Prúdová zaťažiteľnosť Cu vodičov - ampacita
Veľmi častou otázkou pri návrhu elektrickej kabeláže je: "aký maximálny prúd prenesie vodič 2,5 mm²" prípadne "aký hrubý vodič potrebujem na 100 A". Odpoveď často ponúkajú špecifikácie výrobcov káblov vo svojich katalógoch kde uvádzajú prúdovú zaťažiteľnosť vodiča.
Prúdová zaťažiteľnosť vodiča sa niekedy označuje termínom Ampacita (angl. Ampacity). Skratka vznikla z dvoch anglických slov: ampere a capacity. V doslovnom preklade "kapacita ampérov".
Problematika výberu správnej hrúbky vodiča je pomerne komplexná. Limitujúce faktory sú najmä teplota prostredia, schopnosť odviesť stratové teplo a odolnosť izolácie. Detailne je problematika popísaná v normách IEC 60364-5-52:2009 a BS 7671:2008.
Tu uvedené hodnoty prúdu sú maximálne prípustné a pre reálne podmienky je nutné prúd znížiť. Uvažujeme o voľne položenom samostatnom vodiči s PVC izoláciou s maximálnou prípustnou teplotou 70°C. Teplota prostredia 30°C. Metóda uloženia "E" podľa normy IEC 60364-5-52.
Pri inej teplote prostredia ako 30°C je potrebné hodnotu prúdu násobiť korekčným faktorom 1,22 pri teplote 10°C a 0,50 pri teplote prostredia 60°C. Z uvedeného vyplýva že pri teplote prostredia 60°C je možné preniesť vodičom len polovičný prúd.
Podobne sa uplatňujú korekcie pri vedení viacero vodičov vedľa seba, v kábli s viacero žilami prípadne pri uložení v prostredí ktoré ma tepelnoizolačné vlastnosti a neumožňuje prirodzené ochladzovanie vodiča. Pri výpočte uvažujeme aj s úbytkom napätia, nakoľko tento určuje aký je stratový výkon ktorý sa premení na teplo. Ak použijeme lankový vodič mení sa najmä jeho vonkajší priemer (lankové vodiče majú väčší priemer jadra pri rovnakom účinnom priereze ako pevné jadrá) a parametre pre prenose harmonických frekvencií.
Graf prúdovej zaťažiteľností medeného vodiča.
Tabuľka maximálnej teoretickej prúdovej zaťažiteľnosti medeného vodiča - pevné jadro.
| prierez (mm² Cu) |
maximálny prúd (A) |
maximálny prúd (A) 3 vodiče |
úbytok napätia (mV / A / m) |
celkový úbytok pri plnom zaťažení (mV / m) |
priemer jadra (mm) |
| 1 | 19 | 44 | 836 | 1,1 | |
| 1,5 | 26 | 17,5 | 29 | 754 | 1,4 |
| 2,5 | 36 | 24 | 18 | 648 | 1,8 |
| 4 | 47 | 32 | 11 | 517 | 2,3 |
| 6 | 60 | 41 | 7,3 | 438 | 2,8 |
| 10 | 82 | 57 | 4,4 | 361 | 3,6 |
| 16 | 109 | 76 | 2,8 | 305 | 4,5 |
| 25 | 142 | 96 | 1,75 | 249 | 5,6 |
| 35 | 174 | 119 | 1,25 | 218 | 6,7 |
| 50 | 215 | 144 | 0,93 | 200 | 8,0 |
| 70 | 264 | 184 | 0,63 | 166 | 9,4 |
| 95 | 317 | 223 | 0,46 | 146 | 11,0 |
| 120 | 364 | 259 | 0,36 | 131 | 12,4 |
| 150 | 416 | 299 | 0,29 | 121 | 13,8 |
| 185 | 472 | 341 | 0,23 | 109 | 15,3 |
| 240 | 552 | 403 | 0,18 | 99 | 17,5 |
| 300 | 650 | 464 | 0,145 | 94 | 19,5 |
| 400 | 754 | 0,105 | 79 | 22,6 | |
| 500 | 868 | 0,086 | 75 | 25,2 | |
| 630 | 1005 | 0,068 | 68 | 28,3 | |
| 800 | 1150 | 0,053 | 61 | 31,9 | |
| 1000 | 1310 | 0,042 | 55 | 35,7 |
Dobrú informáciu pri navrhovaní vedenia poskytuje aj nasledujúci graf, ktorý zobrazuje stratový výkon na vodiči pri maximálnom prúde. Táto hodnota hovorí koľko tepla musíme odviesť na meter dĺžky vodiča.
Graf stratového výkonu na meter medeného vodiča pri plnom zaťažení.