Baboo Hausmeister

In  calculul al sectiunii minime de metal a conductoarelor sau cablelor, se porneste de la puterea maxima de calcul (la proiectare) sau de la puterea maxim absorbita (in exploatare).

P_calcul= K_cer*ΣP_i [W]

Unde: K_{cer <1 ,} exista in tabele alcatuite statistic pe ramurile industriale ale economiei, iar ∑P_i este suma puterilor consumatorilor sau a puterilor instalate. Daca avem un singur consumator, K_cer =1. Aceasta determina un curent I_absorbit.

Din formula:

P_calcul= U_nominală*I_absorbit

pentru tensiune continua si pentru alternativa monofazata cu consumator rezistiv, care  se modifica în :

P_calcul= U_nominala*I_absorbit *cos φ [W]

pentru consumator inductiv, si pentru tensiune trifazica se modifica in:

P_calcul= U_nominala*I_absorbit *cos φ*√¯3 [W] ,

unde:

U_nominala-tensiunea nominala a consumatorului  [V],

I_absorbit= I_CM, curentul maxim absorbit la un moment dat de puterea insatalata  [A]

cos φ este denumit factor de putere

φ e unghiul cu care este defazat(in urma) vectorul curent la consumatorul  inductiv fata de vectorul tensiune.

√¯3=1,73,

obtinem curentul maxim absorbit:

I_{abs [A]} = P_{inst [W]} / 1,73*U_{nom [V]}*cosφ

Bazele teoretice ale calculului termic al conductoarelor este dat in literatura de specialitate, dar practic fiecare producator da tabele de incarcare a conductoarelor  in functie de temperatura mediul ambiant si de temperatura maxima admisibila pentru izolaţia conductorului. In Anexa 8 din I7 /2002 prezentata alaturat, sunt aratate incarcarile maxime admisibile in regim permanent pentru conductoare de Cu si Al, pozate in tub sau aer, cu izolatie de PVC sau cauciuc, in functie de numarul de conductoare. Daca valoarea curentului calculat se afla intre doua valori ale tabelului se alege valoarea superioare celei iesite din calcul.

Mai departe curentul de calcul [A] se determina cu relaţia:

I_calcul=I_abs/c₁*c₂*c₃*c₄*….c_n

unde:

c₁–tine cont de temperatura mediului ambiant si de  temperatura admisibila a conductoarelor. Pentru conductoare in cauciuc sau PVC, montate in tub sau in aer  coeficientul de corectie variaza asa ca in tabelul de mai jos pentru temperaturi care se abat de la temperatura de calcul de +25⁰ C.

c₂-tine cont de modul in care se pozeaza alaturat sau pe etaje cablurile de energie in canale de beton sau pe stelaje metalice. Nu avem pregatit tabelul  si cred ca numai o persoana da meserie are nevoie de el pentru pozarea in canale si stelaje. De obicei pozarea se face la distanta de un diametru al cablurilor la pozarea alaturata sau pe verticala.

c₃-tine cond de durata relativa de conectare a sarcinii.

c₃=0,875/ √‾Dc

unde D_c, care e durata relativa de conectare.

D_c=timpul efectiv de functionare / (timpul efectiv de functionare+timpul de repaos)

Acesta se calculează supraunitar numai in cazul conductoarelor  S_Cu>10mm² , S_Al>16mm² , precum si aunci când timpul de aplicare a sarcinii permanente este mai mic de 4 minute si durata de deconectare a sarcinii este mai mare de 6 minute.

c₄-tine cont de rezistenta termica specifica solului in care este ingropat cablul de energie si nu avem pregatit tabelul pentru postare pe sait.

Dupa aflarea curentului corectat din tabelul aratat mai sus se alege sectiunea conductorului. Daca valoarea curentului calculat se afla intre doua valori ale tabelului se alege valoarea superioare celei iesite din calcul.

Stiindu-se sectiunea conductorului, se face verificarea la caderea de tensiune. Caderea de tensiune este permisa 3% in instalatii de iluminat si 5% pentru restul instalatiilor, adica 7,2 V pentru iluminat si 12V pentru restul instalatiiilor.

Caderea de tensiune, ΔU in [V], se determina cu formula U= R I_corectat unde  R este rezistenţa conductorului calculata cu formula:

R=R₂₀(1+α*Δt)= ρl/S[1+α(t₁-t₂₀)] [Ω]

in care:

R₂₀-e rezistenta conductorului la temperatura de 20⁰C, sau la care cunoastem rezistenta conductorului

α-e un coeficient specific fiecarui material care tine cont de cresterea rezistentei odata cu cresterea temperaturii, [ 10³*⁰C].

Δ-e cresterea de temperatura de la 20⁰C la temperatura de lucru,[ ⁰C]

ρ este rezistivitatea specifica materialului  in  [Ωmm²/m],

l este lungimea conductorului, [m]. Se socoteste lungimea dus-intors a traseului.

S este sectiunea conductorului in  [mm²].

In locul  rezistivitatii  mai  e folosita conductanţa γ care este inversul rezistenţei specifice adica ρ = 1/γ sau  γ=1/ro, [1/Ω], iar   γ_Cu=56,1 [m/Ω mm²] (ptr. conductoare) si γ_Al =36 [m/Ω mm²] (ptr. Al moale). Inversul rezistenţei R este conductanţa G, adica G=1/R.

Diametrul unui conductor de cupru:  S=p*d²/4=(3,14/4)*d²=0,785*d² , iar rezitenţa poate fi exprimata ca R= 1,274*ρ* l/ d² [Ω].

Deci:

Δ U = R*I_corectat = (1,274*ρ /d²)*I_corectat= (1,274/γ*d²)*I_corectat

Daca valoare recalculata a  Δ U nu se incadreaza in valoarea impusa (procentual sau calculată in volti), se alege o sectiune imediat superioara si se reface calculul.

Trebuie precizat ca in instalaţiile de alimentare cu energie electrica pentru cladirile de locuit sau industirale, I7 prevede ca in instalatiile de prize, chiar daca din calcul reiese o sectiune mai mica decât 2,5mmp, si pentru Cu siAl se alege sectiunea minima a conductorului de 2,5mmp. Pentru iluminat sectiunea minima a conductorului impusa este de 1,5mmp pentru Cu si de 2,5mmp pentru Al.

Mai jos, din Agenda electricianuleui, E Pietrareanu, E.T. 1979,  e un tabel unde sunt aratati curentii maximali, in regim permanent, pentru cabluri cu izolatie si manta din PVC. Am considerat ca cele cu itolatiee de hârtie si manta de plumb nu sunt de actualitate si nu le-am pus aici.

Aratam mai sus  un mod de calcul tabelar automat al sectiunii minime de metal a conductoarelor electrice , pe care il puteti descarca de AICI.