Spændingsfaldet for et strømtransmissionskabel kan beregnes nøjagtigt ved hjælp af en trin-for--formel, hvis kerne er ΔU=I × R. Spændingsfaldet bør generelt kontrolleres inden for 5 % af systemspændingen (f.eks. ikke mere end 19V for et 380V-system).
Hovedårsager til spændingsfald Kabler har i sagens natur modstand og reaktans. Når strøm løber gennem dem, opstår energitab, der manifesterer sig som et spændingsfald. Påvirkningsfaktorer omfatter:
Kabelmateriale: Kobberkabelresistivitet (0,0174 Ω·mm²/m) er lavere end aluminiumkabel (0,0283 Ω·mm²/m), hvilket resulterer i et mindre spændingsfald;
Kabellængde: Jo længere kablet er, desto større spændingsfald;
Tværsnitsareal: Jo mindre- tværsnit, jo større modstand, og jo større er spændingsfaldet.
Belastningsstrøm: Jo højere effekt, jo højere strøm, og jo mere signifikant er spændingsfaldet;
Effektfaktor: Induktive belastninger (såsom motorer) har en lav effektfaktor, hvilket forværrer spændingsfaldet.
To- eller tre-metode til beregning af kabelspændingsfald
Trin 1: Beregn linjestrøm
I
I Gælder for tre-vekselstrømssystemer:
I
=
P
3
×
U
×
cos
θ
I=
3
×U×cosθ
P
P
P: Belastningseffekt (kW)
U
U: Netspænding (kV), almindeligvis 380V, dvs. 0,38kV
cos
θ
cosθ: Effektfaktor, generelt taget som 0,8-0,85
Eksempel: 55kW motor,
I
=
55
/
(
1.732
×
0.38
×
0.8
)
≈
104.5
A I=55/(1.732×0.38×0.8)≈104.5A
Trin 2: Beregn kabelmodstand
R
R
=
ρ
×
L
S
R=ρ× S L
ρ
ρ: Lederresistivitet (0,0174 for kobber, 0,0283 for aluminium)
L
L: Kabellængde (meter)
S
S: Lederens tværsnitsareal- (mm²)
Eksempel: 100 meter langt, 16 mm² kobberkabel,
R
=
0.0174
×
100
/
16
≈
0.109
Ω R=0.0174×100/16≈0.109Ω
Trin 3: Beregn spændingsfald
Δ
U
ΔU Enkleste praktiske formel (ignorerer reaktans):
Δ
U
=
I
×
R
×
K
ΔU=I×R×K
K
K: For tre-fasesystemer, tag
3
≈ 1.732
3
≈1.732, enkelt-fase er 1 eller 2 (antal kredsløb)
Fortsætter fra forrige eksempel:
Δ
U
=
104.5
×
0.109
×
1.732
≈
19.7
V
ΔU=104.5×0,109×1,732≈19,7V, der tegner sig for 5,2% af 380V, lidt over det tilladte område, skal tværsnittet øges.
