XLPE Geïsoleerde Stroomkabel Selectiegids: Stroomsterkte, Spanningsval en Doorsnede
Het kiezen van de juiste doorsnede van XLPE-geïsoleerde stroomkabel is een probleem met vier variabelen: stroomsterkte, installatiemethode, omgevingsomstandigheden en spanningsval. Als u de volgorde verkeerd krijgt, betaalt u te veel voor koper of laat u de kabel te heet lopen. Deze gids behandelt de berekeningsvolgorde die we gebruiken voor onze eigen exportprojecten.
Stap 1 — Bepaal de Ontwerpstroom
Begin met de aangesloten belasting in kVA, pas de diversiteitsfactor van de installatie toe en converteer naar ampère:
Ib = S × 1000 / (√3 × Un) voor een driefasige belasting, waarbij S kVA is en Un 400 V lijn-naar-lijn is.
Een industrieel park van 12 MW dat bij piekbelasting 8 MVA trekt, heeft bijvoorbeeld ongeveer 11.550 A per fase nodig — wat onmiddellijk aangeeft dat het ontwerp zal worden opgebouwd uit meerdere parallelle voedingslijnen in plaats van één kabel.
Stap 2 — Lees de Basisstroomwaarde
De basisstroomcapaciteit van 0,6/1 kV koperen XLPE-kabel, 90 °C geleider, 30 °C lucht en bodemweerstand 2,5 K·m/W, wordt hieronder weergegeven. Koper- en aluminiumwaarden verschillen ongeveer één maattrap.
| Doorsnede | In lucht (enkelvoudige kern) | In bodem (enkelvoudige kern) | In lucht (3-aderig) | In bodem (3-aderig) |
|---|---|---|---|---|
| 10 mm² | 77 A | 94 A | 60 A | 77 A |
| 35 mm² | 160 A | 185 A | 125 A | 155 A |
| 70 mm² | 245 A | 270 A | 200 A | 225 A |
| 150 mm² | 400 A | 410 A | 325 A | 345 A |
| 300 mm² | 635 A | 610 A | 505 A | 515 A |
Stap 3 — Pas Reductiefactoren Toe
Fabrikanttabellen gaan uit van een ideale wereld. Werkelijke installaties vermenigvuldigen vier correctiefactoren met elkaar:
| Conditie | Bereik | Typische factor |
|---|---|---|
| Omgevingstemperatuur lucht | 30 °C referentie; 40 °C typisch | 0,87 – 0,91 |
| Bodemtemperatuur | 20 °C referentie; 30 °C tropisch | 0,87 – 0,93 |
| Thermische weerstand bodem | 2,5 K·m/W referentie; droog zand 3,5 | 0,80 – 0,85 |
| Groepering, drie circuits die elkaar raken in lucht | 3 kabels per kabelgoot | 0,73 |
| Begraafdiepte | 1,0 m referentie | 1,00 – 0,95 |
Gecorrigeerde stroomcapaciteit = basiswaarde × ktemp × kbodem × kgroep × kdiepte. Een 150 mm² driekernkabel met een nominale waarde van 325 A in lucht wordt 325 × 0,89 × 0,75 = 217 A in een tropische plantenruimte met twee parallelle circuits — een reductie van 33% die de meeste kopers voor het eerst verrast.
Stap 4 — Controleer Spanningsval
Spanningsval voor een driefasig circuit wordt berekend als:
ΔU = √3 × I × L × (R cosφ + X sinφ) / 1000 in volt, met R in Ω/km bij bedrijfstemperatuur en L in km.
Gebruikmakend van 150 mm² koperen XLPE (R = 0,124 Ω/km, X = 0,08 Ω/km), 200 m lengte, 300 A, cosφ = 0,85: ΔU = 1,732 × 300 × 0,2 × (0,105 + 0,042) = 15,3 V, of 3,8% van 400 V. Binnen de gebruikelijke limiet van 5%, dus de keuze voor 150 mm² blijft staan.
Stap 5 — Verifieer Kortsluitvastheid
XLPE staat een geleidertemperatuur van 250 °C toe voor een storing van maximaal vijf seconden. Gebruik de adiabatische vergelijking S = I√t / k met k = 143 voor koper XLPE. Een storing van 25 kA die in 0,2 s wordt uitgeschakeld, vereist S = 25.000 × 0,447 / 143 = 78 mm², dus een kabel van 95 mm² wordt gekozen op basis van de foutbelasting, ook al zou 70 mm² de belasting aankunnen.
Snelle Selectie Checklist
- Ontwerpstroom berekend uit kVA, niet uit geïnstalleerd kW.
- Installatiemethode geïdentificeerd: kabelgoot, buis, directe begraving, in lucht.
- Alle vier de reductiefactoren toegepast en gedocumenteerd.
- Spanningsval onder 5%, of onder de strengere lokale code.
- Kortsluitvastheid gecontroleerd tegen de uitschakeltijd van de beveiliging.
- Buigstraal en trekspanning compatibel met de route.
Voor de volledige constructie-, type- en standaardoverzicht, zie onze Gids voor XLPE-geïsoleerde stroomkabels.
