Tabela obciążalności przewodów

Tabela obciążalności przewodów przedstawia dopuszczalny prąd długotrwały zależnie od przekroju żyły, materiału, izolacji i sposobu ułożenia instalacji. Ten sam przewód może mieć inną obciążalność w ocieplonej ścianie, rurze instalacyjnej, na ścianie, w powietrzu albo w ziemi.

Wartości bazowe trzeba dodatkowo skorygować ze względu na temperaturę otoczenia, grupowanie obwodów i liczbę obciążonych żył. Dlatego nie istnieje jedna uniwersalna odpowiedź w rodzaju „przewód 2,5 mm² zawsze przenosi 20 A”.

Kalkulator skorygowanej obciążalności przewodu

Podaj bazową obciążalność odczytaną z właściwej tabeli, temperaturę otoczenia oraz sposób grupowania przewodów.

Kalkulator uwzględnia korektę temperaturową i grupowanie obwodów ułożonych w powietrzu. Nie sprawdza spadku napięcia, wytrzymałości zwarciowej, warunków samoczynnego wyłączenia zasilania ani wymagań mechanicznych.

Bazowa obciążalność I_z [A]

Wartość odczytana z kolumny odpowiadającej sposobowi ułożenia. Zakres: 0–1000 A.

Izolacja przewodu [-]

Rodzaj izolacji wpływa na współczynnik temperatury.

Temperatura otoczenia [°C]

Wartości bazowe dla przewodów w powietrzu odnoszą się do 30°C.

Sposób grupowania [-]

Współczynniki dotyczą kabli lub przewodów stykających się.

Liczba zgrupowanych obwodów [-]

Każdy obwód jest obciążony zgodnie z założeniami tabeli bazowej.

Przykładowe warunki

Skorygowana obciążalność: I_z′ = I_z × k_t × k_g.

Wynik korekty

12,18 A Skorygowana obciążalność Po uwzględnieniu temperatury i grupowania

0,609 Łączny współczynnik Iloczyn k_t i k_g

10 A Próg nieprzekraczający I_z′ Orientacyjna wartość z typowego szeregu

Dla bazowej obciążalności 20 A, współczynnika temperatury 0,87 i współczynnika grupowania 0,70 skorygowana obciążalność wynosi 12,18 A.

Tabela obciążalności przewodów miedzianych

Poniższe wartości dotyczą przewodów miedzianych z izolacją PVC, trzech obciążonych żył i maksymalnej temperatury żyły 70°C. Przyjęto temperaturę otoczenia 30°C dla przewodów w powietrzu oraz 20°C dla przewodów w ziemi. Tabela przedstawia jeden obwód bez dodatkowej korekty grupowania.

Nie dobieraj zabezpieczenia wyłącznie na podstawie przekroju. Najpierw wybierz kolumnę odpowiadającą rzeczywistemu sposobowi ułożenia, a następnie zastosuj wymagane współczynniki korekcyjne.

Przekrój [mm²]	A1 [A]	A2 [A]	B1 [A]	B2 [A]	C [A]	D1 [A]	D2 [A]
1,5	13,5	13	15,5	15	17,5	18	19
2,5	18	17,5	21	20	24	24	24
4	24	23	28	27	32	30	33
6	31	29	36	34	41	38	41
10	42	39	50	46	57	50	54
16	56	52	68	62	76	64	70
25	73	68	89	80	96	82	92
35	89	83	110	99	119	98	110
50	108	99	134	118	144	116	130

Przykładowo przewód miedziany 3×2,5 mm² z izolacją PVC ma bazową obciążalność 17,5 A dla metody A2, 20 A dla B2 i 24 A dla metody C. Różnica wynika z warunków odprowadzania ciepła.

Co oznaczają metody A1, A2, B1, B2, C, D1 i D2?

Metoda	Rodzaj przewodu	Przykładowy sposób ułożenia	Warunki chłodzenia
A1	pojedyncze izolowane żyły	w rurze znajdującej się w ścianie izolowanej cieplnie	bardzo ograniczone
A2	kabel wielożyłowy	w rurze znajdującej się w ścianie izolowanej cieplnie	bardzo ograniczone
B1	pojedyncze izolowane żyły	w rurze prowadzonej na ścianie murowanej lub drewnianej	ograniczone
B2	kabel wielożyłowy	w rurze prowadzonej na ścianie murowanej lub drewnianej	ograniczone
C	kabel jedno- lub wielożyłowy	bezpośrednio na ścianie albo na pełnej trasie kablowej	dobre oddawanie ciepła
D1	kabel w rurze lub kanale	w ziemi	zależne od gruntu i rury
D2	kabel przeznaczony do ułożenia w ziemi	bezpośrednio w gruncie	zależne od właściwości cieplnych gruntu

Metoda referencyjna jest uproszczonym modelem warunków cieplnych. Rzeczywisty sposób wykonania instalacji należy przypisać do odpowiedniej metody na podstawie miejsca prowadzenia przewodu, rodzaju osłony i możliwości odprowadzania ciepła.

Jak koryguje się obciążalność przewodu?

Wartość odczytana z tabeli jest obciążalnością w warunkach referencyjnych. Dla innych warunków stosuje się współczynniki korekcyjne:

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

I_z — bazowa obciążalność prądowa z tabeli,
I_z′ — obciążalność po uwzględnieniu rzeczywistych warunków,
k_t — współczynnik temperatury,
k_g — współczynnik grupowania,
k₃ — dodatkowy współczynnik, np. właściwości cieplnych gruntu.

Jeżeli przewód 3×2,5 mm² ma dla metody B2 bazową obciążalność 20 A, temperatura wynosi 40°C, a trzy obwody są prowadzone razem w zamknięciu, otrzymujemy:

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

Przewód opisany w prostej tabeli jako „20 A” ma w tych warunkach skorygowaną obciążalność około 12,2 A.

Wpływ temperatury na obciążalność przewodów

Obciążalności przewodów ułożonych w powietrzu są podawane dla temperatury otoczenia 30°C. W wyższej temperaturze przewód gorzej oddaje ciepło, dlatego dopuszczalny prąd maleje.

Temperatura otoczenia	PVC 70°C	XLPE/EPR 90°C
10°C	1,22	1,15
15°C	1,17	1,12
20°C	1,12	1,08
25°C	1,06	1,04
30°C	1,00	1,00
35°C	0,94	0,96
40°C	0,87	0,91
45°C	0,79	0,87
50°C	0,71	0,82
55°C	0,61	0,76
60°C	0,50	0,71

Współczynnik większy od 1 nie powinien być automatycznie traktowany jako zgoda na zwiększenie zabezpieczenia. Ograniczeniem mogą być zaciski, aparatura, obudowy i inne elementy obwodu.

Współczynniki grupowania przewodów

Przewody prowadzone blisko siebie wzajemnie się nagrzewają. Im więcej obciążonych obwodów znajduje się w jednej wiązce, kanale lub trasie, tym mniejszy prąd może długotrwale przenosić każdy z nich.

Sposób ułożenia	1	2	3	4	5	6	7	8	9 obwodów
Wiązka, zabudowa lub zamknięcie	1,00	0,80	0,70	0,65	0,60	0,57	0,54	0,52	0,50
Jedna warstwa na ścianie, podłodze lub pełnej trasie	1,00	0,85	0,79	0,75	0,73	0,72	0,72	0,71	0,70
Jedna warstwa bezpośrednio pod sufitem	0,95	0,81	0,72	0,68	0,66	0,64	0,63	0,62	0,61
Jedna warstwa na perforowanej trasie	1,00	0,88	0,82	0,77	0,75	0,73	0,73	0,72	0,72
Jedna warstwa na drabince lub uchwytach	1,00	0,87	0,82	0,80	0,80	0,79	0,79	0,78	0,78

Współczynniki odnoszą się do określonych układów przewodów stykających się. Zachowanie odstępów, liczba warstw, typ trasy i sposób wentylacji mogą prowadzić do innych wartości.

Tabela obciążalności przewodów aluminiowych

Dla tego samego przekroju przewód aluminiowy ma zwykle mniejszą obciążalność niż miedziany. Poniższe wartości dotyczą izolacji PVC, trzech obciążonych żył oraz warunków referencyjnych przyjętych w tabeli przewodów miedzianych.

Przekrój [mm²]	A1 [A]	A2 [A]	B1 [A]	B2 [A]	C [A]	D1 [A]	D2 [A]
2,5	14	13,5	16,5	15,5	18,5	18,5	–
4	18,5	17,5	22	21	25	24	–
6	24	23	28	27	32	30	–
10	32	31	39	36	44	39	–
16	43	41	53	48	59	50	53
25	57	53	70	62	73	64	69
35	70	65	86	77	90	77	83
50	84	78	104	92	110	91	99

Przy przewodach aluminiowych trzeba uwzględnić konstrukcję zacisków, przygotowanie końcówek, pełzanie materiału, ochronę przed utlenianiem oraz zgodność aparatury z żyłami aluminiowymi.

Dwie a trzy obciążone żyły

Liczba obciążonych żył wpływa na ilość ciepła wydzielanego wewnątrz przewodu lub kabla.

Obwód jednofazowy ma zwykle dwie obciążone żyły: przewód fazowy L i neutralny N.
Symetryczny obwód trójfazowy ma trzy obciążone żyły: L1, L2 i L3.
Przewód ochronny PE nie jest żyłą obciążoną prądem roboczym w normalnych warunkach.

Obciążalność podana dla dwóch obciążonych żył jest zwykle większa niż dla trzech żył o tym samym przekroju i sposobie ułożenia. Nie należy bez sprawdzenia przenosić wartości z tabeli jednofazowej do obwodu trójfazowego.

Prąd w przewodzie neutralnym i harmoniczne

W symetrycznym obwodzie trójfazowym z odbiornikami liniowymi prądy podstawowej harmonicznej w przewodzie neutralnym wzajemnie się kompensują. Harmoniczne trzeciego rzędu i ich wielokrotności sumują się natomiast w przewodzie neutralnym.

Ma to znaczenie w instalacjach z dużą liczbą zasilaczy impulsowych, komputerów, opraw LED, falowników i innych odbiorników nieliniowych. Przewód neutralny może być wtedy obciążony podobnie jak żyły fazowe albo nawet mocniej.

Przy znacznym udziale trzeciej harmonicznej dobór przekroju może wymagać oparcia na prądzie przewodu neutralnego, a nie wyłącznie na prądzie fazowym.

PVC a XLPE – czym różni się obciążalność?

Izolacja	Długotrwała temperatura żyły	Wpływ na obciążalność	Ograniczenie
PVC	70°C	niższa wartość dla tego samego przekroju	popularny punkt odniesienia dla instalacji budynkowych
XLPE/EPR	90°C	zwykle wyższa obciążalność	zaciski i aparatura mogą mieć niższą temperaturę dopuszczalną

Wyższa dopuszczalna temperatura izolacji nie oznacza, że całe połączenie może stale pracować w temperaturze 90°C. Ograniczeniem mogą być zaciski, rozdzielnice, osprzęt i aparatura.

Obciążalność kabla ułożonego w ziemi

Wartości dla metod D1 i D2 zależą nie tylko od przekroju, lecz również od temperatury i właściwości cieplnych gruntu. Warunki referencyjne przyjmują temperaturę gruntu 20°C oraz rezystywność cieplną 2,5 K·m/W.

Suchy grunt gorzej odprowadza ciepło. Przy rezystywności cieplnej 3 K·m/W współczynnik może wynosić około 0,96 dla kabli w rurach oraz około 0,90 dla kabli ułożonych bezpośrednio w ziemi.

Znaczenie mają również głębokość ułożenia, odstępy pomiędzy kablami, liczba obwodów, możliwość wysychania gruntu i sposób wykonania zasypki. Dla dużych obciążeń lub nietypowych warunków mogą być potrzebne obliczenia cieplne zgodne z serią IEC 60287.

Jak dobrać zabezpieczenie do przewodu?

Podstawowy warunek ochrony przeciążeniowej ma postać:

$I_B \leq I_n \leq I_z$

Dodatkowo:

$I_2 \leq 1{,}45 \cdot I_z$

Symbol	Znaczenie
I_B	obliczeniowy prąd obciążenia obwodu
I_n	prąd znamionowy lub nastawa zabezpieczenia
I_z	skorygowana długotrwała obciążalność przewodu
I₂	prąd powodujący zadziałanie zabezpieczenia w określonym czasie umownym

Zabezpieczenie B16 nie oznacza automatycznie, że można zastosować każdy przewód 1,5 mm². Jeżeli po uwzględnieniu sposobu ułożenia, temperatury i grupowania obciążalność wynosi 13 A, warunek I_n ≤ I_z nie jest spełniony.

Litera B, C lub D opisuje charakterystykę działania członu zwarciowego wyłącznika. Nie zwiększa obciążalności termicznej przewodu.

Dlaczego sama tabela nie wystarcza do wyboru przekroju?

Obciążalność długotrwała jest tylko jednym z warunków doboru przewodu. Ostateczny przekrój musi równocześnie spełnić wymagania dotyczące:

dopuszczalnego spadku napięcia,
ochrony przed przeciążeniem,
warunków samoczynnego wyłączenia zasilania,
minimalnego prądu zwarciowego na końcu obwodu,
cieplnej wytrzymałości przewodu podczas zwarcia,
minimalnego przekroju wynikającego z wytrzymałości mechanicznej,
rodzaju odbiornika i prądów rozruchowych,
warunków środowiskowych i sposobu wykonania instalacji.

Długi obwód wykonany przewodem 2,5 mm² może spełniać warunek obciążalności, ale wymagać większego przekroju ze względu na spadek napięcia lub zbyt mały prąd zwarciowy. Moc odbiornika i wymagany prąd można wstępnie zestawić z materiałem moc przyłączeniowa – tabela zabezpieczeń i dobór mocy.