Em projetos elétricos e reformas técnicas, a seleção científica da área da seção transversal de condutores elétricos é crucial. Eletricistas experientes calcularão a corrente de acordo com a carga elétrica para decidir a área da seção transversal dos fios.. Existem também alguns eletricistas que escolhem a área da seção transversal dos fios com base em um mnemônico.. Hoje a ZMS irá compartilhar com vocês um método científico e simples para selecionar a área da seção transversal dos cabos.
Índice
- Área Transversal de Condutores Elétricos
- Seleção da área transversal de condutores elétricos de acordo com a corrente permitida de longo prazo
- Seleção da Área Transversal de Condutores Elétricos de acordo com a Densidade Econômica de Corrente
- Seleção da Área Transversal dos Condutores Elétricos em função da Queda de Tensão na Rede Elétrica
- Seleção da Área Transversal dos Condutores Elétricos de acordo com o Coeficiente de Estabilidade Térmica
- Retomar
Área Transversal de Condutores Elétricos
A dimensão da seção transversal de um cabo geralmente se refere à área da seção transversal do condutor do cabo.. Em geral, quanto maior a área da seção transversal do cabo, maior será a capacidade de condução do condutor e, mas ainda, maior será a capacidade de transmissão de energia.
Área Cruzada Nominal
A área nominal da seção transversal de um cabo estabelece um valor numérico para o tamanho específico do condutor, mas não é afetado por medições diretas. Este parâmetro refere-se ao valor designado em produtos de cabo, que é usado para expressar especificações do cabo. É simplesmente um código ou nome desta especificação, facilitando a documentação e o gerenciamento da produção durante o processo de fabricação. Facilita a seleção e orientação de produção e projeto elétrico para usuários e projetistas.. Porém, nenhuma medição direta de sua área transversal real é necessária.
Área de desenho cruzado
A área da seção transversal dos cabos selecionados para sistemas de distribuição de baixa tensão não deve ser inferior ao valor da área da seção transversal projetada. Antes de aplicar um cabo, Devem ser retiradas amostras para inspecionar sua seção transversal e a resistência elétrica de cada condutor. A variável diretamente relacionada à capacidade de carga do cabo é a resistência elétrica do condutor. (R), não a seção transversal real do condutor. Quando avaliamos a seção transversal de um cabo ou a área nominal, estamos avaliando sua resistência elétrica, não medindo sua área transversal real.
Área Transversal Real
A área real da seção transversal refere-se à área geométrica do condutor do cabo. Para fabricantes de cabos, determinar o tamanho do condutor elétrico para uma seção transversal nominal específica que atenda aos requisitos da norma não significa que a seção transversal real deva ser maior ou igual à seção transversal nominal, mas a seção transversal do projeto (seção transversal elétrica) sob esta seção transversal nominal deve atender aos requisitos padrão, quer dizer, Se a resistência elétrica atende aos requisitos padrão. Ao projetar um driver, se um material com alta condutividade for escolhido, então a área real da seção transversal pode ser menor, enquanto se um condutor com baixa condutividade for escolhido, a área transversal real deve ser maior.
Requisitos de área de seção transversal do condutor em padrões de produtos de cabos
Atualmente, Os padrões de produtos dos principais sistemas de padrões de cabos usam áreas de seção transversal nominais ou códigos de especificação para distinguir entre diferentes seções transversais de condutores.. Por exemplo, Padrões IEC (CEI60227, IEC60245, IEC60502, etc.) e padrões europeus (EN50525, etc.) usar áreas nominais de seção transversal (em milímetros quadrados) como códigos para diferentes especificações de condutores de diferentes seções. Neste caso, A avaliação de diferentes especificações de seção transversal é baseada no valor da resistência do condutor, não na medição real da área da seção transversal de condutores elétricos.
Seleção da área transversal de condutores elétricos de acordo com a corrente permitida de longo prazo
Para garantir a segurança e a vida útil do cabo, A temperatura do cabo após a energização não deve exceder a temperatura de trabalho permitida a longo prazo especificada, sendo de 70 graus Celsius para cabos com isolamento de cloreto de polivinila e 90 graus Celsius para cabos com isolamento de polietileno reticulado. De acordo com este princípio, Você pode consultar uma tabela para selecionar o cabo.
Exemplo: A capacidade do transformador de uma fábrica é 2500 kVA, com alimentação 10 kV. Se você usar um cabo isolado de polietileno reticulado deitado em uma ponte, Qual área da seção transversal dos condutores elétricos deve ser escolhida?
Passo 1: Calcular a corrente nominal 2500/10.5/1.732 = 137 UMA
Passo 2: Consulte o manual de seleção de cabos para saber:
YJV-8.7/10KV-3X25 tem uma corrente nominal de 120 UMA
YJV-8.7/10KV-3X35 tem uma corrente nominal de 140 UMA
Passo 3: Aqui o cabo YJV-8.7/10KV-3X35 é selecionado porque sua corrente nominal é maior que 137 UMA, teoricamente, atenderia aos requisitos.
Usar: Este método não considera requisitos de estabilidade dinâmica e térmica.
Seleção da Área Transversal de Condutores Elétricos de acordo com a Densidade Econômica de Corrente
A área da seção transversal do cabo afeta o investimento na linha e as perdas de energia elétrica. Para economizar investimento, a área da seção transversal do cabo deve ser a menor possível, mas para reduzir as perdas de energia elétrica, a área da seção transversal do cabo deve ser a maior possível. Considerando essas considerações, uma área de seção transversal razoável do cabo é determinada, chamada área transversal econômica, e a densidade de corrente correspondente é chamada de densidade de corrente econômica.
Método: Consulte tabela para obter a densidade de corrente econômica com base nas horas anuais de funcionamento do equipamento (unidade: A/mm).
Exemplo: A corrente nominal do equipamento é 150 UMA, com um tempo de operação anual de 8000 horas, Qual área da seção transversal do cabo de cobre deve ser escolhida?
De acordo com a tabela de densidades de corrente econômica dos condutores, dependendo do tempo máximo de uso em plena carga por ano (horas):
| Material do driver | Horas de Uso a Plena Carga Anual Tmax | ||
|---|---|---|---|
| Menos de 3000 | 3000~5000 | Mais de 5000 | |
| Fio de alumínio, Fio de alumínio com núcleo de aço | 1.65 | 1.15 | 0.9 |
| Fio de cobre | 3.00 | 2.25 | 1.75 |
| Cabo de alumínio com núcleo de alumínio | 1.92 | 1.73 | 1.54 |
| fio de cobre | 2.50 | 2.25 | 2.00 |
De acordo com a tabela, vigarista 8000 horas, a densidade econômica é 1.75 A/mm².
S = 150/1.75 = 85.7 UMA
Conclusão: De acordo com a especificação do cabo, podemos selecionar uma área de seção transversal do cabo de 95 mm².
Seleção da Área Transversal dos Condutores Elétricos em função da Queda de Tensão na Rede Elétrica
Quando selecionamos a área da seção transversal do fio de acordo com o primeiro e o segundo métodos, se o cabo for muito longo, Haverá uma certa queda de tensão durante a operação e inicialização. Se a tensão no lado do equipamento cair abaixo de uma determinada faixa, pode causar aquecimento do equipamento.
Segundo ele “Manual do eletricista”, A queda de tensão em uma linha de 400 V não deve ser inferior a 7%, quer dizer, 380Vx7%=26,6V.
Fórmula para calcular queda de tensão (aqui apenas a queda de tensão puramente resistiva é considerada):
∆U=I×ρ×L/S
S=I×ρ×L/∆U
∆U: Queda de tensão I: Corrente nominal do equipamento ρ: Resistividade do condutor S: Área da seção transversal do cabo L: Comprimento do cabo
Exemplo: Para equipamentos com tensão nominal de 380V e corrente nominal de 150A, usando um fio de cobre (ρ=0,0175Ω.mm/m), com uma queda de tensão necessária menor que 7% (∆U=26,6V), e um comprimento de cabo de 600 metros, Qual área da seção transversal do cabo S deve ser escolhida?
De acordo com a fórmula S=I×ρ×L/∆U=150×0,0175×600/26,6=59,2mm².
Conclusão: Uma área de seção transversal do cabo de 70 mm² é selecionada.
Seleção da Área Transversal dos Condutores Elétricos de acordo com o Coeficiente de Estabilidade Térmica
A seleção da área da seção transversal dos condutores elétricos de acordo com o coeficiente de estabilidade térmica implica a escolha da área da seção transversal do cabo de acordo com a magnitude da corrente de curto-circuito.
Para cabos de 0,4KV protegidos por interruptores de ar, Geralmente os cabos podem atender aos requisitos de estabilidade térmica e não precisam ser verificados usando este método.
Para Cabos 6KV o mais, depois de selecionar a área da seção transversal do fio usando os métodos acima, É necessário verificar se atende aos requisitos de estabilidade térmica utilizando a seguinte fórmula. Se você não cumprir, uma área transversal maior deve ser selecionada.
Fórmula: Smin=Id×Ti/C
De: Tempo de interrupção do disjuntor, tomado como 0,25s
C: Coeficiente de estabilidade térmica do cabo, tomado como 80
Eu ia: Valor da corrente de curto-circuito trifásico do sistema
Exemplo: Se a corrente de curto-circuito do sistema for 18KA, Como é selecionada a área da seção transversal do cabo??
Smin=18000×√0,25/80=112,5
Conclusão: Se a corrente de curto-circuito do sistema atingir 18KA, mesmo que a corrente nominal do equipamento seja pequena, a área da seção transversal do cabo não deve ser inferior a 120 mm².
Retomar
Em resumo, na aplicação prática de fiação, É necessário avaliar cuidadosamente se a seleção da área da seção transversal dos condutores elétricos atende aos requisitos do projeto de acordo com as reais necessidades de uso.. Além do mais, Você também pode comunicar diretamente suas necessidades específicas ao fornecedor de cabos elétricos, quem irá ajudá-lo a tomar a decisão certa.