Przekrój przewodu a obciążalność prądowa

Przekrój przewodu a prąd, który może przez niego płynąć — tej zależności nie da się zamknąć w jednej liczbie. Obciążalność prądowa, czyli dopuszczalny prąd długotrwały, zależy od przekroju żyły, ale w równym stopniu od sposobu ułożenia, temperatury otoczenia, liczby jednocześnie obciążonych żył i długości obwodu. Poniżej wyjaśniamy, co decyduje o tej wartości i gdzie szukać danych dla konkretnego wyrobu, zamiast opierać się na zasłyszanych liczbach.

Czym jest obciążalność prądowa przewodu

Obciążalność prądowa to największy prąd, jaki może płynąć przez żyłę w sposób ciągły, nie powodując przekroczenia dopuszczalnej temperatury izolacji. Prąd nagrzewa miedzianą żyłę, a wydzielone ciepło musi zostać oddane do otoczenia. Im trudniej mu uciec, tym niższy prąd wolno przez przewód prowadzić.

Decyduje więc nie sam przekrój, lecz przekrój razem z warunkami pracy. Przewody w izolacji PVC — z powłoką lub bez niej — pracują przy ułożeniu na stałe w zakresie od −30 do +70 °C; tam, gdzie karta produktu dopuszcza także instalację ruchomą, jak przy OWY i LgY, zakres zaczyna się od −10 °C. Pytanie „przewód 1,5 mm² jakie obciążenie” ma zatem tyle odpowiedzi, ile jest sposobów prowadzenia tego przewodu.

Warto od razu rozdzielić dwie wartości, które bywają mylone. Napięcie znamionowe podane w nazwie wyrobu — 300/500 V albo 450/750 V — jest cechą samego przewodu i mówi o tym, na jakie napięcie zaprojektowano jego izolację. Nie opisuje napięcia obwodu ani instalacji: w polskich instalacjach napięcie robocze to 230/400 V, niezależnie od tego, którą wersję przewodu zastosowano. Z obciążalnością prądową napięcie znamionowe nie ma bezpośredniego związku.

Przekrój przewodu a prąd dopuszczalny: skąd wziąć wartość

Uniwersalna tabela „przekrój to tyle a tyle amperów” nie istnieje. Tabele prądów dopuszczalnych dla wzorcowych sposobów ułożenia zawiera norma PN-HD 60364-5-52, a odczytaną z niej wartość koryguje się współczynnikami — dla temperatury otoczenia i dla obwodów prowadzonych w wiązce. Wartość dla konkretnego wyrobu podaje jego karta katalogowa. Dlatego w tym artykule nie zestawiamy amperów z przekrojami: liczba podana bez przyjętych warunków ułożenia wprowadzałaby w błąd.

Jak obliczyć przekrój przewodu w praktyce? Kolejność jest stała: najpierw prąd obliczeniowy wynikający z mocy odbiorników, potem przyjęcie sposobu ułożenia, następnie odczyt prądu dopuszczalnego wraz ze współczynnikami korekcyjnymi, na końcu sprawdzenie spadku napięcia na długości obwodu i dobór zabezpieczenia. Każdy z tych kroków należy do elektryka projektującego instalację — sklep podaje parametry przewodu, a nie gotowy dobór przekroju, liczby żył czy typu kabla do konkretnego odbiornika lub pomieszczenia.

Warto też sprawdzić, w jakich przekrojach dany typ w ogóle występuje. Przewody instalacyjne YDY mają żyły od 1 do 6 mm². Przewody jednożyłowe LgY obejmują przekroje od 0,5 do 10 mm² — to największa żyła w katalogu. Większe przekroje, do 240 mm², wykonujemy na zamówienie.

Ile watów wytrzyma przewód 1,5 i 2,5 mm²

Pytania „ile wat wytrzyma kabel 3×1,5” albo „ile wat wytrzyma kabel 3×2,5” sprowadzają się do przeliczenia prądu na moc. W obwodzie jednofazowym 230 V obowiązuje zależność P = U × I × cos φ, a w trójfazowym 400 V — P = √3 × U × I × cos φ. Dla odbiorników czysto rezystancyjnych, takich jak grzałki czy żarówki, cos φ ≈ 1 i moc wynika z prostego mnożenia; w drugą stronę prąd obliczeniowy to moc odbiornika podzielona przez napięcie oraz przez cos φ, jeśli jest on mniejszy od jedności.

Krytyczny jest jednak pierwszy człon tego działania: dopuszczalny prąd. Dopiero po przyjęciu sposobu ułożenia, temperatury otoczenia i liczby obwodów w wiązce liczba watów przestaje być zgadywaniem. Pytania „przewód 3×1,5 jakie obciążenie” i „przewód 3×2,5 jakie obciążenie” warto więc zadawać razem z opisem trasy: pod tynkiem w rurce, po ścianie czy w warstwie izolacji cieplnej.

Osobną sprawą jest zabezpieczenie. Wyłącznik nadprądowy chroni przewód, a nie tylko odbiornik, więc jego prąd znamionowy musi być dobrany do prądu dopuszczalnego przewodu, a charakterystyka — do rodzaju odbiornika i jego prądów rozruchowych. Ten dobór wykonuje elektryk na miejscu, po sprawdzeniu całego obwodu.

Sposób ułożenia i temperatura a obciążalność

Ten sam przewód 4 mm² przeniesie inny prąd ułożony na ścianie, a inny w rurce zatopionej w warstwie izolacji termicznej. Na obniżenie obciążalności pracują przede wszystkim cztery czynniki:

• ułożenie ograniczające odprowadzanie ciepła — rurka instalacyjna, kanał zamknięty, warstwa izolacji cieplnej;
• wysoka temperatura otoczenia, w tym nagrzewające się poddasza i miejsca nasłonecznione;
• prowadzenie kilku obciążonych obwodów w jednej wiązce lub w jednym kanale;
• liczba jednocześnie obciążonych żył w przewodzie wielożyłowym.

Drugim ograniczeniem, niezależnym od nagrzewania, jest spadek napięcia. Rezystancja żyły rośnie wraz z długością trasy, więc przy długich obwodach — zasilaniu maszyny w głębi hali, obwodzie oświetlenia wzdłuż długiego korytarza, gnieździe na końcu warsztatu — to właśnie spadek napięcia bywa kryterium rozstrzygającym i wymusza żyłę większą, niż wynikałoby z samego kryterium cieplnego. Odbiornik zasilany zbyt cienkim przewodem na długim odcinku pracuje przy obniżonym napięciu: silniki grzeją się mocniej, a zabezpieczenie może nie zadziałać w wymaganym czasie. Zapytania w rodzaju „obciążalność prądowa przewodów LgY” mają więc sens dopiero razem z długością obwodu i dopuszczalnym spadkiem napięcia przyjętym dla danej instalacji.

Przekrój a średnica zewnętrzna przewodu

Średnica zewnętrzna nie wynika z samego przekroju żyły. Składają się na nią liczba żył, grubość izolacji i powłoki oraz kształt przewodu — okrągły albo płaski. Dobrze widać to przy 2,5 mm²: ten sam przekrój żyły występuje u nas w okrągłym przewodzie instalacyjnym YDY, w giętkim przewodzie warsztatowym OWY i w przewodzie jednożyłowym LgY, a każdy z nich ma inną budowę i inną średnicę zewnętrzną.

Wymiar ma znaczenie praktyczne: decyduje o doborze rurki instalacyjnej i stopniu jej wypełnienia, o dławnicy w obudowie, o pojemności puszki i o zakresie zacisków. Zbyt ciasna rurka utrudnia wciąganie przewodu i pogarsza odprowadzanie ciepła, co wraca do obciążalności. Odpowiedź na pytanie „przewód 10 mm² jaka średnica” znajduje się więc zawsze w karcie konkretnego wyrobu, a nie w tabeli przeliczeniowej. Przy większych żyłach pada podobne pytanie o średnicę przewodu 16 mm² — w katalogu największy przekrój żyły to 10 mm² w przewodzie jednożyłowym LgY, a większe przekroje, do 240 mm², wykonujemy na zamówienie.

Gdy przekrój jest już ustalony, pozostaje dobrać wykonanie żyły do sposobu prowadzenia obwodu. Linka LgY sprawdza się tam, gdzie przewód musi być giętki i często zginany przy małych promieniach — w rozdzielnicach, szafach sterowniczych, urządzeniach automatyki i w rurowych systemach instalacyjnych w budynkach. Wykonanie drutowe DY stosuje się zgodnie z zastosowaniem podanym w karcie produktu: do trwałych, chronionych połączeń wewnątrz urządzeń elektrycznych oraz przy oprawach oświetleniowych, a w systemach rurowych — wyłącznie w obwodach sygnalizacyjnych i sterujących. Największe przekroje jednożyłowe w naszej ofercie to LgY 1×6 i LgY 1×10; wszystkie przewody sprzedajemy w krążkach po 100 m.

Parametry konkretnej pozycji — średnicę zewnętrzną, masę i obciążalność prądową w przyjętych warunkach ułożenia — potwierdzi nasz dział techniczny. Napisz przez formularz kontaktowy w sklepie albo zadzwoń: +48 669 055 666 (obsługa w języku polskim) lub +48 607 496 325 (obsługa w języku polskim i ukraińskim), pon.–pt. 8:00–15:00. Prace przy instalacji elektrycznej powinien wykonywać elektryk z uprawnieniami SEP.