7-13- شدت جریان مجاز حرارتی مداوم کابل ها و هادی ها

شدت جریان مجاز حرارتی مداوم کابل ها و هادی ها

713- شدت جریان مجاز حرارتی مداوم کابل ها و هادی ها

(continuous current – carring capacity)

     شدت جریان با شدت جریان مجاز حرارتی مداوم کابل ها و هادی ها، جریانی است که کابل با هادی می تواند در شرایط معین، از نظر نوع عایق و نحوه نصب و شرایط دیگر مانند دمای محیط و غیره ، بدون آنکه به عایق آسیبی برسد، به طور دایم از خود عبور دهد.

مثالهایی برای مقررات تعیین شدت جریان ، عبارتند از:

1) استانداردهای VDE 0298 یا IEC 3645-523 مقادیر توصیه شده برای شدت جریان مجاز حرارتی را در انواع روش های نصب و دمای محیط، برای انواع هادیها و کابلها نشان می دهد.

پیوست دوم از فصل هفتم به نام “انتخاب و محاسبه جریان مجازمدارها با استفاده از روش IEC 3645-523 (فشار ضعیف) روش کمیسیون بین المللی الکتروتکنیک را بازگو می کند.پیوست سوم،”انتخاب و محاسبه جریان مجاز مدارها با استفاده از جدولهای VDE 0100  ، مواردی را نشان می دهد که جنبه ای آشنا نیز دارند، زیرا روشهایی از آن از دیر باز در کشور مورد استفاده بوده است.

714- جریانی که عمل کلید یا فیوز را تضمین می کند

Current  ensurin effective operation

714-1– شاید در تمامی بحث مربوط به انتخاب و محاسبه یک مدار، مهمترین مشخصه ای است که باید به آن پرداخته شود. اما بدون بحث درباره، یعنی شدت جریانی که سبب قطع یا ذوب وسیله نمی شود، نتیجه گیری ناقص خواهد ماند.

به طور کلی همه وسایلی که کنترل کننده کمیتی هستند بین دو حد کار می کنند: حد پایین که از آن پایین تر سیستم عکس العمل نشان نمی دهد و حد بالاتر ازآن سیستم حتماً عکس العمل نشان می دهد. در مورد بحث ما، عامل زمان هم اهمیتی عمده دارد. در جدولهای 7-6 تا 7-9 علاوه بر شدت جریان های و ، زمان هم به مدت 1 یا 2 یا 3 یا 4  ساعت ذکر شده است. در جدول های 7-4 و 7-5 عامل زمان ذکر نشده است، اما در استاندارد های مربوط این زمان ها وجود دارند. زمان های مورد بحث، زمان های قراردادی می باشند که در عمل نتیجه گیری خوبی از انتخاب آنها حاصل شده است.

به طور خلاصه هر وسیله حفاظتی با شدت جریان نامی آن شناخته می شود  جریان نامی جریانی است که اگر به صورت مداوم عبور کند سبب قطع وسیله نمی شود. برای جریانی نامی هر وسیله حفاظتی دو نوع جریان طبق استاندارد مربوط به آن وسیله تعریف می شود.

• جریان آزمونی کوچک ؛
• جریان آزمونی بزرگ .

جریان آزمونی کوچک  وسیله را در زمان قرار دادی قطع یا ذوب نمی کند. (اما اگر زمان بیشتر شود، ممکن است وسیله را فوراً یا پس از مدتی غیر مشخص قطع کند.) جریان آزمونی بزرگ  اگر به طور مداوم عبور کند، باید سبب قطع یا ذوب وسیله در زمان قراردادی شود. (این جریان ممکن است پس از چند دقیقه یا در آخرین لحظه زمان قرار دادی سبب قطع یا ذوب وسیله شود.)

یادآوری- بعضی از استانداردها شروع آزمون برای  را از حالت سرد (دمای اطاق) آغاز می کنند که وسیله نباید در زمان قراردادی (مثلاً یک ساعت) عمل کند و قبل از سپری شدن زمان قرار دادی بعدی، جریان را قطع کند. زمان سپری شده ممکن است چند دقیقه یا لحظه ای قبل از اتمام زمان قرار دادی باشد.

حالا ببینیم چه عواملی و چگونه در انتخاب و در نتیجه مشخصات مدار که هدف ما تعیین آن است، دخالت دارند.

714-2– به یاد داشته باشیم که طبق تعریف، شدت جریان مجاز حرارتی مداوم است. اما معمولاً حداکثر جریان در خواست یا  که مشخصه اولیه انتخاب یک مدار است ، مداوم نیست و در مصارف عادی در ساعاتی از شبانه روز، جریان مصرف خیلی کمتر از  است. در هر حال نتیجه گیری های تجربی که از بحث ما حاصل می شود، بر این اصل استوار است که مصرف واقعی یک مدار در طول شبانه روز به اندازه نیست و حداکثر در خواست مدت کوتاهی برقرار باقی می ماند. اما اینکه این مدت کوتاه چقدر است و در بقیه زمان مقدار جریان چه اندازه است، در واقع نا معلوم است و اگر در چند مورد با انجام اندازه گیری های پرخرج این مقادیر دقیق تر تعیین شوند، نتیجه به هیچ وجه قابل تعمیم نخواهد بود.

یادآور می شود که برای مدارهای تغذیه کننده مصارفی که بار آنها به مدتی طولانی در حداکثر باقی می ماند باید روش های دیگری به کار گرفته شوند.

714-3- نکته بعدی که باید به آن توجه شود این است که با وجود اینکه شروع جستجوی ما برای تعیین، حداکثر جریان در خواست یا  است. ولی فقط برای انتخاب شدت جریان نامی وسیله حفاظتی یا  مورد استفاده قرار داده می شود و از آن پس  است که مورد استفاده قرار داده می شود.

به طوری که ملاحظه می شود در روابط (1) و (2) بخش 710 که در زیر نیز تکرار شده اند و شکل 710-1 به صورت گرافیک نشان می دهد.  باید بزرگتر از  و  هم بزرگتر از  باشد. اما در رابطه (2) این  است که نباید از 45 ،1 برابر  بیشتر باشد و بدیهی است که  بستگی به  دارد. به عبارت دیگر به محض انتخاب  ، در بقیه مسایل با  کاری نخواهیم داشت.

اما این ضریب 45،1 چیست و چگونه در انتخاب خودنمایی می کند؟ 45،1 ضریبی است انتخابی، درست مانند زمان قراردادی، که در عمل نتیجه رضایت بخشی را ارائه می دهد. اما اساساً هدف و سعی سازندگان وسایل حفاظتی در این است که وسایل ساخت آنها (فیوز و کلید خودکار مینیاتوری) طوری ساخته شوند که رابطه زیر برقرار باشد:

اگر این هدف به دست آید، با جایگزینی در رابطه (2) رابطه زیر حاصل می شود و دیگر لزومی به تعریف جریان  نخواهد بود:

In

در عین حال باید توجه داشت که روش موجود بی عیب نیست.در واقع هر چه فاصله بین و کمتر باشد، نتیجه اقتصادی تر و بهتری حاصل خواهد شد. طبق گزارش ها، رسیدن به هدف مورد نظر به زودی میسر نخواهد بود و لذا روش ذکر شده یعنی رعایت روابط(1) و (2) تا مدتها مورد استفاده خواهد بود.

پس به طور خلاصه سازندگان وسایل حفاظتی مدارها در برابر اضافه بار، باید دو هدف را تعقیب کنند:

1-در کوتاه مدت وسایلی را بسازند که در آنها In 45 باشد. در این صورت دیگر احتیاجی به جریان نخواهد بود و لذا رابطه (2) خود به خود حذف می شود و تنها رعایت رابطه (2) کافی خواهد بود.

2-در دراز مدت، که تحقق آن به این زودیها ممکن نخواهد بود. هدف کم کم فاصله بین و است. هر چه این فاصله کمتر باشد، وسیله حفاظتی دقیق تر و حساس تر عمل خواهد کرد.

در شکل های 714-1 تا 714-4 روش انتخاب که از روی مشخصه های مدار، مخصوصاً سطح مقطع آن، تعیین می شود، به صورت شماتیک نشان داده شده است.

شکل 714-1(الف) مرحله اول: تعیین حداکثر شدت جریان در خواست

شکل 714-1(ب) مرحله دوم: تعیین شدت جریان نامی وسیله حفاظتی      

شکل 714-(ج) مرحله سوم: تعیین شدت جریان قطع  و شدت جریان مجاز حرارتی  و شاخصه های دیگر

شکل 714-2 نمایش ترتیب انتخاب شاخصه های یک مدار سه گانه آن در یک طرحواره