Что означает NEC для макс. падение напряжения?
NEC заявляет в Информационном примечании, что максимальное падение напряжения на 3% для проводников ответвлений и 5% для проводников фидера и ответвления вместе обеспечит разумную эффективность работы для схем общего пользования.
4 практических подхода к минимизации проблем с падением напряжения (фото: E. Csanyi)
Для чувствительных электронных нагрузок схемы должны быть рассчитаны на максимум 1, 5% падения напряжения для ответвлений на полную нагрузку и 2, 5% падения напряжения для фидерных и ответвлений, объединенных при полной нагрузке.
Для минимизации проблем падения напряжения можно использовать четыре практических подхода:
- Увеличение количества или размера проводников
- Уменьшение тока нагрузки на цепи
- Уменьшение длины проводника и
- Уменьшение температуры проводника
1. Увеличьте количество или размер проводников
Параллельные или негабаритные проводники имеют более низкое сопротивление на единицу длины, чем требуемые по коду провода минимального размера, уменьшая падение напряжения и повышая энергоэффективность с меньшими потерями, чем при использовании требуемого кода проводника минимального размера.
В центрах обработки данных и других чувствительных установках нередко можно найти проводники для фазового, нейтрального и заземления, превышающие минимальные значения кода, и отдельную ветвь, установленную для каждой большой или чувствительной нагрузки.
Чтобы ограничить падение напряжения от нейтрали к земле, установите отдельный полноразмерный нейтральный проводник для каждого фазного проводника в однофазных цепях.
Для трехфазных фидерных цепей не уменьшайте заземленный провод или нейтраль. Для трехфазных цепей, где ожидаются значительные нелинейные нагрузки, рекомендуется устанавливать заземленные или нейтральные проводники, по меньшей мере, вдвое превышающие мощность каждого фазного проводника.
Вернуться к индексу ↑
2. Уменьшить ток нагрузки
Ограничение количества оборудования, которое может быть подключено к одной цепи, ограничит ток нагрузки на цепи. Ограничьте количество емкостей на каждой ветви цепи до трех-шести.
Установите отдельные ответвительные цепи на чувствительные электронные нагрузки или нагрузки с высоким пусковым током.
Для использования в жилых помещениях установите наружные сосуды, не превышающие 50 линейных футов между емкостями, с минимум одной наружной емкостью на каждой стороне дома и с отдельными ответвительными цепями с минимум 12 AWG для каждой емкости.
Вернуться к индексу ↑
3. Уменьшите длину проводника
Уменьшение длины проводника снижает сопротивление проводника, что снижает падение напряжения. Длины контура обычно фиксируются, но некоторый контроль может осуществляться на этапе проектирования, если панели или подпанели расположены как можно ближе к нагрузкам, особенно для чувствительного электронного оборудования.
Вернуться к индексу ↑
4. Отрегулируйте температуру проводника
Температура проводника, в свою очередь, зависит от каждого из трех вышеперечисленных факторов, поскольку более сильно нагруженные цепи будут работать более горячее.
Температура проводника является основным фактором сопротивления проводника и, следовательно, падения напряжения. Температурный коэффициент электрического сопротивления для меди, α, составляет 0, 00323 / ° C или изменение сопротивления около 0, 3% для каждого градуса температурного изменения. Влияние температуры можно определить по следующему уравнению:
R 2 = R 1 (1 + α · (T 2 - T 1))
Где R 1 - сопротивление (Ω) при температуре T 1, а R2 - сопротивление при температуре T 2.
Температура T 1 часто упоминается при 75 ° C. Как отмечалось, падение напряжения особенно важно при высоких нагрузках на проводники, где температура проводника также будет высокой.
Вернуться к индексу ↑
Примеры //
Взаимосвязь между размерами проводников, токами нагрузки и длинами проводников при различных напряжениях питания приведена в таблице 1 ниже.
Комбинации различных токов нагрузки - от 8 до 30 ампер - и напряжения питания - от 120 до 480 вольт - показаны в двух столбцах таблицы. Следующие четыре столбца показывают максимальную длину цепи (одностороннюю) для четырех разных размеров проводников для достижения падения напряжения на 3%. Последние четыре столбца - это максимальная длина для допустимого падения напряжения на 1, 5%.
Например, 12-амперная нагрузка в цепи 120 вольт на проводнике 14 AWG будет превышать 3% -ное падение напряжения (3, 6 вольта), если контур длиннее 49 футов от источника для нагрузки.
Если проводник увеличен до 12 AWG, допустимое расстояние значительно увеличивается до 78 футов в каждом направлении (увеличение на 59%). Если нагрузка увеличена до допустимого максимума 15 А для проводника 14 AWG, допустимая длина составляет всего 39 футов, а переход на провод 12 AWG увеличит это до 62 футов (также увеличение на 59%).
1.5% значения данных приведены для ситуаций, когда необходимо соблюдать NEC 647.4 (D).
По возможности проверяйте фактические требования к оборудованию. Значительно более сильное падение напряжения на 1, 5% в правой части таблицы 1 разрешает допустимые длины только на 1/2 от их значений при падении напряжения на 3%. Для защиты чувствительного электронного оборудования часто требуется усиление громкоговорителей. Падение напряжения можно свести к минимуму, если панель или подпанель могут быть расположены как можно ближе к точке использования.
Другая мера заключается в установке достаточного количества цепей, чтобы избежать высоких уровней тока на любой одной цепи. Если нагрузки могут быть разделены на отдельные цепи, уменьшенная нагрузка на цепь повысит качество и надежность.
Прохождение Таблицы 1 неизбежно приводит к выводу, что падение напряжения слишком часто игнорируется.
Например, длины многих ответвлений в проводе 14 AWG превышают даже падение напряжения 3% на 39 футов, не говоря уже о более плотном падении на 1, 5% на 20 футов. Когда это происходит, целостность как проводки, так и многих нагрузок ставится под угрозу.
Таблица 1 - Максимальные рекомендуемые длины однофазных ответвлений, как функция тока нагрузки, напряжения питания и размера проводника, как для 3%, так и для 1, 5% падения напряжения.
Максимальные рекомендуемые длины однофазных ветвящихся цепей, как функция тока нагрузки, напряжения питания и размера проводника, как для 3%, так и для 1, 5% падения напряжения
Примечания относительно таблицы выше //
- Длина ветвящейся цепи, показанная в таблице, составляет половину расчетного расстояния от формулы закона V = IR Ohm, округленной до ближайшего 1-футового приращения. Например, рассчитанное значение для 14 AWG при токе нагрузки 15 А и приложенном напряжении 120 В с использованием значения 3, 07 Ом / 1000 футов для снижения на 3% (или 3, 6 В) составляет 78 футов. Поскольку проводники должны нести ток сверху и назад, допустимое одностороннее расстояние от источника до нагрузки составляет 39 футов.
- Для удобного использования таблиц NEC нагрузки считаются чисто резистивными, постоянными токами. Значения переменного тока отличаются незначительно. Гармоники или индуктивные нагрузки могут усилить падение напряжения и уменьшить рекомендуемые длины цепи.
- Расчеты основаны на значениях сопротивления, обнаруженных в таблице NEC, глава 9, таблица 8 для твердых, непокрытых медных проводников. Для 14 AWG сопротивление составляет 3, 07 Ом / 1000 футов, для 12 AWG - 1, 93 Ω / 1000 футов, для 10 AWG - 1, 21 Ω / 1000 футов, а для 8 AWG (многожильный) - 0, 778 Ω / 1000 футов. Температура проводников выше 75 ° C (167 ° F) увеличит эти сопротивления и наоборот.
Ссылка: Рекомендуемая практика для проектирования и установки медных строительных проводных систем - Copper Development Association Inc.