تعد خطوة اختيار وحساب مقطع الكابل المناسب للتمديدات الكهربائية ضمن خطوات التصميم الأساسية التي لا يجب إهمالها
وتتم علمية حساب مساحة مقطع الكابل الكهربائي وفق أسس علمية ومراجع الشركة المراد المصنعة للكابل الكهربائي
في هذا المقال، سنتعرف على أحد أهم الخطوات التي يجب تنفيذها ضمن خطوات التصميم الكهربائي لشبكة الكهرباء بالمبنى.
العوامل المؤثرة في اختيار وحساب مقطع الكابل الكهربائي
هناك عدة عوامل بارزة تؤثر في اختيار وحساب مقطع الكابل الكهربائي في التصميمات الكهربائية:
- تيار الحمل الكهربائي
- هبوط الجهد
- مستوى تيار القصر
- درجات الحرارة المحيطة
- معامل تجميع الكابلات
- درجة حرارة التربة للكابلات المدفونة وعمق الدفن.
- بدء حركة المحركات الكهربائية.
- طريقة تمديد الكابل (مدفون أو داخل مواسير أو على حوامل كابلات)
- نوع الكابل الكهربائي (نحاسي أم ألمنيوم)
جميع العوامل أعلاه تؤثر بشكل مباشر على اختيار الكابل الكهربائي المناسب، وليس شدة التيار فقط هو من يحدد مقطع الكابل.
ومن هنا وجب الحرص على أخذ بعض العوامل الفنية الأخرى التي تضعها الشركة المصنعة للكابل مثل طريقة تمديد الكابل ومستوى تيار القصر ودرجة الحرارة المحيطة سواء بالتربة أو الجو.
اختيار وحساب مقطع الكابل المناسب بخطوات سهلة
يراد اختيار مقطع كابل لمحرك كهربائي 3 فاز، إليك المعطيات التالية:
- قدرة المحرك الكهربائي 7.5 كيلو واط
- جهد المصدر 400 فولت
- معامل القدرة 0.85
- الكفاءة 0.9
- طول المسافة بين المحرك والمصدر 50 متر.
- طريقة التمديد في الهواء عند درجة حرارة 45 درجة مئوية
- كابل متعدد الأسلاك.
الحل:
حساب شدة التيار الكهربائي
تيار المحرك الكهربائي= (الكيلووات × 1000) ÷ (1.73 × الجهد × معامل القدرة × الكفاءة)
= (7.5 × 1000) ÷ (1.73 × 400 × 0.85 × 0.9)
= 7500 ÷ 529.3
= 14.1 أمبير
حساب معامل تصحيح التحمل للكابل حسب درجة حرارة الجو
وبشكل مبدئي نلقي نظرة على جدول الكابلات الخاص بالكابلات المتعددة في الهواء، ونختار كابل سعة 2.5 مم، حيث يتحمل تيار حتى 25 أمبير.
الآن نستعين بجدول معامل تصحيح الكابلات وعند البحث وجدنا أن معامل تصحيح الكابلات عند درجة حرارة الجو 45 يساوي 0.85 علماً بأن نوع عزل الكابل PVC.
وهنا نتحقق من اختيار سعة الكابل المناسب من خلال معامل التصحيح وأن كان أقل يجب اختيار السعة الأكبر.
سعة الكابل بعد معامل التصحيح = أقصى تيار يتحمله الكابل × معامل التصحيح
= 25 × 0.85 = 21.25 أمبير
وهي قيمة أكبر من تيار المحرك الكهربائي 14.1 أمبير، بالتالي يمكن القول أن الكابل قد اجتاز عملية اختيار معامل تصحيح تحمل درجة الحرارة الخارجية.
حساب هبوط الجهد في الكابل
ينتج هبوط الجهد عن طول الكابل، فكلما زاد طول الكابل زادت نسبة الفقد في الجهد، بالتالي يجب اختيار الكابل المناسب بحيث لا يزيد هبوط الجهد عن 5% وكلما كانت النسبة أقل كان ذلك أفضل.
وهبوط الجهد يجب أن يكون أقل من 5%: (0.05 × 400 = 20 فولت)
من الجدول نلاحظ أن قيمة هبوط الجهد (mv/ Amp / meter) عند تقاطع مساحة مقطع الكابل مع عامود موصل نحاس PVC تساوي 12.392، بالتالي فإن:
هبوط الجهد (V.D)= 12.392 × 14.1 × 60
= 10.4 فولت
ولكن ما نسبة هبوط الجهد إذا كان الفقد 10.4 فولت؟ اترك لنا إجابة في التعليق.
بهذه الخطوات البسيطة يمكن القول بأن حساب مقطع الكابل الكهربائي المناسب يتطلب حساب تيار الحمل الكهربائي وتحديد مقطع الكابل بشكل مبدئي ثم خطوة تصحيح معامل الحرارة ونوع التمديد (هوائي أو تحت التربة) وأخيراً حساب هبوط الجهد للتحقق من أن الكابل يناسب التشغيل.
قد يهمك: حساب مقطع الكابل لدوائر الـ DC والـ AC واحد فاز و 3 فاز
المصدر: كابلات السويدي
