یک شبکه برقی را در نظر بگیرید که به‌صورت ناگهانی تعداد مصرف‌کنندگانش زیاد شود، در چنین شرایطی این شبکه باید جریان برق بیشتری را منتقل کند که در نتیجه امکان افت ولتاژ کابل برق وجود دارد. برای اجتناب از چنین مشکلی، شرکت‌های برقی از تکنیک‌های مختلفی استفاده می‌کنند تا شبکه افت ولتاژ نداشته و همه مصرف‌کنندگان دسترسی کاملی به برق داشته باشند.
البته نحوه محاسبه این افت ولتاژ، عوامل مؤثر بر این افت ناگهانی جریان برق و راه‌های جلوگیری از آن مهم است که در این مقاله قرار است درباره‌شان بیشتر صحبت کنیم. پس تا انتهای این مطلب همراه شکوه صنعت باشید تا دریابید که افت ولتاژ در کابل برق چیست.
افت ولتاژ کابل برق چیست؟
گفتیم که با افزایش تعداد مصرف‌کنندگان در یک شبکه برقی ممکن است که شبکه با افت ولتاژ یعنی کاهش ولتاژ برقی که در حال عبور از کابل است، مواجه شود. به همین خاطر در طراحی شبکه باید محاسبه ولتاژ کابل برق را جدی گرفت؛ زیرا افت ناگهانی می‌تواند خسارت‌هایی مانند اتلاف انرژی، آسیب دیدن کابل، خرابی کابل و دیگر تجهیزات برقی را در پی داشته باشد.
در طراحی شبکه برقی، محدوده موردنیاز مصرف‌کنندگان محاسبه می‌شود تا مهندسان مطمئن شوند انرژی موردنیاز هر مصرف‌کننده به او می‌رسد. با این مقدمه ببینیم که علاوه‌بر خرید کابل فشار قوی براساس محدوده نیاز آن شبکه دیگر چه عواملی مانع از افت ولتاژ در یک شبکه برقی می‌شود.
عوامل موثر بر افت ولتاژ
عوامل موثری بر افت ولتاژ در یک شبکه برقی دخیل هستند که با اجتناب از آن‌ها می‌توان برق موردنیاز شبکه را به راحتی تامین کرد. در ادامه با مهم‌ترین عوامل موثر بر افت ولتاژ در شبکه آشنا میشویم:
سطح مقطع کابل
اولین مورد سطح مقطع کابل است که ظرفیت حمل جریان برق در یک شبکه را تعیین می‌کند، یعنی جریان برق شبکه نباید از ظرفیت این کابل استفاده شده، بیشتر باشد وگرنه علاوه‌بر افت ولتاژ با خراب شدن و فرسودگی کابل هم مواجه میشویم.
کابل‌ها ظرفیت‌های مختلفی دارند؛ به همین خاطر علاوه‌بر انتخاب بهترین برند سیم و کابل باید براساس نوع مصرف، محدوده مصرف و نیاز مصرف‌کننده، شرایط محیطی و محاسبه توان، کابل مناسب انتخاب شود. در ضمن برای محاسبه توان کابل برای عبور دادن جریان برق باید از فرمول زیر استفاده کنید که در آن I جریان برق، P توان واقعی، V ولتاژ خط و pf ضریب توان است:
I = (P) / (1.732 · V · pf(
شرایط محیطی
شرایط محیطیگفتیم عامل موثر دیگر در محاسبه سطح مقطع و حتی محاسبه ولتاژ موردنیاز یک شبکه برقی، شرایط محیطی است. این شرایط محیطی شامل عوامل زیر می‌شود:
- دمای خاک
- مقاومت حرارتی عایق
- مقاومت حرارتی غلاف
- طول کابل
ظرفیت حمل فعلی
سومین عامل موثر در افت ولتاژ، ظرفیت حمل جریان برق در کابل است. این ظرفیت حمل به دمای کابل، مقاومت حرارتی عایق و غلاف بستگی دارد؛ به همین خاطر پیش از تایید یک شبکه برقی باید براساس ظرفیت حمل برای یک شبکه، محدوده ولتاژ تعیین کرد.
ضریب قدرت
عامل مهم بعدی ضریب قدرت است. در واقع ضریب قدرت نشان می‌دهد که کارایی این سیستم برقی در تبدیل توان الکتریکی به برق مفید چقدر است؛ زیرا اگر این ضریب قدرت پایین باشد، شبکه با افت ولتاژ مکرر روبه‌رو شده و حجم زیادی از انرژی هدر می‌رود. معمولاً از بانک‌های خازن برای حل این مشکل استفاده می‌شود.
انتخاب مناسب کابل براساس رتبه فعلی
انتخاب مناسب کابل براساس رتبه فعلیمیدانید که کابل‌های برق در شبکه‌های مختلف با هم متفاوت هستند و از کابلی که برای کاربردهای سنگین طراحی شده در شبکه معمولی‌تر برای روشنایی یک منطقه استفاده نمیشود. به همین خاطر در شبکه برقی و برای جلوگیری از افت ولتاژ مهندسان موظف به محاسبه ولتاژ کابل برق و انتخاب کابل مناسب با در نظر گرفتن عواملی مانند نوع خاک، خشک شدن کابل و افزایش مقاومت حرارتی هستند.
معمولاً کابل‌های روشنایی و سیم‌کشی برای ساختمان‌های مسکونی و تجاری پیشنهاد شده و در برابر دیگر کابل‌های قدرتمند ظرفیت کمتری دارد.
اگر قصد خرید سیم و کابل با قیمت مناسب در کنار عملکردی قدرتمند را دارید، در شکوه صنعت قادر هستید با مشاهده لیست قیمت سیم و کابل به هرآنچه که نیاز دارید دست پیدا کنید.
در جدول زیر حداکثر جریان برای کابل‌های برق را به تفکیک توضیح دادیم:
| ماکزیمم رتبه جریان (A) | افزایش مقاومت حرارتی | کابل خشک | نوع خاک | نوع کابل |
| ۱۰۰ | بله | بله | خشک | A |
| ۱۲۰ | بله | خیر | خشک | B |
| ۱۵۰ | خیر | بله | مرطوب | C |
| ۱۸۰ | خیر | خیر | مرطوب | D |
ارزیابی درصد افت ولتاژ
عامل موثر دیگری که باید به آن توجه داشته باشید، ارزیابی درصد افت ولتاژ است. در واقع این محاسبه به شما اطمینان می‌دهد که ولتاژ دریافتی مصرف‌کننده در سطح قابل‌قبول باقی مانده و دچار افت نخواهد شد. برای محاسبه این درصد هم می‌توانید از فرمول زیر استفاده کنید که در آن ΔV افت ولتاژ، R مقاومت کابل، L طول کابل، I جریان آمپر، X راکتانس القایی است:
ΔV = (R × L × I) + (X × L × I)
محاسبه طول کابل و اندوکتانس
عامل بعدی در هنگام برآورد افت ولتاژ در یک شبکه، توجه به طول کابل و محاسبه راکتانس القایی است که در فرمول بالا هم با X نشان داده شده است. با این برآورد به نیاز واقعی مصرف‌کنندگان یک شبکه برقی رسیده و درصد افت ولتاژ را کاهش می‌دهید.
بهینه‌سازی سطح مقطع
آخرین عامل موثر در کاهش افت ولتاژ در یک شبکه برقی، بهینه‌سازی سطح مقطع است. در واقع با افزایش سطح مقطع کابل، مقاومت کم شده و امکان افت ولتاژ و دیگر تلفات برقی وجود ندارد، پس باید کابل‌هایی با سطح مقطع بزرگ‌تر تهیه کرد که بالطبع گران‌تر هم هست؛ اما درصد افت ولتاژ را کاهش می‌دهد.
جدول افت ولتاژ کابل مسی
همان‌طور که می‌دانید رساناترین فلزها برای هدایت جریان برق، مس و آلومینیوم است که در لینک سیم مفتول برق چیست بیشتر به این موضوع پرداختیم.
به همین خاطر لازم است که هنگام کابل‌کشی برای یک مجتمع یا یک شبکه برقی با توجه به تعداد مصرف‌کننده و براساس سطح مقطع برای نوع کابل مثلاً آلومینیومی و برقی تصمیم گرفته تا افت ولتاژ در شبکه نداشته باشید. جدول افت ولتاژ کابل مسی و آلومینیومی که در ادامه برایتان آوردیم به تصمیم‌گیری و محاسبه دقیق‌تر کابل‌کشی کمک می‌کند.
کلام آخر
کلام آخرتا اینجا درباره دلایل و عوامل موثر بر افت ولتاژ کابل برق صحبت کرده و فرمول‌های محاسبه و برآوردهای مهم را هم برایتان آوردیم. تیم مهندسان شکوه صنعت با ۱۶ سال تجربه و سابقه در صنعت برق بهترین کیفیت، خدمات و محصولات را در اختیارتان قرار می‌دهد تا پروژه شما با بهترین استانداردها به پایان رسیده و با قیمت مناسبی تمام شود.
تیم شکوه صنعت با تاییدیه توانیر کشور و تاییدیه وزارت نیرو در زمینه طراحی و تولید انواع تابلو برق‌های صنعتی و ساختمانی، نصب و تعمیر انواع دیزل ژنراتورهای صنعتی، فروش انواع محصولات، ابزار آلات صنعتی و ساختمانی مانند سیم و کابل آماده مشاوره و اداره پروژه‌های مختلف است، پس اگر نیاز به راهنمایی بیشتر دارید، منتظر تماستان هستیم.
