Obciążalność przewodów. Czym się charakteryzuje?

Przewody i kable, stanowiące podstawowe elementy każdej instalacji elektrycznej w obiektach budowlanych, mogą mieć bardzo różne parametry użytkowe. Poprawny dobór przewodów pod kątem obciążalności ma zasadnicze znaczenie zarówno dla prawidłowości funkcjonowania samej instalacji, jak i dla bezpieczeństwa osób użytkujących jej na co dzień. W tym artykule opisujemy, czym jest obciążalność przewodów i od czego ona w największym stopniu zależy, a także jakie zasady należy stosować przy doborze przewodów do instalacji elektrycznych.

Obciążalność przewodów - podstawowe informacje

Obciążalność przewodów w ujęciu ogólnym można zdefiniować jako parametr, który określa dopuszczalne warunki bezpiecznej eksploatacji danego przewodu w obrębie konkretnej instalacji elektrycznej. Mówiąc prościej, obciążalność przewodów wskazuje, jakiego typu i przekroju przewód należy zastosować w danych warunkach środowiskowych i temperaturowych, aby nie wystąpiło zagrożenie uszkodzenia przewodu podczas standardowego użytkowania instalacji.

Z uwagi na to, że zastosowanie nieprawidłowo dobranych kabli lub przewodów może mieć bardzo poważne konsekwencje (od niestabilności pracy sieci poprzez awarie i pożary aż po zwiększone ryzyko porażenia prądem użytkowników instalacji), opracowane zostały przepisy i normy regulujące zasady doboru przewodów do konkretnych zastosowań. W Polsce rolę tę pełni przede wszystkim norma PN-HD 60364-5-52:2011P „Instalacje elektryczne niskiego napięcia – Część 5-52: Dobór i montaż wyposażenia elektrycznego – Oprzewodowanie”.

Obciążalność mechaniczna przewodów

Wspomniana powyżej norma PN-HD 60364-5-52:2011P zaleca stosowanie w obiektach budowlanych przewodów i kabli dobieranych w taki sposób, aby były w stanie przez wiele lat wytrzymać istniejące w danym obiekcie narażenia mechaniczne. Co istotne, wymóg ten dotyczy zarówno montażu przewodów na etapie układania instalacji, jak też normalnej eksploatacji sieci elektrycznej po oddaniu jej do użytku. Przy doborze i montażu przewodów należy też koniecznie uwzględnić:

• przeznaczenie instalacji,
• strukturę i sposób zasilania instalacji,
• wpływy zewnętrzne (środowiskowe), na jakie instalacja może być narażona.

Minimalne dopuszczalne przekroje żył przewodów elektrycznych w instalacjach wewnętrznych przedstawia poniższa tabela:

Obciążalność prądowa przewodów

Prąd, przepływając przez kable i przewody elektryczne, powoduje nagrzewanie się żył, a w konsekwencji podwyższenie temperatury izolacji przewodu oraz wzrost temperatury ośrodka, w którym dany przewód został ułożony. Z tego względu przy doborze przewodów do instalacji konieczne jest obliczenie wartości obciążalności przewodów zarówno w warunkach długotrwałego obciążenia, jak i krótkotrwałej przeciążalności prądowej.

Długotrwała obciążalność przewodów

Długotrwała obciążalność prądowa przewodów to maksymalna wartość prądu, jaki może przepływać przez dany przewód przez długi czas bez uszkodzenia jego żył i izolacji oraz bez negatywnych konsekwencji dla stabilności konstrukcyjnej po powrocie wartości prądu do poziomu nominalnego. Ujmując rzecz prościej, długotrwała obciążalność przewodów to wartość określająca maksymalny prąd, jaki może przepływać przez przewód w długim okresie czasu bez uszkodzenia go.

Co ważne, długotrwała obciążalność prądowa przewodów jest zależna od szeregu czynników. Są to przede wszystkim:

• konstrukcja przewodu - długotrwała obciążalność prądowa zmniejsza się, jeśli żył jest wiele i są one ułożone gęsto;
• materiał żył przewodzących - przewody wykonane z żył miedzianych mają wyższą długotrwałą obciążalność prądową;
• typ i rodzaj izolacji - praktycznie każde tworzywo, z jakiego wykonuje się obecnie izolacje żył, ma odmienną charakterystykę izolacyjną i temperaturową;
• przekrój żył przewodzących - obciążalność prądowa jest większa wraz ze wzrostem przekroju poprzecznego żył;
• temperatura otoczenia - w miarę wzrostu temperatury otoczenia zmniejsza się długotrwała obciążalność prądowa przewodów;
• miejsce oraz sposób ułożenia przewodów - duże zagęszczenie przewodów zmniejsza obciążalność prądową, podobnie jak ułożenie przewodów w ośrodku niesprzyjającym oddawaniu temperatury.

Dopuszczalna obciążalność prądowa przewodów

Obciążalność dopuszczalna danego przewodu to chwilowa maksymalna bezpieczna wartość prądu, który może tymczasowo przez ten przewód przepłynąć bez uszkadzania go i bez negatywnego wpływu na okres bezpiecznej eksploatacji przewodu. Mówiąc prościej, to maksymalny prąd, jaki może przepłynąć przez przewód bez spowodowania uszkodzeń czy zniszczeń w obrębie instalacji.

Dobór przekroju przewodu ze względu na obciążalność prądową długotrwałą

Zgodnie z obowiązującymi w Polsce regulacjami prawnymi i normami branżowymi, przewody do każdej instalacji elektrycznej muszą być dobierane w taki sposób, żeby zapewniały możliwość wieloletniej bezawaryjnej eksploatacji instalacji w warunkach normalnych (prąd roboczy), a także wytrzymywały krótkotrwałe obciążenia prądem o maksymalnej dopuszczalnej wartości dla danego przewodu.

Długotrwała obciążalność przewodów - tabela

Przywoływana wcześniej norma PN-HD 60364-5-52:2011P „Instalacje elektryczne niskiego napięcia – Część 5-52: Dobór i montaż wyposażenia elektrycznego – Oprzewodowanie” zawiera wiele tabel, dzięki którym można w łatwy sposób sprawdzić wartości obciążalności długotrwałej oraz dopuszczalnej dla praktycznie dowolnego typu przewodu stosowanego współcześnie w instalacjach elektrycznych.

Przykładowe wartości obciążalności dopuszczalnej dla przewodu miedzianego w osłonie PVC są następujące:

• przekrój 1,5 mm2 - obciążalność 16 A
• przekrój 2,5 mm2 - obciążalność 20 A
• przekrój 4 mm2 - obciążalność 25 A
• przekrój 10 mm2 - obciążalność 45 A

Poniższa tabela zawiera zestawienie obciążalności długotrwałej i temperatur granicznych przewodów miedzianych w różnych typach izolacji (na podstawie normy PN-HD 60364-5-52:2011P).

W razie pytań zapraszamy do kontaktu z nami — chętnie udzielimy potrzebnych informacji i wyjaśnimy wątpliwości.