Dimenzovanie kábla k čerpadlu: prečo záleží na priereze aj type kábla

Pumps - Bakalár /

Dimenzovanie kábla k čerpadlu: prečo záleží na priereze aj type kábla

Väčšina ľudí rieši výber čerpadla starostlivo. Porovnávajú výkon, tlak, hĺbku studne. Kábel pritom dostane oveľa menej pozornosti. Natiahne sa to, čo je po ruke, alebo sa požičia predlžovačka.

A práve tu vznikajú problémy. Motor sa prehrieva, ovládacia jednotka vykazuje poruchu podpätia, životnosť zariadenia sa skracuje. Príčina pritom nie je v čerpadle, ale v kábli.

Tento článok vysvetľuje, čo určuje správny prierez kábla, ako ho odčítať z tabuľky a aké typy káblov sa pri čerpadlách používajú.

Kábel ako vodovodná rúrka

Elektrický kábel funguje ako vodovodná rúrka. Čím väčší priemer rúrky, tým viac vody ňou pretečie. Čím väčší prierez vodiča, tým väčší prúd kábel znesie a tým nižší je jeho elektrický odpor.

Z väčšieho prierezu priamo vyplýva nižší úbytok napätia na trase od zdroja napájania po čerpadlo. A práve napätie na svorkách motora rozhoduje o tom, či bude motor pracovať správne.

Motor dimenzovaný na 230 V, ktorý dostáva len 190 V, sa prehrieva. Odoberá vyšší prúd, než je projektované, a jeho životnosť sa výrazne skracuje. Norma pritom povoľuje odchýlku len +5 % / −10 % od menovitého napätia. To zodpovedá rozsahu zhruba 207 – 241 V pre jednofázovú sústavu.

Dva faktory, ktoré určujú prierez

Správny prierez kábla závisí od dvoch parametrov:

  • výkon elektromotora v kW (uvedený na štítku motora)
  • dĺžka káblovej trasy od zásuvky alebo rozvádzača po čerpadlo

Každé čerpadlo má v návode na použitie tabuľku, ktorá tieto dva parametre kombinuje. Tabuľka je zostavená na základe výpočtu zohľadňujúceho merný odpor materiálu vodiča (pri čerpadlách sa používa takmer výlučne meď), povolený úbytok napätia a typ napájacej sústavy. Nižšie uvádzame tabuľku podľa výrobcu motora platnú pre najčastejšie používané motory.



Príklad z praxe: Zákazník má jednofázový motor 0,55 kW (0,75 HP) a potrebuje natiahnuť kábel 90 metrov od domu po studňu. Z tabuľky je zrejmé, že kábel 4×1,5 mm² nestačí (limit je 75 m). Musí použiť 4×2,5 mm² (limit 115 m). Ak by použil 4×1,5, napätie na konci kábla by mohlo klesnúť pod povolené minimum a motor by sa začal prehrievať.

Osobitný prípad: frekvenčný menič 3×230 V

Trojfázové motory sa vyrábajú v dvoch variantoch napájania: 3×400 V (klasická trojfázová sústava) a 3×230 V (používa sa pri frekvenčných meničoch napájaných zo zásuvky).

Motor 3×230 V odoberá pri rovnakom výkone vyšší prúd ako motor 3×400 V. To má priamy vplyv na maximálnu dĺžku kábla.

Postup je nasledovný: z tabuľky pre 3×400 V sa odčíta maximálna dĺžka, ktorá sa potom vynásobí koeficientom 0,33.

Príklad: Motor 1,1 kW, 3×230 V, kábel 4×1,5 mm². Tabuľka pre 400 V udáva maximálnu dĺžku 190 m. Po prepočte: 190 × 0,33 = 63 m. Nad 63 metrov je nutné použiť väčší prierez.

Typ kábla podľa miesta uloženia

Nestačí zvoliť správny prierez. Rovnako dôležité je, aby mal kábel správne mechanické a izolačné vlastnosti pre dané prostredie. Pri čerpadlách sa stretávate s dvoma základnými typmi:

CYKY je kábel s tuhou plastovou (PVC) izoláciou. Určený je na uloženie do zeme. Má dvojitý plášť odolný voči mechanickému namáhaniu, ktoré vzniká pri priamom kontakte so zeminou. Používa sa na trase od rozvádzača alebo zásuvky po miesto, kde kábel vstupuje do vody alebo napája čerpadlo na povrchu.

H07RN-F je gumený kábel určený do vody. Ide od čerpadla cez médium po krabičku alebo napájací bod. Nesmie byť uložený v priamom kontakte so zeminou bez mechanickej ochrany (chráničky alebo krabičky).

V praxi to znamená: ak zákazník potrebuje jeden súvislý kábel od motora čerpadla v studni až po ovládaciu jednotku v dome a trasa vedie zemou, má dve možnosti:

  • CYKY od domu po spojovaciu vodotesnú krabičku pri studni, z krabičky H07RN-F do vody.
  • H07RN-F po celej trase, ale uložený v chráničke v časti vedúcej zemou.

Čo sa stane pri poddimenzovanom kábli

Bez frekvenčného meniča: motor sa roztočí, ale pracuje na nižšom napätí. Prehrieva sa, prúd je vyšší a životnosť sa skracuje. Zákazník to spočiatku nemusí vôbec spozorovať.

S frekvenčným meničom: menič priebežne meria napätie na vstupe do čerpadla. Ak je príliš nízke (napríklad 190 V namiesto 230 V), automaticky vyhodí poruchu podpätia a čerpadlo vôbec nespustí. To je v skutočnosti lepší scenár, pretože motor sa nezničí. Avšak systém nefunguje, kým sa neodstráni príčina.

Predlžovačka nestačí

Zásuvka nikdy nie je tam, kde ju zákazník potrebuje. Kábel sa musí predĺžiť alebo viesť na miesto, kde čerpadlo pracuje. A práve tu ľudia siahajú po prvej predlžovačke, ktorú nájdu.

Bežná predlžovačka s prierezom 1,5 mm² môže byť použitá len do určitej dĺžky. Pre motor 1,5 kW je limit 35 metrov. Nad touto hranicou je úbytok napätia príliš vysoký a kábel sa navyše môže nadmerne zahriať.

Správnym riešením je použiť kábel s prierezom určeným podľa tabuľky a dĺžky celej trasy, vrátane prípadného predĺženia.

Zhrnutie

Správny kábel k čerpadlu nie je detail. Je to rovnako dôležité rozhodnutie ako výber samotného čerpadla.

  • Prierez kábla sa volí podľa výkonu motora a dĺžky trasy z tabuľky v návode.
  • Pri frekvenčnom meniči 3×230 V je maximálna dĺžka kratšia a treba počítať s koeficientom 0,33.
  • Typ kábla závisí od prostredia: CYKY do zeme, H07RN-F do vody.

Poddimenzovaný kábel spôsobuje prehrievanie motora, skracuje životnosť zariadenia alebo v lepšom prípade zastaví čerpadlo chybou meniča. Všetkým týmto problémom sa dá ľahko predísť – stačí správny výber od začiatku.

Pri objednávke čerpadla z nášho sortimentu vám vieme odporučiť správny typ a prierez kábla pre Vašu konkrétnu situáciu. Stačí, ak nám poviete výkon čerpadla, dĺžku trasy a spôsob uloženia kábla (zem, voda, voľné uloženie).