برای انتخاب کابل مناسب چه عواملی را باید درنظر بگیریم؟

یکی از نکات مهم در استفاده از وسایل برقی به‌کار بردن کابل مناسب برای آن وسایل است. این کابل‌ها جریان الکتریکی را انتقال می‌دهند و هر دستگاهی جریان خاصی نیاز دارد. بنابراین کابل باید توانایی تامین و انتقال آن جریان را داشته باشد. اما چه‌طور می‌توانیم بفهمیم که برای هر وسیله چه کابلی بخریم؟ به‌طورکلی، باید چند نکته را درنظر بگیرید و با چند محاسبه سطح مقطع کابل مناسب را پیدا کنید. درادامه عوامل تاثیرگذار بر انتخاب کابل و نحوه محاسبه سطح مقطع را بررسی می‌کنیم.

ویژگی‌های دستگاه برقی

اول از همه باید جریان وسیله برقی مورد نظرتان را پیدا کنید. اگر از آن اطلاع ندارید می‌توانید سراغ مشخصات دستگاه بروید. معمولا همه وسایل برقی یا پلاکی دارند که روی آن توان و ضریب توانش نوشته شده است یا دفترچه‌ای دارند که در آن می‌توانید این اطلاعات را پیدا کنید. کافی است این اعداد را در یک فرمول بگذارید تا جریان را به‌دست بیاورید. البته این فرمول برای سیستم سه‌فاز و تک‌فاز متفاوت است.

• محاسبه جریان دستگاه در سیستم تک‌فاز: I=P/U.Cosφ
• محاسبه جریان دستگاه در سیستم سه‌فاز: I=P/√۳×U.Cosφ

در این فرمول‌ها I = جریان مصرفی به آمپر، U = ولتاژ شبکه برحسب ولت،P = توان مصرفی برحسب وات، P = توان دستگاه برحسب وات و Cosφ ضریب توان است.

برای این‌که نحوه محاسبه را بهتر متوجه شوید بهتر است نگاهی به این مثال بیندازید:

فرض کنید یک موتور الکتریکی سه‌فاز با ولتاژ شبکه ۳۸۰ ولت، توان ۱۸.۴ کیلووات و ضریب توان ۰.۸۵ داریم. ابتدا کیلووات را به وات تبدیل می‌کنیم که ۱۸۴۰۰ می‌شود و آن را در فرمول قرار می‌دهیم:

I = 18400/√۳×۳۸۰×۰.۸۵

بنابراین جریان برابر است با۳۲.۹ آمپر. 

جریان مناسب کابل

درست مثل دستگاه برقی، کابل هم برای این‌که کارش را به‌درستی انجام بدهد باید جریان مناسب دریافت کند. احتمالا می‌دانید که سطح مقطع با افت ولتاژ رابطه عکس دارد. یعنی با بیشتر شدن سطح مقطع ضریب افت ولتاژ و درنتیجه آن درصد افت ولتاژ کاهش پیدا می‌کند. اما افزایش سطح مقطع قیمت کابل را افزایش می‌دهد. بنابراین، مهم است که برای بهترین انتخاب، توان مصرفی و جریان مجاز را حساب کنید و طبق آن سطح مقطع کابل را مشخص کنید. 

این‌بار با توجه به سطح مقطع باید افت ولتاژ را حساب کنید. اگر افت ولتاژ در بازه مجاز باشد که همه‌چیز خوب است. اما اگر بیشتر از حد مجاز شد باید سطح مقطع را کمی بیشتر درنظر بگیرید. 

برای محاسبه جریان کابل هم فرمولی وجود دارد: IC=I/F.K.
در این‌جا IC جریان مجاز واقعی برای کابل است. I جریان مصرفی را نشان می‌دهد. K ضریب تصحیح تعداد کابل‌ها در کانال است. T درجه حرارت محیط و F هم ضریب تصحیح حرارت است. 

I را که در فرمول بالاتر محاسبه کردیم. F را باید باتوجه به این‌که نصب کابل به‌صورت هوایی یا زمینی انجام می‌شود محاسبه کرد.

• محاسبه ضریب تصحیح حرارت برای کابل‌کشی زمینی: F=√((۷۰-T)/50)
• محاسبه ضریب تصحیح حرارت برای کابل‌کشی هوایی: F=√((۷۰-T)/40)

برای راحت‌تر شدن کارتان می‌توانید از جدول‌های زیر استفاده‌کنید تا ضریب‌های تصحیح را باتوجه به دمای محیط پیدا کنید و خودتان را از محاسبات راحت کنید.

*درنظر داشته باشید که در تمام جدول‌های زیر حداکثر درجه حرارت هادی ۷۰ درجه سانتی گراد درنظر گرفته شده است.

ضریب تصحیح جریان برای کابل‌کشی در خاک 

۶۰	۵۵	۵۰	۴۵	۴۰	۳۵	۳۰	۲۵	۲۰	۱۵	درجه حرارت محیط (درجه سانتیگراد)
۰.۴۵	۰.۵۵	۰.۶۳	۰.۷۱	۰.۷۷	۰.۸۴	۰.۸۹	۰.۹۵	۱	۱.۰۵	ضریب تصحیح

ضریب تصحیح جریان برای کابل‌کشی در هوا
  

۶۰	۵۵	۵۰	۴۵	۴۰	۳۵	۳۰	۲۵	۲۰	۱۵	درجه حرارت محیط (درجه سانتیگراد)
۰.۵۰	۰.۶۱	۰.۷۱	۰.۷۹	۰.۸۷	۰.۹۴	۱	۱.۰۶	۱.۱۲	۱.۱۷	ضریب تصحیح

ضریب تصحیح جریان کابل‌های مجاور در خاک با فاصله ۷ سانتی متر
  

۱۰	۸	۶	۵	۴	۳	۲	۱	تعداد کابلهای مجاور هم
۰.۵۳	۰.۵۶	۰.۶۰	۰.۶۴	۰.۶۸	۰.۷۵	۰.۸۵	۱	ضریب تصحیح

محاسبه افت ولتاژ کابل

افت ولتاژ هم یکی از مواردی است که به شما در محاسبه سطح مقطع کابل موردنظر کمک می‌کند. میزان افت ولتاژ با درصد سنجیده می‌شود و برای محاسبه آن از فرمول زیر استفاده می‌کنند:

• افت ولتاژ کابل (به ولت) = L×P×m

در این فرمول L طول کابل به متر، P توان مصرفی به کیلووات و m ضریب افت ولتاژ کابل است. ضریب افت ولتاژ را می‌توانید از جدول پایین پیدا کنید. 

ضریب افت ولتاژ  کابل‌ها

 

سه فاز۳۸۰ ولت	تک فاز۲۲۰ ولت	ولتاژ شبکه (ولت)               سطح مقطع (mm²)
۰.۰۳۱	۰.۱۰۸	۱.۵
۰.۰۱۹	۰.۰۶۵	۲.۵
۰.۰۱۲	۰.۰۴۱	۴
۰.۰۰۸	۰.۰۲۷	۶
۰.۰۰۴۶	۰.۰۱۶۲	۱۰
۰.۰۰۲۹	۰.۰۰۱	۱۶
۰.۰۰۱۸۸	–	۲۵
۰.۰۰۱۳۴	–	۳۵
۰.۰۰۰۹۴	–	۵۰
۰.۰۰۰۶۷	–	۷۰
۰.۰۰۰۵۰	–	۹۵
۰.۰۰۰۳۹	–	۱۲۰
۰.۰۰۰۳۱	–	۱۵۰
۰.۰۰۰۲۵۴	–	۱۸۵
۰.۰۰۰۱۹۵	–	۲۴۰
۰.۰۰۰۱۵۶	–	۳۰۰
۰.۰۰۰۱۱۷	–	۴۰۰
۰.۰۰۰۰۹۳	–	۵۰۰

حالا باید افت ولتاژ کابل را به V یعنی ولتاژ شبکه به ولت تقسیم کنید و حاصل را در صد ضرب کنید تا به درصد افت ولتاژ کابل برسید. 

از این درصد باید برای محاسبه افت ولتاژ مجاز استفاده کنید که با فرمول زیر محاسبه می‌شود:

• افت ولتاژ مجاز= درصد افت ولتاژ×ولتاژ خط

مسافت و سطح مقطع مناسب برای کابل

بالاتر اشاره کردیم که با افزایش سطح مقطع افت ولتاژ کمتر می‌شود. دلیلش هم ساده است با کم شدن سطح مقطع مقاومت داخلی کابل بیشتر می‌شود و با بیشتر سطح مقطع عکس این اتفاق می‌افتد. این موضوع درمورد مسافت هم مطرح است. یعنی هرقدر طول سیم بیشتر شود، مقاومت آن هم بیشتر می‌شود. 

مقاومت هر سیم را می‌توان با فرمول R=(ρ×I)/A محاسبه کرد. در این فرمول R مقاومت، ρ مقاومت ویژه، I جریان و A سطح مقطع است. 

منظور از مقاومت ویژه هم مقاومت مفتولی فلز با طول یک متر و سطح مقطع یک میلی متر مربع است. البته، با فرض این‌که دمای هوا ۲۰ درجه باشد.

کابل‌ها به‌طور معمول یا از جنس مس هستند و یا آلمینیوم. پس برای این‌که سطح مقطع را باتوجه به مسافت، شدت جریان و جنس کابل بسنجید، نگاهی به جدول زیر بیندازید.

دانستن این‌که چه‌طور و چرا باید یک کابل را انتخاب کنید و کدام کابل برای شما بهترین گزینه است بدون شک اطلاعاتی مفید هستند. اما اگر نمی‌خواهید درگیر محاسبات شوید یا زیاد خیالتان از محاسبات خودتان راحت نیست، می‌توانید سراغ اپلیکیشن‌های مختلفی بروید که اطلاعات اصلی را از شما می‌گیرند و درنهایت سطح مقطع مناسب را به شما می‌گویند. هم نمونه‌های ایرانی و هم نمونه‌های خارجی این اپلیکیشن‌ها وجود دارد و به‌راحتی می‌توانید آن‌ها را از پلی استور گوگل یا کافه بازار دانلود کنید. برای مثال اپ سیمیا یکی از اپ‌های ایرانی‌ای است که این محاسبات را برای شما انجام می دهد.

جمع‌بندی

هر وسیله برقی برای این‌که به‌خوبی کار کند باید جریان برق مناسبش را دریافت کند. عوامل مختلفی در این موضوع تاثیرگذارند. یکی از آن‌ها سیم‌های انتقال‌دهنده جریان برق هستند. بنابراین، برای انتخاب کابل مناسب باید نکات مختلفی ازجمله جنس کابل، مسافت و دمای هوا را درنظر بگیریم. باتوجه به این موارد و این‌که آیا از شبکه برق سه‌فاز یا تک‌فاز استفاده می‌کنیم می‌توانیم کابلی با سطح مقطع مناسب انتخاب کنیم که در کارکرد دستگاه‌های الکترونیکی اختلالی ایجاد نکند.

سوالاتی که درمورد انتخاب کابل مناسب ممکن است برایتان پیش بیاید: