#3 Объяснение мощности THHN: что на самом деле означают 115 ампер для реальных установок

Проектировщик передает вам однолинейную схему: фидер на 100 А на расстоянии примерно 150 футов от панели до блока на крыше, подключенный тремя медными проводниками № 3 THHN в EMT. Кто-то сверяется с таблицей токов, видит в столбце 90°C значение 115 А и отписывается. Спустя несколько месяцев проводник становится теплее, чем ожидалось, и возникает вопрос, было ли когда-либо правильное значение для использования 115 А.

Обычно этого не было, не само по себе. Для меди #3 THHN ток 115 А является верхним пределом, который предполагает, что клеммы рассчитаны на температуру 90°C на обоих концах, температуру окружающей среды 30°C, не более трех токоведущих проводников в дорожке качения и отсутствие снижения номинальных характеристик. При сравнении с реальной установкой полезный ток обычно находится в диапазоне от 85 А до 100 А, а падение напряжения на длинных участках часто приводит к тому, что конструкция достигает #2 AWG раньше, чем это делает токовая нагрузка. Вот откуда берется каждое число.

Что на самом деле говорят таблицы допустимой нагрузки для № 3 THHN

THHN — это строительный провод на напряжение 600 В с изоляцией из термопластика 90°C и нейлоновой оболочкой. Его токовая нагрузка взята из таблицы NEC 310.16, в которой перечислены три столбца температур, поскольку допустимый ток зависит от проводника, изоляции и клемм вместе взятых. Медь и алюминий одного и того же размера 3 AWG проводят разный ток.

Колонка с температурой 90°C не является обещанием; это отправная точка для снижения номинальных характеристик, и она достижима только в том случае, если обе клеммы рассчитаны на температуру 90°C. На фидере на 100 А определяющим значением почти всегда является число 75°C, поэтому медные пары № 3 естественным образом соединяются с выключателем на 100 А и почему 115 А указывается без каких-либо условий.

Завершения устанавливают реальный потолок

NEC 110.14(C) устанавливает столбец температуры, который вы можете использовать. Для цепей с номиналом 100 А или менее токовая нагрузка должна быть взята из столбца 60°C, если только оборудование не указано и не идентифицировано для более высокой температуры.

Почему 75°C — рабочее число?

Большинство современных щитов, выключателей в литом корпусе и разъединителей маркированы для проводников с температурой 75°C, поэтому столбец с температурой 75°C становится практическим потолком: 100 А для меди №3 THHN. Значение 90°C по-прежнему имеет значение, поскольку снижение номинальных характеристик начинается с самого высокого номинала проводника, а проводник с температурой 90°C поглощает поправки окружающей среды и пучка, чего не может сделать проводник с температурой 75°C.

Где оборудование, работающее при температуре 90°C, меняет ответ

Некоторое оборудование для подключения промышленных распределительных устройств и двигателей указано для проводников, рассчитанных на температуру 90 °C, и в этих цепях по закону можно использовать полный ток 115 А после применения снижения номинальных характеристик. Надежным тестом является этикетка внутри корпуса: если на ней указано 75°C, то ток 115 А вам недоступен.

Снижение номинальных характеристик в зависимости от температуры окружающей среды и количества проводников

NEC 310.15 применяет две поправки к табличному значению: коэффициент температуры окружающей среды и поправку на более чем три токоведущих проводника в кабельной дорожке или кабеле. Оба значения рассчитаны на основе номинала проводника THHN при температуре 90°C.

• Окружающая среда, 90°C, проводник: 31–35°C, коэффициент 0,96; 36–40°С – 0,91; 41–45°С – 0,87; 46–50°С, 0,82.
• Число проводников: 4–6 токоведущих жил – 0,80; 7–9, 0,70; 10–20, 0,50.
• Температура окружающей среды, проводник 75°C: 0,94, 0,88, 0,82 и 0,75 в тех же диапазонах.

Возьмем кабельную трассу на крыше с температурой 40°C, по которой проходят четыре токоведущих медных проводника №3. Из столбца 90°C — 115 А × 0,91 × 0,80 = около 84 А. Из столбца 75 °C, чего обычно требует правило терминирования, — 100 А × 0,88 × 0,80 = около 70 А. Именно этот зазор и является основной причиной появления проводников на 90°C на горячих крышах, и именно поэтому указание 115 А без учёта снижения номинальных характеристик вводит в заблуждение: один и тот же проводник выдерживает примерно 84 А или примерно 70 А в зависимости от клемм.

Падение напряжения определяет размер раньше, чем ток

На высоте примерно 100 футов падение напряжения обычно имеет решающее значение, а не токовая нагрузка. Медь №3 AWG имеет сопротивление постоянному току 0,245 Ом на 1000 футов при температуре 75°C, а однофазное падение равно удвоенному значению, умноженному на длину в одном направлении, умноженному на ток.

При токе 100 А на высоте 150 футов это составляет около 7,4 В, или 3,1% от напряжения питания 240 В, что уже соответствует пределу, рекомендованному в примечаниях к NEC 210.19(A). Переход к медному проводу №2 с сопротивлением 0,194 Ом на 1000 футов снижает падение примерно до 2,4% и повышает токовую нагрузку при 75°C до 115 А. На трассе длиной 150 футов зачастую решающее значение имеет увеличение на один размер, а не доступность колонки 90°C.

Медь против алюминия №3 THHN

Алюминий №3 THHN легче и дешевле на фут, но он пропускает меньший ток и требует другого оборудования. Его номинальный ток составляет 75 А при температуре столбца 75°C и 85 А при 90°C, поэтому для фидера на 100 А из алюминия требуется номер AWG №1, а не №3, что сводит на нет большую часть экономии и занимает больше места в кабелепроводе.

