert von 27 Ampere. Von derselben Linie nehmen wir den Querschnitt des leitenden Kerns, der 2,5 Quadraten entspricht.

Berechnung des erforderlichen Kabelquerschnitts basierend auf der Art des Kabels oder der Leitung

Wenn Sie elektrische Leitungen verlegen, müssen Sie wissen, welchen Kabelquerschnitt Sie verlegen müssen. Die Wahl des Kabelquerschnitts kann wahlweise nach Leistungsaufnahme oder Stromaufnahme erfolgen. Sie müssen auch die Kabellänge und die Installationsmethode berücksichtigen.

Auswahl des Kabelquerschnitts entsprechend der Leistung

Sie können den Leitungsquerschnitt entsprechend der Leistung der anzuschließenden Geräte wählen. Diese Geräte heißen Load und die Methode kann auch „by Load“ heißen. Sein Wesen ändert sich dadurch nicht.

Daten sammeln

Ermitteln Sie zunächst den Stromverbrauch in den Passdaten von Haushaltsgeräten und notieren Sie ihn auf einem Blatt Papier. Wenn es einfacher ist, können Sie sich Typenschilder ansehen – Metallschilder oder Aufkleber, die am Körper von Geräten und Geräten angebracht sind. Es gibt grundlegende Informationen und in den meisten Fällen Macht. Der einfachste Weg, es zu identifizieren, sind seine Maßeinheiten. Wenn ein Produkt in Russland, Weißrussland oder der Ukraine hergestellt wird, wird es normalerweise mit W oder kW bezeichnet; bei Geräten aus Europa, Asien oder Amerika lautet die englische Bezeichnung für Watt normalerweise W, und die Leistungsaufnahme (diese wird benötigt) wird mit der Abkürzung „TOT“ oder TOT MAX bezeichnet.

Wenn auch diese Quelle nicht verfügbar ist (die Informationen sind beispielsweise verloren gegangen oder Sie planen gerade den Kauf von Geräten, haben sich aber noch nicht für das Modell entschieden), können Sie die durchschnittlichen statistischen Daten verwenden. Der Einfachheit halber sind sie in einer Tabelle zusammengefasst.

Finden Sie die Geräte, die Sie installieren möchten, und notieren Sie die Leistung. Manchmal wird es mit großer Streuung angegeben, so dass es manchmal schwierig ist, zu verstehen, welche Zahl man nehmen soll. In diesem Fall ist es besser, das Maximum zu nehmen. Dadurch überschätzt man bei der Berechnung die Leistung des Gerätes leicht und benötigt ein Kabel mit größerem Querschnitt. Aber für die Berechnung des Kabelquerschnitts ist es gut. Es brennen nur Kabel mit einem geringeren Querschnitt als nötig. Strecken mit großem Querschnitt funktionieren lange, da sie sich weniger erwärmen.

Die Essenz der Methode

Um den Leitungsquerschnitt für die Last auszuwählen, addieren Sie die Leistung der Geräte, die an diesen Leiter angeschlossen werden. Wichtig ist, dass alle Leistungen in den gleichen Maßeinheiten ausgedrückt werden – entweder in Watt (W) oder in Kilowatt (kW). Wenn es unterschiedliche Werte gibt, bringen wir sie zu einem einzigen Ergebnis zusammen. Zur Umrechnung werden Kilowatt mit 1000 multipliziert, um Watt zu erhalten. Rechnen wir zum Beispiel 1,5 kW in Watt um. Dies beträgt 1,5 kW * 1000 = 1500 W.

Bei Bedarf können Sie die umgekehrte Umrechnung durchführen – Watt in Kilowatt umrechnen. Teilen Sie dazu die Wattzahl durch 1000, um kW zu erhalten. Zum Beispiel 500 W / 1000 = 0,5 kW.

Um den erforderlichen Kabelquerschnitt in der entsprechenden Spalte – 220 V oder 380 V – zu ermitteln, suchen wir einen Wert, der gleich oder geringfügig größer als die zuvor berechnete Leistung ist. Wir wählen die Spalte basierend auf der Anzahl der Phasen in Ihrem Netzwerk aus. Einphasig - 220 V, dreiphasig 380 V.

Sehen Sie sich in der gefundenen Zeile den Wert in der ersten Spalte an. Dies ist der erforderliche Kabelquerschnitt für eine bestimmte Last (Stromverbrauch der Geräte). Sie müssen nach einem Kabel mit Adern dieses Querschnitts suchen.

Ein wenig darüber, ob Kupferdraht oder Aluminium verwendet werden soll. In den meisten Fällen bei der Verwendung von Kabeln mit Kupferleitern. Solche Kabel sind teurer als solche aus Aluminium, dafür sind sie flexibler, haben einen kleineren Querschnitt und lassen sich einfacher verarbeiten. Allerdings sind Kupferkabel mit großem Querschnitt nicht flexibler als Aluminiumkabel. Und bei starker Belastung – am Eingang eines Hauses oder einer Wohnung mit großer geplanter Leistung (ab 10 kW) ist es ratsamer, ein Kabel mit Aluminiumleitern zu verwenden – kann man etwas sparen.

So berechnen Sie den Kabelquerschnitt anhand des Stroms

Den Kabelquerschnitt können Sie entsprechend der Stromstärke wählen. In diesem Fall führen wir die gleiche Arbeit durch – wir sammeln Daten über die angeschlossene Last, suchen aber in den Kennlinien nach der maximalen Stromaufnahme. Nachdem wir alle Werte gesammelt haben, fassen wir sie zusammen. Dann verwenden wir dieselbe Tabelle. Wir suchen einfach nach dem nächsthöheren Wert in der Spalte „Aktuell“. In der gleichen Zeile betrachten wir den Drahtquerschnitt.

Beispielsweise benötigen wir eine Spitzenstromaufnahme von 16 A. Wir werden ein Kupferkabel verlegen, schauen Sie also in die entsprechende Spalte – dritte von links. Da es keinen Wert von genau 16 A gibt, schauen Sie sich Zeile 19 A an – das ist der nächstgrößere Wert. Ein geeigneter Querschnitt ist 2,0 mm 2 . Dies ist in diesem Fall der minimale Kabelquerschnitt.

Beim Anschluss leistungsstarker Elektrohaushaltsgeräte wird von diesen eine separate Stromversorgungsleitung abgezogen. In diesem Fall ist die Wahl des Kabelquerschnitts etwas einfacher – es ist nur ein Leistungs- oder Stromwert erforderlich

Auf eine Linie mit einem etwas niedrigeren Wert können Sie nicht achten. In diesem Fall wird der Leiter bei maximaler Belastung sehr heiß, was zum Schmelzen der Isolierung führen kann. Was könnte als nächstes passieren? Könnte funktionieren, wenn es installiert ist. Dies ist die günstigste Option. Haushaltsgeräte könnten kaputt gehen oder ein Feuer entstehen. Wählen Sie daher den Kabelquerschnitt immer entsprechend dem größeren Wert. In diesem Fall ist es möglich, nachträglich Geräte mit noch geringfügig größerer Leistung oder Stromaufnahme zu installieren, ohne die Verkabelung zu ändern.

Kabelberechnung nach Leistung und Länge

Wenn die Stromübertragungsleitung lang ist – mehrere Dutzend oder sogar Hunderte Meter – müssen zusätzlich zur Last oder dem verbrauchten Strom auch Verluste im Kabel selbst berücksichtigt werden. In der Regel lange Entfernungen von Stromleitungen. Obwohl alle Daten im Projekt angegeben werden müssen, können Sie auf Nummer sicher gehen und überprüfen. Dazu müssen Sie die pro Haus zugewiesene Leistung und die Entfernung vom Mast zum Haus kennen. Anschließend können Sie anhand der Tabelle den Drahtquerschnitt unter Berücksichtigung der Verluste entlang der Länge auswählen.

Im Allgemeinen ist es beim Verlegen elektrischer Leitungen immer besser, beim Querschnitt der Leitungen etwas Spielraum zu lassen. Erstens erwärmt sich bei einem größeren Querschnitt der Leiter und damit die Isolierung weniger. Zweitens tauchen in unserem Leben immer mehr Geräte auf, die mit Strom betrieben werden. Und niemand kann garantieren, dass man in ein paar Jahren nicht noch ein paar neue Geräte zusätzlich zu den alten installieren muss. Sofern Lagerbestände vorhanden sind, können diese einfach mit einbezogen werden. Wenn es nicht da ist, müssen Sie schlau werden – entweder die Verkabelung (erneut) ändern oder dafür sorgen, dass sich leistungsstarke Elektrogeräte nicht gleichzeitig einschalten.

Offene und geschlossene Verkabelung

Wie wir alle wissen, erwärmt sich Strom, wenn er durch einen Leiter fließt. Je höher der Strom, desto mehr Wärme wird erzeugt. Wenn jedoch derselbe Strom durch Leiter mit unterschiedlichen Querschnitten fließt, ändert sich die erzeugte Wärmemenge: Je kleiner der Querschnitt, desto mehr Wärme wird freigesetzt.

In diesem Zusammenhang kann der Querschnitt des Leiters bei offener Verlegung kleiner sein – er kühlt schneller ab, da die Wärme an die Luft abgegeben wird. In diesem Fall kühlt der Leiter schneller ab und die Isolierung verschlechtert sich nicht. Bei geschlossener Dichtung ist die Situation noch schlimmer – die Wärme wird langsamer abgeführt. Daher empfiehlt es sich bei geschlossenen Installationen – in Rohren, in der Wand – ein Kabel mit größerem Querschnitt zu verwenden.

Die Auswahl des Kabelquerschnitts unter Berücksichtigung der Installationsart kann ebenfalls anhand der Tabelle erfolgen. Das Prinzip wurde bereits beschrieben, es ändert sich nichts. Es gibt nur noch einen weiteren Faktor, den es zu berücksichtigen gilt.

Und zum Schluss noch ein paar praktische Ratschläge. Wenn Sie auf den Markt gehen, um Kabel zu kaufen, nehmen Sie einen Messschieber mit. Zu oft stimmt der angegebene Querschnitt nicht mit der Realität überein. Der Unterschied kann 30-40 % betragen, was viel ist. Was bedeutet das für Sie? Durchbrennen der Verkabelung mit allen daraus resultierenden Folgen. Daher ist es besser, direkt vor Ort zu prüfen, ob ein bestimmtes Kabel tatsächlich den erforderlichen Aderquerschnitt hat (die Durchmesser und entsprechenden Kabelquerschnitte finden Sie in der Tabelle oben). Und mehr über die Bestimmung des Abschnitts Den Kabeldurchmesser können Sie hier nachlesen.

Die Möglichkeit, den richtigen Kabelquerschnitt zu wählen, kann im Laufe der Zeit für jeden von Nutzen sein, und man muss dafür kein ausgebildeter Elektriker sein. Durch eine falsche Berechnung des Kabels können Sie sich und Ihr Eigentum einem ernsthaften Risiko aussetzen – zu dünne Drähte werden sehr heiß, was zu einem Brand führen kann.

Warum muss der Kabelquerschnitt berechnet werden?

Zunächst einmal ist die Durchführung dieses etwas komplizierten Verfahrens notwendig, um die Sicherheit sowohl der Räumlichkeiten selbst als auch der darin befindlichen Personen zu gewährleisten. Heutzutage hat die Menschheit keine bequemere Methode zur Verteilung und Lieferung elektrischer Energie an den Verbraucher erfunden, beispielsweise über Kabel. Fast täglich benötigen Menschen die Dienste eines Elektrikers – jemand muss eine Steckdose anschließen, jemand muss eine Lampe installieren usw. Daraus ergibt sich, dass selbst ein scheinbar unbedeutender Vorgang wie der Einbau einer neuen Lampe mit dem Betrieb von verbunden ist Auswahl des erforderlichen Querschnitts. Was können wir dann zum Anschluss eines Elektroherds oder Warmwasserbereiters sagen?

Die Nichteinhaltung der Normen kann zu Schäden an der Integrität der Verkabelung führen, was häufig zu einem Kurzschluss oder sogar einem Stromschlag führt.

Wenn Sie bei der Auswahl des Kabelquerschnitts einen Fehler machen und ein Kabel mit einer kleineren Leiterfläche kaufen, führt dies zu einer ständigen Erwärmung des Kabels, was zur Zerstörung seiner Isolierung führt. All dies wirkt sich natürlich negativ auf die Lebensdauer der Verkabelung aus – es kommt häufig vor, dass die elektrische Verkabelung einen Monat nach erfolgreicher Installation nicht mehr funktioniert und ein fachmännischer Eingriff erforderlich ist.

Es ist zu bedenken, dass die Elektro- und Brandsicherheit im Gebäude und damit das Leben der Bewohner selbst direkt vom richtig gewählten Kabelquerschnitt abhängt.

Natürlich möchte jeder Eigentümer so viel wie möglich sparen, aber Sie sollten dies nicht auf Kosten Ihres Lebens tun und es gefährden – schließlich kann es durch einen Kurzschluss zu einem Brand kommen, der durchaus möglich ist alles Eigentum zerstören.

Um dies zu vermeiden, sollten Sie vor Beginn der Elektroinstallationsarbeiten ein Kabel mit dem optimalen Querschnitt auswählen. Bei der Auswahl müssen mehrere Faktoren berücksichtigt werden:

• die Gesamtzahl der im Raum befindlichen Elektrogeräte;
• die Gesamtleistung aller Geräte und die Last, die sie verbrauchen. Zu dem erhaltenen Wert sollten Sie 20–30 % „in Reserve“ hinzufügen;
• Konvertieren Sie dann durch einfache mathematische Berechnungen den resultierenden Wert unter Berücksichtigung des Leitermaterials in den Querschnitt des Drahtes.

Aufmerksamkeit! Aufgrund der geringeren elektrischen Leitfähigkeit müssen Drähte mit Aluminiumleitern mit einem größeren Querschnitt gekauft werden als Kupferdrähte.

Was beeinflusst die Erwärmung von Drähten?

Wenn sich die Verkabelung während des Betriebs von Haushaltsgeräten erwärmt, sollten Sie sofort alle erforderlichen Maßnahmen ergreifen, um dieses Problem zu beheben. Es gibt viele Faktoren, die die Erwärmung von Drähten beeinflussen, die wichtigsten sind jedoch die folgenden:

1. Unzureichender Kabelquerschnitt. Um es in einer verständlichen Sprache auszudrücken: Je dicker die Adern des Kabels sind, desto mehr Strom kann es übertragen, ohne dass es zu einer Überhitzung kommt. Der Wert dieses Wertes ist in der Kennzeichnung von Kabelprodukten angegeben. Sie können den Querschnitt auch selbst mit einem Messschieber messen (Achten Sie darauf, dass der Draht nicht unter Spannung steht) oder anhand der Art des Drahtes.
2. Material, aus dem der Draht besteht. Kupferleiter übertragen die Spannung besser zum Verbraucher und haben im Vergleich zu Aluminiumleitern einen geringeren Widerstand. Naturgemäß erhitzen sie sich weniger.
3. Kerntyp. Das Kabel kann einadrig (der Kern besteht aus einem dicken Stab) oder mehradrig (der Kern besteht aus einer großen Anzahl kleiner Drähte) sein. Ein mehradriges Kabel ist flexibler, ist einem einadrigen Kabel jedoch hinsichtlich der zulässigen Stärke des übertragenen Stroms deutlich unterlegen.
4. Methode zur Kabelverlegung. Eng verlegte Leitungen im Rohr erwärmen sich deutlich stärker als offene Leitungen.
5. Dämmmaterial und Qualität. Preiswerte Drähte verfügen in der Regel über eine minderwertige Isolierung, was sich negativ auf ihre Beständigkeit gegenüber hohen Temperaturen auswirkt.

So berechnen Sie den Stromverbrauch

Den ungefähren Kabelquerschnitt können Sie selbst berechnen – es ist nicht notwendig, die Hilfe eines qualifizierten Fachmanns in Anspruch zu nehmen. Die als Ergebnis der Berechnungen gewonnenen Daten können für den Kauf von Leitungen verwendet werden, die Elektroinstallationsarbeiten selbst sollten jedoch nur einer erfahrenen Person anvertraut werden.

Die Reihenfolge der Aktionen bei der Berechnung des Abschnitts ist wie folgt:

1. Es wird eine detaillierte Liste aller Elektrogeräte im Raum erstellt.
2. Die Passdaten des Stromverbrauchs aller gefundenen Geräte werden ermittelt und anschließend die Kontinuität des Betriebs eines bestimmten Geräts bestimmt.
3. Nachdem Sie den Wert des Stromverbrauchs von Geräten ermittelt haben, die ständig in Betrieb sind, sollten Sie diesen Wert summieren, indem Sie einen Koeffizienten addieren, der dem Wert von Elektrogeräten entspricht, die sich regelmäßig einschalten (d. h. wenn das Gerät nur 30 % der Zeit arbeitet). , dann sollten Sie ein Drittel seiner Leistung hinzufügen).
4. Als nächstes suchen wir die erhaltenen Werte in einer speziellen Tabelle zur Berechnung des Drahtquerschnitts. Für eine größere Garantie wird empfohlen, 10-15 % zum erhaltenen Stromverbrauchswert hinzuzufügen.

Um die notwendigen Berechnungen für die Auswahl des Querschnitts von Elektrokabeln entsprechend ihrer Leistung im Netzwerk zu ermitteln, ist es wichtig, Daten über die Menge der von Geräten und Stromgeräten verbrauchten elektrischen Energie zu verwenden.

In dieser Phase muss ein sehr wichtiger Punkt berücksichtigt werden: Die Daten der elektrisch verbrauchten Geräte geben keinen genauen, sondern einen ungefähren Durchschnittswert an. Daher müssen zu dieser Markierung etwa 5 % der vom Gerätehersteller angegebenen Parameter hinzugerechnet werden.

Die Mehrheit der nicht besonders kompetenten und qualifizierten Elektriker ist von einer einfachen Wahrheit überzeugt: Um elektrische Leitungen für Lichtquellen (z. B. für Lampen) korrekt zu installieren, müssen Leitungen mit einem Querschnitt von 0,5 mm² verwendet werden , für Kronleuchter – 1,5 mm² und für Steckdosen – 2,5 mm².

Darüber denken und denken nur inkompetente Elektriker. Was aber, wenn beispielsweise Mikrowelle, Wasserkocher, Kühlschrank und Beleuchtung gleichzeitig im selben Raum betrieben werden und dafür Leitungen mit unterschiedlichen Querschnitten erforderlich sind? Dies kann zu verschiedenen Situationen führen: Kurzschluss, schnelle Beschädigung der Verkabelung und Isolierschicht sowie Brand (dies ist ein seltener Fall, aber dennoch möglich).

Genau die gleiche, nicht sehr angenehme Situation kann auftreten, wenn eine Person einen Multikocher, eine Kaffeemaschine und beispielsweise eine Waschmaschine an dieselbe Steckdose anschließt.

Funktionen zur Berechnung der Leistung versteckter Leitungen

Wenn in der Konstruktionsdokumentation die Verwendung einer versteckten Verkabelung vorgesehen ist, müssen Kabelprodukte „mit einer Reserve“ erworben werden. Zum erhaltenen Wert des Kabelquerschnitts sollten etwa 20–30 % addiert werden. Dies geschieht, um eine Erwärmung des Kabels während des Betriebs zu vermeiden. Tatsache ist, dass bei beengten Platzverhältnissen und fehlendem Luftzugang die Erwärmung des Kabels viel stärker erfolgt als bei der Verlegung offener Leitungen. Wenn in geschlossenen Kanälen nicht ein Kabel, sondern mehrere gleichzeitig verlegt werden sollen, sollte der Querschnitt jedes Drahtes um mindestens 40 % erhöht werden. Es wird auch nicht empfohlen, verschiedene Drähte dicht zu verlegen – idealerweise sollte jedes Kabel in einem Wellrohr untergebracht sein, das ihm zusätzlichen Schutz bietet.

Wichtig! Bei der Auswahl des Kabelquerschnitts orientieren sich professionelle Elektriker am Wert des Stromverbrauchs, und nur diese Methode ist richtig.

So berechnen Sie Kabelquerschnitte nach Leistung

Bei ausreichendem Kabelquerschnitt gelangt der elektrische Strom ohne Erwärmung zum Verbraucher. Warum kommt es zu einer Erwärmung? Wir werden versuchen, es so klar wie möglich zu erklären. Beispielsweise wird ein Wasserkocher mit einer Leistungsaufnahme von 2 Kilowatt an die Steckdose angeschlossen, das zur Steckdose führende Kabel kann dafür jedoch nur einen Strom von 1 Kilowatt übertragen. Die Kabelkapazität hängt vom Widerstand des Leiters ab – je größer dieser ist, desto weniger Strom kann durch den Draht übertragen werden. Durch den hohen Widerstand in der Verkabelung erhitzt sich das Kabel und zerstört nach und nach die Isolierung.

Bei entsprechendem Querschnitt gelangt der elektrische Strom vollständig zum Verbraucher und die Leitung erwärmt sich nicht. Daher sollten Sie bei der Planung der elektrischen Verkabelung den Stromverbrauch jedes elektrischen Geräts berücksichtigen. Dieser Wert kann dem technischen Datenblatt des Elektrogeräts oder dem darauf angebrachten Etikett entnommen werden. Durch Summieren der Maximalwerte und Verwenden einer einfachen Formel:

und erhalte den Wert des Gesamtstroms.

Pn bezeichnet die im Reisepass angegebene Leistung des Elektrogeräts, 220 ist die Nennspannung.

Für ein Dreiphasensystem (380 V) sieht die Formel so aus:

I=(P1+P2+....+Pn)/√3/380.

Der resultierende I-Wert wird in Ampere gemessen und darauf basierend der passende Kabelquerschnitt ausgewählt.

Es ist bekannt, dass der Durchsatz eines Kupferkabels 10 A/mm beträgt; bei einem Aluminiumkabel beträgt der Durchsatz 8 A/mm.

Berechnen wir beispielsweise den Kabelquerschnitt für den Anschluss einer Waschmaschine, deren Leistungsaufnahme 2400 W beträgt.

I=2400 W/220 V=10,91 A, aufgerundet ergeben sich 11 A.

11 A+5 A=16 A.

Wenn wir berücksichtigen, dass in Wohnungen dreiadrige Kabel verwendet werden, und uns die Tabelle ansehen, beträgt der Wert nahe 16 A 19 A. Für die Installation einer Waschmaschine benötigen Sie also einen Draht mit einem Querschnitt von mindestens 2 mm².

Tabelle der Kabelquerschnitte im Verhältnis zu aktuellen Werten

So wählen Sie Leiterquerschnitte aus

Es gibt noch mehrere weitere Kriterien, die der Querschnitt der verwendeten Drähte erfüllen muss:

1. Länge des Kabels. Je länger der Draht ist, desto größer ist der darin beobachtete Stromverlust. Dies geschieht wiederum durch einen Anstieg des Widerstands, der mit zunehmender Länge des Leiters zunimmt. Dies macht sich besonders bei der Verwendung von Aluminiumkabeln bemerkbar. Bei der Verwendung von Kupferdrähten zur Organisation der elektrischen Leitungen in einer Wohnung wird die Länge in der Regel nicht berücksichtigt – ein Standardspielraum von 20–30 % (für verdeckte Leitungen) ist mehr als ausreichend, um mögliche damit verbundene Widerstandserhöhungen auszugleichen mit der Länge des Drahtes.
2. Art der verwendeten Drähte. In der Haushaltsstromversorgung werden zwei Arten von Leitern verwendet: Leiter auf Kupfer- oder Aluminiumbasis. Kupferdrähte sind von besserer Qualität und haben einen geringeren Widerstand, Aluminiumdrähte sind jedoch günstiger. Unter vollständiger Einhaltung der Normen meistert Aluminiumkabel seine Aufgaben nicht schlechter als Kupferkabel, daher müssen Sie Ihre Wahl vor dem Kauf eines Kabels sorgfältig abwägen.
3. Konfiguration der Schalttafel. Wenn alle Leitungen, die die Verbraucher versorgen, an einen Leistungsschalter angeschlossen sind, ist dies die Schwachstelle im System. Eine starke Belastung führt zu einer Erwärmung der Klemmenblöcke und die Nichteinhaltung der Nennleistung führt zu einem Dauerbetrieb. Es wird empfohlen, die elektrische Verkabelung durch die Installation einer separaten Maschine in mehrere „Träger“ aufzuteilen.

