نحوه محاسبه سایزینگ سیم وکابل

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 کابل‌ها
• 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؟
• مثال ها

افت ولتاژ در کابل‌ها

می‌دانیم که همه هادی‌ها و کابل‌ها (به جز ابر رساناها) مقداری مقاومت دارند .

این مقاومت به طور مستقیم با طول متناسب‌است و به طور معکوس متناسب با قطر رسانا‌است

قانون مقاومت R = ρ (L / a)

هرگاه جریان از طریق یک هادی جریان یابد ، افت ولتاژ در آن هادی به وجود می‌آید. به طور کلی ، افت ولتاژ ممکن‌است برای طول های کوچک از رساناها ناچیز باشد ، اما در صورت وجود قطر پایین‌تر 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 2.5٪ ولتاژ تأمین شده (منبع) افزایش یابد .

مثال:

اگر ولتاژ منبع تغذیه 220 ولت باشد ، مقدار افت ولتاژ مجاز به صورت زیر می‌باشد.

افت ولتاژ مجاز = 220 x (2.5 / 100) = 5.5V

در مدارهای سیم‌کشی 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 2.75 ولت از 5.5 ولت همانطور که در بالا محاسبه شده‌است)

به طور معمول ، افت ولتاژ در جداول به صورت آمپر بر متر (A / m) توضیح داده‌شده‌است ، 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 می‌شود که 100 فوت است.

بروزرسانی : اکنون می‌توانید از ماشین حساب‌های الکتریکی زیر نیز برای یافتن افت ولتاژ و اندازه سیم در سیستم  سیم سنج آمریکا استفاده‌کنید.

1. ماشین حساب سیم برق و اندازه کابل (مس و آلومینیوم )

2. ماشین حساب اندازه سیم و کابل در AWG

3.  افت ولتاژ در ماشین حساب سیم و کابل

جداول و نمودارها برای اندازه مناسب سیم و کاب

در زیر جداول مهمی که برای تعیین سایز مناسب کابل برای نصب سیم کشی برق باید دنبال‌کنید ، آورده‌شده‌است.

برای بزرگنمایی ، روی تصویر کلیک کنید

برای بزرگنمایی ، روی تصویر کلیک کنید

برای بزرگنمایی ، روی تصویر کلیک کنید

برای بزرگنمایی ، روی تصویر کلیک کنید

نحوه محاسبه سایزینگ سیم وکابل

 

چگونه افت ولتاژ را در کابل پیدا کنیم؟

برای یافتن افت ولتاژ در کابل ، مراحل ساده‌ای را که در زیر آورده‌شده‌است دنبال‌کنید.

ابتدا

اول از همه ، حداکثر افت ولتاژ مجاز را پیدا‌کنید

اکنون بار را پیدا‌کنید

اکنون ، با توجه به جریان بار ، یک کابل مناسب (که جریان نامی باید نزدیک به جریان بار محاسبه شده‌باشد) از جدول 1 انتخاب‌کنید

از جدول 1 ، میزان افت ولتاژ را بر حسب متر یا 100 پا (هر سیستمی شما ترجیح می‌دهید) با توجه به جریان نامی آن پیدا‌کنید

ما هر دو روش و سیستم را برای یافتن افت ولتاژ (در متر و 100 پا) در مثال حل‌شده برای سیم کشی  تاسیسات برقی دنبال خواهیم‌کرد .

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

(طول واقعی مدار x افت ولتاژدر مدار برای 1 متر / 100) —-> برای پیدا کردن افتاژ درهرمتر
(طول واقعی مدار x افت ولتاژ برای 100 فوت / 100)—> برای پیدا کردن افت ولت در 100 پا.

اکنون این مقدار محاسبه‌شده افت ولتاژ را به ضریب بار ضرب‌کنید.

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

این مقدار افت ولتاژ در کابل ها هنگام  عبور جریان بار از طریق آن‌است.

اگر مقدار محاسبه افت ولتاژ کمتر از مقدار محاسبه‌شده در مرحله (1) باشد (حداکثر افت ولتاژ مجاز) ، ا اندازه کابل انتخاب‌شده مناسب‌است

اگر مقدار محاسبه افت ولتاژ از مقدار محاسبه‌شده در مرحله (1) (حداکثر افت ولتاژ مجاز) بیشتر باشد ، از افت ولتاژ برای کابل بعدی (در اندازه بیشتر) محاسبه می‌شود 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 شده‌است که نحوه یافتن اندازه کابل مناسب برای بار داده‌شده را نشان می‌دهند.

برای یک بار معین ، اندازه کابل ممکن‌است 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 شناخته‌شده جریان ، باید 20٪ میزان ظرفیت اضافی برای آینده  ونیاز اضطراری وجود داشته‌باشد.

از کنتور تا تابلوی توزیع ، افت ولتاژ باید 1.25٪ باشد و برای زیر مدار نهایی ، افت ولتاژ نباید بیشتر از 2.5٪ ولتاژ منبع باشد.

در صورت لزوم تغییر دما را در نظر بگیرید ، از فاکتور دما استفاده‌کنید (جدول 3)

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 می‌یابد.

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

نمونه‌های حل شده از اندازه مناسب سیم و کابل
 

در زیر نمونه‌هایی از تعیین اندازه مناسب کابل‌ها برای نصب سیم کشی برق وجود دارد که درک روش “چگونگی تعیین اندازه مناسب کابل برای بار معین” را آسان می‌کند.

مثال 1- سیستم انگلیسی یا بریتیش 

برای نصب سیم کشی برق در یک ساختمان ، بار کل 4.5 کیلو وات و طول کل کابل از کنتور تا تابلو توزیع مدار زیر 35 فوت‌است. ولتاژهای مصرف 220 ولت و دما 40 درجه سانتیگراد (104 درجه فارنهایت)‌است. در صورت نصب سیم کشی در لوله‌ها ، مناسب ترین اندازه کابل را از کنتور تا زیر مدار پیدا‌کنید.

راه حل:-

نحوه محاسبه سایزینگ سیم وکابل

بار کل = 4.5kW = 4.5 x1000W = 4500W

20% بار اضافی = 4500 x (20/100) = 900W

بار کل = 4500W + 900W = 5400W

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

اکنون اندازه کابل را برای جریان بار 24.5A (از جدول 1) انتخاب‌کنید که 7/0.036 (28 آمپر) باشد به این معنی که می‌توانیم طبق جدول 1 از کابل 7/0.036استفاده‌کنیم.

اکنون کابل انتخاب شده (7/0.036) را با ضریب دما در جدول 3 بررسی کنید ، بنابراین ضریب دما 0.94 (در جدول 3) در 40 درجه سانتیگراد (104 درجه فارنهایت) و ظرفیت حمل جریان (7/0.036) 28A‌است ، بنابراین ، ظرفیت حمل جریان این کابل در 40 درجه سانتیگراد (104 درجه فارنهایت) خواهد بود.

جریان نامی برای دمای 40 درجه سانتیگراد (104 درجه فارنهایت) = 28 0. 0.94 = 26.32 آمپر.

از آنجا که مقدار محاسبه‎‌شده 26.32 آمپر  در 40 درجه سانتیگراد  104 درجه فارنهایت ) کمتر از قدرت انتقال کابل (7/0.036) که 28A است ، بنابراین این اندازه کابل ( 7 / 0.036 ) با توجه به دما مناسب‌‎است .

اکنون برای این کابل (7/0.036) کابل از جدول 4 که 7 ولت‌‎است ، افت ولتاژ را برای 100 پا پیدا‎کنید ، اما در مورد ما ، طول کابل 35 فوت‎است. بنابراین ، افت ولتاژ برای کابل 35 فوت خواهد بود.

= ((7 x 35/100) x (24.5/28) = 2.1V افت ولتاژ واقعی برای 35 فوت

و افت ولتاژ مجاز = (2.5 x 220)/100 = 5.5V

در اینجا افت ولتاژ واقعی (2.1 ولت) کمتر از حداکثر افت ولتاژ مجاز 5.5 ولت‌است. بنابراین ، سایز مناسب و مناسب کابل برای بارگذاری داده‎‎‌شده برای نصب سیم کشی برق (7/0.036)‎است.

 

مثال 2 – سیستم SI / دهدهی / متریک

چه نوع و اندازه مناسب کابل برای وضعیت معین

بار = 5.8kW

ولت = 230 ولت AV

طول مدار = 35 متر

دما = 35 درجه سانتیگراد (95 درجه فارنهایت)

 

راه حل:-

بار = kW = 5800W 5.8

ولتاژ = 230 ولت

جریان  I = P / V = 5800/230 = 25.2A

20٪ جریان اضافی بار = (20/100) x 5.2A = 5A

جریان کل بار = 25.2A + 5A = 30.2A

اکنون اندازه کابل را برای جریان بار 30.2A (از جدول 1) انتخاب‌کنید که7/1.04  برابر با 31 آمپر می‌باشد به این معنی که میتوانیم طبق جدول 1 از کابل 7/0.036  استفاده‌کنیم .

اکنون کابل انتخاب‌شده (7/1.04) را با ضریب دما در جدول 3 بررسی کنید ، بنابراین ضریب دما 0.97 (در جدول 3) در دمای 35 درجه سانتیگراد (95 درجه فارنهایت) و ظرفیت حمل جریان (7/1.04) 31A‌است ، بنابراین ، ظرفیت حمل فعلی این کابل در 40 درجه سانتیگراد (104 درجه فارنهایت) خواهد‌بود.

جریان نامی برای 35 درجه سانتیگراد (95 درجه فارنهایت) = = 31 x 0.97 = 30 Amp آمپر.

از آنجا که مقدار محاسبه‌شده (30 آمپر) در 35 درجه سانتیگراد (95 درجه فارنهایت) کمتر از ظرفیت حمل جریان کابل (7/1.04)‌است که 31A‌است ، بنابراین این اندازه کابل (7/1.04) نیز مناسب‌است با با توجه به دما

اکنون برای این کابل افت ولتاژ در (جدول 5) که 7 میلی ولت‌است ، ، اما در مورد ما ، طول کابل 35 متر‌است. بنابراین افت ولتاژ برای کابل 35 متری خواهد بود:

نحوه محاسبه سایزینگ سیم وکابل

افت ولتاژ واقعی

برای 35 متر =

= mV x I x L

(7/1000) x 30 × 35 = 7.6V

و افت ولتاژ مجاز = (2.5 x 230)/100 = 5.75V

در اینجا افت ولتاژ واقعی (7.35 ولت) بیشتر از افت ولتاژ مجاز حداکثر 5.75 ولت‌است. بنابراین ، اندازه این کابل برای بار فعلی مناسب نیست. بنابراین اندازه بعدی کابل انتخاب‌شده را انتخاب خواهیم کرد (7/1.04) که 7/1.35 است و افت ولتاژ را دوباره پیدا می‌کنیم. مطابق جدول (5) جریان نامی 7/1.35 برابر 40 آمپر و افت ولتاژ در هر متر آمپر 4.1 میلی ولت‌است (به جدول (5) مراجعه کنید). بنابراین ، افت ولتاژ واقعی برای کابل 35 متری به صورت زیر خواهد بود.

افت واقعی ولتاژ برای 35 متر =

= mV x I x L

(4.1 / 1000) x 40 × 35 = 7.35V = 5.74V

این افت کمتر از حداکثر افت ولتاژ مجاز‌است. بنابراین این  مناسب ترین اندازه کابل یا سیم‌است .

 

مثال 3

بارهای زیر در یک ساختمان متصل شده‌اند:

زیر مدار 1

2 لامپ هر یک با توان 1000W و4 فن هر یک با توان 80W

2 تلویزیون هر یک با توان 120W

زیر مدار 2

6 لامپ هر یک از 80W و

5 سوکت هر 100W

4 لامپ هر 800W

اگر ولتاژ منبع تغذیه 230 ولت AC باشد ، پس جریان مدار و اندازه کابل را برای هر زیر مدار محاسبه کنید ؟

راه حل:-

بار کل زیر مدار 1

= (2 x 1000) + (4 x 80) + (120 × 2)

= 2000W + 320W + 240W = 2560W

جریان برای زیر مدار 1 = I = P / V = ​​2560/230 = 11.1A

بار کل زیر مدار 2

= (6 x 80) + (5 x 100) + (4 x 800)

= 480W + 500W + 3200W = 4180W

جریان برای زیر مدار 2 = I = P / V = ​​4180/230 = 18.1A

بنابراین ، کابل برای زیر مدار 1 = 3 / .029 “( 13 آمپر ) یا 1 / 1.38 میلی متر  13 آمپر ) پیشنهاد شده‌است

کابل پیشنهاد‌شده برای زیر مدار 2 2 = 7/.029” (21 Amp)   یا 7/0.85 mm (24 Amp)

کل جریان کشیده‌شده توسط هر دو زیر مدار = 11.1A + 18.1A = 29.27 A

بنابراین کابل برای مدار اصلی7/.044” (34 Amp) or 7/1.04 mm (31 Amp)

مثال 4

موتور القایی قفس سنجابی سه فاز مقدار نامی10H.P (7.46kW)  با استفاده‌از راه انداز‌ ستاره-مثلث از طریق 400 ولت توسط سه کابل PVC تک هسته ای که در لوله از با طول 250فوت یا ((76.2m))  به تخته کلم می‌شوند . جریان بار کامل آن 19A‌است. متوسط ​​دمای تابستان در سیم کشی نصب و راه اندازی برق 35 درجه سانتیگراد (95 درجه فارنهایت)‌است. اندازه کابل برای موتور را محاسبه کنید؟

راه حل:-

1- بار موتور = 10H.P = 10 x 746 = 7460W * (1H.P = 746W)

2-  ولتاژ منبع تغذیه = 400 ولت (3 فاز)

3- طول کابل = 250fet (76.2m)

4- جریان کامل موتور = 19A

5- ضریب دما برای 35 درجه سانتیگراد (95 درجه فارنهایت) = 0.97 (از جدول 3)

اکنون اندازه کابل را برای جریان موتور بارکامل 19A (از جدول 4) که 7/0.36″(23 آمپر)‌است انتخاب‌کنید” (به یاد داشته‌باشید که این یک سیستم 3 فاز یعنی کابل 3 هسته‌ای‌است) و افت ولتاژ است. 5.3 ولت برای 100 پا. این بدان معنی‌است که ما می توانیم از کابل 7/0.36 مطابق جدول (4) استفاده کنیم.

اکنون کابل انتخاب شده (7 / 0.036) را با ضریب دما در جدول (3) بررسی کنید ، بنابراین ضریب دما 0.97 (در جدول 3) در دمای 35 درجه سانتیگراد (95 درجه فارنهایت) و ظرفیت حمل فعلی (7 / 0.036 “) است. 23 آمپر است ، بنابراین ، ظرفیت حمل فعلی این کابل در 40 درجه سانتیگراد (104 درجه فارنهایت) خواهد بود:

هدایت جریان برای 40 درجه سانتیگراد (104 درجه فارنهایت) = 23 x 0.97 = 22.31 Amp.

از آنجا که مقدار محاسبه شده (22.31 آمپر) در 35 درجه سانتیگراد (95 درجه فارنهایت) کمتر از ظرفیت حمل جریان کابل (7/0.036)‌است که 23A‌است ، بنابراین این اندازه کابل (7/0.036) نیز مناسب‌است با توجه به دما

ضریب بار = 19/23  = 0.826

اکنون برای این کابل (7/0.036) کابل از جدول (4) که 5.3 ولت‌است ، افت ولتاژ را برای feet  100پیدا‌کنید ، اما در مورد ما ، طول کابل 250 فوت‌است. بنابراین ، افت ولتاژ برای کابل 250 فوت خواهد بود.

افت ولتاژ واقعی

برای 250 = (5.3 x 250/100) x 0.826 = 10.94V

و حداکثر افت ولتاژ مجاز = (2.5 / 100) x 400V = 10V

در اینجا افت واقعی ولتاژ (10.94V) بیشتر از افت ولتاژ مجاز حداکثر 10 ولت‌است. بنابراین ، این کابل برای این مقدار مناسب نیست. بنابراین اندازه بعدی کابل انتخاب‌شده را انتخاب‌خواهیم کرد (7/0.036) که 7/0.044است و دوباره افت ولتاژ را پیدا می‌کنیم. مطابق جدول (4) امتیاز فعلی 7/0.044برابر 28 آمپر و افت ولتاژ در هر 100 فوت 4.1 ولت‌است (به جدول 4 مراجعه کنید). بنابراین ، افت واقعی ولتاژ برای کابل 250 فوت خواهد‌بود.

افت ولتاژ واقعی برای 250 فوت =

= افت ولتاژ در هر 100 فوت x طول ضریب بار کابل x

(4.1 / 100) x 250 x 0.826 = 8.46V

و حداکثر افت ولتاژ مجاز = (2.5/100) x 400V= 10V

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

نحوه محاسبه سایزینگ سیم وکابل

لینک مرتبط با مقاله:

حفاظت کابل‌ها