Współczynnik grupowania Cg — dlaczego kable związane w wiązkę mogą przenosić mniejszy prąd niż rozstawione

Przewodnik o przekroju kabla i obciążalności prądowej wspomina już krótko o współczynniku korekcyjnym f2 dla grupowania jako części wzoru Iz = Itabela × f1 × f2 × f3. Ten artykuł omawia dokładniej, jak dokładnie działa ten współczynnik grupowania (oznaczany też jako Cg), i dlaczego sposób układania kabli obok siebie — stykająca się wiązka czy rozstawione w pojedynczej warstwie — ma istotny wpływ na dopuszczalny prąd.

Dlaczego grupowanie obniża obciążalność prądową

Kabel oddaje ciepło do otoczenia. Jeśli kabel leży samodzielnie, ciepło to może uciekać we wszystkich kierunkach. Jeśli kilka obwodów pod obciążeniem leży tuż obok siebie lub się stykają, każdy kabel dodatkowo ogrzewa powietrze lub konstrukcję wokół sąsiedniego kabla — łączna emisja ciepła jest wyższa niż w przypadku pojedynczego kabla, przez co każdy kabel w grupie osiąga wyższą temperaturę przewodnika przy tym samym prądzie. Współczynnik grupowania Cg kompensuje to, obniżając dopuszczalny prąd na kabel wraz ze wzrostem liczby zgrupowanych obwodów.

Dwa różne sposoby grupowania

Załącznik B normy IEC 60364-5-52 rozróżnia między innymi dwie tabele prowadzące do wyraźnie różnych współczynników:

Praktyczny skutek: te same sześć obwodów pozwala na zauważalnie wyższy dopuszczalny prąd na kabel, gdy są ułożone oddzielnie na drabince kablowej, niż gdy są związane w jedną wiązkę lub ułożone w rurze przylegając do siebie — wyłącznie z powodu różnicy w cyrkulacji powietrza między nimi.

Znaczenie praktyczne

Przy projektowaniu trasy kablowej z wieloma obwodami (na przykład rozdzielnica z kilkoma obwodami odchodzącymi, których część trasy przebiega wspólnie) nie tylko liczba obwodów, ale też fizyczne rozmieszczenie — stykająca się wiązka czy rozstawiona pojedyncza warstwa — decyduje o tym, jaki współczynnik grupowania ma zastosowanie. W ciasnym korytku kablowym, gdzie ułożenie kabli przylegająco wydaje się najwygodniejsze, warto czasem świadomie rozstawić kable (lub wybrać szersze korytko), aby zakwalifikować się do mniej surowego współczynnika grupowania i obejść się mniejszym przekrojem.

Częste błędy

1. Stosowanie współczynnika grupowania tak, jakby wszystkie sposoby grupowania były równoważne — stykająca się wiązka i rozstawiona pojedyncza warstwa dają istotnie różną wartość Cg przy tej samej liczbie obwodów.
2. Nieuwzględnianie obwodów dodanych później we współczynniku grupowania — gdy po oddaniu do użytku do tego samego korytka lub rury dodawane są kolejne kable, współczynnik grupowania zmienia się dla wszystkich kabli w tej grupie, także już istniejących.
3. Ignorowanie obwodów rezerwowych, które (jeszcze) nie są podłączone przy ustalaniu liczby zgrupowanych obwodów — jeśli pusty kabel i tak będzie wymieniał ciepło z sąsiednimi, gdy zostanie później użyty, należy to uwzględnić wcześniej w doborze przekroju.
4. Mylenie współczynnika grupowania z metodą referencyjną — metoda referencyjna (A1/B1/C/E) ustala podstawową wartość tabelaryczną dla sposobu instalacji, współczynnik grupowania to osobna, mnożąca poprawka nakładana na to dodatkowo.

Powiązane

• Przekrój kabla i obciążalność prądowa (§523)
• Metody referencyjne — sposób instalacji dla obciążalności prądowej
• Systemy podtrzymujące kable — korytka i drabinki
• Stopień wypełnienia korytka/kanału kablowego