Vezetékek terhelhetősége – táblázat és kalkulátor

A vezeték terhelhetőség táblázat a megengedett tartós áramot mutatja be a vezető keresztmetszete, anyaga, szigetelése és fektetési módja szerint. Ugyanaz a vezeték más árammal terhelhető hőszigetelt falban, védőcsőben, közvetlenül falon, szabad levegőn vagy földben.

A táblázatból kiolvasott alapértéket a környezeti hőmérséklet, az együtt vezetett áramkörök száma, a terhelt vezetők száma és szükség esetén a talaj hőtechnikai tulajdonságai alapján korrigálni kell. Ezért nem helyes az az általános kijelentés, hogy például egy 2,5 mm²-es vezeték minden körülmények között 20 A-rel terhelhető.

Korrigált áramterhelhetőség kalkulátor

Add meg a megfelelő táblázatból kiolvasott alap-áramterhelhetőséget, a környezeti hőmérsékletet és az együtt vezetett áramkörök számát.

A kalkulátor levegőben vagy épületszerkezetben vezetett kábelek hőmérsékleti és csoportosítási korrekcióját végzi el. Nem használható közvetlenül a D1 és D2 földkábelekhez, amelyeknél külön talajhőmérsékleti, csoportosítási és talaj-hőellenállási tényezők szükségesek. A számítás nem ellenőrzi a feszültségesést, a zárlati hőállóságot, az önműködő lekapcsolás feltételeit vagy a mechanikai követelményeket.
A tényleges fektetési módhoz tartozó táblázatból kiolvasott érték. Tartomány: 0,1-1000 A.
A szigetelés megengedett hőmérséklete befolyásolja a hőmérsékleti tényezőt.
A levegőben vezetett kábelek alapértékei 30°C környezeti hőmérsékletre vonatkoznak.
A tényezők egymással érintkező kábelekre vagy vezetékekre vonatkoznak.
A kiválasztott szám minden, a táblázat feltételei szerint terhelt áramkört tartalmaz.
Korrigált áramterhelhetőség: Iz′ = Iz × kt × kg.

Korrekció eredménye

12,18 A Korrigált áramterhelhetőség A hőmérséklet és a csoportosítás figyelembevételével
0,609 Összesített korrekciós tényező A kt és kg szorzata
10 A Az Iz′ értékét meg nem haladó névleges áram Ez önmagában nem végleges kismegszakító-választás
20 A alap-áramterhelhetőség, 0,87 hőmérsékleti tényező és 0,70 csoportosítási tényező mellett a korrigált áramterhelhetőség 12,18 A.

Rézvezetékek áramterhelhetőségi táblázata

Az alábbi értékek PVC-szigetelésű rézvezetőkre, három terhelt vezetőre és 70°C legnagyobb megengedett érhőmérsékletre vonatkoznak. Levegőben 30°C, földben 20°C környezeti referencia-hőmérsékletet feltételezünk. A táblázat egyetlen áramkört mutat, további csoportosítási korrekció nélkül.

A kismegszakítót ne kizárólag a vezető keresztmetszete alapján válaszd ki. Először a tényleges fektetési módnak megfelelő oszlopot kell kiválasztani, majd alkalmazni kell az összes szükséges korrekciós tényezőt.
Keresztmetszet [mm²]A1 [A]A2 [A]B1 [A]B2 [A]C [A]D1 [A]D2 [A]
1,513,51315,51517,51819
2,51817,52120242424
424232827323033
631293634413841
1042395046575054
1656526862766470
2573688980968292
3589831109911998110
5010899134118144116130

Például egy PVC-szigetelésű, 3×2,5 mm²-es rézkábel alap-áramterhelhetősége A2 módszernél 17,5 A, B2 módszernél 20 A, C módszernél pedig 24 A. A különbséget a hőleadás feltételei okozzák.

Mit jelentenek az A1, A2, B1, B2, C, D1 és D2 fektetési módok?

