Dimensionarea corectă a cablurilor din instalații

Acest articol este mai mult despre eficiență și mai puțin despre minimul necesar. Vreau să vă prezint un anume fel de a privi lucrurile. Însă, în continuare vom discuta despre dimensionarea corectă a cablurilor din instalațiile interne. Adică ne interesează mai mult partea de la contorul electric până la bac sau electrocasnic. Aceasta fiind partea de energie pe care o regăsim pe factură. Restul ineficiențelor energetice de pe cablul de branșament și rețeaua de distribuție, depind de distribuitorul de energie și îi cad lui în sarcină.

Toate ineficiențele înainte de contor vor fi plătite cumva tot de consumator și se vor regăsi într-un fel sau altul pe factura lunară, dar nu putem face mare lucru în privința asta. Ineficiențele înainte de contor, ne afectează stabilitatea voltajului și calitatea curentului. Însă rareori putem să facem ceva în privința asta. În România, calitatea curentului este foarte proastă la sate și comune, dar în ultimul timp se fac ceva eforturi pentru a limita aceste condiții. Să vedem ce putem face noi în privința unei rețele electrice corect construite, acolo unde putem.

Dimensionarea corectă a cablurilor pentru o exploatare în siguranţă

O dimensionare greşită a sistemului electric duce în primul rând la pierderi de căldură. Asta înseamnă că duce la pierderi de bani. Dacă aceste pierderi de căldură devin foarte mari se ajunge la o problemă de siguranţă şi anume la incendiul. Dimensionarea corectă a cablurilor din instalaţiile fixe, este un lucru destul de greu de înţeles. Mai ales pentru cineva care nu înţelege noţiuni precum puterea electrică, căderea de tensiune pe circuit, impedanţă, amperaj, etc.. În acest articol am să vorbesc despre bani. Consider că toată lumea înțelege când i se bagă mâna în buzunar. Indiferent de cunoştinţele tale de fizică şi chimie, vei înţelege când e scump şi când nu.

În primul rând, noi plătim energia electrică de la consumator, acesta fiind frigiderul, cuptorul electric, maşină de spălat, etc., până la contorul electric. De la contor încolo nu ne mai interesează. Contorul înregistrează consumul real al consumatorilor + energia reactivă + pierderile pe reţeaua internă. Dacă aceste pierderi de energie pe rețeaua internă sunt foarte mari, atunci izolaţia electrică a conductorului sau a cablului se va deteriora mai repede. În tabelele din josul paginii am discutat despre pierderi financiare cu reţeaua electrică internă şi am presupus un consum constant. În realitate însă, consumul nu este constant.

 

Când sunt prost dimensionate, unele cabluri se încing sub o sarcină mare până se topesc şi fac scurt. Pentru a evita această situaţie, avem nevoie să dimensionăm corect cablul. Apoi trebuie să limităm consumul pe acel cablu la cel calculat iniţial, printr-o siguranţă fusibilă. Adică în momentul în care s-a depăşit capacitatea cablului, siguranţa sare, iar circuitul se întrerupe. Lucrurile sunt simple, însă ele nu prea sunt respectate. Un exemplu care demonstrează acest lucru este utilizarea prelungitoarelor. În articolul Care este numărul de prize necesare într-o locuinţă? am explicat de ce NU trebuie să utilizăm prelungitoare.

Dimensionarea corectă a cablurilor în funcţie de consumul aşteptat

În tabelul de mai jos, avem o serie de valori pentru intensitatea maximă a curentului electric. Vreau să precizez că acest tabel se referă la conductori solizi instalaţi în tuburi îngropate în perete, B1 în normativ. Am ales acest caz pentru că este cel mai corect şi cel mai sigur. Recomand îngroparea cablurilor în perete mai mult ca orice alt tip de pozare a cablurilor sau ai conductorilor electrici. Pentru reţelele electrice cu cabluri amplasate în exteriorul pereţilor, fie în ţevi sau conduite de cablu, valorile sunt altele. Recomand să evitați orice altă formă de cablare și pozare a conductorilor când vine vorba de spațiul rezidențial.

Secţiunea conductorului	Cupru – Cu	Aluminiu – Al
1,5 mmp	18,5 A	–
2,5 mmp	25 A	16 A
4 mmp	35 A	20 A
6 mmp	43 A	27 A
10 mmp	63 A	36 A

De la 10 mmp în sus, conductorii încep să fie multifilari, ca să-i poţi mişca și îndoi. Din cauza problemelor care apar la cablurile multifilare se tot caută soluţii de eficientizare sau evitare ale acestora. Întotdeauna să alegeţi un tub din oţel zincat şi nu din PVC, oferă mai multă protecţie la incendiu, calitate, disipare din căldură şi te protejeză de radiaţiile electromagnetice pe care cablul le emite atunci când există consum mare. Sunt multe de spus despre avantajele conduitelor de oţel zincat, însă ca regulă generală încercaţi să le evitaţi pe cele din PVC. Evident recomand să terminați acest tub metalic pentru cabluri tot cu o ceva de metal, adică cu o doză din metal și un cablu de împământare.

La priză nu o să aveți niciodată mai mult de 16 amperi. Dacă aveți un consumator care dorește o intensitate a curentului mai mare de 16 amperi sau este la limită și sare tot timpul siguranța, atunci este nevoie să apelați la o priză industrială. Aici am vrut să ajung cu acest articol. Adică la diferența între rețelele industriale și cele casnice. Mulți români au consumatori mari în gospodărie și au impresia că îi pot alimenta de la rețeaua electrică din locuință. În articolul 1n-cu3and – Rețele electrice industriale specifice spațiilor de producție am să explic cum să construiți rețele electrice cu prize peste 16 amperi.

Câţi bani pierdem pe reţeaua internă

În medie, un client casnic consumă 283 KWh pe lună, adică contorul înregistrează un consum de 283 de unităţi de consum. La ora actuală o unitate de consum (1 kWh) costă 0,45 RON + TVA, adică românii plătesc în medie 169.8 RON/lună. Atenție, acest lucru o spun privind factura / clientul racordat / gospodăria. Această medie nu este o medie pe persoană, iar noi vom aproxima o putere medie de consum constant de 0.393 KWh. Tot în medie, un client casnic are o lungime a firelor electrice de la contor şi până la consumator de 25 metri lungime.

În ultimul timp, cei de la firma de distribuție au început să pună contoarele la parterul blocului sau chiar lângă transformator. În acest fel ei caută să-ți pună în brațe tot consumul pe care ei îl suportau până acum pe rețeaua publică. Inițial, contorul se punea pe casă. Apoi au spus că el trebuie pus la limita de proprietate pentru că nu au acces pe proprietatea ta pentru a verifica și citi contorul. Sunt de acord cu amplasarea echipamentelor de măsură la limita de proprietate. Mai nou vor să amplaseze contorul lângă transformator, acest lucru fiind posibil când ai propriul tău cablu de branșament.

 

Atenţie, distanța medie de 25 de metri a rețelei interne, nu este distanța de la panoul de siguranţe la priză, ci de la contorul electric la consumator. Această distanţă include şi firul de la electrocasnic. Cablurile electrice pot avea mai multe grosimi, iar ele sunt catalogate după aria secţiunii: 1,5 mmp, 2,5 mmp, 4 mmp, 6 mmp și 10 mmp. Lista continuă, însă doar aceşti conductori sunt relevanţi pentru reţelele casnice, iar în medie aceşti conductori au o durată de 30 de ani dacă sunt izolaţi cu PVC sau de 50 de ani dacă sunt izolați cu polietilenă reticulară.

Pierderile în cifre în funcție de tipul de conductor utilizat

Cu cât utilizați un conductor mai gros, cu atât pierderile de căldură și implicit cele financiare sunt mai mici. Există însă o contradicție între economiile făcute și prețul inițial al conductorului. Ideal este să găsim cel mai bun echilibru. Problema ar fi că energia electrică se scumpește în fiecare an și utilizarea unor conductori mai groși devine din ce în ce mai relevantă. Tabelul de mai jos arată pierderile anuale medii în funcţie de grosimea conductorului de cupru (Cu) presupunând datele medii din observaţiile de mai sus:

Secţiunea conductorului de cupru (Cu)	Pierderile energetice KWh/lună	Pierderile financiare anuale	Pierderile financiare în 30 ani
1,5 mmp	1,48 KWh/lună	8 RON + TVA	240 RON + TVA
2,5 mmp	0,86 KWh/lună	4,78 RON + TVA	143 RON + TVA
4 mmp	0,55 KWh/lună	3 RON + TVA	90 RON + TVA
6 mmp	0,37 KWh/lună	2 RON + TVA	60 RON + TVA
10 mmp	0,22 KWh/lună	1,2 RON + TVA	36 RON + TVA

Am explicat ce sunt conductorii electrici din aluminiu şi unde să îi folosim, cu scopul de a vă reaminti că mai există și acea variantă, chiar dacă la interior se utilizează în special conductorii de cupru. Tabelul de mai jos arată pierderile anuale medii în funcţie de grosimea conductorului de aluminiu (Al) presupunând datele medii din observaţiile de mai sus, cu precizarea că NU se mai utilizează conductor de 1,5 mmp din aluminiu:

Secţiunea conductorului de aluminiu (Al)	Pierderile energetice KWh	Pierderile financiare anuale	Pierderile financiare în 30 ani
2,5 mmp	1,43 KWh/lună	7,7 RON + TVA	231 RON + TVA
4 mmp	0,89 KWh/lună	4,82 RON + TVA	145 RON + TVA
6 mmp	0,60 KWh/lună	3,3 RON + TVA	99 RON + TVA
10 mmp	0,36 KWh/lună	1,95 RON + TVA	59 RON + TVA

În tabelele de mai sus am fost optimist, pierderile sunt chiar mai mari, doar că de dragul generalizării am încercat să trag o concluzie teoretică. Pentru cazul cablurilor minime, majoritatea gospodăriilor, ar pierde 50-60 de euro în 30 de ani, iar asta nu înseamă absolut nimic. Dar la un bloc cu 40 de apartamente se pierd peste 2000 – 2400 de Euro în 30 de ani. Pentru gospodăriile conectate la reţea, pierderile de mai sus sunt pot părea un calcul inutil, dar pentru o casă care se alimentează în întregime de la panouri fotovoltaice, ar putea înseamna o economisire valoroasă.

Cablurile şi conductorii solizi şi cei multifilari

Vreau să ştiţi că în instalaţii fixe permanente se folosesc doar conductori solizi. Voi repeta. În instalații fixe se vor utiliza DOAR conductori solizi. Recomandarea mea este să utilizați conductori și nu cabluri. Acești conductori solizi se vor introduce în niște tuburi de oțel zincat, iar tubul va fi conectat și el la cablul de înpământare al panoului electric. Chiar și cablurile de telecomunicații utilizate în instalațiile fixe din pereți vor avea cabluri cu conductori solizi. În articolul Instalaţia de date şi de internet dintr-o locuinţă am scris destule detalii despre o astfel de instalație de date.

Cei lițați sau multifilari sunt utilizați pentru aplicații mobile. Aplicațiile mobile pot înseamna, bărci, rulote, case flexibile sau mobile, barăci de șantier executate din containere, restaurante pe apă, etc. Dacă utilizăm conductori soliți în aplicații mobile, mai devreme sau mai târziu, vor apărea două fenomene. Unul va fi oboseala metalului, iar al doilea va fi contactul imperfect la conexiuni. Tot ce am scris mai sus în acest articol, se referă la conductorii solizi. În 99% din locuinţe se folosesc conductorii şi cabluri cu astfel de conductori.

În imaginea de mai sus avem aproape trei electricieni. Ei pun niște terminale fără izolație pe un cablu de aluminiu multifilar pentru a lega bornele de joasă tensiune ale transformatorului stradal la cutia de distribuție. Nu au unelta potrivită pentru a sertiza aceste terminale în mod corect pe cablu, așa că folosesc o șurubelniță din oțel, un ciocan și o nicovală pentru a bloca cablul în terminal. Dacă faceți chestii de acest gen la voi acasă, atunci acel punct de contact imperfect din papuc va consuma curent până va produce incendii. Dacă nu va provoca un incendiu, atunci cu siguranță o să vă erodeze buzunarul, câte un pic în fiecare lună.