Wie man theoretisch Kabelgrößen bestimmt
Es gibt gut etablierte Methoden zur Berechnung der erforderlichen Kabelgröße, basierend auf:
I²R-Heizung - akzeptable Leitertemperatur, bevor das Isoliermaterial beschädigt wird.
Bei normalen PVC-isolierten Kabeln können Sie 75 ° C (V-75) annehmen.
Andere Temperaturwerte sind möglich. In Australien ist das Netzkabel häufig auf 90 ° C ausgelegt - entweder weil es aus PVC mit 90 ° C besteht oder weil es aus XLPE mit 90 ° V besteht.
Für spezielle Anwendungen können Sie Kabel mit einer Nennspannung von 110 ° C oder 150 ° C erhalten. Für ganz besondere Anwendungen können Sie ein metallisoliertes Metallummantelungskabel 'Pyrotenax' verwenden, das buchstäblich feuerfest ist und so heiß verlegt werden kann, wie Sie möchten.
Wärmeableitung des Kabels - hängt von der Dicke der Kabelisolierung und der Außenfläche des Kabels ab - im Grunde genommen alles, was den "Wärmewiderstand" des Kabels beeinflusst.
Umgebungsbedingungen . Kabel in der Umluft können Wärme besser ableiten als Kabel, bei denen die Wärme in einem Gehäuse gespeichert ist.
Es gibt Berichte und Standards, in denen die theoretischen Berechnungen zur effektiven Wärmeableitung von Kabeln unter verschiedenen Bedingungen detailliert beschrieben werden. Weitere Informationen finden Sie im ERA-Bericht 69.30, Teile III und V.
So wählen Sie Kabel in der Praxis aus
In der Praxis werden die Informationen zur Kabelbewertung in einer verwendbaren Form wie in den folgenden Beispielen aus dem Nexans Olex "Handbook 2013" , einem Katalog von Niederspannungskabeln, tabellarisch aufgeführt . Dies ist lediglich eine Nachschlagetabelle der Strombelastbarkeit (Ampere) im Verhältnis zur Kabelgröße.
Beachten Sie, dass alle Leitergrößen in mm² angegeben sind. Die Umrechnung in AWG oder kcmil bleibt dem Leser als Übung überlassen.
Beachten Sie auch, dass dies für Niederspannungskabel im Sinne von Netzkabeln (240 VAC oder 415 V dreiphasig) gilt. Für die Verkabelung mit besonders niedriger Spannung gelten jedoch dieselben Prinzipien. Für Heizzwecke sind die Verstärker alles, was zählt . Ob es sich bei den fraglichen Verstärkern um 240 VAC oder 5 VDC handelt, ist weitgehend irrelevant.
Zum Zwecke der Herabstufung können Sie davon ausgehen, dass das Innere eines versiegelten Elektronikgehäuses so etwas wie "geschlossenes Rohr in Luft" ist - dies ist ein Kunststoffgehäuse ohne Luftzirkulation.
Es ist auch normal, Derating-Faktoren für die externe Umgebungslufttemperatur anzuwenden. Diese tabellarischen Werte liegen alle bei 40 ° C Umgebungstemperatur, was für Australien die Norm ist. Eine Umgebungstemperatur von 45 ° C kann beispielsweise zu einem Derating-Faktor von 0,91 führen.
Weitere Leistungsreduzierungsfaktoren gelten, wenn Sie mehrere Kabel miteinander verlegen, während sich die Kabel gegenseitig erwärmen.
Wenn Sie konservativ sein möchten, nehmen Sie das Kabelkabel "In Luft eingeschlossen" und wenden Sie einen weiteren Derating-Faktor von 0,65 an, der Sie für so gut wie jedes mögliche Derating abdecken sollte, das Sie in der Praxis aufgrund von Umgebungstemperatur, Kühlung (oder) erleben werden Fehlen davon), Kabelbündelung usw.
Für den Kontext ist 1,5 mm² die normale Größe für 10-A-Verlängerungskabel im Haushalt. 2,5 mm² ist die normale Größe für Gebäudedraht (dh Verkabelung für Wandsteckdosen).
Weitere Details
Weitere Informationen zu Kabelreduzierungsfaktoren finden Sie in Ihrem örtlichen Elektrogesetz . In Australien ist dies AS3008.1.1 Elektrische Installationen - Auswahl der Kabel . In dieser Tabelle sind Leistungsreduzierungsfaktoren für verschiedene Temperaturen, verschiedene Kabelbündel usw. angegeben.
In den USA ist dies möglicherweise einer Ihrer NEC-Codes .
Auch diese Standards sollen für Netzkabel angewendet werden, aber für alle Kabel gelten die gleichen physikalischen Effekte - die Erwärmung aufgrund von 240 VAC-Ampere entspricht der von 5 VDC-Ampere. Es gibt einige geringfügige Unterschiede aufgrund der dickeren Isolierung von Hochspannungskabeln, die das Kabel thermisch isolieren. Der Hauteffekt erhöht auch den effektiven Widerstand (dh die Verlustleistung) bei Wechselstromfrequenzen. Beide Effekte sind zu Ihren Gunsten konservativ, wenn Sie Niederspannungs-Gleichstromkabel in Betracht ziehen.
Zyklische Belastung
Möglicherweise stellen Sie fest, dass das oben Gesagte das zyklische Laden nicht berücksichtigt. Wenn Sie einen Draht benötigen, um eine zyklische Last zu tragen, versuchen Sie diese Tabelle:
