Berechnung des Kabelquerschnitts anhand von Spannung und Strom. Berechnung des Kabelquerschnitts nach Leistung, Strom, Länge. Folgen einer falschen Abschnittsauswahl

Die richtige Wahl des Elektrokabels zur Stromversorgung elektrischer Geräte ist der Schlüssel für einen langfristigen und stabilen Betrieb von Anlagen. Die Verwendung des falschen Kabels hat schwerwiegende negative Folgen.

Die Physik des Prozesses der Beschädigung einer elektrischen Leitung durch die Verwendung eines ungeeigneten Drahtes ist wie folgt: Aufgrund des Platzmangels im Kabelkern für die freie Bewegung von Elektronen steigt die Stromdichte; Dies führt zu einer übermäßigen Energiefreisetzung und einem Anstieg der Temperatur des Metalls. Wenn die Temperatur zu hoch wird, schmilzt der Isoliermantel der Leitung, was zu einem Brand führen kann.

Um Probleme zu vermeiden, müssen Sie ein Kabel mit Adern geeigneter Dicke verwenden. Eine Möglichkeit, die Querschnittsfläche eines Kabels zu bestimmen, besteht darin, vom Durchmesser seiner Adern auszugehen.

Rechner zur Berechnung des Querschnitts nach Durchmesser

Um die Berechnungen zu vereinfachen, wurde ein Rechner zur Berechnung des Kabelquerschnitts nach Durchmesser entwickelt. Es basiert auf Formeln, mit denen sich die Querschnittsfläche von einadrigen und mehradrigen Drähten ermitteln lässt.

Sie müssen den Querschnitt messen, indem Sie den Kern ohne Isolierung messen, sonst funktioniert nichts.

Wenn es darum geht, Zehner- und Hunderterwerte zu berechnen, kann ein Online-Rechner das Leben von Elektrikern und Stromnetzplanern aufgrund der Benutzerfreundlichkeit und der höheren Berechnungsgeschwindigkeit erheblich vereinfachen. Es reicht aus, den Wert des Aderdurchmessers einzugeben und ggf. die Anzahl der Adern anzugeben, wenn das Kabel mehradrig ist, und der Dienst zeigt den erforderlichen Aderquerschnitt an.

Berechnungsformel

Sie können die Querschnittsfläche eines elektrischen Kabels je nach Typ auf unterschiedliche Weise berechnen. In allen Fällen wird eine einzige Formel zur Berechnung des Kabelquerschnitts nach Durchmesser verwendet. Es sieht aus wie das:

D – Kerndurchmesser.

Der Kerndurchmesser ist normalerweise auf dem Drahtmantel oder auf einem allgemeinen Etikett mit anderen technischen Merkmalen angegeben. Bei Bedarf kann dieser Wert auf zwei Arten ermittelt werden: mit einem Messschieber und manuell.

Die erste Möglichkeit, den Kerndurchmesser zu messen, ist sehr einfach. Dazu muss es von der Isolierhülle befreit und anschließend mit einem Messschieber bearbeitet werden. Der angezeigte Wert ist der Durchmesser des Kerns.

Wenn der Draht verseilt ist, müssen Sie das Bündel entwirren, die Drähte zählen und nur einen davon mit einem Messschieber messen. Es macht keinen Sinn, den gesamten Durchmesser des Strahls zu bestimmen – ein solches Ergebnis ist aufgrund des Vorhandenseins von Hohlräumen falsch. In diesem Fall sieht die Formel zur Berechnung des Querschnitts wie folgt aus:

D – Kerndurchmesser;

a ist die Anzahl der Drähte im Kern.

Steht kein Messschieber zur Verfügung, kann der Kerndurchmesser manuell ermittelt werden. Dazu muss ein kleiner Abschnitt davon aus der Isolierhülle gelöst und um einen dünnen zylindrischen Gegenstand, beispielsweise einen Bleistift, gewickelt werden. Die Spulen sollten eng aneinander anliegen. In diesem Fall sieht die Formel zur Berechnung des Durchmessers des Drahtkerns wie folgt aus:

L – Länge der Drahtwicklung;

N ist die Anzahl der vollständigen Umdrehungen.

Je länger die Kernwicklung ist, desto genauer ist das Ergebnis.

Auswahl nach Tabelle

Wenn Sie den Durchmesser des Drahtes kennen, können Sie seinen Querschnitt anhand einer vorgefertigten Abhängigkeitstabelle bestimmen. Die Tabelle zur Berechnung des Kabelquerschnitts nach Aderdurchmesser sieht folgendermaßen aus:

Leiterdurchmesser, mm	Leiterquerschnitt, mm2
0.8	0.5
1	0.75
1.1	1
1.2	1.2
1.4	1.5
1.6	2
1.8	2.5
2	3
2.3	4
2.5	5
2.8	6
3.2	8
3.6	10
4.5	16

Bei bekanntem Querschnitt ist es möglich, die zulässigen Leistungs- und Stromwerte für Kupfer- oder Aluminiumdraht zu ermitteln. Auf diese Weise lässt sich herausfinden, für welche Belastungsparameter der stromführende Kern ausgelegt ist. Dazu benötigen Sie eine Tabelle zur Abhängigkeit des Querschnitts vom maximalen Strom und der maximalen Leistung.

In der Luft (Tabletts, Kisten, Hohlräume, Kanäle)						Abschnitt, qm.mm	Im Boden
Kupferleiter			Aluminiumleiter				Kupferleiter			Aluminiumleiter
Aktuell. A	Leistung, kWt		Ton. A	Leistung, kWt			Strom, A	Leistung, kWt		Aktuell. A	Leistung, kWt
Aktuell. A	220 (V)	380(V)	Ton. A	220(V)	380(V)		Strom, A	220(V)	380(V)	Aktuell. A	220(V)
19	4.1	17.5				1,5	77	5.9	17.7
35	5.5	16.4	19	4.1	17.5	7,5	38	8.3	75	79	6.3
35	7.7	73	77	5.9	17.7	4	49	10.7	33.S	38	8.4
*2	9.7	77.6	37	7	71	6	60	13.3	39.5	46	10.1
55	17.1	36.7	47	9.7	77.6	10	90	19.8	S9.7	70	15.4
75	16.5	49.3	60	13.7	39.5	16	115	753	75.7	90	19,8
95	70,9	67.5	75	16.5	49.3	75	150	33	98.7	115	75.3
170	76.4	78.9	90	19.8	59.7	35	180	39.6	118.5	140	30.8
145	31.9	95.4	110	74.7	77.4	50	775	493	148	175	38.5
ISO	39.6	118.4	140	30.8	97.1	70	775	60.5	181	710	46.7
770	48.4	144.8	170	37.4	111.9	95	310	77.6	717.7	755	56.1
760	57,7	171.1	700	44	131,6	170	385	84.7	753.4	795	6S
305	67.1	700.7	735	51.7	154.6	150	435	95.7	786.3	335	73.7
350	77	730.3	770	59.4	177.7	185	500	110	379	385	84.7

