Kabelstørrelse og amperediagram: Sådan læser du ampacitet og vælger det rigtige kabel

Søg efter et diagram over kabelstørrelser og ampere, og du vil finde snesevis af borde, der ser selvsikre og komplette ud. De fleste af dem er ikke forkerte; de er simpelthen ufuldstændige. Det aktuelle tal trykt ved siden af ​​en lederstørrelse er en basislinjeværdi, målt under et specifikt sæt betingelser: en defineret omgivelsestemperatur, et begrænset antal bundtede ledere og en maksimal ledertemperatur indstillet af isoleringsmaterialet. Flyt det kabel ind i et varmt anlægsrum, bundt det ind i en rørledning med otte andre kredsløb, eller kør det ved fuld belastning i timevis ad gangen, og den sikre strøm falder.

Denne vejledning forklarer, hvad tallene i et kabelstørrelses- og amperediagram egentlig betyder, hvordan du justerer dem til forholdene på dit websted, og hvordan du forbinder resultatet med en kabelkonstruktion, der stadig vil være i drift år fra nu.

Hvad en kabelstørrelse og ampere-diagram faktisk måler

Ampacity er den maksimale strøm, en leder kan bære kontinuerligt uden at skubbe dens isolering over dens nominelle temperatur. Strøm, der strømmer gennem kobber, møder modstand, modstand producerer varme, og den varme skal rejse ud gennem isoleringen, gennem ethvert skjold eller fletning, gennem jakken og til sidst ind i den omgivende luft. Et diagram over kabelstørrelser og ampere er simpelthen en oversigt over, hvor godt den rejse fungerer for hver lederstørrelse under ét standardsæt af testbetingelser.

To størrelsessystemer, et bord

Metriske kabler dimensioneres efter nominelt ledertværsnit i kvadratmillimeter. Nordamerikansk praksis bruger AWG, en diameterbaseret skala, hvor et mindre tal betyder en tykkere leder, plus kcmil for de største størrelser. En 4 mm² leder og en 12 AWG leder er tæt nok til, at de ofte bruges til de samme opgaver, men de er ikke identiske, og et diagram, der blander de to systemer uden at markere kolonnerne tydeligt, vil føre dig til det forkerte svar. Tjek hvilken klumme du læser, før du stoler på den.

Isoleringsgraden sætter loftet

Den samme kobberleder vises med tre forskellige strømværdier i de fleste diagrammer, fordi dens isolering kan være normeret til 60 °C, 75 °C eller 90 °C. En højere tilladt ledertemperatur betyder mere strøm, før isoleringen er i fare, hvorfor tværbundne polyethylen- og silikonekonstruktioner udkonkurrerer almindelig PVC. En advarsel: Det svageste led er ikke altid lederen. En 90 °C kerne inde i en 70 °C kappe eller afsluttet i et stik, der er normeret til 60 °C, begrænser stadig kredsløbet til den laveste rating i kæden.

Kobberkabelstørrelse og amperediagram

Tabellen nedenfor viser typiske kobberampaciteter for almindelige lederstørrelser. Det forudsætter en omgivelsestemperatur på 30 °C og ikke mere end tre strømførende ledere i en løbebane eller kabel, hvilket er grundlaget for de fleste offentliggjorte tabeller.

Et mønster er værd at huske: ampaciteten vokser ikke i takt med tværsnittet. En fordobling af kobberarealet tilføjer omkring 40 til 50 procent mere strøm, ikke 100 procent, fordi en større leder har forholdsmæssigt mindre overfladeareal, hvorfra der kan afgive varme. Det er præcis derfor, at lange kørsler ofte opjusteres for spændingsfald frem for ampacitet, og hvorfor diagrammet alene aldrig afgør et kabelvalg.

Temperaturkorrektion kommer først

Diagrammer udgives normalt for en omgivelsestemperatur på 30 °C. Hvis dit kabel løber, hvor luften er varmere, over en ovn, inde i et forseglet skab, i et støberi eller ved siden af ​​en solcelle-inverter, skal basistallet ganges med en korrektionsfaktor.

Et gennemarbejdet eksempel gør effekten tydelig. En 8 AWG leder vurderet til 50 A for 75 °C isolering, installeret hvor omgivelsestemperaturen når 45 °C, giver 50 × 0,82 = 41 A før enhver anden justering. Design mod 41 A, ikke 50 A, og tilføj en margen, hvis belastningen er kontinuerlig.

Deratingfaktorer, diagrammet udelader

Temperaturen er kun den første justering. Følgende faktorer flytter også den anvendelige strøm, og i en travl industriinstallation gælder flere af dem på samme tid.

• Antal bundtede ledere. Når mere end tre strømførende ledere deler en løbebane, bakke eller bundt, opvarmer de hinanden. Typiske multiplikatorer spænder fra omkring 0,8 for fire til seks ledere ned til 0,7 eller mindre for syv til ni.
• Installationsmetode. Et kabel i fri luft køler langt bedre end det samme kabel i et lukket rør, i et væghul eller begravet under termisk isolering. Diagrammer bør angive, hvilken metode de antager.
• Kontinuerlig pligt. Belastninger, der løber i tre timer eller mere, behandles normalt som kontinuerlige, og lederen er dimensioneret til 125 procent af belastningsstrømmen. Intermitterende belastninger såsom svejsning eller hejsning kan behandles mere generøst.
• Harmoniske. I trefasede firtrådssystemer, der føder ikke-lineære belastninger, akkumuleres tredobbelte harmoniske i nulpunktet, så nullederen skal muligvis have samme størrelse som faselederne eller større.
• Mekanisk bøjning. Gentagen bøjning ændrer strandingen og dermed det effektive kobberområde, så fleksible applikationer fortjener ekstra frihøjde.

Kobber eller aluminium: Et bord, to svar

Aluminiumsledere skal være omkring to AWG-størrelser større end kobber for at bære den samme strøm, og de opfører sig anderledes ved afslutninger på grund af oxiddannelse og termisk ekspansion. Et diagram bygget til kobber må aldrig læses, som om det gjaldt aluminium. For en mere fyldig sammenligning af, hvordan de to materialer behandles i offentliggjorte standarder, kan du læse vores guide til kobber versus aluminium ampacitet går gennem bedømmelserne side om side. Af hensyn til dimensionering er den korte version enkel: Bekræft altid, hvilket ledermateriale numrene tilhører.

Hvor diagrammet møder ægte kabelkonstruktion

Hver ampacitetstabel forudsætter en generisk leder. Kabler, der faktisk er installeret på maskiner, bærer skjolde, fletninger, fyldstoffer, afløbstråde, stålstøtteelementer og tykke jakker, og hvert lag sidder mellem lederen og luften. Konstruktion ændrer ikke fysikken, men den ændrer, hvor meget margin der er fornuftigt.

Nordamerikanske projekter i størrelsen AWG

Når installationen følger nordamerikansk praksis, vil det diagram, du arbejder ud fra, være i AWG, og selve kablet skal normalt have en UL-liste, før en inspektør vil underskrive det. Strømkablet nedenfor er fremstillet og listet til præcis den slags arbejde, i AWG-størrelser, der er knyttet direkte til de almindelige ampacitetstabeller, så det tal, du læser i diagrammet, og nummeret på rullen stemmer overens.

UL-certificeret nordamerikansk strømledning (UL2586) Produktpositionering: Et "kabel til ledninger til hele udstyret", der balancerer højspændingsstrøm og multi-core integration, med fokus på værktøjsmaskiner og høj temperatur ... Se produkt →

Kabler, der bøjer millioner af gange

Kontinuerlig bøjning er den faktor, som kapacitetstabeller håndterer dårligst. Et trækkædekabel kan bøjes tusindvis af gange om dagen, hvorfor dets leder er fintrådet, så enkelte ledninger ikke hærder og brækker. Fintråding betyder også lidt mindre kobber for en given overordnet diameter, så det er god praksis at holde en generøs margen på diagrammet og at vælge et kabel, der er konstrueret til at bøje, snarere end et almindeligt kabel, der tilfældigvis passer til terminalen.

High-Flex Polyurethan Drag Chain Control Kabel (TRVV-PUR) Produktplacering: Et uskærmet vejrbestandigt træklinekabel, der fokuserer på kraftoverførsel i ekstreme miljøer. Se produkt →

Intermitterende drift og høj strøm

Svejseledninger, hejsemotorer og startkredsløb trækker store strømme i korte perioder og holder derefter pause. Fordi varmen har tid til at spredes mellem operationer, kan et gummisvejsekabel sikkert køre ved en højere strømtæthed, end et diagram skrevet til kontinuerlig drift antyder. Størrelse for driftscyklussen og den virkelige omgivelse, ikke kun for den maksimale ampereaflæsning, og hold ledertrådningen passende til den håndtering, som kablet modtager.

Højstyrke gummisvejsekabel (YH) Produktpositionering: Et dedikeret lavspændings højstrømskabel til svejsemaskiner med fokus på lav impedans og høj strømbærende kapacitet. Den er velegnet til... Se produkt →

En praktisk udvælgelsestjekliste

At arbejde fra belastningen tilbage til kablet er hurtigere end at starte med diagrammet og håbe på, at det passer.

1. Etabler den faktiske belastningsstrøm, og anvend en kontinuerlig driftsmargen, typisk 125 procent.
2. Læs basislinjeampaciteten fra skemaet for den lederstørrelse og isoleringsklasse, du har til hensigt at bruge.
3. Anvend omgivelsestemperaturkorrektionsfaktoren for den varmeste realistiske placering, ikke gennemsnittet.
4. Anvend bundtnings- og installationsnedsættelsesfaktorer for den rigtige rute.
5. Tjek spændingsfaldet over hele kredsløbslængden og forøg størrelsen, hvis faldet overstiger den grænse, dit udstyr tåler.
6. Bekræft, at konstruktion, stranding, afskærmning og kappemateriale passer til det mekaniske og kemiske miljø.
7. Bekræft den certificering dit målmarked kræver, såsom UL, CE eller CCC, før ordren afgives.

Læst korrekt, svarer et diagram over kabelstørrelser og ampere godt på ét spørgsmål: hvor meget strøm en leder kan bære i et defineret og ret blidt miljø. Alt, hvad diagrammet ikke kan vide, den reelle temperatur i rummet, antallet af kabler i bakken, den måde, kablet bevæger sig på, og længden af ​​kørslen, er der, hvor ingeniørarbejdet faktisk finder sted. Få begge halvdele rigtigt, og kablet vil overleve det udstyr, det fodrer.

Hvis du hellere vil arbejde gennem en specifik applikation, kan vores specialkabelproduktionsteam kan gennemgå din nuværende, rute og miljø og anbefale den konstruktion og lederstørrelse, der passer til jobbet frem for gennemsnittet.