Tabuľka kapacitného prúdu batériového kábla. Sýta vôňa topiaceho sa PVC je strašidelnou pripomienkou toho, že samotné dimenzovanie káblov na bezpečnosť nestačí. Videl som, ako zlyhali prvotriedne 12 V jednosmerné systémy len preto, že inštalatéri ignorovali pokles napätia - kritické nedopatrenie v námorných a priemyselných stavbách, kde neplatia štandardné pravidlá pre striedavé vedenie. Táto príručka poskytuje presné Tabuľky v súlade s normami NEC a ABYC pokrývajúce obidve základné veci: Ampacita (prevencia požiarov) a Pokles napätia (zabezpečenie výkonu).
Kamada Power 12v 100Ah Lifepo4 batéria
Ampacitné grafy a grafy poklesu napätia 12V káblov batérie (kontrolný hárok)
Pri obstarávaní káblov pre modernizáciu vozového parku alebo zákazkovú stavbu pre veľké zaťaženie potrebujete údaje, ktoré sa dajú skenovať a sú presné. Rozdelili sme to do dvoch tabuliek, pretože dimenzovanie na bezpečnosť a dimenzovanie na výkon sú dva rôzne výpočty.
Tabuľka maximálnej kapacity prúdu pre 12V batériové káble (bezpečnostné limity)
Kontext: Táto tabuľka udáva absolútne maximálny prúd, ktorý môže medený kábel prenášať, kým sa izolácia nezačne degradovať alebo roztaviť. Toto je vaša hranica "neprekračuj".
Poznámka: Tieto údaje predpokladajú vysokokvalitný medený kábel s Hodnota izolácie 105 °C (typické pre vysokokvalitné lodné alebo zváracie batériové káble), ktoré sa používajú na voľnom vzduchu. Ak používate štandardné automobilové káble (často dimenzované na 60 °C alebo 80 °C) alebo zväzky káblov v horúcom motorovom potrubí, musíte tieto čísla výrazne znížiť.
| Veľkosť AWG | Plocha (mm²) | Maximálny prúd (nepretržitý) | Maximálny prúd (prepätie/nárazový prúd 5 sekúnd) |
|---|
| 6 AWG | 13,3 mm² | 120 ampérov | ~200 ampérov |
| 4 AWG | 21,2 mm² | 160 ampérov | ~ 300 ampérov |
| 2 AWG | 33,6 mm² | 210 ampérov | ~450 ampérov |
| 1/0 AWG | 53,5 mm² | 285 ampérov | ~600 ampérov |
| 2/0 AWG | 67,4 mm² | 330 ampérov | ~750 ampérov |
| 4/0 AWG | 107 mm² | 445 ampérov | 1000+ ampérov |
Veľkosť kábla 12V batérie podľa dĺžky pre 3% pokles napätia
Kontext: Práve tu väčšina inštalácií zlyháva. Len preto, že 4 AWG vodič môže bezpečne niesť 100 ampérov neznamená, že dokáže tento výkon efektívne dodať na vzdialenosť 20 stôp. Na stránke . 12V batéria systémy, odpor je nepriateľ.
V prípade kritickej elektroniky (meniče, navigačné systémy, chladničky pre lekárske účely) je vo všeobecnosti potrebná maximálna hodnota 3% pokles napätia.
| Zaťaženie (ampéry) | 0-5 stôp | 5-10 stôp | 10-15 stôp | 15-20 stôp |
|---|
| 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 | Dvojitý beh | Dvojitý beh |
Poznámka: 12 V systémy si vyžadujú exponenciálne hrubšie káble ako 120 V striedavé systémy na prenos rovnakého množstva energie. Nesnažte sa tu ušetriť.
Ampacita vs. úbytok napätia pre 12V batériové káble: Vysvetlenie
Ak ste obstarávateľom alebo inžinierom, ktorý prechádza zo systémov striedavého prúdu na systémy jednosmerného prúdu, rozdiel medzi kapacitou a poklesom napätia je miestom, kde dochádza k nákladným chybám.
Ampacita (požiarny limit pre káble 12V)
Definícia: Ampacita je výlučne tepelná hodnota. Je to maximálny prúd, ktorý môže vodič nepretržite prenášať, kým vnútorné teplo nespôsobí roztavenie izolácie alebo požiar.
Analógia: Predstavte si kábel ako vodovodné potrubie. Ampacita je bod prasknutia tohto potrubia. Ak tlačíte príliš veľa vody (prúdu) cez príliš malé potrubie, tlak narastá, až kým potrubie fyzicky nezlyhá. Z elektrického hľadiska sa vodič správa ako vlákno hriankovača - rozžeraví sa, roztopí sa izolácia a máte skrat.
Definícia: Pokles napätia je množstvo energie, ktoré sa stráca ako teplo pri prenikaní elektrickej energie po dĺžke vodiča.
Vzorec:Úbytok napätia = prúd (I) × odpor (R) × dĺžka
(Kde I je prúd v ampéroch, R je odpor drôtu na stopu a Dĺžka je celková dĺžka obvodu)
Prečo je to dôležité:
Tu je reálny scenár, s ktorým sa často stretávame: Zákazník si nainštaluje 3000W menič. Použije kábel 4/0, pretože podľa ampérovej tabuľky je bezpečný pre 300 ampérov. Kábel je však dlhý 15 metrov.
- Batéria tlačí 12,8 V.
- The Wire má na tejto vzdialenosti príliš veľký odpor a stráca 1,5 V.
- Menič dostáva len 11,3 V.
Keď menič vidí 11,3 V pri záťaži, jeho vnútorná logika si myslí, že batéria vymiera. Spustí "alarm nízkeho napätia" a vypne sa, aj keď je batéria v skutočnosti plná. Drôt sa neroztopil, ale systém zlyhal.
Faktory ovplyvňujúce kapacitu a pokles napätia 12V kábla batérie
Nie všetka meď je rovnaká. Pri špecifikácii materiálov pre B2B zákazku alebo projekt s vysokou hodnotou sú najdôležitejšie tri údaje na dátovom liste.
Teplotné hodnotenie izolácie (75 °C vs 105 °C)
V stavebníctve (normy NEC pre rodinné domy) je vodič zvyčajne dimenzovaný na 75 °C alebo 90 °C. V automobilovom a námornom prostredí sú však teploty okolia vyššie.
Vždy odporúčame Kábel s menovitou teplotou 105 °C (často označované ako SGT, SGX alebo Marine UL 1426). Kábel s izoláciou 105 °C môže bezpečne zvládnuť podstatne väčší prúd ako kábel s rovnakým prierezom a teplotou 75 °C, pretože izolácia sa tak ľahko neroztopí. To vám dáva lepšiu bezpečnostnú rezervu, ak je systém krátkodobo preťažený.
Počet vlákien (flexibilita vs. vodivosť)
To je rozdiel medzi tuhým "stavebným drôtom" a pružným "káblom batérie".
- Stavebný drôt (THHN): Používa niekoľko hrubých medených vlákien. Je tuhá a náchylná na tvrdnutie pri práci. Ak sa používa na lodi alebo vo vozidle, neustále vibrácie nakoniec spôsobia, že sa tieto hrubé vlákna zlomia na koncovkách.
- Batéria/zvárací kábel: Používa stovky (niekedy tisíce) veľmi jemných medených vlákien (napr. s priemerom 0,2 mm). Tento vysoký počet vlákien pôsobí ako tlmič vibrácií. Je tiež oveľa jednoduchšie viesť ho cez úzke rohy v motorovom priestore alebo v priestore batérie.
OFC vs CCA (na kvalite medi záleží)
Toto je najdôležitejšie upozornenie v tejto príručke: Za každú cenu sa vyhnite medenému hliníku (CCA) pre hlavné prepojenia batérií.
CCA je hliníkový drôt s tenkou vrstvou medi. Je lacnejší a ľahší, ale hliník má približne 60% vodivosť medi.
- OFC (bezkyslíková meď): Zlatý štandard. Optimálna vodivosť a odolnosť proti korózii.
- Riziká CCA: Ak chcete získať rovnakú prúdovú zaťažiteľnosť ako kábel 1/0 OFC, budete potrebovať kábel 3/0 alebo 4/0 CCA. Ak použijete poddimenzovaný kábel CCA na základe medených tabuliek, vytvárate nebezpečenstvo požiaru. Okrem toho hliník v morskom prostredí koroduje oveľa rýchlejšie ako meď, čo časom vedie k zvýšenému odporu.
Kalkulátor veľkosti vodičov 12V batérie krok za krokom
Nehádajte. Pomocou tohto jednoduchého pracovného postupu vždy správne dimenzujte káble.
1.Určiť prúd (v ampéroch)
Vezmite maximálny trvalý záťažový výkon a vydeľte ho napätím systému (pre istotu použite najnižšie prevádzkové napätie, zvyčajne 12 V alebo dokonca 10 V).
- Príklad: 2000W menič ÷ 12V = 166,6 A.
2.Určite celkovú dĺžku kábla (tam a späť!)
Toto je miesto, kde 50% ľudí robí chyby. Elektrina musí prejsť z batérie do záťaže a späť.
- Príklad: Ak je menič vzdialený 10 stôp od batérie, dĺžka vášho obvodu je 20 stôp (10 stôp pozitívneho + 10 stôp negatívneho).
- Pozrite si graf poklesu napätia
3.Pozrite sa na graf poklesu napätia (graf 2 vyššie).
- Pri zaťažení 166 A na 20 stôp (použite stĺpec 15-20 stôp) môžete vidieť, že 1/0 AWG môže byť na hrane, zatiaľ čo 2/0 AWG vás bezpečne umiestni do výkonnostnej zóny.
4.Select Cable
Vždy si overte, či váš výber z tabuľky úbytku napätia spĺňa aj bezpečnostné požiadavky uvedené v tabuľke amperickej kapacity (tabuľka 1). (V tomto prípade 2/0 AWG bezpečne zvládne 330 A, takže bez problémov pokryje našu záťaž 166 A).
Záver
Pri navrhovaní napájacieho systému nie je vhodné šetriť na kábloch. Úspora $20 na tenších vodičoch môže znamenať riziko zlyhania systému - alebo ešte horšie, požiaru.
Zlaté pravidlo zapojenia 12V je jednoduché: Najprv vypočítajte úbytok napätia. Ak je kábel dostatočne hrubý na to, aby zabránil poklesu napätia, je takmer zaručené, že bude dostatočne hrubý na to, aby bezpečne zvládol amperickú záťaž. A keď máte pochybnosti? Vyberte si o jednu veľkosť hrubší. Je to lacné poistenie pre váš pokoj.
Kontaktujte spoločnosť Kamada Power náš tím konštruktérov batérií, aby navrhol prispôsobená 12 V batéria Riešenie na mieru.
ČASTO KLADENÉ OTÁZKY
Aký je rozdiel medzi 2/0 AWG a 00 AWG?
Nie je medzi nimi žiadny rozdiel, majú úplne rovnakú veľkosť. "Two-Ought" sa často píše ako 2/0 alebo 00. Je odlišný od 2 AWG, ktorá je oveľa tenšia.
Môžem použiť zvárací kábel na káble batérie?
Áno, a mnohí profesionáli ho uprednostňujú. Zvárací kábel (často triedy K) má zvyčajne väčší počet vlákien a pružný gumový plášť EPDM, ktorý lepšie odoláva oleju, mastnote a rezom ako štandardný batériový kábel z PVC. Pokiaľ ide o čistú meď, často prevyšuje štandardné špecifikácie batériových káblov. Len sa uistite, že izolácia je dimenzovaná na prostredie (odolnosť voči olejom/plynom), ak sa používa v motorovom priestore.
Koľko ampérov zvládne vodič 4 AWG pri napätí 12 V?
Závisí to výlučne od dĺžky.
- Pre bezpečnosť (ampérická kapacita): Krátky 4 AWG medený kábel bezpečne zvládne približne 135-160 ampérov bez roztavenia.
- Pre výkon (pokles napätia): Ak je tento kábel dlhý 15 stôp, mali by ste tlačiť len približne 50 ampérov prostredníctvom neho. Ak je ich viac, pokles napätia pravdepodobne spôsobí, že vaše spotrebiče budú zle fungovať.
Môžem namiesto jedného veľkého kábla viesť dva menšie?
Áno, toto sa nazýva paralelné vedenie káblov. Napríklad dva káble 1/0 môžu teoreticky prenášať prúd jedného kábla 4/0. Musíte sa však uistiť, že oba káble sú presne rovnako dlhé a majú rovnaké pripojenia. Ak má jeden z káblov o niečo menší odpor, "zaberie" prúd, prehreje sa a potenciálne zlyhá, takže druhý kábel bude niesť plnú záťaž (a následne zlyhá). Zvyčajne je bezpečnejšie a čistejšie použiť jeden správne dimenzovaný kábel.