Warmteontwikkeling kabel berekenen
Beschrijving
Bereken het vermogensverlies, de warmteontwikkeling en het spanningsverlies in een elektrische kabel op basis van stroomsterkte, kabellengte en doorsnede. Inclusief NEN 1010-toetsing op belastbaarheid en spanningsverlies.
Elke elektrische geleider heeft weerstand. Wanneer er stroom doorheen vloeit, wordt een deel van het elektrisch vermogen omgezet in warmte: P = I² x R, waarbij R = ρ x L / A. De soortelijke weerstand van koper is 0,0175 Ω·mm²/m bij 20°C, maar stijgt met circa 0,4% per graad Celsius. Bij 70°C bedrijfstemperatuur (maximale kerntemperatuur PVC-kabel conform NEN 1010) is de weerstand circa 20% hoger. Deze tool past een temperatuurcorrectie van 1,2 toe voor een veilige worst-case benadering.
Het spanningsverlies volgt uit ΔU = I x R (eenfasig) of ΔU = √3 x I x R (driefasig). NEN 1010 rubriek 525 stelt een maximum van 5% over de totale installatie, met 3% aanbevolen voor verlichtingsgroepen. De maatgevende factor voor de kabelkeuze is de strengste van warmte (stroombelastbaarheid) en spanningsverlies. Bij moderne elektronica (LED, computers, laders) kunnen harmonischen de nulleider extra belasten. Het vermogensverlies kost bovendien geld: bij 2000 bedrijfsuren per jaar en €0,30/kWh kan een dikkere kabel zich binnen enkele jaren terugverdienen.
Invoer velden
Resultaten
Formulas:
-
effectieve_doorsnede = if(doorsnede == 0, doorsnede_custom, doorsnede)
-
kabellengte_totaal = kabellengte * 2
-
kabelweerstand = if(effectieve_doorsnede > 0, round(0.0175 * 1.2 * kabellengte_totaal / effectieve_doorsnede, 4), 0)
Kabelweerstand R = ρ x 1,2 x L / A. Soortelijke weerstand koper ρ = 0,0175 Ω·mm²/m bij 20°C. Factor 1,2 is de temperatuurcorrectie voor 70°C bedrijfstemperatuur (maximale kerntemperatuur PVC-kabel conform NEN 1010). -
vermogensverlies = round(stroom * stroom * kabelweerstand, 2)
Het vermogen dat als warmte wordt gedissipeerd in de kabel: P = I² x R. Dit verlies is continu zolang de stroom loopt. -
jaarlijkse_verlies_kosten = round(vermogensverlies * bedrijfsuren / 1000 * energieprijs, 2)
-
verlies_per_meter = if(kabellengte_totaal > 0, round(vermogensverlies / kabellengte_totaal, 4), 0)
Het vermogensverlies per meter kabel (inclusief de temperatuurcorrectie). -
spanningsverlies_v = round(if(netsysteem == 400, 1.732 * stroom * kabelweerstand / 2, stroom * kabelweerstand), 2)
Spanningsverlies ΔU = I x R (eenfasig) of ΔU = √3 x I x R/2 (driefasig). -
spanningsverlies_pct = round(spanningsverlies_v / netsysteem * 100, 2)
Het spanningsverlies als percentage van de nominale spanning (230 V of 400 V). -
max_belastbaar = if(effectieve_doorsnede <= 1.5, 16, if(effectieve_doorsnede <= 2.5, 21, if(effectieve_doorsnede <= 4, 28, if(effectieve_doorsnede <= 6, 36, if(effectieve_doorsnede <= 10, 50, if(effectieve_doorsnede <= 16, 66, if(effectieve_doorsnede <= 25, 84, 100)))))))
Maximale belastbaarheid conform NEN 1010 tabel B.52.2 voor installatiewijze B2 (kabel in buis in geïsoleerde wand) bij 30°C omgevingstemperatuur. -
belasting_check = if(stroom <= max_belastbaar, 'Niet overbelast conform NEN 1010 wijze B2. Kabeldoorsnede is voldoende voor deze stroomsterkte.', if(stroom <= max_belastbaar * 1.2, 'Licht overbelast. Overweeg een grotere doorsnede of controleer de installatiewijze conform NEN 1010.', 'Zwaar overbelast. Brandgevaar - gebruik direct een grotere kabeldoorsnede conform NEN 1010.'))
Toetsing aan NEN 1010 installatiewijze B2. De waarden gelden voor koperen PVC-kabel bij 30°C omgevingstemperatuur. -
spanningsverlies_check = if(spanningsverlies_pct <= 3, 'Spanningsverlies is ruim binnen de aanbevolen grens van 3% voor verlichtingsgroepen (NEN 1010 bijlage 52.G) en de maximale grens van 5% (NEN 1010 rubriek 525).', if(spanningsverlies_pct <= 5, 'Spanningsverlies voldoet aan de NEN 1010 maximumgrens van 5% (rubriek 525), maar overschrijdt de aanbevolen 3% voor verlichtingsgroepen. Overweeg een grotere doorsnede voor verlichtingstoepassingen.', 'Spanningsverlies overschrijdt de NEN 1010 maximumgrens van 5% (rubriek 525). Vergroot de kabeldoorsnede of verkort het leidingtraject.'))
Toetsing aan NEN 1010 rubriek 525 (max 5%) en bijlage 52.G (max 3% voor verlichting). -
jaarlijkse_verlies_label = round(jaarlijkse_verlies_kosten, 2)
De jaarlijkse energiekosten van het kabelverlies. Bij een verlies van 50 W, 2000 uur/jaar en €0,30/kWh kost dit €30 per jaar. De meerprijs van een dikkere kabel is vaak binnen 2 tot 3 jaar terugverdiend. -
beperkende_factor = if(stroom > max_belastbaar and spanningsverlies_pct > 5, 'Zowel warmte (overbelasting) als spanningsverlies overschrijden de NEN 1010 grenzen. Vergroot de kabeldoorsnede.', if(stroom > max_belastbaar, 'Warmte (stroombelasting) is de beperkende factor. De stroom overschrijdt de NEN 1010 belastbaarheid voor deze doorsnede.', if(spanningsverlies_pct > 5, 'Spanningsverlies is de beperkende factor. Het verlies overschrijdt de NEN 1010 grens van 5%. Kabeldoorsnede vergroten of traject verkorten.', 'Zowel warmte als spanningsverlies blijven binnen de NEN 1010 grenzen. De gekozen kabeldoorsnede is geschikt.')))
Toont welke factor de kabelkeuze bepaalt: stroombelastbaarheid (warmte) of spanningsverlies.
Berekening informatie
Meer over elektrotechniek
Ontdek meer tools gerelateerd aan elektrotechniek