Um die genauen Daten für die Auswahl des Querschnitts von Elektrokabeln zu ermitteln, müssen alle, auch die unbedeutendsten Parameter berücksichtigt werden, wie zum Beispiel:

1. Art und Art der Isolierung elektrischer Leitungen;
2. Länge der Abschnitte;
3. Verlegemethoden und -möglichkeiten;
4. Merkmale der Temperaturbedingungen;
5. Luftfeuchtigkeitsgrad und -prozentsatz;
6. Der maximal mögliche Wert der Überhitzung;
7. Der Leistungsunterschied aller aktuellen Empfänger, die derselben Gruppe angehören. All diese und viele andere Indikatoren können die Effizienz und den Nutzen der Energienutzung in jeder Größenordnung deutlich steigern. Darüber hinaus tragen korrekte Berechnungen dazu bei, Überhitzung oder schnellen Abrieb der Isolierschicht zu vermeiden.

Um den optimalen Kabelquerschnitt für jeden menschlichen Haushaltsbedarf richtig zu bestimmen, ist es in allen allgemeinen Fällen notwendig, die folgenden standardisierten Regeln anzuwenden:

• Für alle Steckdosen, die in der Wohnung installiert werden, müssen Leitungen mit einem entsprechenden Querschnitt von 3,5 mm² verwendet werden.
• Für alle Strahlerelemente ist die Verwendung von Elektrokabeln mit einem Querschnitt von 1,5 mm² erforderlich;
• Für Hochleistungsgeräte sollten Kabel mit einem Querschnitt von 4-6 mm² verwendet werden.

Sollten während des Installations- oder Berechnungsprozesses Zweifel aufkommen, ist es besser, nicht blind zu handeln. Ideal wäre es, auf die entsprechende Tabelle mit Berechnungen und Normen zu verweisen.

Querschnittstabelle für Kupferkabel

Querschnittstabelle für Aluminiumkabel

Elektrizitätsversorgung

Auswahl der Leiter auf der Grundlage der thermischen und dynamischen Beständigkeit gegen Kurzschlussströme.

Leiter und Stromleitungen in elektrischen Netzen über 1000 V unterliegen in der Regel einer Prüfung auf Erwärmungsbedingungen mit Kurzschlussstrom.
In elektrischen Netzen bis 1000 V werden nur Stromleiter auf thermische Stabilität geprüft.
Eine Erhöhung der Temperatur der Adern isolierter Leiter und Kabel infolge des Durchgangs von Kurzschlussströmen. führt zu einer chemischen Zersetzung der Isolierung und einem starken Rückgang ihrer elektrischen und mechanischen Festigkeit und damit zur Möglichkeit eines Unfalls. Daher wurden bestimmte maximal zulässige Temperaturgrenzen im Kurzschlussmodus festgelegt, die in der Tabelle angegeben sind. 6-1.

Kabel auf Erwärmung durch Kurzschlussströme prüfen. Sollte gemacht werden:
1) für einzelne Kabel mit kurzer Länge, bezogen auf den Kurzschluss. am Anfang des Kabels;
2) für Einzelkabel mit Kupplungen, bezogen auf den Kurzschluss. s der Anfang jedes Abschnitts, um den Querschnitt des Kabels entlang seiner Länge schrittweise reduzieren zu können;
3) für zwei oder mehr parallel geschaltete Kabel, basierend auf dem Kurzschluss. direkt hinter dem Strahl (entlang des Durchgangsstroms).

Es ist zulässig, die Leiter nicht nach dem Kurzschlussmodus zu prüfen. wenn sie durch Sicherungen geschützt sind.Eine Leitung gilt als durch eine Sicherung geschützt, wenn das Ausschaltvermögen der Sicherung ausreicht, um den größtmöglichen Fehlerstrom der Leitung zu unterbrechen.
Bei Leitungen zu einzelnen elektrischen Empfängern, einschließlich Werkstatttransformatoren mit einer Gesamtleistung bis einschließlich 1000 kVA, darf der Leiterquerschnitt nicht auf Kurzschlussstrom überprüft werden, sofern folgende Bedingungen erfüllt sind:

1. Im elektrischen oder technologischen Teil ist Redundanz vorgesehen, die eine Unterbrechung des Produktionsprozesses verhindert.
2. Beschädigung der Leiter durch Kurzschluss. kann keine Explosion verursachen.
3. Der Austausch von Leitern ist ohne nennenswerte Schwierigkeiten möglich.

Bei Leitungen zu einzelnen elektrischen Empfängern oder kleinen Verteilungspunkten für nicht wesentliche Zwecke ist es zulässig, Leiter während eines Kurzschlusses nicht auf thermische Stabilität zu prüfen, wenn nur eine Bedingung 2 erfüllt ist (keine Explosionsgefahr).
Leitungen von Freileitungen bis 10 kV werden nicht auf Kurzschlussstrom geprüft.
Zulässige Kurzschlussstromwerte. für Kabel werden abhängig vom Material und Querschnitt des Kabels sowie der Dauer des Kurzschlussstromdurchgangs bestimmt.
Thermische Wirkung des Kurzschlussstroms während der tatsächlichen Zeit seines Durchgangs t d , zeichnet sich durch den Wert der Fiktion aus Zeit t f Durchgang eines stetigen Kurzschlussstroms mit dem gleichen thermischen Effekt.
Abhängig vom Verhältnis wird die fiktive Zeit ermittelt

