Tại sao xếp hạng hiện tại cho cáp đa lõi thấp hơn lõi đơn có cùng tiết diện?

Theo tài nguyên này , cáp đồng 10 lõi 10 AWG (5,3 mm2) được xếp hạng lên tới 52 amps, trong khi cùng một cáp có tiết diện 43 lõi trở lên chỉ được phép mang tối đa 15 amps.

Tại sao vậy? Tại sao nhiều lõi làm cho nó nguy hiểm hơn khi mang cùng một dòng điện?

current cables conductivity

— Greendrake
nguồn

loại bỏ nhiệt là ít, cho đa lõi.

— analogsystemsrf

@analogsystemsrf Điều đó sẽ có ý nghĩa nếu các lõi được cách ly riêng lẻ. Nhưng chúng thường chỉ là những dây kim loại trần tiếp xúc với nhau.

— Greendrake

Xem nếu điều này có thể giúp: Đóng gói vòng tròn

— Vladimir Cravero

@Greendrake: chúng tôi khuyên bạn nên đợi một hoặc hai ngày trước khi chấp nhận để bạn cho cả nhân loại cơ hội trả lời câu hỏi của bạn. Nó khuyến khích các câu trả lời khác có thể cung cấp cho bạn những hiểu biết khác về câu hỏi của bạn. Bạn có thể không chấp nhận và chấp nhận lại nếu bạn muốn.

— Transitor

Câu trả lời:

Điều quan trọng là phải phân biệt giữa hai khái niệm khác nhau:

Cáp đơn lõi so với đa lõi.
Dây dẫn rắn so với dây dẫn mắc kẹt.

Một đơn lõi cáp chứa một chất dẫn điện, có thể là một trong hai rắn-core hoặc bị mắc kẹt . Hình dưới đây cho thấy dây dẫn bị mắc kẹt. Dây dẫn bị mắc kẹt là tiêu chuẩn cho tất cả các dây cáp lớn, vì dây dẫn rắn rất khó tháo cuộn trống và không chịu được uốn cong hoặc rung khi phục vụ.

Một cáp đa lõi chứa nhiều dây dẫn điện. Các lõi được cách điện với nhau. Các lõi có thể là lõi rắn hoặc bị mắc kẹt. Hình dưới đây cho thấy một cáp đa lõi có ba lõi (hai lõi nguồn và một trái đất). Một lần nữa, các lõi này bị mắc kẹt.

Như một ví dụ cuối cùng, cáp đa lõi có thể có nhiều dây dẫn - cá nhân tôi đã cài đặt cáp điều khiển đa lõi với 20 lõi (cộng với đất), tương tự như dây dẫn bên dưới. Diện tích mặt cắt ngang điển hình là 2,5mm² mỗi lõi, bao gồm 7 sợi mỗi đường kính 0,67mm. Điều này sẽ tương tự như "43 lõi trở lên" được trích dẫn trong bảng bạn đã liên kết đến.

Bảng bạn đã liên kết để đề cập đến xếp hạng cho cáp đơn lõi và đa lõi.

Trong trường hợp này, việc giảm định mức cho cáp đa lõi sẽ là do các lõi cách điện ở trung tâm của cáp không thể tản nhiệt dễ dàng như các lõi cách điện ở bên ngoài cáp.

— Li-aung Yip
nguồn

Vì vậy, bạn đang nói rằng các khe hở không khí trong cáp đơn lõi không thực sự giảm tốc độ của chúng và tôi có thể giả định một cách an toàn 52amp cho cáp đơn lõi 10AWG của 43+ sợi?

— Greendrake

@Greendrake: Thực hiện theo quy tắc vàng; tham khảo dữ liệu của nhà sản xuất. Dữ liệu của nhà sản xuất sẽ tính đến mọi xếp hạng giảm giá áp dụng do mắc kẹt dây dẫn. Cũng lưu ý rằng xếp hạng của cáp phụ thuộc vào môi trường lắp đặt - một loại cáp tốt cho 53 ampe trong không khí mở không nhất thiết phải tốt cho 53 amps khi được lắp đặt trong vỏ bọc.

— Li-aung Yip

Giới hạn của lượng dòng điện mang theo là về khả năng loại bỏ nhiệt từ các khu vực mang dòng điện.

Trong một sợi dây đơn, dây được làm nóng bởi dòng điện chạy qua nó. Nhiệt này được loại bỏ thông qua đồng rắn ra bên ngoài dây.

Trong một sợi trung tâm của một dây nhiều sợi, nhiệt phải đi qua khu vực tiếp xúc giữa các sợi hoặc các khe hở không khí giữa các sợi để thoát ra khỏi dây.

Hiệu ứng lớn hơn sẽ được áp dụng cho cáp đa lõi đi kèm. Cách điện giữa các dây sẽ thêm vào cách nhiệt và tỷ lệ sưởi ấm trên tổng diện tích bề mặt sẽ tăng lên do đó làm tăng nhiệt độ.

Nếu bạn nhìn vào liên kết đóng gói vòng tròn được đề xuất bởi Vladimir Cravero, bạn sẽ thấy rằng tỷ lệ giữa số lõi do đó hiệu ứng làm nóng và chu vi của vòng tròn bao quanh do đó tản nhiệt có tỷ lệ giảm dần trong bảng của bạn.

— Hoàng gia
nguồn

Có ý nghĩa hoàn hảo, mặc dù điều này không giải quyết được liệu các khe hở không khí có ảnh hưởng đến việc loại bỏ nhiệt đến mức tốc độ ampe giảm từ 52 xuống 15 hay không, tỷ lệ giảm chỉ áp dụng cho đa lõi (các sợi cách điện riêng lẻ) không phải là đa sợi.

— Greendrake

Bạn khá đúng. Tôi nghi ngờ rằng bảng đề cập đến cáp đa lõi đi kèm. Trong trường hợp đó, hiệu ứng tương tự được áp dụng với cách điện cũng thêm vào cách nhiệt. Chỉnh sửa câu trả lời của tôi để giải quyết điều này.

— RoyC

@Greendrake Tôi hoàn toàn có thể tin rằng rất nhiều sợi có thể ảnh hưởng đến tản nhiệt từ sợi trung tâm. Hãy nhớ rằng chất cách điện trong nhà chủ yếu là sử dụng không khí bị mắc kẹt bên trong một vật liệu khác. Ngoài ra, tôi nghĩ rằng tản nhiệt từ trung tâm là quan trọng. Ở 50A, 1m đồng 10 AWG đang tiêu tan khoảng 10W nhiệt. Vấn đề là, mặc dù đồng có thể chịu được nhiệt độ cao ở trung tâm, ở 300 ° C (550 + ° F), điện trở đồng đã tăng gấp đôi, do đó tăng gấp đôi nhiệt.

— ElderBug