Ce este sarcina electrică a unei instalații
Sarcina electrică a unei instalații este puterea pe care ansamblul consumatorilor conectați o va cere efectiv: iluminat, prize, gătit, climatizare, pompare sau mașini. Nu este suma brută a tuturor puterilor din clădire, ci valoarea previzibilă și simultană pe care o vor susține intreruptorul general și linia de alimentare.
Un calcul corect condiționează tot restul proiectului. Determină curentul care va circula în fiecare circuit, secțiunea conductoarelor, calibrul întreruptorului și dimensionarea protecțiilor diferențiale și a descărcătorului de supratensiune. Un calcul subestimat provoacă supraîncălziri și declanșări intempestive; unul supradimensionat scumpește proiectul fără o nevoie reală.
Ghidul descrise mai jos este metoda folosită în practica profesională atunci când se documentează o instalație: strângerea datelor, cuantificarea consumatorilor, aplicarea factorilor de simultaneitate, obținerea curentului de calcul și traducerea rezultatului în protecții și secțiuni. Referința de bază este IEC 60364, aplicabilă și în România prin armonizarea SR EN.
Datele de strâns înainte de a începe
Înainte de a fixa orice cifră este nevoie de un inventar fiabil al instalației. Fără aceste informații calculul se transformă într-o estimare aproximativă. Strânge cel puțin:
- Suprafața și destinația spațiului: locuință, magazin, birou sau atelier, deoarece coeficienții de utilizare diferă.
- Lista consumatorilor cu puterea nominală în wați (W) sau kilowați (kW), citită de pe plăcuța aparatului sau din proiect.
- Tipul de alimentare prevăzut: monofazat 230 V sau trifazat 400 V între faze.
- Lungimile aproximative ale celor mai lungi derivații, utile apoi pentru căderea de tensiune.
- Nivelul de electrificare dorit, care fixează puterea minimă de activat la furnizor.
Aceste elemente se strâng într-un tabel organizat pe circuite. Este de preferat să separăm iluminatul, prizele de uz general, bucătăria, mașina de spălat, mașina de spălat vase și climatizarea: fiecare grup are propria simultaneitate și propria protecție.
Pasul 1: calculul puterii fiecărui consumator
Primul pas constă în adunarea puterilor pe fiecare circuit. Pentru sarcinile rezistive pure — încălzitor electric, radiatoare, cuptor sau plită — puterea de pe plăcuță este direct puterea cerută. Pentru consumatorii cu motor sau electronică de putere trebuie însă ținut cont de factorul de putere.
În curent alternativ puterea activă (W) și puterea aparentă (VA) nu coincid. Relația de bază este P = S · cos φ, unde S este puterea aparentă și cos φ factorul de putere. Când producătorul declară puterea în VA, se aplică direct; când o declară în W și se cunoaște cos φ, puterea aparentă devine S = P / cos φ.
Pentru motoare (pompe de căldură, hidrofoare, mașini unelte) se recomandă completarea cu un coeficient de siguranță, deoarece curentul de pornire depășește curentul nominal. Tabelul de mai jos arată un inventar tipic de locuință.
| Consumator | Putere | Circuit |
|---|---|---|
| Illuminat (toată casa) | 0,6 kW | iluminat |
| Prize de uz general | 1,5 kW | prize |
| Mașină de spălat vase | 2,2 kW | bucătărie |
| Cuptor electric | 3,0 kW | bucătărie |
| Boiler de apă | 1,5 kW | sanitar |
| Climatizare | 2,5 kW | climatizare |
Pasul 2: factorii de simultaneitate
Toate aparatele din casă funcționează simultan foarte rar. De aceea, la dimensionarea racordului și a întreruptorului general se aplică un factor de simultaneitate (k), care poate fi citit din tabelele IEC 60364. Regula generală este ca, cu cât instalația este mai mare și mai diversificată, cu atât factorul este mai mic.
| Putere instalată | Factor k | Observație |
|---|---|---|
| până la 3 kW | 1,0 | racord mic |
| 3 – 5 kW | 0,8 | locuință obișnuită |
| 5 – 10 kW | 0,7 | locuință cu electrocasnice mari |
| peste 10 kW | 0,6 | mai mulți consumatori cu motor |
Puterea instalată este suma aritmetică a tuturor puterilor nominalizate. Puterea de calcul (sau puterea cerută) este produsul dintre puterea instalată și factorul de simultaneitate. La instalații cu încălzire electrică, coclire și climatizare, factorii efectivi pot fi chiar mai mici, dar coborârea sub 0,5 trebuie justificată prin programul real de utilizare.
