شيت اختيار القاطع والكابل في إكسل: عوامل الخفض وهبوط الجهد وقدرة القطع

اختيار الكابل لا يتوقف على جدول سعة واحد. الكابل نفسه يحمل تيارًا أقل في جو حار، وأقل عندما تتجاور عدة دوائر، وأقل داخل المواسير منه على سلّم مفتوح. ثم يأتي هبوط الجهد على الأطوال الكبيرة ليرفع المقطع مرة أخرى حتى لو كانت السعة كافية.

يجمع هذا الشيت تلك الخطوات: يحسب تيار التصميم من القدرة والجهد ومعامل القدرة والكفاءة، ويختار القاطع القياسي الأعلى، ثم يطبق عوامل الحرارة والتجميع والتركيب ليحصل على السعة المطلوبة قبل الخفض. ويقارن بعدها كل مقاطع الكابل من 1.5 إلى 300 مم² بالسعة بعد الخفض وهبوط الجهد، ويظلل أصغر مقطع يحقق الشرطين.

لمن هذا الشيت؟

• مهندسو الكهرباء والمصممون ومهندسو التنفيذ
• الفنيون ومقاولو التمديدات عند اختيار الكابلات والقواطع
• الطلاب الذين يتعلمون خطوات اختيار الكابل
• من يراجع مقطع كابل مقترحًا من مورد أو مقاول

ماذا يحتوي الشيت؟

• إدخال: الأطوار والجهد والقدرة ومعامل القدرة والكفاءة ونوع الحمل
• نوع الموصل والعزل وطريقة التركيب والحرارة وعدد الدوائر المتجاورة والطول وحد هبوط الجهد وتيار القصر
• جدول مرجعي لسعة الكابلات (نحاس وألمنيوم، PVC وXLPE) قابل للتعديل
• جداول عوامل الحرارة والتجميع وطريقة التركيب وقائمة القواطع وقدرات القطع
• بطاقات: تيار التصميم، القاطع، مقطع الكابل، هبوط الجهد، سعة الكابل، قدرة القطع
• مقارنة 16 مقطعًا بالسعة وهبوط الجهد والحالة مع مخطط
• مقطع الأرضي ومنحنى القاطع المقترح وفحص Ib ≤ In ≤ Iz

طريقة الاستخدام

1. اختر عدد الأطوار واكتب الجهد والقدرة ومعامل القدرة.
2. اختر الموصل والعزل وطريقة التركيب واكتب الحرارة وعدد الدوائر المتجاورة.
3. اكتب الطول وحد هبوط الجهد ومستوى القصر عند اللوحة.
4. اقرأ القاطع والكابل وراجع جدول المقارنة.

المعادلات المستخدمة

• Ib = P × 1000 ÷ (√3 × V × PF × η) للثلاثي
• In = أول قاطع قياسي ≥ Ib
• k = kحرارة × kتجميع × kتركيب
• السعة الأساسية المطلوبة = In ÷ k
• هبوط الجهد = √3 × Ib × L × (ρ ÷ S × cosφ + x × sinφ)
• الشرط: Ib ≤ In ≤ Iz وهبوط الجهد % ≤ الحد

مثال محسوب من الشيت نفسه

محرك 22 kW ثلاثي الأطوار 400 فولت بمعامل قدرة 0.86 وكفاءة 0.92، وكابل نحاس XLPE على سلّم مثقّب بطول 120 م في حرارة 45 °م مع 3 دوائر متجاورة.

• تيار التصميم 40.1 أمبير فيُختار قاطع 50 أمبير.
• عوامل الخفض: حرارة 0.87 × تجميع 0.70 × سلّم 1.10 = 0.67، فالسعة الأساسية المطلوبة 74.6 أمبير.
• مقطع 10 مم² (75 أمبير) يحقق السعة لكن هبوط الجهد 4.1% يتجاوز 4%، فيُختار 16 مم² (سعة 67 أمبير بعد الخفض وهبوط جهد 2.6%) والأرضي 16 مم² وقدرة القطع 15 kA.

لماذا يرفض الشيت مقطعًا يكفي بالسعة؟

في الأطوال الكبيرة يصبح هبوط الجهد هو العامل الحاكم. الجهد المنخفض عند المحرك يرفع التيار ويسخّن اللفات ويقلل العزم. لذلك ترى في الجدول مقاطع بسعة كافية لكن حالتها مرفوضة بسبب الهبوط.

عوامل الخفض الثلاثة

• الحرارة: كلما ارتفعت حرارة المحيط عن مرجع 30 °م نقصت السعة، ويتحمل XLPE حرارة أعلى من PVC.
• التجميع: تجاور دوائر كثيرة يعيق تبديد الحرارة فيقلل السعة.
• طريقة التركيب: السلّم المثقّب أبرد من المواسير المدفونة في الجدار.

الأرضي ومنحنى القاطع

يقترح الشيت مقطع الأرضي بقاعدة المقطع المماثل حتى 16 ثم 16 حتى 35 ثم نصف المقطع. ويقترح للمحركات منحنى C أو D مع حماية محرك، وللإنارة والسخانات B أو C.

حدود الشيت

القيم المرجعية لسعة الكابلات في ورقة الجداول تقريبية على نمط IEC 60364-5-52 لطريقة C، فعدّلها بحسب كودك المحلي وبيانات المصنّع. ولا يغني الشيت عن فحص تحمل القصر والانتقائية.

نصائح للاستفادة الأفضل

• تحقق من ورقة بيانات الكابل عند المصنّع.
• استخدم طول الكابل الفعلي لا التقريبي.
• عند مقاطع كبيرة جدًا فكّر في كابلين على التوازي.
• احتفظ بالحسابات لمراجعة الاستشاري.

أسئلة شائعة

ما الفرق بين In وIz؟

In تيار القاطع، وIz السعة الفعلية للكابل بعد الخفض، ويجب أن تكون In ≤ Iz.

هل يصلح لدوائر أحادية الطور؟

نعم، اختر أحادي الطور واكتب 230 فولت.

هل أستطيع تعديل الجداول؟

نعم، ورقة الجداول قابلة للتعديل.

هل يغني عن الكود؟

لا، هو أداة اختيار أولية.

حمّل الشيت

اضغط زر التحميل في أعلى الصفحة لتحصل على ملف إكسل جاهز، فيه دليل استخدام كامل، وخلايا الإدخال باللون الأصفر، والمعادلات محمية من المسح بالخطأ. والشيت متوفر أيضًا بالنسخة الإنجليزية من زر تبديل اللغة.

أداة اختيار أولية؛ تُراجع مع الكود المحلي وبيانات المصنّع.