IEC 60204-1 Cable Sizing: Formulas, Voltage Drop & Trunking Capacity Tables

مقدمه: از تئوری تا عمل—محاسبه اندازه کابل‌هایی که کار می‌کنند

انتخاب کابل برای تابلوهای کنترل صنعتی نیازمند چیزی فراتر از درک اصول کاهش توان است—بلکه نیازمند محاسبات ریاضی دقیق است که آمپراژ، افت ولتاژ و محدودیت‌های فضای فیزیکی را در نظر می‌گیرد. در حالی که عوامل کاهش توان دما و گروه‌بندی، محدودیت‌های حرارتی را تعیین می‌کنند (که به طور جامع در راهنمای اصلی کاهش توان الکتریکی ما مراجعه کنیدپوشش داده شده است)، این راهنما بر فرمول‌های عملی و محاسبات ظرفیت داکت تمرکز دارد که آن اصول را به انتخاب کابل‌های واقعی تبدیل می‌کند.

برای سازندگان تابلو و برق‌کاران صنعتی که مطابق با IEC 60204-1 استانداردها کار می‌کنند، سه محاسبه حیاتی موفقیت در تعیین اندازه کابل را تعیین می‌کنند:

1. محاسبات آمپراژ با عوامل تصحیح ترکیبی
2. فرمول‌های افت ولتاژ برای مدارهای AC و DC
3. ظرفیت پر شدن داکت بر اساس هندسه کابل

در ویوکس الکتریک, ، ما تولید کننده درجه صنعتی قطع کننده مدار, کنتاکتورها, و اجزای کنترلی برای محیط‌های سخت تابلو هستیم. این راهنما روش‌های محاسبه، فرمول‌ها و جداول ظرفیت داکت مورد نیاز برای تعیین اندازه صحیح کابل‌ها مطابق با IEC 60204-1 را ارائه می‌دهد.

درک چارچوب تعیین اندازه کابل IEC 60204-1

IEC 60204-1:2016 (ایمنی ماشین آلات - تجهیزات الکتریکی ماشین آلات - قسمت 1: الزامات عمومی) چارچوب محاسبه برای تجهیزات الکتریکی نصب شده روی ماشین را تعیین می‌کند. برخلاف کدهای سیم کشی ساختمان، این استاندارد به فضاهای محدود تابلو می‌پردازد که در آن محاسبات دقیق ضروری است.

رویکرد محاسبه سه ستونی

الزامات کلیدی IEC 60204-1:

• دمای مرجع: 40 درجه سانتیگراد (نه 30 درجه سانتیگراد مانند کدهای ساختمان)
• حداقل اندازه کابل: 1.5 میلی متر مربع برای قدرت، 1.0 میلی متر مربع برای کنترل
• محدودیت‌های افت ولتاژ: 5% مدارهای کنترل، 10% مدارهای قدرت
• ضریب بار پیوسته: 1.25× برای بارهایی که بیش از 3 ساعت کار می‌کنند

برای جداول دقیق ضریب کاهش توان و اصول حرارتی، به جامع ما مراجعه کنید راهنمای کاهش جریان الکتریکی ما مراجعه کنید..

بخش 1: فرمول‌های محاسبه آمپراژ کابل

فرمول اصلی: محاسبه آمپراژ تنظیم شده

معادله اساسی برای تعیین ظرفیت حمل جریان ایمن:

کجا:

• I_z = آمپراژ تنظیم شده (ظرفیت حمل جریان ایمن پس از تمام اصلاحات)
• I_n = آمپراژ اسمی از جداول استاندارد در شرایط مرجع (40 درجه سانتیگراد، مدار تک)
• k₁ = ضریب تصحیح دما
• k₂ = ضریب تصحیح گروه‌بندی/دسته بندی
• k₃ = ضریب تصحیح روش نصب
• k₄ = عوامل تصحیح اضافی (عایق حرارتی، دفن در خاک و غیره)

محاسبه معکوس: اندازه کابل مورد نیاز

برای تعیین حداقل اندازه کابل مورد نیاز برای یک بار معین:

کجا:

• I_b = جریان طراحی (جریان بار × 1.25 برای بارهای پیوسته)
• I_n_required = حداقل آمپراژ اسمی مورد نیاز از جداول

سپس اندازه کابلی را انتخاب کنید که در آن: I_n (از جداول) ≥ I_n_required

فرآیند محاسبه گام به گام

گام 1: محاسبه جریان طراحی

• I_load = جریان بار واقعی (A)
• F_continuous = 1.25 برای بارهایی که بیش از 3 ساعت کار می کنند، در غیر این صورت 1.0
• F_safety = 1.0 تا 1.1 (حاشیه ایمنی اختیاری)

گام 2: انتخاب مقدار نامی دستگاه حفاظتی

استاندارد را انتخاب کنید مدار شکن مقدار نامی که جریان طراحی را برآورده می کند یا از آن فراتر می رود.

گام 3: تعیین فاکتورهای تصحیح

اندازه گیری یا تخمین بزنید:

• دمای داخلی پانل ← k₁ (به راهنمای کاهش توان مراجعه کنید)
• تعداد هادی های حامل جریان ← k₂ (به راهنمای کاهش توان مراجعه کنید)
• روش نصب ← k₃ (به طور معمول 1.0 برای نصب پانل)

گام 4: محاسبه آمپراژ اسمی مورد نیاز

گام 5: انتخاب کابل از جداول

اندازه هادی را انتخاب کنید که در آن I_n ≥ I_n_required

گام 6: تأیید افت ولتاژ (به بخش 2 مراجعه کنید)

مثال حل شده 1: مدار موتور سه فاز

داده شده:

• موتور: 11 کیلووات، 400 ولت سه فاز، جریان بار کامل 22 آمپر
• دمای پانل: 50 درجه سانتیگراد
• نصب: 8 مدار در ترانکینگ مشترک
• نوع کابل: مس XLPE (عایق 90 درجه سانتیگراد)

مثال حل شده 2: مدار کنترل DC

داده شده:

• بار: سیستم PLC 24VDC، 15A پیوسته
• دمای پانل: 55 درجه سانتیگراد
• نصب: 15 مدار در داکت کابل
• نوع کابل: مس PVC (عایق 70 درجه سانتیگراد)

توجه: مدارهای کنترل DC اغلب به دلیل محدودیت های سختگیرانه افت ولتاژ به کابل های بزرگتری نسبت به AC نیاز دارند (به بخش 2 مراجعه کنید).

مرجع سریع: تأثیر فاکتور تصحیح ترکیبی

بینش مهم: در تابلوهای کنترل متراکم، کابل‌ها ممکن است نیاز داشته باشند 2-3 برابر آمپراژ مقدار نامی دستگاه حفاظتی برای دستیابی به عملکرد ایمن پس از کاهش جریان.

بخش 2: فرمول‌های محاسبه افت ولتاژ

در حالی که آمپراژ تضمین می‌کند کابل‌ها بیش از حد گرم نمی‌شوند، محاسبات افت ولتاژ تضمین می‌کند که تجهیزات ولتاژ کافی دریافت می‌کنند—به ویژه برای مدارهای کنترل، کنتاکتورها و رله‌ها که با ولتاژ ناکافی دچار اختلال می‌شوند.

محدودیت‌های افت ولتاژ IEC 60204-1

فرمول افت ولتاژ مدار DC

برای مدارهای DC و AC تک فاز (محاسبه مقاومتی ساده شده):

کجا:

• VD = افت ولتاژ (V)
• ل = طول یک طرفه کابل (m)
• من = جریان بار (A)
• ρ = مقاومت ویژه (Ω·mm²/m)
  • مس در 20 درجه سانتیگراد: 0.0175
  • مس در 70 درجه سانتیگراد: 0.0209
  • آلومینیوم در 20 درجه سانتیگراد: 0.0278
• الف = سطح مقطع هادی (mm²)
• ضریب 2 جریان عبوری از هر دو هادی تغذیه و برگشت را در نظر می‌گیرد

افت ولتاژ درصدی:

مقاومت ویژه تنظیم شده با دما

مقاومت کابل با افزایش دما افزایش می‌یابد و بر افت ولتاژ تأثیر می‌گذارد:

کجا:

• ρ_T = مقاومت ویژه در دمای T
• ρ₂₀ = مقاومت ویژه در مرجع 20 درجه سانتیگراد
• α = ضریب دما
  • مس: 0.00393 در هر درجه سانتیگراد
  • آلومینیوم: 0.00403 در هر درجه سانتیگراد
• T = دمای کارکرد (°C)

مقادیر مقاومت ویژه تنظیم شده با دمای رایج:

فرمول افت ولتاژ AC سه فاز

برای مدارهای سه فاز متعادل:

پارامتر اضافی:

• cos φ = ضریب توان (به طور معمول 0.8-0.9 برای بارهای موتور، 1.0 برای مقاومتی)

برای مدارهایی با راکتانس قابل توجه (کابل‌های بزرگ، مسیرهای طولانی):

• X_L = راکتانس القایی (Ω/km، از داده‌های سازنده کابل)
• sin φ = √(1 – cos²φ)

مثال کاربردی 3: افت ولتاژ مدار کنترل DC

داده شده:

• سیستم: منبع تغذیه 24VDC برای رک PLC
• جریان بار: 12 آمپر پیوسته
• طول کابل: 18 متر (یک طرفه)
• کابل: مس 2.5mm²
• دمای کارکرد: 60 درجه سانتیگراد
• حداکثر افت ولتاژ مجاز: 5% (1.2 ولت)

راه حل: افزایش سایز کابل

درس مهم: مدارهای کنترل DC با طول کابل زیاد اغلب به هادی های بسیار بزرگتری نسبت به محاسبات ظرفیت جریان نیاز دارند.

مثال کاربردی 4: مدار موتور سه فاز

داده شده:

• موتور: 15 کیلووات، 400 ولت سه فاز، 30 آمپر، cos φ = 0.85
• طول کابل: 25 متر
• کابل: مس 6mm² XLPE
• دمای کارکرد: 70 درجه سانتیگراد

حداکثر طول کابل (متر) برای افت ولتاژ 5% در مدارهای DC:

24VDC (افت 1.2 ولت)

(بر اساس مس در دمای 70 درجه سانتیگراد، ρ = 0.0209 Ω·mm²/m)

حداکثر طول کابل (متر) برای افت ولتاژ 10% در مدارهای سه فاز 400 ولت:

(بر اساس مس در دمای 70 درجه سانتیگراد، cos φ = 0.85، فقط محاسبه مقاومتی)

افت ولتاژ هادی موازی

برای تاسیساتی که از چندین هادی به صورت موازی در هر فاز استفاده می کنند:

کجا: n = تعداد هادی ها در هر فاز

مثال: دو کابل 10mm² به صورت موازی، همان افت ولتاژ یک کابل 20mm² را دارند.

بخش 3: قطر بیرونی کابل و ابعاد فیزیکی

قبل از محاسبه ظرفیت ترانکینگ، باید ابعاد فیزیکی واقعی کابل ها را بدانید—نه فقط سطح مقطع هادی آنها. قطر بیرونی (OD) کابل بر اساس نوع عایق، ولتاژ نامی و ساختار به طور قابل توجهی متفاوت است.

فرمول قطر بیرونی کابل (تقریبی)

برای کابل های تک هسته ای:

کجا:

• OD = قطر بیرونی کلی (میلی متر)
• d_conductor = قطر هادی = 2 × √(A/π)
• الف = سطح مقطع هادی (mm²)
• t_insulation = ضخامت عایق (میلی متر، بسته به ولتاژ و نوع متفاوت است)
• t_sheath = ضخامت غلاف (میلی متر، در صورت وجود)

قطرهای بیرونی استاندارد کابل (IEC 60228)

کابل های مسی تک هسته ای، عایق PVC، 300/500 ولت:

کابل‌های مسی تک‌هسته‌ای، عایق XLPE، 0.6/1 کیلوولت:

کابل‌های چند هسته‌ای (3 هسته + PE، PVC، 300/500 ولت):

نکات مهم:

• قطرهای واقعی بسته به سازنده متفاوت است (±5-10%)
• کابل‌های انعطاف‌پذیر قطر خارجی بزرگتری نسبت به هادی‌های جامد دارند.
• کابل‌های زره‌دار 2-4 میلی‌متر به قطر بیرونی اضافه می‌کنند.
• همیشه ابعاد را از دیتاشیت‌های سازنده برای کاربردهای حیاتی بررسی کنید.

محاسبه سطح مقطع کابل

برای محاسبات پر کردن ترانکینگ، شما به موارد زیر نیاز دارید: سطح مقطع کابل (نه سطح مقطع هادی):

مثال: هادی 6 میلی‌متر مربع با قطر بیرونی 5.5 میلی‌متر

الزامات شعاع خمش

IEC 60204-1 حداقل شعاع خمش را برای جلوگیری از آسیب به هادی مشخص می‌کند:

مثال: کابل تک‌هسته‌ای 10mm² (OD = 6.7mm) به حداقل شعاع خمش 26.8mm در گوشه‌های ترانکینگ نیاز دارد.

بخش 4: محاسبات ظرفیت پر شدن ترانکینگ و داکت کابل

محدودیت‌های فضای فیزیکی در تابلوهای کنترل، نیازمند محاسبات دقیق ظرفیت ترانکینگ است. برخلاف قوانین پر کردن لوله که بر سهولت نصب تمرکز دارند، پر کردن ترانکینگ در تابلوها باید تعادل بین راندمان فضا و مدیریت حرارتی را برقرار کند.

محدودیت‌های پر شدن IEC 60204-1 و IEC 60614-2-2

حداکثر درصد پر شدن برای ترانکینگ محصور:

فرمول:

کجا:

• Σ A_cables = مجموع تمام مساحت‌های سطح مقطع کابل‌ها (mm²)
• A_trunking = مساحت سطح مقطع داخلی ترانکینگ (mm²)

اندازه‌ها و ظرفیت‌های استاندارد ترانکینگ

ترانکینگ PVC با دیواره جامد (ابعاد داخلی):

سینی کابل شیاردار/سوراخ دار (عرض موثر):

توجه: پر شدن سینی کابل معمولاً محدود می شود توسط آرایش تک لایه به جای پر شدن درصدی، برای حفظ اتلاف حرارتی.

مثال های محاسبه پر کردن ترانکینگ

مثال 1: اندازه های مختلف کابل در ترانکینگ 50mm × 50mm

کابل های مورد نیاز برای نصب:

• 6 × کابل 2.5mm² (OD هر کدام 4.5mm)
• 4 × کابل 6mm² (OD هر کدام 5.5mm)
• 2 × کابل 10mm² (OD هر کدام 6.7mm)

مثال 2: تابلوی کنترل با تراکم بالا

سناریو: 20 × کابل 2.5mm² در ترانکینگ 50mm × 25mm

Example 3: Oversized Cable in Small Trunking

سناریو: کابل‌های 3 × 16mm² (قطر خارجی 7.6mm) در ترانکینگ 50mm × 38mm

حداکثر تعداد کابل در ترانکینگ استاندارد (حد پرشدگی 40%):

ترانکینگ 50mm × 50mm (داخلی 2,500mm²، ظرفیت 1,000mm²):

قطر خارجی

303 کابل

اینها حداکثر مقادیر تئوری هستند. تاسیسات واقعی باید هدف قرار دهند 60-70% از حداکثر برای اینکه اجازه دهند: انعطاف پذیری مسیریابی کابل

• اضافات آینده
• الزامات جداسازی در ترانکینگ
• دسترسی به تعمیر و نگهداری
• کاهش نیروی کار نصب

IEC 60204-1 جداسازی بین انواع مدار را برای جلوگیری از تداخل و اطمینان از ایمنی الزامی می داند:

جداسازی مدار

┌─────────────────────────────┐

برای سینی کابل سوراخ دار، حداکثر کابل ها در هر لایه را محاسبه کنید:

N_max = (W_tray – 2 × clearance) ÷ (OD_cable + spacing)

کجا:

• = عرض موثر سینی (mm) clearance
• clearance = فاصله لبه (معمولاً 10 میلی متر در هر طرف)
• OD_cable = قطر بیرونی کابل (میلی متر)
• فاصله = حداقل فاصله بین کابل ها (معمولاً 5 میلی متر)

مثال: سینی 100 میلی متری با کابل های 6 میلی متر مربع (OD 5.5 میلی متر)

بخش 5: روش شناسی اندازه گیری یکپارچه - ترکیب تمام محاسبات

اندازه گیری کابل در دنیای واقعی نیاز به در نظر گرفتن همزمان ظرفیت آمپر، افت ولتاژ و ظرفیت ترانکینگ دارد. این بخش نمونه های یکپارچه ای را ارائه می دهد که گردش کار کامل محاسبه را نشان می دهد.

گردش کار جامع محاسبه

مثال حل شده 5: طراحی کامل پنل

سناریو: تابلوی کنترل صنعتی با مدارهای متعدد

مدارها:

• مدار A: موتور 15 کیلووات، 30 آمپر، طول کابل 20 متر
• مدار B: موتور 7.5 کیلووات، 16 آمپر، طول کابل 15 متر
• مدار C: منبع تغذیه 24VDC، 20 آمپر، طول کابل 25 متر
• مدار D: 10 × رله کنترل، مجموع 5 آمپر، طول کابل 10 متر

شرایط پنل:

• دمای داخلی: 55 درجه سانتیگراد
• تمام مدارها در ترانکینگ مشترک 75mm × 50mm
• ولتاژ: 400 ولت سه فاز (A، B)، 24VDC (C، D)
• نوع کابل: مس XLPE برای قدرت، PVC برای کنترل

محاسبه مدار A (موتور 15 کیلووات):

محاسبه مدار B (موتور 7.5 کیلووات):

محاسبه مدار C (منبع تغذیه 24VDC):

محاسبه مدار D (رله‌های کنترلی):

تایید میزان پرشدگی ترانکینگ:

عامل غالب

استفاده از دمای پایه 30 درجه سانتیگراد

مرجع سریع جریان‌دهی کابل (مس، دمای مرجع 40 درجه سانتیگراد)

PVC 70°C

توجه: این مقادیر پایه در دمای 40 درجه سانتیگراد با مدار تک هستند. برای نصب‌های واقعی، ضرایب کاهش را اعمال کنید.

محاسبه‌گر سریع افت ولتاژ

فرمول بازآرایی شده برای یافتن حداکثر طول کابل:

برای DC و AC تک فاز:

برای AC سه فاز:

مثال: حداکثر طول برای کابل 2.5mm²، بار 10 آمپر، افت ولتاژ 5% در سیستم 24VDC

راهنمای انتخاب ترانکینگ

مرحله 1: محاسبه مساحت کل مقطع کابل

مرحله 2: تعیین مساحت ترانکینگ مورد نیاز

مرحله 3: انتخاب اندازه استاندارد بعدی

مثال: مساحت کل کابل = 850 mm²

مرجع تبدیل اندازه کابل

برای اطلاعات دقیق تبدیل AWG، به [راهنمای انواع اندازه کابل] ما مراجعه کنید. راهنمای انواع اندازه کابل.

حداقل اندازه‌های کابل طبق IEC 60204-1

نکات کلیدی

عوامل حیاتی موفقیت برای تعیین اندازه کابل:

1. از توالی محاسبه کامل استفاده کنید: ظرفیت آمپر → افت ولتاژ → پر شدن ترانکینگ—هرگز از مراحل صرف نظر نکنید
2. مدارهای DC نیازمند توجه ویژه هستند.: افت ولتاژ اغلب بر تعیین اندازه کابل غلبه می‌کند و نیازمند کابل‌هایی با 2-3 سایز بزرگتر از ظرفیت آمپر است.
3. قطر خارجی کابل ≠ اندازه هادی: همیشه از قطر خارجی واقعی کابل برای محاسبات داکت استفاده کنید، نه سطح مقطع هادی.
4. مقاومت ویژه تنظیم شده با دما مهم است.: از ρ در دمای کارکرد (معمولاً 70 درجه سانتیگراد) استفاده کنید، نه مقادیر مرجع 20 درجه سانتیگراد.
5. حداکثر میزان پر شدن داکت 40% است.: برای نصب‌های عملی با ظرفیت توسعه آتی، 25-30% را هدف قرار دهید.
6. انواع مدار را جدا کنید.: از داکت تقسیم شده یا کانال‌های جداگانه برای مدارهای قدرت در مقابل مدارهای کنترل استفاده کنید.
7. تمام محاسبات را مستند کنید.: سوابقی را نشان دهنده جریان طراحی، عوامل کاهش جریان، افت ولتاژ و میزان پر شدن داکت برای اصلاحات آتی نگهداری کنید.
8. در طول راه‌اندازی تأیید کنید: افت ولتاژ و افزایش دمای واقعی را برای تأیید فرضیات طراحی اندازه گیری کنید.
9. سه فاز به 4 کابل نیاز دارد.: هنگام محاسبه میزان پر شدن داکت، هادی PE را فراموش نکنید.
10. در صورت تردید، اندازه را بزرگتر انتخاب کنید.: کابل در مقایسه با طراحی مجدد پنل یا آسیب به تجهیزات ارزان است.

چک لیست محاسبات:

• [ ] جریان طراحی با ضریب 1.25 × پیوسته محاسبه شده است.
• [ ] عوامل کاهش جریان اعمال شده است (دما + گروه بندی).
• [ ] رتبه بندی دستگاه حفاظتی انتخاب شده است.
• [ ] اندازه کابل از جداول ظرفیت آمپر انتخاب شده است.
• [ ] افت ولتاژ در دمای کارکرد محاسبه شده است.
• [ ] قطر خارجی کابل از دیتاشیت تأیید شده است.
• [ ] درصد پر شدن داکت محاسبه شده است.
• [ ] الزامات جداسازی برآورده شده است.
• [ ] الزامات شعاع خمش بررسی شده است.
• [ ] ظرفیت توسعه آتی در نظر گرفته شده است.

VIOX Electric’s قطعات کنترل صنعتی برای محیط های سخت پنل طراحی شده اند، با بلوک‌های ترمینال, قطع کننده مدار، و کنتاکتورها دارای رتبه بندی برای عملکرد مداوم در دماهای بالا. تیم پشتیبانی فنی ما راهنمایی های خاص برنامه را برای محاسبات پیچیده اندازه کابل ارائه می دهد.

سوالات متداول

سوال 1: چرا مدارهای کنترل DC من به کابل های بسیار بزرگتری نسبت به مدارهای قدرت AC با جریان مشابه نیاز دارند؟

مدارهای DC به شدت به افت ولتاژ حساس هستند زیرا ولتاژ RMS وجود ندارد - هر ولت از دست رفته کاهش مستقیم در ولتاژ موجود است. افت 5% در یک سیستم 24VDC (1.2V) به طور قابل توجهی بر عملکرد رله و کنتاکتور تأثیر می گذارد، در حالی که افت 5% در 400VAC (20V) به سختی برای اکثر تجهیزات قابل توجه است. علاوه بر این، مدارهای DC فاقد اثر “میانگین گیری” شکل موج های AC هستند و افت ولتاژ را مهم تر می کنند. این اغلب منجر به این می شود که کابل های کنترل DC 2-3 سایز بزرگتر از آنچه که فقط ظرفیت آمپر نشان می دهد، باشند.

سوال 2: آیا می توانم از حد مجاز پر شدن داکت 40% به عنوان یک هدف طراحی استفاده کنم؟

خیر - 40% حداکثر حد مجاز پر شدن است، نه یک هدف طراحی. نصب های حرفه ای باید پر شدن 25-30% انعطاف پذیری مسیریابی کابل

• را هدف قرار دهند.
• افزودن مدارهای آتی بدون تعویض داکت
• کشیدن آسان تر کابل در حین نصب (کاهش هزینه های نیروی کار)
• اتلاف حرارتی بهتر (دماهای کارکرد پایین تر)

دسترسی به تعمیر و نگهداری (امکان اضافه/حذف کابل).

طراحی برای حداکثر پر شدن، نصب های غیرقابل انعطافی ایجاد می کند که برای حتی تغییرات جزئی نیاز به اصلاحات پرهزینه دارند.

بله سوال 3: آیا هنگام محاسبه میزان پر شدن داکت، باید هادی PE (حفاظت زمین) را شمارش کنم؟, خیر برای محاسبات میزان پر شدن داکت - هادی های PE صرف نظر از اینکه جریان حمل می کنند یا نه، فضای فیزیکی را اشغال می کنند. با این حال،.

برای عوامل کاهش جریان گروه بندی - هادی های PE در شرایط عادی کار گرما تولید نمی کنند و از محاسبات کاهش حرارتی حذف می شوند. این یک منبع رایج سردرگمی است: PE برای فضای فیزیکی حساب می شود اما برای محاسبات حرارتی نه.

سوال 4: چرا IEC 60204-1 از دمای مرجع 40 درجه سانتیگراد به جای 30 درجه سانتیگراد مانند کدهای ساختمانی استفاده می کند؟.

تابلوهای کنترل فضاهای محدودی با قطعات تولید کننده گرما (VFD ها، منابع تغذیه، ترانسفورماتورها) ایجاد می کنند که به طور معمول 10-15 درجه سانتیگراد بالاتر از دمای اتاق کار می کنند. مرجع 40 درجه سانتیگراد شرایط واقعی پنل را منعکس می کند و انتخاب کابل را محافظه کارانه تر و مناسب تر برای محیط های صنعتی می کند. اگر به اشتباه از جداول مبتنی بر 30 درجه سانتیگراد (مانند IEC 60364) استفاده کنید، کابل ها را کوچکتر از حد انتخاب می کنید و خطر خرابی های حرارتی را افزایش می دهید.

اعمال کنید سوال 5: چگونه کابل هایی را که بخشی در داکت و بخشی در هوای آزاد هستند، مدیریت کنم؟ محدود کننده ترین شرایط.

برای کل مسیر کابل. اگر 80% یک کابل در هوای آزاد باشد اما 20% از داکت متراکم عبور کند، کل مدار باید برای عوامل کاهش جریان بخش داکت اندازه گیری شود. بخش داکت یک "گردنه" حرارتی ایجاد می کند که ظرفیت کل کابل را محدود می کند. مهندسی محافظه کارانه همیشه از بدترین شرایط برای مسیرهای کامل کابل استفاده می کند.

سوال 6: آیا می توانم انواع مختلف کابل (PVC و XLPE) را در یک داکت مخلوط کنم؟ بله، اما عوامل کاهش جریان مناسب را برای. هر نوع کابل به طور جداگانه اعمال کنید. کابل های PVC (دارای رتبه 70 درجه سانتیگراد) نسبت به XLPE (دارای رتبه 90 درجه سانتیگراد) در همان محیط، به کاهش دمای تهاجمی تری نیاز دارند. برای محاسبات میزان پر شدن داکت، به سادگی قطرهای خارجی را بدون در نظر گرفتن نوع عایق جمع کنید. با این حال، برای کاربردهای کنترل موتور که نیاز به قابلیت اطمینان بالایی دارند، استفاده از انواع کابل های سازگار در سراسر سیستم، محاسبات را ساده می کند و خطاها را کاهش می دهد.

سوال 7: تفاوت بین سطح مقطع کابل و سطح مقطع هادی چیست؟

سطح مقطع هادی (به عنوان مثال، 6mm²) به خود هادی مسی/آلومینیومی اشاره دارد و ظرفیت حمل جریان را تعیین می کند. سطح مقطع کابل به کل کابل از جمله عایق و غلاف اشاره دارد که از قطر خارجی محاسبه می شود: A = π × (OD/2)². به عنوان مثال:

• هادی 6mm² = سطح هادی 6mm²
• همان کابل با OD 5.5mm = سطح کابل 23.8mm²

همیشه استفاده کنید از سطح مقطع کابل برای محاسبه پر شدن ترانکینگ،, سطح مقطع هادی برای محاسبات ظرفیت حمل جریان.

سوال 8: چگونه پر شدن ترانکینگ را زمانی که کابل‌ها اشکال مختلفی دارند (گرد در مقابل تخت) محاسبه کنم؟

برای کابل‌های گرد، از فرمول مساحت دایره استفاده کنید: A = π × (OD/2)². برای کابل‌های تخت/نواری، از مساحت مستطیل استفاده کنید: A = عرض × ضخامت. برای اشکال نامنظم، از “قطر دایره‌ای معادل” مشخص شده توسط سازنده استفاده کنید یا مستطیل محدود کننده کابل (عرض × ارتفاع) را اندازه گیری کنید و از آن به عنوان یک تخمین محافظه کارانه استفاده کنید. هنگام ترکیب اشکال، تمام مساحت‌های جداگانه را جمع کنید و با ظرفیت ترانکینگ مقایسه کنید.

سوال 9: آیا کابل‌های انعطاف پذیر به محاسبات متفاوتی نسبت به کابل‌های نصب ثابت نیاز دارند؟

آمپراژ: کابل‌های انعطاف پذیر معمولاً 10-15% ظرفیت حمل جریان کمتری نسبت به هادی‌های جامد هم اندازه دارند، به دلیل افزایش مقاومت ناشی از رشته‌ای بودن. یک ضریب کاهش جریان اضافی 0.85-0.90 اعمال کنید.

پر شدن ترانکینگ: کابل‌های انعطاف پذیر دارای قطرهای بیرونی بزرگتری هستند (لایه های عایق بیشتر برای انعطاف پذیری)، بنابراین قطر بیرونی واقعی را از دیتاشیت‌ها بررسی کنید.

شعاع خمش: کابل‌های انعطاف پذیر به حداقل شعاع خمش 5 × OD در مقابل 4 × OD برای کابل‌های جامد نیاز دارند.

برای سیستم‌های فستونی و ماشین آلات متحرک, ، همیشه رتبه‌بندی کابل‌های انعطاف پذیر را به طور صریح مشخص کنید.

سوال 10: چگونه کابل‌ها را برای مدارهایی با جریان راه اندازی بالا مانند موتورها سایز کنم؟

سایز کابل‌ها را بر اساس جریان نامی بار کامل (نه جریان راه اندازی)، با اعمال ضرایب کاهش جریان مناسب، تعیین کنید. دستگاه حفاظتی (استارتر موتور یا قطع کننده مدار) جریان‌های گذرا راه اندازی کوتاه مدت را کنترل می‌کند. با این حال،, افت ولتاژ در هنگام راه اندازی را بررسی کنید تا اطمینان حاصل شود که باعث موارد زیر نمی‌شود:

• قطع کنتاکتور (افت ولتاژ باعث رها شدن سیم پیچ نگهدارنده می‌شود)
• قطع ناخواسته تجهیزات حساس به ولتاژ
• زمان راه اندازی بیش از حد

اگر افت ولتاژ راه اندازی از 15-20% فراتر رفت، در نظر بگیرید که سایز کابل‌ها را فراتر از الزامات ظرفیت حمل جریان افزایش دهید یا از کنترل سافت استارتر/VFD استفاده کنید.

نتیجه گیری: دقت از طریق محاسبه سیستماتیک

سایزینگ دقیق کابل برای تابلوهای کنترل صنعتی نیازمند کاربرد دقیق سه محاسبه به هم پیوسته است: ظرفیت حمل جریان با ضرایب کاهش جریان, افت ولتاژ در دمای کارکرد، و پر شدن ترانکینگ بر اساس ابعاد واقعی کابل. در حالی که اصول کاهش جریان، محدودیت‌های حرارتی را تعیین می‌کنند (که در comprehensive derating guideما به تفصیل شرح داده شده است)، فرمول‌ها و روش‌های موجود در این راهنما، آن اصول را به انتخاب‌های دقیق کابل تبدیل می‌کنند که الزامات IEC 60204-1 را برآورده می‌کنند.

بهترین شیوه‌های نصب حرفه‌ای:

• به طور سیستماتیک محاسبه کنید: گردش کار کامل را دنبال کنید - هرگز از بررسی افت ولتاژ یا پر شدن ترانکینگ صرف نظر نکنید
• از ابعاد واقعی استفاده کنید: قطرهای بیرونی کابل را از دیتاشیت‌های سازنده تأیید کنید، نه از فرضیات
• برای توسعه طراحی کنید: پر شدن ترانکینگ را 25-30% هدف قرار دهید، نه حداکثر 40%
• به طور کامل مستند کنید: سوابق محاسبات را برای اصلاحات بعدی نگهداری کنید
• در طول راه‌اندازی تأیید کنید: افت ولتاژ و افزایش دما را اندازه گیری کنید تا فرضیات طراحی را تأیید کنید
• انواع مدار را جدا کنید.: از داکت تقسیم شده یا کانال‌های جداگانه برای مدارهای قدرت در مقابل مدارهای کنترل استفاده کنید.

زمانی که دقت محاسبه مهم است:

تفاوت بین سایزینگ کابل کافی و ناکافی اغلب به کاربرد روشمند فرمول‌ها بستگی دارد - به ویژه برای مدارهای کنترل DC که در آن افت ولتاژ غالب است، و تابلوهای با چگالی بالا که در آن ظرفیت ترانکینگ، انعطاف پذیری طراحی را محدود می‌کند. مثال‌های موجود در این راهنما نشان می‌دهند که نصب‌های دنیای واقعی اغلب به کابل‌هایی 2-3 سایز بزرگتر از تخمین‌های اولیه نیاز دارند، که محاسبه سیستماتیک را برای ایمنی، قابلیت اطمینان و عملکرد طولانی مدت ضروری می‌سازد.

خط جامع VIOX Electric از دستگاه‌های حفاظت مدار صنعتی و اجزای کنترل برای محیط‌های سخت تابلو طراحی شده‌اند. تیم پشتیبانی فنی ما راهنمایی‌های خاص برنامه را برای محاسبات پیچیده سایزینگ کابل و طرح‌های تابلو در سراسر جهان ارائه می‌دهد.

برای مشاوره فنی در مورد پروژه تابلوی کنترل بعدی خود، با تیم مهندسی VIOX Electric تماس بگیرید یا راه حل‌های کامل برق صنعتی.

منابع فنی مرتبط:

• راهنمای جامع کاهش توان الکتریکی: دما، ارتفاع و عوامل گروه بندی
• راهنمای سایز سیم 50 آمپر: استانداردهای NEC و انتخاب قطع کننده
• انواع سایز کابل توضیح داده شده: راهنمای mm، mm²، AWG و B&S
• Control Panels: Understanding Control Panel Components
• کلید اتوماتیک با قاب عایق (MCCB) چیست؟
• راهنمای انتخاب بلوک ترمینال: انواع و کاربردها
• نمودار سیم کشی استار دلتا: راهنمای سایزینگ و انتخاب
• قطع کننده مدار DC چیست؟