Zgodnie z danymi przedstawionymi w tabeli dobierz minimalny przekrój przewodu miedzianego jednożyłowego do wykonania jednofazowej natynkowej instalacji o napięciu 230 V, zasilającej piec rezystancyjny o mocy 5 000 W.
A. 4 mm2
B. 6 mm2
C. 2,5 mm2
D. 1,5 mm2
Pytanie z egzaminu CKE, czerwiec 2023 (arkusz EE.05-SG-23.06).
Dla takiego odbiornika trzeba najpierw policzyć prąd roboczy, a dopiero potem porównać go z obciążalnością prądową przewodu z tabeli. Piec rezystancyjny o mocy 5 000 W zasilany jednofazowo z 230 V pobiera prąd około $I=\frac{P}{U}$, czyli 5 000 W / 230 V ≈ 21,7 A. Ponieważ instalacja jest natynkowa, a przewód miedziany jest jednożyłowy, patrzymy na kolumnę dla prowadzenia w rurkach lub kanałach instalacyjnych na ścianie, dla przewodów jednożyłowych. W obwodzie jednofazowym przyjmuje się dwie żyły obciążone: fazową i neutralną. Z tabeli widać, że przewód 1,5 mm² ma za małą obciążalność, bo tylko 18,5 A. Przewód 2,5 mm² ma obciążalność 25 A, więc wytrzymuje wymagane około 21,7 A i jest najmniejszym przekrojem spełniającym warunek. Moim zdaniem to bardzo praktyczny przykład, bo podobnie dobiera się przewody do bojlera, grzejnika elektrycznego czy płyty o mniejszej mocy. W dobrej praktyce branżowej nie dobiera się przewodu tylko na oko, ale sprawdza się moc, napięcie, sposób ułożenia, liczbę żył obciążonych, materiał żyły oraz warunki chłodzenia. Potem dobiera się jeszcze zabezpieczenie nadprądowe tak, żeby chroniło przewód przed przeciążeniem, a nie tylko pasowało do urządzenia.
W tym zadaniu najłatwiej pomylić się wtedy, gdy ktoś patrzy wyłącznie na moc 5 000 W i wybiera przekrój na wyczucie, bez przeliczenia prądu oraz bez dobrania właściwej kolumny w tabeli. Dla zasilania jednofazowego 230 V prąd wychodzi około 21,7 A, więc przekrój musi mieć obciążalność większą od tej wartości w konkretnym sposobie ułożenia. Przewód 1,5 mm² w instalacji natynkowej dla przewodów jednożyłowych ma z tabeli 18,5 A, czyli za mało. Taki wybór mógłby prowadzić do nadmiernego nagrzewania izolacji, przyspieszonego starzenia przewodu, a w skrajnym przypadku do uszkodzenia instalacji. To nie jest tylko kwestia formalna, bo przy odbiornikach rezystancyjnych prąd płynie długo i przewód naprawdę się grzeje. Z kolei 4 mm² oraz 6 mm² mają oczywiście większą obciążalność prądową i technicznie wytrzymałyby taki piec, ale pytanie dotyczy minimalnego przekroju. W praktyce przewymiarowanie bywa czasem celowe, na przykład przy dużej długości przewodu i spadku napięcia, ale z danych w tabeli nie wynika taka potrzeba. Typowy błąd to też korzystanie z kolumny dla instalacji pod tynkiem albo dla przewodów wielożyłowych, mimo że w treści jest podana instalacja natynkowa i przewód jednożyłowy. Trzeba więc trzymać się warunków zadania: sposób ułożenia, rodzaj przewodu i liczba żył obciążonych. Dopiero wtedy wychodzi, że najmniejszy poprawny przekrój to 2,5 mm².