تحقیق مقاله سایز کابل

مقدمه:

امروزه در تمامی مکان های صنعتی از لوازم و دستگاه های برقی و الکترونیکی برای مقاصد مختلف استفاده می گردد.این وسایل برای انجام کار خود احتیاج به انرژی برق دارند و این انرژی بایستی بوسیله هادیهای الکتریکی به این وسایل انتقال یابد.تعیین اندازه این هادیها برای انتقال مقدار انرژی مورد نیاز این دستگاهها امری لازم وضروری است.در این قسمت با نحوه تعیین سایز کابلها آشنا می شویم.

در این بخش ابتدا چند نکته لازم در مورد فیزیک کابل ها وعلایم اختصاری آنها را یادآوری می کنیم وسپس به تئوریات مربوط به تعیین سایز وبعد از آن به سایز کردن کابلها در عمل می پردازیم.

یادآوری چند نکته در مورد فیزیک کابلها:

**اساسا در کابل ها از مس استفاده می گردد.در مس مقاومت مخصوص عبارت است

1.724×(10^-8  ) Ωm  

**از آلومینیوم نیز ممکن است در کابلها استفاده گردد.مقاومت مخصوص آلومینیوم 1.65 برابر مقاومت مخصوص مس می باشد.

(فرمول در متن اصلی موجود است)

**فرمول مقاومت مخصوص در دماهای مختلف برای مس عبارتست از:

ρ(t)=1.724×(10^-8)×0.68×(10^-10)×(t-20)

این مقاومت برای جریان مستقیم بکار می رود.

(فرمول در متن اصلی موجود است)

**برای بدست آوردن مقاومت کابل در جریانهای متناوب ودر دماهای مختلف از فرمول زیر

Cable sizing_______________________________________________________________

 استفاده می شود:

      R(t)=(k1×k2×k3×ρ(t))/(n×Π/4×d^2)

k1  :ضریب افزایش مقاومت در برابر جریان متناوب در فرکانسHz 50 (05/1 >k1 >02/1 ).

 k2:ضریب افزایش  مقاومت به دلیل چرخش رشته ها در طول کابل(04/1> k2 > 02/1).

:k3ضریب افزایش مقاومت به دلیل چرخش سیمها در کابلهای چند سیمی(04/1>k3 >02/1).

n : تعداد رشته ها.       d : قطر هر رشته بر حسب mm .

علائم مشخصه کابلها:

با استفاده از این علامتها  نوع هادی / نوع عایق /نوع غلاف /نوع زره ونوع روپوش خارجی

کابل مشخص می شود.

حرف اول:   بیانگر نوع فلز است:

 N: مس.              NA:آلومینیوم.

حرف دوم:   بیانگر نوع عایق است:

 Y: علامت پلاستیک  G:علامت لاستیک.

و اگرعلامتی نبود:علامت کاغذ.

حرف سوم:  بیانگر نوع غلاف است:

 Y:علامت پلاستیک.  K:علامت سرب.

Cable sizing_______________________________________________________________

 Kl:علامت آلومینیوم.

حرف چهارم: بیانگر نوع زره است: B:علامت سیمهای فولادی. 

Gb:علامت فولاد گالوانیزه.

حرف پنجم:  بیانگر جنس روپوش خارجی است:  A:الیاف گیاهی(جوت).

مثال:NYYGb:کابل با هادی مسی /عایق و غلاف پلاستیکی / زره فولاد گالوانیزه.

مثال:NKBA:کابل با هادی مسی/ عایق کاغذ / غلاف سرب / زره فولادی/روپوش جوت.

پس از آشنایی نسبی با فیزیک کابلها به بررسی تئورییات مربوط به سایز کردن کابلها می‌پردازیم سپس نحوه Calbe Sizing را در عمل مورد بحث قرار می‌دهیم.

Cable sizing_______________________________________________________________

1-1 تئوری مربوط به تعیین مقاطع کابلها:

مقاطع کابلها و سیم‌ها توسط جریان مجاز، جریان اتصال کوتاه و حداکثر افت ولتاژ تعیین می‌شود. برای تعیین مقاطع کابل‌ها بر اساس جریان مجاز، بحث خود را به دو قسمت مدارهای تک فاز و مدارهای سه فاز تقسیم می‌نماییم:

1-1-1 مدارهای تک فاز:

در این مدارها جریان از فرمول  بدست می‌آید که در آن

 W: توان ورودی

 V:ولتاژ مدار

  ضریب تان مدار است.

 در این فرمول فرض بر این است که تمام تجهیزات با هم، همزمان کار می‌کنند، ولی در عمل چنین چیزی پیش نخواهد آمد لذا یک ضریب kd به فرمول جریان اضافه می‌نماییم. این ضریب عبارتست از حداکثر توان مصرفی همزمان به کل توان بارها، که به ضریب مصرف یا ضریب همزمانی معروف است. پس داریم:

Cable sizing_______________________________________________________________

در مورد موتور های تک فاز، جریان موتور را بدین صورت بدست می‌آوریم.

که در این فرمول:   w: توان خروجی موتور         z: راندمان موتور

                                    V:ولتاژ تغذیه موتور                        :ضریب قدرت

                                    : راندمان موتور

1-1-2 مدارهای سه فاز:

جریان خط یک موتور سه فاز در حالت کار در ظرفیت اسمی آن عبارتست از:

نکته قابل توجه در موتورهای سه فاز این است که در لحظه راه اندازی جریان موتور به 5 تا 7 برابر مقدار نامی خود می رسد ولی چون مدت زمان شریان این جریان کم است لذا این مسئله تأثیری در اتنخاب سطح مقطع ندارد.

Cable sizing_______________________________________________________________

پس از بدست آوردن جریان هر تجهیز، با استفاده از جداول استاندارد کابلها می توان یک کابل را که از نظر اقتصادی نیز بهینه است را انتخاب نمود.

1-2 تعیین مقاطع کابلها بر اساس افت ولتاژ:

در این قسمت ابتدا به بررسی افت ولتاژ در کابلکشی‌های زمینی (که خود شامل مدارهای تک فاز و مدارهای سه فاز می‌شود) می پردازیم  سپس به سراغ کابل کشی هوایی می‌رویم.

1-2-1 افت ولتاژ در مدارهای تک فاز (کابل کشی زمینی):

: عبارتست از درصد افت ولتاژ مجاز که طبق استاندارد باید از حدی خاص تجاوز نکند و جزء معلومات مسئله است.

: مقاومت ویژه هادی کابل

a: سطح مقطع سیم                                                         

Cable sizing_______________________________________________________________

در صورتی که خط تغذیه ما بارهای مختلفی را در فواصل مختلف تغذیه کند، برای بدست آوردن سطح مقطع سیم از روش زیر استفاده می‌نماییم:

(فرمول در متن اصلی موجود است)

(ضرب صورت و مخرج در v)

n: تعداد شاخه‌ها

1-2-2 افت ولتاژ در مدراهای سه فاز در کابل کشی زمینی:

 همان طورکه می دانیم در شرایط متعادل جریان خط نوترال ما صفر می‌باشد. و در حالت بار متعادل، نظر به تشابه کامل فازها، می‌توانیم تنها برای یک فاز محاسبات را انجام دهیم. و این محاسبه را برای فازهای دیگر به کاربریم:

Cable sizing_______________________________________________________________

 (ضریب صورت مخرج در 3V)

 نکته: در مدارهای سه فاز سعی بر آن است که بار به صورت متعادل بر روی هر سه فاز تقسیم گردد، در غیر این صورت برای تعیین مقطع کابل، پس از بارگذاری روی فازها، بایستی محاسبات جریان مجاز و افت ولتاژ برای هر فاز به صورت جداگانه انجام گیرد.

 در صورتی که خط تغذیه یه فاز n بار سه فاز را در فواصل مختلف تغذیه کند از روش زیر استفاده می‌گردد.