Grundsätze der Berechnung des sicheren Stroms und der Belastung für allgemeine Leitungen

In Stromnetzen und Verteilungssystemen fungieren Leitungen als komplizierte Fäden, die das Netz miteinander verweben. Drähte erleichtern den Stromkreisanschluss und die Stromversorgung. Um das Grundkonzept zu erklären: „Drähte“ beziehen sich auf Leiter, die elektrische Energie übertragen. Die von uns üblicherweise verwendeten Drähte sind isolierte Leiter. Bei Höhen- und Hochspannungskabeln für den Außenbereich handelt es sich jedoch im Allgemeinen um blanke Leiter, wobei in bestimmten Szenarien spezielle Typen wie elektromagnetische Drähte zum Einsatz kommen.

Kabelspezifikationen für verschiedene Szenarien

Basierend auf der Widerstandsleistung und dem Material werden Drahtleiter in Aluminium, Legierung, Kupfer usw. eingeteilt, wobei Kupfer am häufigsten vorkommt. Gleichzeitig werden sie je nach Form und Anwendung in Massivleiter, Litzendrähte, verdrillte Paare, geflochtene Kabel, Sammelschienen und andere Formen eingeteilt.

Dieser Artikel enthält eine detaillierte Analyse, die drei Aspekte abdeckt: gängige Kabeltypen, sichere Stromberechnungen und Belastbarkeit. Ziel ist es, Referenzen und Hilfe bei der täglichen Kabelauswahl bereitzustellen.

I. Leitungstypen und gängige Drahtvarianten

Je nach Betriebsumgebung und Belastung können Leitungen in drei Kategorien eingeteilt werden:

• Kategorie 1: Serviceleitungen.​ Diese beziehen sich auf Strom für Privathaushalte oder allgemeine gewerbliche/industrielle Zwecke. Die Leiterquerschnittsfläche (CSA) beträgt typischerweiseunter 16 mm².

• Kategorie 2: Verteilungsleitungen.​ Diese Leitungen senken die Spannung von 10 kV in Umspannwerken auf 380 V und führen zum Hauptverteiler der Niederspannungsverbraucher. Der Leiter-CSA für diesen Abschnitt liegt normalerweise im Bereich von16 mm² bis 240 mm².

• Kategorie 3: Übertragungsleitungen.​ Diese Leitungen übertragen Strom von Kraftwerken (nach der Spannungserhöhung) zu Hochspannungsschaltstationen zur Zuweisung von Netzressourcen. In städtischen Gebieten werden Erdkabelkanäle bevorzugt, während in Dörfern und Städten Freileitungen zum Einsatz kommen. Der Dirigent CSA reicht von120 mm² bis 300 mm².

Häufig verwendete Kabelspezifikationen sind:1 mm², 2,5 mm², 4 mm², 6 mm², 10 mm² und 16 mm². Bei der verdeckten Verkabelung wird typischerweise ein massiver Kupferdraht mit PVC-Ummantelung verwendet, während bei freiliegenden Installationen im Freien häufig isolierte ummantelte Kabel verwendet werden, um die Sicherheitsanforderungen zu erfüllen.

(Bildunterschrift: Fünf Spezifikationen von ummantelten Kabeln)

II. Sichere Strom- und Lastberechnung für gemeinsame Drähte

(A) Regeln für die sichere Stromberechnung

Die sichere Strombelastbarkeit (Amperekapazität) bezieht sich auf den maximalen Laststrom, dem eine Leitung unter normalen Bedingungen standhalten kann. In Lehrbüchern der Elektrotechnik wird traditionell die folgende Gedächtnisstütze zur Schätzung des sicheren Stroms gelehrt:

1. „Unter 10, multipliziere mit 5“​ (Für Größen unter 10 mm² mit 5 multiplizieren).

2. „Über 100, mit 2 multiplizieren“​ (Für Größen über 100 mm² mit 2 multiplizieren).

3. „25 und 35, die Grenze ist 4 und 3“​ (Multiplizieren Sie 25 mm² mit 4 und 35 mm² mit 3).

4. „70 und 95, zweieinhalb Mal“​ (Für 70 mm² und 95 mm² mit 2,5 multiplizieren).

5. „Leitung und Temperatur, 80 % oder 90 %“​ (Berücksichtigung der Umweltauswirkungen: 80 % Rabatt für die Installation von Leitungen; 90 % Rabatt, wenn die Umgebungstemperatur den Standardwert von 20 °C überschreitet).

6. „Upgrade-Berechnung für Kupfer“​ (Dieser Merksatz gilt für Aluminiumdraht. Bei der Berechnung für Kupfer erhöhen Sie eine Stufe basierend auf der entsprechenden Aluminiumgröße. Behandeln Sie beispielsweise 2,5 mm² Kupfer wie 4 mm² Aluminium.)

7. „Blankdraht, die Hälfte hinzufügen“​ (Fügen Sie 50 % zum berechneten sicheren Stromwert für blanke Leiter hinzu.)

(Bildunterschrift: Fünf Stränge aus massivem Leiter)

(B) Berechnung des sicheren Stroms und der sicheren Last anhand der Drahtgröße

Aus der obigen Gedächtnisstütze können wir erkennen, dass sich die berechneten Werte je nach Querschnittsfläche, Umgebung und Temperatur ändern. Unter Verwendung der Standard-Leistungs-Strom-Verhältnisse – ungefähr4,5 A pro kW bei 220 V, Und2,5 A pro kW bei 380 V—Wir analysieren den sicheren Strom und die Belastbarkeit bei 220 V für verschiedene Drahtgrößen.