Der Komfort in einem Haus oder einer Wohnung ist ohne Haushaltsgeräte kaum vorstellbar. Ob Fernseher, Multimedia-System oder Küchengeräte - ohne Strom können sie nicht funktionieren. Ein hoher Stromverbrauch ist ein gefährlicher Faktor, der zu einem Brand der Kabel führt. Bei einer Neuinstallation oder Modernisierung des alten Stromversorgungsnetzes wird der Querschnitt der stromführenden Leiter unter Beachtung der Regeln für die Auswahl der Kabel und unter Berücksichtigung der Merkmale ihrer Verlegung berechnet. Formeln und Entsprechungstabellen helfen bei der Bestimmung der erforderlichen Merkmale.
Inhalt
Berechnung der Leitungslänge
Um einen Kostenvoranschlag für den Kauf von Kabelprodukten zu erstellen, müssen Sie die Gesamtlänge der Verkabelung berechnen. Dazu müssen Sie eine genaue Vorstellung davon haben, wo sich die Hardware befinden wird. Es gibt zwei Möglichkeiten, die Länge zu bestimmen. Die erste ist die tatsächliche Messung vor Ort. Die genaue Methode zur Bestimmung des Kabeldurchmessers. Sie benötigen Roulette, um zu berechnen. Mit letzterem werden die Abstände vom Eingangsschirm zu den Armaturen und Beleuchtungskörpern gemessen.
Die zweite Möglichkeit besteht darin, die Länge gemäß dem Installationsdiagramm zu berechnen. Der Plan kann nach dem Anfertigen einer Kopie aus dem Hausbuch (Pässe für die Wohnung) verwendet oder durch Vermessen des Raumes selbst gezeichnet werden. Das Schema ist maßstabsgetreu gezeichnet. Daran werden Strom- und Lichtleitungen, die Positionen der Lampen, Steckdosen und Schalter angebracht. Messen Sie mit einem Lineal den Abstand zur Schalttafel. Kabel werden je nach Typ und Größe in Gruppen eingeteilt.
Bei der Bestimmung der Länge wird ein kleiner Rand hinzugefügt, um die Drähte miteinander und mit den Anschlussstücken zu verbinden.
Berechnung der Verkabelungslast
Bestimmen Sie die maximale Belastung der Kabel, um einen zuverlässigen Betrieb der Verkabelung zu gewährleisten. Der Stromverbrauch umfasst alle Geräte, die im Haus oder in der Wohnung installiert sind. Berücksichtigen Sie, dass das System kurzfristigen Belastungen standhält, die die berechneten Werte um 25% überschreiten. Dauerbetrieb in diesem Modus (länger als 2-5 Minuten) kann zur Entzündung der Verkabelung oder zur Beschädigung der Kontakte führen.
Die Leistung von Elektrogeräten erkennt man an der beiliegenden Dokumentation oder an einem am Gehäuse angebrachten Schild. Der resultierende Wert wird mit einem Korrekturfaktor von 0,75 multipliziert, der die ungleichmäßige Lastverteilung berücksichtigt. Der Wert der Gesamtleistung wird zur Auswahl des Versorgungskabels benötigt. Es ist wünschenswert, Innengeräte in Gruppen zu unterteilen und einzelne Leitungen zu diesen zu verlegen. In diesem Fall berücksichtigt die Berechnung nur die angegebenen Geräte.
Stromverbrauch elektrischer Anlagen
Nach Ermittlung aller Stromverbrauchsquellen wird deren Leistung in Nennstrom umgerechnet. In der Größenordnung letzterer erfolgt die Auswahl der Kabel über den Querschnitt. Es gibt verschiedene Möglichkeiten, den Stromverbrauch in die aktuelle Last umzuwandeln:
- rechnen mit aktuellem Rechner;
- Korrelationstabellen anwenden;
- Führen Sie eine Berechnung mit der Formel durch.
