Mit jelent az AWG? Átmérő és AMP táblázat az akkumulátor rendszerekhez. Ön egy csúcsminőségű akkumulátorrendszert választott, de a teljesítmény elmarad, és az inverter folyamatosan kiold. Mi a baj? Tízből kilencszer a bűnös a leginkább figyelmen kívül hagyott alkatrész: maga az akkumulátorkábel.
A rossz drótméret használata a katasztrófa receptje. Nem csak a hatékonyságot veszíti el a feszültségesés miatt, hanem a túlmelegedés miatt komoly tűzveszélyt is okoz. Láttunk már több millió dolláros projekteket, amelyek majdnem kisiklottak az olcsó, alulméretezett réz miatt. Ez az útmutató megmagyarázza az amerikai huzalméretet (AWG), és megadja az alapvető módszereket a kábelek méretezéséhez a csúcsteljesítmény és a biztonság érdekében.
Kamada Power 51.2v 200Ah 10kWh Powerwall akkumulátor
20kWh 400V-os nagyfeszültségű, egymásra helyezhető akkumulátor
20kWh szerver Rack akkumulátor
Mit jelent az AWG?
A lényege, AWG az amerikai vezetékméret rövidítése. Ez a szabványos rendszer, amelyet Észak-Amerikában mindenki használ a tömör, kerek, elektromosan vezető huzal átmérőjének mérésére.
Az első dolog, amit nem szabad elfelejtened, az a fordított viszony, ami elsőre kissé visszásnak tűnik: minél kisebb az AWG szám, annál vastagabb a vezeték..
Gondoljon erre úgy, mint a golf pontszámokra - az alacsonyabb szám jobb. Ez megmagyarázza, hogy miért sokkal vékonyabb egy 4 AWG vezeték, mint egy masszív 4/0 (ezt úgy mondanák, hogy "négyes") AWG kábel, amelyet nagy akkumulátorbankok csatlakoztatására használnak. Ennek az ellenkező értelmű szabálynak a megismerése az első és legkritikusabb lépés.
Ez a szabvány természetesen nem a semmiből bukkant elő. A Brown & Sharpe cégtől származik, még a 19. században. Ma az ASTM (American Society for Testing and Materials) szabványosítja, ezért egy texasi mérnök megadhat egy 2 AWG-s kábelt, és tudhatja, hogy az megfelel egy Németországban gyártott alkatrész specifikációjának.
AWG átmérő és áramerősség (AMP) táblázat Mestersége
Rendben, térjünk át a dolgok gyakorlati oldalára. Ezeknek a táblázatoknak a megértése választja el a jó telepítést a nagyszerűtől.
AWG átmérő átváltási táblázat
Először is, segít szemléltetni, mennyire különbözőek ezek a mérőműszerek. Íme egy gyors referencia az akkumulátorrendszerekben előforduló gyakori méretekről.
| AWG méret | Átmérő (hüvelyk) | Átmérő (mm) |
|---|
| 4/0 | 0.460″ | 11,68 mm |
| 3/0 | 0.410″ | 10,40 mm |
| 2/0 | 0.365″ | 9,27 mm |
| 1/0 | 0.325″ | 8,25 mm |
| 2 | 0.258″ | 6,54 mm |
| 4 | 0.204″ | 5,19 mm |
| 6 | 0.162″ | 4,11 mm |
| 8 | 0.128″ | 3,26 mm |
A kritikus koncepció: Feszültségcsökkenés: Amperkapacitás vs. feszültségesés
Ez az a pont, ahol sok zavart látunk, még a tapasztalt profiknál is. A vezeték megfelelő méretezése valójában két kulcsfontosságú tényező közötti egyensúlyozás: Ampacitás és Feszültségcsökkenés.
Ampacitás a biztonsági szám. Gondoljon rá úgy, mint az abszolút maximális áramra, amelyet egy vezeték elbír, mielőtt a szigetelés olvadni kezd, és tűzveszélyessé válik. A Nemzeti Elektromos Szabályzat (NEC) határozza meg ezeket a számokat, és ezek nem alkuképesek.
Feszültségcsökkenésazonban minden a teljesítményről szól. Minden méternyi vezetéknek van ellenállása. Ahogy az áram átfolyik rajta, egy kis feszültséget veszít. Egy 230V-os váltakozó áramú rendszerben kit érdekel, hogy egy-két voltot veszítünk? De egy 48V-os egyenáramú akkumulátoros rendszerben ugyanez a 2 voltos csökkenés hatalmas 4% energiát jelent, ami még azelőtt eltűnik, hogy elérné a terhelést. Ez nagy dolog.
Tapasztalataink szerint, a feszültségesés szinte mindig az a tényező, amely a vezeték méretét diktálja a kisfeszültségű egyenáramú rendszerekben. Az inverterednek, a motorvezérlődnek, az összes drága berendezésnek van egy minimális feszültség, amit látnia kell. Ha a feszültség túl alacsony, mert a kábelek túl hosszúak vagy túl vékonyak, a berendezés vagy alulteljesít, vagy egyszerűen kikapcsol.
AWG Ampacitási Gyorstájékoztató táblázat
Ez a táblázat tartalmazza azokat a biztonsági osztályzatokat, amelyekről az imént beszéltünk. De ne feledje, hogy ez a maximális biztonság, nem pedig az optimális hatékonyság.
| AWG méret | Keresztmetszet (mm²) | Kapacitás (Amper)* |
|---|
| 4/0 | 107 | 380 A |
| 2/0 | 67.4 | 283 A |
| 1/0 | 53.5 | 245 A |
| 2 | 33.6 | 170 A |
| 4 | 21.2 | 128 A |
| 6 | 13.3 | 80 A |
| 8 | 8.37 | 55 A |
90 °C-os névleges rézhuzal alapján, szabad levegőn, az NEC 310.16. táblázatának megfelelően. Ez egy általános referenciapont, de mindig ellenőrizze a helyi előírásokat és az alkalmazási sajátosságokat.
Kisfeszültségű egyenáramú akkumulátoros rendszerek kábelezése
Ügyfél reflektorfényben: Napenergia és energiatárolás
Tegyük ezt valósággá. Egy gyakori forgatókönyv, amellyel foglalkozunk, egy 48 V-os LiFePO4 akkumulátorbank csatlakoztatása egy 5000 wattos inverterhez egy Kereskedelmi energiatároló rendszer (ESS). Tegyük fel, hogy a kábelfutás 10 láb egyirányú.
Először is meg kell találni az áramot: Az áram (I) = teljesítmény (P) / feszültség (V). Ennél a beállításnál az 5000W / 48V kb. 104 Amper.
Most nézze meg az áramerősségtáblázatot. A 6 AWG vezeték 80A-t kezel (nem elég), a 4 AWG pedig 128A-t (jól néz ki). Tehát a 4 AWG-t választja, igaz? Nem olyan gyorsan. Ellenőriznie kell a feszültségesést. Egy 4 AWG kábel 104A-nál 10 lábon keresztül körülbelül 0,21V, azaz 0,44% feszültségesést eredményez. Ez kiváló. De mi van akkor, ha ez a kábelfutás 25 láb lenne? Most már több mint 1% a feszültségesés, és a teljesítmény kezdhet szenvedni. Ha 6 AWG-vel próbált volna boldogulni, a csepp borzalmas lenne, és a kábel veszélyesen felforrósodna. Ez a kompromisszum: egy vastagabb kábel, mint például a 2/0 AWG, többe kerül, de ez a biztosítéka annak, hogy megkapja az elvárt teljesítményt és biztonságot.
A strandolás jelentősége
Az akkumulátorkábelekhez a következőket kell használni sodort huzal, nem tömör mag. A történet vége. A két nagy ok a rugalmasság és a tartósság. A sodrott huzal, különösen a rendkívül rugalmas K osztályú típus, elviseli az ipari targoncáknál tapasztalható állandó rezgést, tengeri akkumulátor rendszereket, bármi mást - törés nélkül. Emellett sokkal könnyebb vele dolgozni a szűk helyeken.
Alternatív szabvány: Átváltás: A metrikus mm² átváltás
Európai berendezésekkel foglalkozik? Valószínűleg négyzetmilliméterben (mm²) megadott vezetékméreteket fog látni. Nincs tökéletes átváltás, de itt van néhány közeli egyenérték, amit érdemes szem előtt tartani:
- 1/0 AWG ≈ 50 mm² (technikailag 53,5)
- 2 AWG ≈ 35 mm² (technikailag 33,6)
- 4 AWG ≈ 25 mm² (technikailag 21.2)
- 6 AWG ≈ 16 mm² (technikailag 13.3)
Első a biztonság: A Battery Expert 3 lépéses méretezési számítása
Kétség esetén ezt a háromlépcsős eljárást alkalmazzuk belsőleg.
1. lépés: A maximális folyamatos áram meghatározása
Nem lehet a csúcsterhelésre méretezni. Bármilyen folyamatos terheléshez (az NEC szerint minden, legalább 3 órán át tartó terhelés) biztonsági pufferre van szükség. Az 125% szabály a szakmai szabvány. Szükséges áramerősség = Max folyamatos amper x 1,25
A 104A-s inverterünket használva: 104A x 1,25 = 130A. Ebből az következik, hogy legalább 130A-ra méretezett vezetékre van szükségünk, ami azonnal 4 AWG-t tesz ki, és 2 AWG vagy nagyobb méretűre kényszerít minket.
2. lépés: A feszültségesés kiszámítása
Minden kritikus egyenáramú rendszer esetében a feszültségesést úgy kell tartani, hogy 3% alatt. Használjon online feszültségesés-számológépet. Adja meg a feszültségét, az 1. lépésből származó áramerősségét és a vezeték távolságát. A kalkulátor kiköpi a minimális AWG-t, hogy megfeleljen a célnak. A végső választás az, amelyik huzal vastagabb az 1. vagy a 2. lépésből.
3. lépés: Ellenőrizze a környezeti deratinget
Egy csomó kábelt futtat egy vezetékben? A rendszer forró környezetben van, tartósan 30 °C (86 °F) fölött? Mindkettő nagyobb hőt jelent, ami csökkenti a vezeték valós áramerősségét. Ezekben az esetekben a kábelt "csökkenteni" kell - ami csak egy divatos kifejezés arra, hogy a biztonság kedvéért a következő vastagabb mérőszámra kell növelni.
Következtetés
A lényeg: a vezetékezés tartja össze a rendszert. A kisfeszültségű akkumulátorok, a feszültségesés méretezése ugyanolyan kritikus, mint az amperkapacitás méretezése-Így kapja meg a teljes teljesítményt, amiért fizetett. Mindig megfelelően olvassa be a rendszert, mivel minden részlet számít.
Ez a rendszerszintű gondolkodás áll tevékenységünk középpontjában. Ha az Ön projektje többet igényel egy kész elemnél, csapatunk a következők létrehozására specializálódott egyedi akkumulátor megoldások. Az Ön pontos feszültség-, áram- és teljesítményigényeire szabott csomagokat tervezünk, biztosítva, hogy minden alkatrész tökéletes harmóniában működjön. Kapcsolatfelvétel az Ön energiaellátási megoldásának megtervezéséhez, már a kezdetektől fogva.
GYIK
1. Milyen AWG vezetékre van szükségem egy 200 amperes akkumulátorrendszerhez?
200 amper esetén a 2/0 vagy 3/0 AWG-jű vezetékekkel kell kezdenie. A helyes válasz a feszültségtől és a távolságtól függ. Egy 200A terhelés egy 12V-os rendszerben mindössze 10 láb hosszúságban egy masszív 4/0 kábelre lenne szükség, hogy a feszültségesés ésszerű maradjon. De 48V-nál valószínűleg megúszhatja egy kisebb 2/0-s kábellel ugyanehhez a futtatáshoz.
2. Használhatok kisebb vezetéket, ha a távolság nagyon rövid?
Lehet, de óvatosnak kell lenned. Egy igazán rövid vezeték esetében - néhány hüvelykről beszélünk a gyűjtősíntől a biztosítékig - a vezeték méretét gyakran csak az amperhatás alapján is meg lehet határozni. De akkor is meg kell győződnie arról, hogy a feszültségesés elfogadható az alkatrészek számára, és hogy az NEC 125% szabályát követi a folyamatos terhelésekre.
3. Mi történik, ha túl kicsi az akkumulátorkábelem?
Két fő problémával állsz szemben. Először is, a teljesítmény meghal. A feszültségcsökkenés miatt a berendezés éhezni fog, ami teljesítménycsökkenést vagy egyszerűen leállást okoz. Ez egy hatalmas szűk keresztmetszet. A második, és sokkal súlyosabb a tűzveszély. A sok ellenállás hővé alakul. Egy alulméretezett kábel eléggé felmelegedhet ahhoz, hogy megolvadjon a szigetelése, ami rövidzárlatot okozhat. Így keletkezik a tűz.
4. Mi a különbség az AWG és SAE huzalok között?
A járművekben SAE (Society of Automotive Engineers) vezetéket fog látni. A legfontosabb különbség a mérési módjukban rejlik. A SAE-előírások csak magát a rézvezeték területét vizsgálják. Az AWG szabvány a teljes vezetékátmérőn alapul. Ez az Ön számára azt jelenti, hogy ugyanahhoz a mérőszámhoz képest az SAE vezeték általában valamivel kisebb, és nem képes annyi áramot kezelni, mint az AWG megfelelője. Semmiképpen sem szeretné összekeverni őket.