MódszerVezeték vagy kábel típusaPélda az elhelyezésreHűtési feltételek
A1szigetelt vezetők vagy egyeres kábelekvédőcsőben, hőszigetelt falbannagyon korlátozott
A2többeres kábelvédőcsőben, hőszigetelt falbannagyon korlátozott
B1szigetelt vezetők vagy egyeres kábelekfalon vezetett védőcsőbenkorlátozott
B2többeres kábelfalon vezetett védőcsőbenkorlátozott
Cegy- vagy többeres kábelközvetlenül falon vagy tömör kábeltálcánjó hőleadás
D1kábel védőcsőben vagy kábelcsatornábanföldbena talajtól és a csőtől függ
D2földbe fektetésre alkalmas kábelközvetlenül a talajbana talaj hőtechnikai tulajdonságaitól függ

A referencia-fektetési mód a hőtechnikai feltételek egyszerűsített modellje. A tényleges szerelést a vezeték helye, burkolata, védőcsöve, kábelútja és hőleadási lehetősége alapján kell a megfelelő módszerhez rendelni.

Perforált kábeltálca vagy kábellétra esetén az alap Iz értéket a megfelelő E vagy F referencia-fektetési mód táblázatából kell kiolvasni. A C oszlop értéke nem használható automatikusan perforált tálcára vagy kábellétrára.

1,5 mm² és 2,5 mm² vezeték hány amperrel terhelhető?

A kérdésre csak a fektetési mód és a korrekciós tényezők ismeretében adható helyes válasz. Három terhelt erű, PVC-szigetelésű rézvezetőnél az 1,5 mm²-es keresztmetszet alapértéke A2 módszernél 13 A, B2 módszernél 15 A, C módszernél 17,5 A. A 2,5 mm²-es vezetőnél ugyanezek az értékek 17,5 A, 20 A és 24 A.

A hőmérsékleti és csoportosítási korrekciók ezeket az értékeket tovább csökkenthetik. Ezért az „1,5 mm² = 16 A” vagy „2,5 mm² = 20 A” szabály nem tekinthető minden szerelési helyzetben érvényes méretezési alapnak.

Hogyan korrigálható a vezeték áramterhelhetősége?

A táblázatból kiolvasott érték referenciafeltételekre vonatkozik. Eltérő körülményeknél korrekciós tényezőket kell alkalmazni:

I_z' = I_z \cdot k_t \cdot k_g \cdot k_3 \cdot \ldots

  • Iz – a táblázatból kiolvasott alap-áramterhelhetőség,
  • Iz – a tényleges körülményekre korrigált áramterhelhetőség,
  • kt – hőmérsékleti korrekciós tényező,
  • kg – csoportosítási vagy kötegelési tényező,
  • k3 – további tényező, például a talaj hőellenállása.

Ha egy 3×2,5 mm²-es vezeték B2 módszernél 20 A alap-áramterhelhetőségű, a környezeti hőmérséklet 40°C, és három áramkört közös zárt térben vezetnek, akkor:

I_z' = 20 \cdot 0{,}87 \cdot 0{,}70 = 12{,}18\ \mathrm{A}

A táblázatban 20 A-rel szereplő vezeték ebben a konkrét helyzetben csak körülbelül 12,2 A korrigált tartós áramterhelhetőséggel rendelkezik.

A környezeti hőmérséklet hatása

A levegőben vezetett kábelek áramterhelhetőségi alapértékei 30°C környezeti hőmérsékletre vonatkoznak. Magasabb hőmérsékleten csökken a hőleadás lehetősége, ezért kisebb megengedett tartós árammal kell számolni.

Környezeti hőmérsékletPVC 70°CXLPE/EPR 90°C
10°C1,221,15
15°C1,171,12
20°C1,121,08
25°C1,061,04
30°C1,001,00
35°C0,940,96
40°C0,870,91
45°C0,790,87
50°C0,710,82
55°C0,610,76
60°C0,500,71

Az 1-nél nagyobb tényező nem jelenti automatikusan azt, hogy nagyobb névleges áramú védelmi készülék alkalmazható. A csatlakozókapcsok, készülékek, elosztók, burkolatok és más szerkezeti elemek megengedett hőmérséklete további korlátozást jelenthet.

Vezetékek csoportosítási és kötegelési tényezői

Az egymáshoz közel vezetett kábelek kölcsönösen melegítik egymást. Minél több terhelt áramkör található egy kötegben, csatornában vagy kábelúton, annál kisebb áramot vezethet tartósan minden egyes áramkör.

Elhelyezés123456789 áramkör
Köteg, zárt csatorna vagy burkolat1,000,800,700,650,600,570,540,520,50
Egy réteg falon, padlón vagy tömör tálcán1,000,850,790,750,730,720,720,710,70
Egy réteg közvetlenül mennyezet alatt0,950,810,720,680,660,640,630,620,61
Egy réteg perforált kábeltálcán1,000,880,820,770,750,730,730,720,72
Egy réteg kábellétrán vagy tartókon1,000,870,820,800,800,790,790,780,78

A tényezők meghatározott, egymással érintkező kábel- vagy vezetékelrendezésekre vonatkoznak. A kábelek közötti távolság, a rétegek száma, a szellőzés és a kábelút kialakítása más korrekciós értékhez vezethet.

Alumíniumvezetékek áramterhelhetőségi táblázata

Azonos keresztmetszetnél az alumíniumvezető áramterhelhetősége általában kisebb a rézvezetőénél. Az alábbi értékek PVC-szigetelésre, három terhelt vezetőre és a rézvezetékek táblázatánál megadott referenciafeltételekre vonatkoznak.

Keresztmetszet [mm²]A1 [A]A2 [A]B1 [A]B2 [A]C [A]D1 [A]D2 [A]
2,51413,516,515,518,518,5
418,517,522212524
6242328273230
10323139364439
1643415348595053
2557537062736469
3570658677907783
508478104921109199

Alumíniumvezetőknél figyelembe kell venni a kapcsok alkalmasságát, a végződések előkészítését, az anyag kúszását, az oxidáció elleni védelmet és azt, hogy a csatlakoztatott készülék engedélyezett-e alumíniumérhez.

Két vagy három terhelt vezető

A terhelt vezetők száma meghatározza a kábelben keletkező teljes hőmennyiséget.

  • Egyfázisú áramkörben rendszerint két terhelt vezető van: az L fázisvezető és az N nullavezető.
  • Szimmetrikus háromfázisú áramkörben három terhelt vezető van: L1, L2 és L3.
  • A PE védővezető normál üzemben nem vezet üzemi áramot, ezért rendszerint nem számít terhelt vezetőnek.

Két terhelt vezetőhöz általában nagyobb áramterhelhetőség tartozik, mint ugyanazon keresztmetszet és fektetési mód mellett három terhelt vezetőhöz. Egyfázisú táblázat értékét ellenőrzés nélkül nem szabad háromfázisú áramkörre átvenni.

Nullavezető-terhelés és felharmonikus áramok

Szimmetrikus háromfázisú rendszerben, lineáris fogyasztók mellett az alapharmonikus fázisáramok a nullavezetőben kioltják egymást. A harmadik felharmonikus és annak páratlan többszörösei azonban a nullavezetőben összeadódnak.

Ez különösen fontos kapcsolóüzemű tápegységeket, számítógépeket, LED-es világítást, frekvenciaváltókat és más nemlineáris fogyasztókat nagy számban tartalmazó hálózatokban. Ilyen esetben a nullavezető árama megközelítheti vagy akár meghaladhatja a fázisvezető áramát.

Jelentős, hárommal osztható felharmonikus tartalom esetén a keresztmetszet megválasztását a nullavezető terhelésére is ellenőrizni kell. A nullavezető csökkentett keresztmetszete vagy automatikus kihagyása ilyen hálózatban nem tekinthető általánosan elfogadható megoldásnak.

PVC és XLPE szigetelés összehasonlítása

SzigetelésMegengedett tartós érhőmérsékletHatás az áramterhelhetőségreFontos korlátozás
PVC70°Cazonos keresztmetszetnél kisebb referenciaértéképületvillamossági szereléseknél gyakori viszonyítási alap
XLPE/EPR90°Crendszerint nagyobb áramterhelhetőséga kapcsok és készülékek megengedett hőmérséklete kisebb lehet

A szigetelés nagyobb megengedett hőmérséklete nem jelenti azt, hogy az egész áramkör tartósan 90°C-on üzemeltethető. A csatlakozókapcsok, elosztók, szerelvények és védelmi készülékek gyakran alacsonyabb hőmérsékleti korlátot határoznak meg.

Földbe fektetett kábelek terhelhetősége

A D1 és D2 módszer szerinti értékek nemcsak a keresztmetszettől, hanem a talaj hőmérsékletétől és hőellenállásától is függenek. A táblázat referenciafeltételei 20°C talajhőmérsékletet és 2,5 K·m/W talaj-hőellenállást feltételeznek.

A száraz talaj rosszabbul vezeti el a hőt. A méretezésnél számít a fektetési mélység, a kábelek távolsága, az áramkörök száma, a talaj kiszáradásának lehetősége, a védőcső és az ágyazóanyag kialakítása is.

Nagy terhelés, több párhuzamos kábel vagy szokatlan talajviszonyok esetén részletes hőtechnikai számításra lehet szükség az IEC 60287 sorozat alapján. A levegőben vezetett kábelekhez készült fenti kalkulátor ebben az esetben nem ad teljes méretezési eredményt.

Hogyan válasszunk kismegszakítót a vezetékhez?

A túlterhelés-védelem alapvető koordinációs feltétele:

I_B \leq I_n \leq I_z

További feltétel:

I_2 \leq 1{,}45 \cdot I_z

JelJelentés
IBaz áramkör tervezési terhelőárama
Ina védelmi készülék névleges árama vagy beállítása
Iza vezeték korrigált tartós áramterhelhetősége
I2a védelmi készülék meghatározott időn belüli működését előidéző áram

A B16 jelölés nem jelenti automatikusan azt, hogy bármilyen 1,5 mm²-es vezeték alkalmazható. Ha a fektetési mód, a hőmérséklet és a csoportosítás figyelembevételével az Iz értéke csak 13 A, akkor az In ≤ Iz feltétel nem teljesül.

A B, C vagy D karakterisztika a kismegszakító gyors, zárlati kioldási viselkedését írja le. Nem növeli meg a vezeték hőterhelhetőségét.

Miért nem elegendő az áramterhelhetőségi táblázat a keresztmetszet kiválasztásához?

A tartós áramterhelhetőség csak a vezeték méretezésének egyik feltétele. A végleges keresztmetszetnek egyidejűleg meg kell felelnie az alábbi követelményeknek is:

  • megengedett feszültségesés,
  • túlterhelés elleni védelem,
  • az önműködő lekapcsolás feltételei,
  • a végpontban rendelkezésre álló legkisebb zárlati áram,
  • a vezeték zárlati hőállósága,
  • a mechanikai szilárdságból következő legkisebb keresztmetszet,
  • a fogyasztó típusa és indítási árama,
  • a környezeti feltételek és a szerelés módja.

Egy hosszú, 2,5 mm²-es vezetékkel kialakított áramkör teljesítheti az áramterhelhetőség feltételét, de a feszültségesés vagy a túl kicsi zárlati áram miatt mégis nagyobb keresztmetszetet igényelhet. A fogyasztó teljesítményéből számított áram az amper-kW táblázat segítségével is ellenőrizhető.