جریان مجاز سیم و کابل

🟦 مطلب آموزشی

جریان مجاز سیم و کابل (Ampacity)

خلاصه: جریان مجاز یا Ampacity بیشترین جریان پیوسته‌ای است که یک سیم یا کابل می‌تواند عبور دهد بدون اینکه دمای هادی از مقدار مجاز عایق فراتر رود. این مقدار تابع جنس هادی، نوع عایق، روش نصب، دمای محیط و ضرایب تصحیح استاندارد IEC است.

موضوعات مرتبط: سیم و کابل، مهندسی برق، محاسبات الکتریکی، IEC 60287، IEC 60364

سطح مطلب: —

نویسنده: تیم تحریریه لاله زار آنلاین

جریان مجاز سیم و کابل (Ampacity)

جریان مجاز یا توان عبور جریان در سیم و کابل (Ampacity) حداکثر جریانی است که یک هادی می‌تواند در شرایط مشخص و به‌صورت پیوسته تحمل کند، بدون آنکه دمای هادی از حداکثر دمای مجاز عایق عبور کرده و باعث تخریب کابل یا آتش‌سوزی شود.

این مقدار بر اساس استانداردهای بین‌المللی زیر تعیین می‌شود:

• IEC 60287 (محاسبات حرارتی دقیق کابل)
• IEC 60364-5-52 (جداول جریان مجاز و ضرایب اصلاح)
• IEC 60502 (کابل‌های قدرت)
• مبحث ۱۳ مقررات ملی ساختمان ایران
• استاندارد ملی ایران 3084 و 3569

مفهوم حرارتی جریان مجاز

در هادی، توان تلفاتی تابع مقاومت هادی و جریان است:

P = I²R

افزایش جریان، حرارت تولید می‌کند. اگر این حرارت از مقدار قابل‌دفع به محیط بیشتر شود، دمای کابل از حد مجاز بالاتر می‌رود و عایق آسیب می‌بیند.

مدل حرارتی استاندارد IEC 60287

در IEC 60287 جریان مجاز از مدل حرارتی زیر به دست می‌آید:

I = √( ΔT / ( R × (T₁ + T₂ + T₃) ) )

که در آن:

• ΔT اختلاف دمای مجاز (دمای هادی – دمای محیط)
• R مقاومت AC هادی
• T₁ مقاومت حرارتی عایق
• T₂ مقاومت حرارتی غلاف و پوشش‌ها
• T₃ مقاومت حرارتی محیط (خاک، هوا، لوله)

این مدل نشان می‌دهد که Ampacity علاوه بر جریان، تابع انتقال حرارت است.

عوامل مؤثر بر جریان مجاز

۱. جنس هادی

• مس (Cu): هدایت بالا → جریان بیشتر
• آلومینیوم (Al): هدایت کمتر → نیاز به سطح مقطع حدود ۱٫۶ تا ۱٫۷ برابر مس

۲. نوع عایق

عایق	دمای مجاز پیوسته	دمای اتصال کوتاه (1s)
PVC	70°C	160°C
XLPE	90°C	250°C
EPR	90°C	250°C

۳. دمای محیط

• ۳۰°C برای نصب در هوا
• ۲۰°C برای نصب دفنی

دمای بالاتر → جریان مجاز کمتر.

۴. روش نصب (Installation Method)

مهم‌ترین روش‌ها:

• در هوا (روی دیوار، سینی، کابل‌گیر)
• داخل لوله PVC
• دفن مستقیم در خاک
• داخل کانال کابل

نکته مهم: نصب دفنی مستقیم معمولاً جریان بیشتری نسبت به داخل لوله دارد، زیرا لوله مقاومت حرارتی بیشتری ایجاد می‌کند.

۵. همجواری کابل‌ها

نصب چند کابل کنار هم → کاهش دفع حرارت → نیاز به ضریب تجمع Kg

ضرایب تصحیح جریان

فرمول جریان مجاز واقعی:

Iz = I0 × Kt × Kg × Kd

• Kt = ضریب دمای محیط
• Kg = ضریب تجمع
• Kd = ضریب حرارتی خاک

جدول جریان مجاز کابل‌های مسی با عایق PVC

بر اساس IEC 60364 – شرایط ۳۰°C هوا / ۲۰°C خاک

جریان مجاز کابل‌های مسی PVC (چند رشته)

سطح مقطع (mm²)	در هوا (A)	دفنی (A)
1.5	19	25
2.5	27	34
4	36	44
6	46	56
10	63	75
16	85	98
25	113	128
35	141	157
50	176	185
70	218	228
95	259	275
120	299	313
150	340	353
185	385	399
240	450	464

جدول جریان مجاز کابل‌های مسی XLPE

جریان مجاز کابل‌های مسی XLPE (چند رشته – نصب در هوا)

سطح مقطع (mm²)	جریان در هوا (A)
25	135
35	165
50	200
70	255
95	310
120	355
150	400
185	455
240	530
300	600
400	690
500	780
630	890

جریان مجاز کابل‌های آلومینیومی

جریان مجاز کابل‌های آلومینیومی (PVC/XLPE)

سطح مقطع (mm²)	هوا (A)	دفنی (A)
16	65	75
25	85	95
35	105	115
50	125	140
70	160	175
95	195	210
120	225	245
150	260	285
185	295	315
240	350	375
300	395	420
400	465	495
500	530	565

افت ولتاژ (Voltage Drop)

فرمول سه‌فاز:

ΔV = √3 × I × L × (R cosφ + X sinφ)

• L طول مسیر (متر)
• R, X مقاومت و راکتانس (Ω/km)

حداکثر افت ولتاژ مجاز:

• روشنایی: ۳٪
• پریز و موتور: ۵٪

رابطه جریان مجاز و کلید حفاظتی

شرط استاندارد IEC:

Ib ≤ In ≤ Iz

• Ib: جریان بار
• In: جریان کلید
• Iz: جریان مجاز کابل

نکات حرفه‌ای انتخاب کابل

1. انتخاب کابل باید بر اساس جریان مجاز + افت ولتاژ + جریان اتصال کوتاه انجام شود.
2. کابل XLPE نسبت به PVC جریان بیشتر و افت ولتاژ کمتری دارد.
3. کابل‌های موجود در بازار ممکن است سطح مقطع واقعی کمتر داشته باشند.
4. در مسیرهای طولانی افت ولتاژ معیار غالب است، نه جریان مجاز.
5. دفن مستقیم بهتر از لوله PVC است (به دلیل مقاومت حرارتی کمتر).

منابع

• IEC 60287
• IEC 60364
• IEC 60502
• مبحث ۱۳ مقررات ملی ساختمان
• استانداردهای ISIRI 3084 ،3569