Wie man Kabelgrößen theoretisch bestimmt

Es gibt bewährte Methoden zur Berechnung der erforderlichen Kabelgröße, basierend auf:

• I²R-Heizung - akzeptable Leitertemperatur, bevor das Isolationsmaterial beschädigt wird.

  Für normale PVC-isolierte Kabel können Sie von 75 °C (V-75) ausgehen.

  Andere Temperaturstufen sind möglich. In Australien ist das Netzkabel oft für 90 °C ausgelegt – entweder weil es aus 90 °C-PVC oder aus 90 °V-XLPE besteht.

  Für spezielle Anwendungen können Sie für 110 °C oder 150 °C ausgelegte Kabel erhalten. Für ganz besondere Anwendungen können Sie metallisolierte Metallmantelkabel „Pyrotenax“ verwenden, die buchstäblich feuerfest sind und beliebig heiß laufen können.

• Wärmeableitung des Kabels - hängt von der Dicke der Kabelisolierung, der äußeren Oberfläche des Kabels ab - im Grunde alles, was den "Wärmewiderstand" des Kabels beeinflusst.

• Umgebungsbedingungen . Kabel in zirkulierender Luft können die Wärme besser abführen als solche, bei denen die Wärme in einem Gehäuse eingeschlossen ist.

Es gibt Berichte und Standards, die die theoretischen Berechnungen darüber, wie effektiv Kabel Wärme unter verschiedenen Bedingungen ableiten, detailliert beschreiben. 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 Kabelbewertungsinformationen in einer verwendbaren Form wie in den Beispielen unten aus dem Nexans Olex „Handbook 2013“ , einem Katalog von Niederspannungskabeln, tabelliert. Dies ist einfach eine Nachschlagetabelle der Strombelastbarkeit (Ampere) im Vergleich 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, aber die gleichen Prinzipien gelten für Kleinspannungskabel. Zum Heizen sind nur die Amps entscheidend . Ob es sich bei den fraglichen Verstärkern um 240 VAC-Verstärker oder 5 VDC-Verstärker handelt, ist weitgehend irrelevant.

Für Herabstufungszwecke können Sie davon ausgehen, dass das Innere eines versiegelten Elektronikgehäuses so etwas wie ein "geschlossener Luftkanal" ist - dies ist ein Kunststoffgehäuse ohne Luftzirkulation.

Es ist auch üblich, Reduktionsfaktoren für die externe Umgebungslufttemperatur anzuwenden. Diese tabellarischen Werte beziehen sich alle auf eine Umgebungstemperatur von 40 °C, was die Norm für Australien ist. Eine Umgebungstemperatur von 45 °C kann beispielsweise zu einem Minderungsfaktor von 0,91 führen.

Noch mehr Derating-Faktoren gelten, wenn Sie mehrere Kabel gebündelt verlegen, da sich die Kabel gegenseitig erwärmen.

Wenn Sie konservativ sein wollen, nehmen Sie die Kabelbewertung „umschlossen, in der Luft“ und wenden Sie einen weiteren Reduktionsfaktor von 0,65 an, der Sie für so ziemlich jede mögliche Leistungsminderung abdecken sollte, die Sie in der Praxis aufgrund von Umgebungstemperatur, Kühlung (bzw dessen Fehlen), Kabelbündel usw.

Zum Vergleich: 1,5 mm² ist die normale Größe für 10-A-Verlängerungskabel im Haushalt. 2,5 mm² ist die normale Größe für Gebäudekabel (d. h. Kabel, die Wandsteckdosen versorgen).

Weitere Details

Weitere Hinweise zu Kabel-Derating-Faktoren finden Sie in Ihren örtlichen Elektrovorschriften . In Australien ist dies AS3008.1.1 Elektrische Installationen – Auswahl von Kabeln . Diese enthält Tabellen mit Derating-Faktoren für verschiedene Temperaturen, verschiedene Kabelbündel und so weiter.

In den USA könnte es einer Ihrer NEC-Codes sein .

Auch diese Standards sollen für Netzstromkabel angewendet werden, aber die gleichen physikalischen Effekte gelten für alle Kabel - die Erwärmung durch 240 VAC Ampere ist die gleiche wie bei 5 VDC Ampere. Es gibt einen kleinen Unterschied aufgrund der dickeren Isolierung bei Hochspannungskabeln, die das Kabel thermisch isoliert. Der Skin-Effekt erhöht auch den effektiven Widerstand (dh die Verlustleistung) bei AC-Frequenzen. Diese beiden Effekte sind konservativ zu Ihren Gunsten, wenn Sie DC-Niederspannungskabel in Betracht ziehen.

Zyklische Belastung

Möglicherweise stellen Sie fest, dass das oben genannte zyklische Laden nicht berücksichtigt wird. Wenn Sie einen Draht benötigen, um eine zyklische Last zu tragen, versuchen Sie es mit dieser Tabelle: