Apakah ada aturan untuk memilih pengukur kawat untuk aplikasi pulsa tunggal?

8

Saya mencoba ukuran kawat untuk panel 508a UL. Saya memiliki persyaratan pengukur kawat UL, tetapi persyaratan itu untuk penggunaan terus menerus. Perangkat yang saya rancang hanya akan berjalan selama dua detik, dengan menit atau jam antara berjalan. Karena arus bunga adalah 25, 50, 100, dan 200 amp, ada banyak yang harus diselamatkan dengan tidak menggunakan kawat yang diperingkat untuk penggunaan terus menerus!

Apakah ada cara yang tepat untuk mengukur kawat untuk aplikasi pulsa seperti ini? Jika ampacity kontinu (misalnya) 75C copper stranded 4 AWG adalah 85 amp, berapa banyak yang dapat saya jalankan selama dua detik? Apakah ada beberapa aturan praktis? Beberapa persamaan? Sebuah meja? Aplikasi kalkulus yang tepat?

current wire gauge Stephen Collings
sumber
Satu pertanyaan dan satu komentar. Pertama, mengapa Anda tidak bertanya kepada UL apa saja persyaratan mereka dalam kasus ini? Atau tanyakan kepada pemasok kawat Anda apa yang mereka rekomendasikan? Kedua, saya pikir apa yang akan menjadi faktor pembatas di sini adalah kepadatan arus. Dengan siklus tugas yang begitu singkat Anda mungkin tergoda untuk pergi sekecil mungkin dengan pengukur kawat tetapi Anda bisa mendapatkan kegagalan jika kepadatan Anda saat ini terlalu tinggi bahkan jika siklus tugas Anda sangat rendah. Vendor kawat Anda mungkin memiliki info tentang kerapatan maksimum saat ini.
Eric
Banyak tabel kawat mendaftar arus pengenal maksimum dari berbagai sumber dan di bawah berbagai aplikasi (udara bebas, disalurkan, dalam peralatan, bulan baru ...). Yang tertinggi dari ini mungkin aman dalam kasus Anda DISEDIAKAN BAHWA Anda dapat membatasi durasi hingga maksimum yang diketahui dalam kondisi kesalahan dan bahwa Anda mengetahui amplitudo maksimum yang sebenarnya. Saya suka input termal Chris Johnson dalam pendekatan isolasi seolah-olah digunakan dengan pendingin TIDAK (sistem tertutup) itu memberi Anda "hukum Fisika" peringkat ditoleransi maksimum absolut. Sebenarnya akan menjadi sebagian kecil dari ini.
Russell McMahon
Titik data khusus-bunga: Kabel listrik untuk penggunaan konsumen yang disuplai pada gulungan angin plastik dengan pegangan untuk memungkinkan pengguna melilitkannya kembali setelah digunakan, meleleh jika digunakan pada beban terukur :-)] yaitu energi jangka panjang input melebihi kapasitas pendinginan yang tersedia. Tentu saja, isolasi meleleh dan bukan kawat.
Russell McMahon

Jawaban:

4

Jika pertanyaan ini ada dalam ujian fisika, saya akan menjawabnya sebagai berikut; apakah ini ide yang masuk akal dalam praktik sepenuhnya merupakan masalah lain. Orang harus cukup yakin bahwa tidak ada keadaan kesalahan dapat membiarkan arus mengalir lebih dari dua detik.

Kita tahu dari spesifikasi kawat resistansi per meter R dan massa tembaga per meter M. Mengingat arus, saya, kita tahu bahwa daya yang dihamburkan dalam kawat adalah I ^ 2 R per meter. Energi panas total yang dihamburkan per meter kawat adalah E = I ^ 2 Rt, di mana t = 2 detik adalah waktu saat arus aktif. Kami (secara konservatif) memperkirakan bahwa panas yang diabaikan meninggalkan kawat tembaga selama 2 detik ini, dan oleh karena itu kenaikan suhu T diberikan oleh

T = E / (MC) = I ^ 2 R t / (MC)

di mana C adalah kapasitas panas spesifik tembaga. Kawat harus dipilih dengan R dan M sehingga kenaikan suhu T ini dapat diterima.

Chris Johnson
sumber
Saya memperhitungkan Rth, dan saya baru saja menjalankan spreadsheet yang membandingkan pendekatan Anda dengan saya. Faktanya, RTH dapat diabaikan pada skala waktu ini. Lima detik mungkin membuat 1% perbedaan, dan 30 detik 5%.
Stephen Collings
+1 Ini setengah dari analisis yang dibutuhkan. Namun, ini hanya memadai dalam kasus di mana hanya akan ada satu pulsa (yaitu waktu tak terhingga efektif antara pulsa) Untuk melakukan separuh analisis lainnya, Anda perlu menentukan jumlah penurunan suhu antar pulsa. Jumlah penurunan suhu antara pulsa harus lebih besar dari kenaikan sebagai akibat dari pulsa. Kalau tidak, setiap pulsa akan berkontribusi untuk meningkatkan suhu ke nilai yang lebih tinggi dan lebih tinggi. Pendinginan hampir pasti mengikuti hukum pendinginan Newton, sehingga analisisnya harus langsung.
alx9r
Memang, ini bukan cerita lengkapnya. Mungkin tidak mudah untuk menentukan koefisien yang sesuai untuk hukum pendinginan Newton, yang akan menjadi fungsi dari sifat ketebalan dan termal isolasi kawat, mungkin juga dari selungkup.
Chris Johnson
7

Ketahanan kawat memiliki dua efek utama. Yang pertama adalah bahwa hal itu menyebabkan penurunan tegangan pada beban, dan ini tidak tergantung pada siklus tugas. Yang kedua adalah hal itu menyebabkan kawat memanas, yang dapat menyebabkannya gagal.

Secara umum, pengkabelan harus dinilai secara konservatif di semua aplikasi, karena Anda benar-benar tidak ingin kawat itu sendiri menjadi titik kegagalan, bahkan di bawah kondisi kesalahan, seperti siklus tugas yang berlebihan atau arus berlebih. Kawat harus tahan terhadap kesalahan sampai gigi pelindung memiliki waktu untuk beroperasi.

Dave Tweed
sumber
1
Resistansi akan berubah dengan suhu, sehingga dapat secara tidak langsung terkait dengan siklus tugas.
Diego C Nascimento
2

Ada tabel ampacity (Tabel 36.1) dalam standar yang mengacu pada resistor daya (seperti pada resistor pengereman motor). "Tepat waktu" terpendek (dan siklus kerja terendah) yang ditampilkan adalah mati 5 detik / 75 detik (siklus tugas 6,25%). Dalam kondisi tersebut, mereka memungkinkan amplitudo konduktor 35% dari FLA motor. Ada sedikit lebih banyak informasi dalam lead-in mengenai waktu on / off yang berbeda, tetapi maknanya tampak agak kacau.

Sekarang, apakah itu berlaku atau tidak untuk situasi Anda , saya tidak ingin berspekulasi. Setidaknya memberi Anda beberapa gagasan tentang apa yang UL anggap aman, dan itu tentu saja perlu, tetapi mungkin tidak cukup.

Seperti yang orang lain katakan, Anda harus memiliki semacam perlindungan sirkuit yang sesuai untuk ukuran kabel yang sebenarnya Anda gunakan, bukan untuk arus lonjakan.

Spehro Pefhany
sumber