Ledertværsnit til husholdningsledninger: sådan udfører du beregningen korrekt

Installation af husstandens elnet skal udføres, så brugerne uden problemer kan tænde flere kraftige elektriske apparater samtidigt. Derfor skal valget af ledningstværsnit til hjemmeinstallation baseres på en korrekt beregning af lejlighedens og husets elnetparametre.

Der findes flere beregningsmetoder. Vi foreslår at sætte sig ind i de forskellige tilgange og vælge den optimale løsning. Ud over metoden til beregning af ledningstværsnit beskriver artiklen de grundlæggende parametre for valg af elinstallation og angiver lovmæssige begrænsninger for maksimal effekt af elektriske apparater.

Hvorfor kende ledningens parametre

Standard elkontakter er beregnet til en kontinuerlig strøm på 16 A, hvilket svarer til en maksimal effekt på 3,52 kW for det tilsluttede apparat. Normalt føres der et kobberkabel med tværsnit 2,5 mm² til dem, hvilket kan vildlede ved valg af ledningstype for resten af elinstallationen.

I takt med at kablets tværsnitsareal øges, stiger også prisen. Det er dog ikke værd at spare på elinstallationen – det kan føre til langt større økonomiske omkostninger i fremtiden.

Når elektroner bevæger sig gennem metal, spredes en del af energien som varme. Ved høj strøm og lille kabeltværsnit kan varmekomponenten føre til overophedning af metallet og smeltning af dets isolering.

I hjemmemiljøer kan dette forårsage både kortslutning inde i væggen og antændelse af åbne ledninger, især ved bøjningspunkter.

Som følge heraf kan følgende situationer opstå:

1. Storstilet brand, hvis der er brændbart materiale i nærheden af kablet.
2. Strømlækage ved ufuldstændig smeltning af ledningsisoleringen. Dette fører til spild af elektricitet og risiko for elektrisk stød for beboerne.
3. Usynligt ledningsbrud i væggen. Som følge heraf mister en del af lejligheden eller hele rummet strøm. Derefter kræves eftersøgning af brudstedet og efterfølgende udskiftning af ledning med lokal reparation af væggen.

Valget af en tyk elledning til lejligheden med en sikkerhedsmargin har også en ulempe – unødigt spild af penge, som er meningsløst. Derfor er det bedre at vælge ledningstværsnit ved hjælp af beregningsmetoder for at undgå alle ovennævnte problemer.

Faktorer for valg af ledningstværsnit

Det er ikke kun apparatets effekt, der bestemmer karakteren af den nødvendige elektriske installation. Der er også andre faktorer, som altid skal tages i betragtning ved beregning af det nødvendige kabeltværsnit. De kan påvirke varmeudviklingen i lederen, dens brandfare og driftskarakteristika.

Disse faktorer for valg af ledning omfatter:

1. Ledermateriale: kobber, aluminium.
2. Isolationstype: PTFE, PVC, PE og andre plasttyper.
3. Længden af ledningen fra strømkilden til apparatet.
4. Metode til ledningsføring: åben montering, skjult i væggen eller via kabelkanaler.
5. Temperaturforhold i rummet.
6. Antal faser og netspænding.
7. Montageskema for installationen.

Kobber har lavere modstand end aluminium, derfor foretages beregningerne for disse materialer separat. Tværsnittet af en kobberleder kan være cirka 1,5 gange mindre end aluminiums.

Isolationsmaterialet påvirker også valget af elektrisk ledning. Der findes specielle kapper, der tåler høje temperaturer uden at smelte eller ændre modstand, så sådanne kabler kan udsættes for højere belastninger og bruges ved forhøjede temperaturer.

Længden af ledningen og dens tværsnit bestemmer spændingsfaldet, så for følsom elektronik skal disse parametre også tages i betragtning.

Elkabler, der er lukket i bokse eller pudset ind i væggen, mister mindre varme under langvarige belastninger, så de overophedes hurtigere og kræver et større beregnet tværsnit.

Installationen fra måleren til fordelingsbokse kan opleve samtidig belastning fra flere apparater tilsluttet forskellige stikkontakter. Derfor skal tværsnitsberegningen for disse kabelstrækninger foretages separat.

Belastningen på elkablet afhænger også af spændingen og antallet af tilsluttede faser. Men da man i husholdningen hovedsageligt bruger enfaset installation med 220 V, vil denne faktor ikke blive overvejet.

Metode til bestemmelse af tværsnit for hjemmeinstallation

Ved beregning af tværsnittet af elkablets leder ved montering af hjemmeinstallation tages der hensyn til mange faktorer. Der findes specielle computerprogrammer, der kan tage højde for alle husets særlige forhold og beboernes behov. Men man kan også selv bestemme det nødvendige tværsnit for installationen ved hjælp af den beskrevne metode.

Det er vigtigt at forstå, at ledningsdiameteren i en lejlighed kan variere fra rum til rum. Ved indgangen til elmåleren er den én, ved fordelerboksen kan ledningstværsnittet allerede være mindre, ved stikkontakter og lamper endnu mindre.

På hver sektion af elinstallationen er det tilrådeligt at bestemme de nødvendige parametre for ikke at betale for meget for unødvendigt tykke ledninger.

Hvis man ikke har lyst til at beregne tværsnittet på den ledning, der skal lægges, kan man følge anbefalinger fra erfarne elektrikere, som siger:

Beregning baseret på apparaters effekt

Den enkleste metode til at bestemme det nødvendige ledningstværsnit er at beregne det under hensyntagen til de anvendte elektriske apparaters effekt og korrektionsfaktorer. Denne metode indebærer flere trin.

Trin 1. Summér apparaternes effekt. Ideelt set bør man kende det nominelle energiforbrug for hver enhed, som er angivet på dens mærkning. Hvis boligen endnu ikke er indrettet, kan man beregne det omtrentlige elbehov ved hjælp af nedenstående tabel nr. 1.

Husholdningsapparater, der er ens i funktion og størrelse, kan have et strømforbrug, der adskiller sig med 2-3 gange, så værdien skal ses på hver enhed (+)

Ved beregningen kan man også bruge parametrene for enheder, der findes i lignende lejligheder hos slægtninge eller bekendte. Der er endnu en mulighed – at gå i en husholdningsapparatforretning, se på deres specifikationer, og samtidig kigge efter en passende model af udstyr til hjemmet.

Trin 2. Bestemmelse af samtidighedsfaktoren. Den kan udtrykkes i procent eller i en numerisk værdi fra 0 til 1. Faktoren viser forholdet mellem elforbruget af apparater, der er tændt samtidigt, og den samlede effekt af alle hjemmets enheder, beregnet i første trin.

Normalt er faktoren 0,8, men den kan beregnes selv baseret på husstandens vaner.

Man bør ikke overbruge bærbare stikkontakter, grenstik og forlængerledninger. Det anbefales kun at bruge udstyr med indbygget sikkerhedsmekanisme, der afbryder strømmen ved høj strømstyrke.

Trin 3. Bestemmelse af sikkerhedsfaktoren. Denne indikator tager højde for en mulig stigning i elforbruget om nogle år. Normalt sættes den til 1,5-2, men hvis huset allerede har et fuldt sæt elektriske apparater, kan faktoren sættes til 1,2-1,3. Det vigtigste er ikke at fortryde et for lille ledningstværsnit i fremtiden.

Trin 4. Beregning af maksimal tilladt belastning.

Den udføres efter formlen:

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

hvor:

• P – maksimal tilladt belastning i W;
• P(1)+P(2)+..P(N) – summen af nominelle effekter for alle elektriske apparater;
• K – samtidighedsfaktoren;
• J – sikkerhedsfaktoren.

For eksempel, hvis den samlede effekt af apparaterne er 7500 W, samtidighedsfaktoren er 0,8, og sikkerhedsfaktoren er 1,5, vil den maksimalt tilladte belastning være:

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

Denne indikator vil blive brugt i efterfølgende beregninger.

Trin 5. Bestemmelse af maksimal tilladt strømstyrke.

Indikatoren bestemmes ved en simpel formel:

I=P/U,

hvor:

• I – tilladt strømstyrke;
• P – maksimal tilladt belastning i W;
• U – netspænding – 220 V.

Ved hjælp af data fra fjerde trin kan man bestemme den maksimalt tilladte strømstyrke:

I=9000W/220V≈41A.

Metoden til beregning af kabeltværsnit baseret på effekt og strøm er detaljeret beskrevet i denne artikel.

Trin 6. Beregning af kabeltværsnit efter tabel. Da det optimale valg af ledning til hjemmeinstallationer ikke kun påvirkes af apparaternes parametre, men også af ydre faktorer (ledermateriale, kappe, monteringsskema osv.), findes der for hvert tilfælde egne tabeller, som gennemgås herefter.

Bestemmelse af elkabeltværsnit ved hjælp af tabeller

Til bestemmelse af det optimale ledningstværsnit til hjemmeinstallationer findes der specielle tabeller. De er alle baseret på størrelsen af den tilladte strømstyrke, som beregnes separat efter ovennævnte metode. Herefter vil tabelvarianterne for bestemmelse af ledningstværsnit blive gennemgået.

Beregning af tværsnit for almindelige hjemmeledninger er vist i tabeller:

På grund af aluminiums skørhed fremstilles ledninger af dette materiale kun med tværsnit fra 2 mm. Der findes heller ikke flertrådede aluminiumsledninger af tynde tråde (+)

Nedenfor er beregningen af ledningstværsnit til forlængerledninger og forlængere.

Forlængere i butikker har sjældent et ledningstværsnit over 1,5 mm2, så det er ikke værd at belaste dem med kraftige elektriske apparater (+)

Strømbelastningen på elkablet ved åben og lukket installation er forskellig. Men de anses for ens, hvis ledningen lægges i jorden i en bred bakke. Dette gør det muligt for kablet at afgive varme til den omgivende luft og blive mindre varm.

Beregning af tværsnit for kobber- og aluminiumsledere afhængigt af kabelinstallationsmetode er vist i tabellen.

Den maksimale strøm afhænger også af antallet af ledere i kablet, fordi hver af dem genererer varme, der opsummeres under en fælles kappe (+)

Lignende tabeller anvendes ved beregning af elektriske installationer også i industrien. Hjemmekabler er normalt meget enklere, så mængden af beregningsmateriale for dem er ret begrænset. Parametrene i tabellerne er ikke opfundet, men specificeret i branchestandarder, for eksempel i GOST 31996-2012.

Beregning af spændingsfald

Kabeltværsnittet påvirker ikke kun graden af opvarmning af lederen, men også den elektriske spænding ved ledningens fjernende. Hvidevarer er designet til visse netparametre, og vedvarende uoverensstemmelse kan føre til reduceret levetid for udstyret.

Hvis der er spændingsfald på kedlen, bør du installere en stabilisator, så udstyret ikke udsættes for ekstra belastning på grund af uoverensstemmelse med elnettets driftsegenskaber.

Når kablet forlænges, opstår der spændingsfald. Denne effekt kan reduceres ved at øge ledningens tværsnit. Et spændingsfald på 5% i enden af ledningen i forhold til værdien ved strømkilden betragtes som kritisk.

Denne værdi kan beregnes med den kendte formel:

Upad = I*2*(ρ*L)/S,

hvor:

• ρ – metalets resistivitet, Ohm*mm2/m;
• L – kabellængde, m;
• S – lederens tværsnit i mm2;
• Upad – spændingsfald, Volt;
• I – strømmen gennem lederen.

Hvis det beregnede spændingsfald er mere end 5% af den nominelle værdi, skal du bruge et kabel med større tværsnit. Det sikrer stabil drift af udstyret.

Især varmekedler, vaskemaskiner og andre enheder med mange relæer og sensorer er følsomme over for spændingsværdien. Denne egenskab skal også tages i betragtning ved brug af forlængerledninger.

Lovmæssige begrænsninger

Forsyningsselskaber, der leverer elektricitet til befolkningen, har ret til at indføre begrænsninger på den maksimale samlede effekt af apparater i en lejlighed. Dette kan opnås ved at installere elmålere med en bestemt kapacitet.

Der installeres automatiske engangs- eller genanvendelige sikringer på enheden, som udløses, når strømmens tærskelværdi overskrides.

Elmålere af sovjetisk type bliver i stor stil udskiftet med elektroniske. De er endnu mere følsomme over for overbelastning, hvilket får dem til at svigte hurtigt.

Hvis du fjerner sikringerne fra måleren og tilslutter den direkte til lejlighedens ledninger, vil den helt sikkert brænde af ved langvarig driftsforstyrrelse. De fleste sovjetiske målere installeret i lejligheder kan modstå en spidsbelastning på 25 A i op til 1 minut.

Derefter brænder de af, hvilket medfører betaling for installation af en ny enhed og en bøde for overtrædelse af driftsreglerne.

Også ledningerne i opgangen kan ikke modstå høje belastninger, og en afbrænding kan afbryde strømmen i flere lejligheder på én gang. Derfor, når du tilslutter en lejlighed til det interne husnet med et 2,5 mm kabel, skal du ikke regne med, at en tykkere ledning inde i lejligheden kan modstå høje belastninger.

Det er især vigtigt at tage hensyn til lovgivningsmæssige begrænsninger på planlægningsstadiet for installation af elvarme, gulvvarme, infrarøde saunaer og andet energikrævende udstyr.

På forhånd bør du rådføre dig med de relevante forsyningsselskaber om kapaciteten af det elektriske udstyr installeret foran lejligheden.

Hvis du selv vil beregne parametrene for elinstallationen, kan det være nyttigt at forstå begreber som: strømstyrke, effekt og spænding. Læs mere i artiklen – Sådan beregnes effekt, strømstyrke og spænding: principper og beregningseksempler til husholdningsbrug

Konklusioner og nyttig video om emnet

Videoerne indeholder praktiske råd fra elektrikere om valg og køb af husinstallationer. De hjælper dig med at købe det passende udstyr til kablet, som præcist beskytter boligen mod mulige problemer med overbelastning i netværket.

Valg af kabeltværsnit i butikken:

Overensstemmelse mellem kablets tværsnit og sikringsautomatens parametre:

Valg af kabeltværsnit og sikringsautomat:

Fejl ved valg af elkabel:

De vigtigste faktorer ved valg af kabel til husinstallation er effekten af husholdningsapparater og begrænsningerne i de elforsyningsnet, der leverer elektrisk energi til lejligheden.

Ved at vælge det rigtige tværsnit på ledningen kan du tilslutte alle nødvendige elektriske apparater til netværket. Det eliminerer ulemper ved brug af udstyr og forhindrer overophedning af installationen.

Har du noget at tilføje, eller har du spørgsmål om beregning af kabeltværsnit? Efterlad venligst kommentarer til indlægget, deltag i diskussionerne. Kontaktformularen findes i bunden.