מחשבון שטח חתך מוליך
שטח החתך של כבל במתח נמוך נבחר כך שהזרם המתמיד המרבי המתוקן של המוליך (I'z) לא יהיה קטן מהזרם הנקוב של המבטח, וזרם הבדיקה הגבוה של המבטח לא יעלה על פי 1.45 ממנו: Ib ≤ In ≤ I'z ו-I2 ≤ 1.45·I'z. את I'z מקבלים מטבלת התוספת השנייה לפי שיטת ההתקנה, כפול מקדמי התיקון לטמפרטורה ולקיבוץ. המחשבון מבצע את החישוב לפי תקנות החשמל (העמסה והגנה על מוליכים מבודדים וכבלים במתח נמוך), כולל בדיקת זרם קצר והפסד מתח.
דוגמה פתורה
מעגל תלת-מופעי בכבל נחושת בבידוד 70°C, זרם עבודה של 28 אמפר, שיטת התקנה ג' (מוליכים במוביל על גבי קיר), טמפרטורה אופפת של 35°C ושלושה מעגלים במקבץ. המבטח הוא מא"ז 32A בעקומה C, אורך הכבל 40 מטר, וזרם הקצר בלוח 3,000 אמפר.
- In = 32A, I2 = 1.45 × 32 = 46.4A, ולכן ה-I'z הנדרש הוא 32A.
- מקדם הטמפרטורה הוא 1.00, ומקדם הקיבוץ לשלושה מעגלים במקבץ הוא 0.70 (טבלה 4). לכן c = 0.70.
- ה-Iz הנדרש בטבלה: 32 / 0.70 = 45.7A. בטבלה 70.3, בעמודת נחושת תלת-מופעי, חתך 6 ממ"ר נותן 34A וחתך 10 ממ"ר נותן 47A.
- זרם הקצר בקצה הכבל יוצא כ-850 אמפר, מעל סף הניתוק המגנטי של 320 אמפר. הזמן המותר בקצר הוא כ-1.8 שניות, והפסד המתח כ-1%.
תוצאה: 10 ממ"ר. אפשר להזין את הנתונים במחשבון שלמעלה, ולסמן את בדיקת זרם הקצר, כדי לראות את כל שלבי החישוב.
טבלת עזר: חתך מזערי לפי זרם המבטח
| מבטח In [A] | שיטה ג' (טבלה 70.3) | שיטה ד' (טבלה 70.4) | שיטה ל"א, טמון באדמה (טבלה 70.6) | |||
|---|---|---|---|---|---|---|
| חד-מופעי | תלת-מופעי | חד-מופעי | תלת-מופעי | חד-מופעי | תלת-מופעי | |
| 10 | 1.5 | 1.5 | 1.5 | 1.5 | 1.5 | 1.5 |
| 16 | 2.5 | 2.5 | 2.5 | 2.5 | 2.5 | 2.5 |
| 20 | 4 | 4 | 4 | 4 | 4 | 4 |
| 25 | 4 | 4 | 4 | 4 | 4 | 4 |
| 32 | 6 | 6 | 6 | 6 | 4 | 6 |
| 40 | 10 | 10 | 10 | 10 | 6 | 10 |
| 50 | 10 | 16 | 16 | 16 | 10 | 16 |
| 63 | 16 | 16 | 16 | 25 | 16 | 25 |
| 80 | 25 | 25 | 25 | 35 | 25 | 35 |
| 100 | 35 | 35 | 35 | 50 | 35 | 50 |
| 125 | 50 | 50 | 50 | 70 | 50 | 70 |
שאלות נפוצות
כמה ממ"ר צריך למא"ז 16 אמפר?
במוליך נחושת בבידוד 70°C נדרש בדרך כלל חתך של 2.5 ממ"ר. תקנה 6(ו) קובעת שמוליך 2.5 ממ"ר בבידוד 70°C יוגן במבטח של 16 אמפר לכל היותר, ומוליך 1.5 ממ"ר במבטח של 10 אמפר לכל היותר. בטמפרטורה גבוהה או בקיבוץ של כמה מעגלים ייתכן שיידרש חתך גדול יותר.
מה ההבדל בין Iz ל-I'z?
Iz הוא הזרם המתמיד המרבי מטבלאות התוספת השנייה, בתנאי ייחוס: 35°C באוויר או 30°C בקרקע, ומעגל יחיד. I'z הוא אותו ערך לאחר הכפלה במקדמי התיקון של התוספת הראשונה לפי התנאים בפועל.
מהו זרם הבדיקה הגבוה I2?
זהו הזרם שבו המבטח מובטח לנתק בתוך הזמן המוגדר לסוגו: 1.45·In במא"ז, 1.3·In במפסק אוטומטי מתכוונן, ו-1.6 עד 1.75·In בנתיך. התנאי I2 ≤ 1.45·I'z מבטיח שהמוליך לא יתחמם יתר על המידה בהעמסת יתר ממושכת. במא"ז התנאי מתקיים מעצמו כאשר In ≤ I'z.
מתי מותר להגן על כמה כבלים במקביל במבטח אחד?
לפי תקנה 8, כאשר הכבלים מאותו חומר, באותו חתך ובאותו אורך, עם אבזרי חיבור ואופן התקנה זהים. הזרם המותר הכולל הוא סכום ה-I'z של הכבלים. כבלים במקביל נספרים גם במקדם הקיבוץ.
מה בודקת בדיקת זרם הקצר?
תקנה 10 דורשת שהמבטח ינתק את הקצר לפני שהמוליך יגיע לטמפרטורה מזיקה: t ≤ (k·S / Ik min)², ולא יותר מ-5 שניות. Ik min הוא זרם הקצר החד-מופעי בנקודה הרחוקה ביותר של המעגל, ו-k תלוי בחומר המוליך ובבידוד: 115 או 143 בנחושת, 76 או 94 באלומיניום.
האם התקנות קובעות הפסד מתח מרבי?
תקנות העמסה והגנה על מוליכים אינן קובעות ערך מרבי להפסד מתח. המחשבון מציג את ההפסד לכל חתך, ואפשר להזין מגבלה שתיקבע לפי דרישות התכנון.
מקורות
טבלאות הזרם המותר ושיטות ההתקנה שבתקנות מבוססות על התקן הבינלאומי IEC 60364-5-52. הנוסח הרשמי של התקנות מופיע במאגר תקנות החשמל באתר gov.il, ומידע על תקינה ובדיקות של כבלים ומוליכים נמצא באתר מכון התקנים הישראלי.
הנוסח המלא של התקנות והטבלאות נמצא בתקנות החשמל (העמסה והגנה על מוליכים מבודדים וכבלים במתח נמוך) באתר.
