Mitoita kaapeli ja sulake – ilman arvailua
Kun sähköä siirretään kaapelissa, osa jännitteestä “häviää matkalle” ja osa tehosta muuttuu lämmöksi.
Jos kaapeli on liian ohut, seuraukset näkyvät nopeasti:
- valot himmenevät
- moottori ei jaksa käynnistyä kunnolla
- invertteri piippaa
- ja pahimmillaan kaapeli kuumenee liikaa
Tällä laskurilla voit mitoittaa kaapelin ja sulakkeen järkevästi – oli kyseessä tasavirta (DC), 230 V 1-vaihe tai 400 V 3-vaihe.
Mitä PRO-laskuri tekee?
- Laskee virran, jos annat tehon
- Laskee jännitehäviön valitulla etäisyydellä
- Tarkistaa kaapelin kuormitettavuuden (ampacity) valituissa olosuhteissa
- Huomioi asennustavan, lämpötilan ja niputuksen
- Antaa suuntaa-antavan sulake-/katkaisijasuosituksen
Lopullinen suositus perustuu kahteen asiaan:
Kaapelin pitää sekä kestää virta että pitää jännitehäviö järkevällä tasolla.
Jos toinen vaatii suuremman poikkipinnan, laskuri valitsee sen.
Järjestelmä ja perusarvot
Järjestelmä: DC / AC 1~ / AC 3~
- DC (tasavirta): tyypillinen esim. 12/24/48 V järjestelmissä.
- AC 1~ (1-vaihe): tyypillisesti 230 V.
- AC 3~ (3-vaihe): tyypillisesti 400 V (vaihe–vaihe).
Valinta vaikuttaa siihen, miten jännitehäviö lasketaan. DC:ssä jännitehäviö riippuu käytännössä resistanssista. AC:ssä mukana on myös kuorman tehokerroin ja kaapelin reaktanssi.
Jännite (V)
Syötä järjestelmän nimellisjännite:
- DC: esim. 12.8 V (akku), 24 V, 48 V
- AC 1~: 230 V
- AC 3~: 400 V (vaihe–vaihe)
Etäisyys (m) (yhteen suuntaan)
Kaapelireitin pituus virtalähteeltä kuormalle yhteen suuntaan.
- DC ja AC 1~: virta kulkee “meno + paluu” (plus–miinus / vaihe–nolla) → laskuri huomioi automaattisesti 2×L jännitehäviössä ja resistiivisessä tehohäviössä.
- AC 3~: käytetään 3-vaiheen kaavaa, jossa pituus on L (linjapituus).
Teho ja virta
Syöttötapa
Valitse, annatko:
- Tehon (W) → laskuri laskee virran
- Virran (A) → laskuri käyttää virtaa suoraan
Teho (W)
Kuorman ottama teho. Esimerkiksi:
- vastuslämmittimet, valot, pienet laitteet: usein lähellä nimellistehoa
- moottorit ja kompressorit: teho riippuu kuormituksesta
Virta (A)
Jos tiedät laitteen virran suoraan (esim. tyyppikilvestä), se on usein luotettavin syöte.
AC-lisäasetukset
Tehokerroin cos φ
Vain vaihtovirralla. Kuvaa, kuinka paljon virrasta on “hyödyllistä” pätötehoa.
- 1.00 = puhdas resistiivinen kuorma (lämmittimet, hehkulamput)
- 0.8–0.95 = tyypillinen moottori/kompressori/induktiivinen kuorma
- Mitä pienempi cos φ, sitä suurempi virta samalla teholla → suurempi jännitehäviö ja suurempi sulake-/kaapelitarve.
Hyötysuhde η (0–1)
Vain jos syötät tehon ja haluat huomioida, ettei kaikki sähköteho muutu “hyödyksi” kuormalla (esim. moottorin hyötysuhde).
- 1.00: jos et halua huomioida hyötysuhdetta
- 0.85–0.95: tyypillinen monille moottoreille (riippuu tehosta ja kuormituksesta)
Hyötysuhde vaikuttaa virran laskentaan tehosta: huonompi η → suurempi virta.
Reaktanssi X (Ω/m)
Vain vaihtovirralla. Kuvaa kaapelin induktiivista ominaisuutta, joka aiheuttaa lisäjännitehäviötä etenkin induktiivisilla kuormilla.
- Oletusarvo on karkea “tyypillinen” monijohtimelle.
- Jos haluat tarkentaa: käytä kaapelin datasheetistä löytyvää X (Ω/km) ja jaa se 1000:lla.
Kuormitettavuus (ampacity) ja olosuhteet
Johdinmateriaali (Kupari / Alumiini)
- Kupari (Cu) johtaa paremmin → pienempi resistanssi → pienempi jännitehäviö samalla poikkipinnalla.
- Alumiini (Al) vaatii yleensä suuremman poikkipinnan samaan jännitehäviöön ja kuormitettavuuteen.
Eriste (PVC 70°C / XLPE 90°C)
Eristeen lämpötilaluokka vaikuttaa siihen, kuinka kuumana johdin saa olla jatkuvassa käytössä. Korkeampi luokka sallii yleensä suuremman virran samalle poikkipinnalle.
Asennustapa
Mihin kaapeli asennetaan:
- Ilmassa / kaapelihyllyllä: yleensä paras jäähdytys → parempi kuormitettavuus
- Putkessa / rakenteissa: heikompi jäähdytys → pienempi sallittu virta
- Maassa: riippuu maaperästä ja asennuksesta, mutta laskuri käyttää tyypillistä oletusta
Ympäristön lämpötila (°C)
Mitä kuumempi ympäristö, sitä huonommin kaapeli jäähtyy → sallittu virta pienenee. Laskuri käyttää lämpötilakorjauskerrointa eristeen mukaan.
Kuormitetut johtimet
Arvio, montako johdinta samassa asennuksessa kantaa virtaa yhtä aikaa. Mitä enemmän kuormitettuja johtimia, sitä enemmän lämpöä → sallittu virta pienenee.
Niputus / ryhmäkerroin
Jos useita kaapeleita kulkee nipussa tai tiiviisti yhdessä, jäähdytys heikkenee. Tämä kerroin pienentää kuormitettavuutta:
- 1.0 = ei niputusta
- 0.8 / 0.7 / 0.6 = kasvava niputuksen vaikutus
Ampacity varmuusvara
Nostaa “vaadittua kuormitettavuutta” (eli tekee valinnasta konservatiivisemman).
Esim. +10 % tarkoittaa, että kaapelin ampacityn pitää ylittää laskettu virta 10 %:lla.
Johdinlämpötila (°C) resistanssiin
Vaikuttaa jännitehäviöön, koska metallin resistanssi kasvaa lämpötilan mukana.
Jos kaapeli käy kuumana, jännitehäviö kasvaa. Tällä saat konservatiivisemman arvion.
Jännitehäviöasetukset
Tavoitteet (%)
Voit antaa useita tavoitteita, esim. 3, 5, 10. Laskuri tekee jokaiselle tavoite-%:lle oman rivin.
Oma tavoite (%)
Lisätavoite, jos haluat tarkasti esim. 2.5 %.
Poikkipinnat (mm²)
Valitsee, mitä poikkipintasarjaa laskuri testaa. Vakiosarja kattaa yleiset arvot 0.5…240 mm².
Tulosten tulkinta
Tulostaulukossa näkyy tyypillisesti:
- Min (drop): pienin poikkipinta, jolla jännitehäviö pysyy tavoitteen sisällä.
- Min (ampacity): pienin poikkipinta, joka kantaa virran valituissa olosuhteissa (deratingit huomioiden).
- Suositus: lopullinen valinta = suurempi näistä kahdesta.
- ΔV (V) ja ΔV (%): jännitehäviö voltteina ja prosentteina.
- V kuormalla: arvioitu jännite laitteella (V − ΔV).
- Tehohäviö (W): kaapelissa lämmöksi muuttuva teho (resistiivinen I²R).
- Ampacity käyt.: kaapelin sallittu virta valituilla kertoimilla.
- Rajoittava: kertoo, johtuiko valinta enemmän jännitehäviöstä vai kuormitettavuudesta.
Sulake/katkaisijasuositus
Laskuri valitsee pienimmän “yleisen” sulakekoon, joka on ≥ virta × sulakekerroin.
Kerroin on tarkoituksella yksinkertaistus (jatkuva kuorma / varmuusvara / käynnistysvirrat). Moottoreilla ja isoilla käynnistysvirroilla oikea mitoitus riippuu paljon kuorman luonteesta ja suojalaitetyypistä.
