انتقل إلى المحتوى
Engineerly
الكابلات

حاسبة مقطع الكابل حسب سعة حمل التيار

تختار هذه الحاسبة مقطع الكابل النحاسي اعتمادًا على سعات حمل التيار المرجعية الواردة في الملحق B من المواصفة IEC 60364-5-52، بعد تصحيحها بمعاملَي درجة الحرارة المحيطة والتجميع، ثم تتحقق من هبوط الجهد في الدائرة نفسها. وتوصي بالمقطع الأكبر من بين النتيجتين وتبيّن أيّ الشرطين هو الحاكم. أما الموصلات الألومنيوم وطرق التمديد غير المدرجة فيمكن إدخال سعتها المجدولة يدويًا.

آخر مراجعة

يجب أن تتسرّب حرارة الموصل عبر العازل إلى المحيط. ارتفاع درجة الحرارة المحيطة أو تجميع الكابلات المجاورة يعيق ذلك، لذا تُضرب السعة المجدولة بمعاملات التصحيح: Iz = I₀ · ka · kg.

للتقدير والتعلّم فقط، ولا يغني عن مهندس مرخّص أو عن الأكواد المعمول بها (IEC 60364 وNEC/NFPA 70 وBS 7671 واللوائح المحلية) أو عن بيانات الصانع. اقرأ إخلاء المسؤولية.

المدخلات

مصدر سعة حمل التيار

الكابل

العزل
الموصلات المحمَّلة

للنحاس فقط. المصدر: IEC 60364-5-52 Table B.52.4.

الحمل والحماية

A
A

عند إدخاله يُحجَّم الكابل بحيث تكون Iz ≥ In

معاملات التصحيح

°C

يملأ Ca من العلاقة Ca = √((θmax − θa)/(θmax − 30))

الجدول B.52.14 في IEC 60364-5-52، قيم نموذجية: 25 °C 1.06 · 30 °C 1.00 · 35 °C 0.94 · 40 °C 0.87 · 45 °C 0.79 · 50 °C 0.71

ترتيب التجميع

الدوائر أو الكابلات متعددة القلوب المجمّعة معًا (من 1 إلى 9)

الجدول B.52.17 في IEC 60364-5-52 (عدد الدوائر: المعامل): 1: 1.00 · 2: 0.80 · 3: 0.70 · 4: 0.65 · 5: 0.60 · 6: 0.57 · 7: 0.54 · 8: 0.52 · 9: 0.50

التحقق من هبوط الجهد

النظام
V
m
وحدة الطول
mΩ/m

القيمة الافتراضية 0.08 mΩ/m

%

يؤخذ الموصل عند 70 °C لحساب هبوط الجهد

طريقة استخدام الحاسبة

  1. يُحدَّد نوع العزل (PVC بدرجة 70 °C أو XLPE/EPR بدرجة 90 °C)، وعدد الموصلات المحمَّلة (2 للدائرة أحادية الطور و3 للدائرة ثلاثية الطور المتزنة)، وطريقة التمديد A1 أو B1 أو C وفق الجدول B.52.1.
  2. يُدخَل تيار التصميم Ib، وإذا كان تيار القاطع المقنن In معروفًا فيُدخَل أيضًا ليُحجَّم الكابل بحيث تكون Iz ≥ In.
  3. تُدخَل درجة الحرارة المحيطة للهواء، فيُملأ المعامل Ca تلقائيًا من الجدول B.52.14، ويمكن استبداله بقيمة من الجدول المعتمد لديك.
  4. يُختار ترتيب التجميع وعدد الدوائر، فيُملأ معامل التجميع Cg من الجدول B.52.17، ويبقى قابلًا للتعديل كذلك.
  5. تُستكمل بيانات هبوط الجهد (نوع النظام والجهد والطول باتجاه واحد ومعامل القدرة والحد المسموح)، ثم تُقرأ النتيجة: المقطع الموصى به والشرط الحاكم والجدول المستخدم.

طريقة الحساب: المعادلة

It ≥ Ib / (Ca × Cg) (or It ≥ In / (Ca × Cg) when In is entered) Iz = It × Ca × Cg Ca = √((θmax − θa) / (θmax − 30)) θmax = 70 °C PVC, 90 °C XLPE S = max(S_ampacity, S_voltage-drop)

تعطي الجداول سعة حمل التيار المرجعية It لكابل ممدَّد بطريقة محددة عند درجة حرارة هواء محيط 30 °C ومن دون دوائر أخرى بجواره. وارتفاع حرارة المكان أو وجود كابلات محمَّلة مجاورة يقلّل قدرة الكابل على التخلص من الحرارة، لذلك تُضرب السعة في Ca وCg. وبعكس العلاقة يجب أن تكون السعة المجدولة It للكابل لا تقل عن Ib / (Ca × Cg)، وأصغر مقطع يحقق ذلك هو مقطع سعة حمل التيار. أما مقطع هبوط الجهد فهو أصغر مقطع قياسي يبقى هبوطه ضمن الحد المسموح عند درجة حرارة تشغيل الموصل. وبما أن الكابل يجب أن يحقق الشرطين معًا، يُعتمد المقطع الأكبر.

الرموز والوحدات

الرمزالمعنىالوحدة
Ibتيار التصميم للدائرةA
Inالتيار المقنن لجهاز الحماية (اختياري)A
Itسعة حمل التيار المرجعية المجدولة، الجداول B.52.2 إلى B.52.5 في IEC 60364-5-52A
Caمعامل تصحيح درجة الحرارة المحيطة، الجدول B.52.14—
Cgمعامل التجميع، الجدول B.52.17—
Izسعة حمل التيار بعد التصحيحA
θmax, θaأعلى درجة حرارة للموصل ودرجة حرارة الهواء المحيط°C

مثال محلول

كابل نحاسي معزول بـ PVC، ثلاثة موصلات محمَّلة، طريقة التمديد C، تيار التصميم Ib = 40 A، الحرارة المحيطة 40 °C، ثلاث دوائر مجمّعة؛ نظام ثلاثي الطور 400 V وطول 60 m ومعامل قدرة 0.85 وحد هبوط 3 %:

Ca = √((70 − 40) / 40) = 0.866 → 0.87 Cg (3 circuits, bunched) = 0.70 It ≥ 40 / (0.87 × 0.70) = 40 / 0.609 = 65.68 A Table B.52.4, method C: 10 mm² = 57 A (too small), 16 mm² = 76 A ✓ Iz = 76 × 0.609 = 46.28 A Voltage drop at 70 °C: 6 mm² 3.08 % ✗, 10 mm² 1.87 % ✓, 16 mm² 1.18 % Recommended: 16 mm² (current-carrying capacity governs)

وإذا كان الحمل نفسه على بعد 200 m فإن المقطع 16 mm² يعطي هبوطًا قدره 3.94 % فلا يحقق الحد، بينما يعطي المقطع 25 mm² هبوطًا قدره 2.58 %، فيصبح هبوط الجهد هو الحاكم ويُوصى بالمقطع 25 mm².

الافتراضات

  • موصلات نحاسية وسعات حمل التيار المرجعية في الملحق B من IEC 60364-5-52:2009 لطرق التمديد A1 وB1 وC عند هواء محيط بدرجة 30 °C.
  • قيم الطريقة B1 مدرجة حتى المقطع 120 mm² فقط.
  • يُطبَّق المعاملان Ca وCg على المسار كله؛ وإذا تغيّرت الظروف على طوله فالمقطع الأسوأ ظرفًا هو الحاكم.
  • يُحسب هبوط الجهد لموصل واحد لكل طور عند 70 °C لعزل PVC أو 90 °C لعزل XLPE، والمقاومة مأخوذة من المقاومية.

حدود الاستخدام

  • الموصلات الألومنيوم والكابلات المدفونة والأنابيب والحوامل والسلالم وطرق التمديد الأخرى غير مدرجة؛ ويُستخدم لها الوضع المخصص بقيم من المواصفة أو من الشركة المصنّعة للكابل.
  • تيارات التوافقيات في الموصل المحايد (الملحق E من IEC 60364-5-52) والعزل الحراري المحيط بالكابل بما يتجاوز الطريقة A1 يحتاجان إلى معالجة مستقلة.
  • يجب أيضًا أن يكون الكابل محميًا من تيار القصر (k²S² ≥ I²t وفق IEC 60364-4-43) وأن يسمح بالفصل التلقائي ضمن الزمن المطلوب (IEC 60364-4-41).
  • معاملات التجميع معطاة هنا من دائرة واحدة إلى تسع دوائر؛ والمجموعات الأكبر والترتيبات المتباعدة موجودة في الجدول الكامل.
  • تتضمن الجداول الوطنية (مثل الملحق 4 من BS 7671) بيانات من النوع نفسه وقد تختلف قليلًا، والمرجع هو الكود المطبَّق على منشأتك.

المراجع

معايير ومراجع تتناول هذا الموضوع؛ اعتمد الإصدار المعمول به في بلدك.

  • IEC 60364-5-52:2009، اختيار المعدات الكهربائية وتركيبها — نظم التمديدات: الجدول B.52.1 (طرق التمديد)، والجداول B.52.2 إلى B.52.5 (سعات حمل التيار)، والجدول B.52.14 (درجة الحرارة المحيطة)، والجدول B.52.17 (التجميع).
  • IEC 60364-4-43، الحماية من أجل السلامة — الحماية من التيار الزائد (Ib ≤ In ≤ Iz وتحمّل تيار القصر).
  • IEC 60364-4-41، الحماية من أجل السلامة — الحماية من الصدمة الكهربائية (الفصل التلقائي للتغذية).
  • BS 7671، متطلبات التمديدات الكهربائية، الملحق 4 — جداول سعة حمل التيار وهبوط الجهد في الممارسة البريطانية.

أسئلة شائعة

لماذا يجب اختيار طريقة التمديد؟

يتحمل الكابل التيار الذي تبلغ عنده حرارة موصله حدها الأعلى، وسرعة تخلّصه من الحرارة تتوقف على مكانه: فالكابل داخل أنبوب في جدار معزول حراريًا (A1) يسخن أكثر بكثير من الكابل المثبّت على جدار من الطابوق (C). فالكابل PVC بمقطع 16 mm² نفسه سعته 61 A بالطريقة A1 و85 A بالطريقة C لموصلين محمَّلين.

متى أعدّ موصلين محمَّلين ومتى ثلاثة؟

للدائرة أحادية الطور موصلان محمَّلان (الطور والمحايد). وللدائرة ثلاثية الطور المتزنة ثلاثة موصلات، إذ يحمل المحايد تيارًا ضئيلًا فلا يُحسب. وإذا حمل المحايد تيار توافقيات كبيرًا فإن الملحق E من IEC 60364-5-52 يفرض تخفيضًا إضافيًا.

هل يمكنني إدخال Ca وCg بنفسي؟

نعم. يُملأ الحقلان من الجدولين B.52.14 وB.52.17 لكنهما يبقيان قابلين للتعديل، فيمكن استخدام قيم من الكود الوطني أو من الشركة المصنّعة أو معامل مركّب لحرارة التربة أو مقاوميتها الحرارية.

لماذا لا يتضمن الجدول المدمج الألومنيوم؟

لم يتسنَّ التحقق من أعمدة الألومنيوم في المواصفة بالدرجة نفسها لهذه الصفحة، فحُذفت بدلًا من المجازفة بقيم خاطئة. ويمكن استخدام الوضع المخصص وإدخال السعة المجدولة للمقطع المطلوب من المواصفة أو من بيانات الشركة المصنّعة.

هل يُحجَّم الكابل على Ib أم على تيار القاطع؟

تشترط IEC 60364-4-43 تحقيق Ib ≤ In ≤ Iz، أي أن سعة حمل التيار بعد التصحيح Iz يجب ألا تقل عن تيار القاطع المقنن In وليس عن تيار الحمل وحده. وعند إدخال In تحجّم الحاسبة الكابل على أساسه.

أمثلة مضبوطة مسبقًا

تضمين هذه الحاسبة في موقعك

الصق هذه الشيفرة في صفحتك لعرض الحاسبة داخل إطار. يجب أن يبقى رابط النسبة ظاهرًا. الصفحة المضمّنة خالية من الإعلانات ولا تخزّن أي بيانات.

كيف جرى التحقق من هذه المعادلات: المنهجية والاختبار.