NOTE: INHOLDET ER KUN AV ORIENTERENDE ART. WEBSIDEN KAN IKKE BRUKES SOM UNDERLAG
FOR VIRKELIGE INSTALLASJONER.

Et automasjonsskap skal levere spenning og strøm til en elektrisk vekselstrømsmotor på 1 KW. Den elektriske

motoren har et forhold mellom aktiv og reaktiv effekt, Cos(ȹ) = 0,85. Det skal trekkes en 20 meter lang kabel fra

automasjonsskapet og frem elketromotoren. Kabelen ligger på en trevegg sammen med 3 andre kabler

Ledningsmaterialet i 2 leder kabelen skal være kobber og isolasjonsmaterialet er PVC. Arbeidstemperaturen

der hvor kabelen ligger er på ca 30 C^o.



Bestem hva slags vern det vil være aktuelt å bruke, og hva slags dimensjon det vil være aktuelt å bruke for
kabelen. Det er som nevnt 20 meter mellom automasjonsskapet og den elektriske motoren.


1. Først må vi regne ut belastningsstrømmen.


I b = P / ( U * Cos(ȹ) ) = 1000 W / (230 V * 0,85) = 5,12 A


2. Bestemmelse av hva slags automatsikring vi vil bruke.

For elektriske motorer benytter vi som oftest automatsikringer av type C fordi disse har "treghet" nok til å
tåle motorens startstrøm, uten å gi en uønsket utløsning. Vi velger en automatsikring av type C6, dvs
en automatsikring som er middels "treg", og som har en merkestrøm på 6 A.


3. Bestemmelse av riktig kabeldimmensjon mht strømføringsevne.

Vi slår opp i NEK 400, tabell 52A-1 på side 201 for å finne ut hva slags referanseinstallasjonsmetode vi har her,
i forhold til NEK 400.

Vi ser nedover side 201 og ser at vi har referanseinstallasjonsmetode C.


Her finner vi angitt refferanseinstallasjonsmåte C med videre henvisning til tabell 52A-2 (Side 202) tabell
52A-14 (side 214) og tabell 52A-17 (Side 216).

Vi forsøker først med en kabeldimensjon på 1,5 mm² kobberleder som er den minste dimensjon som kan
brukes i en hovedstrømskrets.

Vi går inn i tabell 52A-2 kollonne 6 (Side 202). Her finner vi i utgangspunktet en strømførings-
evne på 19 ampere for en 1,5 mm2 kabel, før korreksjon for omgivelsestemperator og "bundtvis legging"
sammen med andre kabler.

Så må vi finne fram til de faktorene som vi behøver for å korrigere for omgivelsestemperatur og
"bundtvis legging" eller "gruppereduksjonsfaktor", som den mer korrekte betegnelsen er.

I NEK400, punkt 52.A.2.2 (Side 196) så går det fram at tabellene for strømføringsevne er laget slik at de
forutsetter en omgivelsestempratur på 30C. Det behøves derfor ikke noen korreksjon for temperatur.

Vi går så inn i tabell 52A-17, No 2 (Side 216) for å finne gruppereduksjonsfaktoren. Da det er 3 kabler
som er lagr sammen, så kan vi lese ut i fra tabellen at gruppereduksjonsfaktoren for 4 kabler er 0,79

Vi har nå de data som vi behøver for å regne ut strømføringsevnen til denne kobberkabelen på 1,5 mm²:

I max = 19 A * 0,79 = 15,01 A

I forhold til at vi bruker en automatsikring med en merkestrøm på 6 A, så blir denne strømføringsevnen
god nok med god margin.

Dette viser at kabelen på 1,5 mm² har en tilstrekkelig stor strømføringsevne i forhold til den automat-
sikringen med merkestrøm på 6 A, som den er beskyttet av.



4. Kontroll/vurdering av spenningsfallet i installasjonen.


Under planleggingen av installasjonen, så må vi også tenke litt over problemstillingen rundt maksimalt
tillatt spenningsfall for installasjonen. Hvis vi fordeler de maksimalt anbefalte 4 % (NEK 400, side 192,
øverst) i 2 % før automasjonsskapet og 2 % etter automasjonsskapet, så har vi i utgangspunktet ikke
så mye å gå på. Men vi forstår at 1,5 mm² er en forholdsvis grov dimmensjon i forhold til kabellengden
på 20 m, når strømmen kun er på 6 ampere, slik at dette bør gå bra.

For sikkerhets skyld så bestemmer vi oss for å lage en kontrollberegning.


Kabelens resistans:

R = 0,0175 * 2*  l / A = 0,0175 * 2 * 20 / 1,5 = 0,467 Ohm


Da vi nå kjenner strømmen, resistansen i kabelen og cosinus fi til belastningen, så kan vi regne ut
spenningsfallet eller delta U for kabelen:

Delta U = R * I * Cos(ȹ) = 0,467 * 6 * 0,85 = 2,38 V

Omregning til prosent i forhold til merkespenningen:

N % = 2.38 * 100 / 230

N % = 1,03

Dette er godt innefor en godkjent grense.

Kobinasjonen av en C6, 6 ampers middels treg sikring sammen med en 1,5 mm² kobberkabel ser ut til å
fungere bra for denne motorinstallasjonen.



4. Vurdering av problemstillingen rundt minste kortslutningsstrøm.


Kursen må også være lagt opp slik at dersom det skjer en kortslutning lengt mulig ute i kretsen, så må det
fremdeles oppstå en stor nok kortslutningsstrøm til at det skjer en tilnærmet øyblikkelig utkopling av vernet.

Det må ikke være så stor resistans i kabelstrekken slik at dette er til hinder for at minste kortslutningsstrøm
som garanterer en tilnærmet øyeblikkelig utkpling av vernet, blir nådd.

Hvor stor kortslutningsstøm som behøves for å garantere en utkopling som er hurtigere enn 0,02 sekund,
det kan vi for eksempel lese ut av karakterestikken for B og C automater.

For en B automat så må man ha en strømstyrke på minst 5 ganger merkestrømmen for å garantere
utkopling. Det vil si at en B10 automatsikring vil kreve minst 50 ampere for å garantere utløsning i løpet
av 0,02 sekund.

For en C automat så vil det i henkold til karakterestikken kreves en strømstyrke på minst 10 ganger
merkestrømmen for å garantere en utkopling hurtigere enn 0,02 sekund. Det vil si at en C6 automat
vil kunne kreve en strømgjennomgang på 60 Ampere for å garantere en øyeblikkelig utløsning.

Ved å benytte forholdvis små og hurtige sikringer, så vil man ha en større grad av sikkerhet for utkopling ved
overbelastning og utkopling ved kortslutning. Likeledes så vil en grovere kabeldimensjon bidra til å sikre en
hurtig utkoling ved kortslutning.

Ved å gå litt opp i sikringsstørrelse eller å bruke tregere sikringer, så vil man imidlertid redusere antallet
øønskede utkoplinger, slik at dette må veies mot hverandre.

Vanligvis så vil hensynet til minste kortslutningsstrøm være tatt vare på, nåe man benytter standard
regelverk og anbefalinger i NEK 400 for valg av automatsikringer og kabeldimmensjon. Det går imidlertid
også an å utføre mer detaljerte beregninger med hensyn til hvorvidt minste kortslutningsstrøm vil kunne
påregnes å bli oppnådd, ved en eventuell kortslutning ute i anlegget.

På side 145 og 146 i montørhåndboka å er det en tabell som oppgir maksimal kabellengde i forhold

til minste kortslutningsstrøm.

Når det gjelder problemstillingen rundt største kortslutningsstrøm, så er det slik at dette er et parameter

som opplyses av elektrisitets leverandøren, altså hvor stor strøm en kan risikere kommer inn gjennom 

strøminntaket. Vernets bryterevne må være like stor eller større enn denne størst mulige kortslutnings-

strømmen, slik at man ikke risikerer at vernet brenner fast.

---

Et ekstra lite tillegg - Kontrollregning av spenningsfallet i kabelen ved hjelp av et par ekstra alternative
formler (Montørhåndboka, side 195)


Gitt forutsetning av vi kjenner belastningsstrømmen:

Delta U = ( I * rho * l * 2 * cos (ȹ) ) / A = (6 * 0.0175 * 20 * 2 * 0.85 ) / 1.5  = 2.38 V  WA


Gitt forutsetning at vi bare kjenner belastningen i watt:

Delta U = ( P * rho * l * 2 ) / (U * A) = ( 1000 * 0.0175 * 20 * 2 ) / ( 230 * 1.5 ) = 2.02 V  WA


Det kan vel ellers stemme at spenningsfallet blir noe mindre når vi regner ut i fra den aktuelle belastningen
på 1000 W, som bare utnytter en del (5.12 A) av sikringens fulle kapasitet på 6 A.

---

© Utarbeidet av Arne Gylseth, for nettstedene www.elfag.info og www.elektrofag.info