Podstawy obliczania bezpiecznego prądu i obciążenia dla zwykłych przewodów

W sieciach elektroenergetycznych i systemach dystrybucyjnych linie działają jak skomplikowane nici splatające sieć. Przewody ułatwiają podłączenie obwodów i zasilanie. Aby wyjaśnić podstawową koncepcję, „druty” odnoszą się do przewodników przekazujących energię elektryczną. Przewody, których powszechnie używamy, to przewodniki izolowane; jednakże kable zewnętrzne stosowane na dużych wysokościach i kable wysokiego napięcia są zazwyczaj gołymi przewodnikami, a w określonych scenariuszach stosuje się specjalne typy, takie jak przewody elektromagnetyczne.

Specyfikacje przewodów dla różnych scenariuszy

W oparciu o rezystywność i materiał, przewodniki drutowe dzieli się na aluminium, stopy, miedź itp., przy czym miedź jest najpowszechniejsza. Jednocześnie, ze względu na formę i zastosowanie, dzieli się je na przewody sztywne, skrętki, skrętki, kable w oplocie, szyny zbiorcze i inne formy.

Artykuł ten zawiera szczegółową analizę obejmującą trzy aspekty: popularne typy przewodów, obliczenia bezpiecznego prądu i obciążalność, a jej celem jest zapewnienie referencji i pomocy przy codziennym wyborze przewodu.

I. Rodzaje linii i popularne odmiany przewodów

W zależności od środowiska pracy i obciążenia linie można podzielić na trzy kategorie:

• Kategoria 1: Linie usługowe.​ Odnoszą się one do energii elektrycznej przeznaczonej do użytku domowego lub ogólnego w celach komercyjnych/przemysłowych. Zazwyczaj jest to pole przekroju poprzecznego przewodu (CSA).poniżej 16 mm².

• Kategoria 2: Linie dystrybucyjne.Linie te obniżają napięcie z 10 kV w podstacjach do 380 V i prowadzą do głównego panelu dystrybucyjnego odbiorców niskiego napięcia. Przewodnik CSA dla tej sekcji zwykle waha się od16 mm² do 240 mm².

• Kategoria 3: Linie przesyłowe.​ Linie te przesyłają energię ze stacji wytwórczych (po podwyższeniu napięcia) do rozdzielni wysokiego napięcia w celu alokacji zasobów sieci. Na obszarach miejskich preferowane są podziemne kanały kablowe, natomiast na wsiach iw miastach wykorzystuje się linie napowietrzne. Dyrygent CSA waha się od120 mm² do 300 mm².

Powszechnie stosowane specyfikacje przewodów to:1 mm², 2,5 mm², 4 mm², 6 mm², 10 mm² i 16 mm². W przypadku okablowania ukrytego zwykle stosuje się drut miedziany w osłonie z PVC, podczas gdy w instalacjach na zewnątrz często stosuje się kabel z izolowaną powłoką, aby spełnić wymagania bezpieczeństwa.

(Podpis pod zdjęciem: Pięć specyfikacji kabla w osłonie)

II. Bezpieczne obliczanie prądu i obciążenia dla typowych przewodów

(A) Zasady obliczania bezpiecznego prądu

Bezpieczna obciążalność prądowa (amperowość) odnosi się do maksymalnego prądu obciążenia, jaki linia może wytrzymać w normalnych warunkach. Podręczniki elektrotechniki tradycyjnie uczą następującego mnemonika służącego do szacowania bezpiecznego prądu:

1. „Poniżej 10 pomnóż przez 5”​ (Dla rozmiarów poniżej 10 mm² pomnożyć przez 5).

2. „Ponad 100, pomnóż przez 2”​ (W przypadku rozmiarów powyżej 100 mm² pomnożyć przez 2).

3. „25 i 35, granica to 4 i 3”​ (Pomnóż 25 mm² przez 4 i 35 mm² przez 3).

4. „70 i 95, dwa i pół razy”​ (Dla 70 mm² i 95 mm² pomnożyć przez 2,5).

5. „Przewód i temperatura, 80% lub 90%”​ (Uwzględnienie wpływu na środowisko: zastosuj rabat 80% na instalację przewodów; zastosuj rabat 90%, jeśli temperatura otoczenia przekracza standardowe 20°C).

6. „Obliczenia aktualizacji dla miedzi”​ (Ten mnemonik dotyczy drutu aluminiowego. Obliczając dla miedzi, podnieś poziom o jeden poziom w oparciu o równoważny rozmiar aluminium. Np. w przypadku miedzi 2,5 mm² traktuj ją jak aluminium 4 mm²).

7. „Goły drut, dodaj połowę”​ (Dodaj 50% do obliczonej wartości prądu bezpiecznego dla nieizolowanych przewodów).

(Podpis pod zdjęciem: Pięć żył stałego przewodnika)

(B) Obliczanie bezpiecznego prądu i obciążenia na podstawie rozmiaru przewodu

Z powyższego mnemonika obserwujemy, że obliczone wartości zmieniają się w zależności od pola przekroju poprzecznego, środowiska i temperatury. Stosując standardowe stosunki mocy do prądu – w przybliżeniu4,5 A na kW przy 220 V, I2,5 A na kW przy 380 V—analizujemy bezpieczny prąd i obciążalność przy napięciu 220 V dla różnych rozmiarów przewodów.