구리 전류용량 차트: 응용 분야, 선택 기준 및 실제 지침

4/0AWG 구리 도체는 표준 구리 전류용량 차트에 60°C에서 195A, 75°C에서 230A, 90°C에서 260A로 세 번 나타납니다. 모든 수치는 정확하며 그 중 어느 것도 자동으로 프로젝트에 필요한 수치가 아닙니다. 케이블 일정에 속하는 값은 세 가지 제한, 즉 도체의 감소된 전류용량, 케이블이 닿는 종단의 온도 등급, 주변 온도 및 그룹화의 영향 중 가장 낮은 값입니다.

이는 짧은 대답이며, 표 앞에 언급할 가치가 있습니다. 회로에서 가장 약한 구성 요소부터 차트를 거꾸로 읽고, 수정 사항을 적용하고, 결과에서 크기를 지정하는 것입니다. 90°C 열에서 바로 크기를 조정하면 러그에 찍힌 등급을 확인하기 전에 설계가 20~30% 낙관적으로 끝나는 방법입니다.

구리 전류용량 차트가 실제로 측정하는 것

전류 용량은 절연체가 정격 온도 내에서 유지되고 예측 가능한 속도로 노화되는 동안 도체가 전달할 수 있는 최대 연속 전류입니다. 이는 전기적 한계가 아닌 열적 한계입니다. 구리 도체는 10A와 200A에서 동일한 저항을 갖지만 생성되는 열은 전류의 제곱에 따라 증가하고, 방출되는 열은 표면적, 설치 방법 및 주변 온도에 따라 달라집니다.

6개의 입력이 페이지의 숫자를 이동합니다. 단면적은 AWG, kcmil 또는 mm²입니다. 도체 재료 및 전도성 등급; 절연 및 재킷 온도 등급; 자유공기, 궤도, 트레이, 매설덕트 등의 설치방법; 주변 온도; 동일한 인클로저를 공유하는 전류 전달 도체의 수. 그 중 하나를 변경하면 동일한 구리가 20~30암페어 간격으로 나열될 수 있습니다.

숫자를 인용하기 전에 두 가지 규칙을 확인해야 합니다. AWG 및 kcmil 테이블은 일반적으로 주변 공기가 30°C이고 정의된 도관 채우기가 있다고 가정하는 반면, IEC 테이블은 다양한 그룹화 요소를 사용하여 공기 중 30°C, 지상 20°C를 가정할 수 있습니다. IEC 테이블에서 가져온 25mm² 값은 AWG 목록에 깔끔하게 정렬되지 않습니다. 25mm²는 대략 21.2mm²의 4AWG와 대략 26.7mm²의 3AWG 사이에 있기 때문입니다. 하나의 일정에 두 시스템을 혼합하는 것은 입찰 단계에서 흔히 발생하는 혼란의 원인입니다.

동일한 구리가 세 가지 다른 전류용량을 나타내는 이유

온도 곡선에서 단열이 실패하기 때문에 세 개의 기둥이 존재합니다. PVC 화합물의 정격은 일반적으로 70°C 또는 75°C이고 XLPE 및 EPR은 90°C에 도달하며 60°C 기둥은 주로 레거시 고무 단열재 및 60°C 종단 표시가 있는 장비에서 유지됩니다. 90°C 도체는 "더 나은 구리"가 아닙니다. 부서지거나 변형되기 전에 더 많은 열을 견딜 수 있는 절연체를 갖춘 동일한 구리입니다.

두 번째 한계는 케이블 끝에 있습니다. 단자대, 러그 및 차단기 패드는 별도로 등급이 지정되며, 일반적인 규칙은 장비에 달리 표시되지 않는 한 100A 이상의 회로는 75°C 종단을 사용하는 것으로 가정합니다. 따라서 75°C 러그에 연결된 90°C XLPE 케이블은 75°C 값으로 제한되며 추가 열 헤드룸은 정격 감소로 인해 소모될 때만 유용합니다.

이것이 사양 작업에 대한 실질적인 결론입니다. 뜨거운 공장실과 혼잡한 트레이에서 제공되는 헤드룸에 대해 90°C 제품을 선택하되, 종단을 확인하지 않고 90°C 열을 회로 등급으로 제시하지 마십시오. 두 사람이 동의하지 않는 경우 더 낮은 숫자가 지배하며, 두 공급업체가 현재 주장하는 의심스러울 정도로 다른 동일한 케이블을 인용하는 이유는 그 차이로 인해 종종 설명됩니다.

크기별 구리 전류용량: 곡선이 구부러지는 곳

전류용량은 단면적에 따라 확장되지 않습니다. 6AWG에서 500kcmil로 이동하면 도체 면적이 약 19배 증가하지만 90°C의 전류용량은 75A에서 430A로 약 5.7배만 증가합니다. 열은 표면을 통해 도체를 떠나고 표면은 면적이 아닌 직경에 따라 커지므로 구리가 추가될 때마다 이전보다 약간 적은 양의 전류를 구입하게 됩니다.

막대는 430A로 조정됩니다. 크기가 커짐에 따라 두 정격 사이의 시각적 차이가 절대적 측면에서 좁아지므로 경감 페널티는 큰 전선보다 작은 전선에 비례적으로 더 많은 피해를 줍니다.

이러한 굽힘은 두 가지 실질적인 결과를 가져옵니다. 첫째, 여러 개의 작은 병렬 도체가 동일한 전체 면적을 가진 하나의 큰 도체보다 열을 더 잘 발산할 수 있지만 각 병렬 배선은 그룹화 요소를 끌어당기고 모든 배선에는 자체 종료 공간이 필요합니다. 둘째, 전압 강하는 열과 반대 방향으로 동작하므로 장시간 실행은 일반적으로 전류 열이 아닌 강하에 의해 구동되며 전류용량 검사를 통과한 도체는 여전히 큰 차이로 강하 검사에 실패할 수 있습니다.

등급 감소: 최종 수치를 변경하는 수정 사항

수정 계수는 차트 값이 설계 값으로 바뀌는 부분입니다. 아래 순서는 1/0 AWG XLPE 구리 도체를 작업 사례로 사용하여 따를 가치가 있는 순서입니다.

1. 절연 등급: 90°C에서 170A의 표 값에서 시작합니다.
2. 주변 보정을 적용합니다. 45°C 공기에서 90°C 도체의 계수는 약 0.87이며 대략 148A를 제공합니다.
3. 전선로를 공유하는 부하 컨덕터 수에 대한 그룹화 계수를 적용합니다. 6개의 도체는 일반적으로 0.80을 사용하여 대략 118A를 제공합니다.
4. 75°C에서 150A의 종단 한계와 비교해 보십시오. 여기서 종료는 바인딩 제약 조건이 아닙니다.
5. 도체의 정격이 연속 부하의 125% 이상이어야 하는 연속 부하 규칙을 적용합니다. 사용 가능한 연속 부하는 약 94A까지 떨어집니다.

60°C 러그에서 동일한 도체를 실행하면 그림이 다시 변경됩니다. 캡은 125A로 떨어지고 동일한 수정 후에 회로는 대략 87A로 제한됩니다. 90°C 열만 읽는 설계자는 수정이 적용되기 전에는 거의 100%, 수정 후에는 약 35% 정도 과장된 용량을 갖게 됩니다. 이러한 차이는 확인되지 않은 차트 참조의 실제 비용이며 시운전 중에 파악하는 것보다 종이에 파악하는 것이 훨씬 저렴합니다.

전류용량은 접지 도체의 전부는 아닙니다

접지 도체의 크기는 다릅니다. 장비 접지 도체는 일반적으로 부하 전류보다는 업스트림 과전류 장치의 정격에 맞춰진 표에서 선택됩니다. 200A 장치에는 6 AWG 구리, 400A는 3 AWG, 600A는 1 AWG가 필요하며 사다리는 장치 정격에 따라 계속해서 위로 올라갑니다. 전류용량 차트는 해당 선택에 대해 거의 알려주지 않습니다.

대신에 중요한 것은 단시간 내구성입니다. 단열 점검은 S = √(I²t) / k입니다. 여기서 S는 도체 면적(mm²), I는 사고 전류(암페어), t는 초 단위의 제거 시간, k는 재료 및 절연 상수입니다. PVC 절연체를 사용한 구리의 경우 약 143이고 XLPE를 사용한 구리의 경우 176이며 IEC 60364-5-54에서 가져옵니다. 따라서 35mm² 구리 PVC 접지 도체는 1초 동안 약 5kA를 흡수합니다. 삭제 시간이 길거나 오류 수준이 높을수록 해당 영역이 빠르게 위로 올라가므로 보호 설정과 도체 크기가 항상 함께 검토됩니다.

동일한 논리는 접지 하드웨어가 연속 전류용량이 아닌 접합 저항 및 단락 저항으로 지정되는 이유와 기본 내구성 질문이 자체적으로 검토될 가치가 있는 이유를 설명합니다. 해당 확인의 메커니즘은 이 노트에 설명되어 있습니다. 오류 발생 시 접지 도체가 견딜 수 있는 전류량 , 이는 위의 차트 값과 잘 어울립니다.

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이러한 계산에서 순동 막대 및 연선 도체는 절연 케이블과 다르게 동작합니다. 부스바에는 온도를 제한하는 재킷이 없지만 게시된 바 등급은 방향, 간격, 플레넘 조건 및 허용된 온도 상승이 모두 다르기 때문에 소스 간에 30~50% 정도 다릅니다. 250A로 표시된 25 × 3mm 바를 350A로 표시된 바와 비교할 때 둘 중 하나가 틀렸다고 가정하기 전에 온도 상승 기준을 확인하십시오.

구매 주문서에 기재할 사항

차트의 많은 부분이 상황에 따라 달라지므로 주문 문서에는 차트를 수정하는 번호가 포함되어 있어야 합니다. 도체 표준(연선 구리의 경우 IEC 60228 클래스 2 또는 영국식 크기가 적용되는 경우 ASTM B8), 공칭 단면적 및 20°C에서의 최대 DC 저항을 지정합니다. 25mm² 구리는 약 0.727Ω/km, 95mm² 구리는 약 0.193Ω/km를 초과해서는 안 됩니다. 절연 유형과 온도 등급, 연선 등급, 테스트 인증서가 따라야 할 표준을 명시하십시오.

구리를 입힌 강철이나 구리를 입힌 알루미늄을 대체품으로 제안하는 경우에는 직경보다 등급이 더 중요합니다. 구리 피복 강철은 일반적으로 21%, 30% 또는 40% IACS 전도성으로 제공되므로 40% 등급은 동일한 크기의 단동 도체 전류의 약 40%를 전달합니다. 전도성 등급 없이 "구리 피복"만을 인용한 공급업체는 해당 질문에 답변하지 않았습니다.

공차는 조용한 상업적 위험입니다. 공칭 직경보다 2% 적게 공급된 도체는 단면적의 약 4%를 잃습니다. 이는 수년 동안 사용하면서 몇 퍼센트의 추가 저항과 몇 도의 추가 작동 온도로 나타납니다. 연선의 캘리퍼는 신뢰할 수 없습니다. 측정된 길이의 무게를 측정하거나 교량의 저항을 측정하면 몇 분 안에 논쟁이 해결됩니다.

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유연한 커넥터, 브레이드 및 점퍼의 용량은 도체 자체가 아닌 연결부 및 러그에 의해 제한되기 때문에 동일한 규율을 적용할 가치가 있습니다. BOM을 통해 작업하는 구매자는 하나의 사양이 전체 접지 경로를 포괄하도록 이러한 항목을 접지 도체 범위에 다시 연결하는 경우가 많습니다. 구리 접지선 범위는 해당 라인 항목을 통합할 때 유용한 참조 지점입니다.

커밋하기 전에 수행해 볼 가치가 있는 확인 사항

1. 케이블뿐만 아니라 회로의 모든 종단의 온도 정격을 확인하십시오.
2. 주변 설계 온도와 전선로당 로드된 도체 수를 기록합니다. 감소된 수치를 정당화하려면 둘 다 필요합니다.
3. 읽고 있는 차트가 AWG 또는 메트릭 가정을 기반으로 구축되었는지 확인하고 두 시스템 사이를 보간하지 마십시오.
4. 전류용량만으로는 크기가 결정되지 않으므로 접지 및 본딩 도체의 결함 수준과 제거 시간을 확인하십시오.
5. 구리 피복 대체품에 대한 저항 데이터 및 전도도 등급을 요청하십시오.

구리 전류용량 차트는 답이 아닌 출발점입니다. 검토에서 살아남은 숫자는 주변, 그룹화 및 종단 제한을 기준으로 잘라낸 다음 부하를 운반하기보다는 사람을 보호하기 위해 도체가 있는 곳에서 내결함성에 대해 검사한 숫자입니다.