حساب مقطع الكابل لدوائر الـ DC والـ AC واحد فاز و 3 فاز، عند تصميم أي دائرة كهربائية سواء كانت DC أو AC، لا بد من عمل تصميمات وحسابات علمية وعملية، حتى تستخرج مساحة المقطع المناسب للكابل حسب نوع الحمل الكهربائي المراد تغذيته.
سنتعرف في هذا المقال على معلومات مهمة جداً عن كيفية حساب مقطع الكابل لدوائر الـ DC والـ AC واحد فاز و 3 فاز، مع توضيح ذلك بالأمثلة الحسابية.
حساب مقطع الكابل للتيار المستمر DC
القانون المستخدم في حساب مقطع الكابل المناسب لدوائر التيار المستمر DC:
مقطع الكابل DC= (المسافة × عدد الموصلات 2 × التيار × المقاومة النوعية) ÷ (الجهد × نسبة الفقد في الجهد)
ملحوظات مهمة:
- إذا كان هناك انفرتر موصول مع البطارية، يتم حساب مقطع الكابل على أساس قدرة الانفرتر القصوى.
- إذا كان هناك أحمال موصولة بشكل مباشر مع البطارية، يتم حساب مقطع الكابل على أساس تيار الأحمال مضاف إليه نسبة معامل أمان 1.4.
- يجب أن لا يتجاوز نسبة هبوط الجهد في دوائر التيار المستمر عن 3%، بالتالي عليك وضع النسبة في القانون 3% كأقصى حد، وكل ما كانت النسبة أقل كان ذلك أفضل.
- المقاومة النوعية للنحاس= 0.0178 (قيمة ثابتة).
مثال على حساب مقطع الكابل للتيار المستمر DC
إذا أردنا توصيل انفرتر بقدرة 500 واط على بطارية 12V/150Ah، احسب مقطع الكابل المناسب؟ إذا علمت أن المسافة بين الانفرتر والبطارية 3 متر، ونسبة الهبوط في الجهد المسموح به 2%.
الحل:
التيار= قدرة الانفرتر ÷ الجهد
= 500 ÷ 12 = 41.6 أمبير
مقطع الكابل DC= (المسافة × عدد الموصلات 2 × التيار × المقاومة النوعية) ÷ (الجهد × نسبة الفقد في الجهد)
= (3× 2× 41.6× 0.0178) ÷ (12× 0.02)
= 4.44 ÷ 0.24
= 18.5 مليمتر مربع
نحتاج المقطع الأعلى من 18.5 وهو 25 مليمتر مربع.
حساب مقطع الكابل للتيار المتردد 1 فاز
القانون المستخدم في حساب مقطع الكابل المناسب لدوائر التيار المتردد واحد فاز+ نيوترال (2 وير):
مقطع الكابل= (المسافة × عدد الموصلات 2 × التيار × المقاومة النوعية) ÷ (الجهد × نسبة الفقد في الجهد)
التيار الكهربائي AC= القدرة الكهربائية÷ (الجهد × معامل القدرة)
ملحوظات مهمة:
- نضرب قيمة تيار الأحمال في معامل أمان 1.4 حتى نضمن تحمل مقطع الكابل المراد اختياره.
- قيمة معامل القدرة تكون بين 0 حتى الواحد (أي أقل من الواحد صحيح)، وفي حال عدم وجود المعامل نحسب على قيمة المتوسط 0.8.
- المقاومة النوعية للألمنيوم= 0.029
مثال على حساب مقطع الكابل للتيار المتردد AC واحد فاز
لدينا حمل كهربائي قدرة 3000 وات يبعد عن مصدر التغذية 150 متر، جهد التغذية 220 فولت، معامل القدرة له 0.8، نسبة الفقد في الجهد 3%، احسب مساحة مقطع الكابل النحاسي المناسب لهذا الحمل؟
الحل:
تيار الحمل= القدرة÷ (الجهد× معامل القدرة)
= 3000 وات÷ (220× 0.8)
= 3000 ÷ 176 = 17 أمبير
مع إضافة معامل أمان بنسبة 1.4 حتى نحصل على سعة تيار مقطع كابل أكبر من تيار الحمل بنسبة 40%، بالتالي فإن الناتج الجديد:
= 17× 1.4= 23.8 أمبير
مقطع الكابل= (المسافة × عدد الموصلات 2 × التيار × المقاومة النوعية) ÷ (الجهد × نسبة الفقد في الجهد)
= (150× 2× 23.8× 0.0178) ÷ (220× 0.03)
= 127 ÷ 6.6
= 16.24 مليمتر مربع
هنا يمكن اختيار كابل بمساحة مقطع 16 مليمتر.
حساب مقطع الكابل للتيار المتردد 3 فاز
القانون المستخدم في حساب مقطع الكابل المناسب لدوائر التيار المتردد 3 فاز:
مقطع الكابل= (المسافة × جذر 3 × التيار × المقاومة النوعية) ÷ (الجهد × نسبة الفقد في الجهد)
ملحوظات مهمة:
- المقاومة النوعية للنحاس= 0.0178
- المقاومة النوعية للألمنيوم= 0.029
- أقصى نسبة هبوط في الجهد 5% للمحركات الكهربائية 3 فاز.
- قيمة جذر 3= 1.73
مثال على حساب مقطع الكابل للتيار المتردد 3 فاز
محرك كهربائي يحتوي على البيانات الموضحة في الصورة التالية:
احسب مساحة مقطع الكابل المناسب للمحرك الكهربائي؟ إذا علمت أن المسافة بين المصدر والمحرك 150 متر، وجهد المصدر 400 فولت، نسبة فقد الجهد 5%.
الحل:
أولاً: نضيف معامل أمان بنسبة 1.4 فوق تيار المحرك الكهربائي كالتالي:
= تيار المحرك 3 فاز× معامل أمان
= 11× 1.4= 15.4 أمبير
مقطع الكابل= (المسافة × جذر 3 × التيار × المقاومة النوعية) ÷ (الجهد × نسبة الفقد في الجهد)
= (150 × 1.73 × 15.3 × 0.0178) ÷ (400 × 0.05)
= 70.6 ÷ 20
= 3.53 مليمتر مربع
نختار مساحة مقطع كابل أكبر من 3.53 مليمتر مربع، والمتوفر هو 4 مليمتر مربع
اقرأ أيضاً:
المصدر:
- مواقع إلكترونية
- electrical technology
