Veľkosť a amplituda vodiča: Ako čítať grafy amplitúd a vybrať si správny kábel

Technik údržby prepája 7,5 kW motor na baliacej linke. Motor odoberá 15,5 A pri plnom zaťažení a niekto navrhuje ťahať meď 14 AWG, aby sa ušetrili náklady. Funguje to v čistom, chladnom, jednom kábli, ale tento kábel musí prejsť 60 metrov cez oceľové potrubie zdieľané s tromi ďalšími napájanými vodičmi v závode, ktorý v lete pravidelne sedí nad 40 ° C. Za týchto podmienok, 14 AWG je prinajlepšom okrajová a v závislosti od hodnotenia izolácie nie je v súlade s predpismi .

Veľkosť vodiča a prúdová kapacita sa preto musia čítať spoločne, nie ako jediné číslo v tabuľke. Meradlo definuje fyzickú veľkosť vodiča; ampacity definuje, koľko prúdu môže bezpečne prenášať v konkrétnej inštalácii. Tu je to, od čoho závisí prúdová kapacita, ako čítať grafy prúdovej kapacity bez toho, aby ste sa oklamali, a čo špecifikovať pri kúpe kábla pre skutočný okruh.

Ampacita je teplotný limit, nie vlastnosť vodiča

Ampacita je maximálny prúd v ampéroch, ktorý môže vodič nepretržite prenášať za podmienok použitia bez prekročenia jeho teplotnej triedy. Dve časti tejto definície sa prehliadajú. „Nepretržite“ znamená hodinu po hodine, nielen niekoľko sekúnd po spustení motora. „Za podmienok používania“ znamená, že na odpovedi sa podieľajú okolitá teplota, zoskupenie, kryt a zakončenie.

Fyzika je jednoduchá: teplo generované vo vodiči je úmerné druhej mocnine prúdu (I ² R strata). Meď a hliník tolerujú toto teplo, ale izolácia okolo nich nie. Izolácia z PVC je typicky dimenzovaná na 60 °C alebo 75 °C, XLPE 90 °C a silikónová guma na 150 °C alebo 180 °C v špecializovaných kábloch. Keď izolácia dosiahne svoju menovitú teplotu, vodič dosiahne svoju ampacity.

Ako čítať tabuľku veľkostí vodičov a prúdov

Veľkosti vodičov v Severnej Amerike sa riadia systémom American Wire Gauge (AWG), kde menšie číslo znamená hrubší vodič. Každé tri kroky meradla približne zdvojnásobia alebo znížia plochu prierezu, takže 10 AWG má zhruba dvojnásobok plochy 13 AWG.

Väčšina grafov amplitúd pre prácu v Severnej Amerike je založená na NEC tabuľke 310.16, ktorá uvádza prípustné amplitúdy pri troch hodnotách izolačnej teploty: 60°C, 75°C a 90°C. Ten istý fyzický drôt sa objaví trikrát, pretože limit určuje izolácia, nie meď .

Hviezdičky označujú pravidlo malého vodiča v NEC 240.4(D): 14 AWG je obmedzené na 15 A nadprúdové zariadenie, 12 AWG do 20 A a 10 AWG do 30 A bez ohľadu na hodnotu izolácie. Vodič 12 AWG s izoláciou 90 °C môže prenášať 30 A podľa tabuľky, ale kód ho stále považuje za vodič 20 A pre väčšinu obvodov.

Päť premenných, ktoré menia kapacitu daného meradla

Pre každú jednotlivú veľkosť drôtu môžete nájsť veľkorysé hodnotenie a konzervatívne hodnotenie. Rozdiel spočíva v tom, ako dobre vodič odvádza teplo.

1. Teplotná izolácia izolácie

Termosetové izolácie, ako je XLPE a silikónová guma, prežijú vyššie trvalé teploty ako termoplastické PVC, čo umožňuje vyšší prúd pri rovnakom priereze. Dôležité sú však aj koncovky: ak sú oká dimenzované na 60 °C alebo 75 °C, musíte použiť stĺpik 60 °C alebo 75 °C, aj keď má izolácia kábla 90 °C. Vysokoteplotný kábel môže prenášať oveľa viac prúdu, ale iba vtedy, ak je každé spojenie pozdĺž obvodu certifikované pre túto teplotu.

2. Teplota okolia a zväzok vodičov

Tabuľky amplitúd predpokladajú teplotu okolia 30 °C. V strojovni pri 45°C už vodič začína bližšie k hranici izolácie, takže povolený prúd klesá. Korekčné faktory NEC vynásobia tabuľkovú hodnotu faktorom, ktorý sa zmenšuje pri stúpaní okolitého prostredia.

Zväzovanie má podobný účinok. Keď štyri až šesť vodičov s prúdom zdieľa jedno vedenie alebo podnos, navzájom sa ohrievajú a štandardný faktor nastavenia je 0,80. Pri siedmich až deviatich vodičoch klesá na 0,70 a pri desiatich až dvadsiatich na 0,50. Kábel, ktorý vyzerá správne ako dvojvodičový napájač, môže byť v preplnenom káblovom nosiči poddimenzovaný.

3. Medené verzus hliníkové vodiče

Pre rovnaké meradlo má hliník zhruba 61 percent vodivosti medi, takže na dosiahnutie rovnakej ampacity je potrebný väčší prierez. V praxi je hliník o dve veľkosti AWG väčší: hliník 6 AWG pri 75 °C má menovitý prúd 50 A, rovnako ako 8 AWG meď pri 75 °C. Hliník je ľahší a často lacnejší, ale vyžaduje antioxidačnú pastu na koncovkách, výstupky určené pre hliník a starostlivú pozornosť pri jeho vyššej tepelnej rozťažnosti. Detaily za sebou medené a hliníkové porovnania podľa noriem NEC vysvetlite, prečo je pravidlo o dvoch veľkostiach najrýchlejším spôsobom, ako rozpoznať nesúlad.

4. Pokles napätia počas dlhých jázd

Kapacita chráni kábel pred prehriatím; pokles napätia chráni záťaž pred nedostatočným výkonom. Zvyčajné odporúčané limity sú 3 percentá pre odbočovací okruh a 5 percent pre kombináciu odbočka plus napájač. Pre jednofázový obvod sa úbytok napätia rovná 2-násobku jednosmernej dĺžky krát prúd krát odpor vodiča na 1000 stôp, vydelený 1000. Trojfázové obvody používajú 1,732 namiesto 2. Keď je priebeh dlhý, vodič musí byť často predĺžený nad rámec požiadavky na priepustnosť. Vzťah medzi dodávaným napätím a zaťažovacím prúdom je pokrytý v našom článku prehľad káblov vstupného a výstupného napätia a opravy .

Spracovaný príklad: Dimenzovanie medeného drôtu pre záťaž 30 A

Vezmite 30 A nepretržitú záťaž napájanú 240 V jednofázovým obvodom s jednosmerným chodom 40 m (asi 131 stôp). Štyri vodiče s prúdom zdieľajú jedno vedenie, teplota okolia je 40 °C a izolácia kábla je dimenzovaná na 90 °C.

Začnite od stĺpca 90 °C v tabuľke ampacity. Vodič 10 AWG má základnú hodnotu 40 A. Aplikovaním korekcie okolia 0,91 pre 40 °C a úpravou 0,80 pre štyri vodiče dostaneme 40 × 0,91 × 0,80 = 29,1 A, čo je pod záťažou 30 A. Vodič 8 AWG so základným menovitým prúdom 55 A poskytuje 55 × 0,91 × 0,80 = 40,0 A, pohodlne nad záťažou.

Kontrola poklesu napätia pre vodič 8 AWG využíva odpor približne 0,78 ohmu na 1000 stôp pri 75 °C. Jednofázový úbytok napätia je 2 × 131 × 30 × 0,78 / 1000 = 6,1 V, čo je 2,5 percenta z 240 V a v rámci normálneho limitu 3 percent. Ak by bola vzdialenosť 100 m namiesto 40 m, pokles napätia by dosiahol asi 6,4 percenta a správna voľba by sa posunula na 6 AWG, aj keď výpočet ampacity už prešiel.

Výber priemyselných káblov: Kde sa ampacity komplikuje

Pri pevnom vedení budovy sú kľúčovými otázkami veľkosť vodiča, izolácia a spôsob inštalácie. V priemyselných aplikáciách a aplikáciách pohyblivých zariadení sa objavujú ďalšie tri problémy: harmonické, nepretržité ohýbanie a pracovný cyklus.

VFD káble: prúd nie je čistá sínusoida

Menič s premenlivou frekvenciou (VFD) poskytuje výstup modulovaný šírkou impulzu, ktorý obsahuje harmonické. Harmonické pridávajú k RMS zahrievaniu vodiča, aj keď základný prúd motora vyzerá primerane, a okraje rýchleho napätia namáhajú izoláciu. Pre výstupné obvody meniča je obvyklou odpoveďou tienený kábel so symetrickým usporiadaním uzemnenia a kapacita by mala zahŕňať rezervu pre dodatočné vykurovanie. Praktické požiadavky uvedené v našom sprievodca požiadavkami na káble VFD pre tienené flexibilné vodiče pohonu stojí za to skontrolovať pred dokončením veľkosti. Pre novú inštaláciu pohonu s izoláciou XLPE VFD flexibilný kábel s medeným opletením kombinuje hodnotenie 90 °C s nepretržitým tienením EMI v jednej zostave.

BPYJVRP XLPE izolovaný PVC plášť medený opletený tienený flexibilný kábel VFD S Ako dodávatelia a spoločnosť BPYJVRP XLPE izolované PVC s medeným opleteným tieneným VFD flexibilným káblom v Číne, Junshuai ponúka veľkoobchodné... Zobraziť produkt →

Ťažná reťaz a nepretržité ohybné káble

Životnosť ohybu je určená prameňom, geometriou vodiča a materiálom plášťa, nie ampacity. Obe sa však v praxi vzájomne ovplyvňujú. V káblovom nosiči sú vodiče zvyčajne zviazané a uzavreté, takže faktor 0,80 pre štyri až šesť vodičov, alebo horšie pre väčšie zväzky, musí byť aplikovaný na každé jadro. Jemné pramene, ktoré sa dobre ohýba, sú pri rovnakom priereze o niečo teplejšie, pretože vzduchové medzery medzi prameňmi znižujú efektívnu vodivú plochu, hoci rozdiel je dostatočne malý na to, aby zostali platné štandardné tabuľky ampacity. Plášť stále musí prežiť prostredie, či už PUR kvôli odolnosti voči olejom alebo TPU kvôli oderu, zatiaľ čo meď beží na zníženej hodnote.

Zváracie káble: pracovný cyklus mení výpočet

Zváracie vodiče ilustrujú, prečo sú dôležité „podmienky použitia“. Zvárací kábel je navrhnutý pre nízkonapäťovú a vysokoprúdovú prevádzku s obmedzeným pracovným cyklom, takže sa pri hodnotení používa skôr prerušované hodnoty než trvalá prúdová kapacita. Jeho extra jemné pramene a flexibilný gumený plášť uľahčujú jeho navíjanie a ťahanie po dielni. A gumový zvárací kábel s vysokou pevnosťou pravého prierezu prenáša prúd zvárača bez prehriatia, ale ten istý kábel by nebol platnou voľbou pre 24-hodinový nepretržitý napájací okruh dimenzovaný na súvislý stĺp.

YH dodávatelia vysokopevnostných gumových zváracích káblov, veľkoobchodná spoločnosť - Jiangsu Jun Ako dodávatelia a spoločnosť YH vysokopevnostných gumových zváracích káblov v Číne, Junshuai ponúka veľkoobchodný vysokopevnostný gumový zvárací kábel onli... Zobraziť produkt →

Čo špecifikovať pri kúpe kábla

Keď požadujete cenovú ponuku, samotné číslo meradla nestačí. Dodávateľ potrebuje poznať materiály izolácie a plášťa, teplotnú triedu, počet vodičov s prúdom, teplotu okolia, spôsob inštalácie a či obvod beží nepretržite alebo prerušovane. Až potom je možné overiť ampacity podľa správnej tabuľky.

Pre zariadenia vyvážané do Severnej Ameriky, UL certifikácia umožňuje overiť hodnotenie počas inšpekcie. A Severoamerický napájací kábel s certifikáciou UL s vytlačeným teplotným hodnotením umožňuje elektroinšpektorovi potvrdiť, že veľkosť vodiča zodpovedá ochrane obvodu. Pre dynamické aplikácie platí rovnaká logika bez ohľadu na to, či ide o kábel typu vlečnej reťaze, navíjacieho kábla alebo plochého kábla: v údajovom liste by sa mala uvádzať kapacita za prevádzkových podmienok, nielen prierez.

UL2586 UL Certified North American Power Wire Suppliers, Wholesale Company - Jia Ako UL2586 UL Certified North American Power Wire Suppliers and Company v Číne, Junshuai ponúka veľkoobchod UL Certified North American Pow... Zobraziť produkt →

Spoľahlivým spôsobom, ako dimenzovať akýkoľvek okruh, je pracovať smerom od záťaže. Prečítajte si prúd pri plnom zaťažení, vyberte veľkosť vodiča a hodnotu izolácie, použite korekcie okolia a zväzkov, skontrolujte pokles napätia na skutočnej vzdialenosti a overte, či nadprúdová ochrana zodpovedá pravidlám pre malé vodiče. Tento proces trvá menej ako desať minút a vyhýba sa drahej, potenciálne nebezpečnej chybe zaobchádzanie s číslom meradla ako s aktuálnym hodnotením .