نحوه محاسبه اندازه کابل: راهنمای گام به گام برای پروژه های برق

از هر مهندس برق باتجربه ای بپرسید و همان چیزی را خواهید شنید: اندازه کابل یک فرمول نیست، بلکه زنجیره کوتاهی از بررسی هاست و هر پیوندی در آن زنجیره باید حفظ شود. Get the current right but ignore the derating factors, and the conductor runs hotter than its insulation was ever designed for. آمپاسیت را درست بگیرید اما افت ولتاژ را نادیده بگیرید و موتور در انتهای خط از راه اندازی امتناع می کند. از بررسی اتصال کوتاه صرفنظر کنید، و نصب یک خطا از یک حادثه جدی فاصله دارد.

روش زیر از ترتیبی پیروی می کند که مهندسان خودمان هنگام بررسی یک پروژه از آن استفاده می کنند: ابتدا جریان طراحی، سپس هماهنگی با دستگاه محافظ، سپس ظرفیت حمل جریان، سپس افت ولتاژ، سپس مقاومت در برابر اتصال کوتاه. Work through the steps in order and the correct cross-section will almost choose itself.

قبل از شروع: ورودی ها را جمع آوری کنید

تقریباً هر تأخیر در تمرین اندازه‌گیری کابل به ورودی گمشده بازمی‌گردد. قبل از اینکه میز را باز کنید اینها را جمع کنید:

• داده های بار: توان بر حسب کیلووات یا کیلو ولت آمپر، ضریب توان، راندمان، چرخه کار و همزمانی.
• داده های سیستم: ولتاژ اسمی، تعداد فازها، فرکانس، و اینکه آیا منبع تغذیه TN، TT یا IT است.
• Protection data: type and rating of the circuit breaker or fuse, and its tripping characteristics.
• روش نصب: چند هسته ای یا تک هسته ای، روی سینی، در مجرا، بریده مستقیم، در هوای آزاد یا مدفون.
• محیط: دمای هوای محیط، دمای خاک و مقاومت حرارتی، عمق دفن، و تعداد مدارهای مشترک مسیر.
• داده‌های مسیر: طول یک‌طرفه به متر، به‌علاوه هرگونه توسعه آینده که قبلاً برنامه‌ریزی شده است.
• داده های خطا: جریان اتصال کوتاه آینده نگر در مبدا و زمان قطع مورد نیاز.

مقادیر را بنویسید یک برگه اندازه که ورودی های آن را نشان می دهد را می توان در عرض چند دقیقه بازبینی کرد. کسی که اینطور نیست همیشه مورد سوال قرار خواهد گرفت.

مرحله 1 - محاسبه جریان طراحی (Ib)

جریان طراحی جریانی است که کابل در سرویس معمولی با خود حمل می کند. برای بار سه فاز:

Ib = P / (√3 × U × cos φ)

و برای بار تک فاز:

Ib = P / (U × cos φ)

یک تصویر سریع: یک بار سه فاز 90 کیلوواتی در یک منبع تغذیه 400 ولت با ضریب توان 0.85 90000 / (1.732 × 400 × 0.85) = 153 A می کشد. این عدد تکی کف هر چیزی را که در ادامه می آید تعیین می کند، زیرا دستگاه محافظ باید حداقل این اندازه بزرگ باشد.

دو اصلاح ارزش یادآوری را دارد. جریان راه اندازی موتور جریان طراحی پیوسته را تغییر نمی دهد، اما بر انتخاب حفاظت و بررسی افت ولتاژ تأثیر می گذارد. و در تاسیسات با محتوای هارمونیک بالا، مانند دفاتر پر از بارهای الکترونیکی یا کارخانه های پر از درایو، ممکن است نیاز باشد که هادی خنثی بیشتر از جریان فاز باشد تا کمتر.

مرحله 2 - کابل را با دستگاه محافظ هماهنگ کنید

A cable is only protected if the device in front of it disconnects before the insulation is damaged. در عمل این بدان معناست که دو شرط باید همزمان برآورده شوند:

Ib ≤ In ≤ Iz

که در آن Ib جریان طراحی، In رتبه اسمی دستگاه محافظ، و Iz ظرفیت حمل جریان اصلاح شده کابل است. شرط دوم، I2 ≤ 1.45 × Iz، تأیید می کند که دستگاه در واقع با جریان خاموش معمولی خود بدون گرم کردن بیش از حد هادی کار می کند.

نتیجه عملی ساده است. اگر جریان محاسبه شده 153 A باشد، شما یک بریکر 200 A را انتخاب نکنید و سپس به دنبال کابلی بگردید که با آن مطابقت داشته باشد. شما کوچکترین درجه استاندارد بالاتر از بار را انتخاب می کنید، که در اینجا 160 A است، و اندازه کابل را در برابر آن رقم می کنید.

مرحله 3 - ظرفیت پایه جریان را پیدا کنید

جداول ظرفیت حمل جریان، خواه از IEC 60364-5-52، BS 7671 یا کاتالوگ سازنده گرفته شده باشد، بر اساس مجموعه ای از شرایط تعریف شده ساخته شده است: دمای محیط مرجع، روش نصب اعلام شده، تعداد معینی از هادی های بارگذاری شده و یک مدار واحد. ردیفی را که با مقطع شما مطابقت دارد و ستونی را که با نصب شما مطابقت دارد پیدا کنید.

سه انتخاب بر نتیجه غالب است. مواد رسانا مهم است، زیرا آلومینیوم تقریباً یک و نیم برابر سطح مقطع مس برای جریان مشابه نیاز دارد. عایق مهم است، زیرا کابل XLPE ممکن است با یک هادی در دمای 90 درجه سانتیگراد کار کند در حالی که کابل PVC به 70 درجه سانتیگراد محدود می شود. و روش نصب بسیار مهم است، زیرا کابلی که در هوای آزاد بسته شده است، گرما را بسیار راحت‌تر از همان کابلی که در مجرای شلوغ کشیده می‌شود، دفع می‌کند.

اینجاست که یک کاتالوگ واقعی واقعاً مفید می شود، زیرا شکاف بین انواع عایق ها خطای گرد کردن نیست. کابل برق 6/1 کیلوولت XLPE عایق شده به طور قابل توجهی جریان بیشتری نسبت به پی وی سی از همان مقطع مسی دارد، فقط به این دلیل که عایق آن دمای هادی بالاتری را تحمل می کند.

ولتاژ نامی 0.6/1kV XLPE عایق کابل برق کابل برق عایق پلی اتیلن با ولتاژ نامی 0.6/1kV از روش های شیمیایی یا فیزیکی برای تبدیل مولکول های پلی اتیلن از یک ساختار خطی استفاده می کند. مشاهده محصول →

مرحله 4 - فاکتورهای تصحیح را اعمال کنید

تاسیسات واقعی هرگز با شرایط مرجع جدول مطابقت ندارند، بنابراین ظرفیت پایه باید کاهش یابد. عوامل با هم ضرب می شوند:

Iz = It × حدود × Cg × Cs × سی دی

اگر ظرفیت کاهش یافته از درجه بندی دستگاه محافظ خارج شد، یک مقطع به سمت بالا حرکت کنید و محاسبه را تکرار کنید. معمول است که کابل فقط پس از دو یا سه بار تلاش از بررسی جریان عبور کند.

مرحله 5 - افت ولتاژ را بررسی کنید

کابلی که جریان را حمل می کند ممکن است برای مسیر بسیار کوچک باشد. افت ولتاژ هم با جریان و هم با طول افزایش می‌یابد، و این بررسی است که غالباً سطح مقطع بزرگ‌تری را روی فیدرهای طولانی ایجاد می‌کند.

افت ولتاژ = (mV/A/m × Ib × L) / 1000

برای یک مدار سه فاز، مقدار mV/A/m جدول بندی شده قبلاً شامل ضریب √3 است. محدودیت‌های معمولی 3 درصد برای مدارهای روشنایی و 5 درصد برای مدارهای قدرت است که از مبدأ نصب تا پایانه‌های بار اندازه‌گیری می‌شود، با کمک هزینه مشترک بین فیدر و مدار نهایی.

یک هادی مسی 70 میلی‌متر مربعی که 160 A بیش از 80 متر را حمل می‌کند، انتخاب کنید. افت سه فاز آن در حدود 0.58 mV/A/m است، بنابراین تلفات 0.58 × 160 × 80 / 1000 = 7.4 ولت یا 1.9 درصد از 400 ولت است که به راحتی در محدوده است. اگر مسیر به جای آن 300 متر بود، همان محاسبه 27.8 ولت تولید می کرد و سطح مقطع را مجبور به یک پله بالا می کرد.

مرحله 6 - مقاومت در برابر اتصال کوتاه را تأیید کنید

در طول یک خطا، هادی جریانی چند برابر میزان معمولی خود دارد و باید به اندازه کافی زنده بماند تا محافظ بتواند عیب را برطرف کند. بررسی آدیاباتیک رویکرد استاندارد است:

S ≥ (I × √t) / k

در اینجا I جریان خطای احتمالی بر حسب آمپر، t زمان قطع اتصال بر حسب ثانیه، و k ثابتی است که به ماده هادی و عایق آن بستگی دارد. برای هادی های مسی، k معمولاً 143 با عایق XLPE و 115 با PVC است، در حالی که هادی های آلومینیومی از مقادیر کمتری استفاده می کنند. یک خطای 20 کیلو آمپری که در 0.2 ثانیه برطرف می شود، به مس 20000 × 0.447 / 143 = 62.5 میلی متر مربع نیاز دارد، به همین دلیل است که بررسی اتصال کوتاه، به جای بررسی فعلی، گاهی اوقات اندازه نهایی را تعیین می کند.

هادی محافظ نیز سزاوار همین توجه است. باید همان انرژی خطا را تحمل کند و اندازه آن باید به گونه ای باشد که امپدانس حلقه خطای زمین به دستگاه اجازه دهد در مدت زمان مجاز حرکت کند.

یک نمونه کار شده

شش پله را برای یک فیدر موتور 90 کیلووات روی یک سیستم 400 ولت با ضریب توان 0.85 که 80 متر روی سینی در هوای 40 درجه سانتیگراد با دو مدار بارگذاری شده دیگر در کنار آن قرار دارد، کنار هم قرار دهید.

جواب یک کابل مسی 70 میلی متر مربعی XLPE چهار هسته ای است. توجه داشته باشید که کدام مرحله اندازه را تنظیم می‌کند: 70 میلی‌متر مربع برای حمل 160 A پس از کاهش وزن مورد نیاز بود، و همچنین اتفاقاً بررسی آدیاباتیک را تنها با یک حاشیه کوچک برآورده می‌کند. گروه بندی یا دمای محیط را کاهش دهید و آن حاشیه ناپدید می شود.

جایی که اندازه کابل معمولاً اشتباه می شود

• اندازه گیری بر روی بار اسمی در حالی که تنوع، ظرفیت اضافی یا گسترش آینده را نادیده می گیرد.
• استفاده از جدول بر اساس دمای 30 درجه سانتی گراد زمانی که اتاق گیاه در دمای 45 درجه سانتی گراد کار می کند.
• نادیده گرفتن گروه بندی، حتی اگر سه مدار در یک سینی کابل را بسیار بیشتر از آنچه اکثر مردم انتظار دارند، از بین ببرند.
• خواندن ستون PVC برای کابل XLPE یا برعکس.
• بررسی افت ولتاژ در اولین بار مدار به جای آخرین بار.
• فراموش می کنیم که نول می تواند جریان های هارمونیک را در مدارهای سه فاز چهار سیمه حمل کند.
• بررسی اتصال کوتاه در دوره های کوتاه اختیاری است، جایی که اغلب عامل تعیین کننده است.

دو موردی که نیاز به مراقبت بیشتری دارند

فیدرهای ولتاژ متوسط

از 3.6/6 کیلوولت تا 26/35 کیلوولت منطق ثابت می ماند، اما ضخامت عایق، ساخت صفحه و ارتینگ غلاف فلزی به محاسبه می پیوندند. صفحه فلزی وظیفه اتصال کوتاه خود را دارد و ترتیب اتصال به زمین هم بر سطح خطا و هم بر رفتار حرارتی کابل تأثیر می گذارد. Sizing a کابل برق 26/35 کیلوولت XLPE عایق بنابراین به معنی بررسی همان حدود با یک مجموعه اضافی از صفحه نمایش و شرایط زمین متصل است.

ولتاژ نامی 3.6/6kV–26/35kV XLPE عایق کابل برق کابل برق با ولتاژ نامی 3.6/6kV-26/35kV عایق بندی شده پلی اتیلن دارای یک فرآیند اتصال متقابل پیشرفته است. از طریق روش های شیمیایی یا فیزیکی، پلی... مشاهده محصول →

مدارهای محرک فرکانس متغیر

درایوها جریان های هارمونیک و پالس های ولتاژ سریع را از طریق کابل عبور می دهند، بنابراین جریانی که از روی پلاک موتور محاسبه می کنید، جریانی نیست که کابل واقعاً می بیند. یک کابل درایو اختصاصی با ساختار متقارن سه هسته‌ای و صفحه‌نمایش متصل به درستی، این جریان‌ها را تحت کنترل نگه می‌دارد و تداخل الکترومغناطیسی را در مدارهای مجاور کاهش می‌دهد. در مواردی که سرنخ های بلند موتور درگیر هستند، محدودیت های طول کابل سازنده درایو باید به عنوان بخشی از تمرین اندازه گیری در نظر گرفته شود.

کابل درایو فرکانس متغیر (ولتاژ نامی تا 6 کیلو ولت) بررسی اجمالی محصول کابل های ترانسفورماتور فرکانس (که معمولا به عنوان کابل های VFD شناخته می شوند) خطوط انتقال برق هستند که به طور خاص برای فرکانس متغیر صنعتی مهندسی شده اند. مشاهده محصول →

از محاسبه تا کابلی که می توانید به آن اعتماد کنید

حسابی کار سختی نیست. مشکل در اعدادی است که شما به آن وارد می کنید، یعنی دمای محیط، گروه بندی، سطح خطا و طول مسیر، و دانستن اینکه کدام استاندارد بر پروژه حاکم است.

Wuxi Guanghuan Cable Co., Ltd. از سال 1998 در گوانلین، ییکسینگ، در بیش از 100 نوع محصول و تقریباً 30000 مشخصات، از سیم کشی 450/750 ولت تا 26/35 کیلو ولت XLPE کابل های برق XLPE تایید شده توسط گواهی مدیریت کیفیت ISO09، کابل هایی تولید می کند. راینلند. هر سفارش با یک مکالمه در مورد اندازه شروع می شود، زیرا مقرون به صرفه ترین کابل کابلی است که بار اول درست است. بار، مسیر و محیط را برای ما ارسال کنید، و مهندسان ما یک توصیه با اندازه با فاکتورهای درجه بندی به طور کامل نشان می دهند. نگاهی گذرا به کارخانه ما نشان می دهد که چگونه آن کابل ها تولید، آزمایش و برای تحویل آماده می شوند.

اگر می خواهید یک سطح عمیق تر به نحوه تعامل عملکرد محصول با اندازه گیری کنید، مقاله ما در مورد عوامل کلیدی که هنگام انتخاب کابل های برق باید در نظر گرفته شود یک همراه مفید برای این راهنما است.