پلتفرم هوشمند پُتک

#مقدمه

در تعیین سطح مقطع و ابعاد کابل، سه مورد تاثیر گذار‌ند؛ ظرفیت جریانی، افت ولتاژ در طول کابل و جریان اتصال کوتاه. در این بخش ظرفیت جریانی بررسی خواهد شد. ظرفیت جریانی کابل به حداکثر جریان پیوسته‌ای گفته می‌شود که می‌تواند در حالت دائم از کابل (هادی کابل) بگذرد بدون اینکه به اجزای مختلف کابل از جمله عایق آن آسیبی وارد شود. این کمیت به عوامل مختلفی مانند سطح مقطع هادی، جنس هادی، نوع عایق کابل، شرایط نصب و دمای محیط بستگی دارد. در استانداردها، این مقدار، از آزمایش روی کابل تحت یک شرایط مشخص یافت می‌شود و در محاسبات به ازای شرایط مختلف، از ضرایب اصلاح مربوطه استفاده می‌شود.

لازم به ذکر است که این پست برای کابل‌های فشارضعیف و بر اساس استاندارد IEC 60364-5-52 تهیه و تدوین گردیده‌ است.

برای انتخاب سایز کابل از منظر و دیدگاه ظرفیت جریانی، (برای کابل‌های فشار‌ضعیف) مراحل 1 تا 8 باید طی شود:

#1. انتخاب هادی

رایج‌ترین هادی‌های برق مس و آلومینیوم می‌باشند که انتخاب بین این دو به عواملی مانند قیمت، ابعاد و وزن، مقاومت در برابر خوردگی، ظرفیت جریانی، شرایط نصب، محدودیت شعاع خمش و ... بستگی دارد.

لازم به ذکر است که در مقاله "مقایسه مس و آلومینیوم در تولید کابل" از هندبوک پتک مقاله‌ کاملی برای این موضوع و مقایسه این دو نوع هادی آورده شده است.

#2. انتخاب عایق

رایج‌ترین عایق‌های مورد استفاده در صنعت کابل عبارت‌اند از XLPE، PVC و EPR. دمای قابل تحمل XLPE و EPR نسبت به PVC بیشتر می‌باشد.

لازم به ذکر است که در مقاله "انواع عایق‌های مورد استفاده در کابل‌های صنعت برق" از هندبوک پتک مقاله‌ کاملی برای این موضوع و مقایسه انواع عایق‌ها آورده شده است.

#3. نحوه‌ نصب

برای تعیین ظرفیت جریانی مجاز کابل و در نتیجه تعیین سطح مقطع مناسب برای آن، باید روش نصب استانداردی که بیشتر با وضعیت واقعی نصب مطابقت دارد از بین روش‌های ذکر شده در استاندارد مرجع انتخاب شود. اهمیت مشخص کردن روش نصب، مربوط به ملاحظات دمایی است. همانطور که در ادامه نیز به آن اشاره خواهد شد، دما مهمترین عامل محدودکننده در ظرفیت جریانی کابل است. از آنجاییکه در روش‌های نصب مختلف تبادل دما بین کابل‌های مجاور با هم و کابل با محیط متفاوت خواهد بود، پس مهم است که از نحوه نصب کابل مطلع باشیم. نصب کابل به روش‌های گوناگون و در محیط‌های گوناگونی صورت می‌پذیرد. از جدول A.52.3 می‌توان شماره‌ای که روش نصب را مشخص می‌کند و روش نصب (A1، A2، B1، B2، C، D1، D2، E، F، G)، و از جداول دیگر ظرفیت جریان مجاز هادی را تعیین کرد و هر گونه ضریب اصلاحی مورد نیاز برای شرایط خاص محیطی و نصب را شناسایی کرد.

توجه! : برای دنبال کردن بهتر جداول طبق استاندارد، شماره‌گذاری آنها نیز طبق استاندارد انجام خواهد شد، برای مثال جدول A.52.3.

