Masalah pemilihan penampang kabel untuk pemasangan kabel listrik di rumah atau apartemen sangatlah serius. Jika indikator ini tidak sesuai dengan beban di sirkuit, maka insulasi kawat akan mulai terlalu panas, kemudian meleleh dan terbakar. Hasil akhirnya adalah korsleting. Masalahnya adalah beban menciptakan kepadatan arus tertentu. Dan jika penampang kabelnya kecil, maka rapat arus di dalamnya akan tinggi. Oleh karena itu, sebelum membeli perlu dilakukan perhitungan penampang kabel sesuai beban.
Tentu saja, Anda tidak boleh sembarangan memilih kawat dengan penampang lebih besar. Hal ini terutama akan membebani anggaran Anda. Dengan penampang yang lebih kecil, kabel mungkin tidak dapat menahan beban dan akan cepat rusak. Oleh karena itu, yang terbaik adalah memulai dengan pertanyaan, bagaimana cara menghitung beban kabel? Dan baru kemudian, berdasarkan indikator ini, pilih kabel listrik itu sendiri.
Perhitungan daya
Cara termudah adalah dengan menghitung total daya yang akan dikonsumsi rumah atau apartemen. Perhitungan ini akan digunakan untuk memilih penampang kabel dari tiang saluran listrik ke pemutus arus masukan di pondok atau dari papan tombol masuk ke apartemen ke kotak distribusi pertama. Kabel dalam loop atau ruangan dihitung dengan cara yang sama. Jelas bahwa kabel input akan memiliki penampang terbesar. Dan semakin jauh Anda dari kotak distribusi pertama, semakin sedikit penurunan indikator ini.
Tapi mari kita kembali ke perhitungan. Jadi, pertama-tama, perlu ditentukan total kapasitas konsumen. Masing-masing (peralatan rumah tangga dan lampu penerangan) memiliki tanda indikator ini di badannya. Jika Anda tidak dapat menemukannya, lihat di paspor atau instruksi Anda.
Setelah itu semua kekuatan harus dijumlahkan. Ini adalah total kekuatan rumah atau apartemen. Perhitungan yang persis sama harus dilakukan untuk kontur. Namun ada satu hal yang kontroversial. Beberapa ahli merekomendasikan untuk mengalikan indikator total dengan faktor reduksi 0,8, dengan mematuhi aturan bahwa tidak semua perangkat akan dihubungkan ke sirkuit secara bersamaan. Sebaliknya, yang lain menyarankan mengalikan dengan faktor peningkatan 1,2, sehingga menciptakan cadangan tertentu untuk masa depan, karena kemungkinan besar peralatan rumah tangga tambahan akan muncul di rumah atau apartemen. Menurut kami, opsi kedua adalah yang terbaik.
Pemilihan kabel
Sekarang, mengetahui indikator daya total, Anda dapat memilih penampang kabel. PUE berisi tabel yang memudahkan untuk membuat pilihan ini. Mari kita berikan beberapa contoh saluran listrik yang berkekuatan 220 volt.
- Jika daya totalnya adalah 4 kW, maka luas penampang kawatnya adalah 1,5 mm².
- Daya 6 kW, penampang 2,5 mm².
- Daya 10 kW – penampang 6 mm².
Ada tabel yang sama persis untuk jaringan listrik dengan tegangan 380 volt.
Perhitungan beban saat ini
Ini adalah nilai paling akurat dari perhitungan yang dilakukan pada beban saat ini. Rumus yang digunakan untuk ini adalah:
Saya=P/U cos φ, dimana
- Akulah kekuatan saat ini;
- P – kekuatan total;
- U – tegangan jaringan (dalam hal ini 220 V);
- cos φ – faktor daya.
Ada rumus jaringan listrik tiga fasa:
Saya=P/(U cos φ)*√3.
Berdasarkan indikator arus, penampang kabel ditentukan sesuai dengan tabel yang sama di PUE. Sekali lagi, mari kita berikan beberapa contoh.
- Arus 19 A – penampang kabel 1,5 mm².
- 27 A – 2,5 mm².
- 46 A – 6 mm².
Seperti halnya menentukan penampang daya, di sini yang terbaik adalah mengalikan indikator arus dengan faktor pengali 1,5.
Kemungkinan
Ada kondisi tertentu di mana arus di dalam kabel dapat bertambah atau berkurang. Misalnya, pada kabel listrik terbuka, ketika kabel dipasang di sepanjang dinding atau langit-langit, kuat arusnya akan lebih tinggi daripada pada rangkaian tertutup. Hal ini berhubungan langsung dengan suhu lingkungan. Semakin besar ukurannya, semakin banyak arus yang dapat dialirkan oleh kabel tersebut.
Perhatian! Semua tabel PUE di atas dihitung dengan ketentuan bahwa kabel dioperasikan pada suhu +25C dengan suhu kabel itu sendiri tidak melebihi +65C.
Artinya, ternyata jika beberapa kabel diletakkan sekaligus dalam satu baki, gelombang atau pipa, maka suhu di dalam kabel akan meningkat karena pemanasan kabel itu sendiri. Hal ini mengarah pada fakta bahwa beban arus yang diizinkan berkurang 10-30 persen. Hal yang sama berlaku untuk kabel terbuka di dalam ruangan berpemanas. Oleh karena itu, kita dapat menyimpulkan: saat menghitung penampang kabel tergantung pada beban saat ini pada suhu pengoperasian yang tinggi, Anda dapat memilih kabel dengan area yang lebih kecil. Tentu saja ini merupakan penghematan yang bagus. Omong-omong, ada juga tabel koefisien pereduksi di PUE.
Ada satu hal lagi yang menyangkut panjang kabel listrik yang digunakan. Semakin panjang kabelnya, semakin besar kehilangan tegangan pada bagian tersebut. Perhitungan pun menggunakan kerugian 5%. Artinya, ini sudah maksimal. Jika kerugian lebih besar dari nilai ini, maka penampang kabel harus ditingkatkan. Omong-omong, menghitung kerugian arus secara mandiri tidaklah sulit jika Anda mengetahui hambatan kabel dan beban arus. Meskipun pilihan terbaik adalah menggunakan tabel PUE, yang menetapkan hubungan antara torsi beban dan kerugian. Dalam hal ini, torsi beban adalah produk dari konsumsi daya dalam kilowatt dan panjang kabel itu sendiri dalam meter.
Mari kita lihat contoh kabel yang dipasang sepanjang 30 mm pada jaringan arus bolak-balik dengan tegangan 220 volt dapat menahan beban 3 kW. Dalam hal ini, momen beban akan sama dengan 3*30=90. Kami melihat tabel PUE, yang menunjukkan bahwa kerugian sebesar 3% sesuai dengan momen ini. Artinya kurang dari nilai nominal 5%. Apa yang bisa diterima. Seperti disebutkan di atas, jika kerugian yang dihitung melebihi batas lima persen, maka perlu membeli dan memasang kabel dengan penampang yang lebih besar.
Perhatian! Kerugian-kerugian ini sangat mempengaruhi penerangan dengan lampu bertegangan rendah. Karena pada tegangan 220 volt 1-2 V tidak banyak dipantulkan, namun pada tegangan 12 V langsung terlihat.
Saat ini, kabel aluminium jarang digunakan dalam perkabelan. Namun perlu Anda ketahui bahwa ketahanannya 1,7 kali lebih besar dibandingkan ketahanan tembaga. Dan itu berarti kerugian mereka jauh lebih besar.
Sedangkan untuk jaringan tiga fasa, torsi beban di sini enam kali lebih besar. Hal ini bergantung pada fakta bahwa beban itu sendiri didistribusikan ke dalam tiga fase, dan ini merupakan peningkatan torsi yang eksponensial. Ditambah peningkatan dua kali lipat karena distribusi konsumsi daya yang simetris antar fase. Dalam hal ini, arus pada rangkaian nol harus sama dengan nol. Jika distribusi fasa tidak simetris, dan ini menyebabkan peningkatan kerugian, maka Anda harus menghitung penampang kabel untuk beban di setiap kabel secara terpisah dan memilihnya sesuai dengan ukuran maksimum yang dihitung.
Kesimpulan tentang topik tersebut
Seperti yang Anda lihat, untuk menghitung penampang kabel berdasarkan beban, Anda harus memperhitungkan berbagai koefisien (menurun dan menambah). Tidak mudah untuk melakukan ini sendiri jika Anda memahami teknik elektro pada tingkat amatir atau master pemula. Oleh karena itu, saran saya adalah mengundang spesialis berkualifikasi tinggi, biarkan dia melakukan semua perhitungan sendiri dan membuat diagram pengkabelan yang kompeten. Tapi Anda bisa melakukan instalasi sendiri.
Penampang kabel dan inti kabel dipilih tergantung pada sejumlah faktor teknis dan ekonomi. Faktor teknis yang mempengaruhi pemilihan bagian adalah sebagai berikut:
a) Untuk jalur kabel (CL), penampang dipilih sesuai dengan tabel PUE, yang memperhitungkan suhu inti kabel yang memanaskan insulasi konduktor.
b) Untuk saluran udara (OHL), penampang dipilih sesuai dengan tabel PUE, yang memperhitungkan suhu pemanasan kabel yang diizinkan, karena Kekuatan mekanik konduktor bergantung padanya.
Penampang yang dipilih biasanya harus lebih besar dari yang dihitung. Berdasarkan tabel, ambil penampang yang memungkinkan arus terdekat lebih tinggi atau sama dibandingkan dengan yang dihitung.
Pemanasan dari pelepasan panas jangka pendek oleh arus hubung singkat:
a) sel. Pemilihan dilakukan berdasarkan jumlah panas yang dihasilkan selama waktu tertentu dan menyebabkan pemanasan inti kabel.
b) VL. Ketika arus hubung singkat lewat, sejumlah besar panas dilepaskan, yang mengurangi kekuatan mekanik kabel.
Bagian yang paling dekat dengan nilai terhitung dipilih.
Rugi-rugi tegangan (penurunan) saluran dari arus yang melewatinya dalam mode normal dan darurat memiliki nilai yang sama baik untuk kabel maupun saluran udara dan hanya berbeda dalam nilai reaktansi induktif dan kapasitifnya yang berbeda.
Kekuatan mekanik - ketahanan terhadap beban mekanis (berat sendiri, es, angin):
a) sel. Kekuatan mekanik inti kabel ditentukan oleh beban mekanis pada inti dan selubung kabel dari total berat mati kabel selama peletakan, penarikan dan suspensi. Beban diperhitungkan saat merancang perutean kabel; ini menentukan penampang inti kabel minimum yang diizinkan dan jenis desainnya (diberikan dalam literatur referensi).
b) VL. Penampang kabel saluran udara untuk kekuatan mekanik dipilih tergantung pada beratnya sendiri, serta pada kekuatan angin dan massa es yang mungkin terjadi di wilayah geografis tertentu.
Kerusakan akibat corona merupakan faktor yang bergantung pada tegangan yang diberikan, penampang kabel, dan lingkungan. Pelepasan korona terjadi dalam medan yang sangat tidak homogen dan dimulai pada elektroda dengan radius kelengkungan kecil (inti kabel atau kawat) dengan kuat medan yang sama dengan kuat medan kritis. Meningkatkan radius kelengkungan mengurangi kekuatan medan dan mencegah korona.
a) sel. Pelepasan korona pada insulasi kabel menyebabkan dekomposisi insulasi dan selanjutnya kerusakannya. Oleh karena itu, penampang inti kabel dipilih jika tidak ada corona sama sekali.
b) VL. Pelepasan corona menyebabkan peningkatan rugi-rugi listrik akibat corona. Oleh karena itu pemilihan penampang kabel saluran udara dilakukan berdasarkan kondisi tidak adanya corona pada cuaca yang baik.
Kemanfaatan ekonomi. Penampang sebaiknya dipilih berdasarkan biaya tahunan sesuai dengan perhitungan. Saat memilih suatu bagian, diambil bagian standar terdekat yang lebih kecil dibandingkan dengan bagian desain (non-standar).
Pemilihan penampang konduktor standar
Saat memilih bagian standar, lanjutkan dari yang berikut:
1) Saat memilih penampang berdasarkan ketahanan termal 
pilih bagian terdekat yang lebih kecil, karena Metode perhitungan mengandung peningkatan persentase kesalahan dalam arah melebihi penampang.
2) Pemilihan penampang berdasarkan kekuatan mekanik 
untuk CL dibuat tanpa perhitungan, karena penampang terkecil (awal dalam tabel) stabil secara mekanis. Untuk saluran udara, pilih bagian standar terdekat yang lebih besar.
3) Pemilihan bagian sesuai kondisi corona 
dibuat tanpa perhitungan; untuk kabel saluran udara, dipilih penampang terdekat yang lebih besar; untuk saluran kabel, kabel diproduksi untuk setiap tegangan standar.
4) Dengan kehilangan tegangan 
pilih bagian terdekat yang lebih besar. Dalam beberapa kasus, bila penampang desain mendekati standar, maka penampang yang lebih kecil dapat diterima (misalnya, penampang desain yang dihasilkan adalah 36,5 mm 2 ; penampang 35 mm 2 dapat diterima, berdasarkan data spesifik keandalan beban listrik yang dijadikan dasar perhitungan).
5) Saat memilih bagian pemanas 
pilih bagian terdekat yang lebih besar. Namun, seseorang tidak boleh berusaha untuk meningkatkan penampang tanpa alasan yang cukup.
6) Setelah ditentukan penampang kawat minimum yang diperbolehkan sesuai spesifikasi teknis 
, dibandingkan dengan bagian yang layak secara ekonomi.
Menurut aturan instalasi listrik (PUE), pemilihan penampang konduktor dilakukan sesuai dengan kepadatan arus ekonomi:
(4.1)
Di mana 
- penampang konduktor yang layak secara ekonomi; 
- nilai saat ini; 
- kepadatan arus ekonomi.
Metodologi ini tidak memperhitungkan penilaian efisiensi ekonomi (lihat Gambar 1), yang ditentukan oleh ekspresi:
(4.2)
Di mana 
- biaya tahunan, ribuan rubel; 
- biaya operasional tahunan, ribuan rubel: total biaya kehilangan listrik, biaya penyusutan, biaya perbaikan dan pengoperasian; 
- biaya modal tahunan dengan mempertimbangkan koefisien standar.
Beras. 1. Ketergantungan fungsional biaya tahunan pada penampang konduktor.
Seringkali, sebelum membeli produk kabel, ada kebutuhan untuk mengukur penampangnya secara mandiri untuk menghindari penipuan dari pihak produsen, yang, karena penghematan dan penetapan harga yang kompetitif, mungkin sedikit meremehkan parameter ini.
Penting juga untuk mengetahui cara menentukan penampang kabel, misalnya saat menambahkan titik konsumsi energi baru di ruangan dengan kabel listrik lama yang tidak memiliki informasi teknis apa pun. Oleh karena itu, pertanyaan tentang bagaimana mengetahui penampang konduktor selalu relevan.
Informasi umum tentang kabel dan kawat
Saat bekerja dengan konduktor, perlu dipahami peruntukannya. Ada kabel dan kabel yang berbeda satu sama lain dalam struktur internal dan karakteristik teknisnya. Namun, banyak orang yang sering mengacaukan konsep tersebut.
Kawat adalah konduktor yang dalam desainnya memiliki satu kawat atau sekelompok kawat yang dijalin bersama dan lapisan insulasi tipis yang sama. Kabel adalah inti atau sekelompok inti yang memiliki insulasi tersendiri dan lapisan insulasi (selubung) yang sama.
Setiap jenis konduktor akan memiliki metode tersendiri dalam menentukan penampang melintang yang hampir serupa.
Bahan konduktor
Jumlah energi yang ditransmisikan suatu konduktor bergantung pada sejumlah faktor, yang utama adalah bahan konduktor pembawa arus. Logam non-besi berikut dapat digunakan sebagai bahan inti kawat dan kabel:
- Aluminium. Konduktor yang murah dan ringan, itulah keunggulannya. Mereka dicirikan oleh kualitas negatif seperti konduktivitas listrik yang rendah, kecenderungan kerusakan mekanis, hambatan listrik transien yang tinggi pada permukaan teroksidasi;
- Tembaga. Konduktor paling populer, yang memiliki biaya tinggi dibandingkan opsi lain. Namun, mereka dicirikan oleh resistansi listrik dan transisi yang rendah pada kontak, elastisitas dan kekuatan yang cukup tinggi, dan kemudahan penyolderan dan pengelasan;
- Tembaga aluminium. Produk kabel dengan inti aluminium dilapisi tembaga. Mereka dicirikan oleh konduktivitas listrik yang sedikit lebih rendah daripada rekan-rekan tembaga mereka. Mereka juga dicirikan oleh ringan, ketahanan rata-rata, dan harga relatif murah.
Penting! Beberapa metode untuk menentukan penampang kabel dan kawat akan bergantung secara khusus pada bahan komponen konduktornya, yang secara langsung mempengaruhi daya keluaran dan kuat arus (metode menentukan penampang konduktor berdasarkan daya dan arus).
Mengukur penampang konduktor berdasarkan diameter
Ada beberapa cara untuk menentukan penampang suatu kabel atau kawat. Perbedaan dalam menentukan luas penampang kabel dan kabel adalah pada produk kabel perlu mengukur setiap inti secara terpisah dan merangkum indikatornya.
