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Wie finde ich die geeignete Größe von Kabeln und Drähten für die Installation elektrischer Leitungen? – Beispiele im imperialen und metrischen System

Wie bestimmt man die richtige Größe von Drähten und Kabeln für die Installation elektrischer Leitungen?

Die folgende Schritt-für-Schritt-Anleitung zeigt Ihnen, wie Sie die richtige Größe von Kabeln und Drähten oder anderen Leitern für die elektrische Installation mit gelösten Beispielen finden (sowohl in britischer als auch in englischer Sprache und SI-System, d. h. imperiales bzw. metrisches System).

Denken Sie daran, dass es sehr wichtig ist, bei der Dimensionierung eines Kabels für elektrische Installationen die richtige Kabelgröße auszuwählen. Eine ungeeignete Kabelgröße für größere Lasten mit hohem Strom kann ein Chaos verursachen, das zum Ausfall der elektrischen Ausrüstung, zu gefährlichen Bränden und zu schweren Verletzungen führt.

Spannungsabfall in Kabeln

Wir wissen, dass alle Leiter, Drähte und Kabel (außer Supraleiter) einen gewissen Widerstand haben.

Dieser Widerstand ist direkt proportional zur Länge und umgekehrt proportional zum Durchmesser des Leiters, d.h.

R ∝ L/a … [Widerstandsgesetze R =ρ (L/a)]

Immer wenn Strom durch einen Leiter fließt, entsteht in diesem Leiter ein Spannungsabfall. Im Allgemeinen kann der Spannungsabfall für Leiter mit geringer Länge vernachlässigt werden, aber im Fall eines Leiters mit geringerem Durchmesser und großer Länge müssen wir die beträchtlichen Spannungsabfälle für eine ordnungsgemäße Verdrahtungsinstallation und ein zukünftiges Lastmanagement berücksichtigen.

Gemäß IEEE-Regel B-23 , an keinem Punkt zwischen Stromversorgungsanschluss und Installation, der Spannungsabfall sollte nicht über 2,5 % der bereitgestellten (Versorgungs-)Spannung steigen .

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Beispiel:

Wenn die Versorgungsspannung 220 V AC beträgt, sollte der Wert des zulässigen Spannungsabfalls sein:

In ähnlicher Weise sollte bei einer Versorgungsspannung von 120 V AC der zulässige Spannungsabfall nicht mehr als 3 V (120 V x 2,5 %) betragen.

In elektrischen Verdrahtungskreisen treten auch Spannungsabfälle von der Verteilertafel zu den verschiedenen Unterschaltkreisen und Endunterschaltkreisen auf, aber für Unterschaltkreise und Endunterschaltkreise der Wert des Spannungsabfalls sollte die Hälfte dieses zulässigen Spannungsabfalls sein (d. h. 2,75 V von 5,5 V, wie oben berechnet)

Normalerweise wird der Spannungsabfall in Tabellen in Ampere pro Meter (A/m) angegeben z.B. Wie hoch wäre der Spannungsabfall in einem ein Meter langen Kabel, das einen Strom von einem Ampere führt?

Es gibt zwei Methoden, um den Spannungsabfall in einem Kabel zu definieren die wir weiter unten besprechen werden.

Im SI (System international und metrisches System ) Spannungsabfall wird durch Ampere pro Meter (A/m) beschrieben .

In FPS (Fuß-Pfund-System) Der Spannungsabfall wird auf Längenbasis beschrieben, die 100 Fuß beträgt

  1. Größenrechner für elektrische Drähte und Kabel (Kupfer und Aluminium)
  2. Draht- und Kabelgrößenrechner in AWG
  3. Spannungsabfall im Draht- und Kabelrechner

Tabellen und Diagramme für die richtigen Kabel- und Drahtgrößen

Nachfolgend finden Sie wichtige Tabellen, die Sie befolgen sollten, um die richtige Kabelgröße für die Installation elektrischer Leitungen zu bestimmen.

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Wie finde ich den Spannungsabfall in einem Kabel?

Um den Spannungsabfall in einem Kabel zu finden, folgen Sie den einfachen Schritten unten.

(Bleib cool :) Wir werden beide Methoden und Systeme zum Auffinden von Spannungsabfällen (in Metern und 100 Fuß) in unserem gelösten Beispiel für die gesamte elektrische Installationsverkabelung anwenden).

(Tatsächliche Länge des Stromkreises x Spannungsabfall für 1m) /100 ===> um den Spannungsabfall pro Meter zu ermitteln.
(Tatsächliche Länge des Stromkreises x Spannungsabfall für 100 Fuß) /100 ===> um den Spannungsabfall in 100 Fuß zu finden.

