케이블 크기 계산 방법: 전기 프로젝트를 위한 단계별 가이드

숙련된 전기 엔지니어에게 물어보면 같은 말을 듣게 될 것입니다. 케이블 크기는 하나의 공식이 아니라 짧은 점검 체인이며 해당 체인의 모든 링크는 유지되어야 합니다. 전류를 올바르게 설정하되 경감 요인을 무시하면 도체는 절연체 설계에 맞춰 설계된 것보다 더 뜨거워집니다. 전류용량을 올바르게 설정하되 전압 강하를 무시하면 라인 맨 끝에 있는 모터가 시동을 거부합니다. 단락 점검을 건너뛰면 설치 시 심각한 사고가 발생하지 않는 한 가지 결함이 발생합니다.

아래 방법은 당사 엔지니어가 프로젝트를 검토할 때 사용하는 순서를 따릅니다. 먼저 전류를 설계하고 보호 장치와 조정한 다음 전류 전달 용량, 전압 강하, 단락 내량을 설계합니다. 단계를 순서대로 진행하면 올바른 단면이 거의 저절로 선택됩니다.

시작하기 전: 입력 수집

케이블 크기 조정 연습에서 발생하는 거의 모든 지연은 입력 누락으로 인해 발생합니다. 테이블을 열기 전에 다음을 수집하세요.

• 부하 데이터: kW 또는 kVA 단위의 전력, 역률, 효율성, 듀티 사이클 및 동시성.
• 시스템 데이터: 공칭 전압, 위상 수, 주파수 및 공급 장치가 TN, TT 또는 IT인지 여부.
• 보호 데이터: 회로 차단기 또는 퓨즈의 유형 및 등급, 트리핑 특성.
• 설치 방법: 멀티코어 또는 단일 코어, 트레이 위, 도관 내, 직접 고정, 대기 중 또는 매설.
• 환경: 주변 공기 온도, 토양 온도 및 열 저항력, 매설 깊이, 경로를 공유하는 회로 수.
• 경로 데이터: 편도 길이(미터) 및 이미 계획된 향후 확장.
• 오류 데이터: 원점에서의 예상 단락 전류 및 필요한 연결 해제 시간.

값을 적어보세요. 입력 내용을 보여주는 크기 조정 시트는 몇 분 안에 검토할 수 있습니다. 그렇지 않은 사람은 항상 질문을 받을 것입니다.

1단계 - 설계 전류(Ib) 계산

설계 전류는 케이블이 정상적인 서비스에서 전달하는 전류입니다. 3상 부하의 경우:

Ib = P / (√3 × U × cos ψ)

단상 부하의 경우:

Ib = P / (U × cos ψ)

간단히 설명하면, 역률 0.85에서 400V 공급 장치의 90kW 3상 부하가 90,000 / (1.732 × 400 × 0.85) = 153A를 소비합니다. 보호 장치는 최소한 이 정도 커야 하고 케이블도 최소한 이 정도 성능을 발휘해야 하기 때문에 이 단일 숫자는 뒤따르는 모든 항목의 기준을 설정합니다.

두 가지 개선 사항을 기억할 가치가 있습니다. 모터 시동 전류는 연속 설계 전류를 변경하지 않지만 보호 선택 및 전압 강하 확인에 영향을 미칩니다. 그리고 전자 부하로 가득 찬 사무실이나 드라이브로 가득 찬 공장과 같이 고조파 함량이 높은 설치에서는 중성선의 크기를 위상 전류보다 더 크게 설정해야 할 수도 있습니다.

2단계 - 보호 장치와 케이블 조정

케이블은 절연체가 손상되기 전에 앞에 있는 장치가 분리되는 경우에만 보호됩니다. 실제로 이는 두 가지 조건이 동시에 충족되어야 함을 의미합니다.

Ib ≤ In ≤ Iz

여기서 Ib는 설계 전류, In은 보호 장치의 정격 정격, Iz는 케이블의 수정된 전류 전달 용량입니다. 두 번째 조건인 I2 ≤ 1.45 × Iz는 장치가 도체 과열 없이 기존 트리핑 전류에서 실제로 작동함을 확인합니다.

실제적인 결과는 간단합니다. 계산된 전류가 153A인 경우 200A 차단기를 선택한 다음 그에 맞는 충분히 큰 케이블을 찾는 것이 아닙니다. 부하 위의 가장 작은 표준 정격(여기서는 160A)을 선택하고 해당 수치에 맞게 케이블 크기를 조정합니다.

3단계 - 기본 전류 운반 용량 찾기

IEC 60364-5-52, BS 7671 또는 제조업체 카탈로그에서 가져온 전류 전달 용량 표는 정의된 조건 세트(기준 주변 온도, 명시된 설치 방법, 정의된 부하 도체 수 및 단일 회로)를 중심으로 구성됩니다. 단면적과 일치하는 행과 설치와 일치하는 열을 찾으십시오.

세 가지 선택이 결과를 좌우합니다. 알루미늄은 동일한 전류에 대해 대략 구리 단면적의 1.5배가 필요하기 때문에 도체 재료가 중요합니다. 절연이 중요합니다. XLPE 케이블은 도체와 함께 90°C에서 작동할 수 있지만 PVC 케이블은 70°C로 제한되기 때문입니다. 그리고 설치 방법은 매우 중요합니다. 왜냐하면 공기 중에 클립된 케이블은 혼잡한 도관에 연결된 동일한 케이블보다 훨씬 더 쉽게 열을 발산하기 때문입니다.

단열재 유형 간의 차이는 반올림 오류가 아니기 때문에 실제 카탈로그가 실제로 유용해지는 곳입니다. 6/1kV XLPE 절연 전원 케이블은 절연체가 더 높은 도체 온도를 견딜 수 있기 때문에 동일한 구리 단면의 PVC에 비해 훨씬 더 많은 전류를 전달합니다.

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4단계 - 보정 계수 적용

실제 설치는 테이블의 기준 조건과 절대 일치하지 않으므로 기본 용량을 줄여야 합니다. 요인이 함께 곱해집니다.

Iz = It × 칼슘 × Cg × CS × CD

감소된 용량이 보호 장치의 정격 이하로 나오면 한 단면 위로 올라가 계산을 반복하십시오. 케이블이 두세 번 시도한 후에야 전류 검사를 통과하는 것이 일반적입니다.

5단계 - 전압 강하 확인

전류를 전달하는 케이블은 여전히 경로에 비해 너무 작을 수 있습니다. 전압 강하는 전류와 길이 모두에 따라 증가하며 긴 피더에서 더 큰 단면을 강제로 적용하는 경우가 가장 많습니다.

전압 강하 = (mV/A/m × Ib × L) / 1000

3상 회로의 경우 표로 작성된 mV/A/m 값에는 이미 √3 계수가 포함되어 있습니다. 일반적인 한계는 조명 회로의 경우 3%, 전원 회로의 경우 5%이며, 설치 원점에서 부하 단자까지 측정되며 허용치는 급전선과 최종 회로 간에 공유됩니다.

80m에 걸쳐 160A를 전달하는 70mm² 구리 도체를 사용합니다. 3상 강하는 약 0.58mV/A/m이므로 손실은 0.58×160×80/1000 = 7.4V, 즉 400V의 1.9%로 여유롭게 한계 내에 있습니다. 대신 경로가 300m였다면 동일한 계산으로 27.8V가 생성되어 단면이 한 단계 더 높아졌을 것입니다.

6단계 - 단락 내성 확인

오류가 발생하는 동안 도체는 정상 정격의 몇 배에 달하는 전류를 전달하며 보호 기능이 오류를 제거할 수 있을 만큼 충분히 오래 지속되어야 합니다. 단열 검사는 표준 접근 방식입니다.

S ≥ (I × √t) / k

여기서 I는 예상 사고 전류(암페어), t는 연결 해제 시간(초), k는 도체 재료와 절연체에 따라 달라지는 상수입니다. 구리 도체의 경우 k는 일반적으로 XLPE 절연의 경우 143이고 PVC의 경우 115인 반면, 알루미늄 도체는 더 낮은 값을 사용합니다. 0.2초 내에 해결되는 20kA 오류에는 20,000 × 0.447 / 143 = 62.5mm²의 구리가 필요하므로 현재 점검이 아닌 단락 점검이 최종 크기를 결정하는 경우도 있습니다.

보호 도체에도 동일한 주의를 기울여야 합니다. 동일한 결함 에너지를 견뎌야 하며, 접지 결함 루프 임피던스로 인해 장치가 허용된 시간 내에 트립될 수 있도록 크기가 조정되어야 합니다.

실제 사례

역률이 0.85인 400V 시스템의 90kW 모터 피더에 대해 6단계를 함께 사용하고, 그 옆에 두 개의 다른 부하 회로가 있는 40°C 공기의 트레이에서 80m를 라우팅합니다.

그 답은 4코어 70mm² 구리 XLPE 케이블입니다. 크기를 설정하는 단계에 유의하십시오. 경감 후 160A를 전달하려면 70mm²가 필요하며 작은 여유만으로 단열 검사를 충족하기도 합니다. 그룹화나 주변 온도를 낮추면 그 여백이 사라집니다.

케이블 크기 조정이 일반적으로 잘못된 경우

• 다양성, 예비 용량 또는 향후 확장을 무시하면서 공칭 부하에 따라 크기를 조정합니다.
• 공장실 온도가 45°C일 때 30°C를 기준으로 한 표를 사용합니다.
• 하나의 트레이에 있는 세 개의 회로가 대부분의 사람들이 예상하는 것보다 훨씬 더 케이블을 감소시키더라도 그룹화를 무시합니다.
• XLPE 케이블의 PVC 열을 읽거나 그 반대로 읽습니다.
• 마지막 부하 대신 회로의 첫 번째 부하에서 전압 강하를 확인합니다.
• 3상 4선 회로에서 중성선이 고조파 전류를 전달할 수 있다는 사실을 잊어버린 것입니다.
• 단기 실행에서는 단락 점검을 선택 사항으로 처리하며, 이는 종종 결정 요인이 됩니다.

특별한 관리가 필요한 두 가지 사례

중전압 피더

3.6/6kV에서 26/35kV까지 논리는 동일하게 유지되지만 절연체 두께, 스크린 구성 및 금속 피복 접지가 계산에 포함됩니다. 금속 스크린에는 충족해야 할 자체 단락 의무가 있으며 접지 배열은 케이블의 결함 수준과 열 동작 모두에 영향을 미칩니다. 크기 조정 26/35kV XLPE 절연 전원 케이블 따라서 추가 차폐 세트와 접지 조건을 부착하여 동일한 한계를 확인하는 것을 의미합니다.

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가변 주파수 구동 회로

드라이브는 케이블을 통해 고조파 전류와 빠른 전압 펄스를 푸시하므로 모터 명판에서 계산한 전류는 케이블에 실제로 표시되는 전류가 아닙니다. 대칭형 3코어 구조와 적절하게 결합된 스크린을 갖춘 전용 드라이브 케이블은 전류를 제어하고 주변 회로의 전자기 간섭을 줄입니다. 긴 모터 리드가 관련된 경우 드라이브 제조업체의 케이블 길이 제한은 크기 조정 연습의 일부로 처리되어야 합니다.

가변 주파수 드라이브 케이블(정격 전압 최대 6kV) 제품 개요 주파수 변환기 케이블(일반적으로 VFD 케이블로 알려짐)은 산업용 가변 주파수 변환기용으로 특별히 설계된 전력 전송 라인입니다. 제품보기 →

계산부터 신뢰할 수 있는 케이블까지

산술은 어렵지 않습니다. 어려움은 주변 온도, 그룹화, 결함 수준 및 경로 길이를 의미하는 숫자에 입력하고 프로젝트를 관리하는 표준을 아는 것입니다.

Wuxi Guanghuan Cable Co., Ltd.는 1998년부터 Yixing의 Guanlin에서 450/750 V 배선에서 26/35 kV XLPE 전원 케이블에 이르기까지 100개 이상의 제품 종류와 약 30,000개 사양에 걸쳐 ISO 9001 인증 품질 관리 및 TUV Rheinland 승인 제품을 갖춘 케이블을 제조해 왔습니다. 가장 경제적인 케이블은 처음에 딱 맞는 케이블이기 때문에 모든 주문은 사이징 대화로 시작됩니다. 부하, 경로 및 환경을 보내주시면 엔지니어가 전체 경감 계수와 함께 크기 권장 사항을 반환해 드립니다. 간략히 살펴보기 우리 공장 해당 케이블이 생산, 테스트 및 배송 준비 방법을 보여줍니다.

제품 성능이 사이즈 조정과 어떻게 상호 작용하는지 한 단계 더 자세히 알아보고 싶다면, 전원 케이블을 선택할 때 고려해야 할 주요 요소에 대한 기사 이 가이드의 유용한 동반자입니다.