Untuk informasi. Saat mengukur parameter yang dipertimbangkan dengan instrumentasi, diameter elemen konduktif harus diukur terlebih dahulu, sebaiknya dengan menghilangkan lapisan insulasi.
Instrumen dan proses pengukuran
Alat ukurnya bisa berupa jangka sorong atau mikrometer. Perangkat mekanis biasanya digunakan, tetapi analog elektronik dengan layar digital juga dapat digunakan.
Pada dasarnya diameter kawat dan kabel diukur dengan menggunakan jangka sorong, karena hampir terdapat di setiap rumah tangga. Ini juga dapat mengukur diameter kabel di jaringan yang berfungsi, misalnya soket atau perangkat panel.
Diameter penampang kawat ditentukan dengan menggunakan rumus berikut:
S = (3,14/4)*D2, dimana D adalah diameter kawat.
Jika kabel mengandung lebih dari satu inti, maka perlu diukur diameternya dan menghitung penampangnya menggunakan rumus di atas untuk masing-masing inti, kemudian menggabungkan hasil yang diperoleh dengan menggunakan rumus:
Stotal= S1 + S2 +…+Sn, dimana:
- Stotal – total luas penampang;
- S1, S2,…, Sn – penampang setiap inti.
Pada sebuah catatan. Untuk memastikan keakuratan hasil yang diperoleh, disarankan untuk melakukan pengukuran setidaknya tiga kali, memutar konduktor ke arah yang berbeda. Hasilnya akan menjadi rata-rata.
Jika tidak ada kaliper atau mikrometer, diameter konduktor dapat ditentukan dengan menggunakan penggaris biasa. Untuk melakukan ini, Anda perlu melakukan manipulasi berikut:
- Bersihkan lapisan isolasi inti;
- Gulung lilitan pensil dengan erat satu sama lain (setidaknya harus ada 15-17 lembar);
- Ukur panjang belitan;
- Bagilah nilai yang dihasilkan dengan jumlah putaran.
Penting! Jika lilitan tidak diletakkan secara merata pada pensil yang mempunyai celah, maka keakuratan hasil pengukuran penampang kabel berdasarkan diameter akan diragukan. Untuk meningkatkan keakuratan pengukuran, disarankan untuk melakukan pengukuran dari sisi yang berbeda. Akan sulit untuk melilitkan kabel tebal ke pensil sederhana, jadi lebih baik menggunakan jangka sorong.
Setelah mengukur diameter, luas penampang kawat dihitung menggunakan rumus yang dijelaskan di atas atau ditentukan dengan menggunakan tabel khusus, di mana setiap diameter sesuai dengan luas penampang.
Lebih baik mengukur diameter kawat, yang berisi inti ultra-tipis, dengan mikrometer, karena jangka sorong dapat dengan mudah mematahkannya.
Cara termudah untuk menentukan penampang kabel berdasarkan diameter adalah dengan menggunakan tabel di bawah ini.
Tabel korespondensi antara diameter kawat dan penampang kawat
| Diameter elemen konduktor, mm | Luas penampang elemen konduktor, mm2 |
|---|---|
| 0,8 | 0,5 |
| 0,9 | 0,63 |
| 1 | 0,75 |
| 1,1 | 0,95 |
| 1,2 | 1,13 |
| 1,3 | 1,33 |
| 1,4 | 1,53 |
| 1,5 | 1,77 |
| 1,6 | 2 |
| 1,8 | 2,54 |
| 2 | 3,14 |
| 2,2 | 3,8 |
| 2,3 | 4,15 |
| 2,5 | 4,91 |
| 2,6 | 5,31 |
| 2,8 | 6,15 |
| 3 | 7,06 |
| 3,2 | 7,99 |
| 3,4 | 9,02 |
| 3,6 | 10,11 |
| 4 | 12,48 |
| 4,5 | 15,79 |
Penampang kabel segmen
Produk kabel dengan penampang hingga 10 mm2 hampir selalu diproduksi dalam bentuk bulat. Konduktor semacam itu cukup untuk memenuhi kebutuhan rumah tangga dan apartemen dalam negeri. Namun dengan penampang kabel yang lebih besar, inti masukan dari jaringan listrik luar dapat dibuat dalam bentuk segmen (sektor), dan akan cukup sulit untuk menentukan penampang kawat berdasarkan diameternya.
Dalam kasus seperti itu, perlu menggunakan tabel di mana ukuran (tinggi, lebar) kabel mengambil nilai luas penampang yang sesuai. Awalnya, perlu mengukur tinggi dan lebar segmen yang diperlukan dengan penggaris, setelah itu parameter yang diperlukan dapat dihitung dengan mengkorelasikan data yang diperoleh.
Tabel untuk menghitung luas suatu sektor inti kabel listrik
| Jenis kabel | Luas bagian segmen, mm2 | ||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| S | 35 | 50 | 70 | 95 | 120 | 150 | 185 | 240 | |
| Segmen empat inti | V | - | 7 | 8,2 | 9,6 | 10,8 | 12 | 13,2 | - |
| w | - | 10 | 12 | 14,1 | 16 | 18 | 18 | - | |
| Segmental tiga inti terdampar, 6(10) | V | 6 | 7 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13,2 | 15,2 |
| w | 10 | 12 | 14 | 16 | 18 | 20 | 22 | 25 | |
| Kawat tunggal segmental tiga inti, 6(10) | V | 5,5 | 6,4 | 7,6 | 9 | 10,1 | 11,3 | 12,5 | 14,4 |
| w | 9,2 | 10,5 | 12,5 | 15 | 16,6 | 18,4 | 20,7 | 23,8 | |
Ketergantungan arus, daya dan penampang inti
Tidak cukup hanya mengukur dan menghitung luas penampang kabel berdasarkan diameter inti. Sebelum melakukan pemasangan wiring atau jaringan listrik jenis lainnya, perlu diketahui juga kapasitas produk kabel tersebut.
