Conductor Ampacity
Hoe kleiner het dwarsdoorsnede-oppervlak van een bepaalde draad, hoe groter de weerstand voor een bepaalde lengte, terwijl alle andere factoren gelijk zijn. Een draad met een grotere weerstand zal een grotere hoeveelheid warmte-energie dissiperen voor een bepaalde hoeveelheid stroom, waarbij het vermogen gelijk is aan P=I2 R.
Gedissipeerd vermogen als gevolg van de weerstand van een geleider manifesteert zich in de vorm van warmte, en overmatige hitte kan schadelijk zijn voor een draad (om nog maar te zwijgen van objecten in de buurt van de draad), vooral gezien het feit dat de meeste draden zijn geïsoleerd met een plastic of rubberen coating, wat kan smelten en verbranden. Dunne draden zullen daarom minder stroom verdragen dan dikke draden, terwijl alle andere factoren gelijk zijn. De stroomvoerende limiet van een geleider staat bekend als zijn capaciteit .
Voornamelijk om veiligheidsredenen zijn er in de Verenigde Staten bepaalde normen voor elektrische bedrading vastgesteld die zijn gespecificeerd in de National Electrical Code (NEC) . Typische NEC-draadcapaciteitstabellen tonen de toegestane maximale stromen voor verschillende maten en toepassingen van draad. Hoewel het smeltpunt van koper in theorie een limiet oplegt aan de capaciteit van de draad, smelten de materialen die gewoonlijk worden gebruikt voor het isoleren van geleiders bij temperaturen ver onder het smeltpunt van koper, en dus zijn praktische stroomwaarden gebaseerd op de thermische limieten van de em> isolatie . Spanningsverlies als gevolg van overmatige draadweerstand is ook een factor bij het dimensioneren van geleiders voor gebruik in circuits, maar deze overweging kan beter worden beoordeeld met meer complexe middelen (die we in dit hoofdstuk zullen behandelen). Een tabel die is afgeleid van een NEC-lijst wordt bijvoorbeeld getoond:
Koperen geleidercapaciteiten, in vrije lucht bij 30 graden C
Tabel:
* =geschatte waarden; normaal gesproken worden deze kleine draadafmetingen niet vervaardigd met deze isolatietypes
Let op de aanzienlijke verschillen in capaciteit tussen draden van dezelfde grootte met verschillende soorten isolatie. Dit is opnieuw te wijten aan de thermische limieten (60°, 75°, 90°) van elk type isolatiemateriaal.
Deze stroomwaarden worden gegeven voor koperen geleiders in "vrije lucht" (maximale typische luchtcirculatie), in tegenstelling tot draden die in leidingen of draadbakken zijn geplaatst. Zoals u zult opmerken, geeft de tabel geen capaciteiten aan voor kleine draadafmetingen. Dit komt omdat de NEC zich voornamelijk bezighoudt met stroombedrading (grote stromen, grote draden) in plaats van met draden die gebruikelijk zijn voor elektronisch werk met een lage stroomsterkte.
Er zit betekenis in de letterreeksen die worden gebruikt om geleidertypen te identificeren, en deze letters verwijzen meestal naar eigenschappen van de isolerende laag (lagen van de geleider). Sommige van deze letters symboliseren individuele eigenschappen van de draad, terwijl andere gewoon afkortingen zijn. De letter "T" betekent op zichzelf bijvoorbeeld "thermoplastisch" als isolatiemateriaal, zoals in "TW" of "THHN". De drielettercombinatie "MTW" is echter een afkorting voor Machine Tool Wire , een type draad waarvan de isolatie flexibel is gemaakt voor gebruik in machines die aanzienlijke bewegingen of trillingen ervaren.
Isolatiemateriaal
- C =Katoen
- FEP =gefluoreerd ethyleen propyleen
- MI =Mineraal (magnesiumoxide)
- PFA =Perfluoralkoxy
- R =Rubber (soms neopreen)
- S =Siliconen "rubber"
- SA =Silicone-asbest
- T =Thermoplast
- TA =Thermoplastisch-asbest
- TFE =Polytetrafluorethyleen (“Teflon”)
- X =Verknoopt synthetisch polymeer
- Z =gemodificeerd ethyleentetrafluorethyleen
Warmtegraad
- H =75 graden Celsius
- HH =90 graden Celsius
Buitenbekleding (“Jas”)
- N =Nylon
Speciale servicevoorwaarden
- U =Ondergronds
- W =Nat
- -2 =90 graden Celsius en nat
Daarom heeft een “THWN”-geleider T hermoplastische isolatie, is H eetbestendig tot 75° Celsius, is geclassificeerd voor W et voorwaarden, en wordt geleverd met een N ylon buitenmantel.
Lettercodes zoals deze worden alleen gebruikt voor draden voor algemeen gebruik, zoals die in huishoudens en bedrijven worden gebruikt. Voor toepassingen met hoog vermogen en/of zware bedrijfsomstandigheden tart de complexiteit van de geleidertechnologie de classificatie volgens een paar lettercodes. Bovengrondse hoogspanningsgeleiders zijn meestal van blank metaal, opgehangen aan torens door glazen, porseleinen of keramische houders die bekend staan als isolatoren. Toch kan de feitelijke constructie van de draad om fysieke krachten te weerstaan, zowel statische (dood) als dynamische (wind) belasting, complex zijn, met meerdere lagen en verschillende soorten metalen die samen zijn gewikkeld om een enkele geleider te vormen. Grote, ondergrondse stroomgeleiders zijn soms geïsoleerd met papier en vervolgens ingesloten in een stalen buis gevuld met stikstof of olie onder druk om het binnendringen van water te voorkomen. Dergelijke geleiders hebben ondersteunende apparatuur nodig om de vloeistofdruk door de hele leiding te handhaven.
Andere isolatiematerialen vinden toepassing in kleinschalige toepassingen. De draad met een kleine diameter die wordt gebruikt om elektromagneten te maken (spoelen die een magnetisch veld produceren uit de stroom van elektronen) is bijvoorbeeld vaak geïsoleerd met een dunne laag email. Het email is een uitstekend isolerend materiaal en is erg dun, waardoor veel "windingen" van draad in een kleine ruimte kunnen worden gewikkeld.
BEOORDELING:
- Draadweerstand veroorzaakt warmte in bedrijfscircuits. Deze hitte is een potentieel brandgevaar.
- Magere draden hebben een lagere toegestane stroom ("ampacity") dan dikke draden, vanwege hun grotere weerstand per lengte-eenheid en bijgevolg een grotere warmteontwikkeling per stroomeenheid.
- De National Electrical Code (NEC) specificeert de stroomsterkten voor stroombedrading op basis van toelaatbare isolatietemperatuur en draadtoepassing.
GERELATEERDE WERKBLAD:
- Overstroombeveiligingswerkblad
- Werkblad Draadtypes en -maten
Industriële technologie