Der Wert der Stromstärke muss nicht nur für die Auswahl des Drahtes bekannt sein, sondern auch, um ein Fehlerstromschutzgerät oder einen Schutzschalter zu wählen.Beispielsweise verbraucht ein elektrischer Wasserkocher mit einer Leistung von 2,2 kW 10 Ampere. Dementsprechend wählt die Maschine die nächste oder nächste Nennspannung - 16 A. Bei Haushaltsgeräten mit Elektromotoren (Waschmaschinen, Mähdrescher, Kühlschränke) werden Startlasten berücksichtigt. Im Moment des Einschaltens, bis der Motor die erforderliche Drehzahl erreicht hat, ist die Stromaufnahme höher als der Nennstrom.
PUE-Empfehlungen
Bevor Sie mit der Installation beginnen oder ein Projekt entwerfen, sollten Sie die "Regeln für die elektrische Installation" (PUE) lesen. Dieses normative Dokument ist für alle Organisationen verbindlich, die elektrische Geräte betreiben oder mit Installation und Umbau befasst sind. PUE - eine Reihe von Regeln und Anforderungen, deren Einhaltung zum sicheren Gebrauch elektrischer Anlagen beiträgt.
Das Wohnen fällt ebenfalls in die Verantwortung der Regeln. PUE-Empfehlungen für die Konstruktion und Installation von Elektrokabeln, Armaturen, Steuerungen:
- Am Eingang muss ein Eingangsschalter vorhanden sein.
- Es ist zulässig, Fehlerstromschutzschalter im Haupt- oder Verteilerfeld zu installieren.
- Für die Installation wird nur Kupferdraht verwendet.
- Das Kabel muss einer Dauerlast von 25 A standhalten.
Die Verwendung von FI-Schutzschaltern ist nicht erforderlich. Das Vorhandensein dieser Geräte schützt den Benutzer jedoch vor möglichen Stromschlägen durch mit Strom versorgte Geräte.
Materialien zur Herstellung von Drähten
Für die Verkabelung werden dreiadrige Kabel verwendet. Letztere haben eine eigene Isolierung und sind zu einem Bündel zusammengefasst, das oben mit einer nicht brennbaren Schutzbeschichtung überzogen ist. Zur Vereinfachung des Anschlusses sind die Adern in verschiedenen Farben (blau, braun, gelbgrün) lackiert. Einige Marken verwenden ein Baumwollgeflecht. Ein Kern ist ein ein- oder mehradriger Metallkern, durch den elektrischer Strom fließt.
Die leitenden Teile des Kabels bestehen aus Kupfer, Aluminium oder Stahl. Die letztere Option ist aufgrund ihrer hohen Oxidationsfähigkeit und hohen Beständigkeit nicht weit verbreitet. Zwei andere Materialien werden häufig bei der Herstellung leitfähiger Produkte verwendet. Zusätzlich wird eine Kombination verwendet: Stromführende Drähte aus Kupfer oder Aluminium werden mit Stahl kombiniert. Letztere werden benötigt, um dem Kabel Festigkeit zu verleihen. Solche Drähte werden bei der Verlegung von Freileitungen verwendet.
Drahtmarken
Die Installation der internen Verkabelung erfolgt über zwei Arten von Kabeln - VVG und VVGng. Der erste und der zweite Buchstabe geben die Art der Isolierung des Kerns und des zusätzlichen Mantels an. Für Drähte dieses Typs wird Vinyl (Polyvinylchlorid) verwendet. Der Buchstabe "G" bedeutet, dass das Kabel "blank" ist, keinen Schutzmantel hat oder, wie es auch "Panzerung" genannt wird. Der Draht ist flexibler und leichter, biegt sich gut, ist aber nur wenig widerstandsfähig gegen mechanische Beschädigungen. Die Buchstaben "ng" zeigen an, dass die Isolierung im Brandfall die Verbrennung nicht verbreitet.
Der Markierung kann der Buchstabe „A“ vorangestellt sein, was bedeutet, dass der Draht aus Aluminium besteht. Ein solches Kabel kann für die Antennenverkabelung verwendet werden. Das interne Netzwerk muss aus Kupfer bestehen. Neben inländischen Kabeln wird auch deren ausländisches Gegenstück NYM verwendet. Dies ist ein runder Kupferdraht. Die Isolierung aus Polyvinylchlorid unterstützt die Verbrennung nicht. Das Kabel biegt sich gut und ist praktisch, wenn die Kommunikation über Wände erfolgt.
Tabelle zur Berechnung des Leistungsteils
Die Last, die an das Kabel angeschlossen werden kann, hängt von der Installationsmethode und der Versorgungsspannung ab. Den erforderlichen Kernabschnitt finden Sie in den folgenden Informationen.
Tisch. Bestimmung des Querschnitts in Abhängigkeit von Verlegeart und Belastung.
Drahtquerschnitt, mm2 | Stromleitung | ||||||
Kupfer | Aluminium | Einphasig | Dreiphasig | ||||
Öffnen | Versteckt | Öffnen | Versteckt | Zulässiger Dauerstrom, A | Leistungsaufnahme kW | Zulässiger Dauerstrom, A | Leistungsaufnahme kW |
0,5 | — | — | — | 10 | 2,2 | — | — |
0,75 | — | — | — | 13 | 2,8 | — | — |
1 | 1,5 | — | 2,5 | 15 | 3,3 | 12 | 8 |
1,5 | 2,5 | 2,5 | 4 | 20 | 4,4 | 18 | 12 |
2,5 | 4 | 4 | 6 | 30 | 6,6 | 27 | 18 |
4 | 6 | 6 | 10 | 40 | 8,8 | 35 | 23 |
6 | 10 | 10 | 16 | 50 | 11 | 45 | 30 |
10 | 16 | 16 | 25 | 75 | 16,5 | 65 | 43 |
16 | 25 | 25 | 35 | 100 | 22 | 85 | 56 |
25 | 35 | 35 | 50 | 125 | 27,5 | 105 | 69 |
35 | 50 | 50 | 70 | 150 | 33 | 125 | 83 |
50 | 70 | 70 | 95 | 180 | 39,6 | 150 | 100 |
Die Daten in der Tabelle können sofort ohne zusätzliche Berechnungen verwendet werden.
Aluminiumdrähte
Ein solches Material hat ein geringes Gewicht, geringe Kosten und eine gute elektrische Leitfähigkeit. Aus diesem Grund wird es zum Verlegen von Freileitungen verwendet. Das Hauptplus des Materials ist, dass es nicht oxidiert. Infolgedessen benötigt das Kabel keine zusätzliche Isolierung, wenn es auf der Straße verlegt wird. Für die Installation eines internen Netzwerks wird es aus mehreren Gründen seltener verwendet:
- Größerer Durchmesser des stromführenden Kerns (im Vergleich zu Kupfer).
- Übermäßige Steifheit.
- Schwierige Installation an schwer zugänglichen Stellen.
- Intensiver Kontaktverschleiß.
Kupferkabel
Die interne Verkabelung wird nur zum Zeitpunkt der Überholung oder bei Neubau geändert. Laut PUE muss das Wohnungsnetz aus Kupferkabeln bestehen. Letztere haben positive Aspekte:
- Sie übertragen Strom und Wärme gut.
- Energie durch Erhitzen minimal verlieren.
- Im oxidierten Zustand bleiben die Eigenschaften erhalten.
- Sie biegen und verdrehen sich perfekt, was die Befestigungsmöglichkeiten des Drahtes mit Kupferleitern erheblich erhöht.
- Sie haben eine ausgezeichnete Korrosionsbeständigkeit, was ihre Lebensdauer erhöht.
- Sie neigen praktisch nicht zum Brennen, die Isolierung unterstützt die Verbrennung nicht.
Leistungsberechnung
Die Metalle, aus denen die Leiter bestehen, weisen einen elektrischen Widerstand auf, der den Stromfluss durch sie verhindert. Dies äußert sich in der Erwärmung der Kabel - je größer der Widerstand, desto stärker erwärmt sich das Metall. Ein Temperaturanstieg führt letztendlich zur Entzündung der Isolation oder umliegender Gegenstände. Der Kabelwiderstand hängt vom Kernmaterial und dessen Querschnitt ab. Aus diesem Grund zählen die Drähte auf eine bestimmte Leistung.
Das Konzept des Dauerstroms
Der elektrische Parameter des stationären Betriebs wird als "Dauerstrom" bezeichnet. Zu diesem Zeitpunkt wird die im Leiter erzeugte Wärme gleichmäßig an den umgebenden Raum (Wand, Boden, Luft) abgegeben. Das Kabel ist für den Betrieb mit Nennleistung und langer Länge ausgelegt. Der Dauerstrom wird aus den Referenztabellen ermittelt, da er auch vom Material des Leiters abhängt.
Leitungsquerschnitt je nach Leitungsart
Die elektrische Verkabelung in Häusern und Wohnungen erfolgt auf zwei Arten - offen und geschlossen. Der Querschnitt des Kerns hängt davon ab, welcher Typ verwendet wird. Im ersten Fall werden die Drähte außerhalb der Wände verlegt, nicht in Tabletts stapeln. Die Wärmeenergie wird gut in die Atmosphäre abgegeben. Offene Kabel werden jedoch aufgrund geringer ergonomischer Qualitäten nur selten verwendet. Damit Kabelprodukte den Innenraum nicht verderben, werden sie geschlossen verlegt. Mit dem Durchgang von Strom erwärmt sich eine solche Verdrahtung mehr. Die Größe der Ader für das geschlossene Kabel wird für den Nennwert mehr gewählt.
Berechnung für ein einphasiges Netz
Zur Bestimmung des Leitungsquerschnitts anhand des Kerndurchmessers in einem Netz mit einer Spannung von 220 V werden zunächst die installierten Leistungen aller Geräte erfasst. Wenn die Geräte in Gruppen unterteilt sind, wird die Last für jeden von ihnen aufsummiert. Der resultierende Leistungswert wird durch die Spannung geteilt, und die Stromstärke, der die Drähte widerstehen müssen, wird erhalten. In der Regel werden nicht alle Geräte gleichzeitig verwendet. Die Endlast wird im Bereich von 70-80% des Maximums aufgenommen.
Die Bestimmung der Parameter des Kerns für eine Spannung von 12 V erfolgt auf ähnliche Weise.
Für dreiphasiges Netz
Bei der Bestimmung der Stromstärke wird der Cosinus des Scherwinkels eingeführt. Letzteres ist ein Merkmal der verwendeten Ausrüstung. Je kleiner es ist, desto mehr Strom verbraucht das Elektrogerät. Die Belastung wird für jeden einzeln berechnet und dann zusammengefasst. Die Berechnung des Leitungsquerschnitts entsprechend der Leistungsaufnahme erfolgt für eine lineare Spannung, die das 1,73-fache der Phasenspannung beträgt.
Optimale Parameter
Für den Fall, dass keine Geräte mit erhöhter Leistung vorhanden sind, werden allgemeine Optionen verwendet. Unter ihnen sind die folgenden:
- Elektrogeräte sind in Gruppen unterteilt (Beleuchtung, Stromleitungen und Einzelleitungen).
- Die Stammkabel sind mit einem Querschnitt von 4 mm verlegt2.
- Abzweige zu Steckdosen - 2,5 mm2.
- Beleuchtungsleitungen bestehen aus 1,5 mm starkem Draht2.
- Leistungsstarke Geräte werden mit einem 4-64 mm Kabel verbunden2.
Mit einfachen Berechnungen können Sie die erforderlichen Kabelquerschnitte beim Verlegen einer neuen oder beim Aufrüsten einer alten Verkabelung ermitteln. Darüber hinaus ermöglicht die Einhaltung der gesetzlichen Vorschriften einen sicheren Betrieb des internen Stromnetzes.
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