background image

DOBÓR PRZEKROJU PRZEWODÓW 

DOBÓR PRZEKROJU PRZEWODÓW

 

 

1. Zasady ogólne 
 

        Podane niżej zasady doboru przekroju dotyczą przewodów czynnych, 
służących do przesyłu energii; tylko niektóre z nich można odnieść również do 
przewodów ochronnych PE. Kolejne kryteria doboru (2

7) określają 

najmniejszy dopuszczalny przekrój przewodu. To kryterium, które dyktuje 
przekrój największy, jest rozstrzygające; tak dobrany przekrój spełnia 
wszystkie pozostałe wymagania. 
 
 
         Zanim przystąpi się do doboru przekroju przewodu trzeba zdawać sobie 
sprawę, o jakie przewody chodzi: linii napowietrznej, linii kablowej, czy 
instalacji wnętrzowej. W przypadku przewodów instalacyjnych trzeba uprzednio 
dobrać rodzaj przewodów do warunków użytkowania; w szczególności 
uwzględnić należy:  
  

a)  napięcie znamionowe instalacji; 
b)  czy przewody mają być układane na stałe, czy zasilać urządzenia 

ruchome; 

c)  ewentualne narażenie środowiskowe (podwyższona temperatura 

otoczenia, wilgoć, woda, uderzenia, drgania ); 

d)  ewentualne zagrożenie dla środowiska, np. w miejscach niebezpiecznych 

pod względem pożarowym. 

 

2. Dobór ze względu na wytrzymałość mechaniczną 
 
        

Przewód i jego połączenie powinny być niezawodne, powinny 

wytrzymywać zwykłe narażenia mechaniczne przy montażu i w czasie 
normalnego użytkowania. Z tą myślą wymaga się pewnego przekroju 
minimalnego (tab. 1), nawet gdyby z innych powodów wystarczył mniejszy. 
 

 
 

background image

DOBÓR PRZEKROJU PRZEWODÓW 

 Tablica 1 

   
 Najmniejszy dopuszczalny przekrój przewodu ze względu na wytrzymałość 
mechaniczną
 
 
 

Rodzaj i zastosowanie przewodu 

przewód 
miedziany  
mm

2

 

przewód 
aluminiowy 
mm

2

 

Przewody linii napowietrznej niskiego napięcia 

(przęsła o rozpiętości > 45 m) 

 

10 

 

25 

Przewody izolowane bez powłoki lub uzbrojenia 

ułożone po wierzchu na zewnątrz pomieszczeń 

 

 

10 

Przewody izolowane ułożone w pomieszczeniach   

 

1,5 

Przewody obwodu wtórnego przekładnika 

prądowego 

 

2,5 

 
zabronione 

Przewody obwodu wtórnego przekładnika 

napięciowego 

 

1,5 

 
zabronione 

 

3. Dobór ze względu na nagrzewanie prądem roboczym 
 
         

Im większy jest prąd płynący w obwodzie w czasie normalnego 

użytkowania, tym większy jest wymagany przekrój przewodów, aby nie 
nagrzewały się one nadmiernie. Przepisy  podają obciążalność długotrwałą 
przewodów I

z

, czyli największy prąd, jakim przewody można długotrwale 

obciążyć. Porównuje się ją z obliczeniowym prądem szczytowym obwodu I

B

potrzebne są przewody o obciążalności długotrwałej  
 
                                          I

z

 

 I

  
Przy wyrównanym w czasie obciążenia prąd I

jest największym prądem 

normalnego użytkowania, płynącym wystarczająco długo, aby przyrost 
temperatury przewodu (ponad temperaturę otoczenia) ustalił się, tj. przestał 
zwiększać się. Przy zmiennym obciążeniu prąd I

jest fikcyjnym prądem 

zastępczym, niezmiennym w czasie, który wywołuje taki sam największy 
przyrost temperatury, jak prąd rzeczywiście płynący. 
            Obciążalność długotrwała I

z

 zależy od materiału żyły i jej przekroju oraz 

od rodzaju przewodu. Zależy też od temperatury otoczenia i od sposobu 
ułożenia, bo ma to wpływ na warunki chłodzenia, odprowadzania ciepła 

background image

DOBÓR PRZEKROJU PRZEWODÓW 

wydzielanego w przewodzie do otoczenia. Wpływ niektórych czynników 
ilustruje tabela 2.

  

                     

Warunki chłodzenia pogarszają się (I

maleje), jeśli występuje skupienie 

wielu przewodów, np. w korytku instalacyjnym albo, jeśli przewód ma wiele 
żył. Pod uwagę bierze się jednak tylko żyły bądź przewody obciążone prądem o 
wartości porównywalnej z obciążalnością I

z

. Nie wlicza się, zatem przewodów i 

żył ochronnych PE. 
                                                                                         Tablica 2  
 
Obciążalność długotrwała I

z

 przewodów o żyłach miedzianych, o izolacji z 

gumy naturalnej lub polwinitu, ułożonych na stałe w miejscach o 
temperaturze otoczenia nieprzekraczającej +25 stopni Celsjusza 

 

Przekrój 

żył 

Przewody jednożyłowe 

układane w rurkach 

izolacyjnych 

Przewody wielożyłowe i kable 

układane pojedynczo na uchwytach, o 

liczbie żył 

po 2 

po 3 

po 4

5 lub 6 

mm

2

 

13 

12 

10 

17 

15 

13 

12 

1,5 

17 

15 

13 

22 

19 

17 

15 

2,5 

24 

21 

18 

30 

27 

24 

21 

31 

28 

25 

40 

33 

31 

28 

40 

36 

32 

51 

46 

40 

36 

10 

55 

49 

43 

70 

62 

55 

49 

16 

74 

66 

58 

95 

84 

74 

66 

25 

98 

87 

77 

123 

110 

98 

87 

35 

120 

107 

94 

154 

136 

120 

107 

50 

150 

134 

118 

192 

170 

150 

134 

 
 Nie wlicza się też przewodów i żył neutralnych N obwodów trójfazowych 
obciążonych symetrycznie prądem sinusoidalnym (nieodkształconym przez 
wyższe harmoniczne, zwłaszcza harmoniczne podzielone przez, trzy, których 
prądy sumują się w przewodzie neutralnym). 
 

4. Dobór ze względu na nagrzewanie prądem przeciążeniowym 
 
         

Przewody układane w budynkach powinny być zabezpieczone nie tylko 

od skutków zwarć, lecz również od skutków przeciążeń; zagrożenie pożarem 
jest, bowiem w instalacjach budynków znacznie większe niż w sieciach 
rozdzielczych. Z tą myślą stawia się dwa wymagania (rys. 1): 
 

1.  Obciążalność długotrwała przewodu I

z

 powinna być nie mniejsza niż prąd 

znamionowy lub prąd nastawczy I

n

 aparatu stanowiącego zabezpieczenie 

background image

DOBÓR PRZEKROJU PRZEWODÓW 

przeciążeniowe; ten z kolei 

 by zapobiec zbędnym zadziałaniom 

 

powinien być nie mniejszy niż obliczeniowy prąd szczytowy obwodu I

B

  

 

                                          

I

 

 I

n

 

 I

 
 

2. Prąd przeciążeniowy o wartości 1,45 I

z, 

przy której przyrost temperatury 

przewodu ustala się na poziomie dwukrotnie większym od dopuszczalnego 
długotrwale, powinien wywoływać zadziałanie nadprądowe zabezpieczenia 
obwodu. Powinien być, zatem spełniony warunek 

1,45 I

z

 

 I

2

 

 

czyli  

I

z

 

 

45

,

1

Iz

 

 

gdzie I

 najmniejszy niezawodnie wywołujący zadziałanie (członu 

przeciążeniowego) zabezpieczenia nadprądowego, czyli górny prąd probierczy 
[A]. 
Wartość prądu I

2

 można ustalić na podstawie charakterystyki czasowo-

prądowej aparatu zabezpieczającego. Wynosi ona w stosunku do prądu 
znamionowego lub prądu nastawczego I

n

1,6 

 dla bezpieczników 

)

1

 o prądzie znamionowym                                              

 

przekraczającym 25 A (wyłączenie następuje przed upływem 

 4 h  zależnie od prądu znamionowego), 

1,45 

 dla nowszych wyłączników nadprądowych instalacyjnych

 

(wyłączenie następuje przed upływem 1 h), 

1,15 

 dla nowszych przekaźników termobimetalowych                                                                                                                      

 

współpracujących ze stycznikami (wyłączenie następuje przed upływem 

20min). 
 
Jeśli w obwodzie jest więcej niż jedno zabezpieczenie nadprądowe (np. 
bezpiecznik i stycznik z przekaźnikiem termobimetalowym), to dla doboru 
przekroju przewodów przyjmuje się wartość prądu I

tego zabezpieczenia, dla 

którego wypada ona najmniejsza. 
 
 

background image

DOBÓR PRZEKROJU PRZEWODÓW 

 

 
 
Rys.1 Wymagania, co do przeciążeniowego zabezpieczenia przewodów 
instalacji elektrycznych w budynkach. 
 

5. Dobór ze względu na nagrzewanie prądem zwarciowym 
 
        

W krótkim czasie trwania zwarcia, wydzielona przez prąd zwarciowy 

energia cieplna, której miarą jest skutek cieplny 
 

k

th

T

T

2

 

]

[

2

s

A

 

 

)

1

Dotyczy tylko bezpieczników o pełnozakresowym wyłączaniu „g”; bezpiecznik o 

niepełnozakresowym wyłączaniu „a” mogą nie wyłączyć takiego prądu. 

 
nie przechodzi do otoczenia, kecz w całości zostaje użyta na podgrzanie 
przewodu. Dopuszcza się nagrzanie do temperatury granicznej 
dopuszczalnej przy zwarciu, znacznie wyższej niż dopuszczalna 
długotrwale, ale niezagrażającej uszkodzeniem przewodu
. Można obliczyć 
albo znaleźć w przepisach [28] największą dopuszczalną jednosekundową 
gęstość prądu 
k [A/mm

2

], czyli gęstość prądu, jaką przewód wytrzymuje 

podczas zwarcia trwającego T

= 1s., zatem skutek cieplny wytrzymywany przez 

przewód o przekroju s [mm

2

] wynosi (k

s)

2

 1 i nie powinien być on mniejszy 

od skutku cieplnego prądu zwarciowego 

 

k

th

T

I

s

k

2

2

1

)

(

 

background image

DOBÓR PRZEKROJU PRZEWODÓW 

 

 
Z zależności tej można obliczyć przekrój przewodu wymagany ze względu na 
obciążalność zwarciową cieplną 
 

1

k

T

k

I

th

s

  lub 

1

2

1

k

I

k

s

 

 
Druga postać wzoru dotyczy sytuacji, gdy narażenia zwarciowe cieplne są 
scharakteryzowane bezpośrednio wartością I

2

wyłączania bezpiecznika albo 

wyłącznika (tablice C1 i C2). Jedynka w mianowniku wyrażenia 
podpierwiastkowego oznacza czas 1 s, którego dotyczy gęstość prądu k; 
pozostawiono ją dla zgodności jednostek. 
 
     Przykładowo, dla przewodów izolowanych polwinitem największa 
dopuszczalna jednosekundowa gęstość prądu k wynosi: 
     115 A/mm

2

 

 dla przewodów miedzianych, 

       74 A/mm

2

 

 dla przewodów aluminiowych. 

 
     Podczas zwarcia przewody te od temperatury dopuszczalnej długotrwale 
70

C mogą nagrzać się do temperatury dopuszczalnej przy zwarciu 160

C, czyli 

przyrost temperatury dopuszczalny przy zwarciu wynosi 160 

 70 = 90

C. 

 

6.  

Dobór ze względu na dopuszczalny spadek napięcia 

wywołany obliczeniowym prądem szczytowym I

B

 

 

       po wstępnym dobraniu przekroju przewodów według powyższych 
wskazówek, można obliczyć występujący w nich spadek napięcia, wywołany 
obliczeniowym prądem szczytowym obwodu I

, korzystając ze wzorów 

przytoczonych w Dodatku B. Jeśli nie przekracza on wartości dopuszczalnej    
(2 · 8% zależnie od okoliczności), dobrany przekrój jest wystarczający. Jeśli 
przekracza, można przekrój kolejno powiększać o jeden stopień i obliczenia 
powtarzać aż do uzyskania zadowalającego wyniku. 
     Można też, przekształcając wzory z Dodatku B oraz wstawiając odpowiednio 
za rezystancję i reaktancję przewodu wyrażenia 
 

                                    R = 

s

1

  

 
                                    X= 

X

L

 * 

1 (znaczenie symboliki jak w Dodatku A), 

 

background image

DOBÓR PRZEKROJU PRZEWODÓW 

obliczyć wymagany przekrój przewodów odwodu jednofazowego 
 
 

                         s 

 

tg

X

l

I

U

U

L

3

%

10

cos

200

1

 

 

i obwodu trójfazowego 

 
      

                         s 

 

tg

X

l

I

U

U

L

3

%

10

cos

3

100

1

 

 

  Jeśli reaktancja przewodów jest pomijalnie mała, to wzory powyższe 
upraszczają się do postaci odpowiednio:  
 
              

            

 

200

U

U

l

I

%

cos

 

 s 

 

100

U

U

l

I

%

cos

3

 

 
 
7. Dobór ze względu na dopuszczalny spadek napięcia wywołany 
prądem załączeniowym obwodu.
  
 
    

Tok obliczeń wygląda jak, powyżej lecz do wzorów należy wstawić prąd 

załączeniowy oraz odpowiadający mu współczynnik mocy cos

 (tg

), a także 

 większy dopuszczalny spadek napięcia 

%

U

. Z tego kryterium doboru 

przekroju przewodów może wynikać przekrój większy niż z poprzedniego, jeśli 
prąd załączeniowy jest wielokrotnie większy od prądu I

B

 

, a nie można w 

podobnym stopniu 

)

1

zwiększyć dopuszczalnego spadku napięcia. 

     Problem występuje np. przy rozruchu silnika, a zwłaszcza 

 przy 

jednoczesnym rozruchu grupy silników. Wartość dopuszczalnego spadku 
napięcia powinna uwzględniać zarówno wymagania stawiane przez urządzenie 
załączane (np. możliwość odbyci rozruchu), jak i przez inne urządzenia zasilane 
z tej samej sieci (np. migotanie światła, odpadanie styczników).

  

 
 

)

1

 

Wywołany spadek napięcia nie zwiększa się e tym samym stopniu, co prąd, bo inny jest 

współczynnik mocy przy obliczeniowym prądzie szczytowym I

B

, a inny 

 przy prądzie 

załączeniowym. 
 

background image

DOBÓR PRZEKROJU PRZEWODÓW 

 

Przykład 1. Dobrać przekrój przewodów DY układanych w rurce winidurowej 
do jednofazowego obwodu 230 V instalacji mieszkaniowej, zasilającego 
odbiorniki o łącznym zapotrzebowaniu na moc 2640 W przy współczynniku 
mocy cos

= 0,95. Obwód ma być zabezpieczony wyłącznikiem nadprądowym 

B16 (I

= 16A). Długość obwodu wynosi 10 m. 

 

Potrzebne są jednożyłowe przewody miedziane o przekroju nie mniejszym niż: 

a)  ze względu na wytrzymałość mechaniczną (tabl. 1) s 

 1 mm

2

b)  ze względu na nagrzewanie prądem roboczym I

cos

U

P

95

,

0

230

2640

= 12,1 A 

wystarczą przewody o przekroju 1 mm

2

, o obciążalności długotrwałej (tabl. 2)       

I

Z

= 13 A;    

c)  ze względu na nagrzewanie prądem przeciążeniowym (w obwodzie zabezpieczonym 

wyłącznikiem nadprądowym o prądzie znamionowym I

= 16A prąd , I

= 1,45 

 16 = 

23,2 A): 

 
                              I

Z

 I

n

  

I

Z

 16 A 

 
               1,45 I

Z

 I

 

1,45 

 1,45

 16      I

Z

 16 A 

        są wymagane przewody 1,5 mm

2

 o obciążalności długotrwałej I

Z

= 17 A; 

d)  ze względu na nagrzewanie prądem zwarciowym; wyłącznik B16 o zdolności 

wyłączania 3 kA ma I

2

t wyłączania 15 000 A

2

 s (tabl. 2), wobec czego wymagany 

przekrój przewodu: 
 

        

                        s 

 

1

1

2

t

I

k

 = 

1

15000

115

1

= 1,1 mm

2

, tzn. co najmniej 1,5 mm

2

     

e)  ze względu na dopuszczalny spadek napięcia (3% w obwodzie zasilającym odbiorniki 

siłowe i grzejne), przy uwzględnieniu konduktywności miedzi „na gorąco” (mniejszej 
w stosunku 1,25), wymagany przekrój przewodu 

 
 

                       s 

 200 

U

U

l

I

%

cos

= 200

230

3

25

,

1

58

95

,

0

10

1

,

12

= 0,7 mm

2

 

Wniosek:

 Rozstrzygające są wymagania c) oraz d); należy zastosować przewody o 

przekroju 1,5 mm

2

.obliczenia powyższe dotyczą przewodów czynnych L i N. Przewód 

ochronny PE powinien w tym przypadku (tabl. 4.3) mieć przekrój nie mniejszy niż przewody 
czynne. Do rurki winidurowej należy, zatem wciągnąć 3 przewody DY 1,5 mm

2

 

background image

DOBÓR PRZEKROJU PRZEWODÓW 

Przykład 2.

 Dobrać przekrój miedzianego przewodu kabelkowego lub kabla układanego po 

wierzchu w hali przemysłowej do zasilania trójfazowego silnika indukcyjnego klatkowego 
(tabl. 3.2) o danych: U

n

 = 400 V, P

n

=

 

45 kW, I

= 79 A, cos

= 0,88. Wyposażenie aparatowe 

obwodu jest następujące: bezpieczniki stacyjne z wkładkami WTN00 160, stycznik LS 87 
oraz przekaźnik termobimetalowym b177S o zakresie prądów nastawczych 63 

 90 A. 

Długość obwodu wynosi 50m. 
 
Potrzebny jest przewód o przekroju nie mniejszym niż: 

a)  ze względu na wytrzymałość mechaniczną (tabl. 1) s 

 1 mm

2

 ; 

b)  ze względu na nagrzewanie prądem roboczym I

= 79 A jest potrzebny przewód o 

przekroju 16 mm

2

, o obciążalności długotrwałej (tabl. 2) I

Z

= 84 A; 

c)  ze względu na nagrzewanie prądem przeciążeniowym; zabezpieczeniem 

przeciążeniowym jest przekaźnik termobimetalowy, który wolno nastawić na prąd co 
najwyżej I

n max 

= 1,1 I

= 1,1 

 79 

 87 A i który 

 tak nastawiony 

 na pewno 

zadziała przy prądzie przeciążeniowym I

= 1,15 

 87 

 100 A 

 
                                            I

Z

 I

n max      

                I

Z

 87 A 

 

                      1,45 I

Z

 1,1

 1,15 I

n                      

1,45 I

Z

 100              I

Z

 

45

,

1

100

 = 69 A 

            jest wymagany przewód 25 mm

2

 o obciążalności długotrwałej I

Z

= 110 A; 

d)  ze względu na nagrzewanie prądem zwarciowym; bezpiecznik gG 160 A I

2

wyłączania 185 000 A

2

 s (tabl. 1), wobec czego wymagany przekrój przewodu 

 

                      

                       s 

 

1

1

2

t

I

k

1

185000

115

1

= 3,7 mm

2

tzn. co najmniej 4 mm

2

 

e)  ze względu na dopuszczalny spadek napięcia wywołany obliczeniowym prądem 

szczytowym (3% w obwodzie zasilającym odbiorniki siłowe i grzejne) przy 
uwzględnieniu konduktywności miedzi „na gorąco” (mniejszej w stosunku 1,25): 

 
 

            s 

 100 

U

U

l

I

%

cos

3

= 100 

11

400

3

25

,

1

58

88

,

0

50

79

3

 mm

2

, tzn. co najmniej 16 mm

2

 

 
  

Wniosek:

 Rozstrzygające jest wymaganie c); należy zastosować przewód o przekroju     

25 mm

2

. Obliczenia powyższe dotyczą przewodów fazowych L1, L2, L3; do samego silnika 

nie potrzeba doprowadzać przewodu N (może on być potrzebny w rozdzielnicy do zasilania 
obwodu sterowania). Przewód ochronny PE, stanowiący żyłę przewodu wielożyłowego (tabl. 
4.3), powinna mieć przekrój nie mniejszy niż 16 mm

2

. Potrzebny jest, zatem kabel 

czterożyłowy YKY 4 

 25 mm

2

 lub 3 

 25 + 16 mm

2

 ułożony po wierzchu, o obciążalności 

długotrwałej I

Z

 = 110 A. 

 
    
 

background image

DOBÓR PRZEKROJU PRZEWODÓW 

10 

Przykład 3.

 Dobrać przekrój miedzianego przewodu kabelkowego lub kabla układanego po 

wierzchu w hali przemysłowej do zasilania trójfazowego pieca rezystancyjnego o danych: U

= 400 V, P

= 55 kW, I

= 80 A. Wyposażenie aparatowe obwodu jest następujące: 

bezpieczniki stacyjne z wkładkami WTN00 100 oraz  stycznik LS 107.długość obwodu 
wynosi 50 m. 
 
