محاسبه سطح مقطع کابل مسی – روش سایزینگ کابل

در این مقاله از وب سایت سِودا، مو به مو، به سراغ محاسبه سطح مقطع کابل مسی رفته ایم. اگر شما در حوزه تاسیسات برقی ساختمان فعالیت دارید، خوب میدانید که کابل ها و سیم ها برای انقال برق و انرژی الکتریکی هستند. برای اینکه جریان برق به درستی عبور کند، نیاز است تا کابل یا سیم با سطح مقطع استاندارد تهیه شود. در واقع محاسبه سطح مقطع کابل ها از جمله کابل مسی، از مهم ترین مراحل یک مهندس تاسیسات است.

اگر اطلاعاتتان در زمینه محاسبه سطح مقطع کابل و سایزینگ کابل کم است یا بروز نیست، اصلا جای نگرانی نیست 🙂 ۱۰ دقیقه وقت بگذارید، ادامه مطلب را بخوانید. در ادامه تمام آن چیزی که مربوط به سایزینگ کابل مسی و محاسبه سطح مقطع کابل نیز نیاز است، توضیح داده شده است.

علت اهمیت سایزینگ کابل و محاسبه سطح مقطع کابل مسی

بگذارید علت اهمیت سایزینگ کابل را با توضیحی ساده و مثال، شفاف سازی کنیم. ببینید دوستان عزیز، همانطور که میدانید سیم‌ها و کابل‌های برقی برای انتقال برق از یک نقطه به نقطه دیگر استفاده می‌شوند. در این فرآیند انتقال برق، انرژی الکتریکی به گرما تبدیل می‌شود و بخشی از انرژی الکتریکی که به گرما تبدیل می‌شود، به کابل یا سیم مورد استفاده خود پس داده می‌شود. این پدیده، به دلیل مقاومت الکتریکی مواد استفاده شده در کابل یا سیم اتفاق می‌افتد.

با افزایش جریان برق که از کابل یا سیم عبور می‌کند، مقاومت الکتریکی نیز افزایش می‌یابد و انرژی الکتریکی به میزان بیشتری به گرما تبدیل می‌شود. در نتیجه، کابل یا سیم گرم می‌شود و اگر این افزایش دما به حدی برسد که ماده سوختنی کابل یا سیم را به آتش بکشاند، آتش سوزی خواهیم داشت.

حال باید خاطر نشان کنیم که برای جلوگیری از خطر آتش سوزی و ایمنی برقی، باید کابل یا سیم با سطح مقطع کافی را استفاده کرد. در واقع به دلیل جلوگیری از آتش سوزی و حفظ سلامت کابل و تجهیزات است که قبل از شروع به کار تاسیساتی، سطح مقطع کابل اندازه گیری میشود. سطح مقطع کافی، به معنای سطح مقطع کابل یا سیمی است که جریان الکتریکی مورد نظر را بدون ایجاد خطر آتش سوزی انتقال دهد. با انتخاب سطح مقطع کافی، می‌توان از آتش سوزی و خطرات دیگری که از جریان برق بالا ناشی می‌شود، جلوگیری کرد. در مبحث 13 مقررات به طور کامل در مورد سایزینگ کابل توضیح داده شده است.

مثالی از روش کلی محاسبه سطح مقطع کابل مسی

برای محاسبه سطح مقطع کابل مسی، ابتدا باید جریان مورد نیاز برای بار مورد نظر را تعیین کنید. سپس با استفاده از جدول مشخصات فنی کابل‌های مسی، سطح مقطع مورد نیاز را به دست آورید. در ادامه، روش محاسبه سطح مقطع کابل مسی را برای مثالی فرضی توضیح می‌دهیم:

فرض کنید می‌خواهیم یک بار ۱۰۰ آمپر به یک بارداری الکتریکی وصل کنیم. با توجه به جدول مشخصات فنی کابل‌های مسی، جریان مورد نیاز برای بارداری الکتریکی به تقریب ۱۲۰ آمپر است. برای اطمینان از ایمنی و عدم خطر آتش‌سوزی، بهتر است کابل با ظرفیت بیشتری نصب شود. با توجه به اینکه جریان مورد نیاز برای بارداری ۱۲۰ آمپر است، سطح مقطع کابل مسی برای این جریان را می‌توان با استفاده از رابطه زیر محاسبه کرد:

سطح مقطع = جریان / (ضریب تسلیم) × (ضریب ضریب دما) × (ضریب ضریب خاکستری)

برای کابل‌های مسی به طول ۱۰ متر و با برچسب ۴۰۰ ولت، ضریب تسلیم معمولاً ۵۸ و ضریب ضریب دما ۰.۹۶ در نظر گرفته می‌شود. همچنین، ضریب ضریب خاکستری بستگی به نوع نصب کابل و شرایط محیطی دارد و می‌تواند از جدول مشخصات فنی کابل برای نوع مورد نظر به دست آید.

در اینجا، سطح مقطع کابل مسی برای جریان ۱۲۰ آمپر، به صورت زیر محاسبه می‌شود:

سطح مقطع = ۱۲۰ / (۵۸ × ۰.۹۶ × ۱) = ۲.۰۸ میلی‌متر مربع

بنابراین، سطح مقطع کابل مسی برای جریان ۱۲۰ آمپر و با شرایط محیطی مشخص شده، باید حداقل ۲.۰۸ میلی‌متر مربع باشد.

برای یادگیری سریع و جامع محاسبات سطح مقطع کابل در دوره های سودا شرکت کنید.

دوره محاسبات صفر تا صد سطح مقطع کابل

دانلود جزوه علائم مشخصه کابل ها

جزوه آشنایی با مفاهیم سیم و کابل

کابل کشی مقدماتی

استانداردهای محاسبات سایزینگ سطح مقطع کابل ها

در این مقاله برای معرفی فرمول های مربوط به محاسبات سایزینگ سطح مقطع کابل ها از استانداردهای زیر استفاده شده است:

• استاندارد (2001 (52-5-60364 IEC مربوط به کابل هاي فشار ضعیف
• استاندارد (2005(2-60502 IEC مربوط به کابل هاي فشار متوسط و قوي
• استاندارد 100 IPS-E-EL- مربوط به طراحی تجهیزات الکتریکی در صنعت نفت ایران

توجه داشته باشید در هر کجای این مقاله از علامت های [1]،[2]،[3] استفاده شد منظور استانداردهای زیر میباشد.

[1] IEC 60364-5-52:2001
[2] IEC 60502-2:2005(E)
[3] IPS-E-EL-100(1)/Feb.2012

---

محاسبه سطح مقطع هادی های فشار ضعیف

• محدودیت حداکثر جریان قابل تحمل
•  محاسبه ضریب اصلاح ضریب KD
• محدودیت مربوط به حداکثر افت ولتاژ مجاز
• محدودیت مربوط به جریان اتصال کوتاه
• مثال محاسبات انتخاب کابل
• هادي هاي فشار
• محاسبات سطح مقطع هادي هاي فشار قوي.
• روش هاي نصب هادي هاي فشار قوی
• نکات طراحی و سایزینگ
• جداول مربوط به انتخاب سطح مقطع هادي هاي فشار ضعیف
• جداول مربوط به انتخاب سطح مقطع هادي هاي فشار قوی

هادی های فشار ضعیف

با عبور جریان برق از کابل ها و هادي ها به دلیل وجود مقاومت الکتریکی در مسیر، قسمتی از توان توسط خط تلف شده و به انرژي گرمایی تبدیل می شود. این تلفات طبق رابطه ي زیر، متناسب با مقاومت الکتریکی هادي است.

همانطور که می دانید، مقدار مقاومت الکتریکی نیز مطابق رابطه زیر تعیین می شود:

در رابطه فوق، ρ مقاومت ویژه، L  طول بر حسب متر و A سطح مقطع بر حسب متر مربع است. همچنین  ρ=1/α که رسانایی ویژه است.

براي بسیاري از هادي هاي مسی، 56 = α است. این ضریب از روي مشخصات کابل مورد استفاده، تعیین می شود.

همانطور که در رابطه مقاومت الکتریکی دیده می شود، مقاومت با طول رابطه مستقیم و با سطح مقطع رابطه عکس دارد. بنابراین با افزایش سطح مقطع، می توان مقاومت الکتریکی هادي را کاهش و به دنبال آن تلفات گرمایی کابل ها و هادي ها کاهش می یابد. تلفات الکتریکی رخ داده بر روي مسیر، خود را به صورت گرما نشان میدهد و گرما باعث افزایش دماي هادي گردیده و چون هاديها از جنس فلزات با ضریب دمایی مقاومت ویژه مثبت میباشند (ضریب دمایی مقاومت ویژه دو فلز رایج در ساخت کابل و سیم یعنی مس و آلومینیوم در ناحیه خطی آن 0039.0 میباشد) با افزایش دما، مقاومت بیشتري از خود نشان میدهند.

