Cara Menghitung Ukuran Kabel: Panduan Langkah demi Langkah untuk Proyek yang Aman dan Nyata

Mendapatkan ukuran konduktor yang tepat adalah salah satu keputusan yang secara diam-diam menentukan apakah suatu instalasi akan berjalan dengan nyaman selama tiga puluh tahun atau menjadi terlalu panas pada musim panas pertama. Kabel berukuran kecil membuang-buang energi, memperpendek umur insulasi, dan menimbulkan risiko kebakaran; kabel dua ukuran terlalu besar mengikat uang dalam tembaga yang tidak diperlukan sirkuit. Mempelajari cara menghitung ukuran kabel sebenarnya tentang menyeimbangkan empat pemeriksaan berbeda satu sama lain.

Panduan ini mengikuti urutan yang sama yang digunakan teknisi kami saat pelanggan mengirimkan jadwal beban: temukan arus desain, perbaiki sesuai dengan cara pemasangan kabel, konfirmasi penurunan voltase sepanjang jangka waktu penuh, dan verifikasi bahwa konduktor tahan terhadap korsleting.

Apa Arti Sebenarnya Ukuran Kabel yang Benar

Sebuah konduktor mempunyai ukuran yang benar hanya jika keempat kondisi di bawah ini dipenuhi pada saat yang bersamaan. Jika salah satunya gagal, lanjutkan ke penampang standar berikutnya dan ulangi penghitungan. Melewatkan pemeriksaan adalah alasan paling umum mengapa kabel berukuran sempurna di atas kertas dan kemudian gagal di lokasi.

Langkah 1: Tetapkan Arus Desain

Semuanya dimulai dengan arus kontinu yang harus dibawa oleh kabel, biasanya ditulis sebagai Ib. Untuk beban tiga fasa hubungannya adalah:

Ib = P / (1,732 × U × PF)

Untuk rangkaian satu fasa atau DC, cukup hilangkan 1.732:

Ib = P / (U × PF)

Ambil motor tiga fase 55 kW pada suplai 400 V dengan faktor daya 0,86. Maka Ib = 55.000 / (1,732 × 400 × 0,86), yang berarti kira-kira 92 A. Gunakan faktor daya nyata daripada mengasumsikan satu, karena perbedaan antara 0,86 dan 1,0 adalah sekitar 16 persen arus dan sering kali merupakan margin yang menentukan pemeriksaan jatuh tegangan. Jika bebannya adalah motor, lihat juga arus startnya, karena alat pelindung harus melewati start tanpa tersandung.

Arus desain bukanlah peringkat pemutus

Setelah Ib diketahui, pilih perangkat pelindung yang ratingnya minimal Ib, lalu pastikan bahwa kapasitas kabel yang diturunkan setidaknya sesuai rating perangkat. Bekerja dalam urutan itu membuat konduktor terlindungi dan nyaman secara termal.

Langkah 2: Terapkan Faktor Penurunan untuk Kondisi Nyata

Peringkat arus katalog mengasumsikan serangkaian kondisi referensi, biasanya satu sirkuit di udara bebas pada suhu 30 °C atau satu sirkuit terkubur di dalam tanah pada suhu 20 °C. Instalasi nyata jarang sesuai dengan asumsi tersebut, sehingga setiap penyimpangan ditangani dengan faktor koreksi dan faktornya dikalikan:

Iz = Itu × k1 × k2 × k3 ...

dimana Ini adalah rating yang ditabulasikan dan Iz adalah kapasitas yang sebenarnya tersedia. Sekelompok tiga sirkuit yang dibebani dalam satu saluran pada hari 40 °C dapat kehilangan sepertiga dari peringkat nominal bahkan sebelum penurunan tegangan diperhitungkan.

Sebagai contoh, faktor 0,87 untuk suhu lingkungan 40 °C dikalikan dengan 0,75 untuk pengelompokan menghasilkan 0,65, sehingga kabel yang ditabulasikan pada 130 A hanya cocok untuk sekitar 85 A dalam pengaturan tersebut. Jangan pernah menambahkan faktor koreksi secara bersamaan; selalu kalikan mereka.

Langkah 3: Periksa Penurunan Tegangan Sepanjang Proses

Penurunan tegangan adalah pemeriksaan yang paling sering memaksa konduktor yang lebih besar pada pengumpan panjang, dan tidak dapat dinilai hanya dari tabel arus. Untuk bagian resistif dari rangkaian:

Vd = k × I × L × R / 1000

dimana k adalah 2 untuk rangkaian satu fasa dan DC dan 1,732 untuk tiga fasa, I adalah arus beban dalam ampere, L adalah panjang rute satu arah dalam meter, dan R adalah resistansi konduktor dalam ohm per kilometer. Persentase penurunan tersebut kemudian Vd dibagi dengan tegangan nominal, dikalikan dengan 100. Kebanyakan instalasi tegangan rendah bekerja hingga 3 persen pada rangkaian akhir dan 5 persen secara keseluruhan.

Dalam contoh kita, lari 80 m pada 92 A pada konduktor tembaga berukuran 50 mm² dengan resistansi sekitar 0,387 ohm per kilometer menghasilkan Vd = 1,732 × 92 × 80 × 0,387 / 1000, yang kira-kira sama dengan 4,9 V, atau 1,2 persen dari 400 V. Arus tersebut dapat dilewati dengan nyaman. Pada lari 300 m perhitungan yang sama akan gagal dan mendorong penampang tersebut naik beberapa langkah, itulah sebabnya panjang rute dimasukkan dalam perhitungan sejak awal.

Langkah 4: Verifikasi Ketahanan Arus Pendek

Kabel juga harus bertahan dari arus gangguan selama diperlukan perangkat pelindung untuk membersihkannya. Persamaan adiabatik menangani hal ini dalam satu baris:

S = akar kuadrat dari (I² × t) / k

dimana S adalah penampang melintang minimum dalam mm², I adalah arus gangguan prospektif dalam ampere, t adalah waktu pemutusan dalam detik, dan k adalah konstanta untuk kombinasi konduktor dan insulasi. Nilai umumnya adalah sekitar 143 untuk tembaga dengan isolasi XLPE, 115 untuk tembaga dengan PVC, dan 94 untuk aluminium dengan XLPE.

Gangguan 6 kA yang diselesaikan dalam 0,1 detik pada kabel tembaga XLPE memerlukan akar kuadrat (6000² × 0,1) dibagi 143, yaitu sekitar 13 mm². Konduktor 50 mm² kami nyaman. Perhatikan betapa pentingnya hal ini: kesalahan yang sama yang diselesaikan dalam satu detik akan memerlukan sekitar 42 mm², itulah sebabnya pengaturan perlindungan dan ukuran kabel termasuk dalam percakapan yang sama.

Menyatukan Semuanya

Berikut adalah urutan lengkap motor 55 kW pada lari 80 m, dengan angka dibulatkan agar lebih jelas.

1. Arus desain: 92 A pada 400 V dengan faktor daya 0,86. Perangkat pelindung diberi nilai 100 A.
2. Kondisi instalasi: Kabel tembaga XLPE pada baki dengan dua sirkuit bermuatan lainnya, suhu sekitar 40 °C. Faktor penurunan daya gabungan 0,65.
3. Uji coba pertama pada 35 mm²: tabulasi kapasitas sekitar 130 A, diturunkan menjadi sekitar 85 A. Gagal, karena 85 A berada di bawah rating perangkat 100 A.
4. Uji coba kedua pada 50 mm²: penurunan kapasitas sekitar 100 A. Memenuhi rating perangkat.
5. Penurunan tegangan pada 50 mm² dalam jarak 80 m: 4,9 V, atau 1,2 persen. Lulus.
6. Persyaratan hubung singkat: minimum 13 mm² untuk gangguan 6 kA yang diselesaikan dalam 0,1 detik. Lulus.
7. Hasilnya: Kabel tembaga berinsulasi XLPE 0,6/1 kV, empat inti berukuran 50 mm², dengan perlindungan yang disetel untuk mengatasi gangguan dalam waktu 0,1 detik.

Dari Perhitungan hingga Kabel yang Sebenarnya Anda Pesan

Penampang melintang hanyalah sebagian dari spesifikasi. Jenis insulasi mengubah besarnya arus yang dapat dibawa oleh suatu konduktor, karena kabel berinsulasi XLPE beroperasi pada suhu konduktor yang lebih tinggi daripada setara PVC dan oleh karena itu memerlukan penampang yang lebih kecil untuk beban yang sama. Kami membandingkan kedua konstruksi tersebut secara lebih rinci di artikel ini Performa kabel daya berisolasi XLPE dan PVC . Bahan konduktor juga penting: konduktor aluminium dan paduan aluminium lebih ringan dan ekonomis, namun membutuhkan penampang yang lebih besar untuk arus yang sama.

Tegangan Terukur Kabel Daya Berinsulasi XLPE 0,6/1kV Kabel daya berinsulasi polietilen ikatan silang 0,6/1kV tegangan pengenal mengadopsi metode kimia atau fisik untuk mengubah molekul polietilen dari struktur linier... Lihat Produk →

Untuk sebagian besar pekerjaan distribusi tegangan rendah, kabel listrik berisolasi XLPE 0,6/1 kV dari tembaga atau aluminium mencakup kisaran tersebut, dan perhitungan di atas berlaku secara langsung. Pada tegangan menengah metode ini tidak berubah, namun tabel penurunan daya, tingkat gangguan dan persyaratan ketebalan isolasi berbeda, sehingga penyulang dari 3,6/6 kV hingga 26/35 kV biasanya diukur berdasarkan data jaringan perusahaan utilitas itu sendiri.

Tegangan Terukur Kabel Daya Berinsulasi XLPE 3,6/6kV–26/35kV Kabel listrik berisolasi polietilen ikatan silang tegangan pengenal 3,6/6kV–26/35kV mengadopsi proses ikatan silang yang canggih. Melalui metode kimia atau fisik, poli... Lihat Produk →

Ukuran untuk Tenaga Surya, VFD dan Beban Khusus Lainnya

Beberapa sirkuit memerlukan versi modifikasi dari prosedur yang sama. Rangkaian DC surya mengalirkan arus kontinu pada suhu lingkungan tinggi di atap, sehingga faktor penurunan daya diterapkan pada kabel yang sudah hangat, dan penurunan tegangan sering kali dipertahankan pada 1 atau 2 persen karena efisiensi inverter menurun pada kedua ujung jendela inputnya. Rangkaian penggerak frekuensi variabel menambahkan konten harmonik dan tegangan pulsa, sehingga kabel yang disaring dan pemeriksaan tegangan pengenal ke bumi keduanya menjadi bagian dari latihan pengukuran.

Kabel Fotovoltaik (Kabel PV) Ikhtisar Produk Kabel fotovoltaik adalah komponen penting yang digunakan untuk transmisi sisi DC dalam sistem pembangkit listrik tenaga surya PV. Dirancang khusus untuk rig... Lihat Produk →

Kabel tahan api, tahan rayap, dan kabel transit rel mengikuti aritmatika yang sama, namun standar yang berlaku menambahkan batasan seperti integritas sirkuit saat terbakar yang tidak dapat digantikan oleh perhitungan apa pun.

Kesalahan Umum dalam Ukuran yang Kami Lihat dalam Dokumen Tender

• Menerapkan satu faktor penurunan daya dan melupakan faktor lainnya, ketika pengelompokan, suhu lingkungan dan kondisi tanah semuanya bertindak sekaligus.
• Menggunakan nilai resistansi 20 °C untuk konduktor yang akan beroperasi pada 70 °C atau 90 °C.
• Mengukur ke pemutus yang telah ditentukan, bukan ke beban sebenarnya.
• Mengabaikan netral pada sirkuit dengan beban kaya harmonik seperti peralatan IT kantor atau lampu LED.
• Dengan asumsi kabel yang lebih besar memperbaiki masalah penurunan tegangan padahal masalah sebenarnya adalah panjang rute atau faktor daya yang buruk.
• Melupakan penampang minimum yang diperlukan untuk kekuatan mekanik dan kontinuitas konduktor pelindung.

Hitung Angka Dengan Produsen yang Melakukan Ini Setiap Hari

Wuxi Guanghuan Cable telah memproduksi kawat dan kabel di Guanlin, Yixing, daerah yang dikenal sebagai kota kabel Tiongkok, sejak tahun 1998. Jangkauan produk kami mencakup kabel daya tegangan rendah dan menengah, konduktor overhead, kabel peralatan listrik, dan kabel khusus untuk fotovoltaik, angkutan kereta api, dan aplikasi tahan api, dengan lebih dari 100 seri dan 30.000 spesifikasi yang diproduksi di lebih dari 70 jalur produksi dan pengujian. Rincian persetujuan kami, termasuk sertifikasi TUV Rheinland dan sertifikat sistem ISO 9001, ISO 14001, ISO 45001 dan ISO 50001, tercantum di halaman sertifikasi produk .

Kirimkan kepada kami jadwal pemuatan, panjang rute, metode pemasangan, dan kondisi sekitar, dan teknisi kami akan menjalankan empat pemeriksaan yang sama seperti yang dijelaskan di atas dan kembali dengan penampang melintang, jenis insulasi, dan konstruksi kabel yang akan lulus inspeksi untuk pertama kalinya.