Как выбрать правильный размер кабельных соединений постоянного тока высокой мощности

Я не могу понять, как правильно рассчитать AWG кабеля, работающего на постоянном токе при большом токе: я нашел несколько таблиц для переменного тока, но я не знаю, можно ли и как их применить к постоянному току.

Моя система рассчитана на 70 В/100 А; Я думаю, что я должен использовать не менее 16 мм2, но как быть уверенным?

Примеры таблиц:

http://www.carnevale.bz/wp-content/uploads/2012/cataloghi/Cavi_Speciali/BERICACAVI/BERICACAVI2011_CaviSpeciali.pdf

http://www.bericacavi.com/site/index.php?option=com_content&view=article&id=59

Я читал об «амперности», но она применима и к переменному току, и я не могу понять, полезна ли она и для постоянного тока.

Я также не могу понять, на какую длину рассчитываются таблицы awg/ampacity: разве AWG не должен также зависеть от длины строки?!?

В моей конкретной системе у меня есть кабели длиной не более 1 метра, и я хочу быть уверен, что они не нагреваются, так как они заключены в пластик без воздушного охлаждения и должны безопасно выдерживать 100 А непрерывно в течение нескольких минут.

Единственная разница (насколько мне известно) между переменным и постоянным током — это глубина обшивки, и для размеров проводов, о которых вы говорите, это не будет иметь никакого значения. (используйте значения переменного тока. Другая вещь, которую нужно сделать, это рассчитать сопротивление.)
Для длинных кабелей вам, возможно, придется учитывать падение напряжения из-за сопротивления кабеля и, возможно, придется использовать кабель большего размера, чем указано в таблицах допустимой нагрузки, чтобы ваш ток имел приемлемое падение напряжения на кабеле.
Вместительность связана с пожарной безопасностью. Следите за тем, чтобы провода не перегревались и не начинали пожар. Если вы внимательно прочитаете, вы увидите, что существуют предположения и мелкий шрифт, в зависимости от номинальной температуры изоляции и от того, проложен ли провод один или с другими проводами в кабелепроводе и т. Д. Так что, вообще говоря, допустимая нагрузка действительно применима к вам. Как отмечали другие, также проверьте общее сопротивление (если провода не очень короткие), чтобы убедиться, что вы можете жить с падением напряжения в проводе. Помните, что и положительный, и отрицательный провод имеют падение напряжения, поэтому где-то вам нужен коэффициент x2.
Как уже было сказано, мои кабели имеют длину не более 1 метра.

Ответы (3)

Ампер постоянного тока через кабель будет генерировать такой же # нагрев, как и ампер переменного тока через кабель.

(# На самом деле немного меньше. Сопротивление кабеля при постоянном токе меньше, чем при переменном. Это связано с отсутствием скин-эффекта переменного тока, поэтому сопротивление на несколько процентов меньше.)

Если вы выберете кабель для постоянного тока, используя руководства по выбору размеров кабеля переменного тока / допустимую нагрузку кабеля, размер вашего кабеля постоянного тока будет консервативным с точки зрения нагрева.

Обратите внимание, что в зависимости от среды установки кабеля применяются различные коэффициенты снижения номинальных характеристик. Близость к другим кабелям (которые выделяют больше тепла), установка в закрытом воздушном пространстве (что снижает циркуляцию воздуха, т.е. охлаждающий воздух) и т. д.

В Австралии стандарт AS/NZS 3008 «Выбор кабелей» очень подробно описывает все эти факторы снижения номинальных характеристик.

Падение напряжения рассчитывается с использованием закона Ома и сопротивления проводника постоянного тока.

Сопротивление кабеля постоянному току публикуется во всех уважаемых каталогах кабелей. Это включает в себя каталоги кабелей переменного тока - сопротивление проводника постоянного тока все еще публикуется.

Сопротивление обычно дается при 20 градусах C, отрегулируйте его до максимальной рабочей температуры, используя температурный коэффициент сопротивления.

Если в вашем каталоге кабелей не указана максимальная рабочая температура, то она составляет примерно 75°C для изоляции из ПВХ, 90°C для кабеля из сшитого полиэтилена и 110°C для специального высокотемпературного кабеля, т. е. кабеля из этиленпропиленового каучука, рассчитанного на 110°C.

Наконец, для кабелей постоянного тока высокого напряжения могут быть особые соображения — обычный силовой кабель переменного тока 0,6/1 кВ может не подходить для 600 В постоянного тока. Я, кажется, припоминаю, что постоянный ток создает иную нагрузку на изоляцию, чем переменный ток. В вашем конкретном случае вы имеете дело только с 70 В постоянного тока, поэтому я бы не стал об этом беспокоиться.

в первой строке вашего ответа есть опечатка AC / AC ...

Две вещи, которые следует учитывать при выборе размера кабеля:
1) Самонагрев из-за сопротивления. Падение напряжения. Поскольку вы знаете, какова ваша максимальная сила тока, выберите размеры кабелей для этого. Рассчитайте сопротивление по длине кабеля, для оценки сопротивления можно использовать площадь поперечного сечения провода. Или найдите таблицу, которая сделала это за вас . В таблице они уже «ухудшили» характеристики кабелей по самонагреву и другим факторам. Когда у вас есть сопротивление, вы можете использовать P = I ^ 2 * R, чтобы найти самонагрев.

2) Падение напряжения. Если ваше приложение требует определенного напряжения, то падение напряжения на кабеле может стать проблемой (не в вашем случае, поскольку кабели такие короткие).

Возможно, вам придется принять во внимание индуктивность кабелей, если это требуется для вашего приложения. (что, вероятно, незначительно в вашем случае, потому что провода короткие).

Я уже знал все это дело. Мне нужны разъяснения о различиях между постоянным и переменным током при выборе размеров кабелей.
То, что я говорю вам, это игнорировать диаграммы и проводить свои собственные расчеты с уравнениями мощности. Затем спросите себя, имеет ли это значение.
В основном, есть две проблемы. Пожар и падение напряжения. В таблице допустимой нагрузки указаны минимальные размеры, чтобы вам не пришлось беспокоиться о возгорании (или перегреве изоляции). Для приложений с более низким напряжением, таких как ваше (70 В), вам, возможно, придется больше беспокоиться о падении напряжения в кабеле. Итак, начните с AWG из таблицы токов. Затем рассчитайте падение напряжения для вашего AWG и длины провода при 100 ампер и посмотрите, приемлемо ли оно. Помните, что положительный и отрицательный кабели имеют одинаковый ток и одинаковое падение напряжения. Я не могу сделать это проще, чем это.
Выделю темы в своем вопросе: я нашел несколько таблиц для переменного тока, но я не знаю, можно ли/как их применить к постоянному току - я читал про "ампасность", но она тоже применима к переменному току, и я не могу понять, если это также полезно для DC. - Я также не могу понять, от какой длины рассчитываются таблицы awg/ampacity: не должна ли AWG зависеть от длины строки?!?
@laptop2d Чтобы сделать собственный расчет, мне нужно было знать тепловое сопротивление медь-изолятор и изолятор-воздух и правильные формулы, но после месяцев бесполезных поисков я сдался и переключился на готовые таблицы ... безуспешно. Как определить, какой температуры будут достигать мои кабели, до сих пор кажется невыполнимой задачей. :-(
Вы знаете, из какого материала сделан утеплитель? Если вы знаете, что он сделан из ПВХ, поищите на google.com/… или google.com/…
Длина кабеля не имеет значения при использовании таблиц емкости. Как я уже говорил снова и снова, цель таблицы амперных токов — убедиться, что провод не слишком нагреется и, возможно, не вызовет возгорания. Температура кабеля зависит от силы тока и диаметра, но не от длины. Итак, начните с этого. AWG из таблицы допустимой нагрузки — это наименьшее значение, которое вы можете использовать без риска возгорания. ТОГДА выяснить, допустимо ли падение напряжения. При длине пути тока 1 м (2 м туда и обратно) падение напряжения, вероятно, будет небольшим, но все равно рассчитайте его.
Таблицы емкостей рассчитаны с единицами длины, длина и сопротивление образуют соотношение. Тепло через изоляцию также является функцией длины и в конечном итоге является безразмерным отношением. От длины зависит общее сопротивление.

Хотя я не нашел официальной таблицы размеров кабелей постоянного тока, я нашел точное объяснение ответа от @Li-aung Yip: « Если вы выберете кабель для постоянного тока, используя руководства по размерам кабеля переменного тока / допустимую нагрузку кабеля, ваш постоянный ток сечение кабеля будет консервативным по отношению к нагреву. ":

http://www.mondini.com/system/files/documenti/Manuale%20Tecnico%202012.pdf

В этом документе объясняется, как рассчитать ток в системах постоянного тока, переменного/моно и переменного тока/3:

  • DC: I = P/V
  • AC/1: I = P/(V*cosF)
  • AC/3: I = P/(V*1,73*cosF)

Это означает, что при одинаковом напряжении постоянный ток больше, чем ток AC/1 и AC/3; следовательно, использование таблиц размеров проводов для переменного тока безопасно и для систем постоянного тока , поскольку нагрев кабеля прямо пропорционален току, проходящему по кабелю, и цель состоит в том, чтобы предотвратить перегрев кабеля.

Для моей конкретной системы, рассчитанной на 70 В/100 А и встроенной в электрический скутер, я предполагаю, что применимой является таблица на стр. 22, столбец «posa interrata in tubo» (кабели, заключенные в трубу), подстолбец «3 cavi unipolari» ( три одножильных кабеля), так как, вероятно, тепловое сопротивление земли равно или больше, чем тепловое сопротивление пластикового корпуса самоката. На 100А у меня получается сечение 25 мм2.

«AWG 3» — это 26,7 мм2, поэтому окончательный ответ на мой вопрос:

Сечение кабеля, необходимое для системы постоянного тока 70 В/100 А: AWG3 / 25 мм2

Но на электрическом скутере на самом деле есть как постоянный, так и переменный ток: постоянный ток идет от батареи к контроллеру, но контроллер создает переменный ток, который приводит в движение двигатель; поэтому, для того же напряжения, я думаю, что размер кабеля от контроллера к двигателю (три кабеля) может быть немного меньше, чем размер кабеля между батареей и контроллером. К сожалению, в настоящее время я не знаю частоту тока двигателя и значение CosF.

Как узнать, какой ток используется в моей системе?

Мой скутер рассчитан на 5000 Вт, но я также «вручную» рассчитал ток, необходимый для поддержания скорости 90 км/ч на ровной дороге; Я принял лобовую площадь 0,8 м2 и 0,8 Cd для системы скутер+водитель. Это приводит к необходимости 6000 Вт ( ссылка ). В скутере используется батарея LiFePO4 на 60 В с фактическим рабочим напряжением от 56 до 66 В; 6000 Вт/66 В дает 90 А, округляя до 100 А.

Как выбрать правильный размер кабельных соединений постоянного тока высокой мощности
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v