انتخاب کابل برق مناسب

چطور کابل برق مناسب خود را انتخاب کنید؟ به آسانی کافی است جریان مصرفی دستگاه، جریان کابل مورد نیاز، سطح مقطع مناسب و افت ولتاژ کابل برق را محاسبه نمایید. برای این کار ادامه مقاله را مطالعه فرمایید.

جریان مصرف دستگاه را بیابید

به طور کلی در مشخصات فنی دستگاه که روی پلاک وسیله برقی مد نظر شما حک شده است، قدرت یا توان دستگاه و همچنین ضریب توان آن مشاهده می شود و از این رو با استفاده از روابطی که در زیر آمده است می توان به آسانی جریان مصرفی دستگاه را محاسبه نمود.

در سیستمی که سه فاز باشد مقدار جریان از فرمول I=P/√3×U.Cosφ و در دستگاهی که از سیستم تک فاز پیروی می کند از فرمول I=P/U.Cosφ به دست می آید. در جریان مستقیم نیز سطح جریان از تقسیم توان دستگاه بر حسب وات بر ولتاژ شبکه بر حسب ولت به دست می آید. مصرف کنندگان توجه داشته باشند که I جریان مصرفی بر حسب آمپر، U ولتاژ شبکه بر حسب ولت، P توان دستگاه بر حسب وات و در نهایت Cosφ نیز ضریب توان است.

محاسبه آمپر یا جریان کابل برق

برای اینکه بتوانید جریان کابل برق را محاسبه نمایید فرمولی وجود دارد که به آسانی این فرآیند را امکان پذیر می کند. IC=I/F.K که البته هر یک نمادی برای عوامل موثر در محاسبه سطح جریان کابل برق می باشند. IC جریان مجاز واقعی کابل، I جریان مصرفی است که پیش تر محاسبه نموده ایم، K ضریب تصحیح تعداد کابلها در کانال می باشد و T درجه حرارت محیط و در نهایت F ضریب تصحیح حرارت است که می توان بسته به نصب کابل برق به صورت هوایی یا زمینی آن را محاسبه نمود.

برای کابل کشی زمینی می بایست از فرمول F=√((70-T)/50) و برای کابل کشی هوایی نیز فرمول مربوطه F=√((70-T)/40) می باشد.
نکته ای که مصرف کنندگان می بایست به آن توجه نمایند تعداد کابل برق در کانال است که بر اساس ضریب تصحیح مشخص می شود. برای ضریب تصحیح معادل 1 تعداد یک کابل، برای ضریب تصحیح 0.82 تعداد دو کابل، برای ضریب 0.75 تعداد سه کابل و همینطور الی آخر که در جدول زیر نمایش داده شده است.

تعداد کابل در کانال	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
ضریب K	1	0.82	0.75	0.68	0.64	0.60	0.58	0.56	0.54	0.53

سطح مقطع مناسب چیست؟

حال نوبت به آن رسیده است که سطح مقطع کابل برق مد نظر خود را محاسبه نمایید. در این مرحله با توجه به نوع کابلی که نیاز دارد و سطح جریان مجازی که محاسبه شده است، سطح مقطع مناسب به دست می آید. در ابتدا می بایست به این نکته توجه داشته باشید که هر چقدر سطح مقطع سیم بیشتر باشد مقدار مقاومتی که برای آن در تخمین زده می شود کم تر است و هر چقدر مقدار مقاومت بیشتر بدیهی است که سطح مقطع کوچکتر باشد. از طرفی هر چقدر طول سیم بیشتر شود به همان نسبت نیز مقاومت آن بیشتر خواهد بود و به این ترتیب ارتباطی شامل R=(ρ×I)/A بین مقاومت، مقاومت ویژه (مقاومت مفتولی هر فلز به طول یک متر با سطح مقطع 1 میلی متر مربع در دمای 20 درجه سانتی گراد)، جریان و سطح مقطع وجود دارد. برای اینکه بتوانیم سطح مقطع کابلها را بر اساس میزان مسافتی که نیاز است نصب گردد محاسبه نماییم می بایست به جدول انواع کابل بر اساس شدت جریان و مسافت مراجعه نموده و بر اساس این دو عامل و بسته به این که کابل برق از جنس مس است یا آلومینیویم می توان اندازه سطح مقطع را مشخص نمود. کافی است سطح جریان کابل را در جدول زیر بیابید و سطح مقطع را پیدا کنید. توجه داشته باشید که سطح مقطع بر حسب میلی متر مربع، جریان بر حسب آمپر و مسافت بر حسب متر می باشد.

جدول سطح مقطع سیم مسی و آلومینیومی با توجه به جریان و مسافت

مس	آلومنیویم	10	50	100	150	200	250	300	350	400	450	500	600	700	800	900	1000
1.5	2.5	27	15	7	5	–	–	–	–	–	–	–	–	–	–	–	–
2.5	4	36	25	12	8	6	–	–	–	–	–	–	–	–	–	–	–
4	6	46	40	20	13	10	8	8	–	–	–	–	–	–	–	–	–
6	10	58	58	30	20	15	12	10	8	7	6.5	6	5	–	–	–	–
10	16	77	77	50	33	25	20	18	14	12	11	10	8	7	6	5	5
16	25	100	100	80	53	40	32	26	22	20	17	16	13	11	10	8	8
25	50	130	130	125	83	62	50	41	35	31	27	25	20	17	15	13	12
35	70	155	155	155	115	86	69	57	49	43	38	34	28	24	21	18	17
50	95	185	185	185	158	117	93	78	66	58	52	46	38	32	28	25	23
70	120	230	230	230	222	166	133	111	95	83	74	66	55	47	41	36	33
95	150	275	275	275	275	225	180	150	129	112	100	90	75	64	58	50	45
120	185	315	315	315	315	275	222	185	159	139	123	111	92	89	69	87	55
150	240	355	355	355	355	330	264	220	189	165	147	132	110	94	82	73	66
185	300	400	400	400	400	393	314	267	224	198	176	157	131	112	98	87	78
240	400	465	465	465	465	437	349	291	249	218	194	174	145	124	109	97	87
300	500	550	550	550	550	496	397	331	283	248	220	189	165	141	124	110	99

محاسبه افت ولتاژ

اما روش دیگری نیز برای به دست آوردن سطح مقطع وجود دارد. در سیستم های سه فاز برای به دست آوردن سطح مقطع بر اساس افت ولتاژ می بایست بر اساس فرمول زیر ابتدا افت ولتاژ را تعیین نمایید و سپس اندازه سطح مقطع را محاسبه کنید که برای سیستم تک فاز نیز روش به همین منوال بوده ولی فرمول آن عوض خواهد شد.

افت ولتاژ مجاز= درصد افت ولتاژ×ولتاژ خط

برای سادگی به دست آوردن درصد افت ولتاژ در سیستم سه فاز، تک فاز و جریان مستقیم می توانید از فرمولهای زیر استفاده نمایید.

• در سیستم سه فاز با هادی مسی: درصد افت ولتاژ= ((طول کابل مورد نیاز بر حسب متر × توان مصرف دستگاه بر حسب وات) ÷ (مربع ولتاژ شبکه بر حسب ولت × سطح مقطع کابل بر حسب میلی متر مربع)) ضربدر 1.786
• در سیستم سه فاز با هادی آلومینیوم: درصد افت ولتاژ= ((طول کابل مورد نیاز بر حسب متر × توان مصرف دستگاه بر حسب وات) ÷ (مربع ولتاژ شبکه بر حسب ولت × سطح مقطع کابل بر حسب میلی متر مربع)) ضربدر 2.857
• در سیستم تک فاز و جریان مستقیم: درصد افت ولتاژ= ((طول کابل مورد نیاز بر حسب متر × توان مصرف دستگاه بر حسب وات) ÷ (مربع ولتاژ شبکه بر حسب ولت × سطح مقطع کابل بر حسب میلی متر مربع)) ضربدر 1.786

توجه داشته باشید که درصد افت ولتاژ در روشنایی ها به طور معمول 2.5 درصد در نظر گرفته می شود و برای الکتروموتورها نیز 3 درصد می باشد. سپس محاسبه سطح مقطع در سیستم سه فاز و سیستم تک فاز مورد بررسی قرار می گیرد.

سطح مقطع کابل برق مسی سیستم سه فاز

• سطح مقطع بر حسب میلی متر مربع= (طول کابل برق بر حسب متر× توان مصرفی دستگاه بر حسب وات) تقسیم بر (ولتاژ خط بر حسب ولت× ولتاژ مجاز بر حسب ولت × ضریب تصحیح تعدد کابلها)

سطح مقطع کابل برق مسی سیستم تک فاز

• سطح مقطع بر حسب میلی متر مربع= 2 × (طول کابل برق بر حسب متر× توان مصرفی دستگاه بر حسب وات) تقسیم بر (ولتاژ خط بر حسب ولت× ولتاژ مجاز بر حسب ولت × ضریب تصحیح تعدد کابلها)

توجه داشته باشید که ضریب تصحیح برای هر هادی متفاوت استو برای هادی های می بایست ضریب هدایت فلز مذکور را جایگزین نمایید. نکته ای که می بایست با توجه به آن از روی جدول کابل برق خود را انتخاب کنید است که همواره یک سطح مقطع بزرگتر از آنچه بر اساس جریان در جدول نشان داده شده است را انتخاب کنید چرا که در سطح مقطع بالاتر دستگاه مد نظر با توجه به تلفاتی که ممکن است وجود داشته باشد دارای بهره وری حداکثری خواهد بود. در واقع این شرایط زمانی اتفاق می افتد که درصد افت ولتاژ محاسبه شده از حد مجاز بیشتر باشد که برای سیستم تک فاز معمولا 1.5 درصد و برای سیستم سه فاز معمولا 3 درصد در نظر گرفته می شود، نیاز است از سطح مقطع بزرگتر از انتخاب اول بهره ببریم.

به مثالی که در ادامه توضیح داده شده است توجه کنید. اگر یک دستگاه 3 فاز دارای قدرت 300 اسب بخار و ضریب توان 0.9 باشد و ولتاژ شبکه برق نیز 360 ولت و فاصله ترانس تا محل دستگاه نیز برابر با 150 متر باشد. کابل برق مربوطه به صورت زیر اندازه گیری می شود. البته لازم به ذکر است که شرایط نصب این کابل برق هوایی است و می بایست دمای هوا معادل 30 درجه سانتی گراد را نیز به صورت پیش فرض لحاظ نمایید.
در ابتدا مقدار جریان مصرفی دستگاه را به دست می آوریم:

I=P/√3×U.Cosφ= (300*736)/ (√3*360*0.9) =392.8≈393

سپس می بایست جریان کابل محاسبه شود:

IC=I/F. K در صورتی که F=1 و K=1 باشد، مقدار جریان کابل نیز برابر با 393/1*1 می گردد که برابر با 393 است.

حال با توجه به اینکه نوع کابل کشی هوایی است و کابل مد نظر به راحتی بر اساس جدول در نظر گرفته می شود که از نوع کابل مسی 3 در 185 با عایق PVC است. در مرحله آخر توجه کنید که می بایست سطح افت ولتاژ کابل برق را محاسبه نمایید.

درصد افت ولتاژ= (150*(300*736))/((360)(360)(185))*1.786=2.47%

پرسشهای متداول پیرامون انتخاب کابل برق مناسب

1. چطور کابل برق مناسب خود را پیدا کنید؟ برای اینکه کابل برق خریداری شده با کاربری که از آن نیاز دارید مطابقت داشته باشد می بایست در انتخاب آن دقت نمایید. عواملی که در این انتخاب به شما کمک می رسانند به دست آوردن اندازه سطح مقطع و همچنین ظرفیت حمل جریان و بار توسط کابل برق می باشد. البته این نکته که شما می خواهید تا چه مسافتی این کابل کشی انجام شود نیز روی سطح مقطع تاثیر می گذارد.
2. چطور اندازه کابل برق را انتخاب کنید؟ برای انتخااب اندازه کابل برق می بایست به سه فاکتور مهم از جمله جریان مجاز کابل برق، سطح ولتاژ و تغییرت آن و همچنین میزان جریان اتصال کوتاه توجه نمایید.
3. سایز استاندارد IEC برای کابل برق چیست؟ برای اینکه بتوانید کابل برق استانداردی تهیه نمایید نیاز است بر اساس استانداردهای بین المللی عمل نمایید و IEC 60228 به طور دقیق اندازه سطح مقطع مورد نیاز برای سایز استاندارد کابل برق را منتشر کرده است. این سایزها شامل 0.5، 0.75، 1، 6، 10، 16، 70، 95، 120، 300، 400 و 500 میلی متر مربع می شوند.
4. جریان مصرفی چطور محاسبه می شود؟ توجه داشته باشید که برای محاسبه جریان مصرفی می بایست به پلاک مشخصات دستگاه برقی مد نظر خود مراجعه نمایید و قدرت، توان دستگاه و ضریب توان را در نظر بگیرید سپس بسته به اینکه دستگاه در سیستم سه فاز، تک فاز و یا جریان مستقیم قرار داد محاسبات خود را از فرمول مربوطه انجام دهید.
5. چطور از روی جدول جریان مجاز بر حسب آمپر سطح مقطع کابل برق مد نظر را انتخاب نمایید؟ زمانی که بر اساس جریان مصرفی دستگاه و بر اساس فرمولهای مربوطه توانستید جریان کابل برق را محاسبه نمایید سپس می بایست به جدول مراجعه نموده و بر اساس مسافتی که می خواهید کابل کشی صورت بگیرد و همچنین جریان کابل بر حسب آمپر ردیف و ستون را در نظر بگیرد و سطح مقطع را انتخاب نمایید. در صورتی که عدد اصلی جریان در ستون مسافت مد نظر نباشد نزدیک ترین عدد را انتخاب نموده و سپس سطح مقطع را یک طبقه بالاتر انتخاب نمایید.

منابع:

• hamedancable-fani
• kalengi-calculate cable
• کتاب شناخت کابل و اجرای عملی کابل کشی، سرکابل و مفصل از خیرالله اولد غفاری و امیر سعید بردبار