Завершения заслуживают не меньшего внимания. Для алюминия требуются наконечники, идентифицированные как алюминиевые, или оборудование двойного номинала AL9/CU9, антиоксидантный состав на матовом голом алюминии и момент затяжки в соответствии со значением, указанным на наконечнике. Медь №3 более щадящая при модернизации, поскольку существующие наконечники могут не иметь двойного номинала, а повторную затяжку после термоциклирования трудно запланировать.

Пределы заполнения и вытягивания кабелепровода

Три проводника THHN № 3 занимают примерно 0,29 квадратных дюймов, а изолированное заземление № 8 увеличивает площадь пучка примерно до 0,33 квадратных дюймов при допуске на заполнение 40%, составляющем около 0,35 квадратных дюймов для 1-дюймового ЕМТ. Это законно, но не оставляет места для будущей схемы, поэтому многие установщики увеличивают размер до 1-1/4 дюйма.

Натяжение натяжения, радиус изгиба и давление на боковую стенку проверяются по опубликованным значениям. Три или более изгиба на 90 градусов за одно натяжение обычно требуют точки натяжения, а номинальная температура изоляции ограничивает, насколько сильно можно тянуть проводник, прежде чем оболочка деформируется.

Когда проект не регулируется NEC

За пределами Северной Америки категория продуктов THHN не существует, а токовая нагрузка указана в стандарте IEC 60364-5-52, а не в таблице 310.16. Проводники указаны в квадратных миллиметрах, поэтому проводник 3 AWG находится между стандартными размерами 25 мм² и 35 мм², а допустимый ток зависит от эталонного метода: свободный воздух, кабелепровод на стене или закопанный в землю. Для меди сечением 25 мм² с изоляцией из ПВХ опубликованные значения составляют примерно от 95 до 105 А.

Хотя логика та же. Одножильный провод с ПВХ-изоляцией на напряжение 450/750 В выполняет ту же работу, что и THHN в распределительной панели в Северной Америке. руководство по выбору кабеля низкого напряжения показывает, когда он проходит одновременно по размерам и стандартам.

Кабель на 450/750 В с ПВХ-изоляцией для проводки зданий и оборудования Удобный вход для обычной низковольтной стационарной проводки, силовых и осветительных цепей, а также подключения оборудования с помощью кабеля 450/750 В с ПВХ-изоляцией. Посмотреть продукт →

Для фидеров на одном и том же рынке медный/ПВХ/ПВХ кабель 0,6/1 кВ покрывает один и тот же класс цепи на 100 А с вариантами бронирования и экранирования, которые обычно требуются в условиях прокладки.

Многожильный небронированный силовой кабель CU/PVC/PVC 0,6/1 кВ Для низковольтных фидеров, требующих нескольких проводников в одной сборке, с изоляцией и оболочкой из ПВХ, подходящих для подземных, канальных или внутренних трасс. Посмотреть продукт →

Варианты конструкции, которые превосходят показатели допустимой нагрузки

Эквивалент запаса в 90°C, который делает THHN привлекательным, обусловлен изоляцией из сшитого полиэтилена, а не температурным столбцом. Кабель 0,6/1 кВ с изоляцией из сшитого полиэтилена рассчитан на температуру проводника 90°C, поэтому он сохраняет полезную токовую нагрузку после внесения поправок на окружающую среду и группировку таким же образом. Производители работают в соответствии со стандартами IEC и GB, включая устоявшиеся производитель проводов и кабелей , обычно предлагают конструкции из ПВХ и сшитого полиэтилена в рамках одной и той же программы 0,6/1 кВ.

Многожильный небронированный кабель с изоляцией из сшитого полиэтилена CU/XLPE/PVC, 0,6/1 кВ Для низковольтных сетей, требующих нескольких проводников, с изоляцией из сшитого полиэтилена, рассчитанной на температуру 90°C, и оболочкой из ПВХ для стационарной внутренней или наружной установки в воздуховодах или непосредственно в земле. Посмотреть продукт →

В туннелях, стояках и других ограниченных маршрутах огнестойкие и малодымные безгалогенные соединения изменяют последствия пожара и токсичности гораздо больше, чем они изменяют токовую нагрузку, и обычно стоит принять небольшое снижение номинальных характеристик.

Контрольный список размеров для № 3 THHN

1. Подтвердите номинальную температуру подключения внутри каждого корпуса на участке и примите 75°C, если не указано иное.
2. Прочтите токовую нагрузку в соответствующем столбце: 100 А для меди №3 при 75°C, 115 А при 90°C.
3. Подсчитайте проводники с током и примените поправочный коэффициент 0,80, 0,70 или 0,50.
4. Примените поправочный коэффициент окружающей среды для самого горячего места, через которое проходит кабельный канал.
5. Проверьте падение напряжения на фактической длине в одну сторону, а не на прямолинейном расстоянии на плане.
6. Прежде чем переходить к ЕМТ на 1 дюйм, проверьте заполнение кабелепровода, радиус изгиба и натяжение.

Ничто из этого не делает #3 THHN плохим выбором; это делает его конкретным. Значение 115 А применимо к узкому набору условий, 100 А соответствует обычному случаю с клеммами, рассчитанными на температуру 75°C, а снижение номинальных характеристик или падение напряжения могут привести к еще большему снижению полезного значения. Выбор размера на основе условий, которые вы можете проверить, а не на основе максимального числа в таблице, является тем, что позволяет фидеру оставаться в пределах номинального значения на протяжении всего срока службы установки.