De juiste selectie van kabels en draden: bereken de lengte en doorsnede van de draad
Stroomkabel voor een elektrische installatie © Doin Oakenhelm, stock.adobe.com
Bij elektrische installatie in nieuwbouw of bij renovatie mag en mag geen willekeurige elektrische kabel worden gebruikt. Doorslaggevend voor het gebruik van een kabel is het huidige draagvermogen. Het huidige draagvermogen van de leiding of de kabel is afhankelijk van het type leiding, het type installatie en de toegestane bedrijfstemperatuur op de geleider. Dit is geregeld in DIN VDE 0298-4, tabel A1 en tabel A2.
Kabeldoorsneden van elektrische kabels
Het is niet voor niets dat de installatie van elektrische systemen een van de meest vooraanstaande vakmensen in Duitsland is. Dit betekent dat de elektrische installatie moet worden uitgevoerd door een meesterbedrijf. Wie als bekwame doe-het-zelver toch een deel van het werk uit het elektricienvak wil uitvoeren, moet dit zeker van tevoren met een gespecialiseerd bedrijf afspreken.
Bereken lijndoorsnede
Al voor de eigenlijke elektrische installatie is het daarom belangrijk om te weten aan welke belasting de lijn of kabel wordt blootgesteld tijdens het gebruik van de aangesloten verbruikers. Voorafgaand aan de installatie moet rekening gehouden worden met de maximale spanningsval om de benodigde kabeldoorsnede te kunnen berekenen. De consument moet immers storingsvrij bediend worden.
Belangrijker nog dan de probleemloze werking van de verbruiker is de mogelijke opwarming van de kabel, wat uiteindelijk zelfs kan leiden tot een kabelbrand bij gebruik van de verkeerde kabeldoorsnede. Elke lijn heeft een natuurlijke weerstand, ook al is deze heel klein, en elke weerstand betekent warmteontwikkeling. De doorsnede van de leiding heeft de taak om de stroom met zo min mogelijk weerstand mogelijk te maken.
Regel: Naarmate de kabeldoorsnede toeneemt, neemt ook de kabelweerstand af!
Verhouding tussen kabeldoorsnede en kabelweerstand
De toegestane doorsnede kan worden berekend met behulp van de volgende formule:
Elektrische installatie: lijndoorsnede berekenen
- A = kabeldoorsnede
- L = kabellengte
- I = stroom in A
- cosϕ = arbeidsfactor
- γ = geleidbaarheid
- ∆U = spanningsval in V.
De nominale stroom I en het rendement cosϕ moeten in de handleiding of op het typeplaatje van de verbruiker worden vermeld. Als alternatief kan de stroom ook worden berekend als het vermogen en de spanning bekend zijn. Bij gelijkstroomsystemen wordt cos weil niet gespecificeerd omdat het hier altijd 1,0 is en daarom kan worden weggelaten in de berekening.
De lengte van de lijn L wordt gemeten langs de lijn en gespecificeerd in meters. Voor gelijkstroom en enkelfasige wisselstroom wordt de lengte vermenigvuldigd met 2 omdat de stroom heen en weer loopt in geleiders L en N. Bij driefasenstroom wordt de lengte niet vermenigvuldigd met 2, maar met de koppelingsfactor 1,732 (vaste waarde). Het houdt rekening met de interactie van de drie fasen (L1, L2, L3), omdat de stroom hier niet zomaar heen en weer vloeit.
De geleidbaarheid γ hangt af van het materiaal dat in de lijn wordt gebruikt. De gewone koperen lijnen hebben een waarde van 56.
De toelaatbare spanningsval ∆U geeft het deel van de ingangsspanning aan dat maximaal over de lijn mag dalen. Deze maximale spanningsval is in Duitsland over het algemeen vastgesteld op 3%. Bij 230 V betekent dit een spanningsval van 6,9 V.
De waarde die met deze formule wordt berekend, moet nu naar boven worden afgerond op de eerstvolgende grotere beschikbare kabeldoorsnede. De gebruikelijke in de handel verkrijgbare doorsneden zijn: 1,5 mm², 2,5 mm², 4 mm², 6 mm², 10 mm², 16 mm², 25 mm², 35 mm², 50 mm².
Voorbeeld berekening:Een krachtige driefasige machine met een nominale stroom van 4,7 A en een rendement van 0,8 moet op een lijn worden aangesloten. Een kabellengte van 300 meter wordt gemeten vanaf de stroomaansluiting naar de machine, die moet worden geïmplementeerd in conventionele koperen omhulde kabels.
Dit resulteert in:
Aaneenschakelingsfactor 1,732 x kabellengte 300 mx nominale stroom 4,7 A x vermogensfactor 0,8
= 1953.696 (mx A)
Geleidbaarheid van koper 56 Sm -1 x spanningsval 6,9 V.
= 400,2 (V x Sm -1 ) (S = A / V)
= 400,2 (EEN xm -1 )
Het volgt:
1953.696 (mx A) / 400,2 (A xm -1 ) (m -1 = m / mm²)
= 4.882 mm²
De berekende waarde van 4.882 wordt naar boven afgerond op de op één na grootste beschikbare kabeldoorsnede. De dichtstbijzijnde in de handel verkrijgbare doorsnede is 6 mm² . Tip: Vind de goedkoopste elektriciens, vergelijk aanbiedingen en bespaar.
Bereken de lijnlengte
De stroomkabel leggen © Oleg, stock.adobe.com
Voor elektrische installatie in nieuwbouw of in geval van renovatie mag en mag geen enkele elektrische kabel van welke lengte dan ook worden gebruikt. Een te lange lijn of kabel kan ertoe leiden dat de aangesloten verbruiker niet goed werkt of dat de lijn opwarmt tot en met een kabelbrand. Elke lijn heeft een natuurlijke weerstand, ook al is deze heel klein, en elke weerstand betekent warmteontwikkeling.
Als de kabeldoorsnede voorafgaand aan de elektrische installatie wordt bepaald, kan de kabel niet oneindig lang worden gekozen. De volgende formule kan worden gebruikt om de maximale kabellengte te berekenen:
Elektrische installatie: bereken de kabellengte
- L = kabellengte in m
- A = aderdoorsnede in mm²
- I = stroom in A
- cosϕ = arbeidsfactor
- γ = geleidbaarheid
- ∆U = spanningsval in V.
De lijndoorsnede werd vooraf bepaald. De gebruikelijke in de handel verkrijgbare doorsneden zijn: 1,5 mm², 2,5 mm², 4 mm², 6 mm², 10 mm², 16 mm², 25 mm², 35 mm², 50 mm².
De geleidbaarheid γ hangt af van het materiaal dat in de lijn wordt gebruikt. De gewone koperen lijnen hebben een waarde van 56.
De toelaatbare spanningsval ∆U geeft het deel van de ingangsspanning aan dat maximaal over de lijn mag dalen. Deze maximale spanningsval is in Duitsland over het algemeen vastgesteld op 3%. Bij 230 V betekent dit een spanningsval van 6,9 V.
De nominale stroom I en het rendement cosϕ moeten in de instructies of op het typeplaatje van de verbruiker worden vermeld. Als alternatief kan de stroom worden berekend als het vermogen en de spanning bekend zijn. Bij gelijkstroomsystemen wordt cos weil niet gespecificeerd omdat het hier altijd 1,0 is en daarom kan worden weggelaten in de berekening.
Om de toegestane lengte van de leiding of kabel te bepalen, wordt de lengte voor gelijkstroom en enkelfasige wisselstroom gedeeld door 2, omdat de stroom heen en weer loopt in de geleiders L en N. Bij driefasenstroom wordt de lengte niet gedeeld door 2 maar door de koppelingsfactor 1.732 (vaste waarde). Het houdt rekening met de interactie van de drie fasen (L1, L2, L3), omdat in dit geval de stroom niet zomaar heen en weer loopt.
Voorbeeld berekening:Een krachtige driefasige machine met een nominale stroom van 4,7 A en een rendement van 0,8 moet op een lijn worden aangesloten. Een conventionele kabel met koperen mantel met een doorsnede van 6 mm² is beschikbaar om de machine aan te sluiten.
Dit resulteert in:
Kabeldoorsnede 6 mm² x geleidbaarheid van koper 56 Sm -1 x spanningsval 6,9 V
= 2318,4 (mm² x Sm -1 x V) (S = A / V) en (m -1 = m / mm²)
= 2318,4 (EEN xm)
Nominale stroom 4,7 A x vermogensfactor 0,8
= 3,76 (EEN)
Het volgt:
2318,4 (A xm) / 3,76 (A)
= 616.596 m
De berekende waarde geeft aan dat de aansluitkabel voor de geselecteerde kabeldoorsnede van 6 mm² niet langer mag zijn dan 616.596 m .