جدول A.52.3: نحوه‌های نصب مختلف کابل طبق استاندارد

جدول A.52.3: نحوه‌های نصب مختلف کابل طبق استاندارد (ادامه)

جدول A.52.3: نحوه‌های نصب مختلف کابل طبق استاندارد (ادامه)

جدول A.52.3: نحوه‌های نصب مختلف کابل طبق استاندارد (ادامه)

جدول A.52.3: نحوه‌های نصب مختلف کابل طبق استاندارد (ادامه)

جدول A.52.3: نحوه‌های نصب مختلف کابل طبق استاندارد (ادامه)

جدول A.52.3: نحوه‌های نصب مختلف کابل طبق استاندارد (ادامه)

توضیح روش‌های نصبی که در جداول بالا به آنها اشاره شده است، به شرح زیر می‌باشد:

• روش نصب A1 و A2: در این روش نصب دیوار از یک لایه خارجی مقاوم در برابر شرایط جوی، یک عایق حرارتی و یک لایه داخلی از چوب یا ماده‌ای مشابه با حداقل رسانایی حرارتی 10W/m².K تشکیل شده است. کاندوییت یا لوله (Conduit) به‌گونه‌ای نصب شده که در نزدیکی لایه داخلی قرار دارد، اما لزوماً با آن در تماس نیست. فرض بر این است که گرمای کابل‌ها تنها از طریق لایه داخلی منتقل می‌شود. این لوله می‌تواند از جنس فلز یا پلاستیک باشد.

• روش نصب B1 و B2: در این روش نصب، لوله روی یک دیوار چوبی نصب شده است، به‌طوری که فاصله‌ی آن از سطح دیوار کمتر از 0.3 برابر قطر آن باشد. این لوله می‌تواند از جنس فلز یا پلاستیک باشد. اگر لوله روی یک دیوار بتنی نصب شود، ظرفیت جریانی کابل یا هادی‌های عایق‌بندی‌شده ممکن است بیشتر باشد.

• روش نصب C: طبق این نوع از روش نصب، کابل روی یک دیوار چوبی نصب شده است، به‌طوری که فاصله‌ی آن از سطح دیوار کمتر از 0.3 برابر قطر کابل باشد. اگر کابل روی یک دیوار بتنی نصب یا در آن جاسازی شود، ممکن است ظرفیت جریانی آن بیشتر باشد.

• روش نصب D1 و D2: کابل‌هایی که در لوله‌های پلاستیکی، سفالی یا فلزی با قطر 100 میلی‌متر کشیده شده و این لوله‌ها در تماس مستقیم با خاک با مقاومت حرارتی 2.5K.m/W و عمق 0.7 متر قرار دارند؛ و یا کابل‌هایی که در تماس مستقیم با خاک (بدون لوله) با مقاومت حرارتی 2.5K.m/W و عمق 0.7 متر قرار دارند.

توجه! : در کابل‌هایی که در زمین نصب می‌شوند، محدود کردن دمای غلاف کابل اهمیت دارد. اگر گرمای غلاف باعث خشک‌شدن خاک شود، مقاومت حرارتی افزایش یافته و کابل دچار اضافه‌بار می‌شود. یکی از راه‌های جلوگیری از این افزایش دما، استفاده از جداول مربوط به دمای هادی 70 درجه سانتی‌گراد، حتی برای کابل‌های طراحی‌شده برای 90 درجه سانتی‌گراد است.

• روش نصب E و F و G: این روش نصب مربوط به کابلی است که به گونه‌ای نصب شده باشد که انتقال حرارت آن به‌طور کامل مختل نشود. باید گرمای ناشی از تابش خورشید و سایر منابع در نظر گرفته شود. همچنین، باید اطمینان حاصل شود که جریان طبیعی هوا دچار اختلال نمی‌شود. در عمل، ایجاد فاصله‌ای حداقل برابر با 0.3 برابر قطر خارجی کابل برای کابل‌های چند‌هسته‌ای و 1 برابر قطر کابل برای کابل‌های تک‌هسته‌ای از هر سطح مجاور، برای استفاده از ظرفیت‌های جریانی مطابق در شرایط هوای آزاد کافی است.

در رابطه با روش‌های نصب مختلف و مشخصات مختلف کابل جداول مختلفی در استاندارد موجود است که در ادامه بیان خواهند شد. برای مثال جدول B.52.1 روش‌های مرجع نصب که مبنای ظرفیت‌های جریانی ارائه‌شده در جداول دیگر هستند را نمایش می‌دهد. به نوعی می‌توان گفت این جدول راهنمایی برای بقیه جداول (ضرایب اصلاحی و ظرفیت‌های جریانی) در ادامه راه خواهد بود.

جدول B.52.1: روش‌های مرجع نصب که مبنای ظرفیت‌های جریانی ارائه‌شده در جداول دیگر هستند

جدول B.52.1: روش‌های مرجع نصب که مبنای ظرفیت‌های جریانی ارائه‌شده در جداول دیگر هستند (ادامه)

#4. تعیین جریان بار

در این مرحله باید جریان بار محاسبه شود، یعنی جریانی که بار مصرف می‌کند بدست آورده شود.

• اگر جریان نامی مستقیماً داده شده باشد، نیازی به محاسبه نیست.

• اما اگر توان نامی داده شده باشد، باید با استفاده از فرمول‌های موجود جریان نامی محاسبه شود.

#5. بدست آوردن ضرایب اصلاحی (Correction Factors)

بطور کلی کابل‌ها به دو دسته نصب‌شده در هوا و دفن‌شده در زمین تقسیم‌بندی می‌شوند.

#1.5. کابل‌های نصب شده در هوا

ظرفیت‌های جریانی کابل‌ها در جداول برحسب شرایط استاندارد یا مرجع داده شده است (برای کابل‌های نصب شده در هوا این مقادیر به ازای دمای محیط 30 درجه سانتی‌گراد و با فرض اینکه کابل مورد نظر در مجاورت با سایر کابل‌ها نباشد، داده می‌شود). می‌دانیم دما مهمترین عامل در محدود‌سازی جریان گذرنده از کابل است. هر چقدر دمایی که کابل حس می‌کند بیشتر باشد، میزان ظرفیت جریانی آن کاهش می‌یابد. این دمای حس شده شامل دمای محیط اطراف کابل، و دمای ناشی از انتشار گرمایی است که کابل‌های مجاور حامل جریان از خود ساتع کرده و کابل مورد بحث را تحث تاثر قرار می‌دهند. به همین دلیل ظرفیت جریانی در حالت واقعی و عملیاتی برای کابل‌های نصب‌شده در هوا از رابطه زیر بدست می‌آید:

I_Z = I₀ k₁ k₂

که در آن I₀ ظرفیت جریانی کابل منفرد (یک کابل وقتی در مجاورت با سایر کابل‌ها قرار ندارد در دمای مرجع محیط 30 درجه سانتی‌گراد)، k₁ ضریب اصلاح برای دمای محیط متفاوت از 30 درجه سانتی گراد و k₂ ضریب اصلاح برای کابل‌های نصب شده مجاور بصورت دسته‌ای یا لایه‌ای هستند.

#ضریب اصلاح k₁

جدول B.52.14: ضریب اصلاح برای دماهای محیط غیر از 30 درجه سانتی‌گراد برای ظرفیت‌های جریانی کابل‌های نصب‌شده در هوا

#ضریب اصلاح k₂

همانطور که گفته شد، ظرفیت جریانی کابل تحت تأثیر حضور سایر کابل‌های نصب شده در نزدیکی آن قرار می‌گیرد. انتشار گرما در یک کابل منفرد با زمانی که همان کابل کنار سایر کابل‌ها نصب شده است، متفاوت است. ضریب k₂ در جداول طبق اینکه کابل‌های مجاور بصورت دسته‌ای یا لایه‌ای قرار گرفته‌اند، آمده است. اما ابتدا باید تعریف دسته و لایه بیان شود.

لایه‌: مدارهای متعددی که توسط کابل‌های که در کنار هم نصب شده‌اند و با یا بدون فاصله بصورت افقی یا عمودی چیده شده‌اند، هستند. این کابل‌ها ممکن است در یک لایه روی سقف، کف، دیوار، لدر یا سینی نصب شوند. شکل زیر تصویری از آنرا نشان می‌دهد.

دسته: مدارهایی که توسط کابل‌هایی ساخته شده‌اند که از هم فاصله ندارند و در یک لایه نصب نشده‌اند؛ یعنی چندین لایه که روی یک تکیه‌گاه مانند سینی قرار گرفته‌اند بعنوان یک دسته در نظر گرفته می‌شوند. شکل زیر تصویری از آنرا نشان می‌دهد.

ضریب اصلاح k₂ در دو صورت برابر با 1 می‌شود:

1. وقتی کابل‌ها از هم فاصله داشته باشند؛ تعریف فاصله برای کابل‌های تک‌هسته‌ای با کابل‌های چندهسته‌ای متفاوت است. دو کابل تک‌هسته‌ای که به مدارهای مختلف تعلق دارند، زمانی فاصله‌دار محسوب می‌شوند که فاصله بین آن‌ها بیشتر از دو برابر قطر خارجی کابل با سطح مقطع بزرگتر باشد؛ در حالیکه دو کابل چندهسته‌ای زمانی فاصله‌دار محسوب می‌شوند که فاصله بین آن‌ها حداقل به اندازه قطر خارجی کابل بزرگتر باشد.

2. کابل‌های مجاور زمانی فاصله‌دار محسوب می‌شوند که کمتر از 30٪ ظرفیت جریانی‌ خود بارگذاری شده باشند.

ضرایب اصلاحی برای کابل‌های دسته‌ای یا کابل‌های لایه‌ای با این فرض محاسبه می‌شوند که دسته‌ها از کابل‌های مشابه تشکیل شده‌اند و به طور یکسان بارگذاری شده‌اند. یک گروه کابل زمانی بعنوان گروهی از کابل‌های مشابه در نظر گرفته می‌شود که محاسبه ظرفیت جریانی بر اساس حداکثر دمای کاری مجاز یکسان باشد و سطح مقاطع هادی‌ها در محدوده سه سطح مقطع استاندارد متوالی (مثلاً 10، 16 و 25 میلی‌متر مربع) قرار داشته باشد.

جداول B.52.21 ،B.52.20 ،B.52.17 این ضرایب کاهش را نشان می‌دهند.

جدول B.52.17: ضرایب کاهش برای یک مدار یا یک کابل چند‌هسته‌ای، یا برای گروهی متشکل از بیش از یک مدار یا بیش از یک کابل چند‌هسته‌ای، که باید همراه با ظرفیت‌های جریانی جداول B.52.2 تا B.52.13 استفاده شوند

جدول B.52.20: ضرایب کاهش برای گروهی شامل بیش از یک کابل چندهسته‌ای که باید همرا با ظرفیت‌های جریانی برای کابل‌های چندهسته‌ای در هوای آزاد اعمال شوند؛ مطابق با روش نصب E در جداول B.52.8 تا B.52.13

جدول B.52.20: ضرایب کاهش برای گروهی شامل بیش از یک کابل چندهسته‌ای که باید همرا با ظرفیت‌های جریانی برای کابل‌های چندهسته‌ای در هوای آزاد اعمال شوند؛ مطابق با روش نصب E در جداول B.52.8 تا B.52.13 (ادامه)

جدول B.52.21: ضرایب کاهش برای گروه‌هایی شامل یک یا چند مدار از کابل‌های تک‌‌هسته‌ای که باید همراه با ظرفیت جریانی برای یک مدار از کابل‌های تک‌‌هسته‌ای در هوای آزاد اعمال شوند؛ مطابق با روش نصب F در جداول B.52.8 تا B.52.13

جدول B.52.21: ضرایب کاهش برای گروه‌هایی شامل یک یا چند مدار از کابل‌های تک‌‌هسته‌ای که باید همراه با ظرفیت جریانی برای یک مدار از کابل‌های تک‌‌هسته‌ای در هوای آزاد اعمال شوند؛ مطابق با روش نصب F در جداول B.52.8 تا B.52.13 (ادامه)

نکته: محاسبه ضرایب اصلاحی برای کابل‌های دسته‌ای با مقاطع مختلف که در حالت‌های ذکر شده در جداول بالا نمی‌گنجد بستگی به تعداد کابل‌ها و مقاطع آن‌ها دارد. این ضرایب در جداول آورده نشده‌اند، بلکه باید برای هر دسته یا لایه به صورت جداگانه محاسبه شوند. برای یک گروه شامل مقاطع مختلف هادی‌های عایق‌دار یا کابل‌های قرار داده شده در لوله‌ها، سینی یا داکت به شرح زیر است:

k₂ = 1 / (√n)

که در آن k₂ ضریب کاهش گروه و n تعداد مدارات دسته است. ضریب کاهش بدست‌آمده از این معادله خطر اضافه‌بار کابل‌های با سطح مقطع کوچکتر را کاهش می‌دهد، اما ممکن است منجر به عدم استفاده کامل از کابل‌های با سطح مقطع بزرگتر شود. در واقع هنگامی که چندین کابل با سطوح مقطع مختلف در یک مسیر مشترک (مثلاً در یک لوله، سینی یا داکت) نصب می‌شوند، کابل‌های کوچکتر نسبت به کابل‌های بزرگتر بیشتر گرم می‌شوند و زودتر به حداکثر دمای مجاز خود می‌رسند. برای جلوگیری از اضافه‌بار در کابل‌های کوچکتر، از یک ضریب کاهش استفاده می‌شود تا جریان مجاز برای همه کابل‌ها کاهش یابد. این را می‌توان با اجتناب از ترکیب کابل‌های بزرگ و کوچک در یک گروه جلوگیری کرد. به زبان ساده تر، ضریب به دست‌آمده از این روش دست‌بالا گرفته شده است و دارای ضریب اطمینان بالایی می‌باشد.

#2.5. کابل‌های دفن‌شده در زمین

ظرفیت جریانی کابل برای کابل‌های دفن‌شده در زمین از رابطه زیر بدست می‌آید:

I_Z = I₀ k₁ k₂ k₃

که در آن I₀ ظرفیت جریانی کابل منفرد (یک کابل وقتی در مجاورت با سایر کابل‌ها قرار ندارد) در دمای مرجع محیط 20 درجه سانتی‌گراد زیر زمین، k₁ ضریب اصلاح برای دمای محیط متفاوت از 20 درجه سانتی گراد و k₂ ضریب اصلاح برای کابل‌های نصب شده بصورت دسته‌ای یا لایه‌ای هستند. ضریب دیگری که استفاده شده است، ضریب اصلاح k₃ است که برای مقاومت دمایی خاک متفاوت از 2.5Km/W است.

#ضریب اصلاح k₁

جدول B.52.15: ضریب اصلاح برای دماهای محیط غیر از 20 درجه سانتی‌گراد برای ظرفیت‌های جریانی کابل‌های نصب‌شده در زیر زمین

#ضریب اصلاح k₂

این ضریب اصلاح رابطه زیر بدست می‌آید:

k₂ = k'₂ k"₂

ضریب اصلاح k’₂:

جداول B.52.18 و B.52.19 ضریب k'₂ را برای کابلهای تک‌هسته‌ای و چندهسته‌ای که مستقیماً در زمین قرار می‌گیرند یا در داکت‌هایی در زیر زمین نصب می‌شوند، با توجه به فاصله آنها از سایر کابل ها یا فاصله بین داکت‌ها نشان می‌دهند.

جدول B.52.18: ضرایب‌ کاهش برای بیش از یک مدار، کابل‌های تک‌هسته و چندهسته دفن‌شده مستقیم در زمین ؛ مطابق با روش نصب D2 در جداول B.52.2 تا B.52.5

جدول B.52.19: ضرایب کاهش برای بیش از یک مدار، کابل‌های قرار گرفته در داکت‌های داخل زمین؛ مطابق با روش نصب D1 در جداول B.52.2 تا B.52.5

جدول B.52.19: ضرایب کاهش برای بیش از یک مدار، کابل‌های قرار گرفته در داکت‌های داخل زمین؛ مطابق با روش نصب D1 در جداول B.52.2 تا B.52.5 (ادامه)

ضریب اصلاح k’’₂:

• برای کابل‌هایی که مستقیماً در زیر زمین قرار داده شده‌اند یا اگر هادی‌های دیگری در همان داکت وجود نداشته باشد، این مقدار برابر 1 است.

• اگر چندین هادی با اندازه‌های مشابه در یک داکت وجود داشته باشد (مفهوم "گروه هادی‌های مشابه"، قبلاً توضیح داده شد)، مقدار این پارامتر از ردیف اول جدول B.52.17 به دست می‌آید.

• اگر هادی‌ها اندازه مشابهی نداشته باشند، ضریب اصلاح با استفاده فرمول زیر محاسبه می‌شود که در آن n تعداد مدارات در داکت است:

  k’’₂ = 1 / (√n)

#ضریب اصلاح k₃

مقاومت حرارتی خاک بر انتقال حرارتی کابل تأثیر می گذارد. خاک با مقاومت حرارتی کم (خاک مرطوب‌تر) انتقال گرما را تسهیل می‌کند، در حالی که خاک با مقاومت حرارتی بالا (خاک خشک‌تر) انتقال گرما را محدود می کند. استاندارد IEC 60364-5-52 مقدار 2.5Km/W را بعنوان مرجع برای مقاومت حرارتی خاک بیان می‌کند. ضریب اصلاح مربوطه برای مقادیر متفاوت از 2.5Km/W از جدول B.52.16 بدست می‌آید.

جدول B.52.16: ضریب اصلاح برای مقاومت حرارتی خاک متفاوت با 2.5Km/W برای کابل‌های دفن شده در زمین بصورت مستقیم یا در داکت برای روش نصب D

#6. بدست آوردن I'_b (جریان بار مجازی)

#1.6. کابل‌های نصب شده در هوا

جریان بار در شرایط مرجع (کابل منفرد در دمای محیط 30 درجه سانتی گراد) I_b نامیده می‌شود. گفته شد دو عامل بر جریان گذرنده از کابل تاثیر می‌گذارد. یک جریان I'_b در شرایط واقعی و عملیاتی که آنرا جریان بار مجازی می‌نامیم، متناظر با I_b در نظر گرفته می‌شود که از رابطه زیر بدست می‌ید:

I'_b = I_b / (k₁ k₂)

بعبارت دیگر می‌توان گفت اگر جریان I'_b در شرایط مرجع از کابل بگذرد معادل این است که جریان I_b در شرایط واقعی از کابل عبور کرده است. سپس این مقدار I'_b برای محاسبات در مراحل بعدی بکار گرفته می‌شود.

#2.6. کابل‌های دفن‌شده در زمین

مفهوم توضیح داده شده اخیر برای کابل‌های زیرزمینی نیز برقرار است:

I'_b = I_b / (k₁ k₂ k₃)

#7. تعیین سطح مقطع کابل

همانطور که گفته شد در این مرحله فرض می‌شود جریان I'_b از کابل عبور می‌کند. پس کابل باید ظرفیتی بیشتر از این مقدار داشته باشد تا بتواند بدون مشکل به سرویس دهی ادامه دهد. بنابراین از جداول B.52.2 تا B.52.13 با توجه به عوامل مختلف مانند روش نصب، نوع عایق، نوع هادی و تعداد هادی‌های فعال، اولین سطح مقطع کابلی با ظرفیت بیشتر از I'_b انتخاب می‌شود. ظرفیت جریانی معادل این سطح مقطع I₀ در نظر گرفته می‌شود.

جدول B.52.2: ظرفیت‌های جریانی برای روش‌های نصب در جدول B.52.1؛ عایق PVC، دو هادی بارگذاری‌شده، هادی مسی یا آلومینیومی، دمای هادی: 70 درجه سانتی‌گراد، دمای محیط: 30 درجه سانتی‌گراد در هوا و 20 درجه سانتی‌گراد در زمین

جدول B.52.3: ظرفیت‌های جریانی برای روش‌های نصب در جدول B.52.1؛ عایق XLPE یا EPR، دو هادی بارگذاری‌شده، هادی مسی یا آلومینیومی، دمای هادی: 90 درجه سانتی‌گراد، دمای محیط: 30 درجه سانتی‌گراد در هوا و 20 درجه سانتی‌گراد در زمین

جدول B.52.4: ظرفیت‌های جریانی برای روش‌های نصب در جدول B.52.1؛ عایق PVC، سه هادی بارگذاری‌شده، هادی مسی یا آلومینیومی، دمای هادی: 70 درجه سانتی‌گراد، دمای محیط: 30 درجه سانتی‌گراد در هوا و 20 درجه سانتی‌گراد در زمین

جدول B.52.5: ظرفیت‌های جریانی برای روش‌های نصب در جدول B.52.1؛ عایق XLPE یا EPR، سه هادی بارگذاری‌شده، هادی مسی یا آلومینیومی، دمای هادی: 90 درجه سانتی‌گراد، دمای محیط: 30 درجه سانتی‌گراد در هوا و 20 درجه سانتی‌گراد در زمین

جدول B.52.6: ظرفیت‌های جریانی برای روش نصب C از جدول B.52.1؛ عایق معدنی، هادی‌ مسی و غلاف مسی، با پوشش PVC یا لخت در معرض تماس، دمای غلاف فلزی: 70 درجه سانتی‌گراد، دمای مرجع محیط: 30 درجه سانتی‌گراد

جدول B.52.7: ظرفیت‌های جریانی برای روش نصب C از جدول B.52.1؛ عایق معدنی، هادی‌ و غلاف مسی، کابل لخت در عدم معرض تماس و مواد قابل احتراق، دمای غلاف فلزی: 105 درجه سانتی‌گراد، دمای مرجع محیط: 30 درجه سانتی‌گراد

جدول B.52.8: ظرفیت‌های جریانی برای روش نصب F، E و G از جدول B.52.1؛ عایق معدنی، هادی‌ مسی و غلاف مسی، با پوشش PVC یا لخت در معرض تماس، دمای غلاف فلزی: 70 درجه سانتی‌گراد، دمای مرجع محیط: 30 درجه سانتی‌گراد

جدول B.52.9: ظرفیت‌های جریانی برای روش نصب F، E و G از جدول B.52.1؛ عایق معدنی، هادی‌ مسی و غلاف مسی، کابل لخت در عدم معرض تماس، دمای غلاف فلزی: 105 درجه سانتی‌گراد، دمای مرجع محیط: 30 درجه سانتی‌گراد

جدول B.52.10: ظرفیت‌های جریانی برای روش نصب F، E و G از جدول B.52.1؛ عایق PVC، هادی‌ مسی، دمای هادی: 70 درجه سانتی‌گراد، دمای مرجع محیط: 30 درجه سانتی‌گراد

جدول B.52.11: ظرفیت‌های جریانی برای روش نصب F، E و G از جدول B.52.1؛ عایق PVC، هادی‌ آلومینیومی، دمای هادی: 70 درجه سانتی‌گراد، دمای مرجع محیط: 30 درجه سانتی‌گراد

جدول B.52.12: ظرفیت‌های جریانی برای روش نصب F، E و G از جدول B.52.1؛ عایق XLPE یا EPR، هادی‌ مسی، دمای هادی: 90 درجه سانتی‌گراد، دمای مرجع محیط: 30 درجه سانتی‌گراد

جدول B.52.13: ظرفیت‌های جریانی برای روش نصب F، E و G از جدول B.52.1؛ عایق XLPE یا EPR، هادی‌ آلومینیومی، دمای هادی: 90 درجه سانتی‌گراد، دمای مرجع محیط: 30 درجه سانتی‌گراد

#8. تعیین ظرفیت جریانی واقعی کابل

#1.8. کابل‌های نصب شده در هوا

در این مرحله باید ظرفیت جریانی کابل در شرایط واقعی محاسبه شود. مقدار I'_b که در شرایط ایده‌ال یا مرجع از کابل می‌گذشت، منجر به در نظر گرفتن I₀ بعنوان ظرفیت جریانی در این حالت شد. اکنون این مقدار ظرفیت جریانی در حالت مرجع باید به مقدار واقعی خود طبق فرمول زیر تبدیل شود:

I_Z = I₀ k₁ k₂

#2.8. کابل‌های دفن‌شده در زمین

مانند بند قبل عمل می‌شود با این تفاوت که ضریب k₃ هم در نظر گرفته می‌شود.

I_Z = I₀ k₁ k₂ k₃

#9. خلاصه

در ادامه خلاصه‌ای کوتاه از آنچه گفته شد و برای سایزینگ کابل از نظر ظرفیت جریانی لازم است، آورده شده است:

1. تعیین نوع هادی یا رسانا

2. تعیین نوع عایق

3. شناسایی روش نصب

4. تعیین جریان بار

5. تعیین ضریب اصلاحی k₁

6. تعیین ضریب اصلاحی k₂

7. تعیین ضریب اصلاحی k₃ (برای کابل‌های زیرزمینی)

8. بدست آوردن جریان بار مجازی

9. تعیین سطح مقطع کابل با ظرفیت I₀ ≥ I'_b

10. بدست آوردن ظرفیت جریانی واقعی کابل

#10. مثال تعیین ابعاد کابل در یک مدار سه‌فاز متعادل

در آخر برای درک بهتر موضوع ارائه یک مثال خالی از لطف نیست!

مشخصات کابل

نوع هادی: مس

ماده عایقی: PVC

نوع کابل: چندهسته‌ای

جریان بار: 100 آمپر

شرایط نصب

نصب: کابل دسته‌ای نصب شده بصورت افقی روی سینی‌های سوراخدار

دمای محیط: 40 درجه سانتی‌گراد

کابل‌های مجاور:

a) مدار سه‌فاز شامل 4 کابل تک‌هسته‌ای (سطح مقطع هر کابل 50mm²)،

b) مدار سه‌فاز شامل یک کابل چندهسته‌ای (سطح مقطع هر هسته 35mm²)،

c) مدار سه‌فاز شامل 9 کابل تک‌هسته‌ای (سه کابل در هر فاز) (سطح مقطع هر کابل 95mm²)

d) مدار تکفاز شامل 2 کابل تک‌هسته‌ای (سطح مقطع هر کابل 70mm²)

در جدول A.52.3 می‌توان شماره مرجع نصب و روش نصب مورد استفاده برای محاسبات را یافت. در این مثال، شماره مرجع نصب، 31 و با روش E (کابل چندهسته‌ای در سینی) است.

ضریب اصلاح k₁:

با توجه به جدول B.52.14 و ماده عایقی PVC، این ضریب برابر 0.87 بدست می‌آید.

ضریب اصلاح k₂:

برای کابل‌های چندهسته‌ای که روی سینی سوراخ‌دار دسته‌بندی شده‌اند، از جدول B.52.17 استفاده می‌شود. در مرحله اول، تعداد مدارها یا کابل‌های چندهسته‌ای موجود باید تعیین شود. با توجه به اینکه:

• هر مدارb ،a و d یک مدار جداگانه را تشکیل می دهند؛

• مدار c از سه مدار تشکیل شده است، زیرا از سه کابل موازی در هر فاز تشکیل شده است؛

• کابلی که قرار است تعیین ابعاد شود، یک کابل چند‌هسته‌ای است و بنابراین یک مدار واحد را تشکیل می‌دهد.

بنابراین تعداد کل مدارها 7 است.

با توجه به ردیف برای نوع آرایش (کابل‌ها دسته‌ای) و ستون برای تعداد مدارها (7) در جدول B.52.17، مقدار این ضریب 0.54 بدست می‌آید.

بعد از اینکه k₁ و k₂ مشخص شد، I^'_b به صورت زیر محاسبه می شود:

I'_b = I_b / (k₁ k₂) = 100 / (0.87 × 0.54) = 212.85 A

از جدول B.52.10، برای کابل مسی چندهسته‌ای با عایق PVC، روش نصب E، با سه هادی بارگذاری شده، مقطعی با ظرفیت جریانی I0 ≥ I’b = 212.85 A به دست می آید. بنابراین یک کابل با سطح مقطع 95 میلی‌متر مربع می‌تواند تحت شرایط مرجع استاندارد 238 آمپر را حمل کند. ظرفیت جریانی، با توجه به شرایط واقعی نصب، برابر است با:

I_Z = 238 × 0.87 × 0.54 = 111.81 A