Įtampos kritimo skaičiuoklė

Tiekimo sistema
Laidininko medžiaga

Savitoji varža yra nominali reikšmė esant 20°C. Pilnai apkrautas kabelis paprastai įkaista labiau, todėl realus kritimas eksploatacijoje dažniausiai bus šiek tiek didesnis nei čia pateiktas.

Brėžinys
DĮtampos kritimas5,60V
Kritimas (% nuo nominalios)2,43%
Įtampa apkrovoje224,4V

Apie šią skaičiuoklę

Ši skaičiuoklė įvertina įtampos kritimą vienoje kabelio atkarpoje — įveskite tiekimo sistemą (vienfazė 230V arba trifazė 400V), apkrovos srovę, kabelio ilgį viena kryptimi, laidininko skerspjūvį ir ar laidininkas yra varinis, ar aliumininis. Rezultate pateikiamas kritimas voltais, kritimas procentais nuo nominalios įtampos ir faktinė įtampa apkrovos gale.

Formulė

vienfazė:  DeltaU = 2 x L x I x rho / A
trifazė:   DeltaU = sqrt(3) x L x I x rho / A

L — kabelio ilgis viena kryptimi metrais, I — apkrovos srovė amperais, A — laidininko skerspjūvis mm², rho — laidininko savitoji varža Om x mm² / m. Vienfazėje grandinėje atkarpos varža skaičiuojama du kartus — kartą fazės laidu, kartą nuliniu laidu — iš čia ir daugiklis 2. Subalansuotos trifazės apkrovos kritimui tarp fazių naudojamas daugiklis sqrt(3).

rho yra nominali reikšmė esant 20°C:

varis:      0.0175 Om x mm2 / m
aliuminis:  0.0286 Om x mm2 / m

Tai standartinės atskaitos reikšmės laidininko savitajai varžai esant 20°C, o ne šios skaičiuoklės sugalvotos — tačiau jos vis tiek yra nominalios. Realaus laidininko varža auga kylant temperatūrai, o pilnai apkrautas kabelis dažnai įkaista gerokai virš 20°C, todėl faktinis kritimas eksploatacijoje paprastai bus šiek tiek didesnis nei šios skaičiuoklės pateikiamas skaičius. Ši pastaba rodoma kartu su kiekvienu rezultatu.

kritimo procentas   = DeltaU / nominali įtampa x 100
įtampa apkrovoje     = nominali įtampa - DeltaU

Nominali įtampa — 230V vienfazei, 400V trifazei sistemai.

Skaičiavimo pavyzdys

32A, 25m viena kryptimi, 4mm² varis, vienfazė sistema:

DeltaU = 2 x 25 x 32 x 0.0175 / 4
       = 50 x 32 x 0.0175 / 4
       = 1600 x 0.0175 / 4
       = 28 / 4
       = 7.0 V

kritimo procentas = 7.0 / 230 x 100 = 3.04%
įtampa apkrovoje  = 230 - 7.0 = 223.0 V

3.04% viršija 3% orientacinę ribą, kurią ši skaičiuoklė naudoja apšvietimo grandinei, todėl būtent šis pavyzdys rodomas su įspėjimu, o ne švariai praeina.

DUK

Kodėl būtent 3% ir 5%? Tai plačiai naudojamos projektavimo rekomendacijos — dažniausiai apie 3% apšvietimo grandinei ir 5% bendrai galios grandinei, matuojant nuo įvado iki apkrovos — o ne vienas konkretus ES ar JAV standarto punktas. Skirtingi šaltiniai ir skirtingos jurisdikcijos nurodo šiek tiek skirtingus skaičius. Vertinkite šią skaičiuoklės įspėjimo/klaidos ribą kaip naudingą orientacinę taisyklę, o ne standarto citatą, ir pasitikrinkite savo jurisdikcijos reikalavimą, jei šią grandinę reikia derinti pagal jį.

Ar ši skaičiuoklė parenka kabelio skerspjūvį ar automatinį jungiklį? Ne. Ji tik apskaičiuoja kritimą jūsų jau pasirinktam skerspjūviui. Kabelio parinkimas (laidininko derinimas su leistina srove, aplinkos temperatūra ir klojimo būdu) bei apsauginio įtaiso parinkimas priklauso nuo jurisdikcijos ir sąmoningai nėra šios skaičiuoklės dalis.

Kodėl kritimas taip smarkiai skiriasi tarp vario ir aliuminio esant tam pačiam skerspjūviui? Aliuminio savitoji varža (0.0286 Om·mm²/m) yra maždaug 1.6 karto didesnė nei vario (0.0175 Om·mm²/m), todėl ta pati atkarpa aliuminiu praranda proporcingai daugiau įtampos — būtent todėl aliuminio laidininkas įprastai parenkamas vienu ar dviem dydžiais didesnis nei jį pakeičiantis varinis.

Kodėl pateiktas kritimas greičiausiai šiek tiek per mažas įkaitusiam kabeliui? Todėl, kad rho fiksuota jos nominalia 20°C reikšme. Realaus laidininko savitoji varža — taigi ir realus įtampos kritimas — auga kylant temperatūrai, o kabelis, ilgiau nešantis vardinę srovę, paprastai įkaista gerokai virš 20°C. Ši skaičiuoklė šio temperatūros pokyčio nemodeliuoja.

Kokį standartą cituoja ši skaičiuoklė? Jokio. Pati kritimo formulė yra paprasta laidininko varžos fizika, o 3%/5% orientacinės ribos yra plačiai naudojama projektavimo praktika, o ne viena citata — žr. DUK punktą aukščiau. meta.standards sąmoningai palikta tuščia.

Prielaidos ir ribos

3%/5% riboms standartas necituojamas — žr. DUK aukščiau. rho fiksuota nominalia 20°C reikšme abiem laidininko medžiagoms; reali varža eksploatacijoje būna šiek tiek didesnė, kai kabelis reikšmingai apkrautas. Ši skaičiuoklė neatlieka kabelio parinkimo (leistinos srovės/derinimo) ar apsauginio įtaiso parinkimo — abu šie dalykai sąmoningai nepriklauso jos apimčiai, nes priklauso nuo jurisdikcijos taip, kaip šios skaičiuoklės aritmetika sąmoningai nepriklauso.

kalkivo