wobei I" der Effektivwert der periodischen Komponente des Kurzschlussstroms im Anfangsmoment ist und
- Dauerkurzschlussstrom (effektiver Wert), a.
Gültige Zeit Ausweis besteht aus der am Überstromschutz der Leitung eingestellten Zeitverzögerung und der Eigenzeit der Trennvorrichtung (Leistungsschalter).
Bei der Prüfung der thermischen Stabilität von Leitern von Leitungen, die mit einer schnellen Wiedereinschaltautomatik ausgestattet sind, muss die erhöhte Erwärmung der Leiter aufgrund einer Verlängerung der Gesamtdauer des Kurzschlusses berücksichtigt werden.
Bei der Berechnung des Kurzschlussstroms. In Verteilungsnetzen von 6-10 kV wird die Dämpfung oft nicht berücksichtigt. In diesem Fall kann die fiktive Zeit mit der realen Zeit gleichgesetzt werden, und die Prüfung der Leiter auf thermische Stabilität wird dadurch vereinfacht, dass die Bestimmung der fiktiven Zeit nicht erforderlich ist.
Querschnitt, der die thermische Beständigkeit des Leiters gegenüber Kurzschlussströmen gewährleistet. für einen gegebenen Wert der fiktiven Zeit t f , wird aus dem Ausdruck bestimmt

wobei F der Querschnitt der Kabelseele ist, mm²
C ist eine Konstante, die in Abhängigkeit von der endgültigen Heiztemperatur der Kerne und der vom PUE angegebenen Spannung bestimmt wird; Zahlenwerte der Konstante C- sind in der Tabelle angegeben. 6-1.
Unten finden Sie die Tabelle. 6-2 zur Prüfung von Kabeln auf thermische Stabilität, zusammengestellt nach Formel (6-2) in den Werten des zulässigen Dauerkurzschlussstroms. in Kiloampere.
Neben der Berechnung der thermischen Stabilität muss auch der Querschnitt der Stromschienen auf ihre mechanische Festigkeit im Kurzschlussfall überprüft werden. (dynamische Stabilität des Leiters).

Tabelle 6-1 Zulässige Erwärmungstemperaturen von Leitern und Sammelschienen bei Kurzschluss.

Hinweise: 1. C-Werte werden bei durchschnittlichen Betriebstemperaturen von 75 °C für Sammelschienen und 50 °C für Drähte und Kabel ermittelt.
2. Die Zähler der Brüche geben die Werte von C für Aluminium und die Nenner für Kupfer an.

Tabelle 6-2 Zulässige Kurzschlussstromwerte. Papierisolierte Kabel für Spannung 6-10 kV entsprechend thermischen Stabilitätsbedingungen, ka

Es ist notwendig, einen Kabelquerschnitt für eine Spannung von 10 kV auszuwählen, um ein 2TP-3-Umspannwerk mit einer Leistung von 2x1000 kVA zu versorgen, um ein Brammenlager in einem Hüttenwerk in der Stadt Vyksa, Region Nischni Nowgorod, zu versorgen. Das Stromversorgungsdiagramm ist in Abb. 1 dargestellt. Die Länge der Kabelleitung beträgt ab Zelle Nr. 12 800 m und ab Zelle Nr. 24 650 m. Die Kabel werden in Rohren im Erdreich verlegt.

Tabelle zur Berechnung elektrischer Lasten nach 2TP-3

Der dreiphasige Kurzschlussstrom im Maximalmodus beträgt auf RU-10-kV-Bussen 8,8 kA. Die Schutzdauer beträgt unter Berücksichtigung der vollständigen Abschaltung des Leistungsschalters 0,345 Sekunden. Der Anschluss der Kabelleitung an die Schaltanlage erfolgt über einen Vakuumschalter Typ VD4 (Siemens).

Der Querschnitt einer Kabelleitung für eine Spannung von 6 (10) kV wird auf der Grundlage der Erwärmung durch den Nennstrom ausgewählt und anhand der thermischen Beständigkeit gegenüber Kurzschlussströmen und Spannungsverlusten im Normal- und Nachnotfallmodus überprüft.

Wir wählen eine Kabelmarke AABlu-10kV, 10 kV, dreiadrig.

1. Ermitteln Sie den berechneten Strom im Normalbetrieb (beide Transformatoren sind eingeschaltet).

Wo:
n – Anzahl der Kabel zum Anschluss;

2. Bestimmen Sie den Nennstrom im Nach-Notfall-Modus unter Berücksichtigung der Tatsache, dass ein Transformator ausgeschaltet ist:

3. Wir bestimmen den Wirtschaftsteil gemäß PUE-Abschnitt 1.3.25. Der berechnete Strom wird für den Normalbetrieb angenommen, d.h. Der Stromanstieg im Post-Notfall- und Reparaturmodus des Netzes wird nicht berücksichtigt:

Jek =1,2 – der normierte Wert der wirtschaftlichen Stromdichte (A/mm2) wird gemäß der PUE-Tabelle 1.3.36 ausgewählt, wobei berücksichtigt wird, dass die Nutzungsdauer der maximalen Last Tmax = 6000 Stunden beträgt.

Der Querschnitt wird auf die nächste Norm 35 mm2 gerundet.

Zulässiger Dauerstrom für ein Kabel mit einem Querschnitt von 3x35mm2 gemäß PUE, 7. Aufl. Tabelle 1.3.16 lautet Id.t=115A > Icalc.av=64,9 A.

4. Wir ermitteln den tatsächlich zulässigen Strom, in diesem Fall muss die Bedingung Iph>Icalc.av erfüllt sein:

Der Koeffizient k1, der die von der berechneten abweichende Temperatur des Mediums berücksichtigt, wird gemäß Tabelle 2.9 [L1] ausgewählt. aus 55] und Tabelle 1.3.3 PUE. Bedenkt man, dass das Kabel in Rohren im Erdreich verlegt wird. Gemäß Tabelle 2-9 beträgt die Standardumgebungstemperatur +25 °C. Die Temperatur der Kabeladern beträgt +65°C gemäß PUE, ed. 1.3.12.

Wir ermitteln gemäß SNiP 23.01.99, Tabelle 3, die tatsächliche Temperatur der Umgebung, in der das Kabel verlegt wird, in meinem Fall der Stadt Vyksa. Die durchschnittliche Jahrestemperatur beträgt - +3,8°C.

Gemäß der PUE-Tabelle 1.3.3 wählen wir den Koeffizienten k1 = 1,22.

Der Koeffizient k2 – unter Berücksichtigung des spezifischen Widerstands des Bodens (unter Berücksichtigung geologischer Untersuchungen) wird gemäß PUE 7. Ausgabe ausgewählt. Tabelle 1.3.23. In meinem Fall beträgt der Korrekturfaktor für normalen Boden mit einem spezifischen Widerstand von 120 K/W k2=1.

Wir ermitteln den Koeffizienten k3 gemäß der PUE-Tabelle 1.3.26 unter Berücksichtigung der Verringerung der Strombelastung mit der Anzahl der Betriebskabel in einem Graben (in Rohren oder ohne Rohre) und unter Berücksichtigung der Tatsache, dass ein Kabel in einem Graben verlegt wird . Wir akzeptieren k3 = 1.

Nachdem wir alle Koeffizienten ermittelt haben, ermitteln wir den tatsächlich zulässigen Strom:

5. Wir prüfen das AABlu-10kV-Kabel mit einem Querschnitt von 3x35mm2 auf thermische Stabilität gemäß PUE Abschnitt 1.4.17.

• Ik.z. = 8800 A - dreiphasiger Kurzschlussstrom im Maximalmodus auf RU-10-kV-Bussen;
• tl = tз + to.в =0,3 + 0,045 s = 0,345 s - Schutzdauer unter Berücksichtigung der vollständigen Abschaltung des Leistungsschalters;
• tз = 0,3 s – die längste Schutzauslösezeit; in diesem Beispiel liegt die längste Schutzreaktionszeit im Überstromschutz;
• tо.в = 45 ms oder 0,045 s - Gesamtabschaltzeit des Vakuum-Leistungsschalters vom Typ VD4;
• C = 95 – Wärmekoeffizient unter Nennbedingungen, ermittelt aus der Tabelle. 2-8, für Kabel mit Aluminiumleitern.

Der Querschnitt wird auf die nächsten 70 mm2 gerundet.

6. Überprüfen Sie das Kabel auf Spannungsverlust:

Wo:
r und x – die Werte der aktiven und reaktiven Widerstände werden gemäß Tabelle 2-5 [L1.s 48] bestimmt.

Für ein Kabel mit Aluminiumleitern mit einem Querschnitt von 3x70mm2 beträgt der aktive Widerstand r = 0,447 Ohm/km, der Blindwiderstand x = 0,086 Ohm/km.

Wir bestimmen sinφ, da wir cosφ kennen. Erinnern wir uns an den Schulgeometriekurs.

Wenn Sie den cosφ nicht kennen, können Sie ihn anhand der Referenzmaterialien in der Tabelle für verschiedene elektrische Empfänger ermitteln. 1,6–1,8 [L3, S. 13–20].

6.2 Im Post-Notfall-Modus:

Aus den Berechnungen geht hervor, dass die Spannungsverluste in der Leitung unbedeutend sind, sodass die Spannung der Verbraucher praktisch nicht von der Nennspannung abweicht.

Daher wurde mit den angegebenen Ausgangsdaten das Kabel AABlu-10 3x70 ausgewählt.

Um die Kabelauswahl zu erleichtern, können Sie die gesamte Literatur, die ich in diesem Beispiel verwendet habe, im Archiv herunterladen.

Literatur:

• 1. Entwurf von Kabelnetzen und Verkabelungen. Chromtschenko G.E. 1980
• 2. SNiP 23-01-99 Bauklimatologie. 2003
• 3. Berechnung und Auslegung von Energieversorgungssystemen für Anlagen und Anlagen. Kabyshev A.V., Obukhov S.G. 2006
• 4. Regeln für den Bau elektrischer Anlagen (PUE). Siebte Auflage. 2008