ظرفیت حمل جریان یک رسانا یا کابل عایق بندی حداکثر جریانی است که می تواند بدون تجاوز از درجه حرارت خود به طور مداوم حمل کند. همچنین به عنوان ampacity شناخته می شود. جدول جریان مجاز سیم می تواند میزان جریان های استاندارد را نمایش دهد. اطلاعات داخل جدول می تواند شامل سیم افشان، کابل افشان، ... شود.
محاسبه جدول جریان مجاز سیم
درصورتی که بخواهید جریان مجاز سیم را محاسبه کنید، باید بدانید که پارامترهای مختلفی هست که باید مورد توجه قرار گیرد. از مهمترین عوامل می توان به موارد زیر اشاره کرد.
جریان های عبوری مجاز از سیم و کابل اینطور معین می شود که در تمامی نقاط از سیم و کابل، حرارت تولید شده در اثر عبور جریان به راحتی به محیط منتقل شود. درجه حرارت عایق سیم و کابل در سطح هادی آن ها در سیم و کابل با عایق پی وی سی نباید از 70 درجه سانتیگراد بالاتر رود. جریان های عبوری مجاز برای کابل های برق که در داخل خاک قرار دارند، براساس قرارگیری کابل روی بستری از ماسه نرم محاسبه می شود، این در حالی است که پس از خاکریزی روی کانال کابل ها، سطح با آجر فرش شود. همچنین کابل در مسیرش می تواند از داخل لوله فولادی که طول آنها بیش از 6 متر نباشد عبور کند. جریان مجاز کابل ها در فضای آزاد براساس ضریب بار یک و در هوای با 30 درجه سانتی گراد محاسبه شده است. جریان مجاز کابل های در زمانی که به طور کامل داخل آب قرار می گیرند، 1.15 برابر جریان در کابل قرار گرفته در خاک هستند. این در حالتی است که اگر بخشی از کابل در خاک و یا در هوای آزاد باشد، جهت تعیین جریان عبوری کابل، قسمت های درون خاک یا هوای آزاد مدنظر قرار خواهند گرفت.
مشاوران نت‌کابل به همه سوالات شما پاسخ می‌دهند.
برای خرید انواع سیم و کابل بهمراه مشاوره تخصصی با شماره 02191072654 تماس بگیرید.
محاسبه ظرفیت حمل جریان
در حالی که کابل ها در حال کار هستند ، متحمل تلفات الکتریکی می شوند که به صورت گرما در هادی ، عایق و سایر اجزای فلزی در ساختمان ظاهر می شوند. درجه بندی فعلی به نحوه دفع این گرما از طریق سطح کابل و به مناطق اطراف آن بستگی دارد. درجه حرارت کابل عاملی تعیین کننده در ظرفیت حمل جریان کابل است. حداکثر درجه حرارت برای کابل اساساً توسط مواد عایق تعیین می شود. بسیاری از اطلاعات جهت میزان جریان در جدول جریان مجاز سیم وجود دارد.
با انتخاب دمای محیط به عنوان پایه برای محیط اطراف ، افزایش دمای مجاز در دسترس است که می توان حداکثر درجه بندی کابل را برای یک محیط خاص محاسبه کرد. اگر مقادیر مقاومت حرارتی برای لایه های مواد در ساختار کابل شناخته شده باشد ، می توان رتبه های فعلی را محاسبه کرد.
فرمول محاسبه ظرفیت حمل جریان: 
I = رتبه فعلی مجاز
∆Φ = افزایش دمای هادی در (K)
R = مقاومت جریان متناوب در واحد طول هادی در حداکثر دمای کار (Ω / متر)
Wd = افت دی الکتریک در واحد طول برای عایق اطراف هادی (W / m)
T1 = مقاومت حرارتی در واحد طول بین یک هادی و غلاف (K m / W)
T2 = مقاومت حرارتی در واحد طول ملافه بین غلاف و زره پوش (K m / W)
T3 = مقاومت حرارتی در واحد طول غلاف خارجی کابل (K m / W)
T4 = مقاومت حرارتی در واحد طول بین سطح کابل و محیط اطراف (K m / W)
n = تعداد هادی های حمل بار در کابل (هادی هایی با اندازه برابر و حمل بار یکسان)
λ1 = نسبت تلفات در غلاف فلزی به تلفات کلی در کلیه هادی های آن کابل
λ2 = نسبت تلفات در زره پوش به تلفات کل در همه هادی های آن کابل.
رتبه بندی فعلی کابل
تعریف: درجه فعلی کابل به عنوان حداکثر ظرفیت حمل جریان کابل در شرایط کار عادی تعریف می شود. رتبه بندی فعلی کابل برق حد بالای انتقال قدرت توسط کابل را تعیین می کند. این بیشتر به دمای عایق و مقاومت الکتریکی هادی بستگی دارد. درجه بندی کابل در سه عنوان طبقه بندی می شود. 1.حداکثر درجه بندی جریان مداوم، 2.رتبه بندی بیش از حد فعلی، 3.رتبه بندی اتصال کوتاه
انواع مختلف درجه بندی جریان کابل ها در زیر با جزئیات توضیح داده شده است.
ظرفیت حمل جریان عادی یا ایمن، ظرفیت حمل جریان عادی یا ایمن به برخی از عوامل بستگی دارد. برخی از فاکتورهای مهم عبارتند از: حداقل دمای عملکرد رسانا ، خصوصیات اتلاف گرما در کابل ها و شرایط نصب. برای محاسبه ظرفیت حمل جریان کابل ، مقاومتهای حرارتی غلاف و کابل نادیده گرفته می شوند. گرمای تولید شده در کابل به دلیل تلفات مختلفی است، که از طریق مسیرهای مختلف به هوا یا زمین منتقل می شود. این مسیرها مقاومت های مختلفی را در برابر جریان گرما ایجاد می کنند.
در کابل سه فاز ، هر سه هادی در یک دما هستند. گرمای تولید شده از طریق دی الکتریک در سه مسیر موازی از هادی به غلاف ها به بیرون جریان می یابد. مقاومت های حرارتی بین هسته و غلاف را می توان gc1 ، gc2 و gc3 فرض کرد. سپس از میان مقاومت gb ، زره پوش فلزی مقاومت g عبور می یابد. در آخر ، بسته به روش نصب کابل به هوا یا زمین اطراف منتقل می شود.
اجازه دهید مقاومت حرارتی مسیر جریان حرارتی خارجی ge باشد ، به عنوان مثال ، ge مقاومت حرارتی بین سطح خارجی کابل و محیط است. مقاومت حرارتی قسمت فلزی یعنی صفحات ، غلاف و زره پوش بسیار ناچیز است. گرما به دلیل از بین رفتن هسته ایجاد می شود.
جایی که θ = اختلاف دما بین حداکثر دمای مجاز و محیط 
بنابراین ، حداکثر امتیاز فعلی توسط 
بنابراین ، حداکثر امتیاز فعلی توسط 
که در آن Rθ = مقاومت متناوب در واحد طول هادی در حداکثر دمای عملیاتی از جمله میزان تأثیر برای پوست و مجاورت
n = تعداد هادی بارگذاری شده در کابل
gd = مقاومت حرارتی دی الکتریک
gb = مقاومت حرارتی ملافه بین غلاف و زره پوش
g’s = مقاومت حرارتی خدمت
ge = مقاومت حرارتی بین سطح خارجی کابل و محیط
λ = ضریب از دست دادن غلاف ، به عنوان مثال ، افزایش کسری در a.c. مقاومت هادی برای از بین رفتن غلاف
بیش از رتبه فعلی، درجه بندی بیش از حد فعلی به شرایط حرارتی کابل بستگی دارد. مقدار حداکثر درجه بندی جریان مداوم کابل ها توسط تولید کنندگان تأمین می شود. درجه بندی معتبر برای شرایط تعیین شده نصب (عمق تخمگذار ، دمای زمین ، دمای هوا و غیره)
رتبه بندی اتصال کوتاه، در شرایط اتصال کوتاه ، جریان جریان از طریق کابل ها چندین برابر مقدار بار کامل جریان است. گرمای تولید شده در هادی متناسب با مربع جریان است. مدت زمان اتصال کوتاه بسیار کم است. افزایش دما در شرایط اتصال کوتاه بیشتر از حداکثر درجه حرارت مجاز برای درجه بندی مداوم است.
درجه اتصال کوتاه کابل به حداکثر جریان بدست آمده توسط کابل در شرایط اتصال کوتاه بستگی دارد. مقدار بی خطر دمای محدود معمولاً 120 درجه سانتیگراد ، برای حداکثر درجه حرارت هادی کار مداوم 80 درجه سانتیگراد و افزایش درجه حرارت مجاز 50 درجه سانتیگراد در نظر گرفته می شود. جریان کوتاه با فرمول اندازه گیری می شود، مقدار جریان به افزایش دما بستگی دارد.
Isc = جریان RMS اتصال کوتاه
A = سطح مقطع هادی
t = مدت زمان جریان اتصال کوتاه
k = یک ثابت
تطبیق اندازه سیم با آمپر مدار در جدول جریان مجاز سیم
هر زمان که مدار تمدید یا سیم کشی می شود ، یا مدار جدیدی نصب می شود ، بسیار مهم است که سیم کشی جدید با هادی های سیم انجام شود که اندازه آنها برای درجه ولتاژ مدار مناسب باشد. هرچه میزان آمپراژ مدار بیشتر باشد ، برای جلوگیری از گرمای بیش از حد که می تواند سیم ها را ذوب کرده و باعث آتش سوزی شود ، باید سیم ها بزرگتر باشند. اندازه مدار مناسب ، همانطور که توسط آمپراژ نشان داده می شود ، توسط عوامل مختلفی تعیین می شود ، از جمله بار برنامه ریزی شده روی مدار ، تعداد خروجی ها یا وسایل روشنایی و طول مدار. هرچند که آمپراژ مناسب تعیین شود ، بسیار مهم است که سیم سنج مورد استفاده در مدار برای آمپراژ قطع کننده مدار مناسب باشد.
اندازه سیمها
اگر خرید سیم برق را انجام داده اید ، احتمالاً متوجه شده اید که انواع مختلفی از اندازه سیم برای انتخاب وجود دارد. انواع مختلف سیم برای استفاده های مختلف در نظر گرفته شده است ، اما با استفاده از هر یک از این نوع سیم ها ، دانستن اندازه سیم مناسب یا اندازه گیری آن ، کلید اصلی انتخاب درست است. اندازه سیم توسط سیستم Wire Gauge (AWG) اندازه گیری می شود. سیم سنج اندازه فیزیکی سیم را نشان می دهد ، که با یک عدد مشخص می شود که مخالف قطر هادی ها است - به عبارت دیگر ، هرچه تعداد سیم سنج کوچکتر باشد ، قطر سیم بزرگتر است. اندازه های معمول شامل سیم های 14- ، 12- ، 10- ، 8- ، 6- و 2- گیج است. اندازه سیم تعیین می کند که چه میزان جریان می تواند با اطمینان از سیم عبور کند.
جریان الکتریکی در ظرفیت متغیر اندازه گیری می شود و هر سنج سیم دارای حداکثر ظرفیت حمل ایمن است. برای کابل های غیر فلزی استاندارد (NM) ، این ظرفیت آمپراژها عبارتند از:
این درجه بندی ها برای کابل های روکش دار مس NM استاندارد است ، اما مواردی وجود دارد که این درجه بندی های آمپراژ متفاوت هستند. به عنوان مثال ، سیم کشی آلومینیوم در برخی از خانه ها وجود دارد و سیم های آلومینیومی ظرفیت حمل ظرفیت خاص خود را دارند. سیم آلومینیوم زمانی به طور گسترده ای مورد استفاده قرار می گرفت ، اما از آنجا که مشخص شد آلومینیوم در زیر بار پروفیل انبساط بیشتری دارد ، اغلب اتصالات سیم را شل می کند و گاهی باعث آتش سوزی برق می شود. این بدان معنا نیست که شما فقط به دلیل داشتن سیم آلومینیومی لزوماً در معرض خطر هستید ، زیرا اگر اتصالات بیش از حد زیاد نباشد ممکن است برای همیشه کار کند. اما ارزیابی و جایگزینی سیم کشی مس ممکن است ایده خوبی باشد.
رشته در مقابل سیم جامد
یک نکته دیگر که باید بخاطر بسپارید انتخاب سبک سیم متناسب با نیاز شماست. بعضی از سیم ها رشته ای هستند ، در حالی که سیم های دیگر از یک هادی مسی جامد تشکیل شده است. در تاسیسات با استفاده از مجرای فلزی ، سیم جامد همیشه به این آسانی کشیده نمی شود که لوله دارای خمش زیادی باشد. اما سیم های جامد معمولاً زیر پایانه های پیچ مانند اتصالات موجود در سوئیچ ها و مخازن استاندارد آسان تر هستند. اگرچه در کاربردهای استاندارد ، سیمها در مجرا یا کابل NM برای سیم کشی منازل سیم 14 ، 12 یا 10 گیگابایتی خواهد بود که یک هادی مسی جامد است.
چرا سیم سنج مهم است
در حالی که قطع کننده های مدار یا فیوزها از محافظت بیش از حد سیم ها و گرم شدن بیش از حد آنها محافظت خوبی دارند ، اما محافظت مطلق ندارند. هر دو این دستگاه ها برای احساس بار اضافی جریان و قطع یا "دمیدن" قبل از گرم شدن بیش از حد سیم ها تا نقطه خطر ، طراحی شده اند. اما ضد عفونی نیستند و هنوز هم مهم است که با اتصال بیش از حد لوازم خانگی به مدار ، از ولتاژ بیش از حد آمپر در هر مدار خاص جلوگیری کنید. در هر زمان که دستگاه یا دستگاهی سعی در تأمین برق مدار بیش از حد دارد ، احتمال خطر وجود دارد. به عنوان مثال ، اتصال یک بخاری با قدرت 20 آمپر به یک مدار 15 آمپری سیم دار با سیم 14 گیگابایت یک خطر آشکار دارد. در صورت عدم کارکرد صحیح قطع کننده مدار ، آن بخاری جریان بیشتری از سیم‌هایی که در حالت عادی از عهده سیمها برمی آیند ، خواهد گرفت و می تواند سیمها را تا حدی که ذوب عایق اطراف سیمها و مشتعل شدن مواد اطراف می شود ، گرم کند.
از طرف دیگر ، با اتصال لوازم خانگی با بار الکتریکی خفیف به مدارهایی با سیم های سنج سنگین تر و میزان آمپراژ بالاتر ، هیچ خطری وجود ندارد. مدار ، هر چه به آنها وصل شده است ، برق مورد تقاضا را ترسیم می کند. بنابراین ، به عنوان مثال ، اجرای یک کامپیوتر لپ تاپ با شدت آمپر بسیار کم در مدار 20 آمپر سیم دار با سیم 12 گیج کاملاً مناسب است. پتانسیل خطر با استفاده از طناب های کششی سبک خانگی بیشتر نمایان می شود. بسیاری از آتش سوزی های خانگی هنگامی رخ داده است که از سیم برق روشن با سیم 16 عیار برای تأمین انرژی بخاری یا لوازم گرمایشی نوعی استفاده می شود. اکثر تولیدکنندگان از استفاده از هرگونه سیم داخلی با بخاری های قابل حمل منصرف می شوند ، اما اگر یکی از آن ها استفاده شود ، باید یک سیم سنگین با درجه قدرت آمپراژ بالا باشد که با آمپراژ دستگاه و مدار مورد نظر مطابقت داشته باشد.
منبع