Akkumulátor kábel áramerősség-kapacitási diagram. Az olvadó PVC fanyar illata kísértetiesen emlékeztet arra, hogy a kábelek biztonsági méretezése önmagában nem elegendő. Láttam már világszínvonalú 12V-os egyenáramú rendszerek kudarcát egyszerűen azért, mert a telepítők figyelmen kívül hagyták a feszültségesést - ez kritikus figyelmetlenség a tengeri és ipari építkezéseknél, ahol a szabványos váltakozó áramú vezetékezési szabályok nem érvényesek. Ez az útmutató pontos NEC és ABYC-konform táblázatok mindkét lényeges elemet lefedve: Ampacitás (tűzmegelőzés) és Feszültségcsökkenés (a teljesítmény biztosítása).
Kamada Power 12v 100Ah Lifepo4 akkumulátor 12v 100Ah
12V akkumulátor kábel Ampacity & feszültségesés diagramok (Cheat Sheet)
Amikor a flotta utólagos felszereléséhez vagy egyedi nehéz teherautó-építéshez szükséges kábelek beszerzéséhez olyan adatokra van szüksége, amelyek szkennelhetőek és pontosak. Ezt két táblázatra bontottuk, mivel a biztonságra és a teljesítményre való méretezés két különböző számítás.
A 12 V-os akkumulátor kábelek maximális áramerősségű kapacitásának táblázata (biztonsági határértékek)
Kontextus: Ez a táblázat azt mutatja meg, hogy egy rézkábel mekkora abszolút maximális áramot bír el, mielőtt a szigetelés elkezd romlani vagy megolvadni. Ez a "ne lépje túl" határérték.
Megjegyzés: Ezek a számadatok kiváló minőségű rézkábelt feltételeznek, amelynek 105°C szigetelési besorolás (jellemzően a kiváló minőségű tengeri vagy hegesztő akkumulátorok kábeleire), amelyeket szabad levegőn használnak. Ha szabványos autóipari vezetéket használ (gyakran 60°C vagy 80°C-ra méretezett), vagy forró motorvezetékben kötegeli a vezetékeket, akkor ezeket a számokat jelentősen csökkenteni kell.
| AWG méret | Terület (mm²) | Maximális áramerősség (folyamatos) | Maximális áramerősség (túlfeszültség / 5 másodperc) |
|---|
| 6 AWG | 13,3 mm² | 120 Amper | ~200 Amper |
| 4 AWG | 21,2 mm² | 160 Amper | ~300 Amper |
| 2 AWG | 33,6 mm² | 210 Amper | ~450 Amper |
| 1/0 AWG | 53,5 mm² | 285 Amper | ~600 Amper |
| 2/0 AWG | 67,4 mm² | 330 Amper | ~750 Amper |
| 4/0 AWG | 107 mm² | 445 Amper | 1000+ Amper |
12V-os akkumulátor kábel mérete hossz szerint a 3% feszültségeséshez
Kontextus: Ez az a pont, ahol a legtöbb telepítés kudarcot vall. Csak azért, mert egy 4 AWG vezeték biztonságosan 100 amper szállítása nem jelenti azt, hogy ezt a teljesítményt hatékonyan tudja szállítani 20 lábon keresztül. A oldalon 12V-os akkumulátor rendszerekben az ellenállás az ellenség.
A kritikus elektronikai berendezések (inverterek, navigációs rendszerek, orvosi hűtők) esetében általában maximum 3% feszültségesés.
| Terhelés (Amper) | 0-5 láb | 5-10 láb | 10-15 láb | 15-20 láb |
|---|
| 50A | 6 AWG | 4 AWG | 2 AWG | 2 AWG |
| 100A | 4 AWG | 2 AWG | 1/0 AWG | 2/0 AWG |
| 150A | 2 AWG | 1/0 AWG | 2/0 AWG | 3/0 AWG |
| 200A | 1/0 AWG | 2/0 AWG | 4/0 AWG | 4/0 AWG |
| 300A | 2/0 AWG | 4/0 AWG | Dupla futás | Dupla futás |
Megjegyzés: A 12 V-os rendszerek exponenciálisan vastagabb kábeleket igényelnek, mint a 120 V-os váltakozó áramú rendszerek ugyanannyi energia átviteléhez. Ne próbáljon itt spórolni.
Ampacitás vs feszültségesés a 12V-os akkumulátor kábeleknél: Magyarázat
Ha Ön beszerzési tisztviselő vagy mérnök, aki váltóáramú hálózati rendszerekről egyenáramú akkumulátorrendszerekre vált, az áramerősség és a feszültségesés közötti különbségtétel az a pont, ahol költséges hibák történnek.
Amperkapacitás (a "tűz" határértéke a 12V-os kábeleknél)
Meghatározás: Az áramerősség szigorúan termikus minősítés. Ez az a maximális áram, amelyet egy vezeték folyamatosan el tud vezetni, mielőtt a belső hőtermelés miatt a szigetelés megolvadna vagy kigyulladna.
Analógia: Gondoljon a kábelre úgy, mint egy vízvezetékre. Az amperkapacitás a robbanáspont annak a csőnek. Ha túl sok vizet (áramot) nyomunk át egy túl kicsi csövön, a nyomás addig növekszik, amíg a cső fizikailag meghibásodik. Elektromos szempontból a vezeték úgy viselkedik, mint egy kenyérpirító izzószál - forrón izzik, megolvad a szigetelés, és rövidzárlat keletkezik.
Meghatározás: A feszültségesés az az energiamennyiség, amely hő formájában elvész, ahogy a villamos energia lefelé halad a vezeték hosszában.
Képlet:Feszültségcsökkenés = Áram (I) × ellenállás (R) × hossz
(Ahol I az áram amperben kifejezve, R a vezeték ellenállása lábanként, és Hosszúság az áramkör teljes hossza)
Miért fontos:
Íme egy valós forgatókönyv, amellyel gyakran találkozunk: Egy ügyfél 3000 W-os invertert telepít. 4/0 kábelt használnak, mert az áramerősségtáblázat szerint ez 300 amperig biztonságos. A kábel azonban 15 láb hosszú.
- Az akkumulátor 12,8V-ot nyom.
- The Wire túl nagy ellenállással rendelkezik ezen a távolságon, és 1,5 V-ot veszít.
- Az inverter csak 11,3V-ot kap.
Amikor az inverter 11,3 V-ot lát terhelés alatt, a belső logika azt hiszi, hogy az akkumulátor haldoklik. "Alacsony feszültség riasztást" vált ki, és lekapcsol, még akkor is, ha az akkumulátor valójában tele van. A vezeték nem olvadt meg, de a rendszer meghibásodott.
A 12V-os akkumulátor-kábel amperkapacitását és a feszültségesést befolyásoló tényezők
Nem minden réz egyforma. Amikor egy B2B megrendeléshez vagy egy nagy tétekkel járó projekthez anyagokat határoz meg, az adatlapon három adat számít a legtöbbet.
Szigetelési hőmérsékleti besorolás (75°C vs. 105°C)
Az építőiparban (házakra vonatkozó NEC-szabványok) a vezetékeket általában 75 °C vagy 90 °C-ra méretezik. Az autóipari és tengeri környezetben azonban a környezeti hőmérséklet magasabb.
Mindig ajánljuk 105°C névleges kábel (gyakran nevezik SGT, SGX, vagy Marine UL 1426). Egy 105 °C-os szigetelésű kábel biztonságosan jóval több áramot képes kezelni, mint egy ugyanolyan vastagságú, 75 °C-os kábel, mivel a szigetelés nem olvad meg olyan könnyen. Ez nagyobb biztonsági tartalékot biztosít, ha egy rendszer pillanatnyilag túlterhelődik.
Zsinórszám (rugalmasság vs. vezetőképesség)
Ez a különbség a merev "építődrót" és a rugalmas "akkumulátor kábel" között.
- Épületvezeték (THHN): Néhány vastag rézszálat használ. Merev és hajlamos a munkakeményedésre. Ha hajón vagy járműben használják, az állandó rezgés miatt ezek a vastag szálak végül elpattannak a csatlakozófüleknél.
- Akkumulátor/hegesztőkábel: Több száz (néha több ezer) ultrafinom rézszálat használ (pl. 0,2 mm átmérőjű). Ez a magas szálszám a rezgések lengéscsillapítójaként működik. Emellett sokkal könnyebb a szűk sarkokon átvezetni a motortérben vagy az akkumulátortérben.
OFC vs CCA (A réz minősége számít)
Ez a legkritikusabb figyelmeztetés ebben az útmutatóban: Mindenáron kerülje a rézzel bevont alumíniumot (CCA) a fő akkumulátorok összekötő vezetékéhez.
A CCA alumíniumhuzal vékony rézbevonattal. Olcsóbb és könnyebb, de az alumíniumnak kb. 60% a réz vezetőképessége.
- OFC (oxigénmentes réz): Az arany szabvány. Optimális vezetőképesség és korrózióállóság.
- CCA kockázatok: Az 1/0 OFC-kábellel megegyező áramerősség eléréséhez 3/0 vagy 4/0 CCA-kábelre lenne szükség. Ha a réztáblázatok alapján alulméretezett CCA-kábelt használ, tűzveszélyt okoz. Ezenkívül az alumínium tengeri környezetben sokkal gyorsabban korrodál, mint a réz, ami idővel megnövekedett ellenállást eredményez.
Lépésről lépésre 12V-os akkumulátor vezetékméret kalkulátor
Ne találgasson. Használja ezt az egyszerű munkafolyamatot, hogy mindig helyesen méretezze a kábeleket.
1.Határozza meg az áramot (Amper)
Vegyük a maximális folyamatos terhelési teljesítményt, és osszuk el a rendszer feszültségével (a biztonság kedvéért használjuk a legalacsonyabb üzemi feszültséget, általában 12 vagy akár 10 V-ot).
- Példa: 2000W Inverter ÷ 12V = 166,6 Amper.
2.Határozza meg a kábel teljes hosszát (oda-vissza!)
Ez az a pont, ahol az emberek 50%-je elrontja. A villamos energiának az akkumulátortól a terhelésig és vissza kell jutnia.
- Példa: Ha az inverter 10 lábra van az akkumulátortól, az áramkör hossza 20 láb (10 láb pozitív + 10 láb negatív).
- Konzultáljon a feszültségesés táblázatával
3.Nézze meg a feszültségesés diagramot (2. ábra).
- Egy 166A terhelés esetén egy 20 láb hosszú körút során (használja a 15-20 láb oszlopot), láthatja, hogy 1/0 AWG a határon lehet, míg 2/0 AWG biztonságosan a teljesítményzónában van.
4.Select kábel
Mindig ellenőrizze, hogy a feszültségesés táblázatból kiválasztott termék megfelel-e az amperkapacitási táblázatban (1. ábra) szereplő biztonsági követelményeknek is. (Ebben az esetben a 2/0 AWG biztonságosan kezeli a 330A-t, így könnyedén lefedi a mi 166A terhelésünket).
Következtetés
Egy energiarendszer tervezésekor a kábeleknél nem szabad spórolni. Ha $20 vékonyabb vezetéken spórol, azzal $2000 rendszerhibát - vagy rosszabb esetben tüzet - kockáztathat.
A 12V-os kábelezés aranyszabálya egyszerű: Először számítsa ki a feszültségesést. Ha a kábel elég vastag ahhoz, hogy megakadályozza a feszültségesést, akkor szinte biztos, hogy elég vastag ahhoz, hogy biztonságosan kezelje az áramerősséget. És ha kétségek merülnek fel? Válasszon egy mérettel vastagabbat. Ez olcsó biztosítás a nyugalmáért.
Kapcsolat Kamada Power az akkumulátor mérnöki csapatunknak, hogy tervezzen egy testreszabott 12v akkumulátor Az Önre szabott megoldás.
GYIK
Mi a különbség a 2/0 AWG és a 00 AWG között?
Nincs különbség; pontosan ugyanolyan méretűek. A "Két-ötszörös" gyakran 2/0-nak vagy 00-nak írják. Megkülönböztetendő a 2 AWG, ami sokkal vékonyabb.
Használhatok hegesztőkábelt az akkumulátorkábelekhez?
Igen, és sok szakember ezt preferálja. A hegesztőkábel (gyakran K osztályú) jellemzően nagyobb sodratszámmal és rugalmas EPDM gumiköpennyel rendelkezik, amely jobban ellenáll az olajnak, a zsírnak és a vágásoknak, mint a szabványos PVC akkumulátor kábel. Amíg tiszta rézből készül, gyakran meghaladja a szabványos akkumulátor kábel specifikációit. Csak győződjön meg róla, hogy a szigetelés a környezetnek megfelelő (olajjal/gázzal szembeni ellenállás), ha motortérben használják.
Hány amperrel bír el egy 4 AWG vezeték 12 volton?
Ez teljes mértékben a hosszától függ.
- A biztonság érdekében (amperkapacitás): Egy rövid 4 AWG rézkábel biztonságosan kezelhet nagyjából 135-160 Amper olvadás nélkül.
- Teljesítmény (feszültségesés): Ha ez a kábel 15 láb hosszú, akkor csak kb. 50 Amper keresztül. Ha ennél több, akkor a feszültségesés valószínűleg a készülékek rosszul fognak működni.
Lehet két kisebb kábelt futtatni egy nagy kábel helyett?
Igen, ezt hívják párhuzamos kábelezésnek. Például két 1/0-s kábel elméletileg képes egy 4/0-s kábel áramát elvinni. Biztosítania kell azonban, hogy mindkét kábel pontosan azonos hosszúságú és azonos csatlakozásokkal rendelkezik. Ha az egyik kábelnek valamivel kisebb az ellenállása, akkor az "elszívja" az áramot, túlmelegszik, és esetleg meghibásodik, így a második kábel viseli a teljes terhelést (és ezt követően meghibásodik). Általában biztonságosabb és tisztább egyetlen, megfelelően méretezett kábelt használni.