Prečo na priereze vodiča záleží
Prierez jadra (v mm²) určuje, aký prúd dokáže kábel bezpečne prenášať a aký veľký bude na ňom úbytok napätia. Ak je vodič na daný prúd priúzky, vzniká na ňom nadmerné teplo — izolácia stárne, v krajnom prípade hrozí požiar. Naopak zbytočne hrubý kábel zvyšuje cenu materiálu aj náročnosť montáže.
Pri návrhu preto riešite tri veci súčasne: kábel musí uniesť prúd (prúdová zaťažiteľnosť), udržať úbytok napätia v povolených medziach a pri poruche musí istič stihnúť vypnúť. Rozhoduje vždy najprísnejšia z týchto podmienok. Vodiče nájdete v kategórii Káble a príslušenstvo.
Kalkulačka prierezu vodiča
Zadajte parametre obvodu a kalkulačka vám odporučí minimálny prierez medeného alebo hliníkového vodiča a orientačne aj menovitý prúd a charakteristiku ističa. Overí prúdovú zaťažiteľnosť (vrátane spôsobu uloženia, teploty a súbehu) a úbytok napätia. Zároveň orientačne odhadne, či je vedenie dosť krátke na to, aby istič pri poruche vypol. Výsledok zohľadňuje všetky tri podmienky, odhad vypnutia však musí potvrdiť meranie pri revízii.
Obvod
Účinník cos φ udáva, aká časť odoberaného prúdu sa premení na užitočný výkon (hodnota 0 až 1). Spotrebiče s cievkami — motory, čerpadlá, transformátory — odoberajú o niečo väčší prúd, preto potrebujú hrubší vodič.
- 1,0 — ohrievače, bojlery, varné dosky, žiarovky (odporové, predvolené)
- 0,9–0,95 — elektronika, LED zdroje, zmiešaná záťaž
- 0,6–0,85 — motory, čerpadlá, klimatizácie
Presnú hodnotu nájdete na štítku spotrebiča. Pri zadaní príkonu sa z cos φ počíta prúd: ak pri motore necháte hodnotu 1, kalkulačka vypočíta menší prúd, než v skutočnosti tečie. Pri zadaní prúdu sa cos φ použije len na výpočet úbytku napätia a hodnota 1 je tam pri bežných prierezoch na strane bezpečnosti.
Vedenie
Podmienky a istenie
Ide o orientačný výpočet, nie o projekt. Konečný návrh vodiča a istenia vrátane vypínacej schopnosti ističa, skratovej odolnosti vodiča a overenia samočinného odpojenia meraním musí urobiť odborne spôsobilá osoba.
Z akých predpokladov kalkulačka vychádza
- Sieť TN (TN-C-S alebo TN-S) 230/400 V, ochranný vodič má rovnaký prierez ako fázový.
- Káble a vodiče s PVC izoláciou (napr. CYKY, CY), dovolená teplota jadra 70 °C.
- Zaťažiteľnosť podľa STN 33 2000-5-52 (tab. B.52.2 a B.52.4). Každá možnosť uloženia použije nižšiu hodnotu z dvojice metód, ktoré pod ňu spadajú: v omietke a na stene metóda C, v rúrke metóda B2, v tepelne izolačnej stene metóda A2. Kábel priamo obalený tepelnou izoláciou bez rúrky má ešte nižšiu zaťažiteľnosť a kalkulačka ho nerieši. Hodnoty sú s prepočtom na teplotu okolia (B.52.14) a súbeh obvodov (B.52.17). Jednofázový obvod má 2 zaťažené vodiče, trojfázový 3.
- Kalkulačka orientačne navrhuje len menovitý prúd a charakteristiku ističa tak, aby platilo: výpočtový prúd ≤ menovitý prúd ističa ≤ zaťažiteľnosť vodiča. Neoveruje vypínaciu schopnosť ističa (kA) voči skratovému prúdu v mieste inštalácie ani tepelnú odolnosť vodiča pri skrate.
- Minimálny prierez 2,5 mm² pre zásuvkové okruhy vychádza z bežnej praxe, ostatné účely používajú najmenší prierez 1,5 mm² Cu. Podľa účelu sa predvolí limit úbytku: svetlá 3 %, zásuvky a spotrebiče 5 %, prívod k rozvádzaču 2 %, aby zostala rezerva pre ďalšie obvody. Limit môžete zmeniť.
- Úbytok napätia podľa prílohy G normy: merný odpor pri prevádzkovej teplote (Cu 0,0225, Al 0,036 Ω·mm²/m) a reaktancia 0,08 mΩ/m. Zvolený limit sa vzťahuje len na počítaný úsek. Limit 3 % (svetlá) a 5 % (ostatné) platí pre celú trasu od elektromera, preto od neho treba odpočítať úbytok na predchádzajúcich vedeniach.
- Trojfázový výpočet predpokladá symetrické zaťaženie všetkých fáz. Úbytok vo voltoch je uvedený pre združené napätie (√3-násobok fázového úbytku), percentá sú rovnaké pre fázové aj združené napätie.
- Maximálna dĺžka pre vypnutie ističa je len orientačný odhad zjednodušenou (konvenčnou) metódou. Predpokladá, že na začiatku obvodu je pri poruche aspoň 80 % napätia a istič vypne okamžite pri 5 × In (char. B) alebo 10 × In (char. C). Skutočnú impedanciu siete a predradených vedení kalkulačka nepozná, pri dlhom prívode alebo slabej sieti môže byť dovolená dĺžka výrazne kratšia. Samočinné odpojenie sa preukazuje meraním impedancie poruchovej slučky pri východiskovej revízii.
- Pri vonkajšom vedení rozhoduje letná teplota vzduchu, nie zima. Dodatočné zahrievanie kábla priamym slnečným žiarením kalkulačka nezohľadňuje a treba ho posúdiť samostatne. Kábel na slnku musí byť odolný voči UV žiareniu alebo uložený v UV stabilnej chráničke. Kábel uložený v zemi sa dimenzuje podľa iných tabuliek (spôsob D), ktoré kalkulačka nepoužíva.
- Hliník sa počíta od 16 mm² a len pre uloženie priamo v murive alebo na stene. Kalkulačka pracuje do 50 mm² a ističa 125 A a nerieši uloženie v zemi, na káblových roštoch, kábel priamo obalený tepelnou izoláciou ani rozbehové prúdy motorov.
Kalkulačka je orientačná pomôcka. Skutočná zaťažiteľnosť závisí aj od konkrétneho typu kábla a podmienok na stavbe. Návrh vedenia musí byť v súlade s normami STN 33 2000-5-52 a 4-43 (istenie) a 4-41 (ochrana pred úrazom) a v Slovenskej republike ho má vykonať osoba s odbornou spôsobilosťou (vyhláška č. 508/2009 Z. z.). Pri pochybnostiach sa vždy poraďte s elektrikárom.
Od čoho správny prierez závisí
Do výpočtu vstupuje niekoľko veličín. Stačí zmeniť jednu a výsledok sa posunie:
| Veličina | Vplyv na prierez |
|---|---|
Prúd I |
Väčší prúd → väčší prierez (viac tepla aj väčší úbytok) |
Dĺžka vedenia L |
Dlhšie vedenie → väčší úbytok napätia a pomalšie vypnutie ističa pri poruche → väčší prierez |
| Materiál jadra | Hliník vedie horšie ako meď → pri rovnakom prúde potrebuje väčší prierez |
| Spôsob uloženia, teplota, súbeh | Kábel v tepelnej izolácii, v teplom prostredí alebo vo zväzku sa horšie chladí → väčší prierez |
| Istič | Vodič musí uniesť menovitý prúd ističa, nielen prúd spotrebiča |
| Dovolený úbytok | Prísnejší limit (napr. 1 %) → väčší prierez |
| Sústava (1f/3f) | Trojfázové vedenie má pri rovnakom výkone menší prúd aj menší úbytok |
Ako sa prierez počíta
Úbytok napätia vychádza z odporu a reaktancie vodiča (STN 33 2000-5-52, príloha G):
ΔU = b × (ρ × L / S × cos φ + λ × L × sin φ) × I
Po zanedbaní reaktancie (pri malých prierezoch je zanedbateľná) dostaneme minimálny prierez:S = (b × ρ × L × I × cos φ) / ΔU
kde b = 2 pre jednofázové vedenie (prúd prejde tam aj späť) a b = 1 pre trojfázové (úbytok sa vzťahuje k fázovému napätiu 230 V), ρ je merný odpor pri prevádzkovej teplote (meď ≈ 0,0225, hliník ≈ 0,036 Ω·mm²/m), λ ≈ 0,08 mΩ/m reaktancia vodiča, L dĺžka vedenia v metroch, I prúd v ampéroch a ΔU dovolený úbytok napätia vo voltoch.
Výsledok sa zaokrúhli nahor na najbližší vyrábaný prierez a porovná s prierezom, ktorý vyžaduje prúdová zaťažiteľnosť, a s prierezom, ktorý vyplýva z orientačného odhadu dĺžky pre vypnutie ističa. Použije sa najväčší z nich — presne to robí aj kalkulačka vyššie.
Tabuľka prierezov a prúdovej zaťažiteľnosti
Hodnoty pre medené vodiče s PVC izoláciou v jednofázovom obvode (2 zaťažené vodiče), pri teplote okolia 30 °C a bez súbehu s inými obvodmi, podľa STN 33 2000-5-52. V trojfázovom obvode, v teplejšom prostredí alebo vo zväzku je zaťažiteľnosť nižšia.
| Prierez Cu | Zaťažiteľnosť v omietke (C) | Zaťažiteľnosť v tepelne izolačnej stene (A2) | Typický istič | Typické použitie |
|---|---|---|---|---|
| 1,5 mm² | 19,5 A | 14 A | 10 A (16 A len pri uložení C) | Svetelné okruhy |
| 2,5 mm² | 27 A | 18,5 A | 16 A | Zásuvkové okruhy |
| 4 mm² | 36 A | 25 A | 20–25 A | Bojler, silnejšie zásuvky |
| 6 mm² | 46 A | 32 A | 25–32 A | Varná doska, prívody |
| 10 mm² | 63 A | 43 A | 40 (50) A | Podružné rozvádzače |
| 16 mm² | 85 A | 57 A | 50 (63) A | Hlavné prívody |
Meď alebo hliník?
Meď má lepšiu vodivosť, menší odpor a pri rovnakom prúde vystačí s menším prierezom — preto je v bytových inštaláciách štandardom. Hliník je lacnejší a ľahší, v pevných rozvodoch sa používa od prierezu 16 mm², najmä pri prípojkách a hlavných prívodoch. Pri rovnakom prúde potrebuje približne o stupeň väčší prierez a spoje vyžadujú svorky určené pre hliník.
Ak v kalkulačke prepnete materiál z medi na hliník pri rovnakom prúde a dĺžke, uvidíte, že odporúčaný prierez stúpne. Práve preto sa medený a hliníkový vodič nikdy nedimenzujú rovnako.
Úbytok napätia — prečo ho riešiť
Na každom vedení časť napätia „zmizne“ premenou na teplo. Pri dlhých trasách alebo tenkom vodiči môže úbytok narásť tak, že spotrebiče na konci dostávajú podpätie — motory sa prehrievajú, svetlá blikajú, technika hlási poruchy. Bežne sa preto drží úbytok do 3 % pri svetelných a do 5 % pri ostatných okruhoch, a to na celej trase od elektromera. Ak je obvod napájaný z podružného rozvádzača, zarátajte aj úbytok na jeho prívode. Pri dlhom vedení je práve úbytok častejším dôvodom zväčšenia prierezu než samotný prúd.