 
 
Potrzebny jest przewód o przekroju nie mniejszym niż:  

a)  ze względu na wytrzymałość mechaniczną (tabl. 1)  s 

 1 mm

2

b)  ze względu na nagrzewanie prądem roboczym I

= 80 A jest potrzebny przewód o 

przekroju 16 mm

2

, o obciążalności długotrwałej (tabl. 2) I

Z

= 84 A; 

c)  ze względu na nagrzewanie prądem przeciążeniowym; zabezpieczeniem 

przeciążeniowym jest bezpiecznik, który na pewno wyłączy prąd co najmniej równy 
górnemu prądowi probierczemu I

= 1,6 

 100 = 160 A 

 
                                          I

Z

 I

n  

           I

Z

 100 A 

 

                     1,45 I

Z

 1,6 I

nb                        

I

Z

 

nb

I

45

,

1

6

,

1

=

100

45

,

1

6

,

1

= 110 A 

       jest wymagany przewód 25 mm

2

 o obciążalności długotrwałej I

Z

= 110; 

d)  ze względu na nagrzewanie prądem zwarciowym; bezpiecznik gG 100 A ma I

2

wyłączania 64 000 A

2

 s (tabl. 1), wobec czego wymagany przekrój przewodu 

 

                s 

 

1

1

2

t

I

k

1

64000

115

1

= 2,2 mm

2

,      tzn. co najmniej 2,5 mm

2

 

e)  ze względu na dopuszczalny spadek napięcia (3% w obwodzie zasilającym odbiorniki 

siłowe i grzejne) przy uwzględnieniu konduktywności miedzi „na gorąco” (mniejszej 
w stosunku 1,25); 

 
 

     s 

 100

U

U

l

I

%

cos

3

=100

4

,

12

400

3

25

,

1

58

1

50

80

3

 mm

2

, tzn. co najmniej 16 mm

2

 

Wnioski:

 Rozstrzygające jest wymaganie c); należy zastosować przewód o przekroju 25 

mm

2

. Przykład ten dowodzi jak wymagającym zabezpieczeniem przeciążeniowym jest 

bezpiecznik. Przewód, którego jednym zabezpieczeniem nadprądowym jest bezpiecznik, 
nie odczuwa cieplnych skutków zwarcia (w tym przykładzie wystarczyłby przewód 2,5 
mm

2

), ale jest poważnie narażony na przegrzanie w razie przeciążenia. Obliczenia 

powyższe dotyczą przewodów fazowych L1, L2, L3; piec może wymagać doprowadzenia 
przewodu N o takim samym przekroju, by umożliwić załączenie tylko niektórych 
elementów grzejnych. Przewód ochronny PE stanowiący żyłę przewodu wielożyłowego 
(tabl. 4.3) powinien mieć przekrój nie mniejszy niż 16 mm

2

. Potrzebny jest zatem kabel 

pięciożyłowy YKY 5 

 25 mm

2

 albo 4 

 25+16 mm

2

 ułożony po wierzchu, o 

obciążalności długotrwałej I

Z

= 110 A. 

 

background image

DOBÓR PRZEKROJU PRZEWODÓW 

11 

Przykład 4.

 Silnik z przykładu 2 ma być zasilany osobną linią napowietrzną o długości 

150 m, o przewodach aluminiowych gołych o konduktywności 33 (

m

 )

1

 spadek 

napięcia podczas znamionowego obciążenia silnika nie powinien przekraczać 5%, a 
podczas rozruchu 

 15%. Dobrać przekrój przewodów. 

 
Ze względu na wytrzymałość mechaniczną (tabl. 1) wymagany jest przewód AL. O 
przekroju, co najmniej 25 mm

2

. Ma on wystarczającą obciążalność długotrwałą  

I

Z

= 140 A (tabl. 3). Sprawą zasadniczą jest przekrój wymagany ze względu na 

dopuszczalny spadek napięcia. Linia napowietrzna o przewodach gołych ma znaczną 
reaktancję (0,35 m

/m), na której składowa bierna prądu (I

 sin

) wywołuje spadek 

napięcia 

3

 I

 X

 sin

. To bardzo ważne, bo w czasie rozruchu silnik pobiera znaczny 

prąd przy małym współczynniku mocy (dużej składowej biernej prądu I

 sin

). 

