افت ولتاژ در کابل یکی از پارامترهای کلیدی در طراحی و اجرای سیستمهای الکتریکی است. زمانی که این افت از حد مجاز فراتر رود، راندمان تجهیزات کاهش مییابد، موتورهای الکتریکی آسیب میبینند، عملکرد دستگاهها مختل میشود و تلفات انرژی افزایش پیدا میکند. به همین دلیل، مهندسان برق در انتخاب سطح مقطع کابل و محاسبه افت ولتاژ مجاز حساسیت بالایی دارند.
در این مطلب، مفهوم افت ولتاژ در کابل را بررسی میکنیم، روش محاسبه افت ولتاژ کابل را توضیح میدهیم و به دلایل، پیامدها و راهکارهای جبران افت ولتاژ در سیستمهای برقی میپردازیم.
منظور از افت ولتاژ در کابل چیست؟
افت ولتاژ در کابل به این معناست که با عبور جریان الکتریکی از سیم یا کابل، بخشی از انرژی الکتریکی بهدلیل مقاومت الکتریکی هادی به گرما تبدیل میشود و ولتاژ در انتهای مسیر کاهش پیدا میکند. این پدیده در شبکههای برق طبیعی و اجتنابناپذیر است و استانداردها برای آن یک محدوده مجاز تعریف میکنند. اگر میزان افت ولتاژ از این حد مجاز عبور کند، بازده تجهیزات برقی کاهش مییابد، تلفات انرژی افزایش مییابد و در نهایت عمر مفید دستگاهها کوتاهتر میشود.
برای خرید سیم و کابل میتوانید با کارشناسان شرکت دانش بنیان سیمند کابل تماس حاصل فرمایید.
میزان مجاز افت ولتاژ در کابل چقدر است؟
میزان افت ولتاژ در کابلها، به عوامل مختلف همچون نوع مصرف و شرایط نصب بستگی دارد. در ادامه میزان مجاز افت ولتاژ در موقعیتهای مختلف را بررسی میکنیم:
·تغذیه روشنایی
برای تغذیه روشنایی کاهش میزان ولتاژ در کابل تا ۸ ٪ مجاز است.
·تجهیزات برقی
برای تغذیه تجهیزات برقی، تا ۱۰ ٪ افت مجاز است.
نکته: در محاسبه سطح مقطع کابل، معمولاً بر مبنای «افت ولتاژ ≤ ۳٪» در نظر گرفته میشود.
عوامل موثر بر افت ولتاژ در کابل
طول کابل و تأثیر آن
هرچه مسیر کابل طولانیتر باشد، مقاومت سیم یا کابل هم افزایش پیدا میکند و این امر موجب کاهش افت ولتاژ میشود.
سطح مقطع کابل
سطح مقطع هادی مسی یا آلومینیومی هم بهطور مستقیم روی مقاومت کابل تأثیر میگذارد. کابلهایی که سطح مقطع کوچکتری دارند، مقاومت بالاتر و در نتیجه افت ولتاژ بیشتری خواهند داشت.
جنس هادی
جنس هادی هم نقش موثری روی افت ولتاژ در کابل دارد. هادی مسی مقاومت کمتری نسبت به آلومینیوم دارد.
جریان عبوری و شرایط بار
هرچه جریان عبوری از کابل افزایش یابد، افت ولتاژ بیشتر میشود. شرایط بار هم روی این موضوع اثر میگذارد.
دما، کیفیت کابل و سایر عوامل محیطی
دمای محیط و دمای کارکرد کابل موجب تغییر مقاومت هادی میشوند؛ معمولاً هر چقدر دما بالاتر برود، مقاومت هادی بیشتر میشود و افت ولتاژ افزایش مییابد. همچنین کیفیت ساخت کابل، مواد عایق و نصب صحیح نیز در کاهش یا تشدید افت ولتاژ مؤثرند.
روش محاسبه افت ولتاژ در کابل
برای محاسبه افت ولتاژ در کابل از فرمول زیر استفاده کنید:
Vd = mV/A/m × I × Ib ÷ 1000
mV/A/m: افت ولتاژ به ازای هر متر کابل
I: طول هادی مدار
Ib: جریان عبوری.
افت ولتاژ کابلها چه خطرها و پیامدهایی دارد؟
پیامد افت ولتاژ در کابلها وقتی از حد متعارف و استاندارد بیشتر باشد، تبعات مختلفی برای کسبوکارها دارد که در ادامه به آنها اشاره میکنیم:
- موجب کاهش کارایی و عملکرد تجهیزات میشود.
- هزینههای برق افزایش یافته و این امر موجب اتلاف انرژی به صورت گرما میشود.
- ممکن است؛ کابلها و تجهیزات بیش از حد داغ شوند و این امر موجب آسیب مضاعف به کابلها و دستگاهها خواهد شد.
- در عملکرد سیستمها و وسایل حساس اختلال ایجاد میشود.
- امکان مخاطرات ایمنی و احتمال خطر آتشسوزی افزایش مییابد.
روشهای کاهش و کنترل افت ولتاژ کابل
انتخاب کابل با سطح مقطع مناسب
همانطور که اشاره کردیم، یکی از عوامل موثر در افت ولتاژ کابلها سطح نامناسب مقطع هادیهاست که موجب افزایش تلفات و حتی سوختن تجهیزات میشود. انتخاب درست کابل با سطح مقطع متناسب، نه تنها مقاومت الکتریکی را کمتر میکند، بلکه افت ولتاژ را هم کمتر خواهد کرد.
در روند محاسبه افت ولتاژ در کابلهای مدار d.c با سطح مقطع هادی تا 16 میلیمترمربع، کافی است، مقاومت در دمای بهرهبرداری را محاسبه کنید. اما؛ در هادیها با سطح مقطع بیش از 16 میلیمتر مربع در مدارهای a.c باید هم مقاومت موثر و هم راکتانس را در محاسبات در نظر بگیرید. بدیهی است در این حالت برای کابلهای فاقد زره به ویژه کابلهای قابل انعطاف این حد به مقدار قابل توجهی بالاتر برده میشود .
کاهش طول مسیر و بهینهسازی طراحی
هرچه طول کابل بیشتر باشد، مقاومت هادی آن افزایش مییابد و این امر موجب افت ولتاژ خواهد شد. بنابراین کاهش طول مسیر سادهترین روش برای کنترل افت ولتاژ کابلهاست.
استفاده از کابلها و هادیهای با کیفیت
کیفیت کابلها و هادیها در کاهش افت ولتاژ تأثیر بسزایی میگذارند. هرچه کیفیت کابل بهتر باشد، مقاومت داخلی کاهش پیدا میکند و افت ولتاژ کمتر خواهد شد.
نگهداری و پایش مستمر شرایط کابلکشی
وقتی ولتاژ کابل کاهش مییابد، عوامل محیطی همچون دمای محیط، خاک مرطوب، فشار مکانیکی را نیز بررسی کنید، چون نابسامانی محیط موجب افزایش مقاومت کابل و در نتیجه افت ولتاژ خواهد شد.
و اما سخن آخر
افت ولتاژ در کابل، یک امر نادر نیست، بلکه پدیدهای است؛ رایج که اتفاق میافتد، اما باید آن را به شیوههای مختلف که در این مطلب به آن اشاره کردیم، کنترل کنیم. درک صحیح از این مفهوم و رعایت اصول طراحی، انتخاب و نگهداری کابل میتواند شما را از خسارتهای فنی و اقتصادی آن جلوگیری کند.
اگر به دنبال بهکارگیری کابلهای استاندارد، باکیفیت و مطابق نیاز پروژه هستید، پیشنهاد میکنیم سری به سایت سیمند بزنید و از کابلهای قدرت و فشار ضعیف باکیفیت و استاندارد، دیدن کنید و از مشاوره تخصصی کارشناسان آنها بهرهمند شوید.
