Kaapelin Mitoitus Laskuri
Laske sähkökaapelin oikea poikkipinta-ala SFS 6000 -standardin mukaisesti. Huomioi jännitehäviö, kuormitettavuus ja oikosulkukesto.
Syöttötiedot
Anna kuorma- ja asennustiedot
Tulokset
Lasketut arvot ja suositus
Varmista lopullinen mitoitus aina SFS 6000 -standardin ja valmistajan taulukoiden mukaisesti.
Standardipoikkipinnat (mm²)
| S (mm²) | Cu/PVC Iz (A) | Cu/XLPE Iz (A) | Tyypillinen käyttö |
|---|---|---|---|
| 1.5 | 15 | 19 | Valaistus |
| 2.5 | 20 | 26 | Pistorasiat |
| 4 | 27 | 35 | Kiuas, lämmitin |
| 6 | 35 | 45 | Suuret laitteet |
| 10 | 48 | 62 | Jakokeskukset |
| 16 | 65 | 83 | Alakeskukset |
| 25 | 85 | 108 | Pääkeskukset |
| 35 | 105 | 132 | Teollisuus |
| 50 | 125 | 158 | Suuret moottorit |
Muista: Iz-arvot ovat asennustavalle E (avoimesti ilmassa). Käytä korjauskertoimia todellisiin asennusolosuhteisiin.
Mitä on kaapelin mitoitus?
Kaapelin mitoitus on prosessi, jossa määritetään oikea johdinpoikkipinta sähköasennukseen. Liian pieni poikkipinta aiheuttaa ylikuumenemisen, jännitehäviön ja turvallisuusriskin. Liian suuri on taloudellisesti tehotonta.
Oikea mitoitus perustuu neljään kriittiseen tekijään: kuormavirta, jännitehäviö, virrankesto ja oikosulkukesto. Jokainen kriteeri on täytettävä, ja lopullinen poikkipinta valitaan näistä suurimman perusteella.
Turvallisuus ensin: Yhdenkin kriteerin laiminlyönti voi johtaa vakaviin turvallisuusriskeihin, tulipaloon tai järjestelmän toimintahäiriöihin.
Neljä kriittistä mitoituskriteeriä
Kaapelin oikea mitoitus perustuu neljään peruskriteeriiin, joista jokainen on täytettävä:
Kuormavirta (Ib)
Kuormavirta määräytyy liitetyn laitteen tehosta. 3-vaihepiirissä jakaantuu kolmeen vaihejohtimeen.
Jännitehäviö (ΔU)
Rajoitetaan tyypillisesti 3-5 %:iin. Liian suuri häviö heikentää laitteiden toimintaa.
Virrankesto (Iz)
Kaapelin on kestettävä kuormavirta huomioiden asennusolosuhteet ja korjauskertoimet.
Oikosulkukesto
Adiabaattinen ehto varmistaa, että kaapeli kestää oikosulkuvirran suojauslaitteen katkaisuaikana.
Kupari vs. Alumiini
Johtimen materiaali vaikuttaa merkittävästi sekä sähköisiin ominaisuuksiin että kustannuksiin. Kupari on erinomainen johtavuutensa vuoksi, alumiini on kevyempi ja edullisempi.
- Resistiivisyys (20°C) 1.72×10⁻⁸ Ωm
- Lämpökerroin α 0.00393 /°C
- k-kerroin (XLPE) 143
- Edut Paras johtavuus
- Resistiivisyys (20°C) 2.83×10⁻⁸ Ωm
- Lämpökerroin α 0.00403 /°C
- k-kerroin (XLPE) 94
- Edut Kevyt & edullinen
Valintaperiaate: Kuparia käytetään alle 50 mm² poikkipinnoilla. Alumiini vaatii noin 1,6× suuremman poikkipinnan kuin kupari samalle virrankesteelle.
Jännitehäviön ymmärtäminen
Jännitehäviö syntyy johtimen resistanssista virran kulkiessa. Pidempi johdin ja suurempi virta aiheuttavat enemmän häviötä. Pienentämällä resistanssia (suurempi poikkipinta) jännitehäviö vähenee.
Lämpötilan vaikutus: Johtimen resistanssi kasvaa lämpötilan noustessa. 70°C:ssa kuparin resistanssi on ~20% suurempi kuin 20°C:ssa.
Oikosulkukesto ja k-kertoimet
Adiabaattinen ehto määrittää, ettei kaapeli saa vaurioitua oikosulkutilanteessa. Kaava S ≥ (Isc × √t) / k ottaa huomioon oikosulkuvirran, katkaisuajan ja materiaalin keston.
| Materiaali | Eriste | k-kerroin | Käyttö |
|---|---|---|---|
| Kupari (Cu) | PVC | 115 |
Perusasennukset |
| Kupari (Cu) | XLPE/EPR | 143 |
Vaativat kohteet |
| Alumiini (Al) | PVC | 76 |
Suuret poikkipinnat |
| Alumiini (Al) | XLPE/EPR | 94 |
Jakeluverkot |
Esimerkki: Isc = 6000 A, t = 0,2 s, k = 143 (Cu/XLPE) → S = (6000 × √0,2) / 143 ≈ 29,7 mm² → Valitaan 35 mm²
Käytännön mitoitusprosessi
Määritä teho (kW), jännite (V) ja tehokerroin (cos φ). Laske kuormavirta Ib kaavalla.
Selvitä asennustapa, ympäristön lämpötila ja ryhmittely. Laske korjauskertoimet (C_total).
Laske S_vdrop (jännitehäviö), S_current (virrankesto) ja S_sc (oikosulku) erikseen.
Ota suurin arvoista ja valitse seuraava standardikoko: 1,5 / 2,5 / 4 / 6 / 10 / 16 / 25 / 35 / 50 / 70 / 95 / 120 mm²
Varmista, että suojauslaitteen nimellisvirta (In) täyttää ehdon: Ib ≤ In ≤ Iz.
Sovellettavat standardit
Kaapelien mitoitus perustuu kansainvälisiin ja kansallisiin standardeihin. Näiden noudattaminen on pakollista sähköalan ammattilaisille.
Huomio: Laskurit antavat teoreettisen arvion. Lopullinen mitoitus on aina varmistettava valmistajan taulukoista ja SFS 6000 -standardista.
Interaktiivinen esimerkki
Usein kysytyt kysymykset
Miksi jännitehäviö rajoitetaan 3-5 %:iin?
Liian suuri jännitehäviö heikentää laitteiden toimintaa, aiheuttaa energiahäviöitä ja voi estää laitteiden käynnistymisen. Valaistukselle raja on tiukempi (3%) valon laadun vuoksi.
Mitä korjauskertoimet tarkoittavat?
Korjauskertoimet (C) huomioivat asennusolosuhteet: lämpötila, kaapelien ryhmittely ja asennustapa. Ne pienentävät kaapelin nimelliskuormitettavuutta todelliset olosuhteet huomioiden.
Milloin valitsen alumiinin kuparin sijaan?
Alumiinia suositaan suurilla poikkipinnoilla (yli 50 mm²), pitkillä etäisyyksillä ja kustannustehokkuutta vaativissa hankkeissa. Huomaa, että alumiini vaatii ~60% suuremman poikkipinnan.
Mikä on adiabaattinen ehto?
Adiabaattinen ehto varmistaa, että kaapeli kestää oikosulkuvirran lämpövaikutuksen suojauslaitteen katkaisuaikana vaurioitumatta. Se lasketaan kaavalla S ≥ (Isc × √t) / k.
Mitkä ovat standardipoikkipinnat?
IEC 60228 määrittelee: 1,5 / 2,5 / 4 / 6 / 10 / 16 / 25 / 35 / 50 / 70 / 95 / 120 / 150 / 185 / 240 / 300 / 400 mm². Valitse aina seuraava suurempi standardikoko.