کابل کشی

نحوه محاسبه سایزینگ سیم وکابل – نمونه هایی در سیستم بریتانیا و SI

نحوه محاسبه سایزینگ سیم وکابل نمونه هایی در سیستم بریتانیا و SI

چگونه سایز مناسب سیم و کابل را برای تاسیسات برقی و سیم کشی های برق تعیین کنیم؟ ( نحوه محاسبه سایزینگ سیم وکابل )

فهرست مطالب

·                                         افت ولتاژ در کابل ها

o                                                  مثال:

·                                         جداول و نمودارها برای اندازه مناسب سیم و کابل

·                                         چگونه افت ولتاژ را در کابل پیدا کنیم؟

·                                         چگونه سایز سیم وکابل مناسب را با توجه به بار معین تعیین کنیم؟

o                                                  در زیر مثالهایی حل شده است که نحوه یافتن اندازه مناسب کابل برای بار داده شده را نشان می دهند.

·                                         مثال های حل شده از اندازه مناسب سیم و کابل

o                                                  مثال ۱ ……. (سیستم انگلیسی یا بریتیش

o                                                  مثال ۲ ……. (سیستم SI / متریک / دهدهی

o                                                  مثال ۳

o                                                  مثال ۴

افت ولتاژ در کابل ها

می دانیم که همه هادی ها و کابل ها (به جز ابر رساناها) مقداری مقاومت دارند .

این مقاومت به طور مستقیم با طول متناسب است و به طور معکوس متناسب با قطر رسانا است

قانون مقاومت R = ρ (L / a)

 

 

هرگاه جریان از طریق یک هادی جریان یابد ، افت ولتاژ در آن هادی به وجود می آید. به طور کلی ، افت ولتاژ ممکن است برای طول های کوچک از رساناها ناچیز باشد ، اما در صورت وجود قطر پایین تر و طول های طولانی ، مجبوریم افت ولتاژ قابل توجهی را برای تاسیسات الکتریکی و مدیریت بار آینده در نظر بگیریم .

طبق قانون IEEE B-23 ، در هر نقطه‌ای بین ترمینال منبع تغذیه و تاسیسات الکتریکی ، افت ولتاژ نباید بیش از ۲٫۵٪ ولتاژ تأمین شده (منبع) افزایش یابد .

مثال:

اگر ولتاژ منبع تغذیه ۲۲۰ ولت باشد ، مقدار افت ولتاژ مجاز به صورت زیر می باشد.

·                              افت ولتاژ مجاز = ۲۲۰ x (2.5 / 100) = ۵٫۵V

در مدارهای سیم کشی الکتریکی ، افت ولتاژ در تابلوهای توزیع تا زیر مدارهای مختلف و مدارهای فرعی نهایی وجود دارد ، اما برای مدارهای فرعی و مدارهای فرعی نهایی ، مقدار افت ولتاژ باید نیمی از افت ولتاژ مجاز باشد (یعنی ۲٫۷۵ ولت از ۵٫۵ ولت همانطور که در بالا محاسبه شده است)

 

 

به طور معمول ، افت ولتاژ در جداول به صورت آمپر بر متر (A / m) توضیح داده شده است ، به عنوان مثال افت ولتاژ در کابل یک متری که یک جریان آمپر را حمل می کند چیست؟

دو روش برای یافتن افت ولتاژ در کابل وجود  دارد که ما آن را مورد بحث قرار می دهیم.

در SI (سیستم بین المللی و سیستم متریک)  افت ولتاژ توسط آمپر بر متر (A / m) توصیف شده است .

در FPS (سیستم پوند پا) افت ولتاژ بر اساس طول توصیف می شود که ۱۰۰ فوت است.

·                              بروزرسانی : اکنون می توانید از ماشین حساب های الکتریکی زیر نیز برای یافتن افت ولتاژ و اندازه سیم در سیستم  سیم سنج آمریکا استفاده کنید.

۱٫                        ماشین حساب سیم برق و اندازه کابل (مس و آلومینیوم )

۲٫                        ماشین حساب اندازه سیم و کابل در AWG

۳٫                        افت ولتاژ در ماشین حساب سیم و کابل

جداول و نمودارها برای اندازه مناسب سیم و کابل
 

در زیر جداول مهمی که برای تعیین سایز مناسب کابل برای نصب سیم کشی برق باید دنبال کنید ، آورده شده است.

برای بزرگنمایی ، روی تصویر کلیک کنید


برای بزرگنمایی ، روی تصویر کلیک کنید

برای بزرگنمایی ، روی تصویر کلیک کنید

برای بزرگنمایی ، روی تصویر کلیک کنید

 

چگونه افت ولتاژ را در کابل پیدا کنیم؟

برای یافتن افت ولتاژ در کابل ، مراحل ساده ای را که در زیر آورده شده است دنبال کنید.

ابتدا

·                              اول از همه ، حداکثر افت ولتاژ مجاز را پیدا کنید

·                              اکنون بار را پیدا کنید

·                              اکنون ، با توجه به جریان بار ، یک کابل مناسب (که جریان نامی باید نزدیک به جریان بار محاسبه شده باشد) از جدول ۱ انتخاب کنید

·                              از جدول ۱ ، میزان افت ولتاژ را بر حسب متر یا ۱۰۰ پا (هر سیستمی شما ترجیح می دهید) با توجه به جریان نامی آن پیدا کنید

 

 

ما هر دو روش و سیستم را برای یافتن افت ولتاژ (در متر و ۱۰۰ پا) در مثال حل شده برای سیم کشی  تاسیسات برقی دنبال خواهیم کرد .

·                              اکنون افت ولتاژ را برای طول واقعی مدار سیم کشی با توجه به جریان نامی آن با کمک فرمول های زیر محاسبه کنید .

(طول واقعی مدار x افت ولتاژدر مدار برای ۱ متر / ۱۰۰) —-> برای پیدا کردن افتاژ درهرمتر
(طول واقعی مدار x افت ولتاژ برای ۱۰۰ فوت / ۱۰۰)—> برای پیدا کردن افت ولت در ۱۰۰ پا.

 

·                              اکنون این مقدار محاسبه شده افت ولتاژ را به ضریب بار ضرب کنید.

ضریب بار = جریان بار که باید توسط کابل حمل شود / جریان مجاز کابل که از جدول گرفته می شود.

 

·                              این مقدار افت ولتاژ در کابل ها هنگام  عبور جریان بار از طریق آن است.

 

·                              اگر مقدار محاسبه افت ولتاژ کمتر از مقدار محاسبه شده در مرحله (۱) باشد (حداکثر افت ولتاژ مجاز) ، ا اندازه کابل انتخاب شده مناسب است

 

 

·                              اگر مقدار محاسبه افت ولتاژ از مقدار محاسبه شده در مرحله (۱) (حداکثر افت ولتاژ مجاز) بیشتر باشد ، از افت ولتاژ برای کابل بعدی (در اندازه بیشتر) محاسبه می شود تا زمانی که مقدار محاسبه افت ولتاژ کمتر شود.

چگونه اندازه مناسب کابل و سیم را برای بار معین تعیین کنیم؟

در زیر مثالهایی حل شده است که نحوه یافتن اندازه کابل مناسب برای بار داده شده را نشان می دهند.

برای یک بار معین ، اندازه کابل ممکن است با کمک جداول مختلف پیدا شود اما در مورد افت ولتاژ باید آن را به خاطر بسپاریم و دنبال کنیم.

درتعیین اندازه کابل برای بار معین ، قوانین زیر را در نظر بگیرید.

برای بار معین به جز مقدار شناخته شده جریان ، باید ۲۰٪ میزان ظرفیت اضافی برای آینده  ونیاز اضطراری وجود داشته باشد.

از کنتور تا تابلوی توزیع ، افت ولتاژ باید ۱٫۲۵٪ باشد و برای زیر مدار نهایی ، افت ولتاژ نباید بیشتر از ۲٫۵٪ ولتاژ منبع باشد.

در صورت لزوم تغییر دما را در نظر بگیرید ، از فاکتور دما استفاده کنید (جدول ۳)

همچنین در هنگام پیدا کردن اندازه کابل ضریب بار را در نظر بگیرید

هنگام تعیین سایز کابل ، اگر سیستم سیم کشی را در سیستم سیم کشی باز در نظر بگیرید ، درجه حرارت کم خواهد بود اما در سیم کشی داخل لوله ، به دلیل عدم وجود هوا ، دما افزایش می یابد.

·                              توجه: در هنگام انتخاب سایز مناسب کابل برای نصب سیم کشی برقی ، فاکتور تنوع را در نصب سیم کشی به خاطر داشته باشید

نمونه های حل شده از اندازه مناسب سیم و کابل
 

در زیر نمونه هایی از تعیین اندازه مناسب کابل ها برای نصب سیم کشی برق وجود دارد که درک روش “چگونگی تعیین اندازه مناسب کابل برای بار معین” را آسان می کند.

مثال ۱ ……. (سیستم انگلیسی یا بریتیش 

برای نصب سیم کشی برق در یک ساختمان ، بار کل ۴٫۵ کیلو وات و طول کل کابل از کنتور تا تابلو توزیع مدار زیر ۳۵ فوت است. ولتاژهای مصرف ۲۲۰ ولت و دما ۴۰ درجه سانتیگراد (۱۰۴ درجه فارنهایت) است. در صورت نصب سیم کشی در لوله ها ، مناسب ترین اندازه کابل را از کنتور تا زیر مدار پیدا کنید.

راه حل:-

 

·         بار کل = ۴٫۵kW = 4.5 x1000W = ۴۵۰۰W

·         ۲۰% بار اضافی = ۴۵۰۰ x (20/100) = ۹۰۰W

·         بار کل = ۴۵۰۰W + 900W = ۵۴۰۰W

·         جریان کل = I = P/V = 5400W /220V =24.5A

اکنون اندازه کابل را برای جریان بار ۲۴٫۵A (از جدول ۱) انتخاب کنید که ۷/۰٫۰۳۶ (۲۸ آمپر) باشد به این معنی که می توانیم طبق جدول ۱ از کابل ۷/۰٫۰۳۶استفاده کنیم.

اکنون کابل انتخاب شده (۷/۰٫۰۳۶) را با ضریب دما در جدول ۳ بررسی کنید ، بنابراین ضریب دما ۰٫۹۴ (در جدول ۳) در ۴۰ درجه سانتیگراد (۱۰۴ درجه فارنهایت) و ظرفیت حمل جریان (۷/۰٫۰۳۶) ۲۸A است ، بنابراین ، ظرفیت حمل جریان این کابل در ۴۰ درجه سانتیگراد (۱۰۴ درجه فارنهایت) خواهد بود.

جریان نامی برای دمای ۴۰ درجه سانتیگراد (۱۰۴ درجه فارنهایت) = ۲۸ ۰٫ ۰٫۹۴ = ۲۶٫۳۲ آمپر.

از آنجا که مقدار محاسبه شده ۲۶٫۳۲ آمپر  در ۴۰ درجه سانتیگراد  ۱۰۴ درجه فارنهایت ) کمتر از قدرت انتقال کابل (۷/۰٫۰۳۶) که ۲۸A است ، بنابراین این اندازه کابل ( ۷ / ۰٫۰۳۶ ) با توجه به دما مناسب است .

اکنون برای این کابل (۷/۰٫۰۳۶) کابل از جدول ۴ که ۷ ولت است ، افت ولتاژ را برای ۱۰۰ پا پیدا کنید ، اما در مورد ما ، طول کابل ۳۵ فوت است. بنابراین ، افت ولتاژ برای کابل ۳۵ فوت خواهد بود.

= ((۷ x 35/100) x (24.5/28) = ۲٫۱V افت ولتاژ واقعی برای ۳۵ فوت

و افت ولتاژ مجاز = (۲٫۵ x 220)/100 = ۵٫۵V

در اینجا افت ولتاژ واقعی (۲٫۱ ولت) کمتر از حداکثر افت ولتاژ مجاز ۵٫۵ ولت است. بنابراین ، سایز مناسب و مناسب کابل برای بارگذاری داده شده برای نصب سیم کشی برق (۷/۰٫۰۳۶) است.

مثال ۲ ……. (سیستم SI / دهدهی / متریک

چه نوع و اندازه مناسب کابل برای وضعیت معین

بار = ۵٫۸kW

ولت = ۲۳۰ ولت AV

طول مدار = ۳۵ متر

دما = ۳۵ درجه سانتیگراد (۹۵ درجه فارنهایت)

راه حل:-

بار = kW = 5800W 5.8

ولتاژ ۲۳۰ ولت

جریان  I = P / V = ۵۸۰۰/۲۳۰ ۲۵٫۲A

۲۰٪ جریان اضافی بار = (۲۰/۱۰۰) x 5.2A = ۵A

جریان کل بار = ۲۵٫۲A + 5A = 30.2A

اکنون اندازه کابل را برای جریان بار ۳۰٫۲A (از جدول ۱) انتخاب کنید که۷/۱٫۰۴  برابر با ۳۱ آمپر می باشد به این معنی که می توانیم طبق جدول ۱ از کابل ۷/۰٫۰۳۶  استفاده کنیم .

اکنون کابل انتخاب شده (۷/۱٫۰۴) را با ضریب دما در جدول ۳ بررسی کنید ، بنابراین ضریب دما ۰٫۹۷ (در جدول ۳) در دمای ۳۵ درجه سانتیگراد (۹۵ درجه فارنهایت) و ظرفیت حمل جریان (۷/۱٫۰۴) ۳۱A است ، بنابراین ، ظرفیت حمل فعلی این کابل در ۴۰ درجه سانتیگراد (۱۰۴ درجه فارنهایت) خواهد بود.

جریان نامی برای ۳۵ درجه سانتیگراد (۹۵ درجه فارنهایت) = = ۳۱ x 0.97 = 30 Amp آمپر.

از آنجا که مقدار محاسبه شده (۳۰ آمپر) در ۳۵ درجه سانتیگراد (۹۵ درجه فارنهایت) کمتر از ظرفیت حمل جریان کابل (۷/۱٫۰۴) است که ۳۱A است ، بنابراین این اندازه کابل (۷/۱٫۰۴) نیز مناسب است با با توجه به دما

اکنون برای این کابل افت ولتاژ در (جدول ۵) که ۷ میلی ولت است ، ، اما در مورد ما ، طول کابل ۳۵ متر است. بنابراین افت ولتاژ برای کابل ۳۵ متری خواهد بود:

افت ولتاژ واقعی

برای ۳۵ متر =

= mV x I x L

(۷/۱۰۰۰) x 30 × ۳۵ = ۷٫۶V

و افت ولتاژ مجاز = (۲٫۵ x 230)/100 = ۵٫۷۵V

در اینجا افت ولتاژ واقعی (۷٫۳۵ ولت) بیشتر از افت ولتاژ مجاز حداکثر ۵٫۷۵ ولت است. بنابراین ، اندازه این کابل برای بار فعلی مناسب نیست. بنابراین اندازه بعدی کابل انتخاب شده را انتخاب خواهیم کرد (۷/۱٫۰۴) که ۷/۱٫۳۵ است و افت ولتاژ را دوباره پیدا می کنیم. مطابق جدول (۵) جریان نامی ۷/۱٫۳۵ برابر ۴۰ آمپر و افت ولتاژ در هر متر آمپر ۴٫۱ میلی ولت است (به جدول (۵) مراجعه کنید). بنابراین ، افت ولتاژ واقعی برای کابل ۳۵ متری به صورت زیر خواهد بود.

افت واقعی ولتاژ برای ۳۵ متر =

= mV x I x L

(۴٫۱ / ۱۰۰۰) x 40 × ۳۵ = ۷٫۳۵V = ۵٫۷۴V

این افت کمتر از حداکثر افت ولتاژ مجاز است. بنابراین این  مناسب ترین اندازه کابل یا سیم است .

مثال ۳

بارهای زیر در یک ساختمان متصل شده اند: –

زیر مدار ۱

·                              ۲ لامپ هر یک با توان ۱۰۰۰W و

·                              ۴ فن هر یک با توان ۸۰W

·                              ۲ تلویزیون هر یک با توان ۱۲۰W

زیر مدار ۲

·                              ۶ لامپ هر یک از ۸۰W و

·                              ۵ سوکت هر ۱۰۰W

·                              ۴ لامپ هر ۸۰۰W

اگر ولتاژ منبع تغذیه ۲۳۰ ولت AC باشد ، پس جریان مدار و اندازه کابل را برای هر زیر مدار محاسبه کنید ؟

راه حل:-

بار کل زیر مدار ۱

= (۲ x 1000) + (4 x 80) + (120 × ۲)

= ۲۰۰۰W + 320W + 240W = 2560W

جریان برای زیر مدار ۱ = I = P / V = ​​۲۵۶۰/۲۳۰ = ۱۱٫۱A

بار کل زیر مدار ۲

= (۶ x 80) + (5 x 100) + (4 x 800)

= ۴۸۰W + 500W + 3200W = ۴۱۸۰W

جریان برای زیر مدار ۲ = I = P / V = ​​۴۱۸۰/۲۳۰ = ۱۸٫۱A

بنابراین ، کابل برای زیر مدار ۱ ۳ / .۰۲۹ “( ۱۳ آمپر ) یا ۱ / ۱٫۳۸ میلی متر  ۱۳ آمپر ) پیشنهاد شده است

کابل پیشنهاد شده برای زیر مدار ۲ ۲ = ۷/.۰۲۹” (۲۱ Amp)   یا ۷/۰٫۸۵ mm (24 Amp)

کل جریان کشیده شده توسط هر دو زیر مدار = ۱۱٫۱A + 18.1A = ۲۹٫۲۷ A

 

بنابراین کابل برای مدار اصلی ۷/.۰۴۴” (۳۴ Amp) or ۷/۱٫۰۴ mm (31 Amp)

مثال ۴

موتور القایی قفس سنجابی سه فاز مقدار نامی۱۰H.P (7.46kW)  با استفاده از راه انداز  ستاره-مثلث از طریق ۴۰۰ ولت توسط سه کابل PVC تک هسته ای که در لوله از با طول ۲۵۰فوت یا ((۷۶٫۲m))  به تخته کلم می شوند . جریان بار کامل آن ۱۹A است. متوسط ​​دمای تابستان در سیم کشی نصب و راه اندازی برق ۳۵ درجه سانتیگراد (۹۵ درجه فارنهایت) است. اندازه کابل برای موتور را محاسبه کنید؟

راه حل:-

·                              بار موتور = ۱۰H.P = 10 x 746 = 7460W * (۱H.P = 746W)

·                              ولتاژ منبع تغذیه = ۴۰۰ ولت (۳ فاز)

·                              طول کابل = ۲۵۰fet (76.2m)

·                              جریان کامل موتور = ۱۹A

·                              ضریب دما برای ۳۵ درجه سانتیگراد (۹۵ درجه فارنهایت) = ۰٫۹۷ (از جدول ۳)

اکنون اندازه کابل را برای جریان موتور بارکامل ۱۹A (از جدول ۴) که ۷/۰٫۳۶″(۲۳ آمپر) است انتخاب کنید” (به یاد داشته باشید که این یک سیستم ۳ فاز یعنی کابل ۳ هسته ای است) و افت ولتاژ است. ۵٫۳ ولت برای ۱۰۰ پا. این بدان معنی است که ما می توانیم از کابل ۷/۰٫۳۶ مطابق جدول (۴) استفاده کنیم.

اکنون کابل انتخاب شده (۷ / ۰٫۰۳۶) را با ضریب دما در جدول (۳) بررسی کنید ، بنابراین ضریب دما ۰٫۹۷ (در جدول ۳) در دمای ۳۵ درجه سانتیگراد (۹۵ درجه فارنهایت) و ظرفیت حمل فعلی (۷ / ۰٫۰۳۶ “) است. ۲۳ آمپر است ، بنابراین ، ظرفیت حمل فعلی این کابل در ۴۰ درجه سانتیگراد (۱۰۴ درجه فارنهایت) خواهد بود:

هدایت جریان برای ۴۰ درجه سانتیگراد (۱۰۴ درجه فارنهایت) = ۲۳ x 0.97 = 22.31 Amp.

از آنجا که مقدار محاسبه شده (۲۲٫۳۱ آمپر) در ۳۵ درجه سانتیگراد (۹۵ درجه فارنهایت) کمتر از ظرفیت حمل جریان کابل (۷/۰٫۰۳۶) است که ۲۳A است ، بنابراین این اندازه کابل (۷/۰٫۰۳۶) نیز مناسب است با توجه به دما

ضریب بار = ۱۹/۲۳  = ۰٫۸۲۶

اکنون برای این کابل (۷/۰٫۰۳۶) کابل از جدول (۴) که ۵٫۳ ولت است ، افت ولتاژ را برای feet  ۱۰۰پیدا کنید ، اما در مورد ما ، طول کابل ۲۵۰ فوت است. بنابراین ، افت ولتاژ برای کابل ۲۵۰ فوت خواهد بود.

افت ولتاژ واقعی 

برای ۲۵۰ = (۵٫۳ x 250/100) x 0.826 = ۱۰٫۹۴V

و حداکثر افت ولتاژ مجاز = (۲٫۵ / ۱۰۰) x 400V = ۱۰V

در اینجا افت واقعی ولتاژ (۱۰٫۹۴V) بیشتر از افت ولتاژ مجاز حداکثر ۱۰ ولت است. بنابراین ، این کابل برای این مقدار مناسب نیست. بنابراین اندازه بعدی کابل انتخاب شده را انتخاب خواهیم کرد (۷/۰٫۰۳۶) که ۷/۰٫۰۴۴است و دوباره افت ولتاژ را پیدا می کنیم. مطابق جدول (۴) امتیاز فعلی ۷/۰٫۰۴۴برابر ۲۸ آمپر و افت ولتاژ در هر ۱۰۰ فوت ۴٫۱ ولت است (به جدول ۴ مراجعه کنید). بنابراین ، افت واقعی ولتاژ برای کابل ۲۵۰ فوت خواهد بود.

افت ولتاژ واقعی برای ۲۵۰ فوت =

افت ولتاژ در هر ۱۰۰ فوت x طول ضریب بار کابل x

(۴٫۱ / ۱۰۰) x 250 x 0.826 = ۸٫۴۶V

و حداکثر افت ولتاژ مجاز = (۲٫۵/۱۰۰) x 400V= ۱۰V

افت ولتاژ واقعی کمتر از حداکثر افت ولتاژ مجاز است. بنابراین با توجه به وضعیت مناسب ترین اندازه کابل برای این سیم کشی برق است.

لینک مرتبط با مقاله:

حفاظت کابل ها

 

 

محسن ترابی

مهندس برق قدرت، فوق لیسانس برق قدرت از دانشگاه سراسری یزد، موسس ماه صنعت، متخصص در ژنراتور، دیزل، طراحی و ساخت موتورهای الکتریکی، سنکرون و سیستم های حفاظت الکتریکی به خصوص حفاظت ژنراتور. دارای گواهی ثبت اختراع ساخت موتور PMSM‌ معکوس گرد. هدف از ایجاد این وبسایت و مقالات آن آموزش در راستای توسعه ی صنعت برق کشور عزیزمان ایران می باشد و سعی می کنم مقالات کاربردی در راستای این هدف در وبسایت انتشار بدهم

نوشته های مشابه

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

دکمه بازگشت به بالا
بستن
بستن