Elektrisk Design

El.Design

ELEKTRISK DESIGN

a) Parallellresistiva kablar CWM/EST

Spänning 230 – 400 V
Uteffekt 10 – 36 W/m

Vid en normal elinstallation inom industrin är säkringarna oftast maximerade till 16 Amp. Säkringarna skall ha C-karaktäristik. Detta innebär att man per krets kan belasta maximalt 3680W/230V och 6400W/400V 2-fas. Det är dock realistiskt att räkna med att utnyttja 80% av säkringens kapacitet, då säkringen vid gruppmontage på skena avger egenvärme som påverkar utlösningsströmmen och dels för att man skall kunna göra mindre tillägg i anläggningen utan att ändra säkringens och matningskablarnas storlek.

Max.kapacitet vid 230V blir 3680 x 0,8 = 2945 W. Det vill säga när EST-10 har använts med maximal längd:

L1 = 2945 = 294 m L² = 5120 = 512 m
10 10

Spänningsfall i framledarna:

UL = RI/UL = L x Wkoppar x antal ledare x ström

Vid 230V

UL1 = 294 x 0.017 x 2 x 12.8 = 51 V
2,5

Vid 400V

UL2 = 512 x 0.017 x 2 x 12.8 = 89 V
2,5

Det betyder en minskning på effekten i slutet av kretsen på ca:

U% = (1-U²ände) x 100
U²matning
Vid 230V Vid 400V
(1 -179²) X 100 = 39 % (1 -311²) x 100 = 39%
230² 400²

Det är för mycket, ifall vi tillåter 10% spänningsfall, skulle det betyda en spänningsförlust av 19%.

10% spänningsfall = 23 V/40V

Om man tillåter högre spänningsfall kan detta medföra en allt för låg effekt på kabelns slutände.

b) Självbegränsande kablar (RSL, RSM)

Vid användning av självbegränsande värmekablar begränsas anslutningslängder som en funktion av dess startströmmar och kretsens säkring.

Startströmmen är momentan och de max.längder som anges till följd av startströmmarna ger därför ej upphov till något nämnvärt effektbortfall i kabelns slutände.

OBS! Använd säkringar som klarar industrins krav

VÄRMEKABELTEKNIK använder Siemens säkringar i våra apparatskåp.

Kabeltyp Nominell effekt
(+10°C)
Startström/m A*.Startströmsfaktor
RSM3-2CT (10 W/m) 0.091 A/m 1,6
RSM5-2CT (16 W/m) 0.153 A/m 1,8
RSM8-2CT (26 W/m) 0.195 A/m 1,5
RSM10-2CT (33 W/m) 0.296 A/m 1,8
RSM15-2CT (49 W/m) 0.421 A/m 1,8
RSM20-2CT (65 W/m) 0.5 A/m 1,5

Startströmmen är baserad på temperaturen -20°C vid 230V.

Kabeltyp Nominell effekt
(+10°C)
Startström/m Starströmsfaktor (-20°C)
RSL3-2 (10 W/m) 0.12 A/m 2,8
RSL5-2 (16 W/m) 0.266 A/m 3,8
RSL8-2 (26 W/m) 0.421 A/m 3,8
RSL10-2 (33 W/m) 0.5 A/m 3,5

Startströmmen är baserad på temperaturen -20°C vid 230V.

Matningsspänning

TILLGÄNGLIG MATNINGSSPÄNNING

Den tillgängliga matningsspänningen har en viss betydelse då även parallell resistiva kablar trots att de specificeras vid en viss effekt och matningsspänning kan kopplas in till varierande matningsspänningar för att erhålla varierande uteffekter.

Parallellresistiva kablar kan användas från 100 V upp till 400 V genom följande ekvation:

U² disponibel x Pkabel = Pavgiven (W)
U²kabel

Man måste dock tänka på att ej överskrida den för kabeln högsta angivna märkspänningen samt den maximala effekten som kabeln klarar med tanke på max. driftstemperatur.

Se vidare på kabeldatablad.

e.g. CWM/EST 10/36 ger 10 W/m på 230V
ger 36 W/m på 400V
CWM/EST 24 ger 24 W/m på 230V
CWM/EST 36 ger 36 W/m på 230V

Självbegränsande värmekablar (SRL, SRM) kan endast anslutas till 230 V (+-20V) (Kan specialbeställas för 110V). Materialet i kabels kärna är avpassad till den angivna spänningen. Det går alltså inte, när det gäller självbegränsande värmekablar, att använda en 230 V:s kabel på en 400 V installation.

För serieresistiva kablar är förutsättningarna omvända, då uteffekten är en funktion av:

a) Kabelns resistans (Ohm/m)
b) Längden
c) Anslutningsspänning

När det gäller serieresistiva kablar kan önskade längder och anslutningsspänningar varieras fritt för att uppnå önskade slingor med anpassade effekter. Man måste dock ta hänsyn till kabelns provspänning samt leverantörens rekommendationer i fråga om effekt per meter vid varierande temperaturer och förläggningssätt.

Anm. Slingor av serieresistiv typ färdigställes som regel på fabrik vilket begränsar flexibiliteten hos denna produkt i motsats till de båda tidigare nämnda kabeltyperna.

Ex-klassat

ELEKTRISK INSTALLATION EX-KLASSADE OMRÅDEN

gind3400Det är ganska naturligt att man inom ett klassat område måste välja material som klarar de bestämmelser som finns. Det innebär att alla kablar, anslutningsboxar, förskruvningar, avslutningsändar måste vara godkända för detta användningsområde.

För att vara mera exakt:

Kabeln måste vara Ex-godkänd och uppfylla den temperaturklass som krävs i området. Anslutningen i kopplingsboxen måste vara Ex-godkänd och ha erforderlig IP-klass. Även komponenter, som används i boxarna, skall vara godkända. Anslutningsklammer, fästen och förskruvningar måste vara godkända och hålla samma klass som boxarna. Kort sagt, hela anläggningen är klassad efter den svagaste länken. Det är alltså inte till någon hjälp att använda en klassad anslutningsbox om man t.ex. använder en standardförskruvning.

I de flesta länder i Europa är det inte tillåtet att göra T-skarvar under isoleringen. Den skall göras i en dosa utanför isoleringen så att den är lätt åtkomlig. I vissa installationer placeras termostaten ute i anläggningen. Termostat och kapsling skall i dessa fall vara Ex-godkända.

Termostater och övrig automatikutrustning kan med fördel placeras utanför Ex-zonen, om termostaten saknar Ex-godkännande kan detta krav tillgodoses med en Zener-barriär på givarledningen.

Avsäkring

AVSÄKRING AV VÄRMEKABEL

gind3900Automatsäkringar av standard typ, har en brytkurva som tillåter en momentan ström tre till fem gånger dess nominella värde. Brytkurvan medger dock endast en mycket kort strömpuls.

Detta innebär att om hänsyn ej tages till startströmmen hos en självbegränsande kabel kommer säkringen ovillkorligen att bryta i tillslagsögonblicket.

Så snart strömmen i t.ex en självbegränsande värmekabel passerar gränsen för det fält där magnetisk utlösning av säkringen sker bryts strömmen ögonblickligen.

Man kan lösa detta på två sätt:

  1. Överdimensionerade säkringar (5 gånger större än driftsströmmen). Detta medför en negativ effekt då matningarnas kabelareor måste ökas långt över de som erfordras för driftsströmmen.
  2. Begränsning av slingornas längd tillsammans med tillslagsfördröjning mellan kabelgrupperna ger en kostnadseffektiv design av värmekabelanläggningen.

Slinglängder

BEGRÄNSNING AV SLINGLÄNGDER TILL FÖLJD AV KABELKONSTRUKTION

Max. längder till följd av spänningsfall i värmekabelns strömledare omfattar både självbegränsande och parallellresistiva kablar. Om man överskrider den i databladen angivna max längden kommer spänningsfallet att ge en sänkt effekt i kabelns slutände.

Vid användning av självbegränsande värmekabel bör spänningsfallet strömledarna beräknas vid den effekt som avges vid drifttemperatur. Som regel är spänningsfallet i ledarna inte det som avgör längden för en självbegränsande värmekabel då startströmmar relaterat till avsäkringar och matningsledningar begränsar slinglängderna till relativt blygsamma metertal.

Värmekabel av serieresistiv typ påverkas ej av detta då samma ström genomflyter hela slingan oavsett längd. Nämnas skall att vid serieresistiva slingor som har inbyggd återledare, bör hänsyn till återledarens resistans tas vid längder över ca. 200m och höga effekter.

Serieresistiva kablar som användes vid höga temperaturer (Vanligtvis mineralisolerade värmekablar MI-kabel) där vissa typer har högt kopparinnehåll i värmetråden, har en stigande resistans till följd av att ledningsförmågan hos koppar minskar med ökande temperatur. Formel och temperatur koefficient finns på databladen för dessa kablar.