Pasul 3: curentul de calcul
Cu puterea de calcul determinată se obține curentul care va circula prin racord. Pentru alimentarea monofazată formula este I = P / (U · cos φ), unde U = 230 V. Pentru alimentarea trifazată se folosește I = P / (√3 · U · cos φ), unde U = 400 V între faze.
Exemplu rezolvat: o locuință cu putere instalată de 11,3 kW și cos φ = 0,9 primește un factor de simultaneitate 0,6. Puterea de calcul devine 11,3 · 0,6 = 6,78 kW. În monofazat: I = 6780 / (230 · 0,9) ≈ 32,8 A — peste racordul standard de 25 A, deci fie se cere o putere mai mare de la furnizor, fie se optează pentru trifazat. În trifazat: I = 6780 / (1,732 · 400 · 0,9) ≈ 10,9 A pe fază, confortabil sub orice racord obișnuit.
Curentul astfel obținut este punctul de plecare pentru calibrul întreruptorului general, care se alege puțin peste curentul de calcul, și pentru secțiunea conductorului de racord.
Pasul 4: căderea de tensiune și secțiunea cablului
Criteriul termic — conductorul nu trebuie să se supraîncălzească — nu este singurul. Norma admite o cădere de tensiune de 3 % pe circuitul de iluminat și de 5 % pe circuitul de prize, măsurată de la sursă până la cel mai îndepărtat consumator. Depășirea acestor valori provoacă funcționare defectuoasă a aparatelor, deși cablul rămâne rece.
Verificarea se face pentru traseele cele mai lungi. Secțiunea valabilă este cea mai mare dintre cerințele criteriului termic, al căderii de tensiune și al protecției împotriva scurtcircuitului. Un cablu ales corect termic, dar prea lung pentru 5 %, trebuie mărit fără excepție.
Pentru circuitul de prize al exemplului precedent, cu 12 A utili și o lungime de 25 m dus-întors, o secțiune de 2,5 mm² oferă rezervă; pentru trasee de peste 30 m se trece la 4 mm². Calculatorul de secțiune și cel de cădere de tensiune din instrumentele GorkyCAD automatizează exact această verificare.
Pasul 5: protecțiile și tabloul
Ultimul pas traduce cifrele în echipamente. Intreruptorul general se alege la un calibru egal sau imediat superior curentului de calcul, cu putere de deconectare adaptată la curentul de scurtcircuit al locului. Protecția diferențială se montează obligatoriu pe ramurile care deservesc spații cu umiditate sau prize de uz general, cu sensibilitate de 30 mA pentru protecția persoanelor.
Fiecare circuit primește propriul întreruptor, calibrat pe secțiunea conductorului său: 10 A pentru iluminatul de 1,5 mm², 16 A pentru prizele de 2,5 mm², 20–25 A pentru cuptor sau plită. Discriminarea între protecții asigură că un defect local deconectează numai circuitul afectat, nu toată instalația.
În tablou se mai pot prevedea: un descărcător de supratensiune pe racord, un parafus pentru stea-triunghi sau dispozitive de protecție comunicații, după natura sarcinilor. Rezultatul documentat al acestor cinci pași devine apoi proiectul propriu-zis: schema uniliniară, traseele, lista de materiale și documentele pentru furnizor.
Documentează-ți instalația direct în browser: deschide GorkyCAD Pro și generează schema uniliniară, traseele și lista de materiale din același model.
Întrebări frecvente
Care este diferența dintre puterea instalată și puterea cerută?
Puterea instalată este suma tuturor consumatorilor; puterea cerută este cota admisă ca funcționând simultan după aplicarea factorilor de simultaneitate. Aceasta din urmă dimensionează instalația.
De ce trebuie ținut cont de factorul de putere?
Pentru că în curent alternativ curentul depinde de puterea aparentă. Cu un cos φ scăzut, aceeași putere activă cere mai mulți amperi și cabluri cu secțiune mai mare.
Criteriul termic este suficient pentru alegerea cablului?
Nu. Trebuie verificată și căderea de tensiune, precum și coordonarea protecțiilor. Secțiunea valabilă este cea mai mare dintre cele cerute de aceste două criterii.
Se poate calcula sarcina fără a cunoaște toate lungimile?
Pentru puterea cerută lungimile nu sunt necesare; pentru căderea de tensiune însă da: este de preferat să estimați cel puțin derivațiile cele mai lungi.