Kabelio skerspjūvio skaičiuoklė

Apkrova
Maitinimo sistema
Apkrova nurodoma kaip
Kabelis
Izoliacija
Klojimo sąlygos
Sugrupuoti kabeliai
Ilgis ir įtampos kritimas

Skerspjūvį (2.5 mm²) lemia leistinoji srovė — įtampos kritimas jau neviršija ribos.

Tik variniai laidininkai, klojimo būdai A1–C ir B charakteristikos automatiniai jungikliai pagal LST EN 60898-1 (C/D charakteristikoms reikia kilpos varžos ir atjungimo patikros). Netikrinama apsauga nuo trumpojo jungimo ir automatinis maitinimo atjungimas (atjungimo trukmė, fazės–nulio kilpos varža), aukštesniųjų harmonikų įtaka neutraliajam laidininkui ir vietiniai reikalavimai — tai nepakeičia kvalifikuoto elektriko projekto.

Mažiausias laidininko skerspjūvis2,5mm²
Automatinio jungiklio vardinė srovė I_n20A
Įtampos kritimas esant šiam skerspjūviui2,06%
Skaičiuojamoji srovė ir apsaugos aparatas
Skaičiuojamoji srovė I_B16,30 A
Automatinio jungiklio vardinė srovė I_n (I_B ≤ I_n)20 A
Sutartinė suveikimo srovė I₂ = 1,45 × I_n29,00 A
Pataisos koeficientai
Naudota temperatūros eilutė (B.52.14 lentelė)30 °C
Aplinkos temperatūros koeficientas k₁ (B.52.14 lentelė)1,00
Grupavimo koeficientas k₂ (B.52.17 lentelė)1,00
Bendras koeficientas k₁ × k₂1,000
Reikiama lentelinė srovė I_n / (k₁ × k₂)20,0 A
Skerspjūvis pagal leistinąją srovę
Mažiausias skerspjūvis pagal leistinąją srovę2,5 mm²
Lentelinė leistinoji srovė esant šiam skerspjūviui27,0 A
Pataisyta leistinoji srovė I_z (≥ I_n)27,00 A
1,45 × I_z (≥ I₂)39,15 A
Įtampos kritimo patikra (LST HD 60364-5-52 G priedas)
Įtampos kritimo riba (G.52.1 lentelė)5,00 %
Šiai grandinei likusi atsarga5,00 %
Įtampos kritimas esant skerspjūviui pagal srovę2,06 %
Mažiausias skerspjūvis pagal įtampos kritimą2,5 mm²
Įtampos kritimas u4,73 V
Įtampos kritimas Δu2,06 %
Parinktas skerspjūvis
Parinktas skerspjūvis2,5 mm²
Parinkto skerspjūvio pataisyta leistinoji srovė I_z27,00 A

Apie skaičiuoklę

Skaičiuoklė parenka mažiausią varinio laidininko skerspjūvį ir automatinio jungiklio vardinę srovę vienai galinei grandinei — kištukinių lizdų linijai, viryklei, šilumos siurbliui, apšvietimui — taip, kaip tai nustato LST HD 60364 (IEC 60364):

  1. apsaugos aparatas turi atlaikyti apkrovą: I_B ≤ I_n;
  2. kabelis turi atlaikyti srovę, kurią praleidžia apsaugos aparatas, lentelinę leistinąją srovę pataisius dėl aplinkos temperatūros ir grupavimo: I_n ≤ I_z;
  3. įtampos kritimas iki imtuvo turi neviršyti G priedo ribos.

Rodomas skerspjūvis, kurio reikia pagal kiekvieną sąlygą atskirai, ir nurodoma, kuri sąlyga lemia. Trumpoje linijoje dažniausiai lemia leistinoji srovė, ilgoje — įtampos kritimas.

Skaičiuoklė apima tik varinius laidininkus, klojimo būdus A1, A2, B1, B2 ir C, PVC arba XLPE izoliaciją ir B charakteristikos automatinius jungiklius pagal LST EN 60898-1 (6–125 A). Apsauga nuo trumpojo jungimo ir automatinis maitinimo atjungimas netikrinami: C ar D charakteristikos jungikliui momentiniam suveikimui reikia didesnės trumpojo jungimo srovės, todėl jį turi patikrinti elektrikas, išmatuodamas fazės–nulio kilpos varžą ir įvertindamas atjungimo trukmę — žr. ribas žemiau.

Formulė

Skaičiuojamoji srovė (jei apkrova nurodyta vatais):

vienfazė:  I_B = P / (230 × cos φ)
trifazė:   I_B = P / (√3 × 400 × cos φ)

Automatinio jungiklio vardinė srovė: mažiausia standartinė I_n, kai I_B ≤ I_n, iš eilės 6, 10, 13, 16, 20, 25, 32, 40, 50, 63, 80, 100, 125 A.

Leistinoji srovė (LST HD 60364-5-52 B priedas, LST HD 60364-4-43 433.1 p.):

I_z = I_lent × k₁ × k₂ ≥ I_n
I₂  = 1,45 × I_n ≤ 1,45 × I_z
  • I_lent — B.52.2 (PVC, 2 apkrautos gyslos), B.52.3 (XLPE, 2), B.52.4 (PVC, 3), B.52.5 (XLPE, 3) lentelės, varis, aplinka 30 °C. Vienfazėje grandinėje apkrautos 2 gyslos, simetrinėje trifazėje — 3.
  • k₁ — B.52.14 lentelė, didžiausia aplinkos oro temperatūra trasoje eksploatuojant (PVC: 0,87 esant 40 °C; XLPE: 0,91 esant 40 °C). Žemesnė nei 30 °C atskaitos temperatūra padidina k₁ virš 1 ir turi būti pagrįsta — žiemos ar vidutinė temperatūra duoda per mažą skerspjūvį.
  • k₂ — B.52.17 lentelė, grupavimas (1 eilutė, pluoštu: 0,80 dviem grandinėms, 0,70 trims; 2 eilutė, vienu sluoksniu ant sienos, tik C būdui).
  • LST EN 60898-1 automatinio jungiklio sutartinė suveikimo srovė I₂ = 1,45 I_n, todėl antroji sąlyga tenkinama visada, kai tenkinama pirmoji.

Įtampos kritimas (LST HD 60364-5-52 G priedas):

u  = b × (ρ₁ × L / S × cos φ + λ × L × sin φ) × I_B
Δu = 100 × u / U₀
  • b = 2 vienfazei, 1 trifazei grandinei; U₀ = 230 V (fazinė įtampa);
  • ρ₁ = 0,0225 Ω·mm²/m — vario savitoji varža darbo režimu, 1,25 karto didesnė nei esant 20 °C;
  • λ = 0,08 mΩ/m — laidininko reaktyvioji varža, kai tikslesnių duomenų nėra;
  • L — ilgis viena kryptimi (m), S — skerspjūvis (mm²).

Skerspjūvis didinamas nuo parinktojo pagal leistinąją srovę, kol Δu neviršija ribos (G.52.1 lentelė, įrenginys maitinamas iš viešojo tinklo: 3 % apšvietimui, 5 % kitiems imtuvams), atėmus kritimą, jau tenkantį iki skirstomojo skydo.

Pavyzdys

3 kW kištukinių lizdų grandinė, vienfazė, cos φ = 0,8, PVC kabelis pritvirtintas prie sienos (C būdas), 30 °C, negrupuojama, 20 m:

I_B = 3000 / (230 × 0,8) = 16,30 A        → automatinis jungiklis I_n = 20 A
k₁ × k₂ = 1,00 × 1,00
B.52.2, C būdas: 1,5 mm² = 19,5 A < 20;  2,5 mm² = 27 A ≥ 20   → 2,5 mm²
I₂ = 1,45 × 20 = 29 A ≤ 1,45 × 27 = 39,2 A                       ✓

u  = 2 × (0,0225 × 20 / 2,5 × 0,8 + 0,00008 × 20 × 0,6) × 16,30
   = 2 × (0,1440 + 0,00096) × 16,30 = 4,73 V
Δu = 100 × 4,73 / 230 = 2,06 %  ≤ 5 %                            ✓

Rezultatas: 2,5 mm², 20 A automatinis jungiklis, lemia leistinoji srovė. Jei ta pati grandinė būtų 60 m ilgio su aktyviąja 16 A apkrova, lemtų įtampos kritimas: srovę atlaikytų ir 1,5 mm², tačiau 5 % ribos neviršija tik 4 mm² (4,70 %).

Dažni klausimai

Kodėl automatinis jungiklis parenkamas didesnis už apkrovos srovę, o kabelis — už jungiklį? Tai LST HD 60364-4-43 apsaugos nuo perkrovos derinimo taisyklė: I_B ≤ I_n ≤ I_z. Jungiklis neturi suveikti įprastai dirbant, o kabelis turi atlaikyti bet kokią srovę, kurią jungiklis praleidžia nesuveikęs. Todėl 16,3 A apkrovai parenkamas 20 A jungiklis, o kabelis — 20 A, ne 16,3 A srovei.

Kodėl tam pačiam jungikliui kartais vietoj 2,5 mm² gaunama 4 mm²? Dėl pataisų. Karštoje palėpėje (40 °C, k₁ = 0,87) kartu su dar dviem grandinėmis (k₂ = 0,70) kabelis išlaiko tik 61 % savo lentelinės leistinosios srovės. Šilumos izoliacija aplink kabelį (A1/A2 būdai) mažina ir pačią lentelinę srovę.

Kurį klojimo būdą pasirinkti? A1/A2 — vamzdyje šilumą izoliuojančioje (apšiltintoje) sienoje (karkasinė siena su mineraline vata); B1/B2 — vamzdyje arba kabelių kanale ant sienos; C — kabelis pritvirtintas tiesiai prie sienos arba paklotas tinke ar mūre (LST HD 60364-5-52 A.52.3 lentelės 57–58 punktai). Jei abejojate, rinkitės nepalankesnį būdą.

Kodėl 3 % ir 5 %? LST HD 60364-5-52 G.52.1 lentelė įrenginiui, maitinamam tiesiai iš viešojo žemosios įtampos tinklo, rekomenduoja ne daugiau kaip 3 % apšvietimui ir 5 % kitiems imtuvams, skaičiuojant nuo įrenginio įvado. Jei dalį šios ribos jau išnaudoja linija iki skirstomojo skydo, įveskite ją kaip kritimą iki grandinės.

Kodėl negalima pasirinkti aliuminio? Aliuminio lentelinių srovių nepavyko patikrinti antru nepriklausomu standarto šaltiniu, o ši svetainė neskelbia nepatikrintų konstantų. Aliuminis bus pridėtas, kai duomenys bus patikrinti.

Prielaidos ir ribos

  • Tik varis; tik A1, A2, B1, B2 ir C klojimo būdai (be D1/D2 žemėje, be E/F atvirame ore); skerspjūviai 1,5–120 mm².
  • Apsauga — B charakteristikos automatinis jungiklis pagal LST EN 60898-1 (I₂ = 1,45 I_n). C ir D charakteristikos jungikliai tenkina tą pačią perkrovos sąlygą, tačiau jų momentiniam suveikimui reikia didesnės gedimo srovės: elektrikas turi patikrinti fazės–nulio kilpos varžą ir atjungimo trukmę.
  • Aplinkos temperatūra — didžiausia eksploatuojant; žemesnę nei 30 °C reikia pagrįsti visai trasai. Naudojant gG lydųjį saugiklį, I₂ gali siekti 1,6 I_n, todėl antrąją perkrovos sąlygą reikia tikrinti atskirai.
  • Aplinkos temperatūra apvalinama aukštyn iki artimiausios 5 °C B.52.14 lentelės eilutės.
  • Grupuojant laikoma, kad visos grandinės apkrautos panašiai.
  • Trifazės grandinės neutralusis laidininkas laikomas neapkrautu (simetrinė apkrova, be reikšmingos trečiosios harmonikos).
  • Netikrinama: apsauga nuo trumpojo jungimo, automatinis maitinimo atjungimas ir fazės–nulio kilpos varža, srovės nuotėkio relės parinkimas, variklių paleidimo srovės ir vietiniai reikalavimai, griežtesni už LST HD
    1. Tai išankstinio parinkimo priemonė, nepakeičianti kvalifikuoto elektriko projekto.
kalkivo