Діаграма ємності кабелю для акумуляторної батареї. Їдкий запах ПВХ, що плавиться, нагадує про те, що вибору розмірів кабелів лише з міркувань безпеки недостатньо. Я бачив, як системи 12 В постійного струму світового класу виходили з ладу просто тому, що монтажники ігнорували падіння напруги - критичний недогляд у морських і промислових будівлях, де не застосовуються стандартні правила прокладки кабелів змінного струму. Цей посібник містить точні Графіки, сумісні з NEC та ABYC що охоплює обидві основні сфери: Ємність (запобігання пожежам) та Падіння напруги (забезпечення продуктивності).
Акумулятор Kamada Power 12v 100Ah Lifepo4
Діаграми ємності та падіння напруги кабелю 12В акумуляторної батареї (шпаргалка)
При виборі кабелів для модернізації автопарку або виготовлення на замовлення для важких умов експлуатації вам потрібні дані, які можна відсканувати і які є точними. Ми розбили цю інформацію на дві діаграми, оскільки розрахунок розмірів для безпеки та розрахунок розмірів для продуктивності - це два різні розрахунки.
Діаграма максимальної сили струму для кабелів акумуляторних батарей 12 В (межі безпеки)
Контекст: Ця діаграма показує абсолютний максимальний струм, який може переносити мідний кабель, перш ніж ізоляція почне руйнуватися або плавитися. Це ваша межа "не перевищувати".
Примітка: Ці цифри припускають використання високоякісного мідного кабелю з Показник ізоляції 105°C (типовий для високоякісних морських кабелів або кабелів для зварювальних акумуляторів), що використовуються на відкритому повітрі. Якщо ви використовуєте стандартний автомобільний дріт (часто розрахований на 60°C або 80°C) або зв'язуєте дроти в джгуті в каналі гарячого двигуна, ви повинні значно зменшити ці цифри.
| Розмір AWG | Площа (мм²) | Максимальний струм (безперервний) | Максимальний струм (стрибок/крутіння 5 сек) |
|---|
| 6 AWG | 13,3 мм² | 120 Ампер | ~ 200 Ампер |
| 4 AWG | 21,2 мм² | 160 Ампер | ~300 Ампер |
| 2 AWG | 33,6 мм² | 210 Ампер | ~450 Ампер |
| 1/0 AWG | 53,5 мм² | 285 Ампер | ~600 Ампер |
| 2/0 AWG | 67,4 мм² | 330 Ампер | ~ 750 Ампер |
| 4/0 AWG | 107 мм² | 445 Ампер | 1000+ Ампер |
Розмір кабелю 12В акумуляторної батареї за довжиною для падіння напруги 3%
Контекст: Саме тут більшість інсталяцій зазнають невдачі. Те, що провід 4 AWG може безпечно 100 ампер не означає, що він може ефективно передавати цю потужність на відстань 20 футів. У Батарея 12В системи, опір - це ворог.
Для критично важливої електроніки (інвертори, навігаційні системи, медичні холодильники), як правило, потрібно максимум 3% падіння напруги.
| Навантаження (Ампер) | 0-5 футів | 5-10 футів | 10-15 футів | 15-20 футів |
|---|
| 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 | Подвійний пробіг | Подвійний пробіг |
Примітка: 12-вольтні системи вимагають експоненціально товстіших кабелів, ніж 120-вольтні системи змінного струму для передачі тієї ж самої потужності. Не намагайтеся заощадити тут.
Залежність ємності від падіння напруги для 12-вольтових акумуляторних кабелів: Пояснення
Якщо ви фахівець із закупівель або інженер, який переходить від електромереж змінного струму до акумуляторних систем постійного струму, різниця між силою струму і падінням напруги - це те місце, де трапляються дорогі помилки.
Місткість (межа "вогню" для кабелів 12В)
Визначення: Сила струму - це суто теплова характеристика. Це максимальний струм, який може безперервно пропускати провід, перш ніж внутрішнє виділення тепла призведе до розплавлення або загоряння ізоляції.
Аналогія: Уявіть собі кабель як водопровідну трубу. Пропускна здатність - це точка розриву цієї труби. Якщо ви проштовхуєте занадто багато води (струму) через занадто малу трубу, тиск зростає доти, доки труба фізично не вийде з ладу. З електричної точки зору, дріт діє як нитка розжарювання тостера - він розжарюється, плавить ізоляцію, і виникає коротке замикання.
Визначення: Падіння напруги - це кількість енергії, що втрачається у вигляді тепла під час проходження електрики по дроту.
Формула:Падіння напруги = Струм (I) × Опір (R) × Довжина
(Де I це струм в амперах, R це опір дроту на фут, а Довжина загальна довжина ланцюга)
Чому це важливо:
Ось реальний сценарій, який ми часто бачимо: Клієнт встановлює інвертор потужністю 3000 Вт. Він використовує кабель 4/0, тому що в таблиці потужності вказано, що він безпечний для 300 ампер. Однак довжина кабелю становить 15 футів.
- Акумулятор подає 12.8В.
- Дріт має занадто великий опір на цій відстані, втрачаючи 1,5 В.
- Інвертор отримує лише 11,3 В.
Коли інвертор бачить 11,3 В під навантаженням, його внутрішня логіка вважає, що батарея розряджається. Він спрацьовує "Сигнал тривоги низької напруги" і вимикається, навіть якщо батарея насправді повна. Дріт не розплавився, але система вийшла з ладу.
Фактори, що впливають на ємність кабелю 12 В акумуляторної батареї та падіння напруги
Не вся мідь однакова. При визначенні матеріалів для замовлення B2B або проекту з високими ставками, три характеристики в специфікації мають найбільше значення.
Номінальна температура ізоляції (75°C проти 105°C)
У будівельній галузі (стандарти NEC для будинків) дріт зазвичай розрахований на 75°C або 90°C. Однак в автомобільному та морському середовищі температура навколишнього середовища вища.
Ми завжди рекомендуємо Кабель, розрахований на 105°C (часто позначається як SGT, SGX або Marine UL 1426). Кабель з ізоляцією 105°C може безпечно витримувати значно більший струм, ніж кабель з ізоляцією 75°C того ж калібру, оскільки ізоляція не плавиться так легко. Це дає вам кращий запас міцності, якщо система миттєво перевантажена.
Кількість жил (гнучкість проти провідності)
У цьому полягає різниця між жорстким "будівельним дротом" і гнучким "кабелем акумулятора".
- Будівельний дріт (THHN): Використовує кілька товстих ниток міді. Вона жорстка і схильна до загартовування. При використанні в човні або транспортному засобі постійна вібрація з часом призведе до того, що ці товсті дроти обірвуться на наконечниках клем.
- Акумулятор/зварювальний кабель: Використовує сотні (іноді тисячі) ультратонких мідних ниток (наприклад, діаметром 0,2 мм). Така велика кількість жил діє як амортизатор вібрації. Крім того, його набагато легше прокладати у вузьких кутах моторного відсіку або відсіку акумулятора.
OFC vs CCA (якість міді має значення)
Це найважливіше попередження в цьому посібнику: Уникайте мідно-алюмінієвих з'єднань (CCA) за будь-яку ціну для з'єднань головних акумуляторів.
CCA - це алюмінієвий дріт з тонким покриттям з міді. Він дешевший і легший, але алюміній має приблизно 60% провідність міді.
- OFC (безкиснева мідь): Золотий стандарт. Оптимальна провідність і корозійна стійкість.
- Ризики CCA: Щоб отримати таку ж пропускну здатність, як у кабелю 1/0 OFC, вам знадобиться кабель 3/0 або 4/0 CCA. Якщо ви використовуєте кабель CCA меншого розміру на основі мідних діаграм, ви створюєте пожежонебезпечну ситуацію. Крім того, в морському середовищі алюміній кородує набагато швидше, ніж мідь, що призводить до збільшення опору з часом.
Покроковий калькулятор розмірів проводів 12В акумуляторної батареї
Не вгадуйте. Використовуйте цей простий робочий процес, щоб завжди правильно підбирати розміри кабелів.
1. визначте струм (в амперах)
Візьміть максимальну безперервну потужність навантаження і розділіть на напругу системи (для безпеки використовуйте найнижчу робочу напругу, зазвичай 12 або навіть 10 В).
- Приклад: 2000 Вт інвертор ÷ 12 В = 166.6 Ампер.
2) Визначте загальну довжину кабелю (в обидва кінці!)
Саме тут 50% багато хто помиляється. Електроенергія повинна пройти від акумулятора до навантаження і назад.
- Приклад: Якщо інвертор знаходиться на відстані 10 футів від акумулятора, довжина ланцюга становить 20 футів (10 футів позитивного + 10 футів негативного).
- Зверніться до діаграми падіння напруги
3) Подивіться на графік падіння напруги (рис. 2 вище).
- Для навантаження 166 А на 20 футів в обидва кінці (використовуйте колону 15-20 футів), ви можете побачити, що 1/0 AWG може бути на межі, в той час як 2/0 AWG безпечно поміщає вас у зону продуктивності.
4 Виберіть кабель
Завжди перевіряйте, чи відповідає ваш вибір на діаграмі падіння напруги також вимогам безпеки на діаграмі потужності (Діаграма 1). (У цьому випадку 2/0 AWG безпечно витримує 330 А, тому він легко покриває наше навантаження 166 А).
Висновок
Коли ви проектуєте систему електропостачання, кабель - це не те місце, де можна економити. Економія $20 на більш тонкому дроті може призвести до виходу з ладу системи $2,000 або, що ще гірше, до пожежі.
Золоте правило електропроводки на 12 В просте: Спочатку розрахуйте падіння напруги. Якщо кабель достатньо товстий, щоб запобігти падінню напруги, він майже гарантовано буде достатньо товстим, щоб безпечно витримувати навантаження. А якщо є сумніви? Візьміть на один розмір товстіший. Це дешева страховка для вашого спокою.
Зверніться до Kamada Power нашу команду інженерів-розробників акумуляторів, щоб розробити індивідуальна батарея 12В Рішення, розроблене спеціально для вас.
ПОШИРЕНІ ЗАПИТАННЯ
У чому різниця між 2/0 AWG і 00 AWG?
Різниці немає, вони абсолютно однакового розміру. "Двадцять" часто пишуть як 2/0 або 00. Він відрізняється від 2 AWGякий набагато тонший.
Чи можна використовувати зварювальний кабель для акумуляторних кабелів?
Так, і багато професіоналів віддають перевагу саме йому. Зварювальний кабель (часто класу K) зазвичай має більшу кількість жил і гнучку оболонку з гуми EPDM, яка краще протистоїть маслу, жиру і порізам, ніж стандартний кабель для акумуляторних батарей з ПВХ. Оскільки кабель виготовлений з чистої міді, він часто перевершує стандартні характеристики кабелів для акумуляторних батарей. Просто переконайтеся, що ізоляція відповідає вимогам навколишнього середовища (масло/газостійкість), якщо ви використовуєте її в моторному відсіку.
Скільки ампер може витримати провід 4 AWG при напрузі 12 вольт?
Це повністю залежить від довжини.
- Для безпеки (ємність): Короткий мідний кабель 4 AWG може безпечно впоратися з грубими 135-160 Ампер не плавлячись.
- Для продуктивності (падіння напруги): Якщо довжина кабелю становить 15 футів, вам слід лише штовхати його 50 Ампер через нього. Ще трохи, і падіння напруги, швидше за все, призведе до того, що ваші прилади будуть погано працювати.
Чи можна прокласти два менших кабелі замість одного великого?
Так, це називається паралельним з'єднанням кабелів. Наприклад, два кабелі 1/0 теоретично можуть переносити струм одного кабелю 4/0. Однак ви повинні переконатися, що обидва кабелі мають однакову довжину та ідентичні з'єднання. Якщо один кабель має трохи менший опір, він буде "тягнути" на себе струм, перегріватися і може вийти з ладу, залишаючи другий кабель нести повне навантаження (і згодом вийти з ладу). Зазвичай безпечніше і чистіше використовувати один кабель належного розміру.