케이블 크기 계산 방법: 안전하고 실제 프로젝트를 위한 단계별 가이드

도체 크기를 올바르게 결정하는 것은 설치물이 30년 동안 편안하게 작동할지, 아니면 처음으로 더운 여름에 과열될지 여부를 조용히 결정하는 결정 중 하나입니다. 크기가 작은 케이블은 에너지를 낭비하고 절연 수명을 단축하며 실제 화재 위험을 초래합니다. 두 가지 크기의 케이블은 회로에 전혀 필요하지 않은 구리에 돈을 묶습니다. 케이블 크기를 계산하는 방법을 배우는 것은 실제로 네 가지 서로 다른 검사의 균형을 맞추는 것입니다.

이 가이드는 고객이 부하 일정을 보낼 때 당사 엔지니어가 사용하는 것과 동일한 순서를 따릅니다. 즉, 설계 전류를 찾고, 케이블이 실제로 설치된 방식에 맞게 수정하고, 전체 실행 길이에 걸쳐 전압 강하를 확인하고, 도체가 단락에서 살아남는지 확인합니다.

올바른 케이블 크기가 실제로 의미하는 것

아래 네 가지 조건이 모두 동시에 충족되는 경우에만 도체 크기가 올바르게 지정됩니다. 그 중 하나가 실패하면 다음 표준 단면으로 이동하여 계산을 반복하십시오. 검사를 건너뛰는 것은 케이블 크기가 종이에 완벽하게 부합하다가 현장에서 실패하는 가장 일반적인 이유입니다.

1단계: 설계 전류 확립

모든 것은 케이블이 전달해야 하는 연속 전류(보통 Ib로 표시됨)로 시작됩니다. 3상 부하의 경우 관계는 다음과 같습니다.

Ib = P / (1.732 × U × PF)

단상 또는 DC 회로의 경우 1.732를 삭제하면 됩니다.

Ib = P / (U × PF)

역률이 0.86인 400V 공급 장치의 55kW 3상 모터를 예로 들어보겠습니다. 그러면 Ib = 55,000 / (1.732 × 400 × 0.86)이며 이는 대략 92A가 됩니다. 1을 가정하는 대신 실제 역률을 사용하십시오. 0.86과 1.0의 차이는 전류의 약 16%이고 종종 전압 강하 확인을 결정하는 마진과 정확히 일치하기 때문입니다. 부하가 모터인 경우에는 시동 전류도 살펴보십시오. 보호 장치는 트립 없이 시동을 거쳐야 하기 때문입니다.

설계전류는 차단기 정격이 아닙니다.

Ib를 알고 나면 정격이 Ib 이상인 보호 장치를 선택한 다음 감소된 케이블 용량이 장치 정격 이상인지 확인하십시오. 이 순서대로 작업하면 도체가 보호되고 열적으로 편안해집니다.

2단계: 실제 조건에 대한 경감 요인 적용

카탈로그 전류 정격은 참조 조건 세트, 일반적으로 30°C의 자유 공기에 있는 하나의 회로 또는 20°C의 토양에 묻힌 하나의 회로를 가정합니다. 실제 설치는 이러한 가정과 거의 일치하지 않으므로 모든 편차는 수정 계수로 처리되고 계수는 곱해집니다.

Iz = It × k1 × k2 × k3 ...

여기서 이는 표로 작성된 정격이고 Iz는 실제로 사용 가능한 용량입니다. 40°C일에 하나의 덕트에 로드된 3개의 회로 그룹은 전압 강하를 고려하기도 전에 공칭 정격의 1/3을 잃을 수 있습니다.

예를 들어, 주변 온도가 40°C인 경우 0.87에 그룹화를 위해 0.75를 곱하면 0.65가 되므로 130A로 표시된 케이블은 해당 배열에서 약 85A에만 적합합니다. 보정 계수를 함께 추가하지 마십시오. 항상 곱하세요.

3단계: 실행 중 전압 강하 확인

전압 강하는 긴 피더에 더 큰 도체를 강제로 적용하는 경우가 가장 많은 검사이며 현재 표만으로는 판단할 수 없습니다. 회로의 저항 부분의 경우:

Vd = k × I × L × R / 1000

여기서 k는 단상 및 DC 회로의 경우 2이고 3상의 경우 1.732입니다. 여기서 I는 부하 전류(암페어), L은 단방향 경로 길이(미터), R은 도체 저항(킬로미터당 옴)입니다. 강하율은 Vd를 공칭 전압으로 나누고 100을 곱한 값입니다. 대부분의 저전압 설치는 최종 회로에서는 3%, 전체에서는 5%까지 작동합니다.

이 예에서는 킬로미터당 약 0.387ohm의 저항을 갖는 50mm² 구리 도체에서 92A로 80m를 실행하면 Vd = 1.732 × 92 × 80 × 0.387 / 1000이 되며 이는 대략 4.9V 또는 400V의 1.2%입니다. 이는 편안하게 통과합니다. 300m 달리기에서는 동일한 계산이 실패하고 단면이 여러 단계 위로 올라가게 됩니다. 이것이 바로 경로 길이가 처음부터 계산에 포함되는 이유입니다.

4단계: 단락 내성 확인

또한 케이블은 보호 장치가 케이블을 제거하는 동안 오류 전류를 견뎌야 합니다. 단열 방정식은 이를 한 줄로 처리합니다.

S = (I² × t) / k의 제곱근

여기서 S는 최소 단면적(mm²), I는 예상 고장 전류(암페어), t는 분리 시간(초), k는 도체와 절연체 조합에 대한 상수입니다. 일반적인 값은 XLPE 단열재를 사용한 구리의 경우 약 143, PVC를 사용한 구리의 경우 115, XLPE를 사용한 알루미늄의 경우 94입니다.

구리 XLPE 케이블에서 0.1초 만에 해결되는 6kA 오류에는 (6000² × 0.1)의 제곱근을 143으로 나눈 값(약 13mm²)이 필요합니다. 50mm² 도체는 편안합니다. t가 얼마나 중요한지 주목하십시오. 1초 안에 동일한 결함을 제거하려면 약 42mm²가 필요하므로 보호 설정과 케이블 크기가 동일한 대화에 속합니다.

모든 것을 하나로 합치기

다음은 80m 주행 시 55kW 모터의 전체 시퀀스이며, 명확성을 위해 수치는 반올림되었습니다.

1. 설계 전류: 400V에서 92A, 역률 0.86. 100A 등급의 보호 장치.
2. 설치 조건: XLPE 구리 케이블 다른 두 개의 회로가 로드된 트레이, 주변 온도 40°C. 결합된 경감 계수 0.65.
3. 35mm²의 첫 번째 시도: 표로 작성된 용량은 약 130A이고 대략 85A로 감소되었습니다. 85A가 장치 정격 100A보다 낮기 때문에 실패합니다.
4. 50mm²의 두 번째 시도: 약 100A의 감소된 용량. 장치 정격을 충족합니다.
5. 80m 이상 50mm²에서 전압 강하: 4.9V 또는 1.2%. 패스.
6. 단락 요구 사항: 0.1초 내에 해결되는 6kA 오류의 경우 최소 13mm². 패스.
7. 결과: 0.6/1 kV XLPE 절연 구리 케이블, 50 mm²의 4개 코어, 0.1초 이내에 오류를 제거하도록 보호 설정됨.

계산부터 실제 주문하는 케이블까지

단면은 사양의 일부일 뿐입니다. XLPE 절연 케이블은 PVC 등가물보다 높은 도체 온도에서 작동하므로 동일한 부하에 대해 더 작은 단면적이 필요하기 때문에 절연 유형에 따라 도체가 전달할 수 있는 전류량이 달라집니다. 이 기사에서 두 가지 구성을 더 자세히 비교합니다. XLPE 및 PVC 절연 전원 케이블 성능 . 도체 재료도 중요합니다. 알루미늄 및 알루미늄 합금 도체는 더 가볍고 경제적이지만 동일한 전류에 대해 더 큰 단면적이 필요합니다.

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태양광, VFD 및 기타 특수 부하에 대한 크기 조정

일부 회로에는 동일한 절차의 수정된 버전이 필요합니다. 태양광 DC 스트링은 옥상의 높은 주변 온도에서 연속 전류를 전달하므로 이미 따뜻한 케이블에 경감 계수가 적용되고 입력 창 양쪽 끝에서 인버터 효율이 저하되기 때문에 전압 강하가 1~2%로 유지되는 경우가 많습니다. 가변 주파수 드라이브 회로는 고조파 성분과 펄스 전압을 추가하므로 차폐된 케이블과 접지 정격 전압 확인 모두 크기 조정 연습의 일부가 됩니다.

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내화성, 흰개미 방지 및 철도 운송 케이블은 동일한 산술을 따르지만 해당 표준은 어떤 계산으로도 대체할 수 없는 화재 발생 시 회로 무결성과 같은 제약 조건을 추가합니다.

입찰 문서에서 흔히 볼 수 있는 크기 조정 실수

• 하나의 경감 요인을 적용하고 나머지는 잊어버리면 그룹화할 때 주변 온도와 토양 조건이 모두 동시에 작용합니다.
• 70°C 또는 90°C에서 작동하는 도체에 20°C 저항 값을 사용합니다.
• 실제 부하가 아닌 이미 지정된 차단기로 크기를 조정합니다.
• 사무용 IT 장비나 LED 조명과 같이 고조파가 많은 부하가 있는 회로의 중성점을 무시합니다.
• 실제 문제가 경로 길이이거나 역률이 낮은 경우 더 큰 케이블을 사용하면 전압 강하 문제가 해결된다고 가정합니다.
• 기계적 강도와 보호 도체 연속성에 필요한 최소 단면적을 잊어버린 경우.

매일 이 작업을 수행하는 제조업체와 함께 수치를 계산해 보세요.

Wuxi Guanghuan Cable은 1998년부터 중국의 케이블 타운으로 알려진 지역인 이싱(Yixing) 관린(Guanlin)에서 와이어 및 케이블을 제조해 왔습니다. 당사의 제품군은 저압 및 중압 전력 케이블, 가공 도체, 전기 장비 케이블, 광전지, 철도 운송 및 내화 응용 분야용 특수 케이블을 포괄하며, 70개가 넘는 생산 및 테스트 라인에서 100개 이상의 시리즈와 30,000개 사양이 생산됩니다. TUV Rheinland 인증, ISO 9001, ISO 14001, ISO 45001 및 ISO 50001 시스템 인증서를 포함한 승인에 대한 자세한 내용은 당사 웹사이트에 나와 있습니다. 제품 인증 페이지 .

부하 일정, 경로 길이, 설치 방법 및 주변 조건을 보내주시면 당사 엔지니어가 위에서 설명한 것과 동일한 4가지 검사를 실시한 후 처음으로 검사를 통과할 단면적, 절연 유형 및 케이블 구조를 가지고 돌아올 것입니다.