Przewód ułożony w bruździe zostaje tam na kilkadziesiąt lat i przez cały ten czas nikt go nie zobaczy. Jeżeli został dobrany zbyt oszczędnie, będzie pracował w temperaturze wyższej niż przewidziano, a jedynym objawem, do momentu awarii, pozostanie nieco cieplejsza ściana i wyższe straty.
Dobór przekroju wydaje się zagadnieniem tabelarycznym i w istocie takim jest, tyle że tabela ma kilka kolumn, o których często się zapomina.
Trzy warunki, które trzeba spełnić jednocześnie
Przekrój wynika ze spełnienia trzech niezależnych warunków, a decyduje ten, który wypadnie najostrzej.
Pierwszym jest obciążalność długotrwała. Przewód musi przenieść prąd obliczeniowy bez przekroczenia dopuszczalnej temperatury izolacji, wynoszącej dla typowych wykonań siedemdziesiąt stopni. To warunek, o którym myśli się najczęściej i który podają tabele.
Drugim jest dopuszczalny spadek napięcia. Przy długiej trasie przewód o przekroju wystarczającym pod względem cieplnym może dawać spadek napięcia, przy którym odbiornik na końcu pracuje niepoprawnie. Dla obwodów oświetleniowych przyjmuje się zwykle trzy procent, dla siłowych pięć.
Trzecim jest zabezpieczenie przeciwporażeniowe przez samoczynne wyłączenie. Warunek ten wymaga, aby przy zwarciu na końcu obwodu popłynął prąd dostatecznie duży, by zabezpieczenie zadziałało w wymaganym czasie. Przy długich trasach rezystancja pętli zwarcia rośnie i to ten warunek bywa rozstrzygający.
Trzeci warunek jest tym, który najczęściej wymusza zwiększenie przekroju w domach jednorodzinnych z długimi obwodami do garażu albo do budynku gospodarczego.
Współczynniki, które obniżają wartości tabelaryczne
Obciążalność podawana w tabelach dotyczy warunków odniesienia: pojedynczego przewodu, w określonej temperaturze otoczenia, ułożonego w określony sposób. Rzeczywistość niemal zawsze od nich odbiega.
Pierwszym czynnikiem jest sposób ułożenia. Przewód na tynku odprowadza ciepło najlepiej. Ułożony pod tynkiem gorzej. W rurze osłonowej pod tynkiem jeszcze gorzej. W izolacji termicznej najgorzej ze wszystkich, a różnica wobec wartości podstawowej sięga kilkudziesięciu procent.
Drugim jest liczba przewodów obciążonych ułożonych obok siebie. Wiązka kilku przewodów w jednym peszlu nagrzewa się wzajemnie, więc obciążalność każdego z nich spada. Przy pięciu obwodach w jednej rurze współczynnik korekcyjny bywa niższy niż sześćdziesiąt procent.
Trzecim jest temperatura otoczenia. Wartości tabelaryczne podaje się dla trzydziestu stopni, a przewód biegnący pod nieocieplonym dachem albo w kotłowni pracuje w wyższej.
Praktyczna konsekwencja jest taka, że przewód o przekroju dwa i pół milimetra kwadratowego, którego tabela pozwala obciążyć prądem dwudziestu kilku amperów, w niekorzystnych warunkach przeniesie realnie kilkanaście. Dobór wyłącznie z tabeli podstawowej jest więc doborem bez marginesu.
Typowe pary przekroju i zabezpieczenia
W instalacji mieszkaniowej i domowej stosuje się kilka utartych zestawień, które warto znać, bo pozwalają szybko sprawdzić poprawność cudzej pracy.
Obwód oświetleniowy prowadzi się przewodem półtora milimetra kwadratowego, zabezpieczonym wyłącznikiem dziesięcioamperowym. Obwód gniazd ogólnych dwa i pół milimetra kwadratowego z zabezpieczeniem szesnastoamperowym. Obwód dedykowany dla urządzenia dużej mocy, takiego jak płyta indukcyjna, wymaga przekroju wynikającego z obliczeń, zwykle od czterech milimetrów kwadratowych wzwyż.
Zasada nadrzędna brzmi: zabezpieczenie chroni przewód, a nie odbiornik. Wartość wyłącznika musi więc odpowiadać obciążalności przewodu w konkretnych warunkach ułożenia, a nie mocy urządzenia, które do niego podłączono.
Z tego wynika najgroźniejszy z możliwych błędów: wymiana wyłącznika na większy przy powtarzających się wyłączeniach. Usuwa objaw, zostawia przyczynę i pozbawia przewód ochrony. Jeżeli obwód wyłącza się przy typowym obciążeniu, przyczyną jest albo za mały przekrój, albo rosnąca rezystancja w którymś połączeniu.
Rodzaj przewodu, czyli druga decyzja
Poza przekrojem trzeba dobrać typ, bo dostępne kable różnią się konstrukcją żyły, izolacją i przeznaczeniem.
Do instalacji stałych w budynkach stosuje się przewody z żyłą jednodrutową, sztywne i wygodne w zaciskach. Do połączeń ruchomych i do zasilania urządzeń przenośnych żyłę linkową, wielodrutową, znoszącą wielokrotne zginanie. Zastosowanie linki w zacisku śrubowym wymaga tulejki zaciskowej, bez której poszczególne druty rozjeżdżają się pod naciskiem.
Do układania w gruncie przeznaczone są przewody o wzmocnionej powłoce, odporne na wilgoć i na obciążenia mechaniczne. Przewód instalacyjny zakopany bezpośrednio w ziemi rozpadnie się w ciągu kilku lat.
Osobną kategorią są przewody bezhalogenowe, stosowane w obiektach użyteczności publicznej, gdzie w razie pożaru istotne jest ograniczenie emisji dymu i gazów korozyjnych. W budownictwie mieszkaniowym nie są wymagane, ale w drogach ewakuacyjnych bywają zasadne.
- Sprawdź trzy warunki, nie jeden. Obciążalność, spadek napięcia i skuteczność ochrony przeciwporażeniowej.
- Zastosuj współczynniki korekcyjne wynikające ze sposobu ułożenia i z liczby przewodów w wiązce.
- Dobierz zabezpieczenie do przewodu, a nigdy odwrotnie.
- Rozważ przekrój o stopień większy tam, gdzie różnica w cenie jest niewielka, a trasa długa albo trudno dostępna.
Ostatni punkt jest jedyną formą zapasu, jaka ma sens w instalacji ukrytej w ścianie. Kilkanaście procent więcej za przewód dziś oznacza możliwość podniesienia zabezpieczenia i podłączenia mocniejszego odbiornika za dziesięć lat, bez kucia.
Kable i przewody instalacyjne w pełnym zakresie przekrojów wraz z tabelami obciążalności znajdziesz na www.onninen.pl. Parametry przywołane w tekście pochodzą z katalogu hurtowni Onninen.