Przekrój wymagany ze względu na dopuszczalny spadek napięcia przy znamionowym 
obciążeniu silnika: I = 76 A, cos

= 0,88  (tg

= 0,54):                                                         

 

 s 

 

tg

X

l

I

U

U

L

3

%

10

cos

3

100

1

=      

=

54

,

0

10

35

,

0

88

,

0

150

79

3

100

400

5

33

1

3

= 33 mm

2

 

 
Przekrój wymagany ze względu na dopuszczalny spadek napięcia przy rozruchu silnika    
I = 6

 79 = 470 A,  cos

= 0,40      (tg

= 2,29): 

 
 

 

tg

X

l

I

U

U

L

3

%

10

cos

3

100

1

=

29

,

2

10

35

,

0

40

,

0

150

79

6

3

100

400

15

1

3

=73 mm

2

 

 

                                                                                                                   
Tablica 3 

Obciążalność długotrwała I

Z

 gołych aluminiowych przewodów linii napowietrznej 

wg [28] 
 

Przekrój 

mm

2

 

16 

25 

35 

50 

70 

95 

I

Z

 

110 

140 

175 

220 

275 

340 

 
 

Wnioski.

 Z powyższych uproszczonych obliczeń wynika, że wszystkie stawiane 

wymagania jest w stanie spełnić linia o przewodach AL. 4 

 95 mm

2

. Metodą kolejnych 

przybliżeń należałoby ostatnie obliczenie powtarzać , wstawiając mniejszą, 

background image

DOBÓR PRZEKROJU PRZEWODÓW 

12 

proporcjonalną do poziomu napięcia na zaciskach silnika, wartość prądu rozruchowego. 
Okazałoby się, że wystarczą przewody AL. 4 

 70 mm

2

Jeśli podczas rozruchu dopuszcza się na zaciskach silnika obniżenie napięcia np. o 15% 
(do poziomu ok. 0,85 napięcia znamionowego, co daje zmniejszenie  prądu rozruchowego 
do wartości 0,85

 6 

 79 = 403 A)., to dopuszcza się tym samym zmniejszenie momentu 

rozruchowego o 28% (do poziomu 0,85

2

 = 0,72 momentu rozruchowego przy napięciu 

znamionowym), co nie zawsze można akceptować. Gdyby jednak zmniejszyć 
dopuszczalny przy rozruchu spadek napięcia, wtedy przekrój przewodów, jaki należałoby 
zastosować, zaczyna zwiększać się do wartości absurdalnych: 
 
 

Przy 

%

U

= 13%  s 

 119 mm

2

 

Przy 

%

U

 = 12%  s 

 175 mm

2

 

Przy 

%

U

= 11%  s 

 330 mm

2

 

 Przy 

 

%

U

= 10%  s 

 2900 mm

2

 

 
Wreszcie wynikiem obliczenia jest wartość ujemna przekroju, co oznacza, iż spadek 
napięcia na samej reaktancji linii 

 praktycznie nie zmienny mimo zwiększenia przekroju 

(

3

 I 

 X 

 cos

 jest większy niż wartość uznana za dopuszczalną. Mógłby go 

skompensować fikcyjny przewód o ujemnej rezystancji 

 tak należy rozumieć ujemny 

wynik obliczeń. 
Podobnych komplikacji ze spadkiem napięcia przy rozruchu silnika nie ma w obwodzie o 
niedużej reaktancji. Gdyby linię napowietrzną, o którą chodzi, wykonać wielożyłowym 
przewodem izolowanym (patrz p. 5.6), jej reaktancja zmniejszyłaby się do około 0,15 
m

/m (Dodatek A) i obliczenia dałyby następujące wyniki: 

Przekrój wymagany ze względu na dopuszczalny spadek napięcia przy znamionowym 
obciążeniu silnika  
 
 

                s 

 

54

,

0

10

15

,

0

88

,

0

150

79

3

100

400

5

33

1

3

 = 30 mm

2

 

 
Przekrój wymagany ze względu na dopuszczalny spadek napięcia przy rozruchu silnika  
 
 

                 s 

29

,

2

10

15

,

0

40

,

0

150

79

6

3

100

400

15

33

1

3

= 35 mm

2

 

 
Przekrój 35 mm

2

 jest wystarczający, gdyż spełnia wszystkie spełniane wymagania