Ledningsstørrelse og ampacitet: Sådan læser du ampacitetsdiagrammer og vælger det rigtige kabel

En vedligeholdelsesingeniør er ved at omkoble en 7,5 kW motor på en pakkelinje. Motoren trækker 15,5 A ved fuld belastning, og nogen foreslår at trække 14 AWG kobber for at spare omkostninger. Det fungerer i et rent, køligt, enkeltkabelløb, men dette kabel skal rejse 60 meter gennem et stålrør, der deles med tre andre strømførende ledere, i et anlæg, der regelmæssigt er over 40°C om sommeren. Under disse forhold, 14 AWG er i bedste fald marginalt og, afhængigt af isoleringsgrad, ikke-kompatibel .

Trådstørrelse og ampacitet skal derfor læses sammen, ikke behandles som et enkelt tal på et diagram. Måleren definerer den fysiske størrelse af lederen; ampaciteten definerer, hvor meget strøm den kan bære sikkert i en specifik installation. Her er, hvad ampacitet afhænger af, hvordan du læser ampacitetsdiagrammer uden at narre dig selv, og hvad du skal angive, når du køber kabel til et rigtigt kredsløb.

Ampacity er en temperaturgrænse, ikke en lederegenskab

Ampacity er den maksimale strøm, i ampere, som en leder kan bære kontinuerligt under brugsbetingelserne uden at overskride dens temperaturklassificering. To dele af den definition bliver overset. "Kontinuerligt" betyder time efter time, ikke kun for de få sekunder af en motorstart. "Under brugsbetingelserne" betyder omgivende temperatur, gruppering, indeslutning og termineringsklassificeringer, der alle deltager i svaret.

Fysikken er enkel: varme genereret i lederen er proportional med kvadratet af strømmen (I ² R tab). Kobber og aluminium tåler den varme, men det gør isoleringen omkring dem ikke. PVC-isolering er typisk klassificeret til 60°C eller 75°C, XLPE 90°C og silikonegummi 150°C eller 180°C i specialkabler. Når isoleringen når sin nominelle temperatur, har lederen nået sin ampacitet.

Sådan læser du et diagram over ledningsstørrelse og -ampacitet

Trådstørrelser i Nordamerika følger American Wire Gauge (AWG) system, hvor et mindre antal betyder en tykkere leder. Hvert tredje trin fordobler eller halverer tilnærmelsesvis tværsnitsarealet, så 10 AWG har omtrent det dobbelte af arealet på 13 AWG.

De fleste ampacitetsdiagrammer for nordamerikansk arbejde er baseret på NEC Tabel 310.16, som viser tilladte ampaciteter ved tre isoleringstemperaturklassificeringer: 60°C, 75°C og 90°C. Den samme fysiske ledning vises tre gange, fordi isoleringen, ikke kobberet, sætter grænsen .

Stjernerne markerer småleder-reglen i NEC 240.4(D): 14 AWG er begrænset til en 15 A overstrømsenhed, 12 AWG til 20 A og 10 AWG til 30 A uanset isoleringsværdi. En 12 AWG leder med 90°C isolering kan bære 30 A pr. tabellen, men koden behandler den stadig som en 20 A leder for de fleste kredsløb.

Fem variabler, der ændrer ampaciteten af en given måler

For enhver enkelt ledningsstørrelse kan du finde en generøs vurdering og en konservativ. Forskellen kommer ned til, hvor godt lederen afgiver varme.

1. Isolationstemperaturklassificering

Termohærdende isoleringer såsom XLPE og silikonegummi overlever højere kontinuerlige temperaturer end termoplastisk PVC, hvilket tillader en højere strøm for samme tværsnit. Men afslutningerne har også betydning: Hvis tappene er klassificeret 60°C eller 75°C, skal du bruge 60°C eller 75°C søjlen, selv når kabelisoleringen er klassificeret til 90°C. Et højtemperaturkabel kan føre meget mere strøm, men kun hvis hver forbindelse langs kredsløbet er certificeret til den temperatur.

2. Omgivelsestemperatur og lederbundt

Ampacity-tabeller antager en omgivelsestemperatur på 30°C. I et maskinrum ved 45°C starter lederen allerede tættere på sin isolationsgrænse, så den tilladte strøm falder. NEC-korrektionsfaktorer multiplicerer tabelværdien med en faktor, der formindskes, efterhånden som omgivelsestemperaturen stiger.

Bundling har en lignende effekt. Når fire til seks strømførende ledere deler en ledning eller bakke, opvarmer de hinanden, og standardjusteringsfaktoren er 0,80. Med syv til ni ledere falder det til 0,70, og med ti til tyve falder det til 0,50. Et kabel, der ser korrekt størrelse ud som en to-leder feeder, kan være underdimensioneret i en overfyldt kabelholder.

3. Kobber kontra aluminium ledere

For den samme måler har aluminium omkring 61 procent af kobberets ledningsevne, så et større tværsnit er nødvendigt for at nå den samme ampacitet. I praksis kører aluminium omkring to AWG-størrelser større: 6 AWG aluminium ved 75°C er klassificeret til 50 A, det samme som 8 AWG kobber ved 75°C. Aluminium er lettere og ofte billigere, men det kræver antioxidantpasta på termineringer, lugs bedømt til aluminium og omhyggelig opmærksomhed på dets højere termiske udvidelse. Detaljerne bag kobber og aluminium ampacitet sammenligninger under NEC standarder forklar, hvorfor reglen om to størrelser større er den hurtigste måde at opdage et misforhold.

4. Spændingsfald over lange kørsler

Ampacity beskytter kablet mod overophedning; spændingsfald beskytter belastningen mod underydelse. De sædvanlige anbefalede grænser er 3 procent for et grenkredsløb og 5 procent for en gren plus feeder kombineret. For et enkeltfaset kredsløb er spændingsfaldet lig med 2 gange envejslængden gange strømmen gange ledermodstanden pr. 1000 ft, divideret med 1000. Trefasede kredsløb bruger 1,732 i stedet for 2. Når kørslen er lang, skal lederen ofte opjusteres ud over ampacitetskravet. Forholdet mellem leveret spænding og belastningsstrøm er dækket i vores gennemgang af input versus output spænding kabel effekter og rettelser .

Et bearbejdet eksempel: Dimensionering af kobbertråd til en belastning på 30 A

Tag en kontinuerlig belastning på 30 A, der forsynes af et 240 V enfaset kredsløb, med en envejskørsel på 40 m (ca. 131 fod). Fire strømførende ledere deler en kanal, den omgivende temperatur er 40°C, og kabelisoleringen er klassificeret til 90°C.

Start fra kolonnen 90°C i ampacitetstabellen. En 10 AWG leder har en basisværdi på 40 A. Anvendelse af 0,91 omgivende korrektion for 40°C og 0,80 justering for fire ledere giver 40 × 0,91 × 0,80 = 29,1 A, hvilket er under 30 A belastningen. En 8 AWG leder, med en basisværdi på 55 A, giver 55 × 0,91 × 0,80 = 40,0 A, komfortabelt over belastningen.

Spændingsfaldskontrollen for 8 AWG-lederen bruger en modstand på omkring 0,78 ohm pr. 1000 fod ved 75°C. Enkeltfaset spændingsfald er 2 × 131 × 30 × 0,78 / 1000 = 6,1 V, hvilket er 2,5 procent af 240 V og inden for den normale grænse på 3 procent. Hvis løbet var 100 m i stedet for 40 m, ville spændingsfaldet nå op på omkring 6,4 procent, og det korrekte valg ville skifte til 6 AWG, selvom ampacitetsberegningen allerede var bestået.

Industrielt kabelvalg: Hvor Ampacity bliver kompliceret

I faste bygningsledninger er nøglespørgsmålene lederstørrelse, isoleringsgrad og installationsmetode. I industri- og bevægelige applikationer opstår yderligere tre bekymringer: harmoniske, kontinuerlig bøjning og driftscyklus.

VFD-kabler: strømmen er ikke en ren sinusbølge

Et variabelt frekvensdrev (VFD) leverer et pulsbreddemoduleret output, der indeholder harmoniske. Overtoner øger RMS-opvarmningen af ​​lederen, selv når motorens grundstrøm ser fornuftig ud, og de hurtige spændingskanter belaster isoleringen. For drevudgangskredsløb er et skærmet kabel med et symmetrisk jordarrangement det sædvanlige svar, og ampaciteten bør inkludere margen for den ekstra opvarmning. De praktiske krav dækket i vores vejledning til VFD-kabelkrav til skærmede fleksible drevledninger er værd at tjekke, før du færdiggør en størrelse. Til en ny drevinstallation, en XLPE-isoleret VFD fleksibelt kabel med kobberflettet afskærmning kombinerer en 90°C-klassificering med et kontinuerligt EMI-skjold i én samling.

BPYJVRP XLPE Isoleret PVC-beklædt kobberflettet skærmet VFD fleksibelt kabel S Som BPYJVRP XLPE-isoleret PVC-beklædt kobberflettet skærmet VFD fleksibelt kabelleverandører og firma i Kina, tilbyder Junshuai engros... Se produkt →

Træk kæde og kontinuerlige bøjelige kabler

Flex levetid bestemmes af stranding, ledergeometri og kappemateriale, ikke af ampacitet. De to interagerer dog i praksis. I en kabelbærer er ledere normalt bundtet og lukket, så 0,80-faktoren for fire til seks ledere, eller værre for større bundter, skal anvendes på hver kerne. Fintråd, der bøjer godt, løber lidt varmere for det samme tværsnit, fordi luftgab mellem strenge reducerer det effektive ledende område, selvom forskellen er lille nok til, at standardampacitetstabeller forbliver gyldige. Jakken skal stadig overleve miljøet, hvad enten det er PUR for olieresistens eller TPU for slid, mens kobberet kører på den dererede værdi.

Svejsekabler: driftscyklus ændrer beregningen

Svejseledninger illustrerer, hvorfor "brugsbetingelser" er vigtige. Et svejsekabel er designet til lavspænding, højstrømsservice med en begrænset driftscyklus, så det er klassificeret ved hjælp af intermitterende værdier i stedet for kontinuerlig ampacitet. Dens ekstra fine stranding og fleksible gummijakke gør den nem at rulle og trække hen over et butiksgulv. A højstyrke gummi svejsekabel af højre tværsnit fører svejserens strøm uden overophedning, men det samme kabel ville ikke være et gyldigt valg til et 24-timers kontinuerligt strømkredsløb, der er klassificeret på den kontinuerlige søjle.

YH højstyrke gummisvejsekabelleverandører, engrosfirma - Jiangsu Jun Som YH højstyrke gummi svejsekabel leverandører og virksomhed i Kina tilbyder Junshuai engros højstyrke gummi svejsekabel kun... Se produkt →

Hvad skal du angive, når du køber kabel

Når du anmoder om et tilbud, er et målernummer alene ikke nok. En leverandør skal kende isolerings- og kappematerialerne, temperaturklassen, antallet af strømførende ledere, omgivelsestemperaturen, installationsmetoden, og om kredsløbet kører kontinuerligt eller intermitterende. Først da kan ampaciteten verificeres mod den korrekte tabel.

For udstyr, der eksporteres til Nordamerika, gør UL-certificeringen klassificeringen verificerbar under inspektion. A UL-certificeret nordamerikansk strømledning med en trykt temperaturklassificering giver en elektrisk inspektør mulighed for at bekræfte, at lederstørrelsen matcher kredsløbsbeskyttelsen. For dynamiske applikationer gælder den samme logik, uanset om kablet er en trækkædetype, et oprulningskabel eller et fladt kabel: Databladet skal angive ampaciteten under driftsbetingelserne, ikke kun tværsnittet.

UL2586 UL-certificerede nordamerikanske strømledningsleverandører, engrosfirma - Jia Som UL2586 UL-certificerede nordamerikanske strømledningsleverandører og -virksomheder i Kina tilbyder Junshuai engros UL-certificeret nordamerikansk kraft... Se produkt →

Den pålidelige måde at dimensionere ethvert kredsløb på er at arbejde baglæns fra belastningen. Aflæs fuldbelastningsstrømmen, vælg en lederstørrelse og isoleringsværdi, anvend omgivelses- og bundlingskorrektionerne, kontroller spændingsfaldet over den faktiske afstand, og kontroller, at overstrømsbeskyttelsen matcher reglerne for små ledere. Den proces tager mindre end ti minutter og undgår den dyre, potentielt farlige fejltagelse behandler et målernummer som en aktuel vurdering .