Presjek vodiča za kućne instalacije: kako pravilno izvršiti proračun

Montažu kućne električne mreže treba izvoditi tako da korisnici bez problema mogu istovremeno uključiti više snažnih električnih uređaja. Stoga presjek žice za kućnu instalaciju treba odabrati na temelju stručnog izračuna parametara stambene i kućne električne mreže.

Postoji nekoliko metoda izračuna. Predlažemo da se upoznate s različitim pristupima i odaberete optimalnu varijantu. Osim tehnologije izračuna presjeka žice, u članku su opisani glavni parametri odabira električne instalacije i navedena normativna ograničenja maksimalne snage električnih uređaja.

Zašto znati parametre žice

Standardne električne utičnice predviđene su za trajnu struju od 16 A, što odgovara maksimalnoj snazi uključenog uređaja od 3,52 kW. Obično se na njih dovodi bakreni kabel presjeka 2,5 mm², što može dovesti u zabludu pri odabiru vrste žice za cjelokupnu električnu instalaciju.

Paralelno s povećanjem površine poprečnog presjeka kabela raste i njegova cijena. Međutim, ne isplati se štedjeti na električnoj instalaciji – to može dovesti do mnogo većih financijskih troškova u budućnosti.

Pri kretanju elektrona kroz metal dio energije se rasipa u obliku topline. Pri velikoj struji i malom presjeku kabela, toplinska komponenta može dovesti do pregrijavanja metala i taljenja njegovog omotača.

U kućnim uvjetima to može izazvati kratki spoj unutar zida, kao i zapaljenje otvorenih žica, posebno na mjestima savijanja.

Kao rezultat mogu nastati sljedeće situacije:

1. Veliki požar, ako se u blizini kabela nalazi lako zapaljivi materijal.
2. Curenje struje pri nepotpunom taljenju omotača žile. To dovodi do besmislenog trošenja električne energije i vjerojatnosti ozljeda stanara električnom strujom.
3. Neprimjetan prekid žice u zidu. Kao rezultat, dio stana ili cijela prostorija ostaje bez napajanja. Nakon toga potrebno je pronaći mjesto prekida i naknadno zamijeniti instalaciju uz lokalni popravak zida.

Odabir debelog električnog vodiča za stan, s rezervom, također ima jedan nedostatak – prekomjerni utrošak financijskih sredstava, koji nema smisla. Stoga je odabir presjeka instalacije bolje izvršiti pomoću računskih metoda kako bi se izbjegli svi gore navedeni problemi.

Čimbenici odabira presjeka instalacije

Snaga uređaja nije jedini čimbenik koji određuje vrstu potrebne električne instalacije. Postoje i drugi čimbenici čiji se utjecaj obvezno uzima u obzir pri proračunu potrebnog presjeka kabela. Oni mogu utjecati na stvaranje topline u vodiču, njegovu opasnost od požara i radne karakteristike.

U takve čimbenike odabira kabela ubrajaju se:

1. Materijal žile: bakar, aluminij.
2. Vrsta izolacije: PTFE, PVC, PE i ostale plastike.
3. Duljina kabela od izvora struje do uređaja.
4. Način polaganja kabela: otvorena montaža, skriveno u zidu ili pomoću kabelskih kanala.
5. Temperaturni režim u prostoriji.
6. Broj faza i napon mreže.
7. Shema montaže instalacije.

Bakar ima manji otpor od aluminija, stoga se proračuni za te materijale provode odvojeno. Presjek bakrene žile može biti otprilike 1,5 puta manji od aluminijske.

Materijal izolacije također utječe na odabir električnog kabela. Postoje posebni omotači koji podnose visoke temperature bez topljenja i promjene otpora, stoga takvi kabeli mogu biti izloženi povećanim opterećenjima i koristiti se pri povišenim temperaturama.

O duljini kabela i njegovom presjeku ovisi stupanj pada napona, stoga je za rad osjetljive elektronike potrebno uzeti u obzir i te parametre.

Električni kabeli zatvoreni u kutije ili ožbukani u zidu u manjoj mjeri gube toplinu pri dugotrajnim opterećenjima, stoga se brže pregrijavaju i zahtijevaju veći proračunski presjek.

Instalacija koja vodi od brojila do razvodnih kutija može doživjeti istodobno opterećenje od više uređaja uključenih u različite utičnice. Stoga proračun presjeka tih dijelova kabela treba provesti zasebno.

Također, opterećenje električnog kabela ovisi o naponu i broju dovedenih faza. No budući da se u kućanstvu uglavnom koristi jednofazna instalacija s naponom 220 V, utjecaj ovog čimbenika neće se razmatrati.

Metodologija određivanja presjeka kućne instalacije

Pri proračunu presjeka žile električnog kabela tijekom montaže kućne instalacije uzima se u obzir mnogo čimbenika. Postoje posebni računalni programi koji omogućuju uzimanje u obzir svih specifičnosti kuće i potreba njenih stanara. No potreban presjek za instalaciju može se odrediti i samostalno, koristeći opisanu metodologiju.

Važno je razumjeti da se promjer žica u stanu može razlikovati od sobe do sobe. Na ulazu u električno brojilo je jedan, kod razvodne kutije presjek žice već može biti manji, kod utičnica i svjetiljki – još manji.

Na svakom dijelu električne instalacije poželjno je odrediti potrebne parametre za nju, kako ne biste preplaćivali za nepotrebno debele žice.

Ako nemate želje izračunavati presjek položene instalacije, možete se poslužiti preporukama iskusnih električara koji tvrde:

Izračun prema snazi uređaja

Najjednostavnija metoda određivanja potrebnog presjeka žice je njegov proračun uzimajući u obzir snagu korištenih električnih uređaja i korekcijskih faktora. Ova metodologija uključuje nekoliko faza.

Faza br. 1. Zbrajanje snaga električnih uređaja. U idealnom slučaju potrebno je saznati nazivnu potrošnju energije svakog uređaja, koja je navedena na njegovoj oznaci. Ako stambeni prostor još nije opremljen, tada se približna potreba za električnom energijom može izračunati pomoću donje tablice br. 1.

Kućanski uređaji istih funkcija i veličine mogu imati 2-3 puta različitu potrošnju energije, stoga vrijednost treba provjeriti na svakom uređaju (+)

Pri izračunu se također mogu koristiti parametri uređaja koji se nalaze u sličnim stanovima rodbine ili poznanika. Postoji još jedna mogućnost – otići u trgovinu kućanskih uređaja, pogledati njihove karakteristike, a ujedno i odabrati odgovarajući model opreme za dom.

Faza br. 2. Određivanje koeficijenta istovremenosti. Može se izražavati u postocima ili numeričkoj vrijednosti od 0 do 1. Koeficijent pokazuje omjer potrošnje električne energije istovremeno uključenih uređaja prema ukupnoj snazi svih kućnih uređaja, izračunatoj u prvoj fazi.

Obično koeficijent iznosi 0,8, ali ga je moguće samostalno izračunati na temelju navika kućanskih stanara.

Ne vrijedi zloupotrebljavati prijenosne utičnice, razdjelnike i produžne kabele. Poželjno je koristiti samo opremu s ugrađenim zaštitnim mehanizmom koji isključuje električnu energiju pri velikoj struji.

Faza br. 3. Određivanje faktora sigurnosti. Ovaj pokazatelj uzima u obzir mogući porast potrošnje električne energije za nekoliko godina. Obično se uzima kao 1,5-2, ali ako je u kući već pun komplet električnih uređaja, vrijednost faktora može se uzeti 1,2-1,3. Glavno je ne požaliti zbog malog presjeka žica u budućnosti.

Faza br. 4. Izračun najvećeg dopuštenog opterećenja.