Prierez a istič patria k sebe
Prierez vodiča a menovitý prúd ističa sa volia spoločne: istič chráni vodič, preto nesmie dovoliť trvalý prúd vyšší, než kábel bezpečne unesie. Platí jednoduché pravidlo: prúd spotrebiča ≤ istič ≤ zaťažiteľnosť vodiča. Pri dlhom vedení navyše rastie odpor slučky a istič pri poruche nemusí vypnúť dosť rýchlo — kalkulačka preto orientačne odhaduje maximálnu dĺžku vedenia. Či istič skutočne vypne dosť rýchlo, potvrdí až meranie impedancie poruchovej slučky pri revízii. Keď máte prierez vypočítaný, vyberte k nemu zodpovedajúci istič z ponuky modulárnych prístrojov a celé to zmysluplne usporiadajte v rozvádzači. Detailný postup nájdete v článku o výbere ističa.
Potrebujete poradiť s výberom kábla?
Pozrite si našu ponuku vodičov a káblov alebo nám napíšte — pomôžeme s návrhom vedenia aj istenia.
Prejsť na kábleNajčastejšie chyby pri voľbe prierezu
- Návrh len podľa prúdu. Pri dlhom vedení rozhoduje úbytok napätia — kábel „unesie“ prúd, no na konci je podpätie.
- Rovnaké dimenzovanie medi a hliníka. Hliník potrebuje pri rovnakom prúde väčší prierez.
- Ignorovanie spôsobu uloženia. Kábel vo zväzku, v teplom prostredí alebo v tepelnej izolácii sa hreje viac a jeho zaťažiteľnosť klesá.
- Nesúlad s ističom. Tenký vodič za veľkým ističom = vyradená ochrana kábla.
- Príliš dlhé vedenie za ističom. Pri poruche na konci dlhej trasy nemusí istič vypnúť včas.
- Úspora na priereze pri prívode. Hlavné prívody sa neoplatí poddimenzovať — výmena je drahá a náročná.
Časté otázky
Aký prierez kábla na zásuvky?
Pre štandardné zásuvkové okruhy sa používa medený vodič 2,5 mm² istený 16 A ističom. Pri dlhšom vedení alebo väčšej záťaži si prierez overte v kalkulačke.
Aký prierez na svetlá?
Na svetelné okruhy zvyčajne stačí medený vodič 1,5 mm² s ističom 10 A. Pri dlhých trasách môže úbytok napätia vyžadovať 2,5 mm².
Aký prierez na varnú dosku alebo bojler?
Závisí od príkonu — bežne 4 až 6 mm² medi. Zadajte príkon spotrebiča a dĺžku vedenia do kalkulačky a získate konkrétny odporúčaný prierez.
Prečo kalkulačka pri hliníku odporúča väčší prierez?
Hliník má vyšší merný odpor než meď, takže pri rovnakom prúde vznikne väčší úbytok napätia aj viac tepla. Na pokrytie toho istého prúdu preto potrebuje väčší prierez jadra. V pevných rozvodoch sa navyše používa až od 16 mm².
Čo je úbytok napätia a aká hodnota je v poriadku?
Je to napätie, ktoré sa „stratí“ na vedení. Bežne sa drží do 3 % pri svetelných a do 5 % pri ostatných okruhoch. Vyšší úbytok znamená podpätie na spotrebičoch.
Počíta kalkulačka aj prúdovú zaťažiteľnosť?
Áno. Kalkulačka overí prúdovú zaťažiteľnosť (so spôsobom uloženia, teplotou okolia a súbehom obvodov) a úbytok napätia a orientačne odhadne dĺžku vedenia, pri ktorej by istič pri poruche mal vypnúť. Odporučí najmenší prierez, ktorý vyhovuje všetkým trom. Ide o orientačný výpočet, ktorý nenahrádza projekt ani revíziu.