Saat memilih kabel, Anda harus dipandu oleh beberapa kriteria:
- kekuatan arus listrik yang akan dilewati kabel;
- daya yang dikonsumsi oleh sumber energi;
Kekuatan
Parameter terpenting selama pekerjaan instalasi listrik (khususnya pemasangan kabel) adalah throughput. Daya maksimum listrik yang ditransmisikan melaluinya tergantung pada penampang konduktor. Oleh karena itu, sangat penting untuk mengetahui total daya dari sumber konsumsi energi yang akan disambungkan ke kabel.
Biasanya, produsen peralatan rumah tangga, peralatan rumah tangga, dan produk listrik lainnya menunjukkan pada label dan dokumentasi yang menyertainya konsumsi daya maksimum dan rata-rata. Misalnya, mesin cuci dapat mengonsumsi listrik mulai dari puluhan W/jam selama mode pembilasan hingga 2,7 kW/jam saat memanaskan air. Oleh karena itu, kawat dengan penampang yang cukup untuk mengalirkan listrik dengan daya maksimum harus disambungkan padanya. Jika dua atau lebih konsumen dihubungkan pada kabel, maka daya total ditentukan dengan menjumlahkan nilai batas masing-masing konsumen.
Daya rata-rata semua peralatan listrik dan perlengkapan penerangan di apartemen jarang melebihi 7500 W untuk jaringan fase tunggal. Oleh karena itu, penampang kabel pada kabel listrik harus dipilih dengan nilai ini.
Jadi, untuk daya total 7,5 kW perlu menggunakan kabel tembaga dengan penampang inti 4 mm2 yang mampu menyalurkan daya sekitar 8,3 kW. Penampang konduktor dengan inti aluminium dalam hal ini harus minimal 6 mm2, melewati daya arus 7,9 kW.
Di bangunan tempat tinggal individu, sistem catu daya tiga fase 380 V sering digunakan.Namun, sebagian besar peralatan tidak dirancang untuk tegangan listrik tersebut. Tegangan 220 V dibuat dengan menghubungkannya ke jaringan melalui kabel netral dengan distribusi beban arus yang merata di semua fase.
Arus listrik
Seringkali kekuatan peralatan dan perlengkapan listrik tidak diketahui oleh pemiliknya karena tidak adanya karakteristik ini dalam dokumentasi atau dokumen dan label hilang sama sekali. Hanya ada satu jalan keluar dalam situasi seperti ini - menghitung sendiri menggunakan rumus.
Kekuatan ditentukan oleh rumus:
P = U*I, dimana:
- P – daya, diukur dalam watt (W);
- I – kuat arus listrik, diukur dalam ampere (A);
- U adalah tegangan listrik yang diberikan, diukur dalam volt (V).
Apabila kuat arus listrik tidak diketahui maka dapat diukur dengan alat kendali dan ukur: amperemeter, multimeter, dan meteran penjepit.
Setelah menentukan konsumsi daya dan arus listrik, Anda dapat menggunakan tabel di bawah ini untuk mengetahui penampang kabel yang dibutuhkan.
Perhitungan penampang produk kabel berdasarkan beban arus harus dilakukan untuk lebih melindunginya dari panas berlebih. Ketika terlalu banyak arus listrik yang melewati konduktor untuk penampangnya, kerusakan dan pelelehan lapisan isolasi dapat terjadi.
Beban arus jangka panjang maksimum yang diijinkan adalah nilai kuantitatif arus listrik yang dapat melewati kabel dalam waktu lama tanpa terlalu panas. Untuk menentukan indikator ini, pertama-tama perlu dijumlahkan kekuatan seluruh konsumen energi. Setelah itu, hitung bebannya menggunakan rumus:
- I = P∑*Ki/U (jaringan fase tunggal),
- I = P∑*Kи/(√3*U) (jaringan tiga fasa), dimana:
- P∑ – total daya konsumen energi;
- Ki – koefisien sama dengan 0,75;
- U – tegangan listrik dalam jaringan.
Tablitz untuk mencocokkan luas penampang konduktor tembagaproduk konduktor arus dan daya *
| Bagian produk kabel dan kawat | Tegangan listrik 220 V | Tegangan listrik 380 V | ||
|---|---|---|---|---|
| Kekuatan saat ini, A | daya, kWt | Kekuatan saat ini, A | daya, kWt | |
| 2,5 | 27 | 5,9 | 25 | 16,5 |
| 4 | 38 | 8,3 | 30 | 19,8 |
| 6 | 50 | 11 | 40 | 26,4 |
| 10 | 70 | 15,4 | 50 | 33 |
| 16 | 90 | 19,8 | 75 | 49,5 |
| 25 | 115 | 25,3 | 90 | 59,4 |
| 35 | 140 | 30,8 | 115 | 75,9 |
| 50 | 175 | 38,5 | 145 | 95,7 |
| 70 | 215 | 47,3 | 180 | 118,8 |
| 95 | 260 | 57,2 | 220 | 145,2 |
| 120 | 300 | 66 | 260 | 171,6 |
*Penting! Konduktor dengan konduktor alumunium mempunyai nilai yang berbeda-beda.
Menentukan penampang produk kabel adalah proses yang sangat penting dimana kesalahan perhitungan tidak dapat diterima. Anda perlu memperhitungkan semua faktor, parameter, dan aturan, hanya mempercayai perhitungan Anda. Pengukuran yang dilakukan harus sesuai dengan tabel yang dijelaskan di atas - jika tidak mengandung nilai tertentu, maka dapat ditemukan di tabel di banyak buku referensi teknik elektro.
Video
Saat memasang kabel listrik, perlu untuk menentukan kapasitas konsumen terlebih dahulu. Ini akan membantu dalam pemilihan kabel yang optimal. Pilihan ini akan memungkinkan Anda mengoperasikan kabel untuk waktu yang lama dan aman tanpa perbaikan.
Produk kabel dan konduktor sangat beragam sifat dan tujuannya, serta memiliki kisaran harga yang luas. Artikel ini membahas tentang parameter pengkabelan yang paling penting - penampang kawat atau kabel dalam hal arus dan daya, dan cara menentukan diameter - menghitungnya menggunakan rumus atau memilihnya menggunakan tabel.
Bagian kabel yang membawa arus terbuat dari logam. Bagian bidang yang tegak lurus terhadap kawat yang dibatasi oleh logam disebut penampang kawat. Satuan ukurannya adalah milimeter persegi.
Bagian menentukan arus yang diizinkan melewati kawat dan kabel. Arus ini, menurut hukum Joule-Lenz, menyebabkan pelepasan panas (sebanding dengan hambatan dan kuadrat arus), yang membatasi arus.
Secara konvensional, tiga rentang suhu dapat dibedakan:
- insulasi tetap utuh;
- insulasi terbakar, tetapi logamnya tetap utuh;
- logam meleleh pada suhu tinggi.
Dari jumlah tersebut, hanya yang pertama yang merupakan suhu pengoperasian yang diizinkan. Apalagi dengan penurunan penampang hambatan listriknya meningkat, yang menyebabkan peningkatan penurunan tegangan pada kabel.
Namun, peningkatan penampang menyebabkan peningkatan massa dan terutama biaya atau kabel.
Bahan yang digunakan untuk produksi industri produk kabel adalah murni tembaga atau aluminium. Logam-logam ini memiliki sifat fisik yang berbeda, khususnya resistivitas, dan oleh karena itu penampang yang dipilih untuk arus tertentu mungkin berbeda.
Cari tahu dari video ini cara memilih kabel atau penampang kabel yang benar sesuai dengan daya untuk kabel rumah:
Penentuan dan perhitungan inti menggunakan rumus
Sekarang mari kita cari tahu cara menghitung penampang kawat berdasarkan daya dengan benar, dengan mengetahui rumusnya. Disini kita akan menyelesaikan masalah penentuan bagian. Penampang melintang merupakan parameter standar karena nomenklaturnya mencakup keduanya opsi single-core dan multi-core. Keuntungan kabel multi-inti adalah fleksibilitasnya yang lebih besar dan ketahanannya terhadap kekusutan selama pemasangan. Biasanya, kabel yang terdampar terbuat dari tembaga.
Cara termudah untuk menentukan penampang kawat bulat inti tunggal adalah D– diameter, mm; S– luas dalam milimeter persegi:
Yang terdampar dihitung dengan rumus yang lebih umum: N– jumlah vena, D- diameter inti, S- persegi:
Diameter inti dapat ditentukan dengan melepas insulasi dan mengukur diameter terhadap logam telanjang dengan kaliper atau mikrometer.
Kepadatan arus ditentukan dengan sangat sederhana jumlah ampere per bagian. Ada dua opsi pengkabelan: terbuka dan tertutup. Yang terbuka memungkinkan kepadatan arus yang lebih tinggi karena perpindahan panas yang lebih baik ke lingkungan. Tertutup memerlukan penyesuaian ke bawah agar keseimbangan panas tidak menyebabkan panas berlebih pada baki, saluran kabel atau poros, yang dapat menyebabkan korsleting atau bahkan kebakaran.
Perhitungan termal yang akurat sangat kompleks; dalam praktiknya, perhitungan tersebut didasarkan pada suhu pengoperasian yang diizinkan dari elemen paling kritis dalam struktur, yang dengannya kerapatan arus dipilih.
Jadi, rapat arus yang diizinkan adalah nilai di mana pemanasan insulasi semua kabel dalam satu bundel (saluran kabel) tetap aman, dengan mempertimbangkan suhu lingkungan maksimum.
Tabel penampang kawat atau kabel tembaga dan aluminium saat ini:
Tabel 1 menunjukkan kerapatan arus yang diizinkan untuk suhu tidak lebih tinggi dari suhu ruangan. Kebanyakan kabel modern memiliki insulasi PVC atau polietilen, memungkinkan pemanasan selama pengoperasian tidak lebih dari 70-90°C. Untuk ruangan “panas”, rapat arus harus dikurangi sebesar 0,9 kali lipat untuk setiap 10°C hingga suhu pengoperasian kawat atau kabel.
Sekarang tentang apa yang dianggap terbuka dan apa. adalah pengkabelan jika dibuat dengan klem (ban) sepanjang dinding, langit-langit, sepanjang kabel pendukung atau melalui udara. Yang tertutup diletakkan di nampan kabel, ditembok di dinding di bawah plester, dibuat di pipa, cangkang atau diletakkan di tanah. Anda juga harus mempertimbangkan kabel tertutup jika berada di dalam atau. Yang tertutup menjadi lebih dingin.
Misalnya, termometer di ruang pengering menunjukkan suhu 50°C. Berapa nilai rapat arus kabel tembaga yang diletakkan di ruangan ini di sepanjang langit-langit harus dikurangi jika insulasi kabel dapat menahan pemanasan hingga 90°C? Selisihnya 50-20 = 30 derajat yang artinya Anda perlu menggunakan koefisien tiga kali. Menjawab:
Contoh penghitungan penampang kabel dan beban
Biarkan plafon gantung diterangi oleh enam buah lampu dengan daya masing-masing 80 W dan sudah saling terhubung. Kita perlu memasok listrik ke mereka dengan menggunakan kabel aluminium. Kita asumsikan kabelnya tertutup, ruangannya kering, dan suhunya sama dengan suhu ruangan. Sekarang kita akan mengetahui cara menghitung daya kabel tembaga dan aluminium, untuk ini kami menggunakan persamaan yang menentukan daya (menurut standar baru, kami menganggap tegangan listrik sama dengan 230 V):
Dengan menggunakan kerapatan arus yang sesuai untuk aluminium dari Tabel 1, kami menemukan penampang yang diperlukan agar saluran dapat beroperasi tanpa panas berlebih:
Jika kita ingin mencari diameter kawat, kita menggunakan rumus:
Cocok kabel APPV2x1.5 (bagian 1,5 mm.kv). Ini mungkin kabel tertipis yang bisa Anda temukan di pasaran (dan salah satu yang termurah). Dalam kasus di atas, ini menyediakan cadangan daya ganda, yaitu konsumen dengan daya beban yang diizinkan hingga 500 W, misalnya kipas angin, pengering, atau lampu tambahan, dapat dipasang di saluran ini.
Memasang soket pada saluran ini tidak dapat diterima, karena soket tersebut mungkin (dan kemungkinan besar akan) berisi konsumen yang kuat dan ini akan menyebabkan kelebihan beban pada bagian saluran.
Seleksi Cepat: Standar dan Rasio yang Berguna
Untuk menghemat waktu, perhitungan biasanya ditabulasikan, terutama karena jangkauan produk kabel cukup terbatas. Tabel berikut menunjukkan perhitungan penampang kabel tembaga dan aluminium menurut konsumsi daya dan kekuatan arus, tergantung pada tujuannya - untuk kabel terbuka dan tertutup. Diameter diperoleh sebagai fungsi dari daya beban, logam dan jenis kabel. Tegangan listrik dianggap 230 V.
Tabel memungkinkan Anda dengan cepat memilih bagian atau diameter, jika daya beban diketahui. Nilai yang ditemukan dibulatkan ke atas ke nilai terdekat dari rangkaian tata nama.
Tabel berikut merangkum data arus yang diizinkan berdasarkan penampang dan kekuatan bahan kabel dan kawat untuk perhitungan dan pemilihan cepat yang paling sesuai:
Pengaturan pengkabelan, antara lain, memerlukan keterampilan desain, yang tidak dimiliki semua orang yang ingin melakukannya. Tidak cukup hanya memiliki keterampilan instalasi listrik yang baik. Beberapa orang mengacaukan desain dengan persiapan dokumentasi menurut aturan tertentu. Ini adalah hal yang sangat berbeda. Proyek yang bagus dapat ditulis pada selembar kertas dari buku catatan.
Pertama, menggambar rencana tempat Anda dan tandai soket dan lampu di masa depan. Cari tahu daya semua konsumen Anda: setrika, lampu, alat pemanas, dll. Kemudian masukkan daya beban yang paling sering dikonsumsi di ruangan berbeda. Ini akan memungkinkan Anda memilih opsi kabel terbaik.
Anda akan terkejut betapa banyak kemungkinan yang ada dan apa cadangan untuk menyimpan uang. Setelah Anda memilih, hitung panjang setiap garis yang Anda gambar. Gabungkan semuanya, dan Anda akan mendapatkan apa yang Anda butuhkan, dan sebanyak yang Anda butuhkan.
Setiap saluran harus dilindungi olehnya sendiri (), yang dirancang untuk arus yang sesuai dengan daya saluran yang diizinkan (jumlah daya konsumen). Tanda tangani mesinnya, terletak di, misalnya: “dapur”, “ruang tamu”, dll.
Dianjurkan untuk memiliki saluran terpisah untuk semua penerangan, sehingga Anda dapat dengan mudah memperbaiki soket di malam hari tanpa menggunakan korek api. Soket inilah yang paling sering kelebihan beban. Sediakan stopkontak dengan daya yang cukup - Anda tidak tahu sebelumnya apa yang harus Anda sambungkan.
Di ruangan lembab, gunakan hanya kabel berinsulasi ganda! Gunakan soket modern (“Euro”) dan dengan konduktor grounding dan sambungkan grounding dengan benar. Tekuk kabel inti tunggal, terutama kabel tembaga, dengan mulus, sisakan radius beberapa sentimeter. Ini akan mencegah kerusakannya. Kabel harus diletakkan lurus pada baki kabel dan saluran, tetapi dengan bebas, Anda tidak boleh menariknya seperti tali.
Harus ada margin beberapa sentimeter ekstra. Saat meletakkan, Anda perlu memastikan bahwa tidak ada sudut tajam yang dapat memotong insulasi. Terminal harus dikencangkan dengan erat saat menyambung., dan untuk kabel yang terdampar, prosedur ini harus diulangi; kabel tersebut cenderung memiliki inti yang menyusut, akibatnya sambungan dapat menjadi longgar.
Kabel tembaga dan kabel aluminium tidak “bersahabat” satu sama lain karena alasan elektrokimia; keduanya tidak dapat dihubungkan secara langsung. Untuk melakukan ini, Anda dapat menggunakan blok terminal khusus atau mesin cuci galvanis. Sendi harus selalu kering.
Kami memberikan kepada Anda video yang menarik dan mendidik tentang cara menghitung penampang kabel dengan benar berdasarkan kekuatan dan panjangnya:
Pilihan penampang kabel adalah elemen utama proyek catu daya dalam skala apa pun, dari ruangan hingga jaringan besar. Arus yang dapat dialirkan ke beban dan daya akan bergantung pada hal ini. Pilihan kabel yang tepat juga menjamin keamanan listrik dan kebakaran, dan memberikan anggaran yang ekonomis untuk proyek Anda.
Penting untuk memilih penampang kabel untuk tegangan 10 kV untuk memberi daya pada gardu transformator 2TP-3 dengan daya 2x1000 kVA untuk memberi daya pada gudang pelat di pabrik metalurgi di kota Vyksa, wilayah Nizhny Novgorod. Diagram catu daya ditunjukkan pada Gambar 1. Panjang jalur kabel dari sel No 12 adalah 800 m dan dari sel No 24 adalah 650 m, kabel akan dipasang di dalam tanah melalui pipa.
Tabel perhitungan beban listrik menurut 2TP-3
Arus hubung singkat tiga fasa pada mode maksimum pada bus RU-10 kV adalah 8,8 kA. Durasi perlindungan, dengan mempertimbangkan penghentian total pemutus sirkuit, adalah 0,345 detik. Saluran kabel dihubungkan ke switchgear melalui saklar vakum tipe VD4 (Siemens).
Penampang saluran kabel untuk tegangan 6 (10) kV dipilih berdasarkan pemanasan dengan arus pengenal, diperiksa dengan ketahanan termal terhadap arus hubung singkat, kehilangan tegangan dalam mode normal dan pasca-darurat.
Kami memilih kabel merk AABlu-10kV, 10 kV, tiga inti.
1. Tentukan arus desain dalam mode normal (kedua trafo dihidupkan).
Di mana:
n – jumlah kabel ke sambungan;
2. Tentukan arus pengenal dalam mode pasca darurat, dengan memperhitungkan bahwa satu transformator dimatikan:
3. Kita tentukan bagian ekonominya, menurut PUE bagian 1.3.25. Arus yang dihitung diambil untuk operasi normal, mis. peningkatan arus dalam mode jaringan pasca-darurat dan perbaikan tidak diperhitungkan:
Jek =1.2 – nilai kerapatan arus ekonomi yang dinormalisasi (A/mm2) dipilih sesuai tabel PUE 1.3.36, dengan mempertimbangkan waktu penggunaan beban maksimum Tmax = 6000 jam.
Penampang dibulatkan ke standar terdekat 35 mm2.
Arus kontinu yang diizinkan untuk kabel dengan penampang 3x35mm2 menurut PUE, edisi ke-7. Tabel 1.3.16 adalah Id.t=115A > Icalc.av=64.9 A.
4. Kita tentukan arus aktual yang diperbolehkan, dalam hal ini syarat Iph>Icalc.av harus dipenuhi:
Koefisien k1, yang memperhitungkan suhu medium yang berbeda dari suhu yang dihitung, dipilih berdasarkan tabel 2.9 [L1. hal.55] dan tabel 1.3.3 PUE. Mengingat kabel tersebut akan dipasang pada pipa-pipa yang berada di dalam tanah. Berdasarkan Tabel 2-9, suhu lingkungan standar adalah +25 °C. Suhu inti kabel adalah +65°C, sesuai dengan PUE, edisi 7, pasal 1.3.12.
Kami menentukan, menurut SNiP 23/01/99 Tabel 3, suhu sebenarnya dari lingkungan tempat kabel akan dipasang, dalam kasus saya kota Vyksa. Suhu rata-rata tahunan adalah - +3.8°C.
Berdasarkan tabel PUE 1.3.3, kita memilih koefisien k1 = 1,22.
Koefisien k2 – dengan mempertimbangkan resistivitas tanah (dengan mempertimbangkan survei geologi), dipilih menurut PUE edisi ke-7. tabel 1.3.23. Dalam kasus saya, faktor koreksi untuk tanah normal dengan resistivitas 120 K/W adalah k2=1.
Kami menentukan koefisien k3 sesuai tabel PUE 1.3.26, dengan mempertimbangkan pengurangan beban arus dengan jumlah kabel yang beroperasi dalam satu parit (dalam pipa atau tanpa pipa), dengan mempertimbangkan bahwa satu kabel diletakkan dalam satu parit . Kami menerima k3 = 1.
Setelah menentukan semua koefisien, kami menentukan arus aktual yang diizinkan:
5. Kami memeriksa kabel AABlu-10kV dengan penampang 3x35mm2 untuk stabilitas termal sesuai dengan PUE pasal 1.4.17.
- Ik.z. = 8800 A - arus hubung singkat tiga fasa dalam mode maksimum pada bus RU-10 kV;
- tl = tз + to.в =0,3 + 0,045 s = 0,345 s - durasi perlindungan dengan mempertimbangkan penghentian total pemutus sirkuit;
- tз = 0.3 s – waktu operasi proteksi terlama; dalam contoh ini, waktu respons proteksi terlama adalah pada proteksi arus lebih;
- tо.в = 45 ms atau 0,045 s - total waktu penghentian pemutus sirkuit vakum tipe VD4;
- C = 95 - koefisien termal dalam kondisi nominal, ditentukan dari tabel. 2-8, untuk kabel dengan konduktor aluminium.
Penampangnya dibulatkan ke standar terdekat 70 mm2.
6. Periksa kabel apakah ada tegangan yang hilang:
Di mana:
r dan x - nilai resistansi aktif dan reaktif ditentukan berdasarkan tabel 2-5 [L1.s 48].
Untuk kabel dengan konduktor aluminium dengan penampang 3x70mm2, resistansi aktif r = 0,447 Ohm/km, reaktansi x = 0,086 Ohm/km.
Kita menentukan sinφ, mengetahui cosφ. Mari kita ingat kursus geometri sekolah.
Jika Anda tidak mengetahui cosφ, Anda dapat menentukannya untuk berbagai penerima listrik menggunakan bahan referensi pada tabel. 1.6-1.8 [L3, hal.13-20].
6.2 Dalam mode pasca darurat:
Dari perhitungan terlihat jelas bahwa rugi-rugi tegangan pada saluran tidak signifikan, sehingga tegangan konsumen praktis tidak berbeda dengan tegangan nominal.
Jadi, dengan data awal yang ditentukan, kabel AABlu-10 3x70 dipilih.
Untuk mempermudah pemilihan kabel, Anda dapat mendownload semua literatur yang saya gunakan dalam contoh ini di arsip.
Literatur:
- 1. Desain jaringan kabel dan perkabelan. Khromchenko G.E. 1980
- 2. SNiP 23-01-99 Klimatologi konstruksi. 2003
- 3. Perhitungan dan desain sistem penyediaan tenaga listrik untuk fasilitas dan instalasi. Kabyshev A.V., Obukhov S.G. 2006
- 4. Aturan Pembangunan Instalasi Listrik (PUE). Edisi ketujuh. 2008