بارق - تعیین متراژ کابل در تشخیص اتصال کوتاه و انتخاب نوع فیوز و سیم مناسب

1. تأثیر طول کابل بر مقاومت مدار

با افزایش طول کابل، مقاومت الکتریکی مدار نیز افزایش می‌یابد. مقاومت بیشتر باعث محدود شدن جریان اتصال کوتاه می‌شود. این به‌ویژه در سیستم‌های حفاظتی که بر اساس تشخیص جریان بالا (مانند فیوزها و کلیدهای مینیاتوری) عمل می‌کنند، اهمیت دارد.

رابطه طول و مقاومت:
مقاومت الکتریکی به صورت زیر محاسبه می‌شود:

p:مقاومت مخصوص ماده کابل (اهم‌متر)،

L: طول کابل (متر)،

A: سطح مقطع کابل (میلی‌متر مربع).

با افزایش طول $L$ ، مقدار مقاومت کلی مدار بیشتر می‌شود.

2. کاهش جریان اتصال کوتاه

جریان اتصال کوتاه $I_{sc}$ به صورت زیر محاسبه می‌شود:

با افزایش مقاومت مدار به دلیل طول بیشتر کابل، جریان اتصال کوتاه کاهش می‌یابد.

اگر جریان اتصال کوتاه به حداقل مقدار موردنیاز برای عملکرد کلید یا فیوز نرسد، این تجهیزات حفاظتی نمی‌توانند مدار را قطع کنند. این امر خطرناک است، زیرا می‌تواند به آسیب تجهیزات و آتش‌سوزی منجر شود.

3. عملکرد فیوزها و کلیدها در برابر طول کابل

فیوزها: فیوزها بر اساس جریان عبوری از مدار عمل می‌کنند. اگر طول کابل زیاد باشد، جریان اتصال کوتاه ممکن است به اندازه کافی بالا نباشد تا فیوز عمل کند.

کلیدهای مینیاتوری (MCB): این کلیدها نیز به جریان اتصال کوتاه حساس هستند. طول زیاد کابل ممکن است باعث شود که جریان اتصال کوتاه به آستانه عملکرد کلید نرسد.

کلیدهای حفاظتی (RCD): این کلیدها به جریان نشتی حساس هستند و طول کابل معمولاً تأثیر کمتری بر عملکرد آن‌ها دارد، مگر اینکه نشتی جریان افزایش یابد.

4. جدول انتخاب کابل و فیوز مناسب در تشخیص اتصال کوتاه در فواصل مختلف

تیپ B:

تیپ C:

4. مثال عملی

فرض کنید یک فیوز 16 آمپر تیپ B دارید:

طول کابل 50 متر با سطح مقطع 2.5 میلی‌متر مربع: جریان اتصال کوتاه معمولاً کافی است و فیوز به‌درستی عمل می‌کند.

طول کابل 150 متر با سطح مقطع 2.5 میلی‌متر مربع: مقاومت کابل بالا رفته و جریان اتصال کوتاه ممکن است به آستانه عملکرد فیوز نرسد. در این حالت، ممکن است لازم باشد سطح مقطع کابل به 6 میلی‌متر مربع یا بیشتر افزایش یابد.

5. استانداردهای ایمنی و محدودیت‌های طول کابل

استانداردهای بین‌المللی مانند IEC 60364 و NFPA 70 محدودیت‌هایی برای طول کابل‌ها تعیین کرده‌اند تا اطمینان حاصل شود که تجهیزات حفاظتی به‌درستی عمل می‌کنند. برخی از این محدودیت‌ها عبارت‌اند از:

حداکثر طول مجاز کابل برای یک فیوز یا کلید معین: طول کابل باید به‌گونه‌ای باشد که جریان اتصال کوتاه در انتهای کابل همچنان بالاتر از حداقل مقدار عملکرد تجهیز حفاظتی باشد.

افزایش سطح مقطع کابل: اگر طول کابل از حد استاندارد بیشتر باشد، باید سطح مقطع کابل افزایش یابد تا مقاومت کاهش یابد.

6. راهکارها برای مدیریت تأثیر متراژ کابل

انتخاب سطح مقطع مناسب کابل: افزایش سطح مقطع باعث کاهش مقاومت می‌شود و جریان اتصال کوتاه را بهبود می‌بخشد.

محاسبات دقیق: استفاده از نرم‌افزارها یا فرمول‌های طراحی برای محاسبه جریان اتصال کوتاه و انتخاب صحیح تجهیزات.

رعایت استانداردها: استانداردهای IEC و NEC معمولاً جداولی برای تعیین حداکثر طول کابل ارائه می‌دهند.

نتیجه‌گیری

متراژ کابل یک عامل مهم در طراحی سیستم‌های الکتریکی است، زیرا تأثیر مستقیم بر تشخیص و قطع جریان اتصال کوتاه دارد. طول کابل بیشتر باعث کاهش جریان اتصال کوتاه می‌شود و ممکن است عملکرد تجهیزات حفاظتی را مختل کند. بنابراین، در طراحی مدارها، باید به دقت محاسبات مربوط به طول کابل، سطح مقطع و انتخاب تجهیزات حفاظتی انجام شود تا ایمنی و کارایی سیستم تضمین شود.