Wie wählt man ein Kabel, um Haushaltsgeräte selbst anzuschließen, um die Sicherheit der Verkabelung zu gewährleisten und gleichzeitig nicht zu viel zu bezahlen? Was ist bei der Auswahl zu beachten und wie wird der Kabelquerschnitt für eine Gruppe von Verbrauchern berechnet? Dies erfahren Sie in diesem Artikel..
Der Kabelquerschnitt ist die Querschnittsfläche des stromführenden Leiters. In den meisten Fällen ist der Schnitt des Kabelkerns rund und seine Querschnittsfläche kann anhand der Formel für die Fläche eines Kreises berechnet werden. Angesichts der Vielzahl der Kabelformen wird zur Beschreibung der wichtigsten physikalischen Eigenschaften jedoch keine lineare Abmessung verwendet, sondern der Wert der Querschnittsfläche. Dieses Merkmal ist in allen Ländern standardisiert. In unserem Land ist dies durch die PUE „Electrical Installation Rules“ geregelt..
Warum muss der Kabelquerschnitt ausgewählt werden?
Die richtige Auswahl des Kabelquerschnitts ist in erster Linie Ihre Sicherheit. Wenn das Kabel der Strombelastung nicht standhält, überhitzt es sich, die Isolierung schmilzt und es kann zu einem Kurzschluss und einem Brand kommen..
So wählen Sie ein Kabel mit dem erforderlichen Querschnitt aus und vermeiden dabei Fälle, in denen bei gleichzeitigem Einschalten mehrerer Geräte der Geruch einer schmelzenden Isolierung auftritt und Sie kein zusätzliches Geld mit Drähten mit großem Rand überbezahlen müssen?
Für die Stromversorgung von Wohngebäuden werden zwei Haupttypen von Kabeln verwendet: Kupfer und Aluminium. Kupfer ist teurer als Aluminium. In der modernen Verkabelung wird dies jedoch bevorzugt. Aluminium hat einen höheren Innenwiderstand und ist ein sprödes Metall, das schnell oxidiert. Kupfer ist ein flexibles Material, das weniger anfällig für Oxidation ist. In jüngster Zeit wurden Aluminiumkabel ausschließlich zur Wiederherstellung der Verkabelung in Gebäuden der Sowjetzeit verwendet.
Für die vorläufige Auswahl des erforderlichen Querschnitts eines Kupferkabels wird ein Kabel mit einem Querschnitt von 1 mm angenommen2 kann einen elektrischen Strom bis zu 10 A durch sich selbst leiten. Weiterhin stellen Sie jedoch sicher, dass ein solches Verhältnis ausschließlich zur Auswahl eines Querschnitts „per Auge“ geeignet ist und für Querschnitte von nicht mehr als 6 mm gilt2 (Unter Verwendung des vorgeschlagenen Verhältnisses beträgt der Strom bis zu 60 A). Ein Elektrokabel mit diesem Querschnitt reicht völlig aus, um eine Phase in eine Standard-Dreizimmerwohnung einzutreten..
Die meisten Elektriker verwenden Kabel mit folgenden Querschnitten, um die Verbraucher in Innenräumen mit Strom zu versorgen:
- 0,5 mm2 – Scheinwerfer;
- 1,5 mm2 – Grundbeleuchtung;
- 2,5 mm2 – Steckdosen.
Dies ist jedoch für den Hausgebrauch akzeptabel, vorausgesetzt, jedes Elektrogerät wird über eine eigene Steckdose mit Strom versorgt, ohne dass Zwillinge, T-Stücke und Verlängerungskabel verwendet werden müssen..
Es ist richtiger, bei der Auswahl eines Kabels spezielle Tabellen zu verwenden, mit denen Sie einen Querschnitt auswählen können, der auf der bekannten Leistung des Elektrogeräts (kW) oder der aktuellen Last (A) basiert. Die Stromlast ist in diesem Fall ein wichtigeres Merkmal, da die Last in Ampere immer für eine Phase angegeben wird, während bei einem einphasigen Verbrauch (220 V) die Last in Kilowatt für eine Phase und bei einer dreiphasigen Last angezeigt wird – für alle drei Phasen insgesamt.
