مبانی محاسبه جریان ایمن و بار برای سیم های مشترک

در شبکه های برق و سیستم های توزیع، خطوط به عنوان رشته های پیچیده ای عمل می کنند که شبکه را به هم می پیوندند. سیم ها اتصالات مدار و منبع تغذیه را تسهیل می کنند. برای توضیح از یک مفهوم اساسی، "سیم" به رسانایی اطلاق می شود که انرژی الکتریکی را منتقل می کند. سیم هایی که ما معمولا استفاده می کنیم هادی های عایق هستند. با این حال، کابل‌های ارتفاع بالا و ولتاژ بالا در فضای باز عموماً هادی‌های خالی هستند، با انواع خاصی مانند سیم‌های الکترومغناطیسی که در سناریوهای خاص استفاده می‌شوند.

مشخصات سیم برای سناریوهای مختلف

بر اساس عملکرد مقاومت و مواد، هادی های سیم به آلومینیوم، آلیاژ، مس و غیره دسته بندی می شوند که مس رایج ترین آنهاست. به طور همزمان، بر اساس شکل و کاربرد، آنها را به هادی های جامد، سیم های رشته ای، جفت های تابیده، کابل های بافته، شینه ها و اشکال دیگر طبقه بندی می کنند.

این مقاله تجزیه و تحلیل مفصلی را ارائه می دهد که سه جنبه را پوشش می دهد: انواع سیم رایج، محاسبات جریان ایمن، و ظرفیت بار، با هدف ارائه مراجع و کمک برای انتخاب سیم روزانه.

I. انواع خط و انواع سیم های رایج

بسته به محیط عملیاتی و بار، خطوط را می توان به سه دسته تقسیم کرد:

• دسته 1: خطوط خدمات.اینها به برق مسکونی یا عمومی تجاری/صنعتی اشاره دارد. سطح مقطع هادی (CSA) به طور معمول استزیر 16 میلی متر مربع.

• دسته 2: خطوط توزیع.این خطوط ولتاژ را از 10 کیلوولت در پست‌ها به 380 ولت کاهش می‌دهند و به تابلوی توزیع اصلی کاربران ولتاژ پایین منتهی می‌شوند. هادی CSA برای این بخش معمولاً از16 میلی متر مربع تا 240 میلی متر مربع.

• دسته 3: خطوط انتقال.این خطوط توان را از ایستگاه های تولید (بعد از تقویت ولتاژ) به ایستگاه های سوئیچینگ ولتاژ بالا برای تخصیص منابع شبکه انتقال می دهند. در مناطق شهری، کانال های کابل زیرزمینی ترجیح داده می شود، در حالی که از خطوط هوایی در روستاها و شهرها استفاده می شود. هادی CSA از120 میلی متر مربع تا 300 میلی متر مربع.

مشخصات سیم های رایج عبارتند از:1 میلی‌متر مربع، 2.5 میلی‌متر مربع، 4 میلی‌متر مربع، 6 میلی‌متر مربع، 10 میلی‌متر مربع، و 16 میلی‌متر مربع. سیم کشی مخفی معمولاً از سیم مسی جامد با روکش PVC استفاده می کند، در حالی که تاسیسات در معرض دید در فضای باز اغلب از کابل عایق بندی شده برای برآوردن الزامات حفاظتی ایمنی استفاده می کنند.

(عنوان تصویر: پنج مشخصات کابل روکش دار)

II. محاسبه جریان و بار ایمن برای سیم های مشترک

(الف) قوانینی برای محاسبه جریان ایمن

ظرفیت حمل جریان ایمن (آمپاپسیته) به حداکثر جریان باری که یک خط می تواند در شرایط عادی تحمل کند اشاره دارد. کتاب های درسی مهندسی برق به طور سنتی یادداشت زیر را برای تخمین جریان ایمن آموزش می دهند:

1. "زیر 10، ضرب در 5"(برای اندازه های زیر 10 میلی متر مربع، در 5 ضرب کنید).

2. "بیش از 100، ضرب در 2"(برای اندازه های بالای 100 میلی متر مربع، در 2 ضرب کنید).

3. "25 و 35، مرز 4 و 3 است"(25 میلی متر مربع را در 4 و 35 میلی متر مربع را در 3 ضرب کنید).

4. "70 و 95، دو و نیم بار"(برای 70 میلی متر مربع و 95 میلی متر مربع، در 2.5 ضرب کنید).

5. لوله و دما، 80% یا 90%(در نظر گرفتن اثرات زیست محیطی: 80٪ تخفیف برای نصب لوله اعمال کنید؛ اگر دمای محیط از 20 درجه سانتیگراد استاندارد بیشتر شود، 90٪ تخفیف اعمال کنید).

6. "محاسبه ارتقاء مس"(این یادداشت برای سیم آلومینیومی است. هنگام محاسبه مس، یک سطح را بر اساس اندازه آلومینیوم معادل ارتقا دهید. به عنوان مثال، برای مس 2.5 میلی متر مربع، آن را به عنوان آلومینیوم 4 میلی متر مربع در نظر بگیرید).

7. "سیم خالی، نصف اضافه کنید"(50٪ به مقدار جریان مطمئن محاسبه شده برای هادی های خالی اضافه کنید).

(عنوان تصویر: پنج رشته هادی جامد)

(ب) محاسبه جریان و بار ایمن بر اساس اندازه سیم

از یادداشت بالا، مشاهده می کنیم که مقادیر محاسبه شده بر اساس سطح مقطع، محیط و دما تغییر می کند. با استفاده از نسبت‌های استاندارد توان به جریان - تقریباً4.5 آمپر در هر کیلو وات در 220 ولت، و2.5 آمپر در هر کیلو وات در 380 ولتما جریان ایمن و ظرفیت بار را در 220 ولت برای اندازه های مختلف سیم تجزیه و تحلیل می کنیم.