Hjemmel og kilde
Kobbers temperaturkoeffisient, 0,00393 per kelvin ved 20 grader. Korreksjonsfaktorene for omgivelsestemperatur og referansetemperaturene for luft og jord er beskrevet i NEK 400 delnorm 52; verdiene slås opp der. Vernets egen temperaturavhengighet oppgis av produsenten.
To effekter som ikke har noe med hverandre å gjøre
Den første effekten går utenfra og inn: jo varmere det er rundt kabelen, desto mindre varme klarer den å kvitte seg med, og desto mindre strøm tåler den. Dette rettes opp med en korreksjonsfaktor på strømføringsevnen.
Den andre effekten går innenfra: jo varmere lederen selv er, desto høyere blir motstanden i kobberet. Dette påvirker ikke hvor mye strøm kabelen tåler, men hvor mye spenning som forsvinner underveis, hvor mye effekt som blir til varme, og hvor stor kortslutningsstrømmen blir i enden av kursen.
Blandes de to, ender man med å korrigere feil tall. Regelen er enkel: omgivelsestemperatur korrigerer Iz, ledertemperatur korrigerer R.
Formelen for motstand ved driftstemperatur
R_t = R_20 × (1 + α × (t − 20)), der α er 0,00393 per grad for kobber og t er lederens temperatur.
En kurs som går varm til 70 grader får dermed 1 + 0,00393 × 50 = 1,197, altså nesten 20 prosent høyere motstand enn på et kaldt måleinstrument.
Alternativt kan du regne med resistivitet direkte: ρ = 0,0175 ohm·mm² per meter ved 20 grader, og rundt 0,021 ved 70. Det er den samme korreksjonen skrevet på en annen måte.
For aluminium er koeffisienten omtrent den samme, 0,00403, men startverdien er høyere: ρ = 0,028 ved 20 grader.
- Kobber: cirka 0,4 prosent høyere motstand per grad
- 20 grader er referansen i tabellene — 70 er en typisk driftstemperatur for PVC-kabel
- Kald måling gir alltid et for optimistisk svar på spenningsfall og Zs
Iz og omgivelsestemperaturen
Tabellverdiene for strømføringsevne gjelder ved en referansetemperatur, og den er ulik for luft og jord. Ligger kabelen i noe varmere enn referansen, ganges tabellverdien med en faktor under én; er det kaldere, blir faktoren over én.
Faktorene slås opp i NEK 400 delnorm 52 og avhenger av isolasjonstypen. PVC og PEX tåler ulikt, og en kabel med høyere tillatt ledertemperatur straffes mindre av varme omgivelser.
Den viktigste praktiske regelen er å bruke den høyeste temperaturen kabelen faktisk vil se, ikke en årsmiddelverdi. Et fyrrom, et tak over en ovn eller en tavle i solveggen er alle steder der omgivelsestemperaturen ligger langt over det man antar når man tegner.
Eksempel: en kurs i et fyrrom på 45 grader
En kurs på 4 kvadratmillimeter skal fram gjennom et teknisk rom som holder 45 grader.
Tabellverdien for forleggingsmåten er slått opp til 32 ampere. Temperaturfaktoren for 45 grader med den aktuelle isolasjonen er slått opp til 0,79.
Iz = 32 × 0,79 = 25,3 ampere. Et vern på 25 ampere er dermed akkurat innenfor.
Men kursen ligger sammen med to andre i samme trasé, og grupperingsfaktoren er 0,80. Da blir Iz = 32 × 0,79 × 0,80 = 20,2 ampere, og vernet må ned til 20.
Det er hele poenget med faktorene: hver av dem er en moderat justering, og sammen tar de en tredel av kapasiteten. Regner du bare på den ene, får du et anlegg som ser riktig ut på papiret og går for varmt i virkeligheten.
Målingen som må korrigeres
Når du måler sløyfeimpedans på et kaldt anlegg, måler du kabelen ved omgivelsestemperatur. I drift er den varmere, motstanden høyere og kortslutningsstrømmen lavere — altså er utkoblingstiden lengre enn målingen antyder.
Derfor korrigeres målt Zs opp før den sammenlignes med kravet. En vanlig praksis er å gange den målte verdien med rundt 1,2 for en PVC-kabel som kan komme opp i 70 grader, slik at du sammenligner mot den ugunstigste driftstilstanden.
Instrumenter med innebygd korreksjon gjør dette for deg, men bare hvis du har oppgitt riktig kabeltype. Er innstillingen feil, korrigeres det med feil faktor, og resultatet ser like presist ut.
Vernet har også en temperatur
En automatsikring er kalibrert ved en bestemt omgivelsestemperatur. Står den i en varm tavle, løser den termiske delen ut ved lavere strøm enn merkeverdien, og står den kaldt, ved høyere.
Produsenten oppgir en korreksjonsfaktor for dette, og i en tett tavle med mye tap er den ikke ubetydelig. Det gir det paradoksale resultatet at et anlegg kan slå ut om sommeren og ikke om vinteren, med nøyaktig samme last.
Motsatt vei er det verre: en kald tavle utendørs gir vern som løser ut senere enn merkeverdien tilsier, og da er det kabelen som må tåle differansen. Skal en tavle stå i et miljø langt fra normaltemperatur, hører derating av vernene med i beregningen på lik linje med kabelen.
Vanlige spørsmål
Kan jeg utnytte at det er kaldt der kabelen ligger?
Ja, faktoren kan være over én i kalde omgivelser, og det er lovlig å regne med den. Men da må temperaturen være garantert lav året rundt. En kabel i en uisolert garasje er kald i januar og varm i juli, og det er juli som dimensjonerer.
Hvilken temperatur har lederen egentlig i drift?
Den avhenger av hvor hardt kursen belastes. En kurs som går på merkestrøm kontinuerlig nærmer seg isolasjonens maksimaltemperatur, mens en kurs som ligger på en tredel av vernets størrelse knapt blir varm. Regner du konservativt, bruker du isolasjonens maksimaltemperatur — det gir alltid et svar du kan stå for.
Les videre
- Strømføringsevne og korreksjonsfaktorer: Iz i praksis — Temperaturfaktoren er én av faktorene som ganges sammen der.
- Sløyfeimpedans Zs: beregning, måling og temperatur — Den kalde Zs-målingen må korrigeres opp med nøyaktig denne temperaturfaktoren.
- Effekttap i kabel: regn watt, og deretter kroner — Høyere motstand i varm kabel gir mer tap, og tapet gjør kabelen enda varmere.
- Kabelkapasitet i rør: Iz når varmen ikke slipper ut — Iz = tabellverdi for forleggingsmåten × grupperingsfaktor × temperaturfaktor. Med regnet eksempel.