ขนาดสายไฟและทึบแสง: วิธีอ่านระดับความทึบของแสงที่เหมาะสม

วิศวกรซ่อมบำรุงกำลังเดินสายไฟมอเตอร์ขนาด 7.5 กิโลวัตต์ในสายการบรรจุหีบห่อ มอเตอร์ดึงกระแสไฟ 15.5 A เมื่อโหลดเต็มที่ และมีคนแนะนำให้ดึงทองแดง 14 AWG เพื่อประหยัดค่าใช้จ่าย ซึ่งใช้งานได้โดยใช้สายเคเบิลเส้นเดียวที่สะอาด เย็น แต่สายเคเบิลนี้ต้องเดินทาง 60 เมตรผ่านท่อเหล็กที่ใช้ร่วมกันกับตัวนำไฟฟ้าอีกสามตัว ในโรงงานซึ่งมีอุณหภูมิสูงกว่า 40°C เป็นประจำในฤดูร้อน ภายใต้เงื่อนไขเหล่านั้น 14 AWG มีค่าเล็กน้อยที่ดีที่สุดและไม่เป็นไปตามรหัส ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับระดับฉนวน .

ขนาดสายไฟและความทึบจึงต้องอ่านร่วมกัน ไม่ใช่ตัวเลขเดียวบนแผนภูมิ เกจกำหนดขนาดทางกายภาพของตัวนำ ความแอมแปซิตีจะกำหนดจำนวนกระแสไฟฟ้าที่สามารถรับได้อย่างปลอดภัยในการติดตั้งเฉพาะ ต่อไปนี้คือสิ่งที่ขึ้นอยู่กับความทึบ วิธีอ่านแผนภูมิความทึบโดยไม่หลอกตัวเอง และสิ่งที่ต้องระบุเมื่อคุณซื้อสายเคเบิลสำหรับวงจรจริง

ความอิ่มตัวเป็นขีดจำกัดอุณหภูมิ ไม่ใช่คุณสมบัติของตัวนำ

แอมแปซิตีคือกระแสสูงสุดในหน่วยแอมแปร์ ที่ตัวนำสามารถส่งกระแสไฟได้อย่างต่อเนื่องภายใต้สภาวะการใช้งานโดยไม่เกินพิกัดอุณหภูมิ สองส่วนของคำจำกัดความนั้นถูกมองข้ามไป "ต่อเนื่อง" หมายถึงชั่วโมงแล้วชั่วโมงเล่า ไม่ใช่เพียงไม่กี่วินาทีในการสตาร์ทมอเตอร์ "ภายใต้เงื่อนไขการใช้งาน" หมายถึงอุณหภูมิโดยรอบ การจัดกลุ่ม กรอบหุ้ม และการให้คะแนนจุดสิ้นสุดทั้งหมดมีส่วนร่วมในคำตอบ

ฟิสิกส์นั้นง่าย: ความร้อนที่เกิดขึ้นในตัวนำนั้นแปรผันตามกำลังสองของกระแส (I ² R สูญเสีย) ทองแดงและอลูมิเนียมทนความร้อนนั้นได้ แต่ฉนวนที่อยู่รอบๆ ไม่ทนความร้อนได้ โดยทั่วไปฉนวน PVC จะได้รับพิกัด 60°C หรือ 75°C, XLPE 90°C และยางซิลิโคน 150°C หรือ 180°C สำหรับสายเคเบิลเฉพาะ เมื่อฉนวนถึงอุณหภูมิที่กำหนด ตัวนำก็จะถึงค่าแอมแปซิตีแล้ว

วิธีอ่านแผนภูมิขนาดสายไฟและ Ampacity

ขนาดสายไฟในอเมริกาเหนือเป็นไปตามระบบ American Wire Gauge (AWG) ซึ่งตัวเลขที่น้อยกว่าหมายถึงตัวนำที่หนาขึ้น ทุก ๆ สามขั้นของเกจจะเพิ่มขึ้นประมาณสองเท่าหรือครึ่งหนึ่งของพื้นที่หน้าตัด ดังนั้น 10 AWG จึงมีพื้นที่เป็นสองเท่าของ 13 AWG

แผนภูมิความทึบส่วนใหญ่สำหรับงานในอเมริกาเหนืออิงตามตาราง NEC 310.16 ซึ่งแสดงรายการความทึบที่อนุญาตได้ที่ระดับอุณหภูมิฉนวนสามระดับ: 60°C, 75°C และ 90°C สายทางกายภาพเดียวกันปรากฏขึ้นสามครั้งเพราะว่า ฉนวนไม่ใช่ทองแดง เป็นตัวกำหนดขีดจำกัด .

เครื่องหมายดอกจันทำเครื่องหมายกฎตัวนำขนาดเล็กใน NEC 240.4(D): 14 AWG จำกัดอยู่ที่อุปกรณ์กระแสไฟเกิน 15 A, 12 AWG ถึง 20 A และ 10 AWG ถึง 30 A โดยไม่คำนึงถึงพิกัดฉนวน ตัวนำ AWG 12 ตัวที่มีฉนวนอุณหภูมิ 90°C สามารถจ่ายกระแสไฟได้ 30 A ต่อโต๊ะ แต่โค้ดยังคงถือว่าเป็นตัวนำขนาด 20 A สำหรับวงจรส่วนใหญ่

ตัวแปรห้าตัวที่เปลี่ยนความทึบของเกจที่กำหนด

สำหรับขนาดสายไฟเดี่ยวใดๆ คุณจะพบพิกัดที่พอเหมาะและแบบอนุรักษ์นิยมได้ ความแตกต่างขึ้นอยู่กับว่าตัวนำระบายความร้อนได้ดีแค่ไหน

1. ระดับอุณหภูมิฉนวน

ฉนวนเทอร์โมเซ็ต เช่น XLPE และยางซิลิโคน ทนทานต่ออุณหภูมิต่อเนื่องที่สูงกว่าเทอร์โมพลาสติกพีวีซี ทำให้มีกระแสไฟฟ้าสูงกว่าสำหรับหน้าตัดเดียวกัน แต่การสิ้นสุดก็มีความสำคัญเช่นกัน: หากตัวเชื่อมมีอุณหภูมิ 60°C หรือ 75°C คุณต้องใช้คอลัมน์ 60°C หรือ 75°C แม้ว่าฉนวนสายเคเบิลจะมีอุณหภูมิ 90°C ก็ตาม สายเคเบิลอุณหภูมิสูงสามารถส่งกระแสไฟได้มากกว่ามาก แต่เฉพาะในกรณีที่การเชื่อมต่อทุกจุดในวงจรได้รับการรับรองสำหรับอุณหภูมินั้นเท่านั้น

2. อุณหภูมิโดยรอบและการรวมตัวของตัวนำ

ตารางความทึบถือว่าอุณหภูมิแวดล้อมอยู่ที่ 30°C ในห้องเครื่องที่อุณหภูมิ 45°C ตัวนำไฟฟ้าเริ่มเข้าใกล้ขีดจำกัดความเป็นฉนวนแล้ว ดังนั้นกระแสไฟฟ้าที่ยอมให้จึงลดลง ปัจจัยการแก้ไขของ NEC จะคูณค่าตารางด้วยปัจจัยที่จะลดลงเมื่อสภาพแวดล้อมเพิ่มขึ้น

การมัดรวมก็มีผลเช่นเดียวกัน เมื่อตัวนำกระแสไฟสี่ถึงหกตัวใช้ท่อร้อยสายหรือถาดเดียวกัน ตัวนำทั้งสองจะร้อนซึ่งกันและกัน และปัจจัยการปรับมาตรฐานคือ 0.80 เมื่อมีตัวนำเจ็ดถึงเก้าเส้น ค่าจะลดลงเหลือ 0.70 และเมื่อมีตัวนำ 10 ถึง 20 เส้น ค่าจะลดลงเหลือ 0.50 สายเคเบิลที่มีขนาดถูกต้องเป็นตัวป้อนแบบสองตัวนำสามารถมีขนาดเล็กเกินไปในตัวยึดสายเคเบิลที่หนาแน่น

3. ตัวนำทองแดงกับอะลูมิเนียม

สำหรับเกจเดียวกัน อลูมิเนียมมีค่าการนำไฟฟ้าของทองแดงประมาณ 61 เปอร์เซ็นต์ ดังนั้นจึงจำเป็นต้องมีหน้าตัดที่ใหญ่ขึ้นเพื่อให้ได้ค่าความทึบเท่ากัน ในทางปฏิบัติ อะลูมิเนียมจะมีขนาด AWG ใหญ่กว่าประมาณสองขนาด: อะลูมิเนียม 6 AWG ที่ 75°C มีพิกัด 50 A เช่นเดียวกับทองแดง 8 AWG ที่ 75°C อลูมิเนียมมีน้ำหนักเบาและมักจะถูกกว่า แต่ต้องใช้สารต่อต้านอนุมูลอิสระที่ส่วนปลาย ตัวเชื่อมที่ได้รับการจัดอันดับสำหรับอะลูมิเนียม และให้ความสนใจอย่างระมัดระวังต่อการขยายตัวทางความร้อนที่สูงขึ้น รายละเอียดด้านหลัง การเปรียบเทียบความทึบของทองแดงและอลูมิเนียมภายใต้มาตรฐาน NEC อธิบายว่าเหตุใดกฎที่ใหญ่กว่าสองขนาดจึงเป็นวิธีที่เร็วที่สุดในการระบุค่าที่ไม่ตรงกัน

4. แรงดันตกคร่อมการวิ่งระยะไกล

Ampacity ช่วยปกป้องสายเคเบิลจากความร้อนสูงเกินไป แรงดันไฟฟ้าตกช่วยป้องกันโหลดไม่ให้มีประสิทธิภาพต่ำกว่า ขีดจำกัดที่แนะนำตามปกติคือ 3 เปอร์เซ็นต์สำหรับวงจรย่อยและ 5 เปอร์เซ็นต์สำหรับวงจรย่อยบวกตัวป้อนรวมกัน สำหรับวงจรแบบเฟสเดียว แรงดันไฟฟ้าตกจะเท่ากับ 2 เท่าของความยาวทางเดียวคูณด้วยกระแสคูณความต้านทานของตัวนำต่อ 1,000 ฟุต หารด้วย 1,000 วงจรสามเฟสใช้ 1.732 แทนที่จะเป็น 2 เมื่อการทำงานใช้เวลานาน ตัวนำมักจะต้องเพิ่มขนาดให้เกินข้อกำหนดด้านแอมแปซิตี้ ความสัมพันธ์ระหว่างแรงดันที่จ่ายและกระแสโหลดนั้นครอบคลุมอยู่ในของเรา การทบทวนผลกระทบและการแก้ไขสายเคเบิลแรงดันไฟฟ้าขาเข้าและขาออก .

ตัวอย่างการทำงาน: การกำหนดขนาดลวดทองแดงสำหรับโหลด 30 A

รับโหลดต่อเนื่อง 30 A ที่ป้อนโดยวงจรเฟสเดียว 240 V โดยมีระยะเดินรถทางเดียว 40 ม. (ประมาณ 131 ฟุต) ตัวนำกระแสไฟสี่ตัวใช้ท่อร้อยสายร่วมกัน อุณหภูมิโดยรอบคือ 40°C และฉนวนสายเคเบิลอยู่ที่พิกัด 90°C

เริ่มจากคอลัมน์ 90°C ของตารางความเข้มข้น ตัวนำ AWG 10 ตัวมีอัตราฐานที่ 40 ก การใช้การแก้ไขสภาพแวดล้อม 0.91 สำหรับอุณหภูมิ 40°C และการปรับ 0.80 สำหรับตัวนำสี่ตัวจะให้ 40 × 0.91 × 0.80 = 29.1 ก ซึ่งต่ำกว่าโหลด 30 A ตัวนำ 8 AWG ที่มีพิกัดฐาน 55 อ ให้ค่า 55 × 0.91 × 0.80 = 40.0 ก ซึ่งอยู่เหนือโหลดได้อย่างสบายๆ

การตรวจสอบแรงดันไฟฟ้าตกสำหรับตัวนำ 8 AWG ใช้ความต้านทานประมาณ 0.78 โอห์มต่อ 1,000 ฟุตที่ 75°C แรงดันไฟฟ้าเฟสเดียวตกคือ 2 × 131 × 30 × 0.78 / 1000 = 6.1 V ซึ่งเท่ากับ 2.5 เปอร์เซ็นต์ของ 240 V และอยู่ภายในขีดจำกัดปกติ 3 เปอร์เซ็นต์ หากระยะวิ่งอยู่ที่ 100 ม. แทนที่จะเป็น 40 ม. แรงดันไฟฟ้าตกจะถึงประมาณ 6.4 เปอร์เซ็นต์ และตัวเลือกที่ถูกต้องจะเปลี่ยนเป็น 6 AWG แม้ว่าการคำนวณแอมแปซิตีจะผ่านไปแล้วก็ตาม

