เครื่องคำนวณน้ำหนักสายไฟ
// คำนวณน้ำหนักสายไฟทองแดงและอลูมิเนียม //
การทำความเข้าใจความแตกต่างของน้ำหนักระหว่างตัวนำทองแดงและอลูมิเนียมมีความสำคัญต่อการวางแผนการติดตั้ง การคำนวณโครงสร้าง และการประเมินต้นทุน การเปรียบเทียบนี้แสดงผลกระทบด้านน้ำหนักจริงสำหรับการใช้สายไฟของคุณ
| คุณสมบัติ | ทองแดง | อลูมิเนียม | ความแตกต่าง |
|---|---|---|---|
| น้ำหนัก (ปอนด์/1000 ฟุต) | 19.8 | 6.0 | เบากว่า 70% |
| การใช้งานของคุณ (100 ฟุต × 1) | 1.98 ปอนด์ | 0.60 ปอนด์ | ประหยัด 1.38 ปอนด์ |
ทำไมการคำนวณน้ำหนักสายไฟจึงมีความสำคัญ
การคำนวณน้ำหนักสายไฟที่แม่นยำมีความจำเป็นสำหรับหลายแง่มุมของการวางแผนการติดตั้งไฟฟ้าและการจัดการโครงการ ไม่ว่าคุณจะวางแผนการปรับปรุงที่อยู่อาศัยหรือโครงการเชิงพาณิชย์ขนาดใหญ่ การทำความเข้าใจน้ำหนักสายไฟส่งผลกระทบต่อความปลอดภัย ต้นทุน และลอจิสติกส์การติดตั้ง
การออกแบบโครงสร้างรองรับ
ถาดสายเคเบิล โครงรองรับ และตะขอแขวนต้องมีขนาดที่เหมาะสมเพื่อรองรับน้ำหนักของตัวนำที่ติดตั้งทั้งหมดอย่างปลอดภัย การประมาณน้ำหนักสายไฟต่ำเกินไปอาจนำไปสู่ความล้มเหลวของโครงสร้าง
การคำนวณการดึงสายเคเบิล
น้ำหนักสายไฟส่งผลโดยตรงต่อแรงดึงในการใช้ท่อร้อยสาย แรงดึงมากเกินไปสามารถทำลายฉนวนและตัวนำได้ โดยเฉพาะในการใช้งานที่ยาวหรือซับซ้อน
การขนส่งและลอจิสติกส์
ค่าขนส่งมักคำนวณตามน้ำหนัก คำสั่งซื้อสายไฟขนาดใหญ่อาจมีน้ำหนักหลายพันปอนด์ ส่งผลกระทบอย่างมากต่องบประมาณโครงการและความต้องการการจัดส่ง
การจัดการวัสดุ
การวางแผนสำหรับอุปกรณ์ยกที่เหมาะสม ขาตั้งม้วนสาย และขนาดทีมงานต้องอาศัยการประมาณน้ำหนักที่แม่นยำเพื่อความปลอดภัยในการจัดการวัสดุในสถานที่
วิธีคำนวณน้ำหนักสายไฟ
สูตรคำนวณน้ำหนักสายไฟ
น้ำหนักรวม = (น้ำหนักต่อ 1000 ฟุต ÷ 1000) × ความยาว × จำนวนตัวนำ
น้ำหนักสายไฟถูกกำหนดโดยความหนาแน่นของวัสดุตัวนำ พื้นที่หน้าตัด และความยาว ทองแดงมีความหนาแน่น 8.96 g/cm³ ในขณะที่อลูมิเนียมมีเพียง 2.70 g/cm³ ทำให้อลูมิเนียมเบากว่าทองแดงประมาณ 70% สำหรับขนาดตัวนำเดียวกัน
| ปัจจัย | คำอธิบาย | ผลกระทบต่อน้ำหนัก |
|---|---|---|
| ขนาดสายไฟ | ขนาด AWG กำหนดพื้นที่หน้าตัดของตัวนำ | AWG ต่ำกว่า = เส้นผ่านศูนย์กลางใหญ่ขึ้น = หนักขึ้น |
| วัสดุ | ตัวนำทองแดงหรืออลูมิเนียม | ทองแดงมีความหนาแน่น 3.3 เท่าของอลูมิเนียม |
| ความยาว | ความยาวตัวนำรวมเป็นฟุตหรือเมตร | ความสัมพันธ์เชิงเส้น - ความยาวเพิ่มเป็น 2 เท่า = น้ำหนักเพิ่มเป็น 2 เท่า |
| ฉนวน | ประเภทและความหนาของฉนวนหุ้ม | เพิ่ม 5-15% ต่อน้ำหนักตัวนำเปลือย |
ตารางอ้างอิงน้ำหนักสายไฟแบบสมบูรณ์ (ตัวนำเปลือย)
ตารางนี้แสดงน้ำหนักต่อ 1000 ฟุตสำหรับตัวนำทองแดงและอลูมิเนียมแบบเปลือย เพิ่มประมาณ 5-15% สำหรับน้ำหนักสายไฟที่มีฉนวนหุ้ม ขึ้นอยู่กับประเภทและความหนาของฉนวน
| AWG | เส้นผ่านศูนย์กลาง (นิ้ว) | เส้นผ่านศูนย์กลาง (มม.) | พื้นที่ (มม.²) | ทองแดง (ปอนด์/1000 ฟุต) | อลูมิเนียม (ปอนด์/1000 ฟุต) |
|---|---|---|---|---|---|
| 1 | 0.2893 | 7.35 | 42.41 | 253.3 | 76.9 |
| 2 | 0.2576 | 6.54 | 33.62 | 200.9 | 61.0 |
| 3 | 0.2294 | 5.83 | 26.67 | 159.3 | 48.4 |
| 4 | 0.2043 | 5.19 | 21.15 | 126.3 | 38.4 |
| 6 | 0.1620 | 4.11 | 13.30 | 79.5 | 24.1 |
| 8 | 0.1285 | 3.26 | 8.37 | 50.0 | 15.2 |
| 10 | 0.1019 | 2.59 | 5.26 | 31.4 | 9.6 |
| 12 | 0.0808 | 2.05 | 3.31 | 19.8 | 6.0 |
| 14 | 0.0641 | 1.63 | 2.08 | 12.4 | 3.8 |
| 1/0 | 0.3249 | 8.25 | 53.49 | 319.5 | 97.0 |
| 2/0 | 0.3648 | 9.27 | 67.43 | 402.8 | 122.3 |
| 3/0 | 0.4096 | 10.40 | 85.01 | 507.9 | 154.2 |
| 4/0 | 0.4600 | 11.68 | 107.22 | 640.5 | 194.5 |
หมายเหตุ: น้ำหนักที่แสดงเป็นสำหรับตัวนำเปลือย สายไฟที่มีฉนวนหุ้มจะหนักกว่าเนื่องจากวัสดุหุ้ม
ทองแดงกับอลูมิเนียม: การเปรียบเทียบแบบสมบูรณ์
การเลือกระหว่างตัวนำทองแดงและอลูมิเนียมเกี่ยวข้องกับการแลกเปลี่ยนระหว่างน้ำหนัก สภาพนำไฟฟ้า ต้นทุน และความต้องการในการติดตั้ง การทำความเข้าใจความแตกต่างเหล่านี้ช่วยให้คุณตัดสินใจเลือกที่เหมาะสมสำหรับโครงการของคุณ
ตัวนำทองแดง
<strong>เหมาะสำหรับ:</strong> สายไฟขนาดเล็ก (14-6 AWG) วงจรสาขาที่อยู่อาศัย การต่อปลายที่อุปกรณ์ที่รองรับเฉพาะทองแดง
ตัวนำอลูมิเนียม
<strong>เหมาะสำหรับ:</strong> ตัวนำฟีดเดอร์และเซอร์วิสขนาดใหญ่ (4/0 ขึ้นไป) การใช้งานระยะไกล การใช้งานสาธารณูปโภค โครงการที่คำนึงถึงต้นทุน
เมื่อใดควรใช้แต่ละวัสดุ
| การใช้งาน | แนะนำ | เหตุผล |
|---|---|---|
| วงจรสาขาที่อยู่อาศัย | ทองแดง | ขนาดเล็ก การต่อปลายง่าย ความต้องการตามมาตรฐาน |
| ทางเข้าเซอร์วิส (200A+) | อลูมิเนียม | ประหยัดต้นทุน ลดน้ำหนักสำหรับตัวนำขนาดใหญ่ |
| สายฟีดเดอร์ระยะไกล | อลูมิเนียม | ประหยัดน้ำหนักและต้นทุนอย่างมากในระยะทางไกล |
| อุปกรณ์อุตสาหกรรม | ทองแดง | สภาพนำไฟฟ้าดีกว่า ทนการสั่นสะเทือน เข้ากันได้กับขั้วต่อ |
| การจ่ายไฟสาธารณูปโภค | อลูมิเนียม | น้ำหนักเบาสำหรับสายไฟเหนือศีรษะ ต้นทุนวัสดุต่ำกว่า |
การใช้งานน้ำหนักสายไฟในโลกแห่งความเป็นจริง
ตัวอย่างที่ 1: การคำนวณโหลดถาดสายเคเบิล
<strong>สถานการณ์:</strong> การใช้ถาดสายเคเบิลยาว 100 ฟุตจะรองรับ 4 ชุดของฟีดเดอร์อลูมิเนียม 4/0 AWG (3 ตัวนำ + สายดิน ต่อชุด = รวม 16 ตัวนำ)
น้ำหนักต่อ 1000 ฟุต
194.5 ปอนด์
ตัวนำ
16
ความยาวการใช้งาน
100 ฟุต
น้ำหนักรวม
311.2 ปอนด์
<strong>ผลลัพธ์:</strong> ถาดสายเคเบิลต้องรองรