วิธีคำนวณขนาดสายเคเบิล: คำแนะนำทีละขั้นตอนสำหรับโครงการที่ปลอดภัยและใช้งานได้จริง

การกำหนดขนาดตัวนำให้ถูกต้องเป็นหนึ่งในการตัดสินใจที่จะตัดสินอย่างเงียบๆ ว่าการติดตั้งจะทำงานได้อย่างสบายเป็นเวลาสามสิบปีหรือมีความร้อนสูงเกินไปในฤดูร้อนครั้งแรกหรือไม่ สายเคเบิลที่มีขนาดเล็กเกินไปจะทำให้สิ้นเปลืองพลังงาน ลดอายุการใช้งานของฉนวน และสร้างความเสี่ยงจากไฟไหม้อย่างแท้จริง สายเคเบิลสองขนาดใหญ่เกินไปผูกเงินเข้ากับทองแดงโดยที่วงจรไม่ต้องการ การเรียนรู้วิธีคำนวณขนาดสายเคเบิลนั้นจริงๆ แล้วเกี่ยวกับการสร้างสมดุลของการตรวจสอบสี่รายการที่แตกต่างกันซึ่งกันและกัน

คู่มือนี้เป็นไปตามลำดับเดียวกันกับที่วิศวกรของเราใช้เมื่อลูกค้าส่งตารางการโหลด: ค้นหากระแสไฟที่ออกแบบ แก้ไขให้ถูกต้องตามวิธีการติดตั้งสายเคเบิลจริง ยืนยันแรงดันไฟฟ้าตกตลอดความยาวการทำงานทั้งหมด และตรวจสอบว่าตัวนำรอดจากการลัดวงจรหรือไม่

ขนาดสายเคเบิลที่ถูกต้องหมายถึงอะไรจริงๆ

ตัวนำจะมีขนาดถูกต้องเฉพาะเมื่อตรงตามเงื่อนไขทั้งสี่ด้านล่างในเวลาเดียวกัน หากหนึ่งในนั้นล้มเหลว ให้เลื่อนขึ้นไปที่หน้าตัดมาตรฐานถัดไปแล้วทำการคำนวณซ้ำ การข้ามการตรวจสอบเป็นสาเหตุที่พบบ่อยที่สุดที่ทำให้สายเคเบิลมีขนาดพอดีกับกระดาษแล้วล้มเหลวที่ไซต์งาน

ขั้นตอนที่ 1: สร้างกระแสการออกแบบ

ทุกอย่างเริ่มต้นด้วยกระแสต่อเนื่องที่สายเคเบิลต้องแบก ซึ่งมักจะเขียนเป็น Ib สำหรับโหลดสามเฟสความสัมพันธ์คือ:

Ib = P / (1.732 × U × PF)

สำหรับวงจรเฟสเดียวหรือกระแสตรง เพียงปล่อย 1.732:

Ib = P / (U × PF)

ใช้มอเตอร์สามเฟสขนาด 55 kW บนแหล่งจ่ายไฟ 400 V โดยมีตัวประกอบกำลัง 0.86 จากนั้น Ib = 55,000 / (1.732 × 400 × 0.86) ซึ่งมีค่าประมาณ 92 A ใช้ตัวประกอบกำลังที่แท้จริงแทนที่จะถือว่ามีเอกภาพ เนื่องจากความแตกต่างระหว่าง 0.86 และ 1.0 อยู่ที่ประมาณ 16 เปอร์เซ็นต์ของกระแสไฟฟ้า และมักจะเป็นค่าเผื่อที่แน่ชัดในการตัดสินใจตรวจสอบแรงดันไฟฟ้าตก หากโหลดเป็นมอเตอร์ ให้พิจารณากระแสสตาร์ทด้วย เนื่องจากอุปกรณ์ป้องกันจะต้องผ่านสตาร์ทโดยไม่สะดุด

กระแสการออกแบบไม่ใช่ระดับของเบรกเกอร์

เมื่อทราบ Ib แล้ว ให้เลือกอุปกรณ์ป้องกันที่มีพิกัดอย่างน้อย Ib จากนั้นยืนยันว่าความจุของสายเคเบิลที่ลดพิกัดนั้นมีอย่างน้อยคือพิกัดของอุปกรณ์ การทำงานตามลำดับดังกล่าวช่วยให้ตัวนำทั้งมีการป้องกันและระบายความร้อนได้สะดวก

ขั้นตอนที่ 2: ใช้ปัจจัยการลดเรตติ้งสำหรับสภาวะจริง

พิกัดปัจจุบันของแค็ตตาล็อกจะใช้ชุดเงื่อนไขอ้างอิง โดยปกติจะเป็นหนึ่งวงจรในอากาศอิสระที่อุณหภูมิ 30 °C หรือหนึ่งวงจรฝังอยู่ในดินที่อุณหภูมิ 20 °C การติดตั้งจริงไม่ค่อยตรงกับสมมติฐานเหล่านั้น ดังนั้นค่าเบี่ยงเบนทุกอย่างจะได้รับการจัดการด้วยปัจจัยแก้ไขและปัจจัยจะทวีคูณ:

อิซ = มัน × k1 × k2 × k3 ...

โดยที่เป็นการให้คะแนนแบบตาราง และ Iz คือความจุที่มีอยู่จริง กลุ่มของวงจรโหลดสามวงจรในท่อเดียวในวันที่ 40 °C อาจสูญเสียพิกัดหนึ่งในสามก่อนที่จะพิจารณาแรงดันไฟฟ้าตกด้วยซ้ำ

ตามตัวอย่าง ตัวประกอบของ 0.87 สำหรับอุณหภูมิโดยรอบ 40 °C คูณด้วย 0.75 สำหรับการจัดกลุ่มจะได้ 0.65 ดังนั้นสายเคเบิลที่ทำตารางที่ 130 A จึงใช้ได้เฉพาะประมาณ 85 A ในการจัดเรียงนั้น อย่าเพิ่มปัจจัยการแก้ไขเข้าด้วยกัน คูณมันเสมอ

ขั้นตอนที่ 3: ตรวจสอบแรงดันไฟฟ้าตกระหว่างการวิ่ง

แรงดันไฟฟ้าตกคือการตรวจสอบที่ส่วนใหญ่มักจะบังคับตัวนำขนาดใหญ่บนตัวป้อนขนาดยาว และไม่สามารถตัดสินได้จากตารางปัจจุบันเพียงอย่างเดียว สำหรับส่วนต้านทานของวงจร:

Vd = k × ผม × ยาว × R / 1,000

โดยที่ k คือ 2 สำหรับวงจรเฟสเดียวและ DC และ 1.732 สำหรับวงจรสามเฟส I คือกระแสโหลดในหน่วยแอมแปร์ L คือความยาวเส้นทางเดินรถทางเดียวในหน่วยเมตร และ R คือความต้านทานของตัวนำในหน่วยโอห์มต่อกิโลเมตร เปอร์เซ็นต์ที่ลดลงคือ Vd หารด้วยแรงดันไฟฟ้าที่กำหนด คูณด้วย 100 การติดตั้งแรงดันไฟฟ้าต่ำส่วนใหญ่ใช้งานได้ถึง 3 เปอร์เซ็นต์ที่วงจรสุดท้ายและ 5 เปอร์เซ็นต์โดยรวม

ในตัวอย่างของเรา ระยะทาง 80 ม. ที่ 92 A บนตัวนำทองแดงขนาด 50 มม.² ที่มีความต้านทานประมาณ 0.387 โอห์มต่อกิโลเมตร ให้ Vd = 1.732 × 92 × 80 × 0.387 / 1000 ซึ่งมีค่าประมาณ 4.9 V หรือ 1.2 เปอร์เซ็นต์ของ 400 V ซึ่งผ่านไปได้สบายๆ ในการวิ่ง 300 ม. การคำนวณแบบเดียวกันจะล้มเหลวและดันส่วนตัดขวางขึ้นหลายขั้น ซึ่งเป็นเหตุผลว่าทำไมความยาวเส้นทางจึงอยู่ในการคำนวณตั้งแต่ต้น

ขั้นตอนที่ 4: ตรวจสอบความทนทานต่อไฟฟ้าลัดวงจร

สายเคเบิลยังต้องทนต่อกระแสไฟลัดได้นานเท่าที่อุปกรณ์ป้องกันจึงจะเคลียร์ได้ สมการอะเดียแบติกจัดการสิ่งนี้ในบรรทัดเดียว:

S = รากที่สองของ (I² × t) / k

โดยที่ S คือส่วนตัดขวางขั้นต่ำในหน่วย mm², I คือกระแสฟอลต์ในอนาคตเป็นแอมแปร์, t คือเวลาในการตัดการเชื่อมต่อเป็นวินาที และ k คือค่าคงที่สำหรับการรวมกันของตัวนำและฉนวน ค่าทั่วไปอยู่ที่ประมาณ 143 สำหรับทองแดงที่มีฉนวน XLPE, 115 สำหรับทองแดงที่มี PVC และ 94 สำหรับอลูมิเนียมที่มี XLPE

ข้อผิดพลาด 6 kA ที่จะเคลียร์ใน 0.1 วินาทีในสายทองแดง XLPE ต้องใช้รากที่สองของ (6000² × 0.1) หารด้วย 143 ซึ่งมีขนาดประมาณ 13 มม.² ตัวนำไฟฟ้าขนาด 50 มม.² ของเราสวมใส่สบาย โปรดสังเกตว่าไม่สำคัญเพียงใด: ข้อผิดพลาดเดียวกันที่ได้รับการแก้ไขในหนึ่งวินาทีนั้นต้องใช้พื้นที่ประมาณ 42 มม.² ซึ่งเป็นเหตุผลว่าทำไมการตั้งค่าการป้องกันและขนาดสายเคเบิลจึงรวมอยู่ในการสนทนาเดียวกัน

รวบรวมมันทั้งหมดเข้าด้วยกัน

ต่อไปนี้เป็นลำดับที่สมบูรณ์สำหรับมอเตอร์ขนาด 55 kW ในระยะ 80 ม. โดยมีตัวเลขปัดเศษเพื่อความชัดเจน

1. กระแสการออกแบบ: 92 A ที่ 400 V โดยมีตัวประกอบกำลัง 0.86 อุปกรณ์ป้องกันพิกัด 100 A
2. เงื่อนไขการติดตั้ง: สายทองแดง XLPE บนถาดที่มีวงจรโหลดอีกสองวงจร อุณหภูมิโดยรอบ 40 °C ปัจจัยการลดพิกัดรวม 0.65
3. การทดลองครั้งแรกที่ 35 มม.²: ความจุแบบตารางประมาณ 130 A ลดลงเหลือประมาณ 85 A ล้มเหลว เนื่องจาก 85 A ต่ำกว่าระดับอุปกรณ์ 100 A
4. การทดลองครั้งที่สองที่ 50 มม.²: ลดความจุลงประมาณ 100 A เป็นไปตามระดับอุปกรณ์
5. แรงดันไฟฟ้าตกที่ 50 มม.² เหนือ 80 ม.: 4.9 V หรือ 1.2 เปอร์เซ็นต์ ผ่าน
6. ข้อกำหนดเกี่ยวกับการลัดวงจร: ขั้นต่ำ 13 มม.² สำหรับข้อผิดพลาด 6 kA ที่จะเคลียร์ใน 0.1 วินาที ผ่าน
7. ผลลัพธ์: สายทองแดงหุ้มฉนวน XLPE 0.6/1 kV, สี่แกนที่ 50 มม.² พร้อมชุดการป้องกันเพื่อแก้ไขข้อผิดพลาดภายใน 0.1 วินาที

จากการคำนวณไปจนถึงสายเคเบิลที่คุณสั่งจริง

หน้าตัดเป็นเพียงส่วนหนึ่งของข้อกำหนดเท่านั้น ประเภทของฉนวนจะเปลี่ยนปริมาณกระแสไฟฟ้าที่ตัวนำสามารถรับได้ เนื่องจากสายเคเบิลหุ้มฉนวน XLPE ทำงานที่อุณหภูมิตัวนำที่สูงกว่าพีวีซีที่เทียบเท่ากัน ดังนั้นจึงจำเป็นต้องมีหน้าตัดที่เล็กกว่าสำหรับโหลดที่เท่ากัน เราเปรียบเทียบโครงสร้างทั้งสองโดยละเอียดในบทความนี้ ประสิทธิภาพของสายไฟหุ้มฉนวน XLPE และ PVC . วัสดุตัวนำก็มีความสำคัญเช่นกัน: ตัวนำอะลูมิเนียมและอะลูมิเนียมอัลลอยด์มีน้ำหนักเบาและประหยัดกว่า แต่ต้องมีหน้าตัดที่ใหญ่กว่าสำหรับกระแสไฟเท่ากัน

สายไฟหุ้มฉนวน XLPE แรงดันไฟฟ้า 0.6/1kV สายไฟฉนวนโพลีเอทิลีนเชื่อมโยงข้ามแรงดันไฟฟ้า 0.6/1kV ใช้วิธีการทางเคมีหรือกายภาพในการแปลงโมเลกุลโพลีเอทิลีนจากโครงสร้างเชิงเส้น... ดูผลิตภัณฑ์ →

สำหรับงานจำหน่ายแรงดันไฟฟ้าต่ำส่วนใหญ่ สายไฟหุ้มฉนวน XLPE ขนาด 0.6/1 kV ที่เป็นทองแดงหรืออะลูมิเนียมจะครอบคลุมช่วงดังกล่าว และการคำนวณข้างต้นจะใช้ได้โดยตรง ที่แรงดันไฟฟ้าปานกลาง วิธีการจะไม่เปลี่ยนแปลง แต่ตารางการลดพิกัด ระดับความผิดปกติ และข้อกำหนดความหนาของฉนวนจะแตกต่างกัน ดังนั้นตัวป้อนตั้งแต่ 3.6/6 kV ถึง 26/35 kV มักจะมีขนาดเทียบกับข้อมูลเครือข่ายของยูทิลิตี้เอง

แรงดันไฟฟ้า 3.6/6kV–26/35kV สายไฟหุ้มฉนวน XLPE สายไฟหุ้มฉนวนโพลีเอทิลีนเชื่อมโยงข้ามแรงดันไฟฟ้า 3.6/6kV–26/35kV ใช้กระบวนการเชื่อมโยงข้ามขั้นสูง ด้วยวิธีการทางเคมีหรือกายภาพ โพลีเอ... ดูผลิตภัณฑ์ →

การกำหนดขนาดสำหรับพลังงานแสงอาทิตย์ VFD และโหลดพิเศษอื่นๆ

วงจรบางตัวจำเป็นต้องมีขั้นตอนเดียวกันเวอร์ชันดัดแปลง สาย Solar DC ส่งกระแสไฟต่อเนื่องที่อุณหภูมิแวดล้อมสูงบนหลังคา ดังนั้นปัจจัยการลดพิกัดจึงถูกนำไปใช้กับสายเคเบิลที่อุ่นอยู่แล้ว และแรงดันไฟฟ้าตกมักจะอยู่ที่ 1 หรือ 2 เปอร์เซ็นต์ เนื่องจากประสิทธิภาพของอินเวอร์เตอร์ลดลงที่ปลายทั้งสองด้านของหน้าต่างอินพุต วงจรไดรฟ์ความถี่แบบแปรผันจะเพิ่มปริมาณฮาร์มอนิกและแรงดันไฟฟ้าแบบพัลส์ ดังนั้นสายเคเบิลแบบกรองและการตรวจสอบแรงดันไฟฟ้าที่กำหนดลงดินจึงกลายเป็นส่วนหนึ่งของแบบฝึกหัดการกำหนดขนาด

สายไฟไฟฟ้าโซลาร์เซลล์ (PV Cable) ภาพรวมผลิตภัณฑ์ สายเคเบิลไฟฟ้าโซลาร์เซลล์เป็นส่วนประกอบสำคัญที่ใช้สำหรับการส่งผ่านไฟฟ้ากระแสตรงภายในระบบผลิตไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์ ออกแบบมาโดยเฉพาะสำหรับแท่นขุดเจาะ... ดูผลิตภัณฑ์ →

สายเคเบิลทนไฟ ทนปลวก และทางรางใช้ระบบเลขคณิตเดียวกัน แต่มาตรฐานที่ใช้บังคับเพิ่มข้อจำกัด เช่น ความสมบูรณ์ของวงจรภายใต้ไฟ ซึ่งการคำนวณไม่สามารถทดแทนได้

ข้อผิดพลาดทั่วไปเกี่ยวกับขนาดที่เราเห็นในเอกสารประกวดราคา

• ใช้ปัจจัยลดเรตติ้งปัจจัยหนึ่งและลืมส่วนที่เหลือ เมื่อจัดกลุ่ม อุณหภูมิโดยรอบ และสภาพดิน ทั้งหมดนี้จะดำเนินการในคราวเดียว
• การใช้ค่าความต้านทาน 20 °C สำหรับตัวนำที่ทำงานที่อุณหภูมิ 70 °C หรือ 90 °C
• การกำหนดขนาดตามเบรกเกอร์ที่ระบุไว้แล้ว แทนที่จะเป็นโหลดจริง
• ละเว้นค่าความเป็นกลางบนวงจรที่มีโหลดฮาร์มอนิกสูง เช่น อุปกรณ์ไอทีในสำนักงาน หรือไฟ LED
• สมมติว่าสายเคเบิลขนาดใหญ่ขึ้นแก้ไขปัญหาแรงดันไฟฟ้าตกเมื่อปัญหาที่แท้จริงคือความยาวเส้นทางหรือตัวประกอบกำลังต่ำ
• ลืมพื้นที่ตัดขวางขั้นต่ำที่จำเป็นสำหรับความแข็งแรงทางกลและความต่อเนื่องของตัวนำป้องกัน

ดำเนินการตัวเลขกับผู้ผลิตที่ทำสิ่งนี้ทุกวัน

Wuxi Guanghuan Cable เป็นผู้ผลิตสายไฟและสายเคเบิลในเมือง Guanlin, Yixing ซึ่งเป็นพื้นที่ที่เรียกว่าเมืองเคเบิลของจีน ตั้งแต่ปี 1998 กลุ่มผลิตภัณฑ์ของเราครอบคลุมสายไฟแรงดันต่ำและปานกลาง ตัวนำไฟฟ้าเหนือศีรษะ สายเคเบิลอุปกรณ์ไฟฟ้า และสายเคเบิลพิเศษสำหรับเซลล์แสงอาทิตย์ การขนส่งทางรถไฟ และการใช้งานที่ทนไฟ โดยมีซีรีส์มากกว่า 100 รายการและข้อกำหนด 30,000 รายการที่ผลิตในสายการผลิตและการทดสอบมากกว่า 70 รายการ รายละเอียดการอนุมัติของเรา รวมถึงการรับรอง TUV Rheinland และใบรับรองระบบ ISO 9001, ISO 14001, ISO 45001 และ ISO 50001 มีแสดงอยู่ในรายการของเรา หน้าการรับรองผลิตภัณฑ์ .

ส่งตารางการบรรทุก ความยาวเส้นทาง วิธีการติดตั้ง และสภาพแวดล้อมมาให้เรา แล้ววิศวกรของเราจะดำเนินการตรวจสอบสี่ครั้งแบบเดียวกับที่อธิบายไว้ข้างต้น และกลับมาพร้อมหน้าตัด ประเภทฉนวน และโครงสร้างสายเคเบิลที่จะผ่านการตรวจสอบในครั้งแรก