هادي ها و عایق روي آن ها، قابلیت تحمل میزان مشخصی از گرما و حرارت را دارند. لذا چنانچه درجه حرارت کابل از حد مجازي که براي همان کابل بخصوص، تعیین گردیده است، بیشتر شود؛ این موضوع باعث از بین رفتن عایق کابل و در نتیجه موجب کاهش طول عمر کابل می گردد. میزان حرارت قابل تحمل براي عایق هاي مختلف در جدول 4-52 آورده شده

جدول شماره 4-52 محاسبه سایز کابل

انواع سیستم هاي انتقال برق با استفاده از هادي هاي الکتریکی در جدول 1-52 آورده شده است.

جدول شماره 1-52

انواع حالت هاي نصب کابل ها در سیستم هاي انتقال و توزیع برق در جدول 3-52 در ادامه، آورده شده است.

جدول شماره 3-52

جدول شماره 3-52

جدول شماره 3-52

جدول شماره 3-52

جدول شماره 3-52

جدول شماره 3-52

محاسبه سطح مقطع هادی های فشار ضعیف

براي محاسبه سطح مقطع هادی های الکتریکی فشار ضعیف (دارای ولتاژ کمتر از 1 کیلوولت)، در چند مرحله باید محدودیت های مختلف در نظر گرفته شده و با محاسبه  حدود و قیود، سطح مقطع مناسب براي کابل با در نظر گرفتن ملاحظات اقتصادي، طراحی شود

مهم‌ترین این محدودیت‌ها حداکثر جریان قابل تحمل کابل و حداکثر افت ولتاژ قابل تحمل تجهیزات می باشد. همچنین در نظر گرفتن محدودیت هایی نظیر محدودیت جریان اتصال کوتاه، محدودیت مربوط به هارمونیک ها و …. نیز باعث افزایش دقت محاسبه  سطح مقطع هادی‌های الکتریکی می‌شود. در ادامه به این محدودیت‌ها و نحوه محاسبه سطح مقطع کابل با در نظر گرفتن این عوامل، پرداخته خواهد شد.

حداکثر سطح مقطع کابل هاي استفاده شده در حالت تک هسته 240 میلی متر مربع و در حالت چند هسته 400 میلی متر مربع خواهد بود.

محدودیت حداکثر جریان قابل تحمل

براي محاسبه  حداکثر جریان قابل تحمل، باید ابتدا بار های الکتریکی قابل اتصال به کابل، در شرایط کار نامی، مشخص باشد. زمانی که توان الکتریکی متصل شده به کابل مشخص باشد، با استفاده از رابطه  توان الکتریکی، می‌توانیم، جریان کشیده شده از کابل را در حالت نامی، بدست آوریم.

P=√3 * I *COSØ

حال برای در نظر گرفتن اضافه بار لحظه ای، مقدار 20 درصد به این جریان بدست آمده اضافه کرده و این جریان را به عنوان جریان Ib در نظر می‌گیریم.

از آنجایی که جداول انتخاب سطح مقطع کابل براي شرایط استاندارد تعریف می شوند و شرایط نصب هادی در سیستم ما با شرایط استاندارد تفاوت دارد، باید از ضریب KD در محاسبات استفاده کنیم. به عبارت دیگر، با توجه به شرایط نصب، ضریب KD را (که در ادامه نحوه محاسبه آن آورده شده است) بدست می آوریم. حال طبق رابطه زیر مقدار جریان Id را محاسبه می کنیم.

ID=Ib/KD

با استفاده از جریان Id بدست آورده شده در رابطه فوق، به جداول موجود در پیوست 1 رجوع کرده و سطح مقطع مناسب را، با در نظر گرفتن محدودیت جریان قابل تحمل به دست می آوریم.

نکته: در حالتی که عدد بدست آمده، بین دو سطح مقطع بود، سطح مقطع بالاتر را انتخاب می‌کنیم.

بنابراین به صورت خلاصه روند انتخاب سطح مقطع با در نظر گرفتن این محدودیت به صورت زیر خواهد بود.

محاسبه ضریب اصلاح KD:

به دلیل اینکه شرایط نصب معمولا با شرایط درج شده در جداول موجود در پیوست 1 متفاوت است، از این ضریب اصلاح استفاده می‌کنیم. جداول موجود در پیوست 1 براي دمای خاك 20 درجه سانتی گراد و دماي هوای 30 درجه سانتی گراد در نظر گرفته شده اند، اما براي مثال در پالایشگاه اصفهان دمای هوا حداکثر 3.43 درجه سانتی گراد و دمای خاك 25 درجه سانتی گراد است. همچنین اعداد درج شده در جداول پیوست 1 ،با در نظر گرفتن حالتی که مقاومت حرارتی خاك برابر 2.5KM/W بوده، در نظر گرفته شده است.

عمق دفن کابل نیز از مواردی است، که باید به آن در حالت نصب دفنی کابل، توجه شود. جداول پیوست 1 براي نصب کابل در عمق 0.7 متر از سطح زمین در نظر گرفته شده است. در حالتی که کابل ها در عمق دیگری نصب شوند، از ضرایب تصحیح موجود در جدول 12.B پیوست 2 می توان استفاده کرد.

از طرف دیگر این جداول برای نصب یک کابل در نظر گرفته شده در حالتی که در اکثر موارد، چند کابل به صورت گروهی در کنار هم براي انتقال برق به کار می روند، که در این حالت نیز باید از ضریب تصحیح مناسب استفاده کرد.

بنابراین ضریب تصحیح Kd برای دو حالت نصب هوایی و دفنی به صورت زیر خواهد بود.

محدودیت مربوط به حداکثر افت ولتاژ مجاز

در صورتی که بار الکتریکی تغذیه شده از یک خط، مقاومتی باشد. (یا موتورهاي الکتریکی با ضریب توان نزدیک به 1 (از آنجایی که هادي ها و کابل هایی که تجهیزات را تغذیه می کنند، مقاومت الکتریکی دارند، در طول خط افت ولتاژ به وجود می آید. میزان این افت ولتاژ با مقاومت رابطه مستقیم دارد، بنابراین هرچه سطح مقطع هادی بیشتر باشد، مقاومت الکتریکی کمتر بوده و افت ولتاژ کاهش می‌یابد.

در صورتی که ولتاژ نسبت به مقادیر نامی کاهش یا افزایش یابد، مشکلات و اختلالاتی در کار تجهیزات الکتریکی به وجود می‌آید. این اختلالات بسته به نوع بار متفاوت خواهند بود. به عنوان مثال در موتور های آسنکرون، کاهش ولتاژ می‌تواند باعث افزایش جریان موتور و گرم شدن آن شود. همچنین افزایش ولتاژ تغذیه، بالاتر از حد نامی درج شده روی پلاك موتور، می تواند باعث آسیب دیدن عایق سیم پیچی موتور شود. مطابق استاندارد هاي [1] ،[2] و [3] حداکثر افت ولتاژ مجاز مطابق زیر خواهد بود.

موتورهای الکتریکی:

موتورهای 6KV : حداکثر 3 درصد ولتاژ نامی

طبق حداکثر افت ولتاژ براي موتور هاي MV و HV (ولتاژ بیشتر از 1 کیلوولت) برابر %3.25 ولتاژ نامی

موتورهای 0.4KV  

• تا توان 22kw:حداکثر 5 درصد ولتاژ نامی
• توان بین 23KW تا 55KW :حداکثر 5/4 درصد ولتاژ نامی
• توان بین 56KW تا 150KW :حداکثر 3 درصد ولتاژ نامی

– در هنگام راه اندازي موتور هاي الکتریکی، جریانی حدود 7 تا 10 برابر جریان نامی از فیدر تغذیه کشیده شده که این موضوع باعث افت ولتاژ تغذیه می شود. حداکثر افت ولتاژ در هنگام راه اندازي موتورهاي الکتریکی نباید از 15 درصد ولتاژ نامی بیشتر شود.

• حداکثر افت ولتاژ از فیدر تغذیه اصلی تا مرکز توزیع (Substation) باید برابر 1 درصد ولتاژ نامی باشد.
• حداکثر افت ولتاژ از محل تغذیه تا پنل هاي جانبی باید برابر 2 درصد ولتاژ نامی باشد.
• حداکثر افت ولتاژ از پنل هاي جانبی تا روشنایی باید برابر 3 درصد ولتاژ نامی باشد.

براي بدست آوردن محدودیت افت ولتاژ، با استفاده از سطح مقطعی که در قسمت محاسبه شد، افت ولتاژ را با استفاده از روابط زیر محاسبه می کنیم. در صورتی که افت ولتاژ بدست آمده از مقدار در نظر گرفته شده در استانداردها، ( که در صفحه قبل آورده شد) بیشتر باشد. یک رنج سطح مقطع کابل را افزایش داده و محاسبات را تکرار می کنیم.

روند افزایش سطح مقطع را تا جایی ادامه می دهیم که افت ولتاژ از مقدار استاندارد کمتر شود.

در بسیاري از موارد با تقریب، می توان از راکتانس سیستم صرف نظر کنیم. بنابراین روند محاسبه ي محدودیت سطح مقطع براساس افت ولتاژ به صورت زیر خلاصه می شود.

محدودیت مربوط به جریان اتصال کوتاه

تحمل جریان اتصال کوتاه کابل، باید به همراه مشخصه حفاظتی رله در نظر گرفته شود، تا در هنگام اتصال کوتاه قبل از اینکه رله عمل کند، مشکلی براي کابل به وجود نیاید. کمترین سطح مقطع کابل براي تحمل جریان اتصال کوتاه مطابق معادله زیر، تعیین می شود.

مقدار K را با استفاده از جدول زیر تعیین می کنیم:

با استفاده از فرمول زیر نیز، می توان مقدار K را تعیین کرد.

نکته: براي کابل هاي MV کمترین مقدار t می تواند 3.0 در نظر گرفته شود.

مطالب آموزشی مرتبط با برق ساختمان:

• آموزش کامل طراحی تابلو برق 
• انواع خطوط انتقال برق

مثال محاسبات انتخاب کابل

در یک پروژه براي تغذیه یک موتور الکتریکی از یک مرکز توزیع برق، به یک کابل مدفون شده زیر زمین (D (نیاز داریم. در صورتی که شرایط زیر برقرار باشد، می خواهیم کابل تغذیه مناسب را با در نظر گرفتن ملاحظات اقتصادي، انتخاب کنیم.

• توان موتور : 50KW
• ولتاژ : 400V
• فرکانس : 50HZ
• تعداد فاز : 3
• ضریب توان : 85.0
• طول کابل : 150m
• نوع عایق : XLPE
• نوع هادي : مس چند هسته اي
• کابل α : پنجاه – 50
• حداکثر دماي محیط : 40 درجه سانتی گراد
• دماي خاك : 25 درجه سانتی گراد
• مقاومت حرارتی خاك : 1.5KM/W
• عمق دفن کابل : 2 متر از سطح زمین
• جریان اتصال کوتاه : 50KA

نصب به صورت گروهی همراه دو کابل دیگر، با فاصله ي 25 سانتی متر از هم.

زمان رفع خطاي اتصال کوتاه توسط رله حفاظتی بالا دست 01.0 ثانیه است.

در قدم اول ابتدا جریان موتور را محاسبه می کنیم. با استفاده از فرمول توان داریم

   P=√3 * I *COSØ ⇒ 50000= √3 * 400 * I * 0.85 ⇒I = 84.9045

Ib = 84.9045 * 1.2 = 101.8854

حال می خواهیم ضریب تصحیح KD را از روي جداول بدست آوریم. همانطور که می دانیم، ابتدا باید ضرایب تصحیح K4, K3 , K2, K1 را براي حالت کابل دفنی محاسبه کنیم.

محاسبه  ضریب تصحیح K1 :

همانطور که در مشخصات فوق دیده می شود، دماي خاك برابر 25 درجه سانتی گراد ذکر شده است که با استفاده از جدول زیر(که در پیوست 1 نیز موجود است.)، ضریب تصحیح K1 برابر 96.0 خواهد شد.

محاسبه  ضریب تصحیح K2 :

همانطور که در مشخصات فوق دیده می‌شود، مقاومت حرارتی زمین برابر W/5KM.1 ذکر شده است که با استفاده از جدول زیر(که در پیوست 1 نیز موجود است.)، ضریب تصحیح K2 برابر 1.1 خواهد شد

محاسبه ضریب تصحیح K3 :

همانطور که در مشخصات فوق دیده می شود، نصب کابل به صورت گروهی همراه دو کابل دیگر، با فاصله ي 25 سانتی متر از هم ذکر شده است، (در این حالت کلا سه کابل به صورت موازي داریم.)که با استفاده از جدول زیر(که در پیوست 1 نیز موجود است.)، ضریب تصحیح K3 برابر 8.0 خواهد شد.

محاسبه  ضریب تصحیح K4 :

همانطور که در مشخصات فوق دیده می شود، عمق دفن کابل در این حالت 2 متر از سطح زمین ذکر شده است. با توجه به اینکه استاندارد [1 [که مربوط به کابل هاي فشار ضعیف است، در این مورد مسکوت مانده است، از جداول موجود در استاندارد [2 [که در پیوست 2 آمده است، براي این منظور استفاده می کنیم. همانطور که در جدول زیر دیده می شود، ضریب تصحیح K4 برابر 93.0 خواهد بود.

بنابراین ضریب تصحیح KD را به صورت زیر خواهیم داشت.

KD=K1+K2+K3+K4=0.96+1.1+0.8+0.93=0.7856

بنابراین جریان Id به صورت زیر بدست خواهد آمد:

Id=Ib/KD=101.8854/0.7856=129.6912

حال به جداول پیوست 1 مراجعه کرده و سطح مقطع مورد نظر را بدست می آوریم.

به دلیل اینکه عدد 129 بین دو عدد 122 و 144 قرار دارد، عدد بالاتر یعنی 144 را انتخاب می کنیم که متناظر با سطح مقطع 50 میلی متر مربع براي کابل مسی سه هسته اي با نحوه قرارگیري D است.

در قدم دوم می خواهیم، مقدار افت ولتاژ را برای این سطح مقطع بدست آوریم. براي این امر، ابتدا مقاومت الکتریکی را محاسبه می کنیم.

R1=L/αA=150/(56*50)=0.0536

مقاومتی که با رابطه فوق بدست می آوریم، مقاومت کلی سیم است، که با مقاومتی که در رابطه ي افت ولتاژ کابل وجود دارد، متفاوت است. در واقع این مقاومت با حاصل ضرب مقاومت واحد طول سیستم در طول سیستم بر حسب متر تقسیم بر هزار، برابر است.

R1=RL/1000

حال مقدار افت ولتاژ را براي این مقاومت بدست می آوریم:

که از حداکثر مقدار افت ولتاژ تعیین شده طبق استاندارد که مقدار %5.4 می باشد، کمتر است و این سطح مقطع محدودیت دوم را نیز برآورده می کند.

همانطور که گفته شد، در هنگام راه اندازي افت ولتاژ نباید از 15 درصد بیشتر شود. براي بررسی این موضوع افت ولتاژ را در هنگام راه اندازي بدست می آوریم. (فرض می کنیم در این موتور الکتریکی جریان راه اندازي نهایتا 7 برابر جریان نامی شود.

همانطور که دیده می‌شود، افت ولتاژ بدست آمده در هنگام راه اندازي کمتر از 15 درصد است و شرایط برآورده می‌شود. اما با توجه به نزدیکی عدد 14 به 15 می‌توان سطح مقطع کابل را یک رنج افزایش داد که این موضوع وابسته به نظر طراح و سایر ملاحظات می‌باشد.

در قدم سوم، با در نظر گرفتن جریان اتصال کوتاه برابر با 50KA با رابطه زیر، می توانیم حداکثر زمان رفع خط را محاسبه کنیم.

A=I*√t/K

From Table.4 for XPLE we have K=143

 50000*√t/143=50

t=0.02 sec→

همانطور که در مشخصات اولیه این مثال ذکر شده است، مقدار زمان رفع خطا توسط رله برابر 01.0 ثانیه است، بنابراین قبل از اینکه آسیبی به کابل برسد، رله حفاظتی خط را بی برق می کند.

جریان در مدار تک فاز

با استفاده از فرمول محاسبه جریان در مدار تک‌فاز، می‌توان جریان مورد نیاز را به صورت زیر محاسبه کرد:

I=W/V.Cosφ

که در اینجا، ( W ) توان ورودی، ( V ) ولتاژ مدار، و ( {Cosφ} ) ضریب توان می‌باشند. معمولاً، تجهیزات به صورت همزمان عمل نمی‌کنند، بنابراین ضریب ( kd ) به فرمول اضافه می‌شود. این ضریب از تقسیم حداکثر توان مصرفی همزمان به کل توان بارها به دست می‌آید و به آن ضریب مصرف یا همزمانی گفته می‌شود. بنابراین، فرمول به شکل زیر تبدیل می‌شود:

I=kd.W/V. Cosφ

همچنین، جریان مورد نیاز برای موتورهای تک‌فاز از طریق فرمول (I=kd.w/V.η. Cosφ) به دست می‌آید، که در این فرمول ( W ) توان خروجی موتور، ( eta ) راندمان موتور، ( V ) ولتاژ تغذیه موتور، و ( {Cosφ} ) ضریب قدرت می‌باشند.

جریان در مدار سه فاز

در شرایطی که یک موتور در حالت کار در ظرفیت اسمی خود قرار دارد، جریان مورد نیاز آن معادل I=w/√3.η. Cosφ است. در موتورهای سه فاز، در لحظه راه‌اندازی، جریان موتور ممکن است به 5 تا 7 برابر مقدار اسمی خود افزایش یابد، اما با توجه به کوتاه بودن زمان شارش، این افزایش جریان تاثیر چندانی بر روی سطح مقطع کابل ندارد. در نتیجه، می‌توان با استفاده از جریان موتور یا تجهیزات برقی، محاسبه سطح مقطع کابل مسی مورد نیاز برای موتور سه فاز را محاسبه کرده و کابل برق مناسب را انتخاب کرد.

محاسبه سطح مقطع کابل تک فاز

برای محاسبه سطح مقطع کابل تک فاز، نیاز است که با توجه به افت ولتاژ در مدار و سایر پارامترهای مهم، از فرمول زیر استفاده کنید:

 a=200ρℓICosφ/αV

در این فرمول، ( alpha ) درصد افت ولتاژ مجاز است که باید حداکثر به مقدار مشخصی محدود شود. علاوه بر این، ( rho ) مقاومت ویژه هادی کابل، ( a ) سطح مقطع سیم، ( ℓ ) مسافت، ( Cosφ ) ضریب توان و ( V ) ولتاژ مدار را نشان می‌دهد.

در صورتی که خط تغذیه بار یکسان نباشد، برای هر خط بار باید محاسبات جداگانه انجام شود و سپس سطح مقطع کابل‌های مسی با یکدیگر جمع می‌شود.

محاسبه سطح مقطع کابل سه فاز

روش سایزینگ کابل در مدارهای سه فاز، در شرایط تعادل، جریان خط نوترال صفر است. بنابراین، می‌توانیم سطح مقطع کابل مسی را در یکی از فازها محاسبه کنیم و به دست آمده را برای سایر فازها استفاده کنیم. این کار با استفاده از فرمول a=100plw/α(VL)2 قابل انجام است. در صورت عدم تعادل بارها، باید جریان مجاز و افت ولتاژ را برای هر فاز جداگانه محاسبه کرده و در نهایت سطح مقطع کابل مسی را مجدداً محاسبه کنیم. همچنین، در صورت وجود بارهای متفاوت در مسیر، باید هر بار را جداگانه محاسبه کرده و جمع کنیم.

سخن آخر در مورد سایزینگ کابل و محاسبه سطح مقطع کابل مسی

تا اینجا شما مو به مو با موضوع مهم محاسبه سطح مقطع کابل آشنا شدید و فرمول های محاسباتی برای سایزینگ کابل را با هم بررسی کردیم. حال اگر جایی سوال دارید، میتوانید از ما بپرسید (کامنت کنید) مهندسین سِودا در اسرع وقت پاسخ میدهند. همچنین اگر میخواهید سطح دانش و مهارت خود را در حوره تاسیسات برق ساختمان نیز به حداکثر برسانید و آنچنان اطلاعاتتان بالا رود که چندین سال جلوتر بیفتید، پیشنهاد میکنیم که دوره های طلایی سوِدا را از دست ندهید. 🙂