Bei der Auswahl eines Kabelquerschnitts muss die Art der Verkabelung berücksichtigt werden: extern oder versteckt. Dies liegt an der Tatsache, dass bei versteckten Kabeln die Wärmeübertragung des Kabels abnimmt, wodurch eine stärkere Erwärmung des Kabels auftritt. Daher werden für versteckte Verkabelungen Kabel mit einer etwa 30% größeren Querschnittsfläche als bei offenen Kabeln verwendet.
Tabelle zur Auswahl der Querschnittsfläche eines Kupferkabels für offene und versteckte Verkabelung:
Querschnittsfläche Verkabelung öffnen Verdeckte Verkabelung S. ich P. ich P. 220 V. 380 V. 220 V. 380 V. 0,5 elf 2.4 – – – – 0,75 fünfzehn 3.3 – – – – 1 17 3.7 6.4 vierzehn 3 5.3 1.5 23 fünf 8.7 fünfzehn 3.3 5.7 2 26 5.7 9.8 neunzehn 4.1 7.2 2.5 dreißig 6.6 elf 21 4.6 7.9 4 41 neun fünfzehn 27 5.9 zehn fünf 50 elf neunzehn 34 7.4 12 zehn 80 17 dreißig 50 elf neunzehn Sechszehn einhundert 22 38 80 17 dreißig 25 140 dreißig 53 einhundert 22 38 35 170 37 64 135 29 51 Tabelle zur Auswahl der Querschnittsfläche des Leiters eines Aluminiumkabels für offene und versteckte Verkabelung:
Querschnittsfläche Verkabelung öffnen Verdeckte Verkabelung S. ich P. ich P. 220 V. 380 V. 220 V. 380 V. 2 21 4.6 7.9 vierzehn 3 5.3 2.5 24 5.2 9.1 Sechszehn 3.5 6 4 32 7 12 21 4.6 7.9 fünf 39 8.5 vierzehn 26 5.7 9.8 zehn 60 13 22 38 8.3 vierzehn Sechszehn 75 Sechszehn 28 55 12 20 25 105 23 39 65 vierzehn 24 35 130 28 49 75 Sechszehn 28 S. – Kabelquerschnittsfläche (mm2), ich – aktuelle Last (A), R. – Gesamtleistung elektrischer Geräte (kW).
Bei der Auswahl des Kabelquerschnitts müssen auch Anpassungen unter Berücksichtigung seiner Länge vorgenommen werden. Um den Querschnitt des Kabels anhand der Stromstärke aus der Tabelle zu wählen, berechnen wir seinen Widerstand unter Berücksichtigung der Länge anhand der folgenden Formel:
R = p? L / S.
Wo:
- R. – Drahtwiderstand, Ohm;
- p – Materialwiderstand, Ohm? Mm2/ m (für Kupfer – 0,0175, für Aluminium – 0,0281);
- L. – Kabellänge m;
- S. – Kabelquerschnittsfläche, mm2.
Mit dieser Formel können Sie den Widerstand eines Kabelkerns ermitteln. Da der Strom durch einen Kern fließt und durch den anderen zurückkehrt, muss der Widerstand seines Kerns mit zwei multipliziert werden, um den Wert des Kabelwiderstands zu erhalten:
R.gesamt = 2? R.
Als nächstes müssen Sie den Spannungsverlust berechnen:
dU = ich? R.gesamt
Wo:
- dU – Spannungsverluste, W;
- ich – Stromstärke A;
- R.gesamt – berechneter Kabelwiderstand, Ohm.
Wenn die Auswahl des Kabelquerschnitts nach der Gesamtleistung des Geräts erfolgte und die Stromstärke nicht bekannt ist, kann diese nach folgender Formel berechnet werden:
I = P / U? cos ?– – für einphasiges 220-V-Netz
I = P / 1,732? U? cos ? – für ein dreiphasiges 380-V-Netz
Wo:
- R. – insgesamt verbrauchte Leistung elektrischer Geräte (W);
- U. – Spannung (V);
- cos? = 1 (für Lebensbedingungen) und cos? = 1,3 (für leistungsstarke Elektrogeräte).
Als nächstes berechnen wir die Verluste als Prozentsatz: (dU / U)? einhundert%.
Wenn der erhaltene Wert 5% nicht überschreitet, wird der Kabelquerschnitt unter Berücksichtigung seiner Länge korrekt ausgewählt. Wenn es überschreitet, muss ein Kabel mit größerem Querschnitt (als nächstes in der Reihe) aus der Tabelle ausgewählt und erneut berechnet werden.
Diese Tabellen gelten für Kabel mit Gummi- und Kunststoffisolierung. Der entsprechend ausgewählte Kabelquerschnitt funktioniert effektiv, wenn er gemäß GOST hergestellt wird.
Auswahl des Kabels für eine Gruppe von Verbrauchern
Um den Kabelquerschnitt für eine Gruppe von Verbrauchern auszuwählen (z. B. ein Eingangskabel zu einer Wohnung), können Sie die Formel verwenden, um die zulässige Strombelastung zu bestimmen. Berechnen wir die aktuelle Last für ein 220-V-Netz, das häufig in der Haushaltsstromversorgung verwendet wird:
I = P? K / U? cos ?
Wo:
- R. – insgesamt verbrauchte Leistung elektrischer Geräte (W), U. – Spannung (V), ZU – Bilanzierungskoeffizient für das gleichzeitige Einschalten von Geräten (gleich 0,75);
- cos? = 1 (für Lebensbedingungen) und cos? = 1,3 (für leistungsstarke Elektrogeräte).
Nachdem Sie die zulässige Strombelastung für eine Gruppe von Verbrauchern anhand der obigen Tabellen berechnet haben, können Sie ein Kabel mit dem erforderlichen Querschnitt auswählen. Wird von einem langfristigen gleichzeitigen Einschalten aller möglichen Verbraucher (z. B. elektrische Heizung) ausgegangen, muss die Berechnung der zulässigen Strombelastung ohne Berücksichtigung des Koeffizienten K erfolgen.
Ein Beispiel für die Auswahl eines Kabels für einen Haushaltskessel
Auf der Grundlage des Vorstehenden werden wir versuchen, ein Kupferkabel mit dem erforderlichen Querschnitt für einen einphasigen Elektrokessel mit einem 2,0-kW-Heizelement zu berechnen und auszuwählen, vorausgesetzt, das Kabel dazu wird in einer Box verlegt. Die Kabellänge beträgt 10 Meter.
Aus der Tabelle ist ersichtlich, dass der Wert von 3,0 kW nahe an der Leistung liegt, was einem Kabelquerschnitt von 1 mm entspricht2. Berechnen wir unter Berücksichtigung der Kabellänge:
- Berechnen wir die aktuelle Stärke: I = 2000 W / 220 V & le; 1 = 9,09 A..
- Berechnen wir den Kabelkernwiderstand: R = 0,0175 Ohm? Mm2/ m? 10 m / 1 mm2 = 0,175 Ohm.
- Gesamtkabelwiderstand: R.gesamt = 2? R = 0,35 Ohm.
- Spannungsverluste berechnen: dU = 9,09 A & le; 0,35 Ohm = 3,18 V..
- Wir berechnen Verluste als Prozentsatz: (3,18 V / 220 V)? 100% = 1,45% (nicht mehr als 5%).
1 mm Kabel2 Geeignet zum Anschluss des im Beispiel angegebenen Elektrokessels.
Hersteller geben häufig die erforderliche Kabelquerschnittsfläche für ihre Geräte in den Geräteanweisungen an. Wenn es eine solche Anweisung gibt, müssen Sie sie befolgen..
Welche Faktoren sollten bei der Auswahl und korrekten Berechnung des Kabelquerschnitts berücksichtigt werden?