Wyznaczanie przekroju przewodów cz.1

Budujesz dom lub kupiłeś mieszkanie. Rynek pierwotny czy wtórny, nie ma znaczenia. Instalacje elektryczna albo do zrobienia od zera, albo do wymiany bo z gniazdek zieje ogień, a w ogóle całość na dwóch obwodach. Znajomy dał ci namiar na elektryka o imieniu Staszek. Podobno dobry jest i niewiele bierze.
Podczas realizacji przyglądasz się pracy elektryka i nasuwają ci się pytania, które – ku swojemu zdziwieniu – wypowiadasz na głos: “Panie Staszku, a te przewody to dobre są, wystarczą takie? Panie Staszku, a te 10 obwodów to będzie dość na całe mieszkanie?” Pan Staszek bez względu na rodzaj pytania, z pewnością siebie w głosie odpowiada: “Szefie całe życie zgodnie ze sztuką takie instalacje robię, może pan spać spokojnie”.
Pomimo tego, że nie dowiedziałeś się niczego, jesteś usatysfakcjonowany odpowiedzią, bo i tak w sumie nie wiesz jak prawidłowa brzmieć powinna. Może warto to zmienić? 🙂

W artykule zwrócę uwagę na zasady doboru przekroju przewodów. W podstawowej wersji nie jest to sprawa skomplikowana. Istnieją dosłownie trzy zasady jakimi powinno się kierować przy wyznaczaniu przekroju przewodów do obwodów:

• Oświetlenia
• Gniazdek ogólnego przeznaczenia
• Gniazdek dla konkretnych urządzeń

Gdy mamy urządzenie, które pobiera więcej mocy i/lub jest trochę oddalone od rozdzielnicy sprawa się nieco komplikuje, o czym opowiem w rozdziale “Wersja rozszerzona”.

Jak się domyślasz, wersja podstawowa jest skierowana dla tych, którzy chcą mieć mniej więcej pojęcie o co tutaj chodzi, natomiast wersja rozszerzona dla tych, którzy chcą wejść głębiej w temat.
Wpis ten będzie dotyczył doboru przekroju przewodów w budynkach.

Wersja podstawowa

W rozdziale tym opiszę podstawowe wymagania doboru przekroju przewodów w domowych instalacjach. Sprawa tutaj nie jest skomplikowana.

Po pierwsze ze względu na mechaniczną odporność przy układaniu przewodów i wszelkich pracach elektroinstalacyjnych, najmniejszy dopuszczalny przekrój przewodu do zasilania urządzeń elektrycznych to 1.5mm². Nie ma kombinowania, że skoro oświetlenie i mały pobór prądu to może zastosować 1mm²? A może 0.75mm²? NIE!
1.5mm² to najmniejsza możliwa wartość (tym bardziej, że różnica w cenie jest naprawdę niewielka).

Kolejny podstawowy podział to:

Obwody oświetlenia

Dla obwodów tych stosujemy przewody o przekroju 1.5mm² i zabezpieczamy je najczęściej wyłącznikiem nadmiarowo-prądowym o charakterystyce B10 (więcej o wyłącznikach nadprądowych tutaj). W instalacjach starszego typu często stosowany jest bezpiecznik topikowy w obudowie ceramicznej (lub “automat”) o identycznym prądzie znamionowym czyli 10A.
Wracając do przekroju, ustaliliśmy już że nie możemy zejść poniżej 1.5mm², ale co będzie jeśli instalator z jakiegoś powodu położył 2.5mm² (raczej rzadko spotykane). Z punktu elektrycznego wszystko będzie w porządku. Przewód co prawda przewymiarowany i przy takim obciążeniu w żadnym wypadku się nie przegrzeje. Jedyny problem to większa trudność w poukładaniu wielu przewodów o większym przekroju w puszce elektroinstalacyjnej (o puszkach tutaj).

Obwody gniazd ogólnego przeznaczenia

Czyli standardowe gniazdka – tutaj zgodnie z normą stosujemy przewody o przekroju 2.5mm² i zabezpieczamy je standardowo wyłącznikiem nadprądowym o charakterystyce B16. Taki stan rzeczy jest nie bez przyczyny, ponieważ wiele urządzeń (szczególnie grzejnych) pobiera dużo więcej prądu niż standardowe żarówki, tym bardziej energooszczędne (patrz testy tutaj).

Tutaj dużo częściej niż w przypadku obwodów oświetleniowych zdarza się elektroinstalatorom przyoszczędzić i położyć przewody 1.5mm².  Pół biedy, gdy masz tego świadomość, bo np. elektryk wykonujący instalację górnolotnie stwierdził “Panie, ja tak robię instalacje od 30 lat i jeszcze nikt się nie skarżył!”. W takich przypadkach masz szansę się obronić i powiedzieć “Halt!”. Dlaczego?
W kolejnym rozdziale przedstawiam tabelę obciążalności przewodów z której dowiesz się, że maksymalny prąd płynący w przewodach o przekroju 1.5mm², oscyluje w okolicach 16A w zależności od sposobu ułożenia przewodu. Przykładowo dla obwodu jednofazowego (czyli takiego jak w gniazdach) i najczęściej stosowanego układania przewodów czyli w ścianie (pod tynkiem), wartość ta wynosi 15.5A. Ciężko tą wartość przekroczyć mając na uwadze, że zabezpieczenie obwodu posiada prąd znamionowy na poziomie 16A.

Teoretycznie wystarczy? Teoretycznie tak.
W praktyce wyłącznik nadmiarowo-prądowy zadziała najwcześniej gdy będzie płynął prąd o natężeniu ok. 18-20A i to przez kilkanaście/kilkadziesiąt minut. Po drugie, w większości przypadków nie jesteś w stanie przewidzieć jakie urządzenia będą podpięte do danych gniazdek w przyszłości (serio, pomysłowość żony i dzieci nie zna granic). Może się zdarzyć, że w jednym z obwodów gniazd zaczniesz działać na granicy. A to żelazko, a to piekarnik, a to porządny wzmacniacz audio itp.
Będzie płynął prąd na poziomie 16-18A. Przewód to wytrzyma. Za pierwszym, drugim, dwudziestym razem. W końcu od temperatury izolacja przewodu zacznie powoli tracić swoje właściwości, może ulec całkowitemu stopieniu co może doprowadzić do zwarcia, albo sam drut może ulec przepaleniu. Nie potrzebowałem kilkudziesięciu lat praktyki, żeby na taki właśnie przypadek trafić.
Do obwodów gniazd ogólnego przeznaczenia stosujemy zatem przewody o przekroju 2.5mm². 🙂

Gniazdka dla urządzeń dużej mocy

Jest jeszcze jedno zalecenie, aby do urządzeń jednofazowych, których moc znamionowa przekracza 2kW (niektóre piekarniki, zmywarki), stosować niezależne obwody wykonane z przewodów 2.5mm² i zabezpieczone oczywiście wyłącznikiem nadprądowym B16.

[bspanel title=”Przystąp do działania” type=warning id=”ZSR”]Więcej przykładów zastosowania przewodów i kabli zasilających potrzebnych w domowych instalacjach wraz z Kalkulatorem Przekroju przewodów, znajdziesz w kursach online mojego autorstwa.
Wejdź na stronę domowaelektryka.pl i przekonaj się sam. Polecam![/bspanel]

Wersja rozszerzona

Aby wyznaczyć przekrój przewodu wewnątrz budynku mieszkalnego musimy zwrócić uwagę na kilka czynników:

• Odporność termiczna
• Spadek napięcia
• Skuteczność samoczynnego wyłączenia napięcia
• Odporność mechaniczna

Odporność termiczna

Instalacje elektryczne w domach i mieszkaniach w 99,9% przypadków wykonujemy przy użyciu przewodów posiadających w oznaczeniu DY. Są to przewody w izolacji wykonanej z polwinitu. Pal sześć samą nazwę, chodzi o temperaturę przewodu jaką tego typu izolacja może wytrzymać, która wynosi 70°C.
Zasada jest prosta, im prąd o większym natężeniu płynie przez przewód, tym jego temperatura rośnie. Każdy przewód ma zatem swój graniczny prąd, przy którym ta temperatura zostaje osiągnięta.
Żeby nie było zbyt łatwo, prąd ten nie zależy tylko od przekroju, ale również od sposobu ułożenia przewodów, ilości żył roboczych (1 lub 3 fazy) i czy przewody danego obwodu są poprowadzone niezależnie (DY) czy też są połączone ze sobą w jednej powłoce (YDY). Trochę namotane, ale małymi kroczkami rozgryziemy temat tak, że stwierdzisz: nic prostszego.
Kluczem do wyboru właściwego przewodu pod względem odporności na temperaturę, jest zrozumienie poniższej tabeli.

No to co, lecimy od góry:

• Oznaczenie – tylko dla celów porządkowych
• Miejsce i sposób ułożenia – mamy tutaj trzy opcje (jest ich więcej, ale inne dotyczą układania poza obiektem)

  • 

    Rurki i kanały instalacyjne pod tynkiem – czyli prowadzimy przewody np. w peszlach lub bezpośrednio na ścianie (lub w bruzdach) i całość zakrywamy tynkiem i gotowe. Najczęściej stosowany sposób układania w domach mieszkalnych.

  • Rurki i kanały instalacyjne na ścianie – jak sama nazwa wskazuje, instalacja natynkowa przy użyciu rurek PVC lub korytek kablowych. Zastosowanie w pomieszczeniach gospodarczych, garażach, piwnicach itp. Mniej estetycznie (bo na wierzchu) niż pod tynkiem, ale za to wygodnie i możliwość szybkiego poprowadzenia dodatkowych przewodów.
  • Bezpośrednio na ścianie – czyli żadnych korytek, przyklejamy lub przybijamy przewód na zatynkowaną ścianę. Raczej rzadko spotykane rozwiązanie (ale zdecydowanie najtańsze).
• Rodzaj – tutaj opcje są dwie:
  • Przewody jednożyłowe – najczęściej typu DY, czyli posiadające tylko jedną warstwę izolacji i jedną żyłę 🙂

    

  • Przewody wielożyłowe – najczęściej typu YDY(p/d/t), czyli posiadające dwie warstwy izolacji grupowane po 2 lub więcej żył.

    

• Liczba obciążonych żył – dwie opcje:

  

  • jeśli urządzenie jest 1-fazowe to obciążone są 2 żyły – fazowa i neutralna.
  • jeśli urządzenie jest 3-fazowe to obciążone są co najmniej 3 żyły – 3 fazy + ew. neutralna.
• Przekrój [mm²] – bez komentarza (przekroje w w tabeli w pionie poniżej opisu)
• Prąd [A] – maksymalny prąd jaki może płynąć przez przewód długotrwale.

Jeśli już odnajdziemy komórkę w tabeli, która odpowiada zastosowanej (aktualnie lub w przyszłości) w Twoim domu instalacji i odczytamy wartość prądu to dobieramy do tej wartości zabezpieczenie (wyłącznik nadprądowy lub bezpiecznik topikowy) o prądzie znamionowym mniejszym niż odczytana wartość.

Przykład

Masz w garażu niemałą frezarkę zasilaną trójfazowo, która podczas normalnej pracy pobiera 23A prądu na każdej fazie. Przewody będą prowadzone w kanałach kablowych lub rurkach PVC. Z tabeli odczytujesz, że jeśli użyjesz przewody jednożyłowe to minimalny przekrój przewodu spełniający wymóg poboru prądu to 4mm² (wytrzymałość 30A). Analogicznie dla przewodu wielożyłowego również konieczne jest zastosowanie przewodu 4mm² (wytrzymałość 29A).

Dobieramy do tego odpowiednie zabezpieczenie, które jest większe od prądu urządzenia i mniejsze od maksymalnego prądu jaki może płynąć przewodem długotrwale. W tym wypadku jest to zabezpieczenie o prądzie znamionowym 25A (23A < 25A < 29A).

Za dużo liczb! Ciemność widzę ciemność…

Jeśli ilość liczb Cię przytłacza, spróbujmy zawęzić obszar poszukiwań do najczęściej wykonywanych współcześnie sposobów kładzenia przewodów w domach mieszkalnych.

Kolorem zielonym zaznaczony jest sposób prowadzenia instalacji pod tynkiem przy użyciu przewodów wielożyłowych instalacje jedno lub trójfazowe (liczba obciążonych żył 2 lub 3).

Kolorem niebieskim zaznaczyłem sposób prowadzenia przewodów wielożyłowych w korytkach, co najczęściej wykonuje się w np. w garażach lub pomieszczeniach gospodarczych.

Przekrój stosowanych żył w instalacjach domowych na ogół nie przekracza 6mm² (wykluczam tu przewód zasilający). Zresztą ta ostatnia wartość też nie jest tak często stosowana, chyba że masz mocniejszy przepływowy ogrzewacz wody, lub jakiś specjalistyczny sprzęt pobierający dużo więcej prądu niż typowe domowe urządzenia.

CDN…

Sorry. Temat się rozrasta jak stonka na polu ziemniaczanym. Dzielę zatem artykuł na pół, uzupełnienie i wykończenie tematu znajdziesz w części 2. 🙂

Piszę o dobieraniu przekroju pod kątem (bo sama wytrzymałość termiczna nie wystarczy):

• Spadku napięcia
• Wytrzymałości mechanicznej
• Zadziałania zabezpieczenia nadmiarowo-prądowego

A do tego mały bonus (od którego chyba powinienem zacząć 😀 )

Jeśli coś skopciłem w tej części lub nad czymś powinienem się bardziej pochylić, zasygnalizuj to proszę w komentarzu.