اختيار مقطع الكابل وحساب هبوط الجهد

اختيار الكابل ليس مسألة «أقرب مقطع يتحمل التيار». هناك ثلاثة اختبارات يجب أن يجتازها المقطع: قدرة التحمل الحراري، وهبوط الجهد، وتحمل تيار القصر. غالبًا يحسم هبوط الجهد القرار في الكابلات الطويلة.

أولًا: تيار الحمل

ابدأ بتيار الحمل أو تيار القاطع الذي سيحمي الكابل (انظر دليل حساب حمل اللوحة). في مثالنا 76.4 أمبير لحمل ثلاثي الأطوار 400 فولت، والقاطع 100 أمبير.

ثانيًا: التحمل الحراري ومعاملات التصحيح

تعطيك جداول الكود تيار التحمل لكل مقطع في ظروف مرجعية. عليك ضربه بمعاملات تصحيح لـ:

• درجة الحرارة المحيطة: مهمة جدًا في الخليج، فالتركيب في سقف حار أو تحت الشمس يخفض التحمل بوضوح.
• تجميع الكابلات: كلما اقتربت الكابلات من بعضها قلّت قدرتها على التبريد.
• طريقة التمديد: في مجرى مدفون، على حامل، أو في الهواء.

المطلوب أن يكون التحمل بعد التصحيح أكبر من أو يساوي تيار الحماية أو الحمل بحسب الكود.

ثالثًا: هبوط الجهد

للدائرة ثلاثية الأطوار:

ΔV = √3 × I × L × (R·cosφ + X·sinφ)

حيث L الطول بالكيلومتر، وR وX المقاومة والمفاعلة بالأوم لكل كيلومتر من كتالوج الكابل. نسبة الهبوط = ΔV ÷ جهد الخط × 100.

مثال: I = 76.4 أمبير، طول 60 م (0.06 كم)، كابل نحاس 35 مم² بقيمة R ≈ 0.668 وX ≈ 0.08 أوم/كم، وcosφ = 0.85 فتكون sinφ ≈ 0.527:

• R·cosφ = 0.568 و X·sinφ = 0.042، والمجموع 0.610
• ΔV = 1.732 × 76.4 × 0.06 × 0.610 ≈ 4.84 فولت
• النسبة = 4.84 ÷ 400 ≈ 1.2%

النتيجة مقبولة في أغلب الأكواد. تختلف الحدود، والشائع نحو 3% للدوائر الفرعية و5% للمجموع من المصدر، فتأكد من كودك.

رابعًا: تيار القصر

يجب أن يتحمل الكابل طاقة تيار القصر خلال زمن فصل القاطع. في الكابلات القصيرة قرب المحولات قد يكون هذا الشرط هو الحاسم، وليس الحمل.

نصائح عملية

• إذا زاد الهبوط، كبّر المقطع درجة واحدة وأعد الحساب، فالمقاومة تنخفض بنسبة المقطع تقريبًا.
• استخدم مقاومة الكابل عند درجة حرارة التشغيل لا عند 20 درجة.
• راجع ملء الحامل أو المجرى بعد اختيار المقاطع، وجرّب شيت ملء حامل الكابلات.

الشيت الجاهز

أدخل التيار والطول ونوع الكابل في شيت هبوط الجهد في الكابلات وستحصل على النسبة فورًا ويمكنك مقارنة أكثر من مقطع. الأرقام هنا للتوضيح، وارجع إلى كتالوج الصانع والكود المعتمد.