Obciążalność prądowa przedłużaczy bębnowych

Przy wyborze typu przedłużacza skupiają się przede wszystkim na jego właściwościach mechanicznych (wytrzymałość bębna, odporność na wodę i inne czynniki środowiskowe), zapominając o wymogach natury elektrycznej. W artykule przedstawiono analizę obciążalności prądowej długotrwałej przewodów wykorzystywanych do budowy przedłużaczy bębnowych.

podstawowe parametry przedłużaczy bębnowych

Każdy z dostępnych obecnie na rynku przedłużaczy charakteryzuje się pewnymi parametrami. Oprócz parametrów mechanicznych, takich
jak wytrzymałość mechaniczna bębna, odporność na warunki środowiskowe, kształt, waga itp., każdy z przedłużaczy posiada cechy natury elektrycznej. Do podstawowych, elektrycznych parametrów przedłużaczy bębnowych należą przede wszystkim:

• napięcie znamionowe – powszechnie spotyka się przedłużacze wykonywane na napięcie 230 V lub 400 V. Występują również urządzenia umożliwiające podłączenie zarówno urządzeń jedno-, jak i trójfazowych,
• liczba i rodzaj gniazd – powszechnie stosuje się przedłużacze z liczbą gniazd od 1 do 4, przy czym gniazda te mogą być jedno- i trójfazowe, z lub bez klapki ochronnej, 
• długość przewodu nawiniętego na bęben – powszechnie stosowane przewody w przedłużaczach zazwyczaj nie przekraczają 50 m długości,
• przekrój znamionowy żył przewodu – na rynku możemy spotkać przedłużacze wykonane z przewodów o przekrojach znamionowych żył: 1; 1,5 lub 2,5 mm²,
• materiał izolacyjny przewodu – znajomość materiału, z jakiego wykonana jest izolacja i osłona przewodu, ma znaczenie przede wszystkim podczas uwzględniania środowiska, w jakim ma pracować przedłużacz. Do powszechnie wykorzystywanych materiałów izolacyjnych należą: poliuretan, neopren, guma i polichlorek winylu.

Ponadto, przedłużacze bębnowe mogą być wyposażone w układy samozwijające przewód czy też zabezpieczenie termiczne, chroniące przedłużacz przed przegrzaniem (wynikającym z przeciążenia prądowego).

obciążalność prądowa długotrwała przedłużacza bębnowego przy rozwiniętym całkowicie przewodzie

Na wartość prądu, jaki może długotrwale płynąć przez przewód, ma wpływ przede wszystkim przekrój znamionowy żył zastosowanego przewodu oraz materiał izolacyjny wykorzystany do jego budowy. Nie bez znaczenia jest również sposób układania przewodu. Podczas eksploatacji przedłużaczy bębnowych, przy zachowaniu odpowiednich zasad bezpieczeństwa, można uznać, że przewód jest zawsze ułożony w powietrzu i właśnie dla takich warunków pracy należy określać jego obciążalność prądową długotrwałą.

W obecnie stosowanych przedłużaczach bębnowych, materiałem, z jakiego wykonane są żyły przewodu, jest miedź elektrolityczna. Materiał, z jakiego wykonana jest izolacja i osłona przewodu, może być różny (poliuretan, neopren, guma, polichlorek winylu). Według normy PN-IEC 60364-5-523 [1] powołanej w Rozporządzeniu Ministra Infrastruktury z dnia 12 kwietnia 2002 r. [2] do obowiązkowego stosowania, rozróżnia się dwie wartości temperatury dopuszczalnej długotrwale: 70°C – dla izolacji wykonanej z polichlorku winylu (PVC) oraz 90°C – dla izolacji wykonanej z polietylenu usieciowanego (XLPE) lub gumy etylenowo-propylenowej (EPR). Ponieważ producenci przedłużaczy bębnowych nie podają wartości granicznej temperatury ich pracy, to przy określaniu wartości prądu, jaki może długotrwale płynąć przez przewód, należy przyjąć najgorszy z możliwych przypadków, czyli, że temperatura dopuszczalna długotrwale dla przewodów wykorzystywanych w przedłużaczach bębnowych wynosi 70°C.

Producenci większości przedłużaczy ustalają ich obciążalność prądową długotrwałą (I_Z), podając wartość prądu znamionowego – najczęściej 16 A, lub określając maksymalną moc przyłączonego urządzenia – dla przedłużaczy z całkowicie rozwiniętym przewodem moc ta określona jest na poziomie 3500 lub 3600 W. Jednakże taka obciążalność prądowa występuje tylko w przypadku przedłużaczy wykonanych przewodami trójżyłowymi o przekroju znamionowym żył wynoszącym 1 mm² (wg [1] I_Z = 16,5 A). Jeśli do wykonania przedłużacza jednofazowego wykonano przewód o przekroju znamionowym żył równym 1,5 mm², to jego maksymalna obciążalność prądowa wynosi już 22 A (5000 W, przy cosφ = 1), a dla żył 2,5 mm² będzie to 30 A (6900 W, przy cosφ = 1) (tab. 1.) [1]. Należy jednak podkreślić, że obciążalność ta dotyczy całego przewodu, tzn., że podana moc nie dotyczy jednego gniazda (pojedyncze gniazdo ma obciążalność prądową długotrwałą 16 A – 3600 W), a jest to łączna moc (prąd) urządzeń do nich przyłączonych. Oznacza to, że oprócz obciążania prądem równym 16 A, przedłużacz można obciążyć w pozostałych gniazdach łącznie prądem 6 A (dla s = 1,5 mm²) oraz 14 A (dla s = 2,5 mm²).

literatura

1. PN-IEC 60364-5-523:2001 Instalacje elektryczne w obiektach budowlanych. Dobór i montaż wyposażenia elektrycznego. Obciążalność prądowa długotrwała przewodów.
2. Rozporządzenie Ministra Infrastruktury z dnia 12 kwietnia 2002 r. w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie, z późniejszymi zmianami (DzU nr 75, poz. 690).
3. Z. Skibko, Obciążalność prądowa przewodów ułożonych wielowarstwowo. Rozprawa doktorska, Politechnika Białostocka, Białystok 2008 r.