محاسبه سطح مقطع کابل بر اساس مسافت و جریان به همراه جدول

یکی از نگرانی‌های همیشگی تولید کنندگان موسیقی، آسیب به دستگاه‌های گران‌قیمت ضبط و تدوین صدا است. این آسیب‌ها در خیلی از موارد به دلیل ایجاد نوسانات جریان برق و یا اتصال در اثر آسیب به شبکه برق به شکل ذوب شدن سیم، جرقه و حتی آتش سوزی روی می‌دهد. به همین دلیل انتاب سیم مناسب از نظر سطح مقطع، جنس و روکش در سیم کشی استودیوهای موسیقیایی اهمیت زیادی دارد.

یکی از مهمترین نکاتی که باید در هنگام خرید کابل به آن توجه شود، محاسبه سطح مقطع کابل بر اساس مسافت است. محاسبه سطح مقطع کابل بر اساس مسافت یکی از مهمترین مراحل خرید کابل جهت سیم کشی سیستم‌های الکتریکی است تا در زمان استفاده از آن سیستم مشکل افت ولتاژ ایجاد نشود. فقط کابل با سطح مقطع مناسب می‌تواند انتقال برق را بدون افت ولتاژ در مسافت‌های طولانی انجام دهد.

 تکنسین‌های برق با محاسبه سطح مقطع کابل‌های مورد استفاده به درستی می‌توانند از بروز حادثه آتش سوزی بر اثر انتخاب کابل با سطح مقطع نامناسب جلوگیری کنند. برای محاسبه سطح مقطع سیم و کابل فرمول‌های مشخصی وجود دارد که در ادامه به صورت دقیق و با جزئیات به آنها می‌پردازیم.

در این مطلب با مهندس مهدی رشتوئی، مهندس برق و ابزاردقیق کارشناس سیستم ها کنترل DCS های شرکت ABB از وب سایت همیار اتوماسیون صنعتی همراه شدیم تا تمام موارد مهم فنی در سیم کشی استودیوهای ضبط موسیقی در انواع کابل های مسی و آلومینیومی را از ایشان جویا شویم. با دیتا موزیک همراه باشید

منظور از سطح مقطع کابل چیست؟

سطح مقطع یک کابل برق به شکلی است که نشان‌ دهنده ناحیه مقطع یا بخش عریض کابل بوده و معمولا به صورت دایره‌ای، مستطیلی یا اشکال مشابه در بازار موجود است. سطح مقطع کابل در زمان تهیه کابل برای سیم کشی سیستم‌های الکتریکی مختلف بسیار اهمیت دارد، زیرا تاثیر سطح مقطع کابل در افت ولتاژ و انتقال انرژی زیاد است.

برای محاسبه سطح مقطع کابل شکل و ابعاد به ویژه عرض و قطر کابل نقش اساسی و مهمی دارند و باید به صورت ویژه به آنها توجه شود. همچنین برای یادگیری سایر اصول مربوط به برقکاری و سیم کشی می‌توانید به دوره‌های گروه کالنجی در وب سایت kalengi.ir مراجعه کنید.

موارد زیر را می‌توان به عنوان اصلی ترین دلایل اهمیت محاسبه سطح مقطع کابل بر اساس جریان و مسافت مطرح کرد:

افت ولتاژ

هنگامی که جریان از طریق کابل عبور می‌کند، مقاومت کابل باعث افت ولتاژ در طول آن شده و این افت ولتاژ می‌تواند به تخریب تجهیزات متصل به کابل یا به کاهش کارایی سیستم در طولانی مدت منجر شود.

اگر سطح مقطع کابل با مسافت تناسب نداشته باشد، افت ولتاژی که در مسیر اتفاق می‌افتد احتمالا به تخریب تجهیزات متصل به کابل منجر می‌شود. با محاسبه سطح مقطع کابل بر اساس افت ولتاژ می‌توان کابل مناسب شرایط را تهیه کرد و این تغییر ولتاژ را در حد مطلوب نگه داشت.

حفاظت از ایمنی

در برخی موارد دیده شده که جریان بیش از حد در کابل‌ها می‌تواند منجر به بالا رفتن دمای کابل و در نتیجه منجر به آتش‌سوزی یا خرابی سیستم شود. با انتخاب سطح مقطع مناسب برای کابل می‌توان از حوادث این چنینی جلوگیری کرد.

نوع بار

نوع بار متصل به کابل هم جز مواردی است که باید در هنگام انتخاب سطح مقطع کابل به آن توجه شود، زیرا بار‌های مقاومتی و بار‌های با توان فعال بیشتر که در کابل‌های با مسافت زیاد به وجود می‌آید نیاز به سطح مقطع بزرگتری دارند.

پیش‌بینی نیازهای آینده

با محاسبه سطح مقطع کابل بر اساس مسافت می‌توان نیازهای آینده سیستم را هم پیش‌ بینی کرد. یعنی اگر در آینده بخواهید سیستم را تغییر یا ارتقا دهید باز هم امکان ایجاد شرایطی که کابل با جریان سازگاری داشته باشد با انتخاب سطح مقطع مناسب برای آن وجود دارد.

به صورت کلی دانستن مواردی از این دست می‌تواند به بهبود کارایی سیستم‌های الکتریکی منجر شود و در طولانی مدت عمر مفید دستگاه‌های مختلفی برقی افزایش یابد. اگر به اطلاعات این چنینی علاقه دارید برای خواندن جدیدترین اخبار و اطلاعات مرتبط با صنعت برق می‌توانید به وب سایت barghnews.com مراجعه کنید و اخبار جدید را دنبال نمایید.

نرم افزار محاسبات سطح مقطع کابل و روش محاسبه سطح مقطع کابل به کمک آن

یکی از راه های ساده برای محاسبه سطح مقطع کابل برای فاصله‌های کوتاه و یا محاسبه سطح مقطع کابل برای جریان متناوب، استفاده از نرم افزارهای آنلاین محاسبه مقطع سیم است. مهم نیست به محاسبه سطح مقطع کابل جریان مستقیم نیاز دارید و یا فرمول محاسبه ی سطح مقطع کابل را نمی‌دانید، این نرم افزارها می‌توانند به شما برای بدست آوردن سطح مقطع کابل بدون نیاز به دانستن طریقه محاسبه سطح مقطع کابل کمک کنند.

همچنین می‌توانید با محاسبه سطح مقطع و اندازه گیری سطح مقطع کابل موجود، در صورت وجود مشکل در سیم کشی تاسیسات خود به راحتی متوجه وجود مشکل شوید.

جدول محاسبه سطح مقطع کابل با مسافت

برای اینکه تکنسین‌های برق در زمان خرید سیم و کابل مجبور به محاسبات پیچیده نشوند و بدون نیاز به فرمول محاسبه سطح مقطع کابل بر اساس مسافت بتوانند جهت سیم کشی سیستم الکتریکی مورد نظر خود کابل مناسب تهیه کنند، یک جدول اختصاصی طراحی شده است.

از آنجا که اغلب کابل‌های موجود در بیشتر فروشگاه های اینترنتی سیم و کابل برق مثل amiranbargh.com از جنس فلزهای رسانا مس و آلومینیوم ساخته شده‌اند، برای محاسبه سطح مقطع کابل هم در جدول فقط به این دو نوع کابل اشاره شده است.

با استفاده از این جدول دیگر نیازی به ضرب و تقسیم اعداد مختلف نیست و شما خیلی ساده فقط با دانستن مسافت کابل می‌توانید از روی جدول سطح مقطع مناسب را محاسبه نمایید. نحوه محاسبه سطح مقطع کابل برای فاصله‌های طولانی و کوتاه یکسان است و همه موارد را می‌توان با داشتن مسافت مورد نیاز برای کابل کشی به راحتی از روی جدول زیر محاسبه کرد.

نحوه خواندن اعداد از روی جدول بالا برای محاسبه سطح مقطع کابل طبق مسافت به این صورت است که شما در ابتدا باید براساس مسافت کابل خود عدد مناسب را از قسمت آبی رنگ بالای جدول انتخاب کنید.

واحد این اعداد در جدول متر است و برای مسافت‌های مختلف این عدد در جدول وجود دارد. در بخش بنفش رنگ جدول اعداد مربوط به جریان مجاز یک کابل درج شده است که برای محاسبه آن باید به اطلاعات روی سیستم الکتریکی مورد نظر خود مراجعه کنید.

پس از به دست آوردن جریان و مسافت در نقطه تلاقی این دو مقدار می‌توانید سطح مقطع کابل را بر حسب آلومینیومی یا مسی بودن آن محاسبه کنید.

مهمترین قسمت بخش محاسبه و جداول سطح مقطع سیم و کابل ،نمودار زیر است که ضریب تصحیح سیم و کابل با کسینوس فی (pf)های مختلف در فواصل گوناگون را بدست می دهد.

محور عمودی سطح مقطع سیم و کابل و محور افقی حاصلضرب آمپر در مسافت (km) سیم یا کابل آلومینیومی (خط چین) و مسی (خط ممتد) می باشند. این نمودار برای شبکه های فشار ضعیف سه فاز برای افت ولتاژ 5 درصد رسم شده است. در کابل های فشار متوسط و بالا شیب این خطوط کمتر است؛ به این خاطر در مسافت های طولانی صرفه با انتقال بار با ولتاژ بالا می باشد.

اهمیت محاسبه سطح مقطع کابل بر اساس مسافت

استفاده از کابل‌های استاندارد که با محاسبه سطح مقطع کابل طبق مسافت خریداری شده، باعث افزایش بهره وری انرژی می‌شود. در واقع با انتخاب کابل مناسب می‌توان در مصرف انرژی هم صرفه جویی کرد، زیرا افت ولتاژ و از دست رفتن انرژی در کابل‌هایی که سطح مقطع آنها متناسب با مسافت انتخاب شده خیلی کمتر از کابل‌های دیگر است.

برای محاسبه دقیق جریان بر اساس مقطع، آمپر و ولتاژ

سخن پایانی

به طور کلی برای انتخاب کابل مناسب باید به طول مسیر و جریان مورد نیاز توجه داشته باشیم. هر چه مسیر طولانی‌تر و ولتاژ مورد نیاز بیشتر باشد، باید از کابل با سطح مقطع بزرگتر استفاده کنیم تا بتواند بار را به درستی انتقال دهد.

افزایش طول مسیر باعث افزایش مقاومت می‌شود که این موضوع هم افت ولتاژ و کاهش توان را به همراه دارد. بنابراین محاسبه طول مسیر و در نتیجه انتخاب کابل مناسب بسیار حیاتی است تا سیستم الکتریکی به طور ایمن و بهینه عمل کند.