Hoe bepaal je de dikte van je elektrische kabels?

Bij het inrichten van een camper is een veilige elektrische installatie een absolute prioriteit. Het kiezen van de juiste kabeldikte is hierbij essentieel om oververhitting, spanningsverlies en storingen te voorkomen. Als de kabel te dun is, kan dat leiden tot spanningsverlies. Apparatuur schakelt dan over op de accubeveiligingsstand en in deze stand kan je apparaat niet worden gebruikt. Je koelkast koelt dan bijvoorbeeld niet meer.

Elke kabel heeft weerstand

Hoewel doorgaans klein heeft elke kabel weerstand. Weerstand leidt tot elektrisch verlies in de kabel. Om het verlies zoveel mogelijk te beperken worden de meeste kabels van koper gemaakt omdat dat metaal heel weinig electrische weerstand heeft. De weerstand van een kabel hangt of van de lengte en van de doorsnede. Een verdubbeling van kabellengte leidt tot een verdubbeling van de weerstand. Een verdubbeling van doorsnede (dikte) leidt tot een halvering van de weerstand.

Opwarming

Weerstand zet electrisch vermogen om in warmte. Dat gaat via de volgende formule: P=I²R. Het omgezette vermogen warmt de kabel op. Als de kabel langer wordt, wordt de weerstand hoger en het verlies groter maar de warmte afgifte wordt over een langer stuk verdeeld dus voor de temperatuur is alleen de kabeldoorsnede van belang. Als een kabel te heet wordt gaat de isolatie stuk en kan er uiteindelijk brand ontstaan. Dat is waarom er “current ratings” zijn voor kabels. Dat is een tabel met doorsnedes in mm² en een waarde van de stroom waarbij de temperatuur binnen een veilige grens blijft. We gaan hier uit van een eenvoudige tabel van Victron. Als vuistregel wordt ook wel eens de I/3 regel gebruikt. Stel de kabel moet 12A aankunnen dan heb je 12/3=4 mm² kabel nodig.

Als je er dieper op ingaat is het een ingewikkeld verhaal omdat de kabeltemperatuur afhangt van de omgevings temperatuur, de mate van koeling, de gebruikte isolatie materialen, etc. Maar in de praktijk is een tabel of de I/3 regel goed bruikbaar.

Spanningsval

Een ander effect van weerstand is dat er een spanning over de kabel ontstaat zodat niet meer de volledige spanning van een bron voor een apparaat beschikbaar is. Dit gaat via de formule V=I*R. Voorbeeld (zie onderstaande figuur): een accu van 12V levert 10A aan een apparaat via een kabel van 0.1 Ohm dan is de spanning over de kabel 10*0.1=1V dus voor het apparaat blijf nog 11V over. Let wel dat de totale weerstand over de heengaande en teruggaande kabel is verdeeld.

Welke spanningsval acceptabel is hangt erg van het apparaat af soms wordt een percentage gebruikt het verdient echter de aanbeveling om per apparaat te bekijken wat acceptabel is. Voor acculaders is veel spanningsval niet gewenst omdat de accu dan niet helemaal vol geladen wordt. Dit wil echter niet zeggen dat je meteen hele dikke kabels moet gebruiken. Je kunt de draden kort houden of speciale meetdraden (voltage sense) gebruiken die veel acculaders ondersteunen.

2 Stappen

Je kunt de juiste kabel vaak in twee stappen bepalen:

1. Je kijkt eerst naar de maximale stroom die door de kabel loopt dat bepaalt de minimale kabeldikte. Hoewel het geen kwaad kan om dikkere kabels te gebruiken tav temperatuur is het wel nadelig voor de kosten en gemak van het verwerken. Als je de stroom niet weet maar wel het vermogen kun je de stroom uitreken I=P/V. Voorbeeld P=120W V=12V -> I=120/12=10A
2. Je bepaalt of de lengte die je wilt gebruiken nog een acceptabel spanningsval heeft bij de minimale dikte. Als dat niet is kies je een dikkere kabel.

Voorbeeld

Stel je wilt de Dometic CRX50 koelkast aansluiten. In de handleiding staat:

Bij 12V heeft deze koelkast dus 5A nodig. Nu moeten we nog kijken wat we een acceptabel spanningsverlies vinden. In de handleiding staat:

We zien dat om de accu te beschermen de koelkast bij 10.4 V uitschakelt. Echter een accu die 11.4V spanning heeft is ook al leeg dus we kunnen er voor kiezen dat we eenspanningsval van 1V acceptabel vinden.

Minimale kabeldikte

Uit de tabel van Victron halen we dat to 7.5A een kabeldikte van 2.5 mm² goed is.

Kabellengte

We vinden 1V spanningsval bij 5A acceptabel. Dus weerstand mag dus R=1/5=0.2 Ohm = 200 mOhm zijn. Nu kunnen we bijvoorbeeld met een online kabel rekenmachine uitrekenen tot welke lengte we deze 2.5 mm² kabel kunnen gebruiken. Voer ik de gegevens in dan kom ik uit op 29m. Let wel dat dit de totale lengte is maar toch een flink end voor een camper. Ik weet dat bij HCA iemand voor de zekerheid maar 10 mm² gebruikte het kan zeker geen kwaad. De prijs is echter wel een stuk hoger 4.28 euro/meter tegen 1.38 euro/meter.

Je had ook alles via de tabel kunnen doen, deze gaat uit van 0,259 V spanningsval. Bij 12V is dat ca. 2.2%. Ik zie wel meer percentages bij dit soort berekeningen op het internet van 2% to 7% maar meestal zijn ze arbitrair en zonder onderbouwing. Maar stel de gewenste lengte heen en terug zou 20m zijn dan kom je met tabel uit op 6 mm².

Zelf aan de slag in Het Camper Atelier

Bij Het Camper Atelier helpen we je graag met het ontwerpen en uitvoeren van een veilige camperinstallatie. Of je nu advies nodig hebt over kabels, gereedschap wilt gebruiken of gewoon inspiratie zoekt, bij ons ben je aan het juiste adres.

Heb je vragen of wil je een werkplek reserveren? Neem gerust contact met ons op! Samen zorgen we ervoor dat jouw camper veilig en betrouwbaar is, zodat je zonder zorgen de weg op kunt.

Workshop van Behoeften naar Elektrisch Schema 

De kabeldikte is 1 onderdeel van een veilige elektrische installatie, maar ook zekeringen en aardlekschakelaars zijn daarvoor nodig. In de Workshop Van Behoeften naar Elektrisch Schema legt Stefan uit wat de juiste plek voor het plaatsen van de zekeringen is en natuurlijk waarom. Ook gaat hij in op de verschillen tussen lood- en lithium accu’s en de keuze tussen serie of parallel schakelen van je zonnepanelen.

Twijfel jij nog over sommige aspecten van je ontwerp of durf je er eigenlijk nog niet aan te beginnen? Kom dan naar de workshop! 

Er worden regelmatig workshops gepland! Schrijf je snel in!