1. چرا محاسبه ampacity ضروری است؟
انتخاب اندازه سیم مناسب و حفاظت در طراحی سیستم الکتریکی بسیار مهم است. محاسبه صحیح ampacity تضمین میکند که سیمها تحت بار مورد انتظار بیش از حد گرم نمیشوند یا بیش از حد بارگذاری نمیشوند، در حالی که تعادل بین ایمنی و کارایی{1}}هزینه نیز حاصل میشود.سیم THHN(پوشش نایلون مقاوم در برابر حرارت بالا{0}}ترموپلاستیک-) به دلیل خواص ساختاری و مقاوم در برابر حرارت{2}}ش، به طور گسترده در ساخت و ساز و صنعت استفاده می شود و ارزیابی دقیق ظرفیت آن بسیار مهم است.
2. مفاهیم اساسی و اصطلاحات
سیم THHN:حاوی هادی های مسی یا آلومینیومی، عایق ترموپلاستیک و روکش نایلونی است. برای دمای کار تا 90 درجه درجه بندی شده و برای استفاده در محیط های خشک و مرطوب مناسب است.
ظرفیت:حداکثر جریانی که یک هادی می تواند به طور ایمن برای مدت طولانی تحت شرایط خاص حمل کند که یک پارامتر مهم در کاربردهای مهندسی است.
NEC:کد ملی برق ایالات متحده به عنوان مبنای قانونی کلیدی برای انتخاب سیم THHN عمل می کند.
3. استانداردها و مقررات مرتبط
جدول NEC 310.15 (B) (16)ظرفیت اصلی حمل جریان (I_table) اندازه هادی های مختلف را در درجه بندی های دمایی مختلف فهرست می کند. به عنوان مثال، طبق این جدول، ظرفیت حمل جریان 6 هادی مسی AWG THHN در 90 درجه 75 آمپر است. 8AWG 55A است.
NEC 110.14 (C)بیان می کند که اگرچه یک هادی ممکن است درجه دمای بالاتری داشته باشد، اما استفاده واقعی ممکن است مستلزم محدود شدن آن به درجه دمای پایین تر به دلیل محدودیت دمای ترمینال یا نقطه اتصال باشد. دادههای مربوط به درجه دمای بالاتر فقط باید هنگام انجام محاسبات کاهشسنجی استفاده شود.
4. مبانی نظری برای محاسبه توان
فرمول اصلی رایج برای محاسبه ampacity به شرح زیر است:
I_واقعی=I_table × C_temp × C_group
I_table:مقدار پایه ampacity از جدول NEC.
C_temp (ضریب تصحیح دما):انحرافات دمای محیط را از خط پایه (معمولاً 30 درجه) تصحیح می کند. به عنوان مثال، در 40 درجه، ضریب دما برای یک هادی دارای رتبه 90 درجه - تقریباً 0.91 است.
C_group (عامل اصلاح دسته بندی):هنگامی که تعداد رساناها از 3 بیشتر شود، عملکرد اتلاف گرما کاهش می یابد و نیاز به اصلاح بیشتری دارد. برای 4-6 هادی، ضریب مربوطه 0.80، برای 7-9 هادی، 0.70 و غیره است.
بارگذاری مداوم:NEC برای بارگذاری مداوم به حاشیه 125 درصدی نیاز دارد. بنابراین ظرفیت قطع کننده مدار باید حداقل 125 درصد بار واقعی باشد و بر این اساس آمپاپسیته مجاز هادی تنظیم شود.
5. مراحل محاسبه دقیق
1. درجه حرارت پایه را بررسی کنید (I_table)
به عنوان مثال: 6 AWG مس THHN دارای امتیاز جریان 75 آمپر در 90 درجه است، در حالی که 8 AWG دارای امتیاز جریان 55 آمپر است.
2. ضریب تصحیح دما (C_temp) را اعمال کنید
اگر دمای محیط 40 درجه باشد، ضریب تصحیح برای THHN 90 درجه - تقریباً 0.91 است.
3. ضریب اصلاح بسته بندی را اعمال کنید (گروه C)
اگر چهار هادی در یک مجرا چیده شده اند، از ضریب تصحیح 0.80 استفاده کنید.
4.محاسبه ظرفیت مجاز واقعی
استفاده از 8 AWG به عنوان مثال:
I_actual=55A × 0.91 × 0.70 ≈ 35A.
اگر بار 39 آمپر باشد کافی نیست و باید به Thhn 6 AWG ارتقا یابد. جریان محاسبه شده 48 آمپر است که قابل قبول است.
5. حمل بار مستمر
برای بار پیوسته (بیشتر یا مساوی 3 ساعت)، بار را در 1.25 ضرب کنید و سپس تفاوت را محاسبه کنید. مقایسه I_actual تضمین می کند که الزامات طراحی ایمنی برآورده شده است.
6. مقایسه درجه حرارت ترمینال
اگرچه هادی اجازه داده 90 درجه را می دهد، محدودیت های ترمینال ممکن است در نهایت بسته به درجه دمای ترمینال دستگاه خاص، آن را به 75 درجه یا 60 درجه محدود کند.
6. نمایش موردی
مورد 1: یک هادی در یک محیط 40 درجه
رهبر ارکستر: 6 AWG مس THHN
مرجع جدول:ظرفیت جریان پایه: 75 آمپر
اصلاح دما: 0.91 → 75 × 0.91 = 68.25A
اصلاح بسته بندی:هادی تک، بدون کاهش → 68.25A
در نظر گرفتن بار مداوم:اگر بار 60 آمپر باشد، جریان مورد نیاز: 60 × 1.25=75A → 68.25 آمپر است. این کافی نیست، بنابراین ارتقاء مشخصات توصیه می شود.
مورد 2: چهار هادی در مجرای
رهبر ارکستر:8 AWG مس THHN
ظرفیت حمل جریان پایه: 55A
Tتصحیح دما: 0.91 → 55 × 0.91 ≈ 50A
اصلاح بسته بندی (4 هادی): 0.80 → 50 × 0.80 = 40A
بارگذاری مداوم:با فرض بارگذاری 30 آمپر → 30 × 1.25=37.5A < 40 آمپر → قابل قبول