Cableado y Dimensionado de Conductores
42.1 Introducción al Cableado
El cableado es un elemento fundamental en cualquier instalación eléctrica o solar. Un correcto dimensionado de los conductores es esencial para garantizar la seguridad, minimizar las pérdidas de energía y asegurar el correcto funcionamiento de la instalación durante toda su vida útil.
Un cableado sobredimensionado incrementa el coste de la instalación, mientras que un cableado subdimensionado puede provocar sobrecalentamientos, caídas de tensión excesivas e incluso incendios.
42.2 Tipos de Conductores
| Tipo | Material | Aplicación | Tensión máxima |
|---|---|---|---|
| Unipolar rígido | Cobre | Instalaciones fijas | 450/750V |
| Unipolar flexible | Cobre | Instalaciones móviles | 450/750V |
| Multipolar | Cobre | Conexiones equipos | 300/500V |
| Cable solar | Cobre estañado | Instalaciones FV | DC 1500V |
| Cable subterráneo | Cobre/Aluminio | Enterramientos | 0.6/1kV |
42.3 Secciones Normalizadas
| Sección (mm²) | Diámetro (mm) | Intensidad máxima (A) | Aplicación típica |
|---|---|---|---|
| 1.5 | 1.38 | 15-17 | Iluminación |
| 2.5 | 1.78 | 20-24 | Enchufes |
| 4 | 2.25 | 25-32 | Cocinas, calefacción |
| 6 | 2.76 | 32-41 | Aire acondicionado |
| 10 | 3.57 | 40-57 | General |
| 16 | 4.51 | 53-76 | General |
| 25 | 5.64 | 70-101 | General |
| 35 | 6.68 | 87-125 | General |
| 50 | 7.98 | 105-155 | General |
| 70 | 9.44 | 135-198 | General |
| 95 | 11.0 | 165-238 | General |
| 120 | 12.36 | 190-276 | General |
| 150 | 13.82 | 220-319 | General |
| 185 | 15.35 | 252-366 | General |
| 240 | 17.48 | 296-430 | General |
42.4 Criterios de Dimensionado
El dimensionado de conductores debe cumplir dos criterios fundamentales:
- Capacidad de corriente (Iz): El cable debe soportar la intensidad máxima sin sobrecalentarse
- Caída de tensión (ΔU): La caída de tensión no debe superar los límites normativos
Sección = Máx (Sección por Iz, Sección por ΔU)
Además:
- Sección mínima reglamentaria según aplicación
- Coordinación con protecciones
42.5 Dimensionado por Capacidad de Corriente
Iz ≥ Ib × Factores de corrección
Donde:
Iz = Capacidad de corriente del cable
Ib = Intensidad de diseño (intensidad que circulará)
Factores de corrección:
- Temperatura ambiente (k1)
- Modo de instalación (k2)
- Agrupamiento de cables (k3)
Ejemplo:
Ib = 20A
k1 = 0.94 (temperatura 35°C)
k2 = 0.80 (tubo en pared)
k3 = 0.70 (3 cables agrupados)
Iz ≥ 20 / (0.94 × 0.80 × 0.70) = 20 / 0.5264 = 38A
Sección necesaria: 6 mm² (Iz = 41A)
42.6 Factores de Corrección
| Temperatura (°C) | k1 (Aire) | k1 (Tubo) |
|---|---|---|
| 25 | 1.00 | 1.00 |
| 30 | 0.94 | 0.94 |
| 35 | 0.88 | 0.88 |
| 40 | 0.81 | 0.81 |
| 45 | 0.74 | 0.74 |
| 50 | 0.67 | 0.67 |
| Modo instalación | k2 |
|---|---|
| Cable en aire | 1.00 |
| Cable en tubo empotrado | 0.80 |
| Cable en bandeja | 0.87 |
| Cable enterrado | 0.80-1.00 |
42.7 Dimensionado por Caída de Tensión
ΔU = 2 × L × I × (R·cosφ + X·senφ) / 1000
Simplificado: ΔU = 2 × L × I × R / 1000
Trifásico:
ΔU = √3 × L × I × (R·cosφ + X·senφ) / 1000
Simplificado: ΔU = √3 × L × I × R / 1000
Donde:
ΔU = Caída de tensión (V)
L = Longitud del cable (m)
I = Intensidad (A)
R = Resistencia del cable (Ω/km)
cosφ = Factor de potencia
Límites normativos:
- Alumbrado: 3% (origen BT)
- Otros usos: 5% (origen BT)
- Motores arranque: 15% (origen BT)
42.8 Resistencia de Conductores
| Sección (mm²) | R cobre (Ω/km) | R aluminio (Ω/km) |
|---|---|---|
| 1.5 | 12.1 | 20.6 |
| 2.5 | 7.41 | 12.1 |
| 4 | 4.61 | 7.41 |
| 6 | 3.08 | 4.61 |
| 10 | 1.83 | 3.08 |
| 16 | 1.15 | 1.83 |
| 25 | 0.727 | 1.15 |
| 35 | 0.524 | 0.727 |
| 50 | 0.387 | 0.524 |
| 70 | 0.268 | 0.387 |
| 95 | 0.193 | 0.268 |
| 120 | 0.153 | 0.206 |
| 150 | 0.124 | 0.165 |
42.9 Códigos de Colores
| Función | Color | Identificación |
|---|---|---|
| Neutro | Azul | N |
| Protección (tierra) | Verde-amarillo | PE |
| Fase 1 (monofásico) | Marrón | L1 |
| Fase 1 (trifásico) | Marrón | L1 |
| Fase 2 (trifásico) | Negro | L2 |
| Fase 3 (trifásico) | Gris | L3 |
42.10 Tipos de Aislamiento
| Tipo | Temperatura máx | Aplicación |
|---|---|---|
| PVC | 70°C | Instalaciones generales |
| XLPE | 90°C | Instalaciones industriales |
| EPR | 90°C | Instalaciones industriales |
| Silicona | 180°C | Altas temperaturas |
| LSZH | 90°C | Lugares públicos |
42.11 Cableado Solar DC
El cableado solar DC requiere características específicas:
- Cable solar H1Z2Z2-K:
- Conductor: Cobre estañado clase 5
- Aislamiento: XLPE
- Cubierta: LSZH (Low Smoke Zero Halogen)
- Tensión: DC 1500V
- Temperatura: -40°C a +90°C
- Resistente a UV y ozono
- Secciones típicas: 4, 6, 10, 16, 25, 35 mm²
- Conectores: MC4 o equivalentes
42.12 Ejemplo de Dimensionado
Datos:
- Tensión: 230V
- Intensidad: 16A
- Longitud: 25m
- Instalación: Tubo empotrado
- Temperatura: 35°C
- Agrupamiento: 3 cables
Por capacidad de corriente:
Factores: k1=0.88, k2=0.80, k3=0.70
Iz ≥ 16 / (0.88 × 0.80 × 0.70) = 16 / 0.4928 = 32.5A
Sección: 4 mm² (Iz = 32A) - NO suficiente
Sección: 6 mm² (Iz = 41A) - SÍ suficiente
Por caída de tensión:
ΔU máx = 5% × 230 = 11.5V
ΔU = 2 × 25 × 16 × 3.08 / 1000 = 2.46V
ΔU% = 2.46/230 × 100 = 1.07% ✓
Sección final: 6 mm²
42.13 Ejemplo de Dimensionado Solar
Datos:
- 10 paneles en serie
- Voc panel: 45V
- Isc panel: 10A
- Voc string: 450V DC
- Isc string: 10A
- Longitud: 30m
- Temperatura: 40°C
Por capacidad de corriente:
Iz ≥ 1.25 × 10 = 12.5A
Sección: 4 mm² (Iz = 30A en aire) ✓
Por caída de tensión:
ΔU máx = 1% × 450 = 4.5V
ΔU = 2 × 30 × 10 × 4.61 / 1000 = 2.77V
ΔU% = 2.77/450 × 100 = 0.62% ✓
Sección final: 4 mm² (cable solar H1Z2Z2-K)
42.14 Normativa Aplicable
| Norma | Ámbito | Contenido |
|---|---|---|
| IEC 60228 | Conductores | Conductores de cables |
| IEC 60502 | Cables energía | Cables aislados |
| IEC 62930 | Cables solares | Cables para FV |
| REBT | Instalaciones BT | Dimensionado |
42.15 Recomendaciones Solener
Cableado DC solar:
- Utilizar cable solar H1Z2Z2-K
- Sección mínima 4 mm²
- Cobre estañado clase 5
- Aislamiento XLPE
- Cubierta LSZH
Cableado AC:
- Dimensionar por capacidad de corriente
- Verificar caída de tensión
- Respetar secciones mínimas reglamentarias
- Utilizar códigos de colores normalizados
Instalación:
- Aplicar factores de corrección
- Respetar distancias mínimas
- Utilizar conectores adecuados
- Respetar radios de curvatura
Seguridad:
- Coordinación con protecciones
- Verificar aislamiento
- Realizar pruebas de aislamiento
- Documentar la instalación
42.1 Introduction au Câblage
Le câblage est un élément fondamental dans toute installation électrique ou solaire. Un dimensionnement correct des conducteurs est essentiel pour garantir la sécurité, minimiser les pertes d'énergie et assurer le bon fonctionnement de l'installation pendant toute sa durée de vie.
Un câblage surdimensionné augmente le coût de l'installation, tandis qu'un câblage sous-dimensionné peut provoquer des surchauffes, des chutes de tension excessives et même des incendies.
42.2 Types de Conducteurs
| Type | Matériau | Application | Tension max |
|---|---|---|---|
| Unipolaire rigide | Cuivre | Installations fixes | 450/750V |
| Unipolaire flexible | Cuivre | Installations mobiles | 450/750V |
| Multipolaire | Cuivre | Connexions équipements | 300/500V |
| Câble solaire | Cuivre étamé | Installations PV | DC 1500V |
| Câble souterrain | Cuivre/Aluminium | Enterrements | 0.6/1kV |
42.3 Sections Normalisées
| Section (mm²) | Diamètre (mm) | Intensité max (A) | Application typique |
|---|---|---|---|
| 1.5 | 1.38 | 15-17 | Éclairage |
| 2.5 | 1.78 | 20-24 | Prises |
| 4 | 2.25 | 25-32 | Cuisines, chauffage |
| 6 | 2.76 | 32-41 | Climatisation |
| 10 | 3.57 | 40-57 | Général |
| 16 | 4.51 | 53-76 | Général |
| 25 | 5.64 | 70-101 | Général |
| 35 | 6.68 | 87-125 | Général |
| 50 | 7.98 | 105-155 | Général |
| 70 | 9.44 | 135-198 | Général |
| 95 | 11.0 | 165-238 | Général |
| 120 | 12.36 | 190-276 | Général |
| 150 | 13.82 | 220-319 | Général |
| 185 | 15.35 | 252-366 | Général |
| 240 | 17.48 | 296-430 | Général |
42.4 Critères de Dimensionnement
Le dimensionnement des conducteurs doit respecter deux critères fondamentaux:
- Capacité de courant (Iz): Le câble doit supporter l'intensité maximale sans surchauffer
- Chute de tension (ΔU): La chute de tension ne doit pas dépasser les limites normatives
Section = Max (Section par Iz, Section par ΔU)
De plus:
- Section minimale réglementaire selon application
- Coordination avec protections
42.5 Dimensionnement par Capacité de Courant
Iz ≥ Ib × Facteurs de correction
Où:
Iz = Capacité de courant du câble
Ib = Intensité de conception
Facteurs de correction:
- Température ambiante (k1)
- Mode d'installation (k2)
- Regroupement de câbles (k3)
Exemple:
Ib = 20A
k1 = 0.94 (température 35°C)
k2 = 0.80 (tube dans mur)
k3 = 0.70 (3 câbles regroupés)
Iz ≥ 20 / (0.94 × 0.80 × 0.70) = 20 / 0.5264 = 38A
Section nécessaire: 6 mm² (Iz = 41A)
42.6 Facteurs de Correction
| Température (°C) | k1 (Air) | k1 (Tube) |
|---|---|---|
| 25 | 1.00 | 1.00 |
| 30 | 0.94 | 0.94 |
| 35 | 0.88 | 0.88 |
| 40 | 0.81 | 0.81 |
| 45 | 0.74 | 0.74 |
| 50 | 0.67 | 0.67 |
| Mode installation | k2 |
|---|---|
| Câble dans l'air | 1.00 |
| Câble dans tube encastré | 0.80 |
| Câble dans chemin de câbles | 0.87 |
| Câble enterré | 0.80-1.00 |
42.7 Dimensionnement par Chute de Tension
ΔU = 2 × L × I × (R·cosφ + X·senφ) / 1000
Simplifié: ΔU = 2 × L × I × R / 1000
Triphasé:
ΔU = √3 × L × I × (R·cosφ + X·senφ) / 1000
Simplifié: ΔU = √3 × L × I × R / 1000
Où:
ΔU = Chute de tension (V)
L = Longueur du câble (m)
I = Intensité (A)
R = Résistance du câble (Ω/km)
cosφ = Facteur de puissance
Limites normatives:
- Éclairage: 3% (origine BT)
- Autres usages: 5% (origine BT)
- Démarrage moteurs: 15% (origine BT)
42.8 Résistance des Conducteurs
| Section (mm²) | R cuivre (Ω/km) | R aluminium (Ω/km) |
|---|---|---|
| 1.5 | 12.1 | 20.6 |
| 2.5 | 7.41 | 12.1 |
| 4 | 4.61 | 7.41 |
| 6 | 3.08 | 4.61 |
| 10 | 1.83 | 3.08 |
| 16 | 1.15 | 1.83 |
| 25 | 0.727 | 1.15 |
| 35 | 0.524 | 0.727 |
| 50 | 0.387 | 0.524 |
| 70 | 0.268 | 0.387 |
| 95 | 0.193 | 0.268 |
| 120 | 0.153 | 0.206 |
| 150 | 0.124 | 0.165 |
42.9 Codes de Couleurs
| Fonction | Couleur | Identification |
|---|---|---|
| Neutre | Bleu | N |
| Protection (terre) | Vert-jaune | PE |
| Phase 1 (monophasé) | Marron | L1 |
| Phase 1 (triphasé) | Marron | L1 |
| Phase 2 (triphasé) | Noir | L2 |
| Phase 3 (triphasé) | Gris | L3 |
42.10 Types d'Isolation
| Type | Température max | Application |
|---|---|---|
| PVC | 70°C | Installations générales |
| XLPE | 90°C | Installations industrielles |
| EPR | 90°C | Installations industrielles |
| Silicone | 180°C | Hautes températures |
| LSZH | 90°C | Lieux publics |
42.11 Câblage Solaire DC
Le câblage solaire DC requiert des caractéristiques spécifiques:
- Câble solaire H1Z2Z2-K:
- Conducteur: Cuivre étamé classe 5
- Isolation: XLPE
- Gaine: LSZH (Low Smoke Zero Halogen)
- Tension: DC 1500V
- Température: -40°C à +90°C
- Résistant aux UV et ozone
- Sections typiques: 4, 6, 10, 16, 25, 35 mm²
- Connecteurs: MC4 ou équivalents
42.12 Exemple de Dimensionnement
Données:
- Tension: 230V
- Intensité: 16A
- Longueur: 25m
- Installation: Tube encastré
- Température: 35°C
- Regroupement: 3 câbles
Par capacité de courant:
Facteurs: k1=0.88, k2=0.80, k3=0.70
Iz ≥ 16 / (0.88 × 0.80 × 0.70) = 16 / 0.4928 = 32.5A
Section: 4 mm² (Iz = 32A) - NON suffisant
Section: 6 mm² (Iz = 41A) - OUI suffisant
Par chute de tension:
ΔU max = 5% × 230 = 11.5V
ΔU = 2 × 25 × 16 × 3.08 / 1000 = 2.46V
ΔU% = 2.46/230 × 100 = 1.07% ✓
Section finale: 6 mm²
42.13 Exemple de Dimensionnement Solaire
Données:
- 10 panneaux en série
- Voc panneau: 45V
- Isc panneau: 10A
- Voc string: 450V DC
- Isc string: 10A
- Longueur: 30m
- Température: 40°C
Par capacité de courant:
Iz ≥ 1.25 × 10 = 12.5A
Section: 4 mm² (Iz = 30A dans l'air) ✓
Par chute de tension:
ΔU max = 1% × 450 = 4.5V
ΔU = 2 × 30 × 10 × 4.61 / 1000 = 2.77V
ΔU% = 2.77/450 × 100 = 0.62% ✓
Section finale: 4 mm² (câble solaire H1Z2Z2-K)
42.14 Normative Applicable
| Norme | Domaine | Contenu |
|---|---|---|
| IEC 60228 | Conducteurs | Conducteurs de câbles |
| IEC 60502 | Câbles énergie | Câbles isolés |
| IEC 62930 | Câbles solaires | Câbles pour PV |
| REBT | Installations BT | Dimensionnement |
42.15 Recommandations Solener
Câblage DC solaire:
- Utiliser câble solaire H1Z2Z2-K
- Section minimale 4 mm²
- Cuivre étamé classe 5
- Isolation XLPE
- Gaine LSZH
Câblage AC:
- Dimensionner par capacité de courant
- Vérifier chute de tension
- Respecter sections minimales réglementaires
- Utiliser codes de couleurs normalisés
Installation:
- Appliquer facteurs de correction
- Respecter distances minimales
- Utiliser connecteurs adaptés
- Respecter rayons de courbure
Sécurité:
- Coordination avec protections
- Vérifier isolation
- Réaliser essais d'isolement
- Documenter l'installation
42.1 Introduction to Wiring
Wiring is a fundamental element in any electrical or solar installation. Correct conductor sizing is essential to guarantee safety, minimize energy losses, and ensure the correct operation of the installation throughout its useful life.
Oversized wiring increases the installation cost, while undersized wiring can cause overheating, excessive voltage drops, and even fires.
42.2 Types of Conductors
| Type | Material | Application | Max voltage |
|---|---|---|---|
| Single-core rigid | Copper | Fixed installations | 450/750V |
| Single-core flexible | Copper | Mobile installations | 450/750V |
| Multi-core | Copper | Equipment connections | 300/500V |
| Solar cable | Tinned copper | PV installations | DC 1500V |
| Underground cable | Copper/Aluminum | Burials | 0.6/1kV |
42.3 Standardized Sections
| Section (mm²) | Diameter (mm) | Max current (A) | Typical application |
|---|---|---|---|
| 1.5 | 1.38 | 15-17 | Lighting |
| 2.5 | 1.78 | 20-24 | Sockets |
| 4 | 2.25 | 25-32 | Kitchens, heating |
| 6 | 2.76 | 32-41 | Air conditioning |
| 10 | 3.57 | 40-57 | General |
| 16 | 4.51 | 53-76 | General |
| 25 | 5.64 | 70-101 | General |
| 35 | 6.68 | 87-125 | General |
| 50 | 7.98 | 105-155 | General |
| 70 | 9.44 | 135-198 | General |
| 95 | 11.0 | 165-238 | General |
| 120 | 12.36 | 190-276 | General |
| 150 | 13.82 | 220-319 | General |
| 185 | 15.35 | 252-366 | General |
| 240 | 17.48 | 296-430 | General |
42.4 Sizing Criteria
Conductor sizing must meet two fundamental criteria:
- Current capacity (Iz): The cable must withstand the maximum current without overheating
- Voltage drop (ΔU): The voltage drop must not exceed regulatory limits
Section = Max (Section by Iz, Section by ΔU)
Additionally:
- Minimum regulatory section according to application
- Coordination with protections
42.5 Sizing by Current Capacity
Iz ≥ Ib × Correction factors
Where:
Iz = Cable current capacity
Ib = Design current
Correction factors:
- Ambient temperature (k1)
- Installation mode (k2)
- Cable grouping (k3)
Example:
Ib = 20A
k1 = 0.94 (temperature 35°C)
k2 = 0.80 (tube in wall)
k3 = 0.70 (3 grouped cables)
Iz ≥ 20 / (0.94 × 0.80 × 0.70) = 20 / 0.5264 = 38A
Required section: 6 mm² (Iz = 41A)
42.6 Correction Factors
| Temperature (°C) | k1 (Air) | k1 (Tube) |
|---|---|---|
| 25 | 1.00 | 1.00 |
| 30 | 0.94 | 0.94 |
| 35 | 0.88 | 0.88 |
| 40 | 0.81 | 0.81 |
| 45 | 0.74 | 0.74 |
| 50 | 0.67 | 0.67 |
| Installation mode | k2 |
|---|---|
| Cable in air | 1.00 |
| Cable in embedded tube | 0.80 |
| Cable in tray | 0.87 |
| Buried cable | 0.80-1.00 |
42.7 Sizing by Voltage Drop
ΔU = 2 × L × I × (R·cosφ + X·senφ) / 1000
Simplified: ΔU = 2 × L × I × R / 1000
Three-phase:
ΔU = √3 × L × I × (R·cosφ + X·senφ) / 1000
Simplified: ΔU = √3 × L × I × R / 1000
Where:
ΔU = Voltage drop (V)
L = Cable length (m)
I = Current (A)
R = Cable resistance (Ω/km)
cosφ = Power factor
Regulatory limits:
- Lighting: 3% (LV origin)
- Other uses: 5% (LV origin)
- Motor starting: 15% (LV origin)
42.8 Conductor Resistance
| Section (mm²) | Copper R (Ω/km) | Aluminum R (Ω/km) |
|---|---|---|
| 1.5 | 12.1 | 20.6 |
| 2.5 | 7.41 | 12.1 |
| 4 | 4.61 | 7.41 |
| 6 | 3.08 | 4.61 |
| 10 | 1.83 | 3.08 |
| 16 | 1.15 | 1.83 |
| 25 | 0.727 | 1.15 |
| 35 | 0.524 | 0.727 |
| 50 | 0.387 | 0.524 |
| 70 | 0.268 | 0.387 |
| 95 | 0.193 | 0.268 |
| 120 | 0.153 | 0.206 |
| 150 | 0.124 | 0.165 |
42.9 Color Codes
| Function | Color | Identification |
|---|---|---|
| Neutral | Blue | N |
| Protection (ground) | Green-yellow | PE |
| Phase 1 (single-phase) | Brown | L1 |
| Phase 1 (three-phase) | Brown | L1 |
| Phase 2 (three-phase) | Black | L2 |
| Phase 3 (three-phase) | Gray | L3 |
42.10 Insulation Types
| Type | Max temperature | Application |
|---|---|---|
| PVC | 70°C | General installations |
| XLPE | 90°C | Industrial installations |
| EPR | 90°C | Industrial installations |
| Silicone | 180°C | High temperatures |
| LSZH | 90°C | Public places |
42.11 DC Solar Wiring
DC solar wiring requires specific characteristics:
- H1Z2Z2-K solar cable:
- Conductor: Tinned copper class 5
- Insulation: XLPE
- Sheath: LSZH (Low Smoke Zero Halogen)
- Voltage: DC 1500V
- Temperature: -40°C to +90°C
- UV and ozone resistant
- Typical sections: 4, 6, 10, 16, 25, 35 mm²
- Connectors: MC4 or equivalents
42.12 Sizing Example
Data:
- Voltage: 230V
- Current: 16A
- Length: 25m
- Installation: Embedded tube
- Temperature: 35°C
- Grouping: 3 cables
By current capacity:
Factors: k1=0.88, k2=0.80, k3=0.70
Iz ≥ 16 / (0.88 × 0.80 × 0.70) = 16 / 0.4928 = 32.5A
Section: 4 mm² (Iz = 32A) - NOT sufficient
Section: 6 mm² (Iz = 41A) - YES sufficient
By voltage drop:
ΔU max = 5% × 230 = 11.5V
ΔU = 2 × 25 × 16 × 3.08 / 1000 = 2.46V
ΔU% = 2.46/230 × 100 = 1.07% ✓
Final section: 6 mm²
42.13 Solar Sizing Example
Data:
- 10 panels in series
- Voc panel: 45V
- Isc panel: 10A
- Voc string: 450V DC
- Isc string: 10A
- Length: 30m
- Temperature: 40°C
By current capacity:
Iz ≥ 1.25 × 10 = 12.5A
Section: 4 mm² (Iz = 30A in air) ✓
By voltage drop:
ΔU max = 1% × 450 = 4.5V
ΔU = 2 × 30 × 10 × 4.61 / 1000 = 2.77V
ΔU% = 2.77/450 × 100 = 0.62% ✓
Final section: 4 mm² (H1Z2Z2-K solar cable)
42.14 Applicable Regulations
| Standard | Scope | Content |
|---|---|---|
| IEC 60228 | Conductors | Cable conductors |
| IEC 60502 | Power cables | Insulated cables |
| IEC 62930 | Solar cables | Cables for PV |
| REBT | LV installations | Sizing |
42.15 Solener Recommendations
DC solar wiring:
- Use H1Z2Z2-K solar cable
- Minimum section 4 mm²
- Tinned copper class 5
- XLPE insulation
- LSZH sheath
AC wiring:
- Size by current capacity
- Verify voltage drop
- Respect minimum regulatory sections
- Use standardized color codes
Installation:
- Apply correction factors
- Respect minimum distances
- Use appropriate connectors
- Respect bending radii
Safety:
- Coordination with protections
- Verify insulation
- Perform insulation tests
- Document the installation
42.1 مقدمة عن التمديدات
التمديدات هي عنصر أساسي في أي تركيب كهربائي أو شمسي. التحجيم الصحيح للموصلات ضروري لضمان السلامة، وتقليل فقدان الطاقة، وضمان التشغيل الصحيح للتركيب طوال عمره الافتراضي.
التمديدات ذات الأبعاد الزائدة تزيد من تكلفة التركيب، بينما التمديدات ذات الأبعاد الناقصة يمكن أن تسبب ارتفاعاً في درجة الحرارة، وانخفاضاً مفرطاً في الجهد، وحتى حرائق.
42.2 أنواع الموصلات
| النوع | المادة | التطبيق | الجهد الأقصى |
|---|---|---|---|
| أحادي النواة صلب | نحاس | تركيبات ثابتة | 450/750V |
| أحادي النواة مرن | نحاس | تركيبات متنقلة | 450/750V |
| متعدد النواة | نحاس | وصلات المعدات | 300/500V |
| كابل شمسي | نحاس مطلي بالقصدير | تركيبات PV | DC 1500V |
| كابل تحت الأرض | نحاس/ألومنيوم | الدفن | 0.6/1kV |
42.3 المقاطع المعيارية
| المقطع (مم²) | القطر (مم) | التيار الأقصى (أمبير) | التطبيق النموذجي |
|---|---|---|---|
| 1.5 | 1.38 | 15-17 | الإضاءة |
| 2.5 | 1.78 | 20-24 | المقابس |
| 4 | 2.25 | 25-32 | المطابخ، التدفئة |
| 6 | 2.76 | 32-41 | تكييف الهواء |
| 10 | 3.57 | 40-57 | عام |
| 16 | 4.51 | 53-76 | عام |
| 25 | 5.64 | 70-101 | عام |
| 35 | 6.68 | 87-125 | عام |
| 50 | 7.98 | 105-155 | عام |
| 70 | 9.44 | 135-198 | عام |
| 95 | 11.0 | 165-238 | عام |
| 120 | 12.36 | 190-276 | عام |
| 150 | 13.82 | 220-319 | عام |
| 185 | 15.35 | 252-366 | عام |
| 240 | 17.48 | 296-430 | عام |
42.4 معايير التحجيم
يجب أن يفي تحجيم الموصلات بمعيارين أساسيين:
- سعة التيار (Iz): يجب أن يتحمل الكابل التيار الأقصى دون ارتفاع في درجة الحرارة
- انخفاض الجهد (ΔU): يجب ألا يتجاوز انخفاض الجهد الحدود التنظيمية
المقطع = أقصى (المقطع بواسطة Iz، المقطع بواسطة ΔU)
بالإضافة إلى:
- الحد الأدنى للمقطع التنظيمي حسب التطبيق
- التنسيق مع الحمايات
42.5 التحجيم بواسطة سعة التيار
Iz ≥ Ib × عوامل التصحيح
حيث:
Iz = سعة تيار الكابل
Ib = تيار التصميم
عوامل التصحيح:
- درجة الحرارة المحيطة (k1)
- وضع التركيب (k2)
- تجميع الكابلات (k3)
مثال:
Ib = 20A
k1 = 0.94 (درجة الحرارة 35°م)
k2 = 0.80 (أنبوب في الجدار)
k3 = 0.70 (3 كابلات مجمعة)
Iz ≥ 20 / (0.94 × 0.80 × 0.70) = 20 / 0.5264 = 38A
المقطع المطلوب: 6 مم² (Iz = 41A)
42.6 عوامل التصحيح
| درجة الحرارة (°م) | k1 (هواء) | k1 (أنبوب) |
|---|---|---|
| 25 | 1.00 | 1.00 |
| 30 | 0.94 | 0.94 |
| 35 | 0.88 | 0.88 |
| 40 | 0.81 | 0.81 |
| 45 | 0.74 | 0.74 |
| 50 | 0.67 | 0.67 |
| وضع التركيب | k2 |
|---|---|
| كابل في الهواء | 1.00 |
| كابل في أنبوب مدمج | 0.80 |
| كابل في صينية | 0.87 |
| كابل مدفون | 0.80-1.00 |
42.7 التحجيم بواسطة انخفاض الجهد
ΔU = 2 × L × I × (R·cosφ + X·senφ) / 1000
مبسط: ΔU = 2 × L × I × R / 1000
ثلاثي الطور:
ΔU = √3 × L × I × (R·cosφ + X·senφ) / 1000
مبسط: ΔU = √3 × L × I × R / 1000
حيث:
ΔU = انخفاض الجهد (فولت)
L = طول الكابل (م)
I = التيار (أمبير)
R = مقاومة الكابل (أوم/كم)
cosφ = معامل القدرة
الحدود التنظيمية:
- الإضاءة: 3% (أصل BT)
- استخدامات أخرى: 5% (أصل BT)
- بدء تشغيل المحركات: 15% (أصل BT)
42.8 مقاومة الموصلات
| المقطع (مم²) | مقاومة النحاس (أوم/كم) | مقاومة الألومنيوم (أوم/كم) |
|---|---|---|
| 1.5 | 12.1 | 20.6 |
| 2.5 | 7.41 | 12.1 |
| 4 | 4.61 | 7.41 |
| 6 | 3.08 | 4.61 |
| 10 | 1.83 | 3.08 |
| 16 | 1.15 | 1.83 |
| 25 | 0.727 | 1.15 |
| 35 | 0.524 | 0.727 |
| 50 | 0.387 | 0.524 |
| 70 | 0.268 | 0.387 |
| 95 | 0.193 | 0.268 |
| 120 | 0.153 | 0.206 |
| 150 | 0.124 | 0.165 |
42.9 رموز الألوان
| الوظيفة | اللون | التعريف |
|---|---|---|
| المحايد | أزرق | N |
| الحماية (أرضي) | أخضر-أصفر | PE |
| الطور 1 (أحادي الطور) | بني | L1 |
| الطور 1 (ثلاثي الطور) | بني | L1 |
| الطور 2 (ثلاثي الطور) | أسود | L2 |
| الطور 3 (ثلاثي الطور) | رمادي | L3 |
42.10 أنواع العزل
| النوع | درجة الحرارة القصوى | التطبيق |
|---|---|---|
| PVC | 70°م | تركيبات عامة |
| XLPE | 90°م | تركيبات صناعية |
| EPR | 90°م | تركيبات صناعية |
| سيليكون | 180°م | درجات حرارة عالية |
| LSZH | 90°م | أماكن عامة |
42.11 التمديدات الشمسية DC
تتطلب التمديدات الشمسية DC خصائص محددة:
- كابل شمسي H1Z2Z2-K:
- الموصل: نحاس مطلي بالقصدير فئة 5
- العزل: XLPE
- الغلاف: LSZH (دخان منخفض صفر هالوجين)
- الجهد: DC 1500V
- درجة الحرارة: -40°م إلى +90°م
- مقاوم للأشعة فوق البنفسجية والأوزون
- المقاطع النموذجية: 4، 6، 10، 16، 25، 35 مم²
- الموصلات: MC4 أو ما يعادلها
42.12 مثال على التحجيم
البيانات:
- الجهد: 230V
- التيار: 16A
- الطول: 25م
- التركيب: أنبوب مدمج
- درجة الحرارة: 35°م
- التجميع: 3 كابلات
حسب سعة التيار:
العوامل: k1=0.88، k2=0.80، k3=0.70
Iz ≥ 16 / (0.88 × 0.80 × 0.70) = 16 / 0.5264 = 38A
المقطع: 4 مم² (Iz = 32A) - غير كافٍ
المقطع: 6 مم² (Iz = 41A) - كافٍ
حسب انخفاض الجهد:
ΔU الأقصى = 5% × 230 = 11.5V
ΔU = 2 × 25 × 16 × 3.08 / 1000 = 2.46V
ΔU% = 2.46/230 × 100 = 1.07% ✓
المقطع النهائي: 6 مم²
42.13 مثال على التحجيم الشمسي
البيانات:
- 10 ألواح على التوالي
- Voc اللوح: 45V
- Isc اللوح: 10A
- Voc السلسلة: 450V DC
- Isc السلسلة: 10A
- الطول: 30م
- درجة الحرارة: 40°م
حسب سعة التيار:
Iz ≥ 1.25 × 10 = 12.5A
المقطع: 4 مم² (Iz = 30A في الهواء) ✓
حسب انخفاض الجهد:
ΔU الأقصى = 1% × 450 = 4.5V
ΔU = 2 × 30 × 10 × 4.61 / 1000 = 2.77V
ΔU% = 2.77/450 × 100 = 0.62% ✓
المقطع النهائي: 4 مم² (كابل شمسي H1Z2Z2-K)
42.14 اللوائح المعمول بها
| المعيار | النطاق | المحتوى |
|---|---|---|
| IEC 60228 | الموصلات | موصلات الكابلات |
| IEC 60502 | كابلات الطاقة | الكابلات المعزولة |
| IEC 62930 | الكابلات الشمسية | كابلات لـ PV |
| REBT | تركيبات BT | التحجيم |
42.15 توصيات Solener
التمديدات الشمسية DC:
- استخدم كابل شمسي H1Z2Z2-K
- الحد الأدنى للمقطع 4 مم²
- نحاس مطلي بالقصدير فئة 5
- عزل XLPE
- غلاف LSZH
التمديدات AC:
- تحجيم حسب سعة التيار
- تحقق من انخفاض الجهد
- احترم المقاطع الدنيا التنظيمية
- استخدم رموز الألوان المعيارية
التركيب:
- طبق عوامل التصحيح
- احترم المسافات الدنيا
- استخدم موصلات مناسبة
- احترم أنصاف أقطار الانحناء
السلامة:
- التنسيق مع الحمايات
- تحقق من العزل
- أجرِ اختبارات العزل
- وثّق التركيب
42.1 مقدمهای بر سیمکشی
سیمکشی یک عنصر اساسی در هر نصب الکتریکی یا خورشیدی است. اندازهگیری صحیح هادیها برای تضمین ایمنی، به حداقل رساندن تلفات انرژی و تضمین عملکرد صحیح نصب در طول عمر مفید آن ضروری است.
سیمکشی با ابعاد بیش از حد هزینه نصب را افزایش میدهد، در حالی که سیمکشی با ابعاد کمتر از حد میتواند باعث گرم شدن بیش از حد، افت ولتاژ بیش از حد و حتی آتشسوزی شود.
42.2 انواع هادیها
| نوع | ماده | کاربرد | حداکثر ولتاژ |
|---|---|---|---|
| تک هسته صلب | مس | نصبهای ثابت | 450/750V |
| تک هسته انعطافپذیر | مس | نصبهای متحرک | 450/750V |
| چند هسته | مس | اتصالات تجهیزات | 300/500V |
| کابل خورشیدی | مس قلعاندود | نصبهای PV | DC 1500V |
| کابل زیرزمینی | مس/آلومینیوم | دفن | 0.6/1kV |
42.3 مقاطع استاندارد
| مقطع (میلیمتر مربع) | قطر (میلیمتر) | حداکثر جریان (آمپر) | کاربرد معمولی |
|---|---|---|---|
| 1.5 | 1.38 | 15-17 | روشنایی |
| 2.5 | 1.78 | 20-24 | پریزها |
| 4 | 2.25 | 25-32 | آشپزخانهها، گرمایش |
| 6 | 2.76 | 32-41 | تهویه مطبوع |
| 10 | 3.57 | 40-57 | عمومی |
| 16 | 4.51 | 53-76 | عمومی |
| 25 | 5.64 | 70-101 | عمومی |
| 35 | 6.68 | 87-125 | عمومی |
| 50 | 7.98 | 105-155 | عمومی |
| 70 | 9.44 | 135-198 | عمومی |
| 95 | 11.0 | 165-238 | عمومی |
| 120 | 12.36 | 190-276 | عمومی |
| 150 | 13.82 | 220-319 | عمومی |
| 185 | 15.35 | 252-366 | عمومی |
| 240 | 17.48 | 296-430 | عمومی |
42.4 معیارهای اندازهگیری
اندازهگیری هادیها باید دو معیار اساسی را برآورده کند:
- ظرفیت جریان (Iz): کابل باید حداکثر جریان را بدون گرم شدن بیش از حد تحمل کند
- افت ولتاژ (ΔU): افت ولتاژ نباید از حدود قانونی فراتر رود
مقطع = حداکثر (مقطع توسط Iz، مقطع توسط ΔU)
علاوه بر این:
- حداقل مقطع قانونی بر اساس کاربرد
- هماهنگی با حفاظتها
42.5 اندازهگیری توسط ظرفیت جریان
Iz ≥ Ib × ضرایب تصحیح
که در آن:
Iz = ظرفیت جریان کابل
Ib = جریان طراحی
ضرایب تصحیح:
- دمای محیط (k1)
- حالت نصب (k2)
- گروهبندی کابلها (k3)
مثال:
Ib = 20A
k1 = 0.94 (دمای 35°س)
k2 = 0.80 (لوله در دیوار)
k3 = 0.70 (3 کابل گروهبندی شده)
Iz ≥ 20 / (0.94 × 0.80 × 0.70) = 20 / 0.5264 = 38A
مقطع لازم: 6 میلیمتر مربع (Iz = 41A)
42.6 ضرایب تصحیح
| دما (°س) | k1 (هوا) | k1 (لوله) |
|---|---|---|
| 25 | 1.00 | 1.00 |
| 30 | 0.94 | 0.94 |
| 35 | 0.88 | 0.88 |
| 40 | 0.81 | 0.81 |
| 45 | 0.74 | 0.74 |
| 50 | 0.67 | 0.67 |
| حالت نصب | k2 |
|---|---|
| کابل در هوا | 1.00 |
| کابل در لوله تعبیه شده | 0.80 |
| کابل در سینی | 0.87 |
| کابل دفن شده | 0.80-1.00 |
42.7 اندازهگیری توسط افت ولتاژ
ΔU = 2 × L × I × (R·cosφ + X·senφ) / 1000
ساده شده: ΔU = 2 × L × I × R / 1000
سه فاز:
ΔU = √3 × L × I × (R·cosφ + X·senφ) / 1000
ساده شده: ΔU = √3 × L × I × R / 1000
که در آن:
ΔU = افت ولتاژ (ولت)
L = طول کابل (م)
I = جریان (آمپر)
R = مقاومت کابل (اهم/کیلومتر)
cosφ = ضریب توان
حدود قانونی:
- روشنایی: 3% (اصل BT)
- سایر کاربردها: 5% (اصل BT)
- شروع موتورها: 15% (اصل BT)
42.8 مقاومت هادیها
| مقطع (میلیمتر مربع) | مقاومت مس (اهم/کیلومتر) | مقاومت آلومینیوم (اهم/کیلومتر) |
|---|---|---|
| 1.5 | 12.1 | 20.6 |
| 2.5 | 7.41 | 12.1 |
| 4 | 4.61 | 7.41 |
| 6 | 3.08 | 4.61 |
| 10 | 1.83 | 3.08 |
| 16 | 1.15 | 1.83 |
| 25 | 0.727 | 1.15 |
| 35 | 0.524 | 0.727 |
| 50 | 0.387 | 0.524 |
| 70 | 0.268 | 0.387 |
| 95 | 0.193 | 0.268 |
| 120 | 0.153 | 0.206 |
| 150 | 0.124 | 0.165 |
42.9 کدهای رنگ
| عملکرد | رنگ | شناسایی |
|---|---|---|
| نول | آبی | N |
| حفاظت (زمین) | سبز-زرد | PE |
| فاز 1 (تک فاز) | قهوهای | L1 |
| فاز 1 (سه فاز) | قهوهای | L1 |
| فاز 2 (سه فاز) | سیاه | L2 |
| فاز 3 (سه فاز) | خاکستری | L3 |
42.10 انواع عایق
| نوع | حداکثر دما | کاربرد |
|---|---|---|
| PVC | 70°س | نصبهای عمومی |
| XLPE | 90°س | نصبهای صنعتی |
| EPR | 90°س | نصبهای صنعتی |
| سیلیکون | 180°س | دمای بالا |
| LSZH | 90°س | اماکن عمومی |
42.11 سیمکشی خورشیدی DC
سیمکشی خورشیدی DC به ویژگیهای خاصی نیاز دارد:
- کابل خورشیدی H1Z2Z2-K:
- هادی: مس قلعاندود کلاس 5
- عایق: XLPE
- غلاف: LSZH (دود کم صفر هالوژن)
- ولتاژ: DC 1500V
- دما: -40°س تا +90°س
- مقاوم در برابر UV و ازن
- مقاطع معمولی: 4، 6، 10، 16، 25، 35 میلیمتر مربع
- اتصالات: MC4 یا معادلها
42.12 مثال اندازهگیری
دادهها:
- ولتاژ: 230V
- جریان: 16A
- طول: 25م
- نصب: لوله تعبیه شده
- دما: 35°س
- گروهبندی: 3 کابل
توسط ظرفیت جریان:
ضرایب: k1=0.88، k2=0.80، k3=0.70
Iz ≥ 16 / (0.88 × 0.80 × 0.70) = 16 / 0.5264 = 38A
مقطع: 4 میلیمتر مربع (Iz = 32A) - کافی نیست
مقطع: 6 میلیمتر مربع (Iz = 41A) - کافی است
توسط افت ولتاژ:
ΔU حداکثر = 5% × 230 = 11.5V
ΔU = 2 × 25 × 16 × 3.08 / 1000 = 2.46V
ΔU% = 2.46/230 × 100 = 1.07% ✓
مقطع نهایی: 6 میلیمتر مربع
42.13 مثال اندازهگیری خورشیدی
دادهها:
- 10 پنل به صورت سری
- Voc پنل: 45V
- Isc پنل: 10A
- Voc رشته: 450V DC
- Isc رشته: 10A
- طول: 30م
- دما: 40°س
توسط ظرفیت جریان:
Iz ≥ 1.25 × 10 = 12.5A
مقطع: 4 میلیمتر مربع (Iz = 30A در هوا) ✓
توسط افت ولتاژ:
ΔU حداکثر = 1% × 450 = 4.5V
ΔU = 2 × 30 × 10 × 4.61 / 1000 = 2.77V
ΔU% = 2.77/450 × 100 = 0.62% ✓
مقطع نهایی: 4 میلیمتر مربع (کابل خورشیدی H1Z2Z2-K)
42.14 مقررات قابل اعمال
| استاندارد | حوزه | محتوا |
|---|---|---|
| IEC 60228 | هادیها | هادیهای کابلها |
| IEC 60502 | کابلهای انرژی | کابلهای عایقدار |
| IEC 62930 | کابلهای خورشیدی | کابلها برای PV |
| REBT | نصبهای BT | اندازهگیری |
42.15 توصیههای Solener
سیمکشی خورشیدی DC:
- از کابل خورشیدی H1Z2Z2-K استفاده کنید
- حداقل مقطع 4 میلیمتر مربع
- مس قلعاندود کلاس 5
- عایق XLPE
- غلاف LSZH
سیمکشی AC:
- اندازهگیری توسط ظرفیت جریان
- افت ولتاژ را تأیید کنید
- مقاطع حداقل قانونی را رعایت کنید
- از کدهای رنگ استاندارد استفاده کنید
نصب:
- ضرایب تصحیح را اعمال کنید
- فواصل حداقل را رعایت کنید
- از اتصالات مناسب استفاده کنید
- شعاعهای خم را رعایت کنید
ایمنی:
- هماهنگی با حفاظتها
- عایق را تأیید کنید
- آزمایشهای عایق را انجام دهید
- نصب را مستند کنید
42.1 Introdução à Cablagem
A cablagem é um elemento fundamental em qualquer instalação elétrica ou solar. Um correto dimensionamento dos condutores é essencial para garantir a segurança, minimizar as perdas de energia e assegurar o correto funcionamento da instalação durante toda a sua vida útil.
Uma cablagem sobredimensionada incrementa o custo da instalação, enquanto uma cablagem subdimensionada pode provocar sobreaquecimentos, quedas de tensão excessivas e inclusive incêndios.
42.2 Tipos de Condutores
| Tipo | Material | Aplicação | Tensão máxima |
|---|---|---|---|
| Unipolar rígido | Cobre | Instalações fixas | 450/750V |
| Unipolar flexível | Cobre | Instalações móveis | 450/750V |
| Multipolar | Cobre | Conexões equipamentos | 300/500V |
| Cabo solar | Cobre estanhado | Instalações FV | DC 1500V |
| Cabo subterrâneo | Cobre/Alumínio | Enterros | 0.6/1kV |
42.3 Secções Normalizadas
| Secção (mm²) | Diâmetro (mm) | Intensidade máxima (A) | Aplicação típica |
|---|---|---|---|
| 1.5 | 1.38 | 15-17 | Iluminação |
| 2.5 | 1.78 | 20-24 | Tomadas |
| 4 | 2.25 | 25-32 | Cozinhas, aquecimento |
| 6 | 2.76 | 32-41 | Ar condicionado |
| 10 | 3.57 | 40-57 | Geral |
| 16 | 4.51 | 53-76 | Geral |
| 25 | 5.64 | 70-101 | Geral |
| 35 | 6.68 | 87-125 | Geral |
| 50 | 7.98 | 105-155 | Geral |
| 70 | 9.44 | 135-198 | Geral |
| 95 | 11.0 | 165-238 | Geral |
| 120 | 12.36 | 190-276 | Geral |
| 150 | 13.82 | 220-319 | Geral |
| 185 | 15.35 | 252-366 | Geral |
| 240 | 17.48 | 296-430 | Geral |
42.4 Critérios de Dimensionamento
O dimensionamento de condutores deve cumprir dois critérios fundamentais:
- Capacidade de corrente (Iz): O cabo deve suportar a intensidade máxima sem sobreaquecer
- Queda de tensão (ΔU): A queda de tensão não deve superar os limites normativos
Secção = Máx (Secção por Iz, Secção por ΔU)
Além disso:
- Secção mínima regulamentar segundo aplicação
- Coordenação com proteções
42.5 Dimensionamento por Capacidade de Corrente
Iz ≥ Ib × Factores de correção
Onde:
Iz = Capacidade de corrente do cabo
Ib = Intensidade de projeto
Factores de correção:
- Temperatura ambiente (k1)
- Modo de instalação (k2)
- Agrupamento de cabos (k3)
Exemplo:
Ib = 20A
k1 = 0.94 (temperatura 35°C)
k2 = 0.80 (tubo em parede)
k3 = 0.70 (3 cabos agrupados)
Iz ≥ 20 / (0.94 × 0.80 × 0.70) = 20 / 0.5264 = 38A
Secção necessária: 6 mm² (Iz = 41A)
42.6 Factores de Correção
| Temperatura (°C) | k1 (Ar) | k1 (Tubo) |
|---|---|---|
| 25 | 1.00 | 1.00 |
| 30 | 0.94 | 0.94 |
| 35 | 0.88 | 0.88 |
| 40 | 0.81 | 0.81 |
| 45 | 0.74 | 0.74 |
| 50 | 0.67 | 0.67 |
| Modo instalação | k2 |
|---|---|
| Cabo no ar | 1.00 |
| Cabo em tubo embutido | 0.80 |
| Cabo em bandeja | 0.87 |
| Cabo enterrado | 0.80-1.00 |
42.7 Dimensionamento por Queda de Tensão
ΔU = 2 × L × I × (R·cosφ + X·senφ) / 1000
Simplificado: ΔU = 2 × L × I × R / 1000
Trifásico:
ΔU = √3 × L × I × (R·cosφ + X·senφ) / 1000
Simplificado: ΔU = √3 × L × I × R / 1000
Onde:
ΔU = Queda de tensão (V)
L = Comprimento do cabo (m)
I = Intensidade (A)
R = Resistência do cabo (Ω/km)
cosφ = Factor de potência
Limites normativos:
- Iluminação: 3% (origem BT)
- Outros usos: 5% (origem BT)
- Arranque motores: 15% (origem BT)
42.8 Resistência de Condutores
| Secção (mm²) | R cobre (Ω/km) | R alumínio (Ω/km) |
|---|---|---|
| 1.5 | 12.1 | 20.6 |
| 2.5 | 7.41 | 12.1 |
| 4 | 4.61 | 7.41 |
| 6 | 3.08 | 4.61 |
| 10 | 1.83 | 3.08 |
| 16 | 1.15 | 1.83 |
| 25 | 0.727 | 1.15 |
| 35 | 0.524 | 0.727 |
| 50 | 0.387 | 0.524 |
| 70 | 0.268 | 0.387 |
| 95 | 0.193 | 0.268 |
| 120 | 0.153 | 0.206 |
| 150 | 0.124 | 0.165 |
42.9 Códigos de Cores
| Função | Cor | Identificação |
|---|---|---|
| Neutro | Azul | N |
| Proteção (terra) | Verde-amarelo | PE |
| Fase 1 (monofásico) | Castanho | L1 |
| Fase 1 (trifásico) | Castanho | L1 |
| Fase 2 (trifásico) | Preto | L2 |
| Fase 3 (trifásico) | Cinza | L3 |
42.10 Tipos de Isolamento
| Tipo | Temperatura máx | Aplicação |
|---|---|---|
| PVC | 70°C | Instalações gerais |
| XLPE | 90°C | Instalações industriais |
| EPR | 90°C | Instalações industriais |
| Silicone | 180°C | Altas temperaturas |
| LSZH | 90°C | Lugares públicos |
42.11 Cablagem Solar DC
A cablagem solar DC requer características específicas:
- Cabo solar H1Z2Z2-K:
- Condutor: Cobre estanhado classe 5
- Isolamento: XLPE
- Bainha: LSZH (Low Smoke Zero Halogen)
- Tensão: DC 1500V
- Temperatura: -40°C a +90°C
- Resistente a UV e ozono
- Secções típicas: 4, 6, 10, 16, 25, 35 mm²
- Conectores: MC4 ou equivalentes
42.12 Exemplo de Dimensionamento
Dados:
- Tensão: 230V
- Intensidade: 16A
- Comprimento: 25m
- Instalação: Tubo embutido
- Temperatura: 35°C
- Agrupamento: 3 cabos
Por capacidade de corrente:
Factores: k1=0.88, k2=0.80, k3=0.70
Iz ≥ 16 / (0.88 × 0.80 × 0.70) = 16 / 0.5264 = 38A
Secção: 4 mm² (Iz = 32A) - NÃO suficiente
Secção: 6 mm² (Iz = 41A) - SIM suficiente
Por queda de tensão:
ΔU máx = 5% × 230 = 11.5V
ΔU = 2 × 25 × 16 × 3.08 / 1000 = 2.46V
ΔU% = 2.46/230 × 100 = 1.07% ✓
Secção final: 6 mm²
42.13 Exemplo de Dimensionamento Solar
Dados:
- 10 painéis em série
- Voc painel: 45V
- Isc painel: 10A
- Voc string: 450V DC
- Isc string: 10A
- Comprimento: 30m
- Temperatura: 40°C
Por capacidade de corrente:
Iz ≥ 1.25 × 10 = 12.5A
Secção: 4 mm² (Iz = 30A no ar) ✓
Por queda de tensão:
ΔU máx = 1% × 450 = 4.5V
ΔU = 2 × 30 × 10 × 4.61 / 1000 = 2.77V
ΔU% = 2.77/450 × 100 = 0.62% ✓
Secção final: 4 mm² (cabo solar H1Z2Z2-K)
42.14 Normativa Aplicável
| Norma | Âmbito | Conteúdo |
|---|---|---|
| IEC 60228 | Condutores | Condutores de cabos |
| IEC 60502 | Cabos energia | Cabos isolados |
| IEC 62930 | Cabos solares | Cabos para FV |
| REBT | Instalações BT | Dimensionamento |
42.15 Recomendações Solener
Cablagem DC solar:
- Utilizar cabo solar H1Z2Z2-K
- Secção mínima 4 mm²
- Cobre estanhado classe 5
- Isolamento XLPE
- Bainha LSZH
Cablagem AC:
- Dimensionar por capacidade de corrente
- Verificar queda de tensão
- Respeitar secções mínimas regulamentares
- Utilizar códigos de cores normalizados
Instalação:
- Aplicar factores de correção
- Respeitar distâncias mínimas
- Utilizar conectores adequados
- Respeitar raios de curvatura
Segurança:
- Coordenação com proteções
- Verificar isolamento
- Realizar provas de isolamento
- Documentar a instalação
42.1 布线简介
布线是任何电气或太阳能装置中的基本元件。导体的正确尺寸确定对于确保安全、最小化能量损失以及确保装置在整个使用寿命期间的正确运行至关重要。
尺寸过大的布线会增加装置成本,而尺寸过小的布线可能导致过热、过大的电压降甚至火灾。
42.2 导体类型
| 类型 | 材料 | 应用 | 最大电压 |
|---|---|---|---|
| 单芯刚性 | 铜 | 固定装置 | 450/750V |
| 单芯柔性 | 铜 | 移动装置 | 450/750V |
| 多芯 | 铜 | 设备连接 | 300/500V |
| 太阳能电缆 | 镀锡铜 | PV装置 | DC 1500V |
| 地下电缆 | 铜/铝 | 埋设 | 0.6/1kV |
42.3 标准化截面
| 截面(mm²) | 直径(mm) | 最大电流(A) | 典型应用 |
|---|---|---|---|
| 1.5 | 1.38 | 15-17 | 照明 |
| 2.5 | 1.78 | 20-24 | 插座 |
| 4 | 2.25 | 25-32 | 厨房、供暖 |
| 6 | 2.76 | 32-41 | 空调 |
| 10 | 3.57 | 40-57 | 一般 |
| 16 | 4.51 | 53-76 | 一般 |
| 25 | 5.64 | 70-101 | 一般 |
| 35 | 6.68 | 87-125 | 一般 |
| 50 | 7.98 | 105-155 | 一般 |
| 70 | 9.44 | 135-198 | 一般 |
| 95 | 11.0 | 165-238 | 一般 |
| 120 | 12.36 | 190-276 | 一般 |
| 150 | 13.82 | 220-319 | 一般 |
| 185 | 15.35 | 252-366 | 一般 |
| 240 | 17.48 | 296-430 | 一般 |
42.4 尺寸确定标准
导体尺寸确定必须满足两个基本标准:
- 电流容量(Iz): 电缆必须承受最大电流而不过热
- 电压降(ΔU): 电压降不得超过法规限制
截面 = 最大值(通过Iz的截面,通过ΔU的截面)
此外:
- 根据应用的最小法规截面
- 与保护的协调
42.5 通过电流容量尺寸确定
Iz ≥ Ib × 修正系数
其中:
Iz = 电缆电流容量
Ib = 设计电流
修正系数:
- 环境温度(k1)
- 安装方式(k2)
- 电缆分组(k3)
示例:
Ib = 20A
k1 = 0.94(温度35°C)
k2 = 0.80(墙内管道)
k3 = 0.70(3根分组电缆)
Iz ≥ 20 / (0.94 × 0.80 × 0.70) = 20 / 0.5264 = 38A
所需截面: 6 mm²(Iz = 41A)
42.6 修正系数
| 温度(°C) | k1(空气) | k1(管道) |
|---|---|---|
| 25 | 1.00 | 1.00 |
| 30 | 0.94 | 0.94 |
| 35 | 0.88 | 0.88 |
| 40 | 0.81 | 0.81 |
| 45 | 0.74 | 0.74 |
| 50 | 0.67 | 0.67 |
| 安装方式 | k2 |
|---|---|
| 空气中电缆 | 1.00 |
| 嵌入式管道中电缆 | 0.80 |
| 托盘中电缆 | 0.87 |
| 埋地电缆 | 0.80-1.00 |
42.7 通过电压降尺寸确定
ΔU = 2 × L × I × (R·cosφ + X·senφ) / 1000
简化: ΔU = 2 × L × I × R / 1000
三相:
ΔU = √3 × L × I × (R·cosφ + X·senφ) / 1000
简化: ΔU = √3 × L × I × R / 1000
其中:
ΔU = 电压降(V)
L = 电缆长度(m)
I = 电流(A)
R = 电缆电阻(Ω/km)
cosφ = 功率因数
法规限制:
- 照明: 3%(低压起点)
- 其他用途: 5%(低压起点)
- 电机启动: 15%(低压起点)
42.8 导体电阻
| 截面(mm²) | 铜电阻(Ω/km) | 铝电阻(Ω/km) |
|---|---|---|
| 1.5 | 12.1 | 20.6 |
| 2.5 | 7.41 | 12.1 |
| 4 | 4.61 | 7.41 |
| 6 | 3.08 | 4.61 |
| 10 | 1.83 | 3.08 |
| 16 | 1.15 | 1.83 |
| 25 | 0.727 | 1.15 |
| 35 | 0.524 | 0.727 |
| 50 | 0.387 | 0.524 |
| 70 | 0.268 | 0.387 |
| 95 | 0.193 | 0.268 |
| 120 | 0.153 | 0.206 |
| 150 | 0.124 | 0.165 |
42.9 颜色代码
| 功能 | 颜色 | 标识 |
|---|---|---|
| 中性线 | 蓝色 | N |
| 保护(地线) | 绿-黄 | PE |
| 相线1(单相) | 棕色 | L1 |
| 相线1(三相) | 棕色 | L1 |
| 相线2(三相) | 黑色 | L2 |
| 相线3(三相) | 灰色 | L3 |
42.10 绝缘类型
| 类型 | 最高温度 | 应用 |
|---|---|---|
| PVC | 70°C | 一般装置 |
| XLPE | 90°C | 工业装置 |
| EPR | 90°C | 工业装置 |
| 硅胶 | 180°C | 高温 |
| LSZH | 90°C | 公共场所 |
42.11 直流太阳能布线
直流太阳能布线需要特定特性:
- H1Z2Z2-K太阳能电缆:
- 导体: 5类镀锡铜
- 绝缘: XLPE
- 护套: LSZH(低烟零卤)
- 电压: DC 1500V
- 温度: -40°C至+90°C
- 抗紫外线和臭氧
- 典型截面: 4、6、10、16、25、35 mm²
- 连接器: MC4或同等品
42.12 尺寸确定示例
数据:
- 电压: 230V
- 电流: 16A
- 长度: 25m
- 安装: 嵌入式管道
- 温度: 35°C
- 分组: 3根电缆
按电流容量:
系数: k1=0.88、k2=0.80、k3=0.70
Iz ≥ 16 / (0.88 × 0.80 × 0.70) = 16 / 0.5264 = 38A
截面: 4 mm²(Iz = 32A) - 不足
截面: 6 mm²(Iz = 41A) - 足够
按电压降:
ΔU最大 = 5% × 230 = 11.5V
ΔU = 2 × 25 × 16 × 3.08 / 1000 = 2.46V
ΔU% = 2.46/230 × 100 = 1.07% ✓
最终截面: 6 mm²
42.13 太阳能尺寸确定示例
数据:
- 10个面板串联
- Voc面板: 45V
- Isc面板: 10A
- Voc串: 450V DC
- Isc串: 10A
- 长度: 30m
- 温度: 40°C
按电流容量:
Iz ≥ 1.25 × 10 = 12.5A
截面: 4 mm²(空气中Iz = 30A) ✓
按电压降:
ΔU最大 = 1% × 450 = 4.5V
ΔU = 2 × 30 × 10 × 4.61 / 1000 = 2.77V
ΔU% = 2.77/450 × 100 = 0.62% ✓
最终截面: 4 mm²(H1Z2Z2-K太阳能电缆)
42.14 适用法规
| 标准 | 范围 | 内容 |
|---|---|---|
| IEC 60228 | 导体 | 电缆导体 |
| IEC 60502 | 电力电缆 | 绝缘电缆 |
| IEC 62930 | 太阳能电缆 | PV用电缆 |
| REBT | 低压装置 | 尺寸确定 |
42.15 Solener建议
直流太阳能布线:
- 使用H1Z2Z2-K太阳能电缆
- 最小截面4 mm²
- 5类镀锡铜
- XLPE绝缘
- LSZH护套
交流布线:
- 按电流容量尺寸确定
- 验证电压降
- 遵守最小法规截面
- 使用标准化颜色代码
安装:
- 应用修正系数
- 遵守最小距离
- 使用适当的连接器
- 遵守弯曲半径
安全:
- 与保护协调
- 验证绝缘
- 进行绝缘测试
- 记录装置
42.1 Введение в проводку
Проводка является фундаментальным элементом в любой электрической или солнечной установке. Правильное размерение проводников существенно для гарантии безопасности, минимизации потерь энергии и обеспечения правильной работы установки в течение всего срока ее службы.
Проводка с завышенными размерами увеличивает стоимость установки, в то время как проводка с заниженными размерами может вызвать перегрев, чрезмерные падения напряжения и даже пожары.
42.2 Типы проводников
| Тип | Материал | Применение | Максимальное напряжение |
|---|---|---|---|
| Одножильный жесткий | Медь | Фиксированные установки | 450/750V |
| Одножильный гибкий | Медь | Мобильные установки | 450/750V |
| Многожильный | Медь | Соединения оборудования | 300/500V |
| Солнечный кабель | Луженая медь | PV установки | DC 1500V |
| Подземный кабель | Медь/Алюминий | Захоронения | 0.6/1kV |
42.3 Стандартизированные сечения
| Сечение (мм²) | Диаметр (мм) | Максимальный ток (А) | Типичное применение |
|---|---|---|---|
| 1.5 | 1.38 | 15-17 | Освещение |
| 2.5 | 1.78 | 20-24 | Розетки |
| 4 | 2.25 | 25-32 | Кухни, отопление |
| 6 | 2.76 | 32-41 | Кондиционирование |
| 10 | 3.57 | 40-57 | Общее |
| 16 | 4.51 | 53-76 | Общее |
| 25 | 5.64 | 70-101 | Общее |
| 35 | 6.68 | 87-125 | Общее |
| 50 | 7.98 | 105-155 | Общее |
| 70 | 9.44 | 135-198 | Общее |
| 95 | 11.0 | 165-238 | Общее |
| 120 | 12.36 | 190-276 | Общее |
| 150 | 13.82 | 220-319 | Общее |
| 185 | 15.35 | 252-366 | Общее |
| 240 | 17.48 | 296-430 | Общее |
42.4 Критерии размерения
Размерение проводников должно соответствовать двум фундаментальным критериям:
- Емкость по току (Iz): Кабель должен выдерживать максимальный ток без перегрева
- Падение напряжения (ΔU): Падение напряжения не должно превышать нормативные пределы
Сечение = Макс (Сечение по Iz, Сечение по ΔU)
Дополнительно:
- Минимальное нормативное сечение согласно применению
- Координация с защитами
42.5 Размерение по емкости по току
Iz ≥ Ib × Коэффициенты коррекции
Где:
Iz = Емкость по току кабеля
Ib = Расчетный ток
Коэффициенты коррекции:
- Температура окружающей среды (k1)
- Режим установки (k2)
- Группировка кабелей (k3)
Пример:
Ib = 20A
k1 = 0.94 (температура 35°C)
k2 = 0.80 (труба в стене)
k3 = 0.70 (3 сгруппированных кабеля)
Iz ≥ 20 / (0.94 × 0.80 × 0.70) = 20 / 0.5264 = 38A
Необходимое сечение: 6 мм² (Iz = 41A)
42.6 Коэффициенты коррекции
| Температура (°C) | k1 (Воздух) | k1 (Труба) |
|---|---|---|
| 25 | 1.00 | 1.00 |
| 30 | 0.94 | 0.94 |
| 35 | 0.88 | 0.88 |
| 40 | 0.81 | 0.81 |
| 45 | 0.74 | 0.74 |
| 50 | 0.67 | 0.67 |
| Режим установки | k2 |
|---|---|
| Кабель в воздухе | 1.00 |
| Кабель в встроенной трубе | 0.80 |
| Кабель в лотке | 0.87 |
| Закопанный кабель | 0.80-1.00 |
42.7 Размерение по падению напряжения
ΔU = 2 × L × I × (R·cosφ + X·senφ) / 1000
Упрощенно: ΔU = 2 × L × I × R / 1000
Трехфазный:
ΔU = √3 × L × I × (R·cosφ + X·senφ) / 1000
Упрощенно: ΔU = √3 × L × I × R / 1000
Где:
ΔU = Падение напряжения (В)
L = Длина кабеля (м)
I = Ток (А)
R = Сопротивление кабеля (Ом/км)
cosφ = Коэффициент мощности
Нормативные пределы:
- Освещение: 3% (источник НН)
- Другие применения: 5% (источник НН)
- Пуск двигателей: 15% (источник НН)
42.8 Сопротивление проводников
| Сечение (мм²) | Сопротивление медь (Ом/км) | Сопротивление алюминий (Ом/км) |
|---|---|---|
| 1.5 | 12.1 | 20.6 |
| 2.5 | 7.41 | 12.1 |
| 4 | 4.61 | 7.41 |
| 6 | 3.08 | 4.61 |
| 10 | 1.83 | 3.08 |
| 16 | 1.15 | 1.83 |
| 25 | 0.727 | 1.15 |
| 35 | 0.524 | 0.727 |
| 50 | 0.387 | 0.524 |
| 70 | 0.268 | 0.387 |
| 95 | 0.193 | 0.268 |
| 120 | 0.153 | 0.206 |
| 150 | 0.124 | 0.165 |
42.9 Цветовые коды
| Функция | Цвет | Идентификация |
|---|---|---|
| Нейтраль | Синий | N |
| Защита (земля) | Зелено-желтый | PE |
| Фаза 1 (однофазный) | Коричневый | L1 |
| Фаза 1 (трехфазный) | Коричневый | L1 |
| Фаза 2 (трехфазный) | Черный | L2 |
| Фаза 3 (трехфазный) | Серый | L3 |
42.10 Типы изоляции
| Тип | Максимальная температура | Применение |
|---|---|---|
| PVC | 70°C | Общие установки |
| XLPE | 90°C | Промышленные установки |
| EPR | 90°C | Промышленные установки |
| Силикон | 180°C | Высокие температуры |
| LSZH | 90°C | Общественные места |
42.11 Солнечная проводка DC
Солнечная проводка DC требует специфических характеристик:
- Солнечный кабель H1Z2Z2-K:
- Проводник: Луженая медь класс 5
- Изоляция: XLPE
- Оболочка: LSZH (Low Smoke Zero Halogen)
- Напряжение: DC 1500V
- Температура: -40°C до +90°C
- Устойчив к УФ и озону
- Типичные сечения: 4, 6, 10, 16, 25, 35 мм²
- Соединители: MC4 или эквиваленты
42.12 Пример размерения
Данные:
- Напряжение: 230V
- Ток: 16A
- Длина: 25м
- Установка: Встроенная труба
- Температура: 35°C
- Группировка: 3 кабеля
По емкости по току:
Коэффициенты: k1=0.88, k2=0.80, k3=0.70
Iz ≥ 16 / (0.88 × 0.80 × 0.70) = 16 / 0.5264 = 38A
Сечение: 4 мм² (Iz = 32A) - НЕ достаточно
Сечение: 6 мм² (Iz = 41A) - ДА достаточно
По падению напряжения:
ΔU макс = 5% × 230 = 11.5V
ΔU = 2 × 25 × 16 × 3.08 / 1000 = 2.46V
ΔU% = 2.46/230 × 100 = 1.07% ✓
Окончательное сечение: 6 мм²
42.13 Пример солнечного размерения
Данные:
- 10 панелей в серии
- Voc панели: 45V
- Isc панели: 10A
- Voc строки: 450V DC
- Isc строки: 10A
- Длина: 30м
- Температура: 40°C
По емкости по току:
Iz ≥ 1.25 × 10 = 12.5A
Сечение: 4 мм² (Iz = 30A в воздухе) ✓
По падению напряжения:
ΔU макс = 1% × 450 = 4.5V
ΔU = 2 × 30 × 10 × 4.61 / 1000 = 2.77V
ΔU% = 2.77/450 × 100 = 0.62% ✓
Окончательное сечение: 4 мм² (солнечный кабель H1Z2Z2-K)
42.14 Применимые нормативы
| Норматив | Область | Содержание |
|---|---|---|
| IEC 60228 | Проводники | Проводники кабелей |
| IEC 60502 | Силовые кабели | Изолированные кабели |
| IEC 62930 | Солнечные кабели | Кабели для PV |
| REBT | Установки НН | Размерение |
42.15 Рекомендации Solener
Солнечная проводка DC:
- Использовать солнечный кабель H1Z2Z2-K
- Минимальное сечение 4 мм²
- Луженая медь класс 5
- Изоляция XLPE
- Оболочка LSZH
Проводка AC:
- Размерить по емкости по току
- Проверить падение напряжения
- Соблюдать минимальные нормативные сечения
- Использовать стандартизированные цветовые коды
Установка:
- Применять коэффициенты коррекции
- Соблюдать минимальные расстояния
- Использовать подходящие соединители
- Соблюдать радиусы изгиба
Безопасность:
- Координация с защитами
- Проверить изоляцию
- Провести испытания изоляции
- Документировать установку