Kuidas arvutada kaabli ristlõike suurust?

Kaabli ristlõige arvutatakse valemiga A = (k × ρ × I × L) / V_drop, kus k on süsteemitegur (2 ühefaasilise/alalisvoolu korral, √3 kolmefaasilise korral), ρ on juhi takistus, I on voolutugevus amprites, L on ühesuunalise kaabli pikkus meetrites ja V_drop on lubatud pingelang voltides.

Miks on pingelang kaabli suuruse määramisel oluline?

Liigne pingelangus põhjustab seadmetele nimipingest väiksema pinge, mis omakorda halvendab jõudlust, mootorite ülekuumenemist, tulede hämardumist ja võib seadmeid kahjustada. Enamik standardeid soovitab piirata pingelangust toitepinge 3–5%-ni.

Mis vahe on vask- ja alumiiniumkaablitel?

Vase eritakistus on madalam (0,0175 Ω·mm²/m) kui alumiiniumil (0,0283 Ω·mm²/m), mis tähendab, et vaskkaablid suudavad sama voolu edastada väiksema ristlõikega. Alumiinium on aga kergem ja odavam. Sama voolumahutavuse saavutamiseks on alumiiniumil vaja umbes 1,6 korda suuremat ristlõiget kui vasel.

Millised on kaabli standardsuurused?

Standardkaabli ristlõiked vastavalt standardile IEC 60228 on: 0,75, 1,0, 1,5, 2,5, 4, 6, 10, 16, 25, 35, 50, 70, 95, 120, 150, 185, 240 ja 300 mm². Arvutatud ristlõige tuleks alati ümardada järgmise standardsuuruseni.

Kuidas teisendada AWG mm²-ks?

Levinumad teisendused: 14 AWG ≈ 2,08 mm², 12 AWG ≈ 3,31 mm², 10 AWG ≈ 5,26 mm², 8 AWG ≈ 8,37 mm², 6 AWG ≈ 13,3 mm², 4 AWG ≈ 21,2 mm², 2 AWG ≈ 33,6 mm², 1/0 AWG ≈ 53,5 mm², 4/0 AWG ≈ 107 mm².

Tasuta inseneri tööriist

Kaabli ristlõike kalkulaator

Määrake õige juhtme suurus (mm²) voolutugevuse, kaabli pikkuse, pinge ja lubatud pingelanguse põhjal. Ümardage automaatselt lähima standardse IEC suuruseni.

IEC 60228 Cu ja Al mm² ja AWG

Vool (A)

Kaabli pikkus (m, ühesuunaline)

Pinge (V)

Süsteemi tüüp

Maksimaalne pingelangus (%)

Juhi materjal

Kiired eelseadistused

Tulemused

Nõutav standardne kaabliristlõige

—

Arvutatud ristlõige (täpne)

—

Tegelik pingelangus (standardsuuruses)

—

Pingelanguse protsent

—

AWG ekvivalent

—

Kaabli ristlõike valem

Juhtme minimaalne nõutav ristlõige lubatud pingelanguse piires püsimiseks on:

k — süsteemitegur: 2 ühefaasilise vahelduvvoolu ja alalisvoolu puhul, √3 kolmefaasilise vahelduvvoolu puhul
ρ — juhi eritakistus (Ω·mm²/m): Cu = 0,0175, Al = 0,0283
I — voolutugevus (A)
L — ühesuunalise kaabli pikkus (m)
V_drop — lubatud pingelang (V)

Lubatud pingelangus

Tegelik pingelangus

Kui standardkaabli suurus A_standard on valitud:

Standardsed kaabliristlõiked (IEC 60228)

mm²	AWG (umbes)	mm²	AWG (umbes)
0.75	18 AWG	25	4 AWG
1.0	17 AWG	35	2 AWG
1.5	15 AWG	50	1/0 AWG
2.5	13 AWG	70	2/0 AWG
4	11 AWG	95	3/0 AWG
6	9 AWG	120	4/0 AWG
10	7 AWG	150	300 MCM
16	5 AWG	185	350 MCM

Praktiline näide

Näide — ühefaasiline 230 V vooluring

Antud: I = 10 A, L = 30 m, V = 230 V, maksimaalne pingelang = 3%, vask

V_{drop(allowed)} = 230 × 3/100 = 6,9 V

A = 2 × 0,0175 × 10 × 30 / 6,9 = 1,52 mm²

Standardsuurus: 2,5 mm² (ümardatud ülespoole)

Tegelik V_drop = 2 × 0,0175 × 10 × 30 / 2,5 = 4,2 V = 1.83%

⚠️ Märkus: See kalkulaator määrab kaabli suuruse ainult pingelanguse põhjal. Veenduge alati, et valitud kaabli suurus vastab ka kohalike elektrinormide (nt IEC 60364, NEC) voolukandevõime (voolutugevuse) nõuetele.

Kaabli ristlõige arvutatakse valemiga: A = (k × ρ × I × L) / V_drop, kus k on süsteemitegur (2 ühefaasilise/DC puhul, √3 kolmefaasilise puhul), ρ on juhi eritakistus, I on vool ja L on kaabli ühe suuna pikkus.

Arvutatud väärtus tuleb ümardada järgmise standardse IEC 60228 mõõduni üles, et tegelik pingelang jääks lubatud piiridesse.

Liiga suur pingelang põhjustab seadmete toitamist nimipingest madalama pingega, mille tagajärjed on:

Mootori ülekuumenemine ja väiksem pöördemoment
Valgustuse tuhmumine või värelus
Tundlike elektroonikaseadmete talitlushäired
Suuremad energiakaod kaablis

Enamik elektripaigaldiste eeskirju (IEC 60364, NEC) soovitab hoida pingelangu toitepunktist koormuseni alla 3–5%.

Vase (ρ = 0.0175 Ω·mm²/m) eritakistus on väiksem kui alumiiniumil (ρ = 0.0283 Ω·mm²/m), mistõttu vajavad vaskkaablid sama voolu korral väiksemat ristlõikepindala. Siiski:

Vask: Parem elektrijuhtivus, väiksemad mõõtmed, lihtsam ühendada, pikem kasutusiga
Alumiinium: Väiksem kaal (~30% vase kaalust), märgatavalt odavam, eelistatud suuremahulise elektrienergia jaotuse puhul

Sama voolutaluvuse korral vajab alumiinium ligikaudu 1.6× vase ristlõikepindala.

Standardsed kaabli ristlõiked vastavalt IEC 60228-le on:

Väikesed: 0.75, 1.0, 1.5, 2.5, 4, 6 mm²
Keskmised: 10, 16, 25, 35, 50 mm²
Suured: 70, 95, 120, 150, 185, 240, 300 mm²

Ümardage arvutatud ristlõige alati järgmise standardmõõduni üles — ärge kunagi ümardage alla.

Levinud AWG teisendused ühikusse mm²:

14 AWG ≈ 2.08 mm² (lähim standardmõõt: 2.5 mm²)
12 AWG ≈ 3.31 mm² (lähim standardmõõt: 4 mm²)
10 AWG ≈ 5.26 mm² (lähim standardmõõt: 6 mm²)
8 AWG ≈ 8.37 mm² (lähim standardmõõt: 10 mm²)
6 AWG ≈ 13.3 mm² (lähim standardmõõt: 16 mm²)
4 AWG ≈ 21.2 mm² (lähim standardmõõt: 25 mm²)
2 AWG ≈ 33.6 mm² (lähim standardmõõt: 35 mm²)
1/0 AWG ≈ 53.5 mm² (lähim standardmõõt: 50 mm²)
4/0 AWG ≈ 107 mm² (lähim standardmõõt: 120 mm²)

Valem on: mm² = 0.012668 × 92^{((36−AWG)/19.5)}

Sellel lehel kirjeldatud protseduurid töötas välja ja testis välitingimustes Vibromera meeskond, kasutades Balanset-1A-d, kaasaskantavat kahekanalilist tasakaalustusseadet ja vibratsioonianalüsaatorit rootorite tasakaalustamiseks kohapeal.