Umrechnung von Watt in Kilowatt

Um die Tabelle zur Abhängigkeit des Leitungsquerschnitts von der Leistung richtig nutzen zu können, ist es wichtig, Watt richtig in Kilowatt umzurechnen.

1 Kilowatt = 1000 Watt. Um den Wert in Kilowatt zu erhalten, muss dementsprechend die Leistung in Watt durch 1000 geteilt werden. Beispiel: 4300 W = 4,3 kW.

Beispiele

Beispiel 1. Es ist notwendig, die zulässigen Strom- und Leistungswerte für einen Kupferdraht mit einem Kerndurchmesser von 2,3 mm zu ermitteln. Versorgungsspannung – 220 V.

Zunächst sollten Sie die Querschnittsfläche des Kerns bestimmen. Dies kann über eine Tabelle oder eine Formel erfolgen. Im ersten Fall beträgt der Wert 4 mm 2, im zweiten 4,15 mm 2.

Der berechnete Wert ist immer genauer als der tabellierte Wert.

Anhand einer Tabelle zur Abhängigkeit des Kabelquerschnitts von Leistung und Strom können Sie herausfinden, dass für einen Querschnitt eines Kupferkerns mit einer Fläche von 4,15 mm 2 eine Leistung von 7,7 kW und ein Strom von 35 A sind zulässig.

Beispiel 2. Es ist notwendig, die Strom- und Leistungswerte für eine Aluminiumlitze zu berechnen. Kerndurchmesser – 0,2 mm, Anzahl der Drähte – 36, Spannung – 220 V.

Im Falle einer Litze ist es nicht ratsam, tabellarische Werte zu verwenden; es ist besser, die Formel zur Berechnung der Querschnittsfläche zu verwenden:

Jetzt können Sie die Leistungs- und Stromwerte für eine Aluminiumlitze mit einem Querschnitt von 2,26 mm 2 ermitteln. Leistung – 4,1 kW, Strom – 19 A.

Die richtige Auswahl der Kabel für die Wiederherstellung oder Installation der elektrischen Leitungen garantiert einen einwandfreien Betrieb des Systems. Die Geräte erhalten die volle Leistung. Es kommt zu keiner Überhitzung der Isolierung mit anschließenden zerstörerischen Folgen. Eine vernünftige Berechnung des Kabelquerschnitts entsprechend der Leistung eliminiert sowohl die Gefahr einer Entzündung als auch die unnötigen Kosten für den Kauf teurer Kabel. Schauen wir uns den Berechnungsalgorithmus an.

Vereinfacht ausgedrückt lässt sich ein Kabel mit einer Gas- oder Wasserleitung vergleichen. Auf die gleiche Weise bewegt sich eine Strömung entlang ihres Kerns, dessen Parameter durch die Größe eines bestimmten stromführenden Kanals begrenzt sind. Die Folge einer falschen Auswahl seines Querschnitts sind zwei häufige Fehloptionen:

Der stromführende Kanal ist zu schmal, wodurch die Stromdichte deutlich ansteigt. Eine Erhöhung der Stromdichte führt zu einer Überhitzung der Isolierung und anschließend zu deren Schmelzen. Durch das Schmelzen entstehen mindestens „Schwachstellen“ für regelmäßige Lecks und im Maximum ein Feuer.
Die Vene ist zu breit, was eigentlich überhaupt nicht schlimm ist. Darüber hinaus wirkt sich das Vorhandensein von Platz für den Stromtransport sehr positiv auf die Funktionalität und Lebensdauer der Leitungen aus. Der Geldbeutel des Besitzers wird jedoch um einen Betrag entlastet, der etwa doppelt so hoch ist wie der tatsächlich benötigte Betrag.

Die erste der falschen Optionen ist geradezu gefährlich; sie führt bestenfalls zu einer Erhöhung der Stromrechnungen. Die zweite Option ist nicht gefährlich, aber äußerst unerwünscht.

Ausgetretene Pfade der Informatik

Alle bestehenden Berechnungsmethoden basieren auf dem Ohmschen Gesetz, nach dem Strom multipliziert mit Spannung gleich Leistung ist. Die Haushaltsspannung ist ein konstanter Wert, der der Standardspannung von 220 V in einem einphasigen Netz entspricht. Das bedeutet, dass in der legendären Formel nur noch zwei Variablen übrig bleiben: Strom und Leistung. Sie können und sollten in Berechnungen von einem von ihnen „tanzen“. Anhand der berechneten Werte der aktuellen und erwarteten Belastung in den PUE-Tabellen ermitteln wir die erforderliche Querschnittsgröße.

Bitte beachten Sie, dass der Kabelquerschnitt für Stromleitungen berechnet wird, d.h. für Leitungen zu Steckdosen. Beleuchtungsleitungen werden a priori mit einem Kabel mit einem herkömmlichen Querschnitt von 1,5 mm² verlegt.

Verfügt der auszustattende Raum nicht über einen leistungsstarken Disco-Strahler oder Kronleuchter, der eine Stromversorgung von 3,3 kW oder mehr benötigt, macht es keinen Sinn, den Querschnitt der Lichtkabelseele zu vergrößern. Aber die Rosettenfrage ist eine rein individuelle Angelegenheit, denn... An dieselbe Leitung können ungleiche Tandems wie ein Haartrockner mit Wasserkocher oder ein Wasserkocher mit Mikrowelle angeschlossen werden.

Für diejenigen, die die Stromleitung mit einem Elektrokochfeld, einem Boiler, einer Waschmaschine und ähnlichen „gefräßigen“ Geräten belasten möchten, empfiehlt es sich, die gesamte Belastung auf mehrere Steckdosengruppen zu verteilen.

Ist eine Aufteilung der Last in Gruppen technisch nicht möglich, empfehlen erfahrene Elektriker die unkomplizierte Verlegung eines Kabels mit einem Kupferaderquerschnitt von 4-6 mm². Warum mit einem stromführenden Kupferkern? Denn der strenge PUE-Code verbietet die Verlegung von Kabeln mit Aluminium-„Füllung“ in Wohngebäuden und in aktiv genutzten Wohnräumen. Elektrisches Kupfer hat einen viel geringeren Widerstand, lässt mehr Strom durch und erwärmt sich nicht wie Aluminium. Aluminiumdrähte werden beim Bau externer Freileitungen verwendet; mancherorts sind sie noch in alten Häusern vorhanden.

Beachten Sie! Die Querschnittsfläche und der Durchmesser der Kabelseele sind zwei verschiedene Dinge. Die erste wird in Quadratmillimetern angegeben, die zweite einfach in mm. Die Hauptsache ist, nicht zu verwechseln!

Um nach Tabellenwerten für Leistung und zulässigem Strom zu suchen, können Sie beide Indikatoren verwenden. Wenn in der Tabelle die Größe der Querschnittsfläche in mm² angegeben ist und wir nur den Durchmesser in mm kennen, muss die Fläche mit der folgenden Formel ermittelt werden:

Berechnung der Abschnittsgröße basierend auf der Last

Der einfachste Weg, ein Kabel mit der erforderlichen Größe auszuwählen, besteht darin, den Aderquerschnitt anhand der Gesamtleistung aller an die Leitung angeschlossenen Geräte zu berechnen.

Der Berechnungsalgorithmus ist wie folgt:

Entscheiden wir uns zunächst für die Einheiten, die wir voraussichtlich gleichzeitig verwenden können. Während beispielsweise der Boiler in Betrieb ist, möchten wir plötzlich die Kaffeemühle, den Haartrockner und die Waschmaschine einschalten;
dann summieren wir gemäß den technischen Datenblättern oder gemäß ungefähren Angaben aus der folgenden Tabelle einfach die Leistung der gleichzeitig nach unseren Plänen betriebenen Haushaltseinheiten;
Nehmen wir an, dass wir insgesamt 9,2 kW haben, dieser konkrete Wert steht aber nicht in den PUE-Tabellen. Das bedeutet, dass Sie auf eine sichere höhere Seite aufrunden müssen, d. h. Nehmen Sie den nächstgelegenen Wert mit etwas überschüssiger Leistung. Diese beträgt 10,1 kW und der entsprechende Querschnittswert beträgt 6 mm².

Wir richten alle Rundungen nach oben. Grundsätzlich ist eine Summierung der in den Datenblättern angegebenen Stromstärken möglich. Berechnungen und Rundungen für den Strom erfolgen auf ähnliche Weise.

Wie berechnet man den aktuellen Querschnitt?

Tabellenwerte können die individuellen Eigenschaften des Gerätes und des Netzwerkbetriebs nicht berücksichtigen. Die Spezifität der Tabellen ist durchschnittlich. Sie listen nicht die Parameter der maximal zulässigen Ströme für ein bestimmtes Kabel auf, unterscheiden sich jedoch für Produkte verschiedener Marken. Auf die Art der Dichtung wird in den Tabellen nur sehr oberflächlich eingegangen. Für sorgfältige Handwerker, die die einfache Suche in Tabellen ablehnen, ist es besser, die Methode zur Berechnung der Größe des Drahtquerschnitts nach Strom zu verwenden. Genauer gesagt, durch seine Dichte.

Zulässige und Betriebsstromdichte

Beginnen wir mit der Beherrschung der Grundlagen: Denken Sie in der Praxis an das abgeleitete Intervall 6 - 10. Dies sind die Werte, die Elektriker über viele Jahre „experimenteller Tests“ ermittelt haben. Die Stärke des Stroms, der durch 1 mm² Kupferkern fließt, schwankt innerhalb der angegebenen Grenzen. Diese. Ein Kabel mit einer Kupferseele mit einem Querschnitt von 1 mm² ohne Überhitzung und Schmelzen der Isolierung lässt einen Strom von 6 bis 10 A problemlos zum wartenden Verbraucher gelangen. Lassen Sie uns herausfinden, woher es kommt und was die bezeichnete Intervallgabel bedeutet.

Nach dem Elektrogesetzbuch PUE werden dem Kabel 40 % für eine Überhitzung zugewiesen, die für seinen Mantel ungefährlich ist, was bedeutet:

6 A verteilt auf 1 mm² stromführende Ader ist die normale Betriebsstromdichte. Unter diesen Voraussetzungen kann der Dirigent unbegrenzt und ohne zeitliche Einschränkungen arbeiten;
Durch den Leiter können kurzzeitig 10 A verteilt auf 1 mm² Kupferseele fließen. Zum Beispiel, wenn Sie das Gerät einschalten.

Ein Energiefluss von 12 A in einem Kupfer-Millimeterkanal wird zunächst „überfüllt“ sein. Aufgrund der Ansammlung und Ansammlung von Elektronen wird die Stromdichte zunehmen. Dadurch steigt die Temperatur des Kupferbauteils, was sich unweigerlich auf den Zustand der Isolierhülle auswirkt.

Bitte beachten Sie, dass bei einem Kabel mit stromführendem Aluminiumleiter die Stromdichte einen Bereich von 4 - 6 Ampere pro 1 mm² Leiter aufweist.

Wir haben herausgefunden, dass die maximale Stromdichte für einen Leiter aus Elektrokupfer 10 A pro Querschnittsfläche von 1 mm² beträgt, normal sind 6 A. Daher:

Ein Kabel mit einem Leiterquerschnitt von 2,5 mm² kann beim Einschalten des Geräts in nur wenigen Zehntelsekunden einen Strom von 25 A transportieren;
Es kann unbegrenzt einen Strom von 15 A übertragen.

Die oben genannten Stromdichten gelten für offene Verkabelung. Wird das Kabel in einer Wand, in einer Metallhülse oder verlegt, muss der angegebene Stromdichtewert mit einem Korrekturfaktor von 0,8 multipliziert werden. Denken Sie an eine weitere Feinheit bei der Organisation offener Kabel. Aus Gründen der mechanischen Festigkeit werden Kabel mit einem Querschnitt von weniger als 4 mm² nicht in offenen Stromkreisen verwendet.

Studieren des Berechnungsschemas

Es wird keine superkomplexen Berechnungen mehr geben; die Berechnung des Drahtes für die bevorstehende Belastung ist äußerst einfach.

Lassen Sie uns zunächst die maximal zulässige Belastung ermitteln. Dazu fassen wir die Leistung der Geräte zusammen, die wir gleichzeitig an die Leitung anschließen möchten. Addieren wir zum Beispiel die Leistung einer Waschmaschine 2000 W, eines Haartrockners 1000 W und einer beliebigen Heizung 1500 W. Wir haben 4500 W oder 4,5 kW erhalten.
Dann teilen wir unser Ergebnis durch die Standardspannung eines Haushaltsnetzes von 220 V. Wir erhalten 20,45 ... A, aufgerundet auf eine ganze Zahl, wie erwartet.
Als nächstes führen wir ggf. einen Korrekturfaktor ein. Der Wert mit dem Koeffizienten beträgt 16,8, gerundet 17 A, ohne den Koeffizienten 21 A.
Wir erinnern uns, dass wir die Betriebsleistungsparameter berechnet haben, aber wir müssen auch den maximal zulässigen Wert berücksichtigen. Dazu multiplizieren wir die von uns berechnete Stromstärke mit 1,4, da die Korrektur für thermische Effekte 40 % beträgt. Wir haben: 23,8 A bzw. 29,4 A.
Dies bedeutet, dass in unserem Beispiel für den sicheren Betrieb einer offenen Verkabelung ein Kabel mit einem Querschnitt von mehr als 3 mm² und für eine verdeckte Ausführung 2,5 mm² erforderlich ist.

Vergessen wir nicht, dass wir aufgrund verschiedener Umstände manchmal mehr Geräte gleichzeitig einschalten, als wir erwartet hatten. Dass es auch Glühbirnen und andere Geräte gibt, die wenig Energie verbrauchen. Lassen Sie uns für den Fall einer Vergrößerung der Haushaltsgeräteflotte einen Reservebereich auffüllen und mit den Berechnungen einen wichtigen Kauf tätigen.

Videoanleitung für genaue Berechnungen

Welches Kabel ist besser zu kaufen?

Den strengen Empfehlungen der PUE folgend, werden wir für die Gestaltung von Privatbesitz Kabelprodukte mit den „Buchstabengruppen“ NYM und VVG in der Kennzeichnung kaufen. Sie sind diejenigen, die bei Elektrikern und Feuerwehrleuten keine Beschwerden oder Streitereien hervorrufen. Option NYM ist ein Analogon zu inländischen VVG-Produkten.

Es ist am besten, wenn das Haushaltskabel mit dem NG-Index versehen ist, was bedeutet, dass die Verkabelung feuerbeständig ist. Wenn Sie beabsichtigen, die Leitung hinter einer Trennwand, zwischen Balken oder über einer abgehängten Decke zu verlegen, kaufen Sie Produkte mit geringer Rauchentwicklung. Sie werden den LS-Index haben.

Dies ist eine einfache Möglichkeit, den Querschnitt des Kabelleiters zu berechnen. Informationen zu den Berechnungsprinzipien helfen Ihnen bei der rationalen Auswahl dieses wichtigen Elements des Stromnetzes. Die erforderliche und ausreichende Größe des stromführenden Kerns versorgt Haushaltsgeräte mit Strom und verursacht keinen Brand in der Verkabelung.

Leiterquerschnitt für Leistung und Strom für die elektrische Verkabelung in einer Wohnung

Elektroinstallationsarbeiten sind ein komplexes und verantwortungsvolles Unterfangen. Wenn Ihre Qualifikationen ausreichen, um die Elektroinstallation in der Wohnung selbst durchzuführen, sind nützliche Tipps hilfreich. Wenn nicht, dann nehmen Sie die Dienste eines Elektroinstallationsspezialisten in Anspruch. Lassen Sie uns also im Detail über die Auswahl des Kabelquerschnitts für Strom und Leistung sprechen.

Berechnung der Länge und maximalen Belastung der elektrischen Leitungen

Die korrekte Berechnung des Leitungsquerschnitts für Leistung und Strom ist eine wichtige Voraussetzung für den unterbrechungsfreien und störungsfreien Betrieb der elektrischen Anlage. Berechnen Sie zunächst die Gesamtsumme Kabellänge. Die erste Möglichkeit besteht darin, die Abstände zwischen Schalttafeln, Schaltern und Steckdosen im Schaltplan zu messen und die Zahl mit der Skala zu multiplizieren. Die zweite Möglichkeit besteht darin, die Länge entsprechend dem Ort zu bestimmen, an dem die elektrische Verkabelung verlegt wird. Es umfasst alle Leitungen, Installations- und Installationskabel sowie Befestigungs-, Stütz- und Schutzkonstruktionen. Jedes Segment muss unter Berücksichtigung der Drahtverbindungen um mindestens 1 cm verlängert werden.

Als nächstes wird die Gesamtlast des verbrauchten Stroms berechnet. Dabei handelt es sich um die Summe der Nennleistungen aller Elektrogeräte, die im Haus betrieben werden (*siehe Tabelle am Ende des Artikels). Wenn beispielsweise in der Küche gleichzeitig ein Wasserkocher, ein Elektroherd, eine Mikrowelle, Lampen und ein Geschirrspüler eingeschaltet sind, summieren wir die Leistung aller Geräte und multiplizieren sie mit 0,75 (Gleichzeitigkeitskoeffizient). Die Lastberechnung muss immer einen Sicherheits- und Festigkeitsspielraum haben. Wir merken uns diese Zahl, um den Querschnitt der Drahtadern zu bestimmen.

Mithilfe einer einfachen Formel können Sie den Stromverbrauch eines beliebigen Elektrogeräts selbst ermitteln. Teilen Sie den Stromverbrauch (siehe Anleitung des Gerätes) durch die Netzspannung (220 V). Laut Reisepass beträgt die Leistung der Waschmaschine beispielsweise 2000 W; 2000/220 = der maximale Strom während des Betriebs wird 9,1 A nicht überschreiten.

Eine weitere Möglichkeit besteht darin, die Empfehlungen der PUE (Electrical Installation Rules) zu nutzen, nach denen die Standard-Wohnungsverkabelung mit einer Dauerlast von 25 A für die maximale Stromaufnahme berechnet und mit Kupferdraht mit einem Querschnitt von 5 mm 2 ausgeführt wird . Laut PUE muss der Querschnitt der Ader mindestens 2,5 mm 2 betragen, was einem Leiterdurchmesser von 1,8 mm entspricht.

Dieser Strom ist auf eingestellt Leistungsschalter am Eingang von Kabeln in die Wohnung, um Unfälle zu vermeiden. In Wohngebäuden wird einphasiger Strom mit einer Spannung von 220 V verwendet. Wir dividieren die berechnete Gesamtlast durch den Spannungswert (220 V) und erhalten den Strom, der durch das Eingangskabel und die Maschine fließt. Sie müssen eine Maschine mit genauen oder ähnlichen Parametern kaufen, mit einem Spielraum für die aktuelle Belastung.

Auswahl eines Kabels für die elektrische Verkabelung in einer Wohnung

* Tabelle mit Stromverbrauch und Stromstärke
Elektrohaushaltsgeräte mit einer Versorgungsspannung von 220 V

Elektrisches Haushaltsgerät	Stromverbrauch je nach Modell des Elektrogeräts, kW (BA)	Stromverbrauch, A	Notiz
Glühlampe
Wasserkocher			Dauerbetriebszeit bis zu 5 Minuten
E-Herd			Für Leistungen über 2 kV ist eine separate Verkabelung erforderlich
Mikrowelle
Elektrischer Fleischwolf

Kaffeemühle			Im Betrieb variiert die Stromaufnahme je nach Belastung.
Kaffeemaschine
Elektrischer Ofen			Während des Betriebs wird periodisch der maximale Strom verbraucht
Spülmaschine
Waschmaschine			Maximaler Stromverbrauch vom Einschalten bis zum Erhitzen des Wassers
			Während des Betriebs wird periodisch der maximale Strom verbraucht
			Im Betrieb variiert die Stromaufnahme je nach Belastung.
Desktop-Computer			Während des Betriebs wird periodisch der maximale Strom verbraucht
Elektrowerkzeuge (Bohrmaschine, Stichsäge usw.)			Im Betrieb variiert die Stromaufnahme je nach Belastung.

Strom kann mit einem Generator mit Spannungen von 6, 10, 18 kV erzeugt werden. Anschließend geht es über Sammelschienen oder komplette Sammelschienen zu Transformatoren, die diesen Wert auf 35-330 kV erhöhen. Je höher die Spannung, desto weiter wird diese Energie übertragen. Anschließend gelangt der Strom über Stromleitungen zu den Verbrauchern. Dort wird es erneut über Abwärtstransformatoren auf einen Wert von 0,4 kV transformiert. Und zwischen all diesen Transformationen fließt Strom durch Frei- und Kabelleitungen unterschiedlicher Spannung. Die Wahl des Querschnitts dieser Kabel ist ein separates Thema, das in diesem Artikel behandelt wird.

Wenn wir uns den Grundlagen der Frage zuwenden, lässt sie sich sofort in zwei Teile unterteilen. Teil eins, Auswahl eines Querschnitts in Netzwerken bis 1 kV, und der zweite Teil (in einem separaten Artikel) – Auswahl eines Querschnitts in Netzwerken über 1 kV. Darüber hinaus betrachten wir ein häufiges Problem dieser Spannungsklassen – die Bestimmung des Kabelquerschnitts anhand des Durchmessers. Ich warne Sie sofort, dass noch viele Tische vor Ihnen liegen, aber lassen Sie sich davon nicht abschrecken, denn manchmal sagt ein Tisch mehr als tausend Worte.

Auswahl und Berechnung von Kabelquerschnitten für Spannungen bis 1 kV (für Wohnungen, Häuser)

Am zahlreichsten sind elektrische Netze bis zu 1 kV – es ist wie ein Netz, das sich um die gesamte Elektrizitätswirtschaft legt und in dem es so unzählige Maschinen, Schaltkreise und Geräte gibt, dass einem unvorbereiteten Menschen der Kopf schwirren kann. Zu diesen Netzen gehören neben 0,4-kV-Netzen von Industriebetrieben (Fabriken, Wärmekraftwerke) auch die Verkabelung in Wohnungen und Ferienhäusern. Daher wird die Frage nach der Auswahl und Berechnung des Kabelquerschnitts auch von Menschen gestellt, die fern von Elektrizität sind – normale Immobilienbesitzer.

Das Kabel dient der Übertragung von Strom von der Quelle zum Verbraucher. In Wohnungen betrachten wir den Bereich von der Schalttafel, in der der Eingangsschutzschalter für die Wohnung installiert ist, bis zu dem Bereich, an den unsere Geräte angeschlossen sind (Fernseher, Waschmaschinen, Wasserkocher). Alles, was sich von der Maschine weg von der Wohnung in die Abteilung der Serviceorganisation bewegt, wir haben kein Recht, dorthin zu gehen. Das heißt, wir denken über die Verlegung von Kabeln von der Eingabemaschine zu Steckdosen in der Wand und Schaltern an der Decke nach.

Im Allgemeinen werden 1,5 Quadratmeter für die Beleuchtung und 2,5 für Steckdosen benötigt. Eine Berechnung ist erforderlich, wenn Sie etwas Nicht-Standardmäßiges mit hoher Leistung anschließen müssen – eine Waschmaschine, einen Boiler, ein Heizelement oder einen Herd.

Auswahl des Kabelquerschnitts nach Leistung

Ich werde weiterhin über eine Wohnung nachdenken, da die Leute in den Unternehmen gebildet sind und alles wissen. Um die Leistung abzuschätzen, müssen Sie die Leistung jedes elektrischen Empfängers kennen und diese addieren. Der einzige Nachteil bei der Wahl eines Kabels mit einem größeren Querschnitt als nötig ist die wirtschaftliche Undurchführbarkeit. Denn ein größeres Kabel kostet mehr, erwärmt sich aber weniger. Und wenn Sie die richtige Wahl treffen, ist es günstiger und erwärmt sich nicht stark. Abrunden ist nicht möglich, da sich das Kabel durch den darin fließenden Strom stärker erwärmt und schnell in einen fehlerhaften Zustand gerät, was zu einer Fehlfunktion des Elektrogeräts und der gesamten Verkabelung führen kann.

Der erste Schritt bei der Auswahl eines Kabelquerschnitts besteht darin, die Leistung der daran angeschlossenen Lasten sowie die Art der Last zu bestimmen – einphasig, dreiphasig. Dreiphasig kann es ein Ofen in einer Wohnung oder eine Maschine in einer Garage in einem Privathaus sein.

Wenn alle Geräte bereits gekauft wurden, können Sie die Leistung jedes einzelnen Geräts anhand des dem Kit beiliegenden Reisepasses ermitteln oder, wenn Sie den Typ kennen, den Reisepass im Internet finden und dort die Leistung sehen.

Wenn Sie die Geräte noch nicht gekauft haben, aber planen, sie zu kaufen, können Sie die Tabelle verwenden, in der die beliebtesten Geräte aufgeführt sind. Wir notieren die Leistungswerte und addieren die Werte, die gleichzeitig an einer Steckdose angeschlossen werden können. Die unten angegebenen Werte dienen nur als Referenz; bei der Berechnung sollte der größere Wert verwendet werden (sofern der Leistungsbereich angegeben ist). Und es ist immer besser, einen Blick in den Reisepass zu werfen, als Durchschnittswerte aus Tabellen zu ziehen.

Es ist zweckmäßig, die Schalter, die nach dem Einführungsschalter folgen, in Gruppen einzuteilen. Separate Schalter für die Stromversorgung von Herd, Waschmaschine, Boiler und anderen leistungsstarken Geräten. Getrennt für die Stromversorgung der Beleuchtung einzelner Räume, getrennt für Steckdosengruppen in Räumen. Aber das ist ideal, in Wirklichkeit gibt es nur eine und drei Einführungsmaschinen. Aber ich wurde abgelenkt...

Da wir den Wert der Leistung kennen, die an eine bestimmte Steckdose angeschlossen wird, wählen wir den aufgerundeten Querschnitt aus der Tabelle aus.

Als Grundlage nehme ich die Tabellen 1.3.4-1.3.5 aus der 7. Auflage des PUE. Diese Tabellen gelten für Drähte, Aluminium- oder Kupferkabel mit Gummi- und (oder) PVC-Isolierung. Das heißt, was wir in der Hausverkabelung verwenden: Kupfer NYM und VVG, die von Elektrikern geliebt werden, und Aluminium AVVG sind für diesen Typ geeignet.

Zusätzlich zu den Tabellen benötigen wir zwei Formeln für die Wirkleistung: für einphasige (P=U*I*cosf) und dreiphasige Netze (die gleiche Formel, nur multipliziert mit der Wurzel aus drei, was gleich ist 1.732). Wir nehmen den Kosinus als Eins an und haben ihn als Reserve.

Zwar gibt es Tabellen, in denen für jeden Steckdosentyp (Steckdose für eine Maschine, Steckdose für diese, für jenes) ein eigener Kosinus beschrieben ist. Aber er kann nicht größer als eins sein, also ist es nicht beängstigend, wenn wir ihn mit 1 annehmen.

Schon vor dem Blick auf die Tabelle lohnt es sich zu entscheiden, wie und in welcher Menge unsere Drähte verlegt werden. Die Optionen sind wie folgt: offen oder in einem Rohr. Und in einem Rohr können Sie zwei oder drei oder vier Einzelkerne, einen Dreikerner oder einen Zweikerner haben. Für eine Wohnung haben wir die Wahl zwischen zwei Einzeladern in einer Leitung – das sind 220 V, oder vier Einzeladern in einer Leitung – 380 V. Bei der Verlegung in einem Rohr ist es notwendig, dass 40 Prozent des Freiraums in diesem Rohr verbleiben, um eine Überhitzung zu vermeiden. Wenn Sie Drähte in einer anderen Anzahl oder auf andere Weise verlegen müssen, können Sie gerne den PUE öffnen und selbst neu berechnen oder nicht nach Leistung, sondern nach Strom wählen, was etwas später in diesem Artikel besprochen wird.

Sie können zwischen Kupfer- und Aluminiumkabel wählen. Allerdings wird Kupfer in letzter Zeit immer häufiger verwendet, da für die gleiche Leistung ein kleinerer Querschnitt erforderlich ist. Darüber hinaus weist Kupfer bessere elektrische Leitfähigkeiten und mechanische Festigkeit auf, ist weniger anfällig für Oxidation und darüber hinaus ist die Lebensdauer von Kupferdraht im Vergleich zu Kupferdraht länger.

Haben Sie sich entschieden, ob es Kupfer oder Aluminium, 220 oder 380 V ist? Schauen wir uns die Tabelle an und wählen einen Abschnitt aus. Wir berücksichtigen jedoch, dass wir in der Tabelle Werte für zwei oder vier einadrige Drähte in einem Rohr angeben.

Wir haben die Belastung beispielsweise mit 6 kW für eine 220-V-Steckdose berechnet und sehen 5,9, obwohl dieser nahe beieinander liegt, wählen wir 8,3 kW – 4 mm2 für Kupfer. Und wenn Sie sich für Aluminium entscheiden, dann sind 6,1 kW auch 4 mm2. Obwohl es sich lohnt, Kupfer zu wählen, ist der Strom bei gleichem Querschnitt um 10 A zulässiger.

Auswahl des Kabelquerschnitts für Strom

Der Kern der Wahl ist ähnlich, nur haben wir jetzt ein PUE, in dem die Ströme registriert werden, die Ströme selbst sind uns jedoch unbekannt. Aber warten Sie... Schließlich kennen wir die Leistung der Geräte und können anhand der Formel die aktuellen Werte berechnen. Ja, und Strömungen können in Produktpässe geschrieben werden. Ähnlich sehen wir die Tabellen weiter unten. Da es sich bereits um Tabellen aus offiziellen Dokumenten handelt, gibt es nichts zu bemängeln.

Auswahl des Querschnitts eines Drahtes mit Gummi- oder PVC-Isolierung basierend auf dem zulässigen Strom

Diese Drähte kommen am häufigsten vor, weshalb diese Tabelle angezeigt wird. Im PUE gibt es weitere Tische für alle Gelegenheiten für Drähte, Kabel, Leitungen mit und ohne Ummantelung bei Verlegung in Wasser, Land und Luft. Aber das sind Sonderfälle. Die angegebene Tabelle zur Leistungsberechnung ist übrigens ein völliger Sonderfall der aktuellen Auswahltabellen, die offiziell sind und im PUE beschrieben werden.

Kabelberechnung nach Leistung und Länge

Wenn Sie ein Kabel über eine große Entfernung (also 15 Meter oder mehr) verlegen, müssen Sie den Spannungsabfall berücksichtigen, der durch den Widerstand der Kabelleitung verursacht wird.

Warum ist der Spannungsabfall am Ende der Kabelleitung für uns ungünstig? Bei einer Glühbirne ist dies eine Verschlechterung des Lichtstroms bei sinkender Spannung bzw. eine Verkürzung der Lebensdauer bei steigender Spannung. Es gibt akzeptable Spannungsabweichungswerte. Aber grundsätzlich sind es bei Elektrogeräten plus oder minus fünf Prozent.

In diesem Fall ist eine Berechnung erforderlich, und wenn die Spannung um 5 % oder mehr unter der Nennspannung liegt, müssen Sie den Querschnitt vergrößern und neu berechnen. Oder verwenden Sie einen anderen Tisch.

Gehen wir nun etwas tiefer in die Hardware ein. Der Spannungsabfall für ein dreiphasiges Netz wird durch die Formel bestimmt:

Diese Größe besteht aus zwei Teilen, aktiv (R) und induktiv (X). Der induktive Anteil kann in folgenden Fällen vernachlässigt werden:

Gleichstromnetz
Wechselstromnetz, bei cos=1
Netzwerke, die aus in Rohren verlegten Kabeln oder isolierten Drähten bestehen, sofern ihr Querschnitt eine bestimmte Größe nicht überschreitet, wir gehen jedoch nicht näher darauf ein.

Im Allgemeinen vernachlässigen wir die induktive Komponente und nehmen den Kosinus gleich 1. Der Wert von R wird durch die Formel bestimmt:

wobei p der spezifische Widerstand ist (für - 0,0175 und für Aluminium - 0,03)

a) Basierend auf dem angegebenen Wert des Spannungsabfalls ermitteln wir den zulässigen Querschnitt und wählen den nächstgrößeren Wert.

b) Anhand eines bestimmten Leistungs- oder Stromwerts ermitteln wir den Spannungsabfall im Abschnitt, und wenn dieser mehr als 5 % beträgt, wählen wir einen anderen Abschnitt aus und wiederholen die Berechnung.

In den obigen Formeln ist die Länge in Metern, der Strom in Ampere, die Spannung in Volt und die Fläche in mm2 angegeben. Die Größe des Spannungsabfalls selbst wird in relativen Werten angegeben und ist dimensionslos. Die Formeln eignen sich für Berechnungen ohne induktive Komponente und einem Kosinus gleich 1. Eine Reihe von Kabelquerschnitten sind Standard. Im Prinzip kann man mit dem ermittelten Querschnittswert aufgerundet auf den Markt gehen und schauen, was geeignet ist.

Oder Sie können Tabellen im Internet verwenden, aber diese Tabellen ... Es ist nicht klar, woher sie kamen und für welchen Zweck sie gebaut wurden. Formeln sind unser Alles!

Bestimmung des Kabelquerschnitts anhand des Durchmessers

Wenn Sie die Möglichkeit haben, den Durchmesser einer Kabelader, natürlich blank, ohne Isolierung, zu messen, dann können Sie den Querschnitt dieser Ader bestimmen. Auch hier haben wir zwei Möglichkeiten: eine Formel oder eine Tabelle. Lassen Sie jeden wählen, was für ihn bequemer ist.

Formel: Pide Quadrat vier. Das weiß jeder. Wir messen den Durchmesser des Drahtes (Lineal, Messschieber, Mikrometer) und reinigen ihn erneut. Wir quadrieren den Wert, multiplizieren ihn mit Pi (entspricht 3,14) und teilen ihn durch 4. Wir erhalten den Querschnittswert. Näherungsweise, da es sowohl bei der Zahl Pi als auch bei der Messung selbst Fehler gibt. Wenn Sie möchten, finden Sie hier eine einfache Tabelle: Messen Sie den Durchmesser und prüfen Sie, ob er mit dem auf dem Etikett angegebenen Querschnitt übereinstimmt.

Wenn der Draht mehradrig ist, messen wir entweder jeden Draht und zählen dann seine Anzahl. Nun, wir multiplizieren die Zahl mit dem Durchmesser eins und folgen dann dem oben angegebenen Schema. Oder wenn sie am Ende gut in Form eines Kreises verdreht sind, messen wir wie bei einem einadrigen.

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Erforderlich Bestimmen Sie Kabelquerschnitte in einem 0,4-kV-Netz zum Antrieb eines AIR200M2-Elektromotors mit einer Leistung von 37 kW. Die Länge der Kabelleitung beträgt 150 m. Das Kabel wird zusammen mit zwei weiteren Kabeln im gesamten Betrieb im Boden (Graben) verlegt, um die Motoren der Pumpstation anzutreiben. Der Abstand zwischen den Kabeln beträgt 100 mm. Geschätzte Bodentemperatur 20 °C. Die Einbautiefe im Erdreich beträgt 0,7 m.

Die technischen Eigenschaften der AIR-Elektromotoren sind in Tabelle 1 aufgeführt.

Tabelle 1 – Technische Eigenschaften von AIR-Elektromotoren

Gemäß GOST 31996-2012 wählen wir gemäß Tabelle 21 einen Nennkabelquerschnitt von 16 mm2, wobei für diesen Querschnitt die zulässige Strombelastung im Erdreich gleich Id.t ist. = 77 A, in diesem Fall muss die Bedingung Id.t = 77 A > Icalc erfüllt sein. = 70 A (Bedingung erfüllt).

Wenn Sie ein vieradriges oder fünfadriges Kabel mit Adern gleichen Querschnitts haben, zum Beispiel AVVGzng 4x16, dann sollte der in der Tabelle angegebene Wert mit 0,93 multipliziert werden.

Wählen Sie zunächst eine Kabelmarke AVVGzng 3x16+1x10 aus.

Wir bestimmen den Koeffizienten k1 unter Berücksichtigung der von der berechneten abweichenden Umgebungstemperatur und wählen ihn gemäß Tabelle 2.9 [L1. aus 55] und gemäß Tabelle 1.3.3 PUE. Gemäß Tabelle 2-9 beträgt die Standardumgebungstemperatur +15 °C, wobei berücksichtigt wird, dass das Kabel im Erdreich in einem Graben verlegt wird.

Die Temperatur der Kabeladern beträgt +80°C gemäß PUE ed. 7, Abschnitt 1.3.12. Da die berechnete Temperatur der Erde von den im PUE angenommenen abweicht. Wir akzeptieren den Koeffizienten k1=0,96 und berücksichtigen dabei, dass die geschätzte Temperatur der Erde +20 °C beträgt.

Wir bestimmen den Koeffizienten k2, der den spezifischen Widerstand des Bodens (unter Berücksichtigung geologischer Untersuchungen) berücksichtigt und gemäß PUE 7. Auflage ausgewählt wird. Tabelle 1.3.23. In meinem Fall beträgt der Korrekturfaktor für sandig-tonigen Boden mit einem spezifischen Widerstand von 80 K/W k2=1,05.

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). In meinem Fall wird das Kabel mit zwei anderen Kabeln in einem Graben verlegt, der Abstand zwischen den Kabeln beträgt 100 mm, unter Berücksichtigung des oben Gesagten nehmen wir k3 = 0,85.

3. Nachdem wir alle Korrekturfaktoren ermittelt haben, können wir den tatsächlich langfristig zulässigen Strom für einen Querschnitt von 16 mm2 ermitteln:

4. Ermitteln Sie den dauerhaft zulässigen Strom für einen Querschnitt von 25 mm2:

5. Ermitteln Sie den zulässigen Spannungsverlust des Motors in Volt unter Berücksichtigung von ∆U = 5 %:

Icalc. – Auslegungsstrom, A;
L – Abschnittslänge, km;
cosφ – Leistungsfaktor;

Wenn Sie cosφ kennen, können Sie sinφ mit der bekannten geometrischen Formel bestimmen:

r0 und x0 – die Werte der Wirk- und Blindwiderstände werden gemäß Tabelle 2-5 [L2.s 48] bestimmt.

P – Auslegungsleistung, W;
L – Länge des Abschnitts, m;
U – Spannung, V;
γ – spezifische elektrische Leitfähigkeit des Drahtes, m/Ohm*mm2;
für Kupfer γ = 57 m/Ohm*mm2;
für Aluminium γ = 31,7 m/Ohm*mm2;

Wie wir bei der Bestimmung des Kabelquerschnitts mit einer vereinfachten Formel sehen, besteht die Möglichkeit, den Kabelquerschnitt zu unterschätzen. Daher empfehle ich, bei der Bestimmung des Spannungsverlusts die Formel zu verwenden, die den Wirk- und Blindwiderstand berücksichtigt.

cosφ = 0,3 und sinφ = 0,95 Durchschnittswerte der Leistungsfaktoren beim Starten des Motors werden mangels technischer Daten akzeptiert, gemäß [L6. Mit. 16].
kstart =7,5 – Vielfaches des Motoranlaufstroms, entsprechend den technischen Eigenschaften des Motors.

Nach [L7, S. 61, 62] Die Startbedingung des Motors wird durch die Restspannung an den Motorklemmen Urest bestimmt.

Es wird angenommen, dass der Start von Elektromotoren von Mechanismen mit Lüfterdrehmoment und einfachen Startbedingungen (Startdauer 0,5 - 2 s) gewährleistet ist durch:

Urest.≥0,7*Un.door

Der Start von Elektromotoren von Mechanismen mit konstantem Widerstandsmoment oder schwierigen Startbedingungen (Startdauer 5 - 10 s) wird gewährleistet durch:

Urest.≥0,8*Un.door

In diesem Beispiel beträgt die Motorstartzeit 10 s. Anhand des Schweranlaufs des Elektromotors ermitteln wir die zulässige Restspannung:

Urest.≥0,8*Un.door = 0,8*380V = 304 V

10.1 Bestimmen Sie die Restspannung an den Motorklemmen unter Berücksichtigung des Spannungsverlusts beim Anlauf.

Urest.≥ 380 – 44,71 = 335,29 V ≥ 304 V (Bedingung erfüllt)

Wir wählen einen dreipoligen Leistungsschalter Typ C120N, rot.C, In = 100A.

11. Wir prüfen den Kabelquerschnitt entsprechend der Konformitätsbedingung des ausgewählten Geräts mit Maximalstromschutz, wobei Id.t. für einen Querschnitt von 95 mm2 entspricht 214 A:

Idef. = 100 A – Einstellstrom, bei dem die Schutzeinrichtung auslöst;
kprotect.= 1 – Multiplizitätskoeffizient des langfristig zulässigen Stroms des Kabels (Drahts) zum Betriebsstrom der Schutzeinrichtung.

Ich schütze Wertdaten und kdef. ermittelt nach Tabelle 8.7 [L5. Mit. 207].

Auf der Grundlage aller oben genannten Punkte akzeptieren wir das Markenkabel AVVGzng 3x35+1x25.

Literatur:

Nachschlagewerk für Elektriker. Unter der allgemeinen Herausgeberschaft von V.I. Grigorjewa. 2004
Entwurf von Kabelnetzen und Verkabelungen. Chromtschenko G.E. 1980
GOST 31996-2012 Stromkabel mit Kunststoffisolierung für Nennspannungen von 0,66, 1 und 3 kV.
Regeln für den Bau elektrischer Anlagen (PUE). Siebte Auflage. 2008
Berechnung und Auslegung von Energieversorgungssystemen für Anlagen und Anlagen. Verlag TPU. Tomsk 2006
So prüfen Sie die Möglichkeit, Käfigläufermotoren an das Stromnetz anzuschließen. Karpov F.F. 1964
Auswahl von Geräten, Schutz und Kabeln in 0,4-kV-Netzen. A. V. Belyaev. 2008