Esistono regole per la selezione del calibro del filo per applicazioni a impulso singolo?

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Sto cercando di dimensionare il filo per i pannelli UL 508a. Ho i requisiti di calibro di filo UL, ma quei requisiti sono per uso continuo. Il dispositivo che sto progettando funzionerà solo per due secondi, con minuti o ore tra una corsa e l'altra. Dato che le correnti di interesse sono 25, 50, 100 e 200 amp, c'è molto da salvare se non si utilizza il filo nominale per un uso continuo!

Esiste un modo corretto per dimensionare il filo per applicazioni a impulsi come questo? Se l'ampiezza continua di (ad esempio) 75 AW di rame incagliato 4 AWG è di 85 A, quanto posso correre per due secondi? C'è qualche regola empirica? Qualche equazione? Un tavolo? Applicazione appropriata del calcolo?

current wire gauge

— Stephen Collings
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Una domanda e un commento. Innanzitutto, perché non chiedi a UL quali sono i loro requisiti in questo caso? Oppure chiedi al tuo fornitore di filo cosa consigliano? In secondo luogo, penso che quello che sarà il fattore limitante qui è la densità attuale. Con un ciclo di lavoro così breve potresti essere tentato di andare il più piccolo possibile con il calibro del filo, ma puoi ottenere guasti se la tua densità di corrente è troppo alta anche se il tuo ciclo di lavoro è davvero basso. Il fornitore del filo potrebbe avere informazioni sulla densità di corrente massima.

— Eric

Molte tabelle di fili elencano le correnti nominali massime provenienti da varie fonti e in varie applicazioni (aria libera, canalizzabili, in apparecchiature, luna nuova ...). Il più alto di questi può essere sicuro nel tuo caso, A condizione che tu possa limitare la durata a un massimo noto in condizioni di guasto e che tu conosca la vera ampiezza massima. Mi piace l'apporto termico di Chris Johnson in un approccio di isolamento come se usato con NO raffreddamento (sistema chiuso) ti dà una valutazione massima tollerabile assoluta "leggi della fisica". L'attuale sarà una frazione di questo.

— Russell McMahon,

Punto dati solo di interesse: cavi di rete per uso consumer forniti su bobine di plastica con una maniglia per consentire agli utenti di ricaricarli dopo l'uso, sciogliersi se utilizzati avvolti al carico nominale :-)] ovvero l'energia a lungo termine l'ingresso supera la capacità di raffreddamento disponibile. Naturalmente, l'isolamento si scioglie e non il filo.

— Russell McMahon,

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Se questa domanda fosse in un esame di fisica, risponderei come segue; se questa sia un'idea sensata in pratica è completamente un'altra questione. Si dovrebbe essere abbastanza certi che nessuno stato di errore potrebbe lasciare scorrere la corrente per più di due secondi.

Dalla specifica del filo conosciamo la resistenza per metro R e la massa di rame per metro M. Data la corrente, I, sappiamo che la potenza dissipata nel filo è I ^ 2 R per metro. L'energia termica totale dissipata per metro di filo è quindi E = I ^ 2 R t, dove t = 2 secondi è il tempo per cui la corrente è attiva. Stimiamo (conservativamente) che il calore trascurabile lascia il filo di rame durante questi 2 secondi, e quindi l'aumento della temperatura T è dato da

T = E / (MC) = I ^ 2 R t / (MC)

dove C è la capacità termica specifica del rame. È necessario scegliere un filo con R e M in modo che questo aumento di temperatura T sia accettabile.

— Chris Johnson
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Ho preso in considerazione Rth e ho appena eseguito un foglio di calcolo che confronta il tuo approccio con il mio. Rth è, infatti, trascurabile su queste scale temporali. Cinque secondi potrebbe fare la differenza dell'1% e 30 secondi il 5%.

— Stephen Collings,

+1 Questa è la metà dell'analisi necessaria. Tuttavia, questo è adeguato solo nel caso in cui ci sarà sempre e solo un singolo impulso (cioè un tempo effettivamente infinito tra gli impulsi). Per eseguire l'altra metà dell'analisi, è necessario determinare la quantità che la temperatura diminuisce tra gli impulsi. La quantità che la temperatura diminuisce tra gli impulsi deve essere maggiore dell'aumento dovuto all'impulso. Altrimenti ogni impulso contribuirà ad aumentare la temperatura a valori sempre più alti. Il raffreddamento segue quasi certamente la legge del raffreddamento di Newton, quindi l'analisi dovrebbe essere semplice.

— alx9r

In effetti, questa non è la storia completa. Potrebbe non essere semplice elaborare un coefficiente adeguato per la legge di raffreddamento di Newton, che sarà in funzione dello spessore e delle proprietà termiche dell'isolamento del filo, forse anche dell'involucro.

— Chris Johnson,

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La resistenza del filo ha due effetti principali. Il primo è che provoca una caduta di tensione sul carico e questo è indipendente dal ciclo di lavoro. Il secondo è che provoca il riscaldamento del filo, che può causare un guasto.

In generale, il cablaggio deve essere valutato in modo conservativo in tutte le applicazioni, perché non si desidera davvero che il filo stesso sia il punto di guasto, anche in condizioni di guasto, come un ciclo di lavoro eccessivo o una sovracorrente. Il filo deve resistere al guasto fino a quando il dispositivo di protezione non ha il tempo di funzionare.

— Dave Tweed
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La resistenza cambierà con la temperatura, quindi può essere indirettamente correlata al ciclo di lavoro.

— Diego C Nascimento,

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Esiste una tabella di ampiezza (Tabella 36.1) nella norma che si riferisce alle resistenze di potenza (come nelle resistenze di frenatura del motore). Il "tempo di accensione" più breve (e il ciclo di lavoro più basso) visualizzato è 5 secondi di accensione / 75 secondi di spegnimento (ciclo di lavoro del 6,25%). In tali condizioni, consentono un'ampiezza del conduttore del 35% del FLA del motore. Ci sono un po 'più di informazioni nel lead-in per quanto riguarda i diversi tempi di accensione / spegnimento, ma il significato sembra alquanto confuso.

Ora, che sia applicabile o meno alla tua situazione, non vorrei speculare. Ti dà almeno un'idea di ciò che UL considera sicuro, e questo è certamente necessario, ma potrebbe non essere sufficiente.

Come altri hanno già detto, dovresti avere un qualche tipo di protezione del circuito adatta alla dimensione del filo che stai effettivamente usando, non alle correnti di sovracorrente.

— Spehro Pefhany
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