بالنسبة للعديد من دوائر الـ 60 أمبير، استخدم النحاس 6 AWG أو مقاس 4 AWG من الألمنيوم أو الألمنيوم المكسو بالنحاس عند السماح باستخدام عمود سعة التيار عند درجة حرارة 75 درجة مئوية. إذا كان يجب أن يستخدم التركيب عمود الـ 60 درجة مئوية، تصبح المقاسات الأولية مقاس 4 AWG من النحاس أو مقاس 3 AWG من الألمنيوم أو الألمنيوم المكسو بالنحاس.
تصنيف القاطع وحده لا يحسم المسألة. قبل اختيار الموصل، يجب أن يجتاز التصميم أربعة معايير:
- سعة التيار المطلوبة للحمل؛;
- طريقة التوصيل؛;
- درجات حرارة الأطراف وتصنيفات المواد؛ و
- تعديلات التركيب وهبوط الجهد.
إذا استبعد أي شرط مقاس 6 AWG للنحاس، استخدم المقاس المحدد بناءً على الشرط الأكثر تقييداً.
نظرة سريعة على مقاس سلك 60 أمبير
| أساس التركيب | المقاس الابتدائي للنحاس | المقاس الابتدائي للألمنيوم/الألمنيوم المكسو بالنحاس | ما يجب أن يكون صحيحاً |
|---|---|---|---|
| سعة التيار المسموح بها عند 75 درجة مئوية | 6 AWG | 4 AWG | طريقة التمديدات وجميع نقاط التوصيل ذات الصلة تسمح بسعة تيار عند 75 درجة مئوية |
| سعة التيار المسموح بها عند 60 درجة مئوية هي المعتمدة | 4 AWG | 3 AWG | يجب أن يتمتع الموصل بسعة تيار لا تقل عن 60 أمبير وفقاً للجدول |
| كابل نحاسي NM-B مقاس 6 AWG | سعة تيار الموصل 55 أمبير | لا ينطبق على هذا الصف | قاطع تيار بقدرة 60 أمبير مشروط؛ حيث لا يمكن أن يتجاوز الحمل المحسوب 55 أمبير. |
| تتطلب الظروف خفض التصنيف أو زيادة حجم الموصل لتعويض هبوط الجهد. | احسب حجماً أكبر إذا لزم الأمر. | احسب حجماً أكبر إذا لزم الأمر. | يجب أن تلبي سعة التيار المعدلة النهائية متطلبات الحمل والمعدات. |
الوجبات الرئيسية
النحاس 6 AWGليست إجابة عامة لـ 60 أمبير.- تبلغ سعة التيار 65 أمبير عند درجة حرارة 75 مئوية، ولكنها 55 أمبير فقط عند 60 مئوية وفقاً للظروف الأساسية للجدول.
- يستخدم النوع NM-B حد سعة التيار عند 60 مئوية على الرغم من أن عزلها الداخلي مصنف عند 90 مئوية.
- يمكن لقاطع تيار بقدرة 60 أمبير أحياناً حماية موصل بقدرة 55 أمبير، لكن القاطع لا يزيد من سعة التيار لهذا الموصل.
- دائرة كهربائية تقليدية بقدرة 60 أمبير تدعم عموماً حملاً مستمراً لا يتجاوز 48 أمبير.
إطار عمل الموصلات رباعي البوابات بقدرة 60 أمبير من VIOX.
تمنع البوابات الأربع خطأً شائعاً: وهو اختيار الأسلاك بناءً على العلامات الموجودة على مقبض القاطع قبل تحديد متطلبات الدائرة الفعلية.
| بوابة | سؤال | شرط النجاح لموصل نحاسي بمقياس 6 AWG | في حالة الفشل |
|---|---|---|---|
| 1. الحمل | ما هي سعة التيار (الأمبيرية) التي يتطلبها الحمل المحسوب؟ | سعة التيار المطلوبة للموصل لا تتجاوز السعة المسموح بها لمقاس 6 AWG | قم بزيادة مقاس الموصل أو إعادة تصميم الدائرة |
| 2. طريقة التمديدات الكهربائية | هل هذا النوع هو كابل NM-B، أم موصلات منفصلة داخل مسار (Raceway)، أم نظام كابلات آخر؟ | تسمح طريقة التمديدات باستخدام عمود سعة التيار المطلوب | استخدم قيود سعة التيار الخاصة بطريقة التمديدات الفعلية |
| 3. النهايات (نقاط التوصيل) | ما هي درجة الحرارة ومادة الموصل المحددة على كلا الطرفين؟ | تسمح كل نقطة توصيل تحكم بموصلات نحاسية بقطر محدد تتحمل درجة حرارة 75 درجة مئوية | استخدم عمود درجة الحرارة الأقل أو مادة الموصل المعتمدة |
| 4. التركيب | هل تؤثر درجة الحرارة المحيطة أو عدد الموصلات أو هبوط الجهد على النتيجة؟ | تظل سعة التيار المعدلة كافية ويكون هبوط الجهد مقبولاً | قم بزيادة الحجم أو تغيير طريقة التركيب |
الموصل النهائي ليس متوسطاً لهذه النتائج. الشرط الأكثر تقييداً هو الذي يتم اعتماده.
للحصول على مرجع أوسع للعلاقة بين القاطع والموصل، راجع VIOX جدول قياس الأسلاك وتحديد حجم قاطع الدائرة.
المرحلة 1: حساب سعة التيار المطلوبة للموصل
حدد الحمل أولاً بدلاً من افتراض أن الدائرة تحمل 60 أمبير بشكل مستمر.
بالنسبة للعديد من دوائر التفرع والمغذيات، يجب أن تغطي سعة تيار الموصل ما يلي:
سعة التيار المطلوبة = (1.25 × الحمل المستمر) + (1.00 × الحمل غير المستمر)بالنسبة لحمل مستمر بالكامل على دائرة تقليدية بقدرة 60 أمبير:
60 أمبير ÷ 1.25 = 48 أمبيرلهذا السبب يتم عادةً إقران حمل مستمر بقدرة 48 أمبير بدائرة كهربائية بقدرة 60 أمبير. لا هذا لا يعني أن كل قاطع دائرة بقدرة 60 أمبير يحمل حملاً قدره 48 أمبير، كما لا يعني أن كل حمل يجب خفضه إلى 80%. تعتمد الحسابات على ما إذا كان الحمل مستمراً وما إذا كانت هناك قواعد خاصة بالمعدات تنطبق عليه.
مثال عملي: حمل مختلط (مستمر وغير مستمر)
لنفترض أن مغذياً يغذي حملاً مستمراً بقدرة 32 أمبير وحملاً غير مستمر بقدرة 12 أمبير:
(32 أمبير × 1.25) + 12 أمبير = 52 أمبيروبالتالي، يحتاج الموصل إلى سعة تيار مسموح بها لا تقل عن 52 أمبير قبل الأخذ في الاعتبار طريقة التمديد، ونقاط الإنهاء، وعوامل التصحيح، وهبوط الجهد. يمكن لموصل بقدرة 55 أمبير أن يلبي حساب الحمل هذا، في حين أن التصميم الذي يتطلب موصلاً كاملاً بقدرة 60 أمبير لا يمكنه استخدام قيمة الـ 55 أمبير نفسها.
إذا لم يتم تحديد الحمل بعد، ابدأ بدليل VIOX حول كيفية تحديد حجم قاطع الدائرة بناءً على الحمل وحجم السلك.
البوابة 2: تحديد طريقة التمديدات الكهربائية
يمكن لموصلين أن يكونا كلاهما من النحاس بمقياس 6 AWG ومع ذلك يمتلكان سعة تيار مختلفة قابلة للاستخدام لأنهما ينتميان إلى أنظمة تمديدات مختلفة.
الموصلات الفردية داخل أنابيب التمديد (Raceway)
يمتلك النحاس بمقياس 6 AWG سعة تيار تبلغ 65 أمبير في عمود 75 درجة مئوية تحت الظروف العادية الموضحة في جدول NEC 310.16. لذا، تعد الموصلات الفردية ذات العلامات المناسبة داخل أنابيب تمديد ملائمة حلاً شائعاً عند توفر نهايات (Terminations) تتحمل درجة حرارة 75 درجة مئوية.
تظل العلامات (التصنيفات) مهمة. تعتبر أنابيب التمديد الخارجية والمغمورة تحت الأرض مواقع رطبة من الداخل، لذا يجب أن يكون عزل الموصل مصنفاً لهذا الموقع. تعد THWN-2 أو XHHW-2 من العلامات الشائعة للمواقع الرطبة حيثما كانت مناسبة.
كابل من النوع NM-B
مواصفات كابل النوع NM-B من شركة Southwire تنص على أن سعة تيار كابل NM-B تقتصر على قيمة الموصل عند درجة حرارة 60 درجة مئوية. عند تلك الحرارة:
- 6 AWG نحاس = 55 أمبير
- 4 AWG نحاس = 70 أمبير
بناءً على ذلك، كابل NM-B مقاس 6 AWG ليس موصلاً بقدرة 60 أمبير. أما ما إذا كان يمكن حمايته بواسطة قاطع تيار بقدرة 60 أمبير، فهذه مسألة منفصلة سيتم تناولها أدناه.
البوابة 3: التحقق من تصنيف درجة حرارة التحكم
قيم الموصلات ذات الصلة هي:
| قائد الفرقة الموسيقية | 60°C | 75 درجة مئوية | 90°C |
|---|---|---|---|
| النحاس 6 AWG | 55A | 65 أمبير | 75A |
| مقاس 4 AWG من النحاس | 70A | 85A | 95 أمبير |
| 4 AWG ألومنيوم/ألومنيوم مكسو بالنحاس | 55A | 65 أمبير | 75A |
| 3 AWG ألومنيوم/ألومنيوم مكسو بالنحاس | 65 أمبير | 75A | 85A |
هذه الأرقام هي قيم جدولية في ظل ظروف أساسية محددة، وليست تصاريح تلقائية لكل عملية تركيب.
لماذا لا يعني العزل بدرجة حرارة 90 درجة مئوية أن أطراف التوصيل تتحمل 90 درجة مئوية
قد يحمل موصل THHN/THWN-2 علامة عزل بدرجة 90 مئوية، ولكن قاطع الدائرة أو طرف توصيل الجهاز قد يكون محدوداً بـ 75 أو 60 درجة مئوية. إن تصنيف درجة الحرارة العالية للموصل لا يرفع من تصنيف طرف التوصيل.
حيثما كان ذلك مسموحاً به، يمكن استخدام قيمة 90 درجة مئوية كنقطة بداية لحسابات الضبط أو التصحيح. يجب أن تظل سعة التيار النهائية المسموح بها ضمن حدود طرف التوصيل والمعدات المحددة.
يتطلب الألمنيوم توافقاً صريحاً مع طرف التوصيل
يعتبر مقاس 4 AWG من الألمنيوم/الألمنيوم المكسو بالنحاس مقاساً ابتدائياً شائعاً بدرجة 75 مئوية لتيار 60 أمبير، ولكن فقط عندما يكون كل طرف توصيل متصل معتمداً لتلك المادة وذلك المقاس. لا تفترض أن طرف التوصيل الذي يقبل مقاس 4 AWG من النحاس يقبل أيضاً مقاس 4 AWG من الألمنيوم.
اتبع تعليمات المعدات الخاصة بتجهيز الموصلات وربطها. لا يمكن لمقال عام أن يوفر قيمة عزم دوران عالمية لأن عزم الدوران خاص بكل طرف توصيل على حدة.
هل يمكن لقاطع دائرة بقدرة 60 أمبير حماية كابل NM-B بمقاس 6 AWG؟
من المحتمل ذلك، ولكن فقط عند تطبيق قاعدة المقاس القياسي التالي وعندما لا يتجاوز الحمل المحسوب سعة التيار للموصل البالغة 55 أمبير.
يجب أن يتحقق التصميم مما يلي:
- تقع قيمة 55 أمبير بين تصنيفات أجهزة الحماية من التيار الزائد القياسية؛;
- تعتبر 60 أمبير هي التصنيف القياسي التالي؛;
- لا يتجاوز جهاز الحماية من التيار الزائد 800 أمبير؛;
- لا تخضع الدائرة والمعدات المتصلة بها لقاعدة تتطلب حماية مختلفة؛ و
- يظل الحمل المحسوب للموصل عند أو أقل من 55 أمبير بعد تطبيق قواعد الحمل ذات الصلة.
هذا هو الفرق الجوهري:
قد تسمح القاعدة بجهاز حماية بقدرة 60 أمبير؛ لكنها لا تحول الموصل المصنف بقدرة 55 أمبير إلى موصل بقدرة 60 أمبير.
مثال أ: سعة التيار المطلوبة 52 أمبير
أدت عملية حساب الحمل المختلط أعلاه إلى متطلب موصل بقدرة 52 أمبير. يمكن لموصل من نوع NM-B بمقاس 6 AWG ومصنف بقدرة 55 أمبير أن يلبي متطلبات سعة التيار، وقد يُنظر في استخدام قاطع بقدرة 60 أمبير إذا تم استيفاء كل شرط من شروط قاعدة الحجم القياسي التالي وقواعد المعدات المتصلة.
مثال ب: حمل مستمر بقدرة 48 أمبير لمعدات تزويد المركبات الكهربائية (EVSE)
يتطلب الحمل المستمر بقدرة 48 أمبير ما يلي:
48 أمبير × 1.25 = 60 أمبيرلا يلبي موصل NM-B بقدرة 55 أمبير متطلب موصل بقدرة 60 أمبير. ولا تلغي قاعدة الحجم القياسي التالي هذا النقص.
كفحص خاص بالمنتج، تميز تعليمات شاحن الحائط العالمي من تسلا بين تصنيفات الأطراف: فهي تحدد موصل نحاسي من نوع THWN-2 بمقاس 6 AWG على الأقل ودرجة حرارة 90 درجة مئوية مع قاطع مصنف لدرجة حرارة 75 درجة مئوية، وموصل نحاسي بمقاس 4 AWG على الأقل مع قاطع مصنف لدرجة حرارة 60 درجة مئوية. تقبل المعدات الموصلات النحاسية فقط. يوضح هذا المثال الطريقة؛ وهو ليس مواصفة عالمية لكل منتج من منتجات معدات تزويد المركبات الكهربائية (EVSE).
البوابة 4: التحقق من ظروف التركيب
حتى بعد اجتياز الموصل للبوابات الثلاث الأولى، قد يتطلب التركيب مقاساً أكبر.
درجة الحرارة المحيطة
يمكن لدرجات الحرارة المحيطة المرتفعة أن تقلل من سعة التيار المسموح بها. وهذا أمر مهم في مسارات الكابلات الموجودة على الأسطح، وغرف المعدات الميكانيكية الساخنة، والمواقع القريبة من المعدات المولدة للحرارة.
عدد الموصلات الحاملة للتيار
وجود أكثر من ثلاثة موصلات حاملة للتيار في مسار كابلات أو كابل واحد قد يستدعي تطبيق معامل تصحيح. قد يُحتسب الموصل المحايد (Neutral) أو لا يُحتسب بناءً على كيفية حمله للتيار، بما في ذلك التيارات التوافقية الناتجة عن الأحمال غير الخطية.
انخفاض الجهد
الطول لا يقلل من سعة التيار الأساسية، ولكنه يزيد من هبوط الجهد. احسب هبوط الجهد بناءً على تيار الحمل الفعلي، وطول المسار في اتجاه واحد، ومادة الموصل، وجهد النظام، والحد المسموح به في المشروع.
لا تستخدم عبارة ثابتة مثل “يجب الترقية بعد 50 قدماً”. عند نفس التيار وطول الموصل، يمثل فقدان جهد معين ضعف النسبة المئوية في دائرة بجهد 120 فولت مقارنة بدائرة بجهد 240 فولت.
القواعد الخاصة بالمعدات
توقف عن استخدام الجدول العام عندما تحدد المعدات طريقة اختيار مختلفة. يمكن أن توفر لوحات بيانات أنظمة التكييف والتهوية (HVAC) الحد الأدنى لسعة الدائرة (MCA) والحد الأقصى لحماية التيار الزائد (MOCP). تقوم دوائر المحركات بتنسيق سعة الموصل، وحماية الحمل الزائد، وحماية الدائرة القصيرة/الخطأ الأرضي بشكل منفصل.
هذه ليست استثناءات يمكن إخفاؤها في جدول عام بقدرة 60 أمبير؛ بل هي أغراض تصميمية منفصلة تتطلب حساباتها الخاصة بناءً على المعدات.
ورقة عمل اختيار الموصلات بقدرة 60 أمبير
أكمل ورقة العمل هذه قبل طلب الموصلات:
| الإدخال | قيمة المشروع | مصدر التحقق |
|---|---|---|
| الحمل المستمر | ____ أمبير | حساب الحمل / بيانات المعدات |
| حمل غير مستمر | ____ أمبير | حساب الحمولة |
| سعة التيار المطلوبة | ____ أمبير | 125% حمل مستمر + 100% حمل غير مستمر أو قاعدة المعدات المعمول بها |
| مادة الموصل | نحاس / ألومنيوم / ألومنيوم مكسو بالنحاس | علامات أطراف توصيل المعدات |
| طريقة التوصيل | __________ | المخططات وظروف التركيب |
| تصنيف طرف التحكم | 60 درجة مئوية / 75 درجة مئوية / أخرى | علامات القواطع، وفواصل التيار، والوصلات، والمعدات |
| سعة التيار الأساسية للجدول | ____ أمبير | جدول الكود المعتمد |
| نتيجة الضبط/التصحيح | ____ أمبير | حساب درجة الحرارة المحيطة وعدد الموصلات |
| نتيجة هبوط الجهد | ____ % | حسابات المشروع |
| المتطلبات الخاصة بالمعدات | __________ | لوحة البيانات ودليل التركيب |
| الحجم النهائي للموصل | __________ | النتيجة الأكثر تقييداً التي تم التحقق منها |
إذا كان أي من المدخلات غير معروف، فإن اختيار الموصل لا يعتبر مكتملاً.
الإجابة النهائية
بالنسبة لدائرة تقليدية بقدرة 60 أمبير تسمح بسعة تيار عند درجة حرارة 75 درجة مئوية، استخدم النحاس 6 AWG أو 4 AWG ألومنيوم/ألومنيوم مكسو بالنحاس كنقطة بداية طبيعية. عندما يتحكم عمود درجة الحرارة 60 درجة مئوية، استخدم مقاس 4 AWG من النحاس أو 3 AWG ألومنيوم/ألومنيوم مكسو بالنحاس كنقطة بداية.
ثم مرر الاختيار عبر البوابات الأربع: الحمل، وطريقة التمديد، والنهايات، وظروف التركيب. هذا مهم بشكل خاص لكابل NM-B بمقاس 6 AWG: فهو موصل بسعة 55 أمبير تحت عمود درجة الحرارة 60 درجة مئوية. قد يُسمح باستخدام قاطع تيار بقدرة 60 أمبير في تطبيق مؤهل، ولكن يجب أن يظل الحمل المتصل ضمن سعة التيار الفعلية للموصل.
الأسئلة المتداولة
هل سلك نحاسي بمقياس 6 AWG كافٍ لقاطع تيار بقدرة 60 أمبير؟
يعتبر كافياً بشكل عام عند السماح باستخدام عمود 75 درجة مئوية، وتكون أطراف التوصيل مصنفة عند 75 درجة مئوية، وتكون طريقة التمديد مناسبة، وتظل سعة التيار المعدلة كافية. هذه ليست إجابة عامة لجميع أنواع كابلات 6 AWG.
هل يلزم استخدام سلك نحاسي بمقياس 4 AWG لكل دائرة بقدرة 60 أمبير؟
لا. يعتبر النحاس بمقياس 4 AWG هو الحجم المبدئي المناسب عندما تتحكم سعة التيار عند 60 درجة مئوية، أو عندما تتجاوز متطلبات الحمل أو التعديل أو هبوط الجهد أو المعدات ما يمكن أن يوفره مقياس 6 AWG. يعد النحاس بمقياس 6 AWG خياراً شائعاً في ظل ظروف 75 درجة مئوية المؤهلة.
هل يمكن توصيل كابل NM-B بمقاس 6/3 بقاطع تيار بقدرة 60 أمبير؟
مشروط فقط. يقتصر سلك النحاس NM-B بمقياس 6 AWG على سعة تيار تبلغ 55 أمبير. قد يُسمح بقاطع تيار بقدرة 60 أمبير بموجب قاعدة الحجم القياسي التالي عند استيفاء جميع الشروط وعدم تجاوز الحمل المحسوب لـ 55 أمبير. لا يمكنه تغذية حمل يتطلب سعة موصل تبلغ 60 أمبير.
ما هو حجم سلك الألمنيوم المستخدم مع قاطع تيار بقدرة 60 أمبير؟
يعتبر الألمنيوم/الألمنيوم المكسو بالنحاس بمقياس 4 AWG حجماً مبدئياً شائعاً عند 75 درجة مئوية. إذا كان عمود 60 درجة مئوية هو المتحكم، فإن مقياس 3 AWG هو الحجم المبدئي المناسب. يجب أن تكون جميع أطراف التوصيل محددة للمادة وحجم الموصل المختار.
هل يمكن استخدام سلك نحاسي بمقياس 8 AWG مع قاطع تيار بقدرة 60 أمبير؟
لا يمكن استخدامه كموصل عام بقدرة 60 أمبير وفقاً لجدول سعة التيار القياسي. يجب تقييم قواعد أجهزة التكييف (HVAC) أو المحركات الخاصة بكل معدة على حدة، ولا ينبغي تعميمها على دوائر التفرع العادية أو المغذيات.
ما هو موصل تأريض المعدات المستخدم عادةً مع قاطع تيار بقدرة 60 أمبير؟
عند تحديد حجم موصل تأريض المعدات من نوع الأسلاك لجهاز حماية من التيار الزائد بقدرة 60 أمبير، فإن الحد الأدنى الشائع هو 10 AWG للنحاس أو 8 AWG للألمنيوم/الألمنيوم المكسو بالنحاس. تحقق من طريقة التأريض المطبقة، وقواعد زيادة حجم الموصل، وتعليمات المعدات، والتعديلات المحلية.
هل تتطلب المسافات الطويلة لتيار 60 أمبير استخدام سلك نحاسي بمقياس 4 AWG تلقائياً؟
لا توجد مسافة ثابتة تفرض هذا المتطلب. يجب حساب هبوط الجهد باستخدام تيار الحمل الفعلي، والجهد، وطول المسار في اتجاه واحد، ومادة الموصل. يتم زيادة حجم الموصل عندما تتطلب الحسابات أو المعدات المتصلة ذلك.
المراجع الفنية
- الكود الكهربائي الوطني (NFPA 70): المواد 110، 210، 215، 240، 250، 310، والمادة الخاصة بالمعدة المطبقة على الحمل المتصل. استخدم الإصدار المعتمد من قبل السلطة المحلية المختصة.
- مواصفات كابلات Southwire من النوع NM-B
- جداول سعة التيار من Cerrowire
- موصل تسلا الجداري العالمي: متطلبات القاطع والموصلات