Obciążalność kabla miedzianego 4x185 mm²: moc i warunki

Pytanie

jaką mocą można obciążyć kabel miedziany 4 x185 mm2

Odpowiedź Sztucznej Inteligencji

Bezpośrednia odpowiedź na pytanie

• W typowych warunkach kabel miedziany 4×185 mm² (3F+N), 0,6/1 kV, pracujący ciągle:
  • XLPE (90°C): ok. 390–460 A (w zależności od ułożenia), co dla sieci 400 V, cosφ≈0,9 daje ok. 240–290 kW mocy czynnej.
  • PVC (70°C): ok. 320–370 A, co odpowiada ok. 200–230 kW (400 V, cosφ≈0,9).
• Dokładna moc zależy od: typu izolacji, sposobu ułożenia (ziemia/powietrze), temperatury otoczenia/gruntu, grupowania kabli, liczby żył obciążonych, długości trasy (spadek napięcia) i doboru zabezpieczeń.

Szczegółowa analiza problemu

• Parametr pierwotny to dopuszczalna obciążalność prądowa długotrwała Iz [A]; moc jest wielkością pochodną: P≈√3·U·I·cosφ.
• Dla kabla 4×185 mm² Cu (3 żyły obciążone + N):
  • XLPE 90°C:
    • ułożenie w ziemi (20°C, ρ=1,0 K·m/W, pojedynczy kabel): ~410–440 A,
    • ułożenie w powietrzu/koryto z dobrą wentylacją (30°C): ~390–460 A.
  • PVC 70°C:
    • ziemia: ~330–360 A,
    • powietrze: ~320–350 A.
• Przykładowe moce (3×400 V, cosφ=0,9):
  • 430 A → P≈1,732·400·430·0,9 ≈ 269 kW,
  • 460 A → ≈ 286 kW,
  • 350 A → ≈ 218 kW.
• Współczynniki korekcyjne (do zastosowania do Iz):
  • temperatura otoczenia/gruntu (im wyższa, tym mniejsza Iz),
  • grupowanie (więcej kabli obok siebie → redukcja Iz nawet o 10–30%),
  • warunki chłodzenia (rury, kanały, nasypy o wysokiej rezystywności cieplnej gruntu).
• Liczba żył obciążonych:
  • W typowych obwodach 3F obciążone są 3 żyły; N zwykle słabo obciążony, ale przy istotnym udziale 3. harmonicznej (zasilacze impulsowe, oświetlenie LED, IT) prąd w N może być znaczny — należy to uwzględnić w ocenie grzania.
• Spadek napięcia (może ograniczyć moc wcześniej niż termika):
  • Przybliżenie dla 3F: ΔU% ≈ 100·√3·I·(R·cosφ+X·sinφ)·L/Un.
  • Dla Cu 185 mm²: R20°C ≈ 0,099 Ω/km (rośnie z temperaturą), X ≈ 0,07–0,08 Ω/km (zależne od konstrukcji). Dla długich tras często kryterium ΔU (np. 3–5%) wymusza większy przekrój mimo spełnienia termiki.
• Wytrzymałość zwarciowa (adiabatyczna):
  • S ≥ Izk·√t / k; orientacyjnie k≈115 (Cu/PVC), k≈143 (Cu/XLPE). Należy sprawdzić prądy i czasy zadziałania zabezpieczenia, aby żyła nie przekroczyła temperatur granicznych podczas zwarcia.

Aktualne informacje i trendy

• Projekty coraz częściej planują kable XLPE 90°C (a lokalnie 105°C kat. podwyższonych) dla lepszej rezerwy prądowej.
• Rosnący udział odbiorów nieliniowych wymusza weryfikację obciążenia żyły N oraz częstsze stosowanie kabli 5-żyłowych w układach TN-S, by ograniczyć prądy PEN/N.
• W praktyce projektowej preferuje się konserwatywne przyjmowanie Iz oraz dokładne korekty dla temperatur i grupowania zamiast „surowych” tablic.

Wspierające wyjaśnienia i detale

• Różnica między 4-żyłowym a 1-żyłowym: kabel 4×185 mm² ma wyraźnie niższą Iz niż cztery pojedyncze 1×185 mm², bo straty cieplne sumują się w jednej powłoce i rośnie impedancja wzajemna.
• Terminy:
  • Iz — długotrwała obciążalność prądowa,
  • ρgruntu — rezystywność cieplna gruntu [K·m/W],
  • cosφ — współczynnik mocy; dla obciążeń mieszanych 0,85–0,95.

Aspekty etyczne i prawne

• Dobór przekroju i zabezpieczeń musi być zgodny z PN-HD 60364-5-52 (lub lokalnie obowiązującymi przepisami), dokumentacją producenta, warunkami przyłączenia oraz zasadami ochrony przeciwporażeniowej i przeciwpożarowej.
• W instalacjach komercyjnych/produkcyjnych wymagane są obliczenia projektowe i akceptacja uprawnionego projektanta/inspektora.

Praktyczne wskazówki

• Zbierz dane: typ izolacji (PVC/XLPE), sposób ułożenia (ziemia/rurociąg/koryto), temperatura, długość i trasa, liczba równoległych kabli, charakter obciążenia (cosφ, THD).
• Oblicz: Iz po korektach; ΔU; sprawdź zwarcia metodą adiabatyczną; dobierz zabezpieczenie (MCCB/wyłącznik mocy/bezpiecznik gG) tak, by spełnić zarówno ochronę przewodów, jak i warunki zwarciowe/selektor.
• Zapas: dla pracy ciągłej przyjmij 70–80% Iz jako poziom roboczy, zostawiając margines na temperaturę sezonową i starzenie.

Ewentualne zastrzeżenia lub uwagi dodatkowe

• Podane przedziały Iz i mocy są orientacyjne — rzeczywiste wartości z kart katalogowych (konkretna konstrukcja, np. ekran, wypełnienia, powłoki) mogą się różnić o kilkanaście procent.
• W rurach/peszlach oraz przy słabym gruncie (suchy piasek) obciążalność znacząco spada.
• Złącza i głowice mają często dopuszczalną temp. 70–90°C — mogą ograniczyć prąd bardziej niż sama żyła.

Sugestie dalszych badań

• Karta katalogowa producenta dla dokładnego typu (NYY/YKY vs N2XSY/YKXS, ekranowany/nieekranowany).
• PN-HD 60364-5-52 (tablice Iz i współczynniki korekcyjne), IEC 60287 (obliczenia termiczne), IEC 60949/PN-EN 50522 (zwarcia/uziemienia).
• Weryfikacja warunków zwarciowych na podstawie parametrów źródła i impedancji pętli.

Krótkie podsumowanie

• Dla kabla Cu 4×185 mm² typowe ciągłe Iz:
  • XLPE: ~390–460 A; moc 400 V, cosφ=0,9: ~240–290 kW.
  • PVC: ~320–370 A; moc: ~200–230 kW.
• Dokładną „moc” ustala się po uwzględnieniu sposobu ułożenia, temperatur, grupowania, długości i doboru zabezpieczeń. Jeśli podasz warunki instalacji (izolacja, ziemia/powietrze, temperatura, długość linii, liczba równoległych kabli), wyliczę precyzyjną wartość i dobiorę zabezpieczenie.