Kalkulačka veľkosti uzemňovacieho vodiča: Ako správne dimenzovať uzemňovacie vodiče

A 400 A feeder with 500 kcmil copper phase conductors is ready for inspection. The installer used a 6 AWG equipment grounding conductor. The inspector checks the overcurrent device rating and asks for the calculation. The correct minimum copper size from NEC Table 250.122 is 3 AWG, and because the phase conductors were upsized for voltage drop, the grounding conductor may need to be larger still. This is where a kalkulačka veľkosti uzemňovacieho vodiča si zasluhuje svoje miesto: mal by aplikovať riadiace pravidlo, ukázať základnú veľkosť a označiť úpravy.

Krátka odpoveď: najprv dimenzujte uzemňovací vodič zariadenia podľa menovitého výkonu nadprúdového ochranného zariadenia, potom upravte materiál vodiča, paralelné vedenia a akékoľvek predĺženie fázových vodičov. Kalkulačka je užitočná iba vtedy, keď tieto kroky odkryje a neskryje ich za jediné číslo.

Čo by mala kalkulačka veľkosti uzemňovacieho vodiča v skutočnosti robiť

Spoľahlivá kalkulačka je pomôcka pri rozhodovaní, nie orákulum. Pre typický nízkonapäťový napájač by mal požiadať o hodnotenie nadprúdového zariadenia, materiál uzemňovacieho vodiča, vydanie kódu a či obvod používa paralelné obežné dráhy. Potom by mala vrátiť minimálnu veľkosť a krátky zoznam kontrol.

Na tomto výstupe záleží, pretože dimenzovanie uzemňovacieho vodiča nie je rovnaké ako dimenzovanie fázového vodiča. Fázové vodiče sa vyberajú podľa ampacity a poklesu napätia; uzemňovací vodič zariadenia je vybraný tak, aby bezpečne viedol poruchový prúd, kým nadprúdové zariadenie neodstráni poruchu. Kalkulačka, ktorá požaduje iba zaťažovací prúd, odpovedá na nesprávnu otázku.

Užitočné vstupy zahŕňajú:

• Hodnotenie nadprúdového zariadenia a vypínacia krivka, nielen záťažový prúd.
• Medený alebo hliníkový uzemňovací vodič, pretože minimálne veľkosti sa líšia.
• Vydanie kódu a typ inštalácie, ako napríklad napájač, pobočkový okruh, služba alebo samostatne odvodený systém.
• Či sú fázové vodiče paralelné vo viacerých dráhach.
• Či boli fázové vodiče zväčšené nad minimálnu veľkosť ampacity.

Základné pravidlo: Začnite s nadprúdovým zariadením

Podľa NEC 250.122 je uzemňovací vodič zariadenia pre napájací alebo odbočovací obvod všeobecne dimenzovaný podľa menovitého výkonu nadprúdového zariadenia pred obvodom. Bežné medené veľkosti sú 14 AWG pri 15 A, 12 AWG pri 20 A, 8 AWG pri 100 A, 6 AWG pri 200 A a 3 AWG pri 400 A. Tabuľka je základná.

Iné normy používajú inú logiku. IEC 60364 a BS 7671 často začínajú plochou prierezu linkového vodiča a aplikujú pomer alebo adiabatickú kontrolu. Preto musí kalkulačka uviesť, podľa ktorého kódu sa riadi. Číslo bez odkazu na kód nie je výsledkom návrhu; je to odhad s desatinnou čiarkou.

Od hodnotenia ističa po veľkosť vodiča: spracovaný príklad

Vezmite 400 A, trojfázový napájač s medenými fázovými vodičmi a 75°C koncovkami. Základný medený EGC z tabuľky 250.122 je 3 AWG. Ak by rovnaký obvod používal hliník, veľkosť základne by bola 1 AWG. Ak sa fázové vodiče zvýšili z 500 kcmil na 600 kcmil kvôli poklesu napätia, NEC 250.122(B) môže vyžadovať proporcionálne zvýšenie EGC. Kalkulačka by mala označiť túto podmienku, nie potichu vrátiť 3 AWG.

Nižšie uvedená tabuľka ukazuje, prečo výsledok nie je lineárny. Obvod 100 A môže používať meď 8 AWG, zatiaľ čo obvod 1 000 A môže používať meď 2/0 AWG. Skok odzrkadľuje poruchový prúd a čistiaci výkon, nie jednoduchý pomer ampérov k prierezu drôtu.

Výška tyčí je ilustračná. Praktickým bodom je, že veľkosť uzemňovacieho vodiča je viazaná na ochranné zariadenie a poruchovú cestu, takže kalkulačka by mala vedľa výsledku zobraziť základ kódu a príznaky nastavenia.

Kde sa kalkulačky pokazia: Materiál, teplota a inštalácia

Materiál je prvou častou chybou. Hliníkové uzemňovacie vodiče sú povolené v mnohých inštaláciách, ale vyžadujú väčšie veľkosti ako medené pre rovnakú nadprúdovú hodnotu. Potrebujú tiež hliníkové konektory a ochranu proti korózii. Kalkulačka, ktorá vráti veľkosť medi a ponechá pole materiálu prázdne, nie je dokončená.

Oceľový lankový drôt potiahnutý meďou na uzemnenie Oceľový lankový uzemňovací drôt s medeným plášťom kombinuje oceľové jadro s meďou pre flexibilné a odolné uzemnenie tam, kde záleží na cene a sile medi. Zobraziť produkt →

Druhou medzerou je odolnosť voči teplote a skratu. Tabuľka uvádza minimálnu veľkosť na odstránenie poruchy, ale nedokazuje, že vodič môže prežiť vysoký dostupný poruchový prúd počas doby odstránenia. Adiabatická kontrola s použitím materiálu vodiča, teplotných limitov a času čistenia ochranného zariadenia môže vyžadovať väčší vodič. Toto je obzvlášť dôležité v blízkosti veľkých transformátorov a v priemyselných systémoch s vysokou chybovou energiou.

Vysoko čistý medený uzemňovací drôt Vysoko čistý medený lankový uzemňovací vodič ponúka flexibilné vedenie, odolnosť proti korózii a nízky odpor uzemnenia; dostupné v tvrdo ťahané, mäkko ťahané alebo pocínovanej medi. Zobraziť produkt →

Spôsob inštalácie je tretia medzera. Paralelné fázové vodiče v oddelených obežných dráhach vo všeobecnosti vyžadujú uzemňovací vodič zariadenia v plnej veľkosti v každej dráhe podľa NEC 250.122(F). Kalkulačka, ktorá považuje paralelný napájač za jeden veľký okruh, môže podhodnotiť celkovú potrebnú meď. Priame zakopanie, inštalácie káblových žľabov a obežných drážok tiež ovplyvňujú výber konektora a ochranu proti korózii.

Prispôsobiteľná uzemňovacia zbernica pre energetické zariadenia Uzemňovacia prípojnica poskytuje nízkoodporové a ľahko inštalovateľné pripojenie pre vysokonapäťové a nízkonapäťové zariadenia; veľkosť, materiál a držiak je možné prispôsobiť. Zobraziť produkt →

Keď vypočítaná veľkosť spadá medzi štandardné produkty, vyberte ďalší väčší dostupný vodič. Pre medený lankový drôt, medený lankový drôt a medenú tyč overte prierezovú plochu, materiál a kompatibilitu zakončenia.

Praktický pracovný postup veľkosti

Použite kalkulačku ako štruktúrovanú kontrolu, nie ako čiernu skrinku. Praktický pracovný postup vyzerá takto:

1. Identifikujte obvod, nadprúdové zariadenie a vydanie riadiaceho kódu; zaznamenajte hodnotenie zariadenia a čas vymazania, ak je k dispozícii.
2. Nájdite veľkosť základného uzemňovacieho vodiča z tabuľky kódov pomocou nadprúdového zariadenia a materiálu vodiča.
3. Skontrolujte, či boli fázové vodiče nadimenzované nad minimálnu veľkosť. Ak áno, použite pravidlo proporcionálneho zvýšenia.
4. Skontrolujte paralelné obežné dráhy. Ak je obvod paralelný, skontrolujte, či každá obežná dráha potrebuje uzemňovací vodič plnej veľkosti.
5. Vykonajte kontrolu odolnosti proti skratu na miestach s vysokým poruchovým prúdom. Zväčšite veľkosť, ak veľkosť stola nedokáže odolať poruchovej energii.
6. Priraďte vodič k uvedeným konektorom, svorkám a zakončeniam. Potvrďte kompatibilitu materiálu a ochranu proti korózii.
7. Zdokumentujte vstupy, kódové odkazy, výsledok a úpravy na konštrukčnom výkrese alebo inšpekčnom zázname.

Pre vodič a stranu pripojenia návrhu si pozrite dostupné uzemňovacích vodičov a zhoda konektory uzemňovacej tyče pred vydaním kusovníka.

Čítanie výsledku: Čo by vám mal výstup povedať

Dobrý výstup z kalkulačky má tri časti: minimálnu veľkosť kódu, riadiace pravidlo a príznaky úprav. Ak výsledok hovorí „3 AWG meď“ bez uvedenia 400 A zariadenia, tabuľky NEC, stavu paralelného chodu a kontroly prevedenia, dizajnér má stále čo robiť. Rovnaké číslo môže byť správne v jednej inštalácii a nesprávne v inej.

Dávajte pozor na rozdiel medzi minimálnou veľkosťou a vybranou veľkosťou. Minimálna veľkosť je dno kódu. Vybraná veľkosť môže byť väčšia z dôvodu odolnosti proti skratu, koordinácie poklesu napätia, budúcej záťaže alebo skladovej dostupnosti. To je normálne. Čo nie je normálne, je výber menšieho vodiča, pretože sa hodí ku konektoru alebo preto, že kalkulačka predvolene zvolila nesprávny materiál.

Skontrolujte tiež jednotky a systém merania drôtu. Veľkosti AWG sa zmenšujú, keď sa číslo zväčšuje, zatiaľ čo veľkosti kcmil sa zväčšujú, keď sa číslo zväčšuje. Kalkulačka, ktorá kombinuje 3 AWG a 3 kcmil, nie je problém so zaokrúhľovaním; je to otázka bezpečnosti. Potvrďte výsledok v rovnakých jednotkách, aké boli použité na výkrese a nákupnej objednávke.

Záverečné jedlo so sebou

Použite kalkulačku veľkosti uzemňovacieho vodiča na organizáciu kontroly kódu, nie na jeho výmenu. Začnite s menovitým prúdom nadprúdového zariadenia, potvrďte materiál vodiča, použite pravidlá pre zvýšenie veľkosti a paralelného chodu a skontrolujte odolnosť proti skratu tam, kde je vysoká energia poruchy. Potom skontrolujte, či sú vybraný vodič, konektor a ukončenie kompatibilné a zdokumentované. Tento proces premení výsledok jednoduchej kalkulačky na návrh uzemnenia, ktorý možno kontrolovať, inštalovať a udržiavať bez prekvapení.