Draadgrootte en draagkracht: hoe u de draagkrachtgrafieken leest en de juiste kabel kiest

Een onderhoudsmonteur herbedrading van een motor van 7,5 kW op een verpakkingslijn. De motor trekt bij volledige belasting 15,5 A en iemand stelt voor om 14 AWG-koper te trekken om kosten te besparen. Dat werkt in een schoon, koel traject met één kabel, maar deze kabel moet 60 meter afleggen door een stalen buis die wordt gedeeld met drie andere onder spanning staande geleiders, in een installatie waar het in de zomer regelmatig boven de 40°C is. Onder die omstandigheden 14 AWG is op zijn best marginaal en, afhankelijk van de isolatiewaarde, niet conform de norm .

Draaddikte en capaciteit moeten daarom samen worden gelezen en niet als één getal op een kaart worden behandeld. De meter definieert de fysieke grootte van de geleider; de capaciteit bepaalt hoeveel stroom het veilig kan transporteren in een specifieke installatie. Hier leest u waar de capaciteit van afhangt, hoe u de capaciteitsgrafieken kunt lezen zonder uzelf voor de gek te houden, en wat u moet opgeven als u kabel voor een echt circuit koopt.

Ampaciteit is een temperatuurlimiet, geen geleidereigenschap

Ampacity is de maximale stroomsterkte, in ampère, die een geleider onder de gebruiksomstandigheden continu kan transporteren zonder de nominale temperatuur te overschrijden. Twee delen van die definitie worden over het hoofd gezien. 'Continu' betekent uur na uur, niet alleen gedurende de paar seconden dat de motor start. "Onder de gebruiksomstandigheden" betekent dat omgevingstemperatuur, groepering, behuizing en afsluitingsclassificaties allemaal een rol spelen in het antwoord.

De natuurkunde is eenvoudig: de warmte die in de geleider wordt gegenereerd, is evenredig met het kwadraat van de stroom (I ² R-verlies). Koper en aluminium verdragen die hitte, maar de isolatie eromheen niet. PVC-isolatie heeft doorgaans een classificatie van 60°C of 75°C, XLPE 90°C en siliconenrubber 150°C of 180°C in gespecialiseerde kabels. Wanneer de isolatie de nominale temperatuur bereikt, heeft de geleider zijn capaciteit bereikt.

Hoe u een draadgrootte- en stroomsterktegrafiek kunt lezen

De draaddiktes in Noord-Amerika volgen het American Wire Gauge (AWG)-systeem, waarbij een kleiner getal een dikkere geleider betekent. Elke drie meterstappen verdubbelt of halveert ongeveer het dwarsdoorsnedeoppervlak, dus 10 AWG heeft ongeveer tweemaal het oppervlak van 13 AWG.

De meeste capaciteitsgrafieken voor Noord-Amerikaans werk zijn gebaseerd op NEC Tabel 310.16, waarin de toegestane capaciteiten bij drie isolatietemperatuurwaarden worden vermeld: 60°C, 75°C en 90°C. Dezelfde fysieke draad verschijnt drie keer omdat de isolatie, en niet het koper, bepaalt de limiet .

De sterretjes markeren de regel voor kleine geleiders in NEC 240.4(D): 14 AWG is beperkt tot een overstroomapparaat van 15 A, 12 AWG tot 20 A en 10 AWG tot 30 A, ongeacht de isolatiewaarde. Een 12 AWG-geleider met 90°C-isolatie kan 30 A dragen volgens de tabel, maar de code behandelt deze voor de meeste circuits nog steeds als een 20 A-geleider.

Vijf variabelen die de capaciteit van een bepaalde meter veranderen

Voor elke draadgrootte kunt u een royale en een conservatieve beoordeling vinden. Het verschil komt neer op hoe goed de geleider warmte afgeeft.

1. Isolatietemperatuurklasse

Thermohardende isolatiematerialen zoals XLPE en siliconenrubber overleven hogere continue temperaturen dan thermoplastisch PVC, waardoor een hogere stroom mogelijk is voor dezelfde doorsnede. Maar de aansluitingen zijn ook van belang: als de kabelschoenen een nominale temperatuur van 60°C of 75°C hebben, moet u de kolom van 60°C of 75°C gebruiken, zelfs als de kabelisolatie een nominale waarde van 90°C heeft. Een hogetemperatuurkabel kan veel meer stroom transporteren, maar alleen als elke verbinding langs het circuit gecertificeerd is voor die temperatuur.

2. Omgevingstemperatuur en aderbundeling

Ampacity-tabellen gaan uit van een omgevingstemperatuur van 30°C. In een machinekamer bij 45°C begint de geleider al dichter bij zijn isolatielimiet, waardoor de toegestane stroom daalt. NEC-correctiefactoren vermenigvuldigen de tabelwaarde met een factor die kleiner wordt naarmate de omgevingstemperatuur stijgt.

Bundeling heeft een soortgelijk effect. Wanneer vier tot zes stroomvoerende geleiders één leiding of lade delen, verwarmen ze elkaar en is de standaard aanpassingsfactor 0,80. Bij zeven tot negen geleiders daalt het tot 0,70, en bij tien tot twintig tot 0,50. Een kabel die er als een tweeaderige feeder uitziet, kan te klein zijn in een overvolle kabelrups.

3. Koperen versus aluminium geleiders

Voor dezelfde dikte heeft aluminium ongeveer 61 procent van de geleidbaarheid van koper, dus een grotere doorsnede is nodig om dezelfde capaciteit te bereiken. In de praktijk is aluminium ongeveer twee AWG-maten groter: 6 AWG aluminium bij 75°C heeft een vermogen van 50 A, hetzelfde als 8 AWG koper bij 75°C. Aluminium is lichter en vaak goedkoper, maar vereist anti-oxidantpasta op de aansluitingen, nokken die geschikt zijn voor aluminium en zorgvuldige aandacht voor de hogere thermische uitzetting ervan. De details erachter vergelijkingen van koper- en aluminiumcapaciteit volgens NEC-normen leg uit waarom de regel van twee maten groter de snelste manier is om een mismatch te ontdekken.

4. Spanningsdaling tijdens lange runs

Ampacity beschermt de kabel tegen oververhitting; spanningsval beschermt de belasting tegen ondermaats presteren. De gebruikelijke aanbevolen limieten zijn 3 procent voor een vertakt circuit en 5 procent voor een vertakking plus feeder gecombineerd. Voor een enkelfasig circuit is de spanningsval gelijk aan 2 keer de lengte in één richting maal de stroom maal de weerstand van de geleider per 1000 voet, gedeeld door 1000. Driefasige circuits gebruiken 1,732 in plaats van 2. Als de looptijd lang is, moet de geleider vaak groter worden gemaakt dan de vereiste capaciteit. De relatie tussen geleverde spanning en belastingsstroom wordt behandeld in onze beoordeling van ingangs- versus uitgangsspanningskabeleffecten en oplossingen .

Een uitgewerkt voorbeeld: koperdraad op maat maken voor een belasting van 30 A

Neem een continue belasting van 30 A, gevoed door een enkelfasig circuit van 240 V, met een enkele reis van 40 m (ongeveer 131 ft). Vier stroomvoerende geleiders delen één leiding, de omgevingstemperatuur is 40°C en de kabelisolatie heeft een nominale waarde van 90°C.

Ga uit van de 90°C-kolom van de capaciteitstabel. Een 10 AWG-geleider heeft een basisvermogen van 40 A. Het toepassen van de omgevingscorrectie van 0,91 voor 40°C en de aanpassing van 0,80 voor vier geleiders levert 40 × 0,91 × 0,80 = 29,1 A op, wat lager is dan de belasting van 30 A. Een geleider van 8 AWG, met een basisvermogen van 55 EEN, levert 55 × 0,91 × 0,80 = 40,0 A op, ruim boven de belasting.

De spanningsvalcontrole voor de 8 AWG-geleider gebruikt een weerstand van ongeveer 0,78 ohm per 1000 ft bij 75 °C. Eenfasige spanningsval is 2 × 131 × 30 × 0,78 / 1000 = 6,1 V, wat 2,5 procent is van 240 V en binnen de normale limiet van 3 procent. Als de afstand 100 m zou zijn in plaats van 40 m, zou de spanningsval ongeveer 6,4 procent bedragen, en zou de juiste keuze verschuiven naar 6 AWG, ook al was de berekening van de capaciteit al geslaagd.

Selectie van industriële kabels: waar capaciteit ingewikkeld wordt

Bij vaste bedrading in gebouwen zijn de belangrijkste vragen de afmeting van de geleider, de isolatiewaarde en de installatiemethode. Bij industriële toepassingen en toepassingen voor bewegende apparatuur komen nog drie problemen naar voren: harmonischen, continue buiging en inschakelduur.

VFD-kabels: de stroom is geen zuivere sinusgolf

Een variabele frequentieaandrijving (VFD) levert een pulsbreedtegemoduleerde uitgang die harmonischen bevat. Harmonieën dragen bij aan de RMS-verwarming van de geleider, zelfs als de fundamentele stroom van de motor er redelijk uitziet, en de snelle spanningsranden de isolatie onder druk zetten. Voor uitgangscircuits van omvormers is een afgeschermde kabel met een symmetrische aarding het gebruikelijke antwoord, en de capaciteit moet ruimte bieden voor de extra verwarming. De praktische eisen die in onze gids voor VFD-kabelvereisten voor afgeschermde flexibele omvormerbedrading zijn de moeite waard om te controleren voordat u een maat definitief maakt. Voor een nieuwe schijfinstallatie is een XLPE-geïsoleerd Flexibele VFD-kabel met koperen vlechtafscherming combineert een temperatuurbestendigheid van 90°C met een continu EMI-schild in één montage.

BPYJVRP XLPE geïsoleerde PVC-omhulde koperen gevlochten afgeschermde VFD flexibele kabel S Als BPYJVRP XLPE geïsoleerde PVC-omhulde koperen gevlochten afgeschermde VFD flexibele kabelleveranciers en -bedrijven in China, biedt Junshuai groothandel... Bekijk Product →

Sleepketting en continu buigzame kabels

De flexibele levensduur wordt bepaald door de strenging, de geometrie van de geleider en het materiaal van de mantel, niet door de capaciteit. In de praktijk werken de twee echter met elkaar samen. In een kabelrups worden geleiders doorgaans gebundeld en omsloten, dus voor vier tot zes geleiders moet de factor 0,80, of erger nog voor grotere bundels, op elke ader worden toegepast. Fijne strengen die goed buigen, worden iets heter voor dezelfde doorsnede, omdat luchtspleten tussen de strengen het effectieve geleidende oppervlak verkleinen, hoewel het verschil klein genoeg is dat de standaard belastingstabellen geldig blijven. De jas moet nog steeds de omgeving overleven, of het nu PUR is voor oliebestendigheid of TPU voor slijtage, terwijl het koper tegen de lagere waarde werkt.

Laskabels: inschakelduur verandert de berekening

Laskabels illustreren waarom ‘gebruiksomstandigheden’ belangrijk zijn. Een laskabel is ontworpen voor gebruik op laagspanning en hoge stroomsterkte met een beperkte inschakelduur, en wordt daarom beoordeeld op basis van intermitterende waarden in plaats van een continue stroomsterkte. Dankzij de extra fijne strengen en het flexibele rubberen omhulsel is het gemakkelijk op te rollen en over de werkvloer te slepen. EEN rubberen laskabel met hoge sterkte van de rechterdoorsnede voert de stroom van de lasser zonder oververhitting, maar dezelfde kabel zou geen geldige keuze zijn voor een 24-uurs continu stroomcircuit op basis van de continue kolom.

YH Hoogwaardige rubberen laskabelleveranciers, groothandel - Jiangsu Jun Als YH High-Strength Rubber Welding Cable-leveranciers en -bedrijf in China, biedt Junshuai Wholesale High-Strength Rubber Welding Cable online aan... Bekijk Product →

Wat u moet opgeven als u een kabel koopt

Wanneer u een offerte aanvraagt, is alleen een meternummer niet voldoende. Een leverancier moet de isolatie- en mantelmaterialen kennen, de temperatuurklasse, het aantal stroomvoerende geleiders, de omgevingstemperatuur, de installatiemethode en of het circuit continu of met tussenpozen loopt. Alleen dan kan de capaciteit worden geverifieerd aan de hand van de juiste tabel.

Voor apparatuur die naar Noord-Amerika wordt geëxporteerd, maakt de UL-certificering de beoordeling tijdens inspectie verifieerbaar. EEN UL-gecertificeerde Noord-Amerikaanse voedingskabel Met een gedrukte temperatuurclassificatie kan een elektrische inspecteur bevestigen dat de geleidergrootte overeenkomt met de circuitbeveiliging. Voor dynamische toepassingen geldt dezelfde logica, ongeacht of de kabel van het sleepkettingtype, een haspelkabel of een platte kabel is: het gegevensblad moet de capaciteit onder de bedrijfsomstandigheden vermelden, en niet alleen de doorsnede.

UL2586 UL-gecertificeerde Noord-Amerikaanse stroomdraadleveranciers, groothandelsbedrijf - Jia Als UL2586 UL-gecertificeerde Noord-Amerikaanse stroomdraadleveranciers en -bedrijf in China, biedt Junshuai groothandel UL-gecertificeerde Noord-Amerikaanse stroomdraad... Bekijk Product →

De betrouwbare manier om elk circuit te dimensioneren is door achteruit te werken vanaf de belasting. Lees de stroom bij volledige belasting af, selecteer een geleidergrootte en isolatiewaarde, pas de omgevings- en bundelcorrecties toe, controleer de spanningsval over de werkelijke afstand en controleer of de overstroombeveiliging overeenkomt met de regels voor kleine geleiders. Dat proces duurt minder dan tien minuten en vermijdt de dure, potentieel gevaarlijke fout van een meternummer behandelen als een huidige beoordeling .