Tabela rozmiarów i natężenia kabli: jak odczytać natężenie prądu i wybrać odpowiedni kabel

Wyszukaj tabelę rozmiarów kabli i natężenia prądu, a znajdziesz dziesiątki tabel, które wyglądają na pewne i kompletne. Większość z nich nie jest w błędzie; są po prostu niekompletne. Bieżąca wartość wydrukowana obok rozmiaru przewodu jest wartością bazową, mierzoną w określonych warunkach: określonej temperaturze otoczenia, ograniczonej liczbie wiązek przewodów i maksymalnej temperaturze przewodu ustalonej przez materiał izolacyjny. Przenieś ten kabel do gorącego pomieszczenia technologicznego, zwiąż go w kanale z ośmioma innymi obwodami lub uruchamiaj go przy pełnym obciążeniu przez wiele godzin, a bezpieczny prąd spadnie.

W tym przewodniku wyjaśniono, co tak naprawdę oznaczają liczby w tabeli rozmiarów kabli i natężenia prądu, jak dostosować je do warunków panujących w Twojej lokalizacji oraz jak połączyć wynik z konstrukcją kabla, która będzie nadal służyć przez wiele lat.

Co właściwie mierzy tabela rozmiarów kabli i natężenia prądu

Natężenie prądu to maksymalny prąd, jaki przewodnik może przewodzić w sposób ciągły bez przekraczania jego temperatury znamionowej. Prąd przepływający przez miedź napotyka opór, opór wytwarza ciepło, które musi przejść przez izolację, przez ekran lub oplot, przez płaszcz i ostatecznie do otaczającego powietrza. Wykres rozmiaru kabla i natężenia prądu to po prostu podsumowanie tego, jak dobrze przebiega ta podróż dla każdego rozmiaru przewodu w jednym standardowym zestawie warunków testowych.

Dwa systemy rozmiarów, jedna tabela

Kable metryczne są wymiarowane według nominalnego przekroju przewodu w milimetrach kwadratowych. W Ameryce Północnej praktyka wykorzystuje AWG, skalę opartą na średnicy, w której mniejsza liczba oznacza grubszy przewodnik, plus kcmil dla największych rozmiarów. Przewodnik o przekroju 4 mm² i przewód 12AWG są na tyle blisko siebie, że często używa się ich do tych samych zadań, ale nie są identyczne, a wykres łączący oba systemy bez wyraźnego oznaczenia kolumn doprowadzi do błędnej odpowiedzi. Zanim zaufasz, sprawdź, którą kolumnę czytasz.

Stopień izolacji określa sufit

Na większości wykresów ten sam przewodnik miedziany pojawia się z trzema różnymi wartościami prądu, ponieważ jego izolacja może mieć temperaturę 60°C, 75°C lub 90°C. Wyższa dopuszczalna temperatura przewodnika oznacza większy prąd, zanim izolacja będzie zagrożona, dlatego konstrukcje z usieciowanego polietylenu i silikonu mają lepsze właściwości niż zwykły PVC. Jedna uwaga: najsłabszym ogniwem nie zawsze jest przewodnik. Rdzeń o temperaturze 90°C wewnątrz płaszcza o temperaturze 70°C lub zakończony złączem o temperaturze znamionowej 60°C nadal ogranicza obwód do najniższej wartości znamionowej w łańcuchu.

Tabela rozmiarów i natężenia kabli miedzianych

Poniższa tabela pokazuje typowe obciążalności miedzi dla typowych rozmiarów przewodów. Zakłada się, że temperatura otoczenia wynosi 30°C i nie więcej niż trzy przewody przewodzące prąd w bieżni lub kablu, co stanowi podstawę większości publikowanych tabel.

Warto zapamiętać jeden wzór: obciążalność prądowa nie rośnie wraz z przekrojem. Podwojenie powierzchni miedzi powoduje zwiększenie prądu o około 40 do 50 procent, a nie o 100 procent, ponieważ większy przewodnik ma proporcjonalnie mniejszą powierzchnię, z której może odprowadzać ciepło. Właśnie dlatego długie serie są często projektowane pod kątem spadku napięcia, a nie obciążalności prądowej, i dlatego sama tabela nigdy nie rozstrzyga o wyborze kabla.

Na pierwszym miejscu jest korekta temperatury

Wykresy są zwykle publikowane dla temperatury otoczenia 30°C. Jeśli kabel biegnie w miejscu, w którym powietrze jest cieplejsze, nad piecem, wewnątrz szczelnej szafy, w odlewni lub obok falownika fotowoltaicznego, wartość bazową należy pomnożyć przez współczynnik korygujący.

Sprawdzony przykład sprawia, że efekt jest oczywisty. Przewód 8 AWG o wartości znamionowej 50 A dla izolacji w temperaturze 75°C, zainstalowany w miejscu, w którym temperatura otoczenia osiąga 45°C, daje 50 × 0,82 = 41 A przed jakąkolwiek inną regulacją. Zaprojektuj na 41 A, a nie 50 A i dodaj margines, jeśli obciążenie jest ciągłe.

Czynniki obniżające wartości znamionowe, które wykres pomija

Temperatura to tylko pierwsza regulacja. Następujące czynniki również poruszają prąd użytkowy, a w obciążonej instalacji przemysłowej występuje kilka z nich jednocześnie.

• Liczba wiązek przewodów. Kiedy więcej niż trzy przewodniki przewodzące prąd dzielą bieżnię, tacę lub wiązkę, nagrzewają się one nawzajem. Typowe mnożniki wahają się od około 0,8 dla czterech do sześciu przewodów do 0,7 lub mniej dla siedmiu do dziewięciu.
• Metoda instalacji. Kabel na wolnym powietrzu schładza się znacznie lepiej niż ten sam kabel w zamkniętej rurze kablowej, w ścianie lub zakopany pod izolacją termiczną. Wykresy powinny określać, jaką metodę przyjmują.
• Ciągła służba. Obciążenia działające przez trzy godziny lub dłużej są zwykle traktowane jako ciągłe, a przewodnik jest dobierany na 125 procent prądu obciążenia. Obciążenia przerywane, takie jak spawanie lub podnoszenie, można traktować z większą hojnością.
• Harmonia. W trójfazowych systemach czteroprzewodowych zasilających obciążenia nieliniowe, w przewodzie neutralnym gromadzą się potrójne harmoniczne, dlatego może zaistnieć potrzeba, aby przewód neutralny był tego samego rozmiaru co przewody fazowe lub większy.
• Zginanie mechaniczne. Powtarzające się zginanie zmienia skręt, a co za tym idzie, efektywną powierzchnię miedzi, dlatego elastyczne zastosowania zasługują na dodatkową przestrzeń nad głową.

Miedź czy aluminium: jeden stół, dwie odpowiedzi

Przewodniki aluminiowe muszą być o około dwa rozmiary AWG większe od miedzianych, aby przewodzić ten sam prąd, a poza tym zachowują się inaczej na zakończeniach ze względu na tworzenie się tlenków i rozszerzalność cieplną. Wykresu sporządzonego dla miedzi nie należy nigdy czytać tak, jakby dotyczył aluminium. Aby uzyskać pełniejsze porównanie sposobu traktowania tych dwóch materiałów w opublikowanych normach, zapoznaj się z naszym przewodnikiem obciążalność miedzi i aluminium przegląda oceny obok siebie. Do celów wymiarowania krótka wersja jest prosta: zawsze należy sprawdzić, do jakiego materiału przewodnika należą dane liczby.

Gdzie wykres spotyka się z rzeczywistą konstrukcją kabla

Każda tabela natężenia prądu zakłada ogólny przewodnik. Kable faktycznie instalowane na maszynach mają ekrany, oploty, wypełniacze, druty drenażowe, stalowe elementy nośne i grube płaszcze, a każda warstwa znajduje się pomiędzy przewodnikiem a powietrzem. Konstrukcja nie zmienia fizyki, ale zmienia rozsądny margines.

Projekty północnoamerykańskie o rozmiarze AWG

Jeśli instalacja jest zgodna z praktyką obowiązującą w Ameryce Północnej, schemat, na którym będziesz pracować, będzie w formacie AWG, a sam kabel będzie zazwyczaj wymagał certyfikatu UL, zanim inspektor go podpisze. Poniższy przewód zasilający został wyprodukowany i przeznaczony do dokładnie tego rodzaju pracy, w rozmiarach AWG, które odpowiadają bezpośrednio tabelom natężenia prądu głównego nurtu, więc liczba odczytana w tabeli i liczba na szpuli zgadzają się.

Przewód zasilający z certyfikatem UL w Ameryce Północnej (UL2586) Pozycjonowanie produktu: „Wszechstronny kabel do okablowania sprzętu”, który równoważy moc wysokiego napięcia i integrację wielordzeniową, koncentrując się na obrabiarkach i ... Zobacz produkt →

Kable, które wyginają się miliony razy

Ciągłe zginanie jest czynnikiem, który najgorzej radzą sobie w tabelach obciążalności prądowej. Kabel prowadnika kablowego może być zginany tysiące razy dziennie, dlatego jego żyła jest drobno spleciona, dzięki czemu poszczególne żyły nie twardnieją i nie pękają. Drobne skręcenie oznacza również nieco mniej miedzi dla danej średnicy całkowitej, dlatego dobrą praktyką jest zachowanie dużego marginesu na wykresie i wybranie kabla zaprojektowanego pod kątem zginania, a nie kabla ogólnego przeznaczenia, który akurat pasuje do końcówki.

Przewód sterujący łańcucha przeciąganego z poliuretanu o dużej elastyczności (TRVV-PUR) Pozycjonowanie produktu: Nieekranowany, odporny na warunki atmosferyczne kabel holowniczy, przeznaczony do przenoszenia mocy w ekstremalnych warunkach. Zobacz produkt →

Praca przerywana i duży prąd

Przewody spawalnicze, silniki wciągników i obwody rozruchowe pobierają duże prądy przez krótkie okresy, a następnie zatrzymują się. Ponieważ ciepło ma czas na rozproszenie pomiędzy operacjami, gumowy kabel spawalniczy może bezpiecznie pracować przy wyższej gęstości prądu, niż sugeruje tabela sporządzona dla pracy ciągłej. Rozmiar dostosowany do cyklu pracy i rzeczywistego otoczenia, a nie tylko do odczytu szczytowego natężenia prądu, i utrzymuj żyłę przewodu odpowiednią do obsługi, jaką otrzymuje kabel.

Gumowy kabel spawalniczy o wysokiej wytrzymałości (YH) Pozycjonowanie produktu: Dedykowany niskonapięciowy kabel wysokoprądowy do spawarek, skupiający się na niskiej impedancji i dużej obciążalności prądowej. Nadaje się do... Zobacz produkt →

Praktyczna lista kontrolna wyboru

Praca od obciążenia z powrotem do kabla jest szybsza niż zaczynanie od schematu z nadzieją, że będzie pasować.

1. Ustal rzeczywisty prąd obciążenia i zastosuj margines pracy ciągłej, zwykle 125 procent.
2. Odczytaj bazową obciążalność prądową z tabeli dla rozmiaru przewodu i klasy izolacji, którą zamierzasz zastosować.
3. Zastosuj współczynnik korekcji temperatury otoczenia dla najgorętszej realistycznej lokalizacji, a nie średniej.
4. Zastosuj współczynniki obniżające parametry łączenia i instalacji dla rzeczywistej trasy.
5. Sprawdź spadek napięcia na całej długości obwodu i zwiększ go, jeśli spadek przekroczy limit tolerowany przez Twój sprzęt.
6. Potwierdź, że konstrukcja, skrętka, ekranowanie i materiał płaszcza odpowiadają środowisku mechanicznemu i chemicznemu.
7. Przed złożeniem zamówienia sprawdź certyfikaty wymagane przez Twój rynek docelowy, takie jak UL, CE lub CCC.

Przeczytaj poprawnie, tabela rozmiarów kabli i amperów dobrze odpowiada na jedno pytanie: ile prądu może przewodzić przewodnik w określonym i dość łagodnym środowisku. Wszystko, czego nie może wiedzieć wykres, rzeczywista temperatura w pomieszczeniu, liczba kabli w korytku, sposób poruszania się kabli i długość trasy, to właśnie tam faktycznie dzieje się inżynieria. Popraw obie połówki, a kabel wytrzyma sprzęt, który zasila.

Jeśli wolisz pracować nad konkretną aplikacją, nasze zespół zajmujący się produkcją kabli specjalistycznych może sprawdzić prąd, trasę i środowisko oraz zalecić konstrukcję i rozmiar przewodu, który pasuje do zadania, a nie przeciętny.