حاسبة حجم السلك الأرضي: كيفية تحديد حجم موصلات التأريض بشكل صحيح

A 400 أ feeder with 500 kcmil copper phase conductors is ready for inspection. The installer used a 6 أوغ equipment grounding conductor. The inspector checks the overcurrent device rating and asks for the calculation. The correct minimum copper size from NEC Table 250.122 is 3 أوغ, and because the phase conductors were upsized for voltage drop, the grounding conductor may need to be larger still. This is where a حاسبة حجم السلك الأرضي يستحق مكانه: يجب أن يطبق القاعدة الحاكمة، ويعرض الحجم الأساسي، ويضع علامة على التعديلات.

الإجابة المختصرة: قم بقياس موصل تأريض الجهاز من تصنيف جهاز الحماية من التيار الزائد أولاً، ثم اضبطه حسب مادة الموصل، والتشغيل المتوازي، وأي تكبير لحجم موصلات الطور. تكون الآلة الحاسبة مفيدة فقط عندما تكشف تلك الخطوات بدلاً من إخفائها خلف رقم واحد.

ما يجب أن تفعله حاسبة حجم السلك الأرضي فعليًا

الآلة الحاسبة الموثوقة هي أداة مساعدة في اتخاذ القرار، وليست أوراكل. بالنسبة لوحدة التغذية النموذجية ذات الجهد المنخفض، يجب أن تسأل عن تصنيف جهاز التيار الزائد، ومواد موصل التأريض، وإصدار الكود، وما إذا كانت الدائرة تستخدم مجاري مائية متوازية. ومن ثم يجب أن يُرجع الحد الأدنى للحجم وقائمة قصيرة من الشيكات.

هذا الإخراج مهم لأن حجم موصل التأريض ليس هو نفسه حجم موصل الطور. يتم اختيار موصلات الطور من أجل السعة وانخفاض الجهد. يتم تحديد موصل تأريض الجهاز ليحمل تيار العطل بأمان حتى يقوم جهاز التيار الزائد بمسح العطل. الآلة الحاسبة التي تطلب فقط تيار التحميل تجيب على السؤال الخطأ.

تشمل المدخلات المفيدة ما يلي:

• تصنيف جهاز التيار الزائد ومنحنى الرحلة، وليس فقط تيار الحمل.
• موصل التأريض من النحاس أو الألومنيوم، لأن الحد الأدنى للأحجام يختلف.
• إصدار التعليمات البرمجية ونوع التثبيت، مثل وحدة التغذية أو الدائرة الفرعية أو الخدمة أو النظام المشتق بشكل منفصل.
• ما إذا كانت موصلات الطور متوازية في مجاري مائية متعددة.
• ما إذا كان قد تم تكبير حجم موصلات الطور فوق الحد الأدنى لحجم السعة.

القاعدة الأساسية: ابدأ بجهاز التيار الزائد

بموجب NEC 250.122، يتم تحديد حجم موصل التأريض للمعدات لدائرة التغذية أو الدائرة الفرعية بشكل عام من تصنيف جهاز التيار الزائد قبل الدائرة. أحجام النحاس الشائعة هي 14 أوغ عند 15 أمبير، و12 ايه دبليو جي عند 20 أمبير، و8 أوغ عند 100 أمبير، و6 أوغ عند 200 أمبير، و3 أوغ عند 400 أمبير. الجدول هو خط الأساس.

تستخدم المعايير الأخرى منطقًا مختلفًا. غالبًا ما تبدأ المواصفة IEC 60364 وBS 7671 بمساحة المقطع العرضي لموصل الخط وتطبق نسبة أو فحص ثابت الحرارة. ولهذا السبب يجب أن تذكر الآلة الحاسبة الكود الذي تتبعه. الرقم الذي لا يحتوي على مرجع رمزي ليس نتيجة تصميم؛ إنه تخمين بفاصلة عشرية.

من تصنيف الكسارة إلى حجم الموصل: مثال عملي

خذ وحدة تغذية ثلاثية الطور بقدرة 400 أمبير مع موصلات طور نحاسية ونهايات عند 75 درجة مئوية. إن النحاس الأساسي EGC من الجدول 250.122 هو 3 AWG. إذا كانت نفس الدائرة تستخدم الألومنيوم، فسيكون الحجم الأساسي 1 ايه دبليو جي. إذا تمت زيادة موصلات الطور من 500 كيلو سم ميل إلى 600 كيلو سم ميل لانخفاض الجهد، فقد تتطلب NEC 250.122 (B) زيادة EGC بشكل متناسب. يجب أن تضع الآلة الحاسبة علامة على هذا الشرط، وليس إرجاع 3 AWG بصمت.

يوضح الرسم البياني أدناه سبب عدم كون النتيجة خطية. قد تستخدم دائرة 100 أمبير نحاس 8 AWG، بينما قد تستخدم دائرة 1000 أمبير نحاس 2/0 أوغ. تعكس القفزة أداء التيار والتصفية، وليست نسبة بسيطة من الأمبيرات إلى مقياس السلك.

ارتفاعات الشريط توضيحية. النقطة العملية هي أن حجم موصل التأريض مرتبط بجهاز الحماية ومسار الخطأ، لذلك يجب أن تظهر الآلة الحاسبة أساس الكود وأعلام الضبط بجانب النتيجة.

أين تخطئ الآلات الحاسبة: المواد ودرجة الحرارة والتركيب

المادة هي الخطأ الشائع الأول. يُسمح باستخدام موصلات التأريض المصنوعة من الألومنيوم في العديد من التركيبات، ولكنها تتطلب أحجامًا أكبر من النحاس لنفس معدل التيار الزائد. كما أنها تحتاج إلى موصلات مدرجة بالألمنيوم وحماية من التآكل. الآلة الحاسبة التي تُرجع حجمًا نحاسيًا وتترك حقل المادة فارغًا لم تنتهي بعد.

الأسلاك المجدولة المصنوعة من الفولاذ المطلي بالنحاس للتأريض يجمع سلك التأريض الفولاذي المغطى بالنحاس بين قلب فولاذي مع النحاس من أجل تشغيل تأريض مرن ومتين عندما تكون تكلفة النحاس وقوته مهمة. عرض المنتج →

تعتبر درجة الحرارة وتحمل الدائرة القصيرة هي الفجوة الثانية. يعطي الجدول الحد الأدنى لحجم إزالة الأخطاء، لكنه لا يثبت أن الموصل يمكنه البقاء على قيد الحياة عند وجود تيار خطأ عالي متاح خلال وقت التنظيف. قد يتطلب الفحص الأديابي باستخدام مادة الموصل وحدود درجة الحرارة ووقت مسح جهاز الحماية موصلًا أكبر. وهذا مهم بشكل خاص بالقرب من المحولات الكبيرة وفي الأنظمة الصناعية ذات طاقة الأعطال العالية.

سلك التأريض النحاسي عالي النقاء يوفر موصل التأريض النحاسي عالي النقاء توجيهًا مرنًا، ومقاومة للتآكل، ومقاومة تأريض منخفضة؛ متوفر بالنحاس المسحوب بقوة، أو المسحوب ناعمًا، أو المعلب. عرض المنتج →

طريقة التثبيت هي الفجوة الثالثة. تتطلب موصلات الطور المتوازي في المجاري المائية المنفصلة عمومًا موصل تأريض كامل الحجم للمعدات في كل مجرى مائي بموجب NEC 250.122(F). الآلة الحاسبة التي تتعامل مع وحدة التغذية المتوازية كدائرة واحدة كبيرة يمكن أن تقلل من إجمالي النحاس المطلوب. تؤثر أيضًا عمليات الدفن المباشر وعلبة الكابلات ومجاري السباق على اختيار الموصل والحماية من التآكل.

شريط ناقل التأريض القابل للتخصيص لمعدات الطاقة يوفر شريط ناقل التأريض اتصالاً منخفض المقاومة وسهل التركيب للمعدات ذات الجهد العالي والمنخفض؛ يمكن تخصيص الحجم والمواد والقوس. عرض المنتج →

عندما يقع الحجم المحسوب بين المنتجات القياسية، اختر الموصل الأكبر التالي المتاح. بالنسبة للأسلاك المجدولة المصنوعة من الفولاذ المغطى بالنحاس، والأسلاك المجدولة النحاسية، والقضبان النحاسية، تأكد من توافق مساحة المقطع العرضي والمواد والإنهاء.

سير عمل عملي للتحجيم

استخدم الآلة الحاسبة كشيك منظم، وليس كصندوق أسود. يبدو سير العمل العملي كما يلي:

1. تحديد الدائرة وجهاز التيار الزائد وإصدار الكود الحاكم؛ قم بتسجيل تقييم الجهاز ووقت التصفية إذا كان ذلك متاحًا.
2. ابحث عن حجم موصل التأريض الأساسي من جدول التعليمات البرمجية باستخدام تصنيف جهاز التيار الزائد ومواد الموصل.
3. تحقق مما إذا تم تكبير حجم موصلات الطور فوق الحد الأدنى لحجم السعة. إذا كان الأمر كذلك، قم بتطبيق قاعدة الزيادة النسبية.
4. تحقق من المجاري المائية الموازية. إذا كانت الدائرة متوازية، فتأكد مما إذا كان كل مجرى مائي يحتاج إلى موصل تأريض كامل الحجم.
5. قم بإجراء فحص مقاومة ماس كهربائى للمواقع ذات التيار العالي. قم بزيادة الحجم إذا كان حجم الطاولة لا يتحمل طاقة الخطأ.
6. قم بمطابقة الموصل بالموصلات والمشابك والإنهاءات المدرجة. تأكيد توافق المواد والحماية من التآكل.
7. قم بتوثيق المدخلات ومراجع الكود والنتيجة والتعديلات على رسم التصميم أو سجل الفحص.

بالنسبة للموصل وجانب الاتصال من التصميم، قم بمراجعة ما هو متاح موصلات التأريض والمطابقة موصلات قضيب التأريض قبل الافراج عن فاتورة المواد.

قراءة النتيجة: ما الذي يجب أن يخبرك به الإخراج

تتكون مخرجات الآلة الحاسبة الجيدة من ثلاثة أجزاء: الحد الأدنى لحجم الكود، والقاعدة الحاكمة، وعلامات الضبط. إذا كانت النتيجة تقول "3 AWG copper" دون ذكر جهاز 400 A، وجدول NEC، وحالة التشغيل المتوازي، وفحص تكبير الحجم، فلا يزال أمام المصمم عمل يجب القيام به. يمكن أن يكون الرقم نفسه صحيحًا في عملية تثبيت واحدة وخاطئًا في عملية أخرى.

انتبه إلى الفرق بين الحد الأدنى للحجم والحجم المحدد. الحد الأدنى للحجم هو أرضية الكود. قد يكون الحجم المحدد أكبر بسبب مقاومة الدائرة القصيرة، أو تنسيق انخفاض الجهد، أو الحمل المستقبلي، أو توفر المخزون. هذا طبيعي. ما هو غير طبيعي هو اختيار موصل أصغر لأنه يناسب الموصل أو لأن الآلة الحاسبة تخلف عن استخدام المادة الخاطئة.

تحقق أيضًا من الوحدات ونظام قياس الأسلاك. تصبح أحجام AWG أصغر كلما زاد العدد، بينما تصبح أحجام kcmil أكبر كلما زاد العدد. الآلة الحاسبة التي تمزج بين 3 AWG و3 kcmil ليست مشكلة تقريب؛ إنها مسألة تتعلق بالسلامة. قم بتأكيد النتيجة بنفس الوحدات المستخدمة في الرسم وأمر الشراء.

الوجبات الجاهزة النهائية

استخدم حاسبة حجم السلك الأرضي لتنظيم فحص الكود، وليس لاستبداله. ابدأ بتصنيف جهاز التيار الزائد، وتأكد من مادة الموصل، وقم بتطبيق قواعد التكبير والتشغيل المتوازي، وتحقق من مقاومة الدائرة القصيرة حيث تكون طاقة الخلل مرتفعة. ثم تحقق من أن الموصل والموصل والإنهاء المحدد متوافقان وموثقان. تعمل هذه العملية على تحويل نتيجة الآلة الحاسبة البسيطة إلى تصميم أساسي يمكن فحصه وتركيبه وصيانته دون مفاجآت.