Provodi se prema formuli:

P = (P(1)+P(2)+..P(N))*J*K,

gdje:

• P – najveće dopušteno opterećenje u W;
• P(1)+P(2)+..P(N) – zbroj nazivnih snaga svih električnih uređaja;
• K – koeficijent istovremenosti;
• J – faktor sigurnosti.

Na primjer, ako ukupna snaga uređaja iznosi 7500 W, koeficijent istovremenosti – 0,8, faktor sigurnosti – 1,5, tada najveće dopušteno opterećenje iznosi:

P=7500*0,8*1,5=9000 W.

Ovaj pokazatelj će se koristiti u daljnjim izračunima.

Faza br. 5. Određivanje najveće dopuštene jakosti struje.

Pokazatelj se određuje jednostavnom formulom:

I=P/U,

gdje:

• I – dopuštena jakost struje;
• P – najveće dopušteno opterećenje u W;
• U – napon u mreži – 220 V.

Koristeći podatke iz četvrte faze, može se odrediti najveća dopuštena jakost struje:

I=9000W/220V≈41A.

Metodika izračuna presjeka kabela prema snazi i struji detaljno je opisana u ovom članku.

Korak br. 6. Izračun presjeka kabela prema tablici. Budući da na optimalan odabir žice za kućno ožičenje ne utječu samo parametri uređaja, već i vanjski čimbenici (materijal jezgre, njezin omotač, shema montaže itd.), za svaki slučaj postoje vlastite tablice, koje su razmotrene u nastavku.

Određivanje presjeka električnog kabela prema tablicama

Za određivanje optimalnog presjeka žice za kućnu instalaciju postoje posebne tablice. Sve su one usmjerene na vrijednost dopuštene jakosti struje, koja se izračunava zasebno prema gore navedenoj metodi. Dalje će biti razmotrene tablične varijante određivanja presjeka ožičenja.

Izračun presjeka običnih kućnih žica prikazan je u tablicama:

Zbog krhkosti aluminija, žice od ovog materijala izrađuju se samo s presjekom od 2 mm. Također ne postoje višežilne aluminijske žice od tankih žica (+)

U nastavku je prikazan izračun presjeka žica za produžne kabele i nastavke.

Produžni kabeli u trgovinama rijetko imaju presjek žice veći od 1,5 mm², stoga ih ne treba opterećivati snažnim električnim uređajima (+)

Strujno opterećenje električnog kabela kod otvorenog i zatvorenog polaganja razlikuje se. No smatraju se jednakim ako se žica polaže u zemlju u širokom kanalu. To omogućuje kabelu da predaje toplinu okolnom zraku i manje se zagrijava.

Izračun presjeka za bakrene i aluminijske žile, ovisno o načinu polaganja kabela, prikazan je u tablici.

Maksimalna struja ovisi i o broju žila u kabelu, jer svaka od njih stvara toplinu koja se zbraja pod jedinstvenim omotačem (+)

Slične tablice primjenjuju se i u izračunu električnih instalacija u industriji. Kućanski kabeli obično su mnogo jednostavniji, stoga je i količina proračunskih materijala za njih prilično ograničena. Parametri navedeni u tablicama nisu izmišljeni, već su navedeni u industrijskim standardima, na primjer u GOST 31996-2012.

Izračun pada napona

O presjeku električnog kabela ovisi ne samo stupanj zagrijavanja žile, već i električni napon na udaljenom kraju žice. Kućanski uređaji projektirani su za određene parametre električne mreže, a njihovo stalno odstupanje može dovesti do smanjenja vijeka trajanja opreme.

Kod pada napona na kotlu poželjno je postaviti stabilizator kako oprema ne bi trpjela dodatna opterećenja zbog neusklađenosti radnih karakteristika električne mreže.

Prilikom produljenja kabela dolazi do pada napona. Taj se učinak može smanjiti povećanjem presjeka vodiča. Kritičnim se smatra smanjenje napona na kraju vodiča od 5%, u usporedbi s njegovom vrijednošću na izvoru struje.

Ovaj se pokazatelj može izračunati prema poznatoj formuli:

Upad = I*2*(ρ*L)/S,

gdje:

• ρ – specifični otpor metala, Ω·mm²/m;
• L – duljina kabela, m;
• S – presjek vodiča u mm²;
• Upad – napon pada, V;
• I – struja koja teče kroz vodič.

Ako je izračunati pad napona veći od 5% nominalnog, tada je potrebno koristiti kabel s većim poprečnim presjekom. To će osigurati stabilan rad opreme.

Osobito su osjetljivi na vrijednost napona kotlovi za grijanje, strojevi za pranje rublja i ostali uređaji s mnoštvom releja i senzora. Ovu značajku treba uzeti u obzir i pri korištenju produžnih kabela.

Normativno-pravna ograničenja

Komunalna poduzeća koja opskrbljuju stanovništvo električnom energijom imaju pravo uvoditi ograničenja na maksimalnu ukupnu snagu uređaja u stanu. To se može postići ugradnjom električnih brojila s određenom propusnom moći.

Na uređaj se postavljaju automatski jednokratni ili višekratni osigurači koji reagiraju kada se prijeđe granična vrijednost struje.

Električna brojila sovjetskog tipa masovno se zamjenjuju elektroničkima. Ona su još osjetljivija na preopterećenja, zbog kojih brzo otkazuju.

Ako se s brojila uklone osigurači i priključe izravno na stanarsku instalaciju, ono će zajamčeno pregorjeti pri dugotrajnom kršenju režima rada. Većina sovjetskih brojila ugrađenih u stanovima podnosi vršno opterećenje od 25 A do 1 minute.

Nakon toga izgore, što prijeti plaćanjem ugradnje novog uređaja i kaznom za kršenje pravila rada.

I instalacija u hodniku ne može izdržati visoka opterećenja, čije pregaranje može isključiti struju u nekoliko stanova odjednom. Stoga, pri spajanju stana na unutarkućnu mrežu kabelom od 2,5 mm² ne treba računati da će deblja unutarstanarska žica moći izdržati visoka opterećenja.

Osobito je važno uzeti u obzir faktor normativnih ograničenja u fazi planiranja montaže električnog grijanja, podnog grijanja, infracrvenih sauna i ostale energetski intenzivne opreme.

Prethodno je potrebno konzultirati se o mogućnostima električne opreme instalirane ispred stana u nadležnim komunalnim službama.

Ako ste odlučili sami izračunati parametre elektroinstalacije, bit će vam korisno razumjeti pojmove kao što su: jakost struje, snaga i napon. Više u članku – Kako izračunati snagu, struju i napon: principi i primjeri izračuna za kućne uvjete

Zaključci i koristan video na temu

Videoisječci sadrže praktične savjete električara o odabiru i kupnji kućne instalacije. Oni će vam pomoći nabaviti opremu koja odgovara kabelu, a koja će točno zaštititi dom od mogućih problema s preopterećenjima u mreži.

Odabir presjeka kabela u trgovini:

Usklađenost presjeka kabela i parametara automatskog osigurača:

Odabir presjeka kabela i automatskog osigurača:

Pogreške pri odabiru električnog kabela:

Glavni čimbenici pri odabiru kabela za kućnu instalaciju su snaga kućanskih uređaja i ograničenja električnih mreža koje osiguravaju dovod električne energije do stana.

Pravilno odabravši presjek žice, moguće je uključiti u mrežu sve potrebne električne uređaje. Time se izbjegavaju neugodnosti pri korištenju uređaja i omogućuje sprečavanje paljenja instalacije.

Imate li što dodati ili imate pitanja o izračunu presjeka instalacije? Molimo, ostavite komentare na objavu, sudjelujte u raspravama o materijalu. Obrazac za kontakt nalazi se u donjem bloku.