في التصميم الكهربائي والإصلاحات التقنية, يعد الاختيار العلمي لمساحة المقطع العرضي للموصلات الكهربائية أمرًا بالغ الأهمية. سيقوم كهربائيون ذوو خبرة بحساب التيار وفقًا للحمل الكهربائي لتحديد مساحة المقطع العرضي للأسلاك.. هناك أيضًا بعض الكهربائيين الذين سيختارون مساحة المقطع العرضي للأسلاك بناءً على التذكير.. ستشارككم ZMS اليوم طريقة علمية وبسيطة لتحديد مساحة المقطع العرضي للكابلات.
جدول المحتويات
- المنطقة العرضية للموصلات الكهربائية
- اختيار مساحة المقطع العرضي للموصلات الكهربائية وفقًا للتيار المسموح به على المدى الطويل
- اختيار مساحة المقطع العرضي للموصلات الكهربائية حسب كثافة التيار الاقتصادي
- اختيار المساحة العرضية للموصلات الكهربائية حسب انخفاض الجهد في الشبكة الكهربائية
- اختيار مساحة المقطع العرضي للموصلات الكهربائية حسب معامل الثبات الحراري
- سيرة ذاتية
المنطقة العرضية للموصلات الكهربائية
يشير البعد المقطعي للكابل بشكل عام إلى مساحة المقطع العرضي لموصل الكابل.. كل عادة, كلما زادت مساحة المقطع العرضي للكابل, كلما زادت قدرة القيادة للسائق و, لكن مازال, كلما زادت قدرة نقل الطاقة.
منطقة الصليب الاسمية
تحدد مساحة المقطع العرضي الاسمية للكابل قيمة عددية للحجم المحدد للموصل, ولكن لا يتأثر بالقياسات المباشرة. تشير هذه المعلمة إلى القيمة المحددة على منتجات الكابلات, والذي يستخدم للتعبير عن مواصفات الكابل. إنه ببساطة رمز أو اسم لهذه المواصفات, تسهيل التوثيق وإدارة الإنتاج أثناء عملية التصنيع. فهو يسهل اختيار وتوجيه الإنتاج والتصميم الكهربائي للمستخدمين والمصممين.. لكن, ليس هناك حاجة إلى قياس مباشر لمساحة المقطع العرضي الفعلية.
منطقة التصميم المتقاطع
يجب ألا تقل مساحة المقطع العرضي للكابلات المختارة لأنظمة توزيع الجهد المنخفض عن قيمة مساحة المقطع العرضي التصميمية. قبل تطبيق الكابل, ويجب أخذ العينات لفحص مقطعها العرضي والمقاومة الكهربائية لكل موصل. المتغير المرتبط مباشرة بسعة حمل الكابل هو المقاومة الكهربائية للموصل. (ر), ليس المقطع العرضي الفعلي للموصل. عندما نقوم بتقييم المقطع العرضي للكابل أو المساحة الاسمية, نحن نقوم بتقييم مقاومتها الكهربائية, عدم قياس مساحة المقطع العرضي الفعلية.
المساحة المستعرضة الحقيقية
تشير مساحة المقطع العرضي الفعلية إلى المنطقة الهندسية لموصل الكابل. لمصنعي الكابلات, تحديد حجم موصل كهربائي بالنسبة لمقطع عرضي اسمي محدد يلبي المتطلبات القياسية لا يعني أن المقطع العرضي الفعلي يجب أن يكون أكبر من المقطع العرضي الاسمي أو يساويه, ولكن المقطع العرضي للتصميم (المقطع العرضي الكهربائي) تحت هذا المقطع العرضي الاسمي يجب أن تستوفي المتطلبات القياسية, ذلك بالقول, ما إذا كانت المقاومة الكهربائية تلبي المتطلبات القياسية. عند تصميم السائق, إذا تم اختيار مادة ذات موصلية عالية, ثم قد تكون مساحة المقطع العرضي الفعلية أقل, بينما إذا تم اختيار موصل ذو موصلية منخفضة, يجب أن تكون مساحة المقطع العرضي الفعلية أكبر.
متطلبات منطقة المقطع العرضي للموصل في معايير منتجات الكابلات
في اللحظة, تستخدم معايير المنتج لأنظمة معايير الكابلات الرئيسية مناطق مقطعية اسمية أو رموز مواصفات للتمييز بين المقاطع العرضية المختلفة للموصل.. علي سبيل المثال, معايير اللجنة الانتخابية المستقلة (IEC60227, IEC60245, IEC60502, إلخ.) والمعايير الأوروبية (EN50525, إلخ.) استخدام مساحات المقطع العرضي الاسمية (في ملليمتر مربع) كرموز لمواصفات مختلفة للموصلات من أقسام مختلفة. في هذه الحالة, يعتمد تقييم مواصفات المقطع العرضي المختلفة على قيمة مقاومة الموصل, ليس في القياس الفعلي لمساحة المقطع العرضي للموصلات الكهربائية.
اختيار مساحة المقطع العرضي للموصلات الكهربائية وفقًا للتيار المسموح به على المدى الطويل
لضمان سلامة وعمر الكابل, يجب ألا تتجاوز درجة حرارة الكابل بعد التنشيط درجة حرارة العمل المسموح بها على المدى الطويل, كونه من 70 درجة مئوية للكابلات مع عزل كلوريد البوليفينيل و 90 درجة مئوية للكابلات ذات عزل البولي إيثيلين المتشابك. وفقا لهذا المبدأ, يمكنك استشارة جدول لتحديد الكابل.
مثال: قدرة المحولات للمصنع هي 2500 كيلو فولت أمبير, مع التغذية 10 كيلو فولت. إذا كنت تستخدم أ كابل معزول من البولي إيثيلين المتقاطع ملقاة على الجسر, ما هي مساحة المقطع العرضي للموصلات الكهربائية التي يجب اختيارها?
باسو 1: حساب التصنيف الحالي 2500/10.5/1.732 = 137 أ
باسو 2: راجع دليل اختيار الكابل لمعرفة ذلك:
YJV-8.7/10KV-3X25 لديه تيار مقدر 120 أ
YJV-8.7/10KV-3X35 لديه تيار مقدر 140 أ
باسو 3: هنا يتم تحديد كابل YJV-8.7/10KV-3X35 نظرًا لأن تياره المقنن أكبر من 137 أ, من الناحية النظرية سوف تلبي المتطلبات.
يستخدم: لا تأخذ هذه الطريقة في الاعتبار متطلبات الاستقرار الديناميكي والحراري.
اختيار مساحة المقطع العرضي للموصلات الكهربائية حسب كثافة التيار الاقتصادي
تؤثر مساحة المقطع العرضي للكابل على الاستثمار في الخط وفقدان الطاقة الكهربائية. لإنقاذ الاستثمار, يجب أن تكون مساحة المقطع العرضي للكابل صغيرة قدر الإمكان, ولكن لتقليل خسائر الطاقة الكهربائية, يجب أن تكون مساحة المقطع العرضي للكابل كبيرة قدر الإمكان. مع الأخذ في الاعتبار هذه الاعتبارات, يتم تحديد مساحة مقطعية معقولة للكابل, تسمى منطقة المقطع الاقتصادي, وتسمى الكثافة الحالية المقابلة كثافة التيار الاقتصادي.
طريقة: راجع الجدول للحصول على كثافة التيار الاقتصادي بناءً على ساعات التشغيل السنوية للمعدات (وحدة: أ/مم).
مثال: التيار الاسمي للمعدات هو 150 أ, مع وقت تشغيل سنوي قدره 8000 ساعات, ما هي مساحة المقطع العرضي للكابل النحاسي التي يجب اختيارها?
وفقا لجدول الكثافة الحالية الاقتصادية للموصلات, اعتمادًا على الحد الأقصى لوقت الاستخدام عند التحميل الكامل سنويًا (ساعات):
| مادة السائق | ساعات الاستخدام عند التحميل السنوي الكامل Tmax | ||
|---|---|---|---|
| أقل من 3000 | 3000~5000 | اكثر من 5000 | |
| سلك الألمنيوم, سلك ألومنيوم مع قلب فولاذي | 1.65 | 1.15 | 0.9 |
| سلك نحاس | 3.00 | 2.25 | 1.75 |
| كابل ألومنيوم مع قلب ألومنيوم | 1.92 | 1.73 | 1.54 |
| سلك نحاس | 2.50 | 2.25 | 2.00 |
حسب الجدول, يخدع 8000 ساعات, الكثافة الاقتصادية 1.75 أ/مم2.
س = 150/1.75 = 85.7 أ
خاتمة: وفقا لمواصفات الكابل, يمكننا تحديد مساحة المقطع العرضي للكابل 95 مم².
اختيار المساحة العرضية للموصلات الكهربائية حسب انخفاض الجهد في الشبكة الكهربائية
عندما نختار مساحة المقطع العرضي للسلك حسب الطريقتين الأولى والثانية, إذا كان الكابل طويلاً جدًا, سيكون هناك انخفاض معين في الجهد أثناء التشغيل وبدء التشغيل. إذا انخفض الجهد على جانب الجهاز إلى أقل من نطاق معين, قد يسبب تسخين المعدات.
وفقا له “دليل كهربائي”, يجب ألا يقل انخفاض الجهد على خط 400 فولت عن 7%, ذلك بالقول, 380Vx7%=26.6 فولت.
صيغة لحساب انخفاض الجهد (هنا فقط يتم أخذ انخفاض الجهد المقاوم بعين الاعتبار):
∆U=I×ρ×L/S
S=I×ρ×L/∆U
∆U: انخفاض الجهد I: المعدات الاسمية الحالية ρ: مقاومة موصل S: مساحة مقطع الكابل L: طول السلك
مثال: للمعدات ذات الجهد الاسمي 380 فولت والتيار الاسمي 150 أمبير, باستخدام الأسلاك النحاسية (ρ=0.0175Ω.مم/م), مع انخفاض الجهد المطلوب أقل من 7% (∆U = 26.6 فولت), وطول الكابل 600 المترو, ما هي مساحة المقطع العرضي للكابل S التي يجب اختيارها?
وفقًا للصيغة S=I×ρ×L/∆U=150×0.0175×600/26.6=59.2mm².
خاتمة: يتم تحديد مساحة مقطعية للكابل تبلغ 70 مم².
اختيار مساحة المقطع العرضي للموصلات الكهربائية حسب معامل الثبات الحراري
اختيار مساحة المقطع العرضي للموصلات الكهربائية وفقًا لمعامل الثبات الحراري يعني اختيار مساحة المقطع العرضي للكابل وفقًا لحجم تيار الدائرة القصيرة.
لكابلات 0.4 كيلو فولت محمية بمفاتيح الهواء, بشكل عام، يمكن أن تلبي الكابلات متطلبات الاستقرار الحراري ولا تحتاج إلى التحقق منها باستخدام هذه الطريقة.
ل كابلات 6 كيلو فولت او اكثر, بعد اختيار مساحة مقطع السلك باستخدام الطرق المذكورة أعلاه, من الضروري التحقق مما إذا كان يلبي متطلبات الاستقرار الحراري باستخدام الصيغة التالية. إذا كنت لا تمتثل, يجب تحديد مساحة مقطعية أكبر.
معادلة: Smin=المعرف×Ti/C
ل: وقت كسر قاطع الدائرة, تؤخذ على أنها 0.25 ثانية
ج: معامل الاستقرار الحراري للكابل, تؤخذ على أنها 80
بطاقة تعريف: نظام القيمة الحالية لدائرة القصر على ثلاث مراحل
مثال: إذا كان تيار الدائرة القصيرة للنظام 18KA, كيف يتم اختيار مساحة المقطع العرضي للكابل؟?
Smin=18000×√0.25/80=112.5
خاتمة: إذا وصل تيار الدائرة القصيرة للنظام إلى 18KA, حتى لو كان التيار المقنن للمعدات صغيرًا, يجب ألا تقل مساحة المقطع العرضي للكابل عن 120 مم².
سيرة ذاتية
باختصار, في التطبيق العملي للأسلاك, من الضروري إجراء تقييم دقيق لما إذا كان اختيار مساحة المقطع العرضي للموصلات الكهربائية يلبي متطلبات المشروع وفقًا لاحتياجات الاستخدام الفعلية.. بجانب, يمكنك أيضًا توصيل احتياجاتك الخاصة مباشرة إلى مورد الكابلات الكهربائية, من سيساعدك على اتخاذ القرار الصحيح.