Lastfaktor =vom Kabel aufzunehmender Laststrom / Nennstrom des Kabels in der Tabelle angegeben.

Wie bestimmt man die richtige Kabel- und Drahtgröße für eine gegebene Last?

Im Folgenden finden Sie gelöste Beispiele, die zeigen, wie Sie die richtige Kabelgröße für eine bestimmte Last finden.

Für eine bestimmte Last kann die Kabelgröße mit Hilfe verschiedener Tabellen gefunden werden, aber wir sollten die Regeln zum Spannungsabfall beachten und befolgen.

Berücksichtigen Sie bei der Bestimmung der Kabelgröße für eine bestimmte Last die folgenden Regeln.

Für eine gegebene Last außer dem bekannten Stromwert sollten 20 % zusätzlicher Strom für zusätzliche, zukünftige oder Notfallanforderungen vorhanden sein.

Vom Energiezähler zum Verteiler sollte der Spannungsabfall 1,25 % betragen und für den letzten Nebenstromkreis sollte der Spannungsabfall 2,5 % nicht überschreiten der Versorgungsspannung.

Berücksichtigen Sie die Temperaturänderung, verwenden Sie bei Bedarf den Temperaturfaktor (Tabelle 3)

Berücksichtigen Sie auch den Belastungsfaktor, wenn Sie die Größe des Kabels ermitteln

Berücksichtigen Sie bei der Bestimmung der Kabelgröße das Verkabelungssystem, d. h. in einem offenen Verkabelungssystem wäre die Temperatur niedrig, aber in der Kabelführung steigt die Temperatur aufgrund des Fehlens von Luft an.

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Gelöste Beispiele für die richtige Draht- und Kabelgröße

Im Folgenden finden Sie Beispiele zur Bestimmung der richtigen Kabelgröße für die Installation elektrischer Leitungen, die das Verständnis der Methode erleichtern, „wie man die richtige Kabelgröße für eine bestimmte Größe bestimmt laden“.

Beispiel 1 … (imperiales, britisches oder englisches System)

Für die Installation der elektrischen Verkabelung in einem Gebäude beträgt die Gesamtlast 4,5 kW und die Gesamtlänge des Kabels vom Energiezähler zur Nebenstromverteilertafel beträgt 35 Fuß. Die Versorgungsspannung beträgt 220 V und die Temperatur 40 °C (104 °F). Finden Sie die am besten geeignete Kabelgröße vom Energiezähler zum Unterstromkreis, wenn die Verkabelung in Kabelkanälen installiert ist.

Lösung:-

Wählen Sie nun die Kabelgröße für den Laststrom von 24,5A (aus Tabelle 1), was 7/0,036 (28 Ampere) ist. Das bedeutet, dass wir 7/0,036-Kabel gemäß Tabelle 1 verwenden können.

Überprüfen Sie nun das ausgewählte (7/0,036) Kabel mit dem Temperaturfaktor in Tabelle 3, sodass der Temperaturfaktor 0,94 (in Tabelle 3) bei 40 °C (104 °F) beträgt. und die Strombelastbarkeit von (7/0,036) beträgt 28 A, daher wäre die Strombelastbarkeit dieses Kabels bei 40 °C (104 °F)

Nennstrom für 40 °C (104 °F) =28 x 0,94 =26,32 A.

Da der berechnete Wert (26,32 Ampere ) bei 40°C (104 °F ) ist geringer als die Strombelastbarkeit von (7/0,036) Kabeln, die 28A beträgt , daher diese Kabelgröße (7/0,036 ) ist auch temperaturtechnisch geeignet.

Finden Sie nun den Spannungsabfall für 100 Fuß für dieses (7/0,036) Kabel aus Tabelle 4 das ist 7V , Aber in unserem Fall beträgt die Kabellänge 35 Fuß. Daher wäre der Spannungsabfall für ein 35-Fuß-Kabel:

Tatsächlicher Spannungsabfall für 35 Fuß =(7 x 35/100) x (24,5/28) =2,1 V

Und zulässiger Spannungsabfall =(2,5 x 220)/100 =5,5 V

Hier ist der tatsächliche Spannungsabfall (2,1 V) geringer als der maximal zulässige Spannungsabfall von 5,5 V. Daher ist die geeignete und am besten geeignete Kabelgröße (7/0,036) für diese gegebene Last für die Installation elektrischer Leitungen.

Beispiel 2 … (SI / Metric / Dezimalsystem)

Welche Art und Größe des Kabels ist für die jeweilige Situation geeignet

Lösung:-

Last =5,8 kW =5800 W

Spannung =230 V

Aktuell =I =P/V =5800 / 230 =25,2A

20 % zusätzlicher Laststrom =(20/100) x 5,2 A =5 A

Gesamtlaststrom =25,2 A + 5 A =30,2 A

Wählen Sie nun die Kabelgröße für einen Laststrom von 30,2 A (aus Tabelle 1), was 7/1,04 (31 Ampere) entspricht. Das bedeutet, dass wir 7/0,036-Kabel gemäß Tabelle 1 verwenden können .

Überprüfen Sie nun das ausgewählte (7/1.04) Kabel mit dem Temperaturfaktor in Tabelle 3, sodass der Temperaturfaktor 0,97 (in Tabelle 3) bei 35 °C (95 °F) beträgt. und die Strombelastbarkeit von (7/1,04) beträgt 31 A, daher wäre die Strombelastbarkeit dieses Kabels bei 40 °C (104 °F)

Nennstrom für 35 °C (95 °F) =31 x 0,97 =30 A.

Da der berechnete Wert (30 Ampere) bei 35°C (95°F) geringer ist als die Strombelastbarkeit des (7/1,04) Kabels, die daher 31A beträgt diese Kabelgröße (7/1,04) ist auch temperaturtechnisch geeignet.

Finden Sie nun den Spannungsabfall pro Amperemeter für dieses (7/1,04) Kabel aus (Tabelle 5), der 7 mV beträgt, aber in unserem Fall beträgt die Kabellänge 35 Meter. Daher wäre der Spannungsabfall für ein 35-Meter-Kabel:

Tatsächlicher Spannungsabfall für 35 Meter =

=mV x I x L

=(7/1000) x 30×35 =7,6 V

Und zulässiger Spannungsabfall =(2,5 x 230)/100 =5,75 V

Hier ist der tatsächliche Spannungsabfall (7,35 V) größer als der maximal zulässige Spannungsabfall von 5,75 V. Therefore, this is not a suitable size of cable for that given load. So we will select the next size of selected cable (7/1.04) which is 7/1.35 and find the voltage drop again.

According to Table (5) the current rating of 7/1.35 is 40 Amperes and the voltage drop in per ampere meter is 4.1 mV (See table (5)). Therefore, the actual voltage drop for 35 meter cable would be;

Actual Voltage drop for 35 meter =

=mV x I x L

(4.1/1000) x 40×35 =7.35V =5.74V

This drop is less than that of maximum allowable voltage drop. So this is the most appropriate and suitable cable or wire size .

Example 3

Following Loads are connected in a building:-

Sub-Circuit 1

Sub-Circuit 2

If supply voltages are 230 V AC, then calculate circuit current and Cable size for each Sub-Circuit ?

Solution:-

Total load of Sub-Circuit 1

=(2 x 1000) + (4 x 80) + (2×120)

=2000W + 320W + 240W =2560W

Current for Sub-Circuit 1 =I =P/V =2560/230 =11.1A

Total load of Sub-Circuit 2

=(6 x 80) + (5 x 100) + (4 x 800)

=480W + 500W + 3200W=4180W

Current for Sub-Circuit 2 =I =P/V =4180/230 =18.1A

Therefore, Cable suggested for sub circuit 1 =3/.029 ” (13 Amp ) or 1/1.38 mm (13 Amp )

Cable suggested for Sub-Circuit 2 =7/.029 ” (21 Amp ) or 7/0.85 mm (24 Amp)

Total Current drawn by both Sub-Circuits =11.1A + 18.1A =29.27 A

So cable suggested for Main-Circuit =7/.044″ (34 Amp) or 7/1.04 mm (31 Amp )

Example 4

A 10H.P (7.46kW) three phase squirrel cage induction motor of continuous rating using Star-Delta starting is connected through 400V supply by three single core PVC cables run in conduit from 250feet (76.2m) away from multi-way distribution fuse board. Its full load current is 19A. Average summer temperature in Electrical installation wiring is 35°C (95°F). Calculate the size of the cable for the motor?

Solution:-

Now select the size of cable for full load motor current of 19A (from Table 4) which is 7/0.36” (23 Amperes) *(Remember that this is a 3-phase system i.e. 3-core cable) and the voltage drop is 5.3V for 100 Feet. It means we can use 7/0.036 cable according Table (4).

Now check the selected (7/0.036) cable with temperature factor in table (3), so the temperature factor is 0.97 (in table 3) at 35°C (95°F) and current carrying capacity of (7/0.036”) is 23 Amperes, therefore, current carrying capacity of this cable at 40°C (104°F) would be:

Current rating for 40°C (104°F) =23 x 0.97 =22.31 Amp.

Since the calculated value (22.31 Amp) at 35°C (95°F) is less than that of current carrying capacity of (7/0.036) cable which is 23A, therefore this size of cable (7/0.036) is also suitable with respect to temperature.

Load factor =19/23 =0.826

Now find the voltage drop for 100feet for this (7/0.036) cable from table (4) which is 5.3V, But in our case, the length of cable is 250 feet. Therefore, the voltage drop for 250 feet cable would be;

Actual Voltage drop for 250feet =(5.3 x 250/100) x 0.826 =10.94V

And maximum Allowable voltage drop =(2.5/100) x 400V=10V

Here the actual Voltage drop (10.94V) is greater than that of maximum allowable voltage drop of 10V. Therefore, this is a not a suitable size of cable for the given load. So we will select the next size of selected cable (7/0.036) which is 7/0.044 and find the voltage drop again. According to Table (4) the current rating of 7/0.044 is 28 Amperes and the volt drop in per 100 feet is 4.1V (see Table 4). Therefore, the actual voltage drop for 250 feet cable would be;

Actual Voltage drop for 250 feet =

=Volt drop per 100 feet x length of cable x load factor

=(4.1/100) x 250 x 0.826 =8.46V

And Maximum Allowable voltage drop =(2.5/100) x 400V=10V

The actual voltage drop is less than that of maximum allowable voltage drop. So this is the most appropriate and suitable cable size for electrical wiring installation in a given situation.

NEC Wire Size Table 310.15(B)(16) (formerly Table 310.16) &Chart

NEC (National Electrical Code) Table 310.15(B)(16) (formerly Table 310.16) – 310.60 – ARTICLE 310 – Conductors for General Wiring &Allowable Ampacities of Conductors &Wire Sizes based on AWG (American Wire Gauge).

310.60               ARTICLE 310 — CONDUCTORS FOR GENERAL WIRING
Table 310.15(B)(16) (formerly Table 310.16) Allowable Ampacities of Insulated Conductors Rated Up to and Including 2000 Volts, 60°C Through 90°C (140°F Through 194°F), Not More Than Three Current-Carrying Conductors in Raceway, Cable, or Earth (Directly Buried), Based on Ambient Temperature of 30°C (86°F)*
Size AWG or kcmil Temperature Rating of Conductor [See Table 310.104(A).] Size AWG or kcmil
60°C (140°F) 75°C (167°F) 90°C (194°F) 60°C (140°F) 75°C (167°F) 90°C (194°F)
Types TW, UF Types RHW, THHW, THW, THWN, XHHW, USE, ZW Types TBS, SA, SIS, FEP, FEPB, MI, RHH, RHW-2, THHN, THHW,

THW-2, THWN-2, USE-2, XHH, XHHW,

XHHW-2, ZW-2

 Types TW, UF Types RHW, THHW, THW, THWN, XHHW, USE Types TBS, SA, SIS, THHN, THHW,

THW-2, THWN-2, RHH, RHW-2, USE-2, XHH, XHHW, XHHW-2, ZW-2
COPPER ALUMINUM OR COPPER-CLAD ALUMINUM
18** — — 14 — — — —
16** — — 18 — — — —
14** 15 20 25 — — — —
12** 20 25 30 15 20 25 12**
10** 30 35 40 25 30 35 10**
8 40 50 55 35 40 45 8
6 55 65 75 40 50 55 6
4 70 85 95 55 65 75 4
3 85 100 115 65 75 85 3
2 95 115 130 75 90 100 2
1 110 130 145 85 100 115 1
1/0 125 150 170 100 120 135 1/0
2/0 145 175 195 115 135 150 2/0
3/0 165 200 225 130 155 175 3/0
4/0 195 230 260 150 180 205 4/0
250 215 255 290 170 205 230 250
300 240 285 320 195 230 260 300
350 260 310 350 210 250 280 350
400 280 335 380 225 270 305 400
500 320 380 430 260 310 350 500
600 350 420 475 285 340 385 600
700 385 460 520 315 375 425 700
750 400 475 535 320 385 435 750
800 410 490 555 330 395 445 800
900 435 520 585 355 425 480 900
1000 455 545 615 375 445 500 1000
1250 495 590 665 405 485 545 1250
1500 525 625 705 435 520 585 1500
1750 545 650 735 455 545 615 1750
2000 555 665 750 470 560 630 2000
  •    *Refer to 310.15(B)(2) for the ampacity correction factors where the ambient temperature is other than 30°C (86°F). Refer to 310.15(B)(3)(a) for more than three current-carrying conductors.
  •    **Refer to 240.4(D) for conductor overcurrent protection limitations.

Here is the NEC table as a chart (image format to downloads as a reference)


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