Obciążalność drutu aluminiowego 2/0: wartości znamionowe NEC, współczynniki obniżania wartości znamionowych i wskazówki dotyczące stosowania

Zapytaj trzy osoby na budowie, ile amperów może wytrzymać drut aluminiowy 2/0, a często otrzymasz trzy różne odpowiedzi. Pytanie nie jest niejasne; liczba po prostu zmienia się wraz z warunkami. Aluminiowy przewód 2/0 AWG o temperaturze znamionowej 75°C jest odpowiedni dla 135 A w typowej bieżni, jednak wartość ta może spaść do około 95 A po zastosowaniu temperatury otoczenia i liczby przewodów lub wzrosnąć znacznie powyżej 150 A w wolnym powietrzu przy systemie izolacji o temperaturze 90°C.

Ponieważ tak wiele zależy od kontekstu, najbardziej niezawodnym podejściem jest rozpoczęcie od opublikowanej tabeli, a następnie zastosowanie poprawek, z którymi faktycznie boryka się Twoja instalacja. Ten przewodnik robi dokładnie to, zaczynając od podstawowej obciążalności drutu aluminiowego 2/0, a kończąc na szczegółach połączeń, które utrzymują chłodną pracę podajnika przez dziesięciolecia.

Czym właściwie jest drut aluminiowy 2/0 AWG

2/0 AWG mówi się jako „dwa aught” i zapisuje jako 00 AWG. Przewodnik ma pole przekroju poprzecznego około 133 100 milimetrów okrągłych, w przybliżeniu 67,4 mm², i średnicę nominalną 9,27 mm. Mieści się w zakresie od 1/0 AWG do 3/0 AWG w serii American Wire Gauge i jest jednym z najpopularniejszych rozmiarów dla zasilaczy niskiego napięcia, przewodów zasilających i obwodów dystrybucyjnych, w których umiarkowany prąd musi pokonać znaczną odległość.

Jedno wyjaśnienie pozwala uniknąć wielu nieporozumień: 2/0 AWG to nie to samo, co 2 AWG. Aluminiowy przewodnik o przekroju 2 AWG ma około 33,6 mm² przekroju poprzecznego i obciążalność znamionową 90 A w temperaturze 75°C, dlatego też pytania dotyczące przesyłania 125 A przez „aluminium 2 AWG” zwykle kończą się zaleceniem zwiększenia rozmiaru. Przejście z 2 AWG na 2/0 AWG z grubsza podwaja powierzchnię metalu i zwiększa obciążalność prądową o około pięćdziesiąt procent.

Przewodniki aluminiowe w tym rozmiarze występują w kilku postaciach. Gołe żyły stosowane są w liniach napowietrznych jako konstrukcje AAC, AAAC i ACSR, natomiast wersje izolowane występują jako XHHW, THWN, USE oraz niskonapięciowe kable zasilające XLPE lub PVC. Aluminium platerowane miedzią, które ma cienką miedzianą powłokę na aluminiowym rdzeniu, jest wymienione obok aluminium w większości tabel obciążalności prądowej.

Obciążalność drutu aluminiowego 2/0 w skrócie

Poniższa tabela podaje podstawową obciążalność prądową przewodu aluminiowego 2/0 AWG, z uwzględnieniem wartości miedzi dla porównania. Liczby te zakładają nie więcej niż trzy przewody przewodzące prąd w bieżni lub kablu w temperaturze otoczenia 30°C.

Z tymi liczbami wiążą się dwa zastrzeżenia. Po pierwsze, tabele natężenia prądu są od czasu do czasu aktualizowane, a wydanie Krajowego Kodeksu Elektrycznego z 2023 r. koryguje wybrane wartości, tak aby obowiązywać miało wydanie przyjęte w Twojej jurysdykcji. Po drugie, projekty poza Ameryką Północną mogą opierać się na normach IEC lub innych normach regionalnych, gdzie rozmiary przewodów wyrażane są w milimetrach kwadratowych, a nie w AWG.

Która kolumna dotyczy Twojej instalacji

Natężenie prądu to maksymalny prąd, jaki przewodnik może przewodzić w sposób ciągły, nie przekraczając jego temperatury znamionowej. Ciepło jest czynnikiem ograniczającym, dlatego przewodnik z izolacją o temperaturze 90°C może się nagrzewać i w związku z tym przewodzić większy prąd niż ten sam przewodnik z izolacją o temperaturze 60°C.

Kolumna, której faktycznie możesz użyć, jest jednak ustalana przez najsłabsze ogniwo w obwodzie. Zasady kodeksu wymagają, aby obciążalność prądowa opierała się na najniższej temperaturze znamionowej dowolnego zakończenia, przewodu lub urządzenia w obwodzie. Większość wyłączników, końcówek i tablic rozdzielczych jest przystosowana do pracy w temperaturze 75°C, więc w przypadku aluminiowego podajnika 2/0 praktyczna liczba wynosi zwykle 135 A, nawet jeśli sam kabel jest produktem XHHW-2 lub THHN o temperaturze znamionowej 90°C.

Wyższa liczba nie jest marnowana. Obliczenia dotyczące obniżania wartości znamionowych można rozpocząć od kolumny 90°C, pod warunkiem, że wynik końcowy nie przekracza obciążalności dopuszczalnej dla zakończeń. W praktyce 150 A jest punktem wyjścia arytmetyki, a nie wartością, do której można załadować.

Zabezpieczenie nadprądowe opiera się na podobnej logice. W ramach naddatku na kolejny wymiar przewód aluminiowy 2/0 o obciążalności prądowej 135 A może być chroniony urządzeniem o natężeniu 150 A, gdy obliczone obciążenie nie przekracza 135 A, ale naddatek ten podlega warunkom i należy go uwzględnić w dokumentacji projektowej.

Czynniki obniżające wartość znamionową, które obniżają liczbę rzeczywistą

Prawdziwe instalacje rzadko odpowiadają warunkom podstawowym trzech przewodów, temperaturze otoczenia 30°C i pojedynczej warstwie rozdzielonej. Największą różnicę stanowią cztery poprawki:

• Temperatura otoczenia. Wartości natężenia prądu zakładają 30°C. W temperaturze 40°C współczynnik korekcyjny dla przewodu o temperaturze znamionowej 75°C wynosi 0,88, a w gorącym pomieszczeniu technicznym o temperaturze 50°C spada do 0,75.
• Liczba przewodów przewodzących prąd. Od czterech do sześciu przewodów w bieżni lub wiązce kablowej ustawia się na 80 procent, od siedmiu do dziewięciu do 70 procent, a większe zgrupowania spadają jeszcze bardziej.
• Ciągłe obciążenia. Obwody zasilające obciążenia ciągłe są wymiarowane na 125 procent obciążenia, co skutecznie usuwa jedną piątą użytecznej pojemności.
• Spadek napięcia i prąd rozruchowy. Amperowość jest granicą termiczną, a nie wydajnościową. Długi aluminiowy zasilacz może doskonale utrzymać swoją temperaturę i nadal dostarczać niedopuszczalne napięcie na drugim końcu, szczególnie podczas uruchamiania silnika.

Więcej informacji na temat sposobu, w jaki splot przewodu i metoda instalacji uwzględniane są w tych samych obliczeniach, można znaleźć w naszym przewodniku Wartości znamionowe obciążalności prądowej NEC i współczynniki obniżające parametry znamionowe .

Sprawdzony przykład: podajnik aluminiowy 2/0 w ciepłym budynku

Załóżmy, że aluminiowy podajnik XHHW-2 2/0 w bieżni zasila panel dystrybucyjny z czterema przewodnikami przewodzącymi prąd i projektową temperaturą otoczenia wynoszącą 40°C. Krok po kroku wprowadzanie poprawek daje realistyczną odpowiedź, a nie odpowiedź tabelaryczną.

1. Bazowy amperaż z kolumny 75°C: 135 A.
2. Regulacja dla czterech przewodów przewodzących prąd: 135 A x 0,80 = 108 A.
3. Korekta otoczenia przy 40°C: 108 A x 0,88 = 95 A, czyli natężenie prądu, jakie instalacja może przenosić w sposób ciągły.
4. Ponieważ obciążenie ma charakter ciągły, samo obciążenie nie może przekraczać 95 A podzielone przez 1,25, czyli około 76 A.
5. Jeśli obliczone obciążenie jest wyższe, przejdź do aluminium 3/0, podziel bieg na dwa przewody lub popraw wentylację.
6. Na koniec sprawdź spadek napięcia na rzeczywistej długości przebiegu; Zwiększenie rozmiaru o jeden rozmiar jest często tańsze niż straty energii skumulowane przez dekadę.

W tym miejscu pomocne są solidne dane producenta, ponieważ wymiary przewodnika, grubość izolacji i wartości temperaturowe służą tym samym obliczeniom.

Kabel zasilający w izolacji XLPE/PVC na napięcie znamionowe 0,6/1kV Produkt jest wytwarzany zgodnie z normami GB12706 i GB12666 lub na życzenie IEC, BS, DIN, ICEA i JIS. Zobacz produkt →

Nasza oferta niskonapięciowych kabli zasilających XLPE i PVC obejmuje zasilacze 0,6/1 kV, w których najczęściej stosowane jest aluminium 2/0, a nasi inżynierowie chętnie wspólnie z Państwem przeanalizują wartości znamionowe.

Aluminium kontra miedź na poziomie 2/0

Przy 2/0 AWG porównanie jest bezpośrednie: 135 A w porównaniu do 175 A w temperaturze 75°C, zatem aluminium zapewnia mniej więcej trzy czwarte obciążalności miedzi przy tej samej wielkości fizycznej. Aluminium przewodzi około 61 procent tego, co miedź, ale ponieważ rozpraszanie ciepła zależy od powierzchni i rezystancji, różnica natężenia prądu jest węższa niż różnica przewodności. Ogólnie rzecz biorąc, rozmiar przewodu aluminiowego jest powiększony o jeden rozmiar, aby dopasować go do obciążalności prądowej miedzi.

Zaletami są waga i cena. Aluminium ma mniej więcej jedną trzecią gęstości miedzi, co ma znaczenie przy długich ciągach, podwyższonych korytkach i pracach na szczycie słupa, a ponadto kosztuje znacznie mniej w przeliczeniu na dostarczony amper. Kompromisem jest wrażliwość połączenia: aluminium szybko się utlenia i pełza pod długotrwałym ciśnieniem, dlatego końcówki muszą być dobrane odpowiednio do metalu, starannie przygotowane i dokręcone momentem obrotowym wydrukowanym na uchu.

Pomiędzy nimi znajduje się aluminium pokryte miedzią. Jego obciążalność jest zwykle pobierana z aluminiowej kolumny, podczas gdy jego powierzchnia zachowuje się bardziej jak miedź ze względu na korozję i połączenia, dlatego pozostaje popularny w mniejszych obwodach odgałęzionych.

Gdzie aluminium 2/0 zdobywa swoje miejsce

Przy 135 A przewód aluminiowy 2/0 obejmuje szeroki i praktyczny zakres zastosowań:

• Przewody wejściowe i główne przewody zasilające do podpaneli
• Podziemna dystrybucja w budynkach mieszkalnych, bezpośrednio zakopana lub zainstalowana w kanale
• Panele słoneczne, magazynowanie akumulatorów i połączenia falownika z panelem
• Kabel spawalniczy i kabel pompy głębinowej w konstrukcjach kompatybilnych z aluminium
• Napowietrzne linie dystrybucyjne zbudowane z gołych przewodów AAC, AAAC lub ACSR

Tam, gdzie trasa odchodzi od ziemi i wspina się na słup, gołe aluminiowe przewodniki przejmują izolowany kabel, a konstrukcja zmienia się z ograniczonej izolacją na ograniczoną naprężeniem.

AAAC, AAC i ACSR Linka ze stopu aluminium, linka aluminiowa i linka aluminiowa ze stalowym rdzeniem są powszechnie stosowanymi materiałami przewodzącymi o wysokiej wydajności w napowietrznych systemach przesyłowych... Zobacz produkt →

Nasza gama przewodów gołych AAAC, AAC i ACSR jest przeznaczona dokładnie dla tych obwodów napowietrznych, z właściwościami skrętu i mechanicznymi określonymi dla rozpiętości.

Instalacje napowietrzne i napowietrzne

Swobodne powietrze znacznie zmienia obraz obciążalności prądowej. Przewodnik wystawiony na działanie wiatru i chłodniejszego powietrza z otoczenia odprowadza ciepło znacznie skuteczniej niż kabel zakopany w rurze kablowej, a opublikowane wartości w powietrzu swobodnym mogą przekraczać wartości bieżni o ponad dwadzieścia procent dla tego samego rozmiaru. Kiedy obciążalność prądowa przestaje być wiążącym ograniczeniem, czynniki ograniczające zmieniają się w ugięcie, napięcie, obciążenie wiatrem oraz temperaturę znamionową izolacji i sprzętu.

Kabel w izolacji powietrznej dla napięć od 1 kV do 35 kV jest często najbardziej praktycznym wyborem w przypadku dystrybucji napowietrznej, gdzie drzewa, budynki lub dostęp publiczny sprawiają, że gołe przewodniki nie są dobrym rozwiązaniem. Odporność na światło słoneczne, opór śledzenia i prawidłowe napięcie dla rozpiętości są tak samo ważne, jak sama tabela obciążalności prądowej.

Kabel w izolacji napowietrznej na napięcie znamionowe 1 kV, 10 kV, 20 kV, 35 kV Norma Produkty muszą być zgodne z normami GB 12527-2008 i GB14049-2008 oraz Q/320282GAD023. Zastosowania Produkty nadają się do linii transmisyjnych i dystrybucji... Zobacz produkt →

Nasza linia kablowa w izolacji powietrznej pokrywa poziomy 1 kV, 10 kV, 20 kV i 35 kV dla dokładnie tego rodzaju mieszanej trasy miejskiej i wiejskiej.

Praktyki połączeniowe chroniące obciążalność prądową

Aluminium ma problem z reputacją, który jest głównie problemem związanym z jakością wykonania. Kilka zdyscyplinowanych nawyków zapobiega zdecydowanej większości niepowodzeń:

• Oczyścić i wyszczotkować. Szczotkowanie druciane usuwa warstwę tlenku, która odbudowuje się w ciągu kilku minut od wystawienia na działanie powietrza.
• Użyj wymienionego związku. Przeciwutleniacz lub związek kontaktowy spowalnia ponowne utlenianie i poprawia kontakt z powierzchnią.
• Moment obrotowy zgodny ze specyfikacją. Niedokręcenie powoduje powstawanie gorących punktów; nadmierne dokręcenie niszczy żyłki i deformuje występy.
• Dopasuj metale. Złącza muszą być oznaczone jako aluminium lub aluminium pokryte miedzią, a końcówki bimetaliczne powinny wytrzymać każde przejście do miedzi.
• Szanuj środowisko. Drogi mokre, zakopane lub narażone na działanie substancji chemicznych wymagają kurtek i barier przeciwwilgociowych dostosowanych do danego miejsca, takich jak nasze wodoodporne kable szeregowe .

Po pierwszych cyklach nagrzewania i chłodzenia szybka ponowna kontrola momentu obrotowego i skan termograficzny zakończeń wykryje prawie wszystko, co prześlizgnęło się podczas instalacji.

Praktyczna lista kontrolna dotycząca określania aluminium 2/0

1. Potwierdź obciążenie projektowe, włączając współczynnik 125 procent dla pracy ciągłej.
2. Wybierz kolumnę natężenia prądu z najniższej wartości znamionowej zakończenia w obwodzie, która zwykle wynosi 75°C.
3. Zastosuj poprawki otoczenia i liczby przewodów w kolejności wymaganej przez odpowiedni przepis.
4. Sprawdź urządzenie nadprądowe, w tym wszelkie dopuszczalne przekroczenia rozmiaru i jego warunki.
5. Sprawdź spadek napięcia na rzeczywistej długości trasy, a nie na odcinku w linii prostej.
6. Sprawdź materiał końcówek, złącza bimetaliczne i wartości momentu obrotowego dla każdego zakończenia.
7. Zapisz końcową obciążalność na rysunku, aby następny inżynier nie musiał powtarzać pracy.

Przewody aluminiowe są od dziesięcioleci standardowym elementem dystrybucji energii, a 2/0 AWG pozostaje jednym z najbardziej przydatnych rozmiarów w tym asortymencie. Traktuj 135 A w temperaturze 75°C jako punkt wyjścia, zastosuj poprawki wymagane przez instalację i poświęć zakończeniom uwagę, na jaką zasługują, a aluminiowy zasilacz 2/0 będzie działał niezawodnie przez cały okres użytkowania systemu.

Takie podejście stosujemy każdego dnia. Założona w 1988 roku, nasza firma produkuje kable od niskiego napięcia do wysokiego napięcia, w tym kable elektroenergetyczne 0,6/1 kV XLPE i PVC, przewody gołe i napowietrzne, kable sterujące i sprzętowe, a także produkty specjalistyczne do zastosowań ognioodpornych, wysokotemperaturowych i energii odnawialnej. Nasz zespół inżynierów rutynowo sprawdza z klientami obciążalność prądową, obniżenie wartości znamionowych i warunki instalacji przed zaplanowaniem zakupu pojedynczego bębna. Jeśli dobierasz rozmiar nowego podajnika lub wymieniasz istniejący przebieg, prześlij nam szczegóły obciążenia, warunki otoczenia i informacje o trasie, a my potwierdzimy, że rozmiar przewodu i konstrukcja kabla pasują do zadania.