การเลือกสายเคเบิลอุตสาหกรรม: เมื่อความครอบคลุมมีความซับซ้อน

ในการเดินสายไฟในอาคารแบบอยู่กับที่ คำถามสำคัญคือขนาดตัวนำ ระดับความเป็นฉนวน และวิธีการติดตั้ง ในการใช้งานในอุตสาหกรรมและอุปกรณ์เคลื่อนที่ มีความกังวลอีกสามประการปรากฏขึ้น: ฮาร์โมนิค การงออย่างต่อเนื่อง และรอบการทำงาน

สายเคเบิล VFD: กระแสไฟไม่ใช่คลื่นไซน์ที่สะอาด

ไดรฟ์ความถี่แบบแปรผัน (VFD) ส่งเอาต์พุตแบบมอดูเลตความกว้างพัลส์ที่มีฮาร์โมนิค ฮาร์โมนิคจะเพิ่มการทำความร้อน RMS ของตัวนำ แม้ว่ากระแสพื้นฐานของมอเตอร์จะดูสมเหตุสมผล และขอบแรงดันไฟฟ้าที่รวดเร็วจะเน้นฉนวน สำหรับวงจรเอาท์พุตของไดรฟ์ สายเคเบิลที่มีฉนวนหุ้มซึ่งมีการจัดเรียงกราวด์แบบสมมาตรคือคำตอบตามปกติ และความครอบคลุมควรรวมระยะเผื่อสำหรับการเพิ่มความร้อนด้วย ข้อกำหนดเชิงปฏิบัติที่ครอบคลุมอยู่ในของเรา คำแนะนำเกี่ยวกับข้อกำหนดสายเคเบิล VFD สำหรับการเดินสายไดรฟ์แบบยืดหยุ่นที่มีฉนวนหุ้ม ควรตรวจสอบก่อนที่จะสรุปขนาด สำหรับการติดตั้งไดรฟ์ใหม่ จะต้องหุ้มฉนวน XLPE สายเคเบิลยืดหยุ่น VFD พร้อมฉนวนหุ้มทองแดง รวมพิกัดอุณหภูมิ 90°C เข้ากับแผงป้องกัน EMI ต่อเนื่องไว้ในชุดเดียว

BPYJVRP XLPE หุ้มฉนวน PVC หุ้มทองแดงถักป้องกันสายเคเบิลยืดหยุ่น VFD S เนื่องจาก BPYJVRP XLPE หุ้มฉนวน PVC หุ้มทองแดงถักป้องกัน VFD สายเคเบิลที่มีความยืดหยุ่นซัพพลายเออร์และ บริษัท ในประเทศจีน Junshuai เสนอขายส่ง... ดูผลิตภัณฑ์ →

โซ่ลากและสายงอต่อเนื่อง

อายุการใช้งานแบบยืดหยุ่นถูกกำหนดโดยการพันเกลียว รูปทรงของตัวนำ และวัสดุแจ็คเก็ต ไม่ใช่โดยความทึบ แม้ว่าทั้งสองจะมีปฏิสัมพันธ์กันในทางปฏิบัติก็ตาม ในพาหะเคเบิล ตัวนำมักจะมัดรวมและปิดล้อม ดังนั้นต้องใช้ค่าแฟกเตอร์ 0.80 สำหรับตัวนำ 4-6 ตัว หรือแย่กว่านั้นสำหรับมัดที่ใหญ่กว่า จะต้องนำไปใช้กับทุกคอร์ การตีเกลียวแบบละเอียดที่โค้งงอได้ดีจะร้อนกว่าเล็กน้อยสำหรับหน้าตัดเดียวกัน เนื่องจากช่องว่างอากาศระหว่างเกลียวจะลดพื้นที่นำไฟฟ้าที่มีประสิทธิภาพ แม้ว่าความแตกต่างจะน้อยพอที่จะทำให้ตารางค่าแอมแปซิตีมาตรฐานยังคงใช้ได้ เสื้อแจ็คเก็ตยังคงต้องทนต่อสภาพแวดล้อม ไม่ว่าจะเป็น PUR สำหรับการต้านทานน้ำมัน หรือ TPU สำหรับการเสียดสี ในขณะที่ทองแดงทำงานที่ค่าที่ลดลง

สายเชื่อม: รอบการทำงานจะเปลี่ยนการคำนวณ

สายเชื่อมแสดงให้เห็นว่าเหตุใด "เงื่อนไขการใช้งาน" จึงมีความสำคัญ สายเชื่อมได้รับการออกแบบสำหรับบริการแรงดันต่ำ กระแสสูงที่มีรอบการทำงานที่จำกัด ดังนั้นจึงได้รับการจัดอันดับโดยใช้ค่าที่ไม่ต่อเนื่อง แทนที่จะเป็นความครอบคลุมต่อเนื่อง เสื้อแจ็คเก็ตยางที่ยืดหยุ่นและพันเกลียวละเอียดพิเศษช่วยให้ม้วนและลากข้ามพื้นที่โรงงานได้ง่าย ก สายเชื่อมยางที่มีความแข็งแรงสูง ของหน้าตัดด้านขวาจะพากระแสของช่างเชื่อมโดยไม่มีความร้อนสูงเกินไป แต่สายเคเบิลเส้นเดียวกันนั้นไม่ใช่ทางเลือกที่ถูกต้องสำหรับวงจรกำลังไฟฟ้าต่อเนื่อง 24 ชั่วโมงที่พิกัดบนคอลัมน์ต่อเนื่อง

ซัพพลายเออร์สายเชื่อมยางความแข็งแรงสูง YH บริษัทขายส่ง - Jiangsu Jun ในฐานะซัพพลายเออร์และบริษัทสายเชื่อมยางความแข็งแรงสูง YH ในประเทศจีน Junshuai เสนอสายเชื่อมยางความแข็งแรงสูงขายส่งทางออนไลน์... ดูผลิตภัณฑ์ →

สิ่งที่ต้องระบุเมื่อคุณซื้อสายเคเบิล

เมื่อคุณขอใบเสนอราคา แค่ตัวเลขเกจเพียงอย่างเดียวก็ไม่เพียงพอ ซัพพลายเออร์จำเป็นต้องทราบวัสดุฉนวนและปลอกหุ้ม ระดับอุณหภูมิ จำนวนตัวนำกระแสไฟ อุณหภูมิแวดล้อม วิธีการติดตั้ง และดูว่าวงจรทำงานอย่างต่อเนื่องหรือเป็นระยะๆ เมื่อนั้นจึงจะสามารถตรวจสอบความทึบกับตารางที่ถูกต้องได้

สำหรับอุปกรณ์ที่ส่งออกไปยังอเมริกาเหนือ การรับรอง UL ทำให้สามารถตรวจสอบพิกัดได้ในระหว่างการตรวจสอบ ก สายไฟอเมริกาเหนือที่ผ่านการรับรอง UL ด้วยพิกัดอุณหภูมิที่พิมพ์ไว้ช่วยให้ผู้ตรวจสอบไฟฟ้าสามารถยืนยันว่าขนาดตัวนำตรงกับการป้องกันวงจร สำหรับการใช้งานแบบไดนามิก ตรรกะเดียวกันนี้จะใช้ไม่ว่าสายเคเบิลจะเป็นประเภทสายลาก สายม้วน หรือสายแบน เอกสารข้อมูลควรระบุความทึบภายใต้สภาวะการทำงาน ไม่ใช่แค่หน้าตัดขวาง

UL2586 ซัพพลายเออร์สายไฟในอเมริกาเหนือที่ผ่านการรับรอง UL, บริษัท ขายส่ง - Jia ในฐานะซัพพลายเออร์และบริษัทสายไฟในอเมริกาเหนือที่ได้รับการรับรอง UL2586 UL ในประเทศจีน Junshuai เสนอสายไฟในอเมริกาเหนือที่ได้รับการรับรอง UL ขายส่ง... ดูผลิตภัณฑ์ →

วิธีที่เชื่อถือได้ในการกำหนดขนาดวงจรใดๆ ก็คือการทำงานย้อนกลับจากโหลด อ่านกระแสไฟฟ้าเต็มโหลด เลือกขนาดตัวนำและพิกัดฉนวน ใช้การแก้ไขโดยรอบและการรวมกลุ่ม ตรวจสอบแรงดันไฟตกคร่อมระยะทางจริง และตรวจสอบว่าการป้องกันกระแสเกินตรงกับกฎของตัวนำขนาดเล็ก กระบวนการนั้นใช้เวลาไม่ถึงสิบนาทีและหลีกเลี่ยงข้อผิดพลาดที่มีราคาแพงและอาจเป็นอันตรายได้ ถือว่าตัวเลขเกจเป็นคะแนนปัจจุบัน .