سطح مقطع سیم توضیح داده شده: فرمول، محاسبه، AWG و انتخاب کابل

سطح مقطع سیم چقدر است؟

مشخصات پروژه ای را تصور کنید که می گوید "برای یک هادی مسی 2.5 میلی متر مربعی قرار دهید." به راحتی می توان فرض کرد که قطر 2.5 میلی متر است. این نیست. سطح مقطع سیم، ناحیه ای از صفحه دایره ای است که هنگام برش تمیز از هادی بدست می آورید، و 2.5 میلی متر مربع به آن ناحیه اشاره دارد، نه عرض کابل. این تمایز اهمیت دارد زیرا ناحیه رسانا مقاومت، ظرفیت حمل جریان، افت ولتاژ و اینکه آیا کابل تحت بار به طور ایمن اجرا می شود را تعیین می کند.

این راهنما توضیح می دهد که سطح مقطع سیم به چه معناست، نحوه محاسبه آن و نحوه استفاده از آن هنگام انتخاب کابل.

این مقادیر فقط هادی لخت را توصیف می کنند. پس از افزودن عایق و غلاف، قطر کلی کابل بسیار بزرگتر است، بنابراین نباید از اندازه کابل خارجی برای شناسایی ناحیه هادی استفاده شود.

نحوه محاسبه سطح مقطع سیم از قطر

اگر یک سیم جامد دارید و باید مساحت آن را بدانید، این فرآیند ساده است:

1. بخش کوتاهی از عایق را بدون سوراخ کردن مس جدا کنید.
2. قطر هادی لخت را با میکرومتر اندازه گیری کنید.
3. قطر را بر دو تقسیم کنید تا شعاع را بدست آورید یا مستقیماً از قطر استفاده کنید.
4. مساحت را با استفاده از A = π × d² / 4 محاسبه کنید.
5. نتیجه را به نزدیکترین اندازه متریک استاندارد گرد کنید.

به عنوان مثال، یک سیم مسی جامد با قطر اندازه گیری شده 1.78 میلی متر، A = 3.1416 × 1.78² / 4 = 2.49 میلی متر مربع را می دهد. نزدیکترین اندازه استاندارد 2.5 میلی متر مربع است.

برای یک هادی رشته‌ای، کل مساحت فلز مجموع مناطق رشته‌ای است. اگر هادی n رشته یکسان داشته باشد که هر کدام با قطر d، مساحت کل تقریباً A = n × π × d² / 4 است. این فرمول را روی قطر بیش از بسته نرم افزاری اعمال نکنید، زیرا شکاف بین رشته ها باعث می شود بسته نرم افزاری بزرگتر از سطح فلز واقعی به نظر برسد.

چرا سطح مقطع اهمیت دارد؟

رابطه بین سطح هادی و عملکرد الکتریکی مستقیم است. برای هر رسانای فلزی، مقاومت به مقاومت، طول و مساحت بستگی دارد:

R = مقاومت × طول / مساحت

به این معنی که اگر سطح مقطع را دو برابر کنید، مقاومت هادی را به همان طول نصف می کنید. مقاومت کمتر به کابل سه مزیت عملی می دهد:

• افت ولتاژ کمتر در طول کابل کشی طولانی
• تولید گرمای کمتر در جریان یکسان.
• ظرفیت انتقال جریان بالاتر قبل از اینکه عایق به دمای نامی خود برسد.

یک مزیت ایمنی نیز وجود دارد. هادی که برای جریان بار خیلی کوچک است، سریعتر گرم می شود و ممکن است به عایق آسیب برساند، خطر آتش سوزی ایجاد کند یا باعث ایجاد مزاحمت شود. انتخاب ناحیه صحیح یکی از اولین تصمیمات در طراحی هر کابل است.

در آمریکای شمالی، اندازه هادی اغلب با AWG بیان می شود. به عنوان یک مرجع تقریبی، 10 AWG دارای سطح مقطع حدود 5.26 میلی متر مربع و 12 AWG حدود 3.31 میلی متر مربع است. برخلاف mm²، اعداد AWG متناسب با مساحت نیستند، که باعث می‌شود زمانی که طراحی از یک قرارداد استفاده می‌کند و تامین‌کننده از قرارداد دیگری استفاده می‌کند، خطاهای تبدیل رایج است.

سیم رشته‌ای، شکاف‌ها و معنای واقعی منطقه

در کابل های صنعتی و شهری، بیشتر هادی ها به جای جامد، رشته ای هستند. رشته کابل را به اندازه کافی منعطف می کند تا به داخل مجراها کشیده شود، اطراف سینی کابل خم شود و به تابلو برق ختم شود. اما ساخت رشته‌ای یک مسئله اندازه‌گیری مهم را معرفی می‌کند: قطر کلی دسته شامل شکاف‌های هوا بین رشته‌های گرد است.

بنابراین، سطح مقطع بیان شده یک هادی رشته ای با مساحت یک دایره با قطر برابر با بسته نرم افزاری یکسان نیست. در عوض مساحت فلزی معادل است. یک هادی رشته‌ای 16 میلی‌متر مربعی تقریباً همان مقاومت و ظرفیت جریان پیوسته یک رسانای جامد 16 میلی‌متر مربعی دارد، اما قطر دسته آن به دلیل شکاف‌ها از 4.51 میلی‌متر بزرگتر است. برای مقایسه عمیق تر، ما را ببینید راهنمای انتخاب سیم رشته‌ای در مقابل جامد .

خطوط هوایی مثال عملی خوبی هستند. هادی های برهنه مانند هادی های سربار AAAC، AAC و ACSR برای استحکام و انعطاف‌پذیری در لایه‌ها رشته می‌شوند، اما امتیاز جریان آن‌ها از روی مقطع فلزی محاسبه می‌شود، نه از قطر بیرونی هادی تمام‌شده. اگر یک هادی بالای سر ضخیم می بینید، سطح آلومینیومی قابل استفاده همچنان می تواند کوچکتر از آن چیزی باشد که نمایه کلی نشان می دهد، بنابراین همیشه به جای گرفتن کولیس به قطر خارجی، ناحیه هادی اعلام شده را بررسی کنید.

AAAC، AAC & ACSR Suppliers، Company - Jiangsu Dongfeng Cable Co., Ltd. عمده فروشی دانگ فنگ چین AAAC، تامین کنندگان AAC & ACSR و شرکت AAAC، AAC & ACSR، جزئیات: استاندارد مرجع این محصول با ... مشاهده محصول →

انتخاب مقطع هادی مناسب

وقتی کابلی را برای نصب انتخاب می‌کنید، ناحیه رسانا به گونه‌ای انتخاب می‌شود که چندین شرط را به طور همزمان برآورده کند:

• جریان بار مداوم نباید از ظرفیت کابل برای روش نصب انتخابی تجاوز کند.
• افت ولتاژ بیش از طول کابل واقعی باید در محدوده پروژه باقی بماند.
• هادی باید جریان اتصال کوتاه را تحمل کند تا زمانی که دستگاه حفاظتی عیب را برطرف کند.
• گروه بندی، دمای محیط، و دفن یا قرار گرفتن در معرض نور خورشید باید در محاسبه رتبه بندی لحاظ شود.
• برای رشد بار در آینده یا تغییرات بار مورد انتظار حداقل مقداری فضای سر در نظر بگیرید.

به همین دلیل است که یک رتبه جریان می تواند منجر به ایجاد مناطق هادی متفاوت در تاسیسات مختلف شود. یک کابل در هوای آزاد خنک‌تر می‌شود، در حالی که پنج کابل که در یک مجرای مجرای جمع شده‌اند ممکن است برای رسیدن به همان ظرفیت به یک هادی بزرگ‌تر نیاز داشته باشند.

برای توزیع معمولی ساختمان LV، کابل های برق 0.6/1 کیلوولت XLPE/PVC یکی از رایج ترین گزینه ها هستند زیرا خواص الکتریکی و مکانیکی قوی را با هزینه عملی ارائه می دهند. انتخاب ناحیه هادی همچنان باید از برنامه بارگذاری و محاسبه افت ولتاژ تأیید شود. اگر در حال مقایسه مواد عایق برای یک پروژه هستید، ما انتخاب کابل ولتاژ پایین بین XLPE و PVC راهنما تفاوت ها را توضیح می دهد.

کابل برق با عایق XLPE/PVC برای تامین کنندگان ولتاژ نامی 0.6/1kV، شرکت - Ji دانگ فنگ چین عمده فروشی کابل برق عایق XLPE/PVC برای تامین کنندگان ولتاژ نامی 0.6/1kV و کابل برق عایق XLPE/PVC برای رتبه بندی ... مشاهده محصول →

مقاطع بزرگ و کاربردهای ولتاژ بالا

با افزایش سطح توان، سطح مقطع هادی رشد می کند. هادی‌های بزرگ تلفات را کاهش می‌دهند اما مشکلات خاص خود را ایجاد می‌کنند: سنگین‌تر، خم شدن سخت‌تر، خاتمه سخت‌تر و نصب گران‌تر هستند. ساخت یک هادی با سطح مقطع بزرگ نیز مستلزم رشته و تراکم دقیق است زیرا ساخت رشته گرد معمولی می تواند یک کابل ضخیم غیر ضروری تولید کند.

برای انتقال زیرزمینی و مدارهای ولتاژ بالا صنعتی، ناحیه هادی انتخابی اغلب یک سطح مقطع مسی بزرگ را با یک سیستم عایق و غلاف قوی ترکیب می‌کند. کابل های برق XLPE ولتاژ بالا با هادی های مسی و روکش های آلومینیومی موجدار یک راه حل عملی هستند زیرا سطح فلزی بزرگ مقاومت و تلفات دی الکتریک را در محدوده قابل قبول نگه می دارد. طراحی مکانیکی غلاف فلزی راه راه نیز به محافظت از کابل در هنگام نصب و بهره برداری کمک می کند. برای جزئیات بیشتر در مورد اینکه چه چیزی در هادی های بزرگ اشتباه می شود و چگونه تولید کنندگان این مشکلات را حل می کنند، مقاله ما در مورد چالش های مهندسی برای هادی های مقطع بزرگ موضوع را با عمق بیشتری پوشش می دهد.

غلاف آلومینیومی موجدار کابل عایق XLPE برای ولتاژ نامی 290/500 کیلو ولت S دانگ فنگ چین عمده فروشی کابل عایق XLPE غلاف آلومینیومی موجدار برای تامین کنندگان ولتاژ نامی 290/500 کیلوولت و کابین عایق XLPE... مشاهده محصول →

غذای آماده عملی

سطح مقطع سیم مفیدترین عدد برای پیش بینی عملکرد الکتریکی است. برای سیم های گرد جامد، آن را مستقیماً از قطر محاسبه کنید. برای کابل‌های رشته‌ای، به‌جای اندازه‌گیری بسته‌های خارجی، به مساحت و مقاومت اعلام‌شده سازنده در واحد طول تکیه کنید. برای انتخاب اندازه مناسب از جریان بار، طول مدار، شرایط نصب و تنظیمات حفاظتی استفاده کنید. ناحیه هادی یک مشخصات فنی است، اما همچنین یکی از ساده ترین راه ها برای ایمن، کارآمد و مقرون به صرفه نگه داشتن تاسیسات الکتریکی است.