برای بسیاری از مدارهای ۶۰ آمپر، استفاده کنید از سیم مسی 6 AWG یا سیم آلومینیومی/آلومینیومی با روکش مس با سایز 4 AWG زمانی که ستون ظرفیت جریانی ۷۵ درجه سانتیگراد مجاز باشد. اگر در نصب نیاز به استفاده از ستون ۶۰ درجه سانتیگراد باشد، سایزهای اولیه به شرح زیر تغییر میکنند: سیم مسی با سایز 4 AWG یا سیم آلومینیومی/آلومینیومی با روکش مس با سایز 3 AWG.
درجهبندی کلید به تنهایی تعیینکننده نیست. پیش از انتخاب هادی، طراحی باید از چهار مرحله عبور کند:
- ظرفیت جریانی بار مورد نیاز؛;
- روش سیمکشی؛;
- دمای ترمینال و درجهبندیهای متریال؛ و
- تنظیمات نصب و افت ولتاژ.
اگر هر یک از محدودیتها استفاده از سیم مسی 6 AWG را رد کرد، از سایز تعیینشده توسط محدودکنندهترین شرایط استفاده کنید.
نگاهی سریع به سایز سیم برای جریان 60 آمپر
| مبنای نصب | سایز اولیه مس | سایز اولیه آلومینیوم/آلومینیوم با روکش مس | آنچه باید صادق باشد |
|---|---|---|---|
| ظرفیت جریانی ۷۵ درجه سانتیگراد مجاز است | 6 AWG | ۴ AWG | روش سیمکشی و تمامی اتصالات مربوطه، ظرفیت جریانی ۷۵ درجه سانتیگراد را مجاز میدانند |
| ظرفیت جریانی ۶۰ درجه سانتیگراد حاکم است | ۴ AWG | 3 AWG | هادی باید حداقل دارای ظرفیت جریانی ۶۰ آمپر طبق جدول باشد |
| کابل مسی ۶ AWG از نوع NM-B | ظرفیت جریانی هادی ۵۵ آمپر | برای این ردیف قابل اعمال نیست | یک کلید ۶۰ آمپر مشروط است؛ بار محاسبهشده نباید از ۵۵ آمپر تجاوز کند. |
| شرایط موجود مستلزم کاهش ظرفیت (Derating) یا افزایش سایز کابل به دلیل افت ولتاژ است. | در صورت لزوم، سایز بزرگتر را محاسبه کنید. | در صورت لزوم، سایز بزرگتر را محاسبه کنید. | ظرفیت جریان نهایی تنظیمشده باید الزامات بار و تجهیزات را برآورده کند. |
نکات کلیدی
سیم مسی 6 AWGاین یک پاسخ کلی برای ۶۰ آمپر نیست.- این کابل در دمای ۷۵ درجه سانتیگراد دارای ظرفیت جریان ۶۵ آمپر است، اما تحت شرایط پایه جدول در دمای ۶۰ درجه سانتیگراد تنها ۵۵ آمپر ظرفیت دارد.
- کابل نوع NM-B از محدودیت ظرفیت جریان ۶۰ درجه سانتیگراد استفاده میکند، اگرچه عایق داخلی آن برای ۹۰ درجه سانتیگراد رتبهبندی شده است.
- یک کلید ۶۰ آمپر گاهی میتواند از یک هادی ۵۵ آمپر محافظت کند، اما کلید باعث افزایش ظرفیت جریان آن هادی نمیشود.
- یک مدار ۶۰ آمپر معمولی بهطور کلی از بار مداوم بیش از ۴۸ آمپر پشتیبانی نمیکند.
چارچوب هادی ۶۰ آمپر چهار دروازهای VIOX
این چهار دروازه از یک خطای رایج جلوگیری میکنند: انتخاب سیم بر اساس علامتگذاری روی دسته کلید مینیاتوری (MCB) پیش از تعیین نیاز واقعی مدار.
| دروازه | است | شرط قبولی برای مس ۶ AWG | در صورت عدم قبولی |
|---|---|---|---|
| 1. بار | بار محاسبهشده به چه میزان آمپراژ نیاز دارد؟ | آمپراژ مورد نیاز هادی نباید از آمپراژ مجاز کابل 6 AWG بیشتر باشد | سطح مقطع هادی را افزایش دهید یا مدار را بازطراحی کنید |
| 2. روش سیمکشی | آیا این کابل از نوع NM-B است، هادیهای داخل لوله برق (raceway) هستند یا سیستم کابلی دیگری است؟ | روش سیمکشی اجازه استفاده از ستون آمپراژ مورد نیاز را میدهد | از محدودیت آمپراژ مربوط به روش سیمکشی واقعی استفاده کنید |
| 3. اتصالات (ترمینیشنها) | چه دما و جنس هادی در هر دو انتها درج شده است؟ | هر ترمینال کنترلی، هادیهای مسی ۷۵ درجه سانتیگراد با این سایز را میپذیرد | از ستون دمای پایینتر یا جنس هادی تأییدشده استفاده کنید |
| ۴. نصب | آیا دمای محیط، تعداد هادیها یا افت ولتاژ نتیجه را تغییر میدهند؟ | آمپراژ اصلاحشده همچنان کافی است و افت ولتاژ قابل قبول میباشد | سایز را افزایش دهید یا روش نصب را تغییر دهید |
هادی نهایی میانگین این نتایج نیست. محدودکنندهترین شرایط قابل اعمال، تعیینکننده است.
برای ارجاع گستردهتر بین کلید مینیاتوری و هادی، به VIOX مراجعه کنید جدول سایزبندی سیم و کلید مینیاتوری.
گام ۱: محاسبه آمپراژ مورد نیاز هادی
ابتدا بار را تعیین کنید و از فرض اینکه مدار بهطور مداوم ۶۰ آمپر جریان دارد، خودداری کنید.
برای بسیاری از مدارهای انشعابی و فیدرها، آمپراژ هادی باید موارد زیر را پوشش دهد:
آمپراژ مورد نیاز = (۱.۲۵ × بار مداوم) + (۱.۰۰ × بار غیرمداوم)برای یک بار کاملاً مداوم در یک مدار ۶۰ آمپر معمولی:
۴۸ آمپر = ۱.۲۵ ÷ ۶۰ آمپربه همین دلیل است که یک بار مداوم ۴۸ آمپری معمولاً با یک مدار ۶۰ آمپری جفت میشود. این بدان معنا نیست که لزوماً هر کلید ۶۰ آمپری حامل بار ۴۸ آمپری است و همچنین به این معنی نیست که هر بار باید به ۸۰ درصد کاهش یابد. محاسبات بستگی به این دارد که آیا بار مداوم است و آیا قوانین خاص تجهیزات اعمال میشود یا خیر.
مثال عملی: بار ترکیبی مداوم و غیرمداوم
فرض کنید یک فیدر ۳۲ آمپر بار مداوم و ۱۲ آمپر بار غیرمداوم را تأمین میکند:
(۳۲ آمپر × ۱.۲۵) + ۱۲ آمپر = ۵۲ آمپربنابراین، هادی قبل از در نظر گرفتن روش سیمکشی، پایانهها، ضرایب اصلاح و افت ولتاژ، حداقل به ۵۲ آمپر ظرفیت جریاندهی مجاز نیاز دارد. یک هادی ۵۵ آمپری میتواند این محاسبه بار را پوشش دهد، در حالی که در طراحی که به یک هادی کامل ۶۰ آمپری نیاز دارد، نمیتوان از همان مقدار ۵۵ آمپر استفاده کرد.
اگر بار مشخص نشده است، با راهنمای VIOX در مورد نحوه تعیین اندازه کلید مینیاتوری بر اساس بار و اندازه سیم شروع کنید.
گیت ۲: شناسایی روش سیمکشی
دو هادی میتوانند هر دو از جنس مس با سایز 6 AWG باشند، اما به دلیل تعلق به سیستمهای سیمکشی متفاوت، ظرفیت آمپری قابل استفاده متفاوتی داشته باشند.
هادیهای تکرشته در لوله برق (Raceway)
مس با سایز 6 AWG در ستون 75 درجه سانتیگراد و تحت شرایط عادی ذکر شده در جدول 310.16 استاندارد NEC، دارای ظرفیت آمپری 65 آمپر است. بنابراین، در صورت وجود پایانههای با دمای 75 درجه سانتیگراد، استفاده از هادیهای تکرشته با علامتگذاری مناسب در لوله برق (Raceway) مناسب، یک راهکار رایج است.
علامتگذاری همچنان اهمیت دارد. فضای داخلی لولههای برق در محیطهای بیرونی و زیرزمینی، مکانهای مرطوب محسوب میشوند، بنابراین عایق هادی باید برای آن مکان خاص تایید شده باشد. THWN-2 یا XHHW-2 از علامتگذاریهای رایج برای مکانهای مرطوب هستند که در صورت مناسب بودن شرایط، استفاده میشوند.
کابل نوع NM-B
مشخصات فنی کابل نوع NM-B شرکت Southwire بیان میکند که ظرفیت آمپری NM-B به مقدار دمای 60 درجه سانتیگراد هادی محدود میشود. در این دما:
- مس 6 AWG برابر با 55 آمپر است
- مس 4 AWG برابر با 70 آمپر است
بنابراین، کابل 6 AWG از نوع NM-B یک هادی 60 آمپری محسوب نمیشود. اینکه آیا میتوان آن را با یک کلید مینیاتوری 60 آمپری محافظت کرد، موضوع جداگانهای است که در ادامه به آن پرداخته شده است.
گیت 3: بررسی درجه حرارتی کنترلکننده
مقادیر مربوط به هادیها عبارتند از:
| هادی | ۶۰ درجه سانتیگراد | 75 درجه سانتیگراد | 90 درجه سانتیگراد |
|---|---|---|---|
| سیم مسی 6 AWG | 55A | 65 آمپر | 45A |
| سیم مسی با سایز 4 AWG | 70A | 85A | 95A |
| آلومینیوم/آلومینیوم با روکش مس 4 AWG | 55A | 65 آمپر | 45A |
| آلومینیوم/آلومینیوم با روکش مس 3 AWG | 65 آمپر | 45A | 85A |
این ارقام مقادیر جدول تحت شرایط پایه ذکر شده هستند و به معنای مجوز خودکار برای هر نوع نصب نمیباشند.
چرا عایق ۹۰ درجه سانتیگراد به معنای پایانههای ۹۰ درجه سانتیگراد نیست
یک هادی THHN/THWN-2 ممکن است دارای علامتگذاری عایق ۹۰ درجه سانتیگراد باشد، اما یک کلید مینیاتوری (MCB) یا کابلشو تجهیزات ممکن است به ۷۵ یا ۶۰ درجه سانتیگراد محدود باشد. درجه حرارت بالای هادی، رتبه حرارتی پایانه را ارتقا نمیدهد.
در صورت مجاز بودن، میتوان از مقدار ۹۰ درجه سانتیگراد به عنوان نقطه شروع برای محاسبات تنظیم یا تصحیح استفاده کرد. با این حال، آمپراژ نهایی مجاز باید همچنان در محدوده کنترلشده پایانه و تجهیزات باقی بماند.
آلومینیوم نیازمند سازگاری صریح پایانه است
سایز ۴ AWG برای آلومینیوم/آلومینیوم با روکش مس، یک سایز شروع رایج ۷۵ درجه سانتیگراد برای جریان ۶۰ آمپر است، اما تنها در صورتی که هر پایانه متصلشده برای آن جنس و سایز هادی تأیید شده باشد. فرض نکنید که کابلشویی که ۴ AWG مسی را میپذیرد، ۴ AWG آلومینیومی را نیز میپذیرد.
برای آمادهسازی و سفت کردن هادی، از دستورالعملهای تجهیزات پیروی کنید. یک مقاله عمومی نمیتواند مقدار گشتاور جهانی ارائه دهد، زیرا گشتاور مختص هر پایانه است.
آیا یک کلید ۶۰ آمپر میتواند از کابل ۶ AWG نوع NM-B محافظت کند؟
احتمالاً، اما تنها زمانی که قانون سایز استاندارد بعدی اعمال شود و بار محاسبهشده از آمپراژ ۵۵ آمپر هادی فراتر نرود.
طراحی باید تأیید کند که:
- مقدار ۵۵ آمپر بین مقادیر استاندارد تجهیزات حفاظت در برابر جریان اضافه قرار میگیرد؛;
- ۶۰ آمپر، مقدار استاندارد بعدی است؛;
- تجهیز حفاظت در برابر جریان اضافه از ۸۰۰ آمپر تجاوز نمیکند؛;
- مدار و تجهیزات متصل به آن مشمول قانونی که نیاز به حفاظت متفاوتی داشته باشد، نمیشوند؛ و
- بار محاسبهشده برای هادی پس از اعمال قوانین مربوط به بار، در حد ۵۵ آمپر یا کمتر باقی میماند.
این تفاوت حیاتی است:
این قانون ممکن است استفاده از یک وسیله حفاظتی ۶۰ آمپری را مجاز بداند؛ اما این به معنای تبدیل یک هادی ۵۵ آمپری به یک هادی ۶۰ آمپری نیست.
مثال الف: ظرفیت جریانی مورد نیاز ۵۲ آمپر
محاسبه بار ترکیبی در بالا، نیاز به یک هادی ۵۲ آمپری را نشان داد. یک هادی ۶ AWG از نوع NM-B با ظرفیت نامی ۵۵ آمپر میتواند نیاز ظرفیت جریانی را برآورده کند و در صورتی که تمام شرایط مربوط به قانون «اندازه استاندارد بعدی» و قوانین مربوط به تجهیزات متصل رعایت شود، میتوان از یک کلید مینیاتوری (بریکر) ۶۰ آمپری استفاده کرد.
مثال ب: بار مداوم ۴۸ آمپری برای تجهیزات تامین برق خودروی برقی (EVSE)
یک بار مداوم ۴۸ آمپری نیازمند موارد زیر است:
۶۰ آمپر = ۱.۲۵ × ۴۸ آمپریک هادی ۵۵ آمپری از نوع NM-B، نیاز به یک هادی ۶۰ آمپری را برآورده نمیکند. قانون «اندازه استاندارد بعدی» این کمبود را جبران نمیکند.
به عنوان یک بررسی مختص به محصول، دستورالعملهای شارژر دیواری یونیورسال تسلا بین رتبهبندیهای ترمینال تمایز قائل میشوند: آنها حداقل هادی مسی ۶ AWG از نوع THWN-2 با دمای ۹۰ درجه سانتیگراد را به همراه یک بریکر با رتبه دمایی ۷۵ درجه سانتیگراد، و حداقل هادی مسی ۴ AWG را با یک بریکر با رتبه دمایی ۶۰ درجه سانتیگراد مشخص میکنند. این تجهیزات فقط هادیهای مسی را میپذیرند. این مثال روش کار را نشان میدهد و یک مشخصه کلی برای تمام محصولات تجهیزات تامین برق خودروی برقی (EVSE) نیست.
گیت ۴: بررسی شرایط نصب
حتی پس از عبور هادی از سه گیت اول، ممکن است نصب به سایز بزرگتری نیاز داشته باشد.
دمای محیط
دمای بالای محیط میتواند ظرفیت آمپری مجاز را کاهش دهد. این موضوع در مسیرهای کابلکشی پشتبام، فضاهای مکانیکی گرم و مکانهای نزدیک به تجهیزات گرمازا اهمیت دارد.
تعداد هادیهای حامل جریان
وجود بیش از سه هادی حامل جریان در یک مسیر کابلکشی یا کابل میتواند منجر به اعمال ضریب تصحیح شود. بسته به نحوه حمل جریان، از جمله جریان هارمونیک ناشی از بارهای غیرخطی، ممکن است سیم نول در شمارش لحاظ شود یا نشود.
افت ولتاژ
طول مسیر، ظرفیت آمپری پایه را کاهش نمیدهد، اما باعث افزایش افت ولتاژ میشود. افت ولتاژ را بر اساس جریان بار واقعی، طول مسیر یکطرفه، جنس هادی، ولتاژ سیستم و محدودیتهای پروژه محاسبه کنید.
از عبارات ثابتی مانند “ارتقا پس از ۵۰ فوت” استفاده نکنید. در جریان و طول هادی یکسان، مقدار افت ولتاژ مشخص، در یک مدار ۱۲۰ ولت دو برابرِ درصد افت ولتاژ در یک مدار ۲۴۰ ولت است.
قوانین مختص تجهیزات
زمانی که تجهیزات روش انتخاب متفاوتی را تعیین میکنند، استفاده از جدول عمومی را متوقف کنید. پلاک مشخصات سیستمهای تهویه مطبوع (HVAC) میتواند حداقل آمپراژ مدار (MCA) و حداکثر حفاظت در برابر جریان اضافه (MOCP) را ارائه دهد. مدارهای موتور به طور جداگانه ظرفیت آمپری هادی، حفاظت در برابر اضافه بار و حفاظت در برابر اتصال کوتاه/خطای زمین را هماهنگ میکنند.
این موارد استثناهایی نیستند که در یک جدول کلی ۶۰ آمپر پنهان شوند؛ بلکه اهداف طراحی مجزایی هستند که نیازمند محاسبات خاص تجهیزات خود میباشند.
کاربرگ انتخاب هادی ۶۰ آمپر
پیش از سفارش هادی، این کاربرگ را تکمیل کنید:
| ورودی | ارزش پروژه | منبع تایید |
|---|---|---|
| بار پیوسته | ____ آمپر | محاسبه بار / دادههای تجهیزات |
| بار غیرمداوم | ____ آمپر | محاسبه بار |
| ظرفیت آمپراژ مورد نیاز | ____ آمپر | ۱۲۵ درصد بار مداوم + ۱۰۰ درصد بار غیرمداوم یا قاعده تجهیزات مربوطه |
| جنس هادی | مس / آلومینیوم / آلومینیوم با روکش مس | علائم پایانههای تجهیزات |
| روش سیم کشی | __________ | نقشهها و شرایط نصب |
| درجهبندی ترمینال کنترل | ۶۰ درجه سانتیگراد / ۷۵ درجه سانتیگراد / سایر | نشانهگذاریهای کلید قطعکننده، جداکننده، اتصال و تجهیزات |
| ظرفیت آمپری جدول پایه | ____ آمپر | جدول آییننامه مصوب |
| نتیجه تنظیم/اصلاح | ____ آمپر | محاسبه دمای محیط و تعداد هادیها |
| نتیجه افت ولتاژ | ____ % | محاسبات پروژه |
| الزامات خاص تجهیزات | __________ | پلاک مشخصات و دفترچه راهنمای نصب |
| سایز نهایی هادی | __________ | محدودکنندهترین نتیجه تایید شده |
اگر هر یک از ورودیها نامشخص باشد، انتخاب هادی کامل نیست.
پاسخ نهایی
برای یک مدار متعارف ۶۰ آمپر که ظرفیت آمپری ۷۵ درجه سانتیگراد را مجاز میداند، استفاده کنید از سیم مسی 6 AWG یا آلومینیوم/آلومینیوم با روکش مس 4 AWG به عنوان نقطه شروع عادی. هنگامی که ستون ۶۰ درجه سانتیگراد کنترلکننده است، استفاده کنید از سیم مسی با سایز 4 AWG یا آلومینیوم/آلومینیوم با روکش مس 3 AWG به عنوان نقطه شروع.
سپس انتخاب را از چهار مرحله عبور دهید: بار، روش سیمکشی، پایانهها و شرایط نصب. این موضوع بهویژه برای کابل NM-B با سایز 6 AWG اهمیت دارد: این هادی در ستون ۶۰ درجه سانتیگراد، ۵۵ آمپر است. ممکن است استفاده از یک کلید مینیاتوری ۶۰ آمپر در یک کاربرد واجد شرایط مجاز باشد، اما بار متصل شده همچنان باید در محدوده ظرفیت آمپری واقعی هادی قرار گیرد.
سوالات متداول
آیا سیم مسی ۶ AWG برای یک کلید مینیاتوری ۶۰ آمپر کافی است؟
این مقدار معمولاً زمانی کافی است که ستون ۷۵ درجه سانتیگراد مجاز باشد، پایانهها دارای درجهبندی ۷۵ درجه سانتیگراد باشند، روش سیمکشی مناسب باشد و ظرفیت جریان اصلاحشده همچنان کافی باشد. این یک پاسخ کلی برای تمام انواع کابلهای ۶ AWG نیست.
آیا برای هر مدار ۶۰ آمپر، سیم مسی ۴ AWG الزامی است؟
خیر. سیم مسی ۴ AWG زمانی به عنوان سایز پایه مطرح میشود که ظرفیت جریان ۶۰ درجه سانتیگراد حاکم باشد یا زمانی که بار، اصلاحات، افت ولتاژ یا الزامات تجهیزات از توانایی سیم ۶ AWG فراتر رود. سیم مسی ۶ AWG یک انتخاب رایج در شرایط مجاز ۷۵ درجه سانتیگراد است.
آیا میتوان کابل 6/3 NM-B را به یک کلید ۶۰ آمپر متصل کرد؟
فقط به صورت مشروط. سیم مسی ۶ AWG از نوع NM-B به ظرفیت جریان ۵۵ آمپر محدود است. استفاده از کلید ۶۰ آمپر ممکن است تحت قانون سایز استاندارد بعدی مجاز باشد، مشروط بر اینکه تمام شرایط رعایت شده و بار محاسبهشده از ۵۵ آمپر تجاوز نکند. این کابل نمیتواند باری که به ظرفیت جریان ۶۰ آمپر نیاز دارد را تغذیه کند.
برای کلید ۶۰ آمپر از چه سایز سیم آلومینیومی استفاده میشود؟
سیم آلومینیومی یا آلومینیومی با روکش مس ۴ AWG یک سایز پایه رایج برای دمای ۷۵ درجه سانتیگراد است. اگر ستون ۶۰ درجه سانتیگراد حاکم باشد، سایز ۳ AWG سایز پایه مربوطه است. تمام پایانهها باید برای جنس و سایز هادی انتخابشده علامتگذاری شده باشند.
آیا میتوان از سیم مسی با گیج 8 AWG برای کلید مینیاتوری 60 آمپر استفاده کرد؟
خیر، طبق جدول استاندارد ظرفیت جریان، این سیم به عنوان هادی عمومی برای 60 آمپر مناسب نیست. قوانین خاص تجهیزات تهویه مطبوع (HVAC) یا الکتروموتورها باید به صورت جداگانه ارزیابی شوند و نباید به مدارات انشعابی یا فیدرهای معمولی تعمیم داده شوند.
معمولاً از چه هادی اتصال زمین (ارت) برای کلید 60 آمپر استفاده میشود؟
در مواردی که هادی اتصال زمین از نوع سیمی و بر اساس یک تجهیز حفاظتی 60 آمپر سایزبندی میشود، حداقلهای معمول، سیم مسی 10 AWG یا سیم آلومینیومی/آلومینیوم با روکش مس 8 AWG هستند. روش اتصال زمین، قوانین افزایش سایز هادی، دستورالعملهای تجهیزات و اصلاحیههای محلی را بررسی کنید.
آیا طول زیاد مسیر در مدار 60 آمپر، لزوماً نیاز به سیم مسی 4 AWG دارد؟
هیچ فاصله ثابتی چنین الزامی ایجاد نمیکند. افت ولتاژ را با استفاده از جریان بار واقعی، ولتاژ، طول مسیر و جنس هادی محاسبه کنید. در صورتی که محاسبات یا تجهیزات متصلشده ایجاب کنند، سایز هادی را افزایش دهید.
مراجع فنی
- استاندارد NFPA 70، کد ملی برق (NEC): مواد 110، 210، 215، 240، 250، 310 و ماده اختصاصی مربوط به تجهیزات متصلشده. از ویرایش پذیرفتهشده توسط مرجع ذیصلاح محلی استفاده کنید.
- مشخصات فنی کابل نوع NM-B برند Southwire
- جداول ظرفیت جریان (Ampacity) شرکت Cerrowire
- شارژر دیواری یونیورسال تسلا: الزامات کلید مینیاتوری (Breaker) و هادیها