سیم و کابل

محاسبه آمپر کابل برق

محاسبه آمپر کابل برق به وسیله آمپرسنج

برای اینکه بتوانیم از کابل برق استفاده نماییم نیاز است که شدت جریانی که برای کارکرد وسایل برقی می تواند فرآهم آورد را محاسبه نماییم. توجه داشته باشید کابل برق در واقع متشکل از هادی فلزی است که از مقاومت پایینی برخوردار است و از این رو امکان انتقال و هدایت جریان الکتریکی را فرآهم می آورد از طرفی برای جلوگیری از تخلیه بار و جریان الکتریکی در زمین و یا بروز حوادث نامطلوب ناشی از تخلیه بار پیش بینی نشده از عایق برای ایزوله نمودن کابل برق استفاده می شود. برای اینکه بتوان از کابل برق بهره برداری نمایید می بایست به عوامل موثر انتخاب نوع کابل توجه نمایید و یکی از این بخش های موثر در انتخاب سیم برق و یا انتخاب کابل برق توجه به میزان جریان دهی است که برای سیم و کابل برق مشخص می شود. در ادامه به محاسبه آمپر کابل برق می پردازیم.
برای اینکه بتوانید سیم و کابل مد نظر خود را انتخاب نمایید توجه به ظرفیت جریان دهی سیم و کابل برق اهمیت زیادی دارد. برای محاسبه این جریان دهی می بایست فرآیند محاسبه آمپر کابل برق بر اساس استاندارد 287-IEC صورت گیرد. در این استاندارد تعیین حد مجاز جریان کابلها به فاکتورهایی از جمله تلفات ایجاد شده در کابل و نحوه انتقال گرمای ایجاد شده نسبت به سطح و محیط اطراف وابسته است. در این استاندارد همچنین با در نظر گرفتن تلفات ایجاد شده در کابل، مقاومت حرارتی لایه های مختلف زمین در شرایط تعیین شده، حد مجازی که برای جریان الکتریکی در نظر گرفته می شود.

عوامل موثر در ظرفیت نامی جریان کابل برق

این عوامل موثر که می تواند میزان ظرفیت نامی جریان کابل برق را مشخص نماید شامل دما، طرح کابل، شرایط نصب و اثرات کابلهای مجاور می باشد. در ادامه بیشتر درباره این عوامل توضیح خواهیم داد.

دما و جریان کابل برق

یکی از عوامل بسیار حائز اهمیت در زمینه تعیین ظرفیت نامی جریان دما می باشد که شامل دمای محیط، دمای محل نصب و علاوه بر این دمای مجاز برای عایق کابل و ساختار آن است.
دمای محیط در واقع متوسط دمای محیط برای هر کشور و هر منطقه است که می تواند متفاوت و متغیر باشد. این مساله به شرایط آب و هوایی منطقه و همچنین به شرایط نصب کابل بستگی دارد. در جدول زیر می توان دمای محیط بر اساس استاندارد 287-IEC را مشاهده نمایید:

 

شرایط آب و هوا
درجه حرارت محیط درجه حرارت در عمق 1 متری
حداقل حداکثر حداقل حداکثر
حاره ای 25 55 25 40
نیمه حاره ای 10 40 15 30
معتدل 0 25 10 20

ذکر این نکته ضروری است که حدود نامی جریان کابل بایستی برای بدترین شرایط در سرتاسر سال محاسبه گردد.

دمای کار و جریان کابل برق

بر اساس استاندارد ذکر شده حداکثر دمایی که برای کارکرد کابل برق در نظر گرفته می شود به صورت زیر تعیین شده است،

عایق حداکثر درجه حرارت هادی
PVC 70
PE 70
XPLE 90

طرح کابل و جریان کابل برق

یکی از مواردی که روی سطح جریان دهی کابل برق موثر است طرح کابل برق می باشد. در اکثر کابلهای جریان زیاد-حدودا 90 درصد این کابلها- از عایق کاغذی آغشته به روغن استفاده می شود. به این معنی که سیم های برق توسط نوارهای کاغذی در وهله اول باندپیچی می شوند و سپس با عبور از روغن معدنی غلیظ ایزوله می گردند. در این کابلها که با نام کابل کم روغن شناخته می شوند سطح ولتاژ از 1 الی 60 هزار ولت متغیر است و سیم کابل برق نیز از جنس مس و آلومینیوم است. می بایست توجه داشته باشید که علاوه بر دمای مجاز عایق کابل برق، نوع طراحی کابل و همچنین لایه های مختلف به کار رفته در این کابل ها می تواند روی سطح جریان اثر بگذارد. در واقع این لایه ها چگونگی انتقال حرارت از هادی به سطح بیرونی کابل را مشخص می نمایند.

شرایط نصب و جریان کابل برق

شرایطی که کابل برق در آن نصب می شود می تواند شامل نصب در هوا، دفن شده در زمین، در مجرا و نوع خاک و غیره باشد. می بایست به هنگام دفن کابل در زمین به عمق دفن توجه شود چرا که تعیین عمق دفن مناسب می تواند از بروز آسیب در کابل برق جلوگیری نماید و هر چقدر ولتاژ کابل بیشتر باشد عمقی که کابل در زمین دفن می شود بیشتر خواهد بود. البته توجه شود که با افزایش عمق رطوبت افزایش می یابد و در این حالت اگر دما افزایش یابد ظرفیت جریان دهی کابل کمتر می گردد ولی زمانی که رطوبت بیشتر می شود و خنک سازی صورت می گیرد مقدار جریان دهی کابل برق افزایش می یابد.
برای کابلهای برقی که در هوا نصب می شوند آنچه روی سطح جریان اثر می گذارد دمای هواست. دمای هوا در شرایط معمولی یعنی 25 درجه سانتی گراد برای کابلهای توزیع و در 30 درجه سانتی گراد برای کابلهای داخل ساختمان مورد استفاده قرار می گیرد و همچنین توجه شود که جریان هوا به طور ملاحظه ای محدود نمی شود و می بایست برای کابلهای نصب شده روی دیوار حداقل 2 سانتی متر فضای خالی تا دیوار در نظر گرفت. کابلهای برق همچنین می بایست از مدارهای مجاور حداقل 15 سانتی متر فاصله داشته باشد تا از بروز هر گونه اثر حرارتی جلوگیری شود و از طرفی کابلها در مقابل اشعه آفتاب محافظت گردد.

اثرات کابلهای مجاور و جریان کابل برق

در صورتی که کابل برق در مجاورت سایر کابل ها و یا لوله ها قرار داشته باشند می بایست ضرایب مناسب برای کاهش جریان مجاز کابل را تحت نظر قرار داد. در واقع این ضرایب تصحیح بر اساس شرایط کابلهای نصب شده در مجرا شامل دمای زمین 15 درجه سانتی گراد، مقاومت مخصوص حرارتی برای زمین 1.2 اهم بر کیلومتر، حداقل فاصله مدارهای مجاور از هم 1.8 متر باشد و حداقل عمق کابل گذاری برای کابل برق با ولتاژهای زیر یک کیلو ولت برابر با 50 و برای کابلهای بین 1 تا 33 کیلو ولت معادل 80 سانتی متر می باشد.
حال می بایست به این نکته اشاره نماییم که مقاطع کابلها و سیم ها توسط جریان مجاز، جریان اتصال کوتاه و در نهایت حداکثر افت مشخص می گردد. برای تعیین سطح مقطع می بایست بر اساس جریان مجاز عمل نموده که البته در دو بخش تک فاز و سه فاز مورد بررسی قرار می گیرد. توجه داشته باشید که برای محاسبه جریان مجاز می بایست از جریان مصرفی که دستگاه برقی مد نظر خود استفاده می نمایید را نیز بررسی و در نظر بگیرد.

جریان مصرفی در مدارهای تکفاز

برای به دست آوردن جریان در مدار تک فاز می بایست از فرمول I=W/V.Cosφ استفاده نمود. در این فرمول I نماد جریان بر حسب آمپر، W توان ورودی بر حسب وات، V ولتاژ بر حسب ولت و در نهایت Cosφ ضریب توان است. در فرمول گفته شده فرض نموده ایم که تمام تجهیزات با هم به صورت همزمان عمل کرده ولی در واقعیت امکان رخ داد چنین شرایط ایده آلی کم است و در نتیجه نیازمند محاسبه جریان کابل برق مورد نیاز یا مجاز هستیم.

جریان مصرفی در مدار سه فاز

از طرفی برای به دست آوردن جریان مصرفی در شرایط قرار گیری دستگاه در مدار سه فاز می بایست از فرمول I=W/√3×VCosφ استفاده نمایید که در آن همانند مدارهای تک فاز I جریان مصرفی مدار سه فاز بر حسب آمپر، W توان دستگاه بر حسب وات، V ولتاژ شبکه بر حسب ولت، Cosφ ضریب توان می باشد.

میزان آمپر مجاز سیم و کابل برق

حال که توانسته ایم جریان مصرفی توسط دستگاه برقی را به دست بیاوریم نیاز است که میزان امپر کابل یا جریان مجاز واقعی کابل را نیز محاسبه کنیم که به صورت زیر خواهد بود.

  • فرمول محاسبه آمپر کابل برق در مدار تک فاز: IC=W/F.K.V.Cosφ
  • فرمول محاسبه آمپر کابل برق در مدار سه فاز: IC=W/√3.F.K.V.Cosφ

در این فرمولها IC جریان مجاز واقعی کابل برق بر حسب آمپر، I جریان مصرفی دستگاه، K ضریب تصحیح تعدد کابل در کانال، F ضریب تصحیح حرارت که به صورت زیر محاسبه می گردد.

  • برای کابل کشی در زمین: F=√((70-T)/50)
  • برای کابل کشی در هوا: F=√((70-T)/40)

T درجه حرارت محیط در نظر گرفته می شود. توجه داشته باشید که برای کسب اطلاعات بیشتر درباره نحوه محاسبه سطح مقطع کابل و همچنین انتخاب کابل برق مناسب می توانید به مقالات مربوطه مراجعه فرمایید.

پرسشهای متداول پیرامون محاسبه آمپر کابل برق

  1. هر کابل برق چند آمپر است؟ بسته به اینکه اندازه کابل برق بر حسب میلی متر چه مقدار است میزان آمپر کابل می تواند متفاوت باشد. به عبارت دقیق تر هر چقدر قطر کابل بزرگتر مقدار جریانی که از آن عبور می نماید نیز بیشتر است.
  2. چطور محاسبه آمپر کابل برق انجام می شود؟ برای محاسبه آمپر کابل برق یا به عبارت دقیق تر جریان مجاز مربوط به کابل برق نیاز است ابتدا جریان مصرفی در دستگاه برقی را که توسط سیم و کابل برق به مدار الکتریکی متصل می شود بیابید و سپس جریان مجاز را بر اساس آن محاسبه نمایید.
  3. جریان کابل برق بر حسب آمپر به چه عواملی بستگی دارد؟ آنچه روی جران کابل برق تاثیر می گذارد و در واقع میزان ظرفیت نامی جریان کابل برق را مشخص می کنند شامل مواردی از جمله دما، طرح کابل، شرایط نصب و اثرات کابلهای مجاور است.
  4. برای انتخاب کابل برق آمپر مصرفی دستگاه اهمیت دارد یا آمپر مجاز؟ هر دو این پارامترها در انتخاب سیم و کابل برق مناسب ضروری هستند. به عبارتی برای به دست آوردن مقدار جریان مجاز هر کابل ابتدا نیاز است جریان مصرفی دستگاه در سیستم سه فاز، تک فاز و یا جریان مستقیم اندازه گیری شود.
  5. آیا محاسبه آمپر کابل برق به هنگام انتخاب سیم و کابل برق ضروری است؟ بله، برای اینکه بتوانید به راحتی بر اساس جدول محاسبه سطح مقطع کابل به اندازه کابل و سیم مد نظر خود دست یابید نیاز است که سطح جریان مجاز و همچنین مسافتی که تمایل دارید سیم و کابل برق را نصب کنید بدانید.

منابع:

  • روش انتخاب سیم و کابل- سیم و کابل همدان
  • سیم و کابل و مفصل-علیرضا رضایی

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد.