Je kunt de kabeldikte berekenen met de stroomsterkte, kabellengte en het toegestane spanningsverlies. Daarmee vind je een eerste benodigde doorsnede in mm². De benodigde doorsnede hangt ook af van de manier van aanleggen, de temperatuur en de beveiliging. Een geschikte kabel kan de stroom bij die aanlegwijze en temperatuur veilig voeren en is passend beveiligd.
Een te dunne kabel kan te warm worden of te veel spanning verliezen. Een dikkere kabel beperkt dat verlies, maar is duurder en soms lastiger aan te sluiten.
Welke gegevens heb je nodig?
Met de kabeldikte bedoelen we de doorsnede van één stroomvoerende ader, uitgedrukt in vierkante millimeter (mm²). Dat is niet de buitendiameter van de kabel. Verzamel voor de berekening deze gegevens:
- Stroomsterkte: de stroom die de aangesloten apparaten samen maximaal gebruiken, in ampère (A).
- Spanning: bijvoorbeeld 12, 24, 230 of 400 volt (V).
- Kabellengte: de afstand van de voeding tot het apparaat, langs de route die de kabel volgt.
- Geleidermateriaal: meestal koper of aluminium. Elk materiaal heeft een andere weerstand.
- Toegestaan spanningsverlies: hoeveel spanning onderweg verloren mag gaan.
- Omstandigheden: onder meer de omgevingstemperatuur, de aanlegwijze en de aanwezigheid van andere kabels.
Tel bij meerdere apparaten de vermogens op die tegelijk in gebruik kunnen zijn. Neem ook de hoge aanloopstroom van sommige motoren mee in de berekening. Een berekening op basis van alleen het normale verbruik vertelt dan niet het hele verhaal.
Stap 1: bereken de stroomsterkte
Staat de stroomsterkte op het apparaat, dan kun je die als uitgangspunt gebruiken. Ken je bij een gelijkstroomsysteem alleen het vermogen, dan bereken je de stroom met:
Stroom (A) = vermogen (W) / spanning (V)
Voorbeeld: een apparaat van 120 watt op 12 volt gebruikt ongeveer 10 ampère. Bij meerdere apparaten tel je de stromen op die tegelijk kunnen lopen.
Voor een eenvoudige, vrijwel puur elektrische belasting op 230 volt, zoals een verwarmingselement, kun je dezelfde formule gebruiken. Bij motoren en andere wisselstroomapparaten kan de werkelijke stroom afwijken. Gebruik daarvoor bij voorkeur de stroom die op het apparaat staat.
Stap 2: bepaal het toegestane spanningsverlies
Onderweg door de kabel gaat een deel van de spanning verloren. Hoe langer de kabel en hoe groter de stroom, hoe groter dat verlies bij dezelfde aderdoorsnede. Je kunt vooraf een grens kiezen en die omrekenen naar volt:
Toegestaan verlies (V) = spanning (V) × toegestaan verlies (%) / 100
Bij een systeem van 12 volt en een gekozen verlies van 3% is dat bijvoorbeeld 0,36 volt. Bij 230 volt is 3% gelijk aan 6,9 volt. Door de lagere spanning weegt een verlies van een paar volt bij een 12V-systeem dus relatief zwaar.
De 3% in deze voorbeelden is een rekenkeuze, geen grens die voor iedere installatie geldt. De eisen van het apparaat en het spanningsverlies in de rest van de installatie bepalen mede het toegestane spanningsverlies.
Stap 3: kabeldikte berekenen met de formule
Voor een eenvoudige gelijkstroomkring met twee koperen geleiders kun je de minimale doorsnede op basis van spanningsverlies zo berekenen:
Doorsnede (mm²) = 2 × lengte (m) × stroom (A) × 0,0175 / toegestaan spanningsverlies (V)
Vul bij de lengte de enkele afstand van voeding tot apparaat in. De factor 2 telt de heen- en terugweg mee. Het getal 0,0175 is een benaderde soortelijke weerstand van koper bij ongeveer 20 °C. Wordt de geleider warmer, dan neemt de weerstand toe. Voor aluminium geldt een andere waarde.
De formule geeft een eerste uitkomst voor het spanningsverlies. Rond die naar boven af naar een verkrijgbare aderdoorsnede die ook de stroom veilig kan voeren.
Rekenvoorbeeld voor een 12V-kabel
Stel: een apparaat gebruikt 5 ampère. De kabel loopt 10 meter van de voeding naar het apparaat. Je kiest voor dit voorbeeld een maximaal spanningsverlies van 3%, oftewel 0,36 volt.
- Berekening: 2 × 10 × 5 × 0,0175 / 0,36.
- Uitkomst: ongeveer 4,86 mm².
- Naar boven afgerond: een verkrijgbare doorsnede van 6 mm².
Die 6 mm² is de uitkomst voor het gekozen spanningsverlies, niet automatisch het definitieve kabeladvies. De kabel moet ook bij de werkelijke temperatuur en aanlegwijze voldoende stroom kunnen voeren en passend beveiligd zijn.
Een kabeldoorsnede berekenen voor 230 of 400 volt
Voor een eenvoudige 230V-kring kun je dezelfde formule als in het 12V-voorbeeld gebruiken als eerste benadering van het spanningsverlies. Ook hier vul je de enkele kabellengte in: de factor 2 neemt de heen- en terugweg mee. Bij wisselstroom kunnen de eigenschappen van het apparaat en de kabel de uitkomst beïnvloeden.
Bij 400 volt met drie fasen werkt de berekening anders. Voor een gebalanceerde driefasenbelasting is de factor voor het spanningsverlies ongeveer √3 in plaats van 2. Ook de arbeidsfactor en de eigenschappen van de kabel kunnen dan meetellen. Gebruik daarom een geschikte driefasencalculator of laat de berekening maken; vul de gegevens niet zomaar in de formule voor een 12V-kring in.
Moet je de stroom uit het vermogen berekenen? Bij een gebalanceerde driefasenbelasting geldt: stroom = opgenomen elektrisch vermogen / (√3 × spanning × arbeidsfactor). Is alleen het afgegeven vermogen van een motor bekend, dan speelt ook het rendement mee.
Veiligheid van de berekende kabeldoorsnede
Een berekening van het spanningsverlies is maar één deel van de kabelkeuze. Een kabel kan dik genoeg lijken voor het spanningsverlies en toch te warm worden. Voor de kabelkeuze zijn daarom ook deze punten van belang:
- Stroombelastbaarheid: de kabel moet de verwachte stroom onder de werkelijke omstandigheden veilig kunnen voeren.
- Manier van aanleggen: een kabel die zijn warmte slecht kwijt kan, mag minder zwaar worden belast.
- Temperatuur en bundeling: warmte en nabijgelegen kabels kunnen de toegestane belasting verlagen.
- Beveiliging: de zekering of installatieautomaat moet bij de kabel passen en bij een fout tijdig uitschakelen.
- Minimumdoorsnede en aansluitingen: de gekozen aders en aansluitpunten moeten voldoen aan de eisen voor de toepassing.
Bij een vaste elektrische installatie moet de volledige berekening passen bij de geldende NEN 1010-eisen. Een installateur kan ook controleren of de beveiliging bij kortsluiting snel genoeg werkt.
Veelgestelde vragen over kabeldikte berekenen
Is een dikkere kabel altijd beter?
Een dikkere ader geeft minder weerstand en meestal minder spanningsverlies. Daar staan hogere kosten en soms lastigere aansluitingen tegenover. Ook een dikke kabel moet passend beveiligd zijn.
Tel je de kabellengte één of twee keer?
Dat hangt af van de formule. In de formule hierboven vul je de enkele afstand in en zorgt de factor 2 voor de heen- en terugweg. Een calculator kan om de enkele lengte of de totale draadlengte vragen; vul de gevraagde lengte in.
Kan ik een online calculator gebruiken?
Ja, als die geschikt is voor de spanning en het soort stroomkring. Gebruik een calculator waarin je het materiaal, de aanlegwijze en het toegestane spanningsverlies kunt invullen. Een calculator die alleen spanningsverlies berekent, geeft geen uitsluitsel over de stroombelastbaarheid en beveiliging.
Gebruik de berekende doorsnede daarom als startpunt. De uiteindelijke kabelkeuze hangt af van het spanningsverlies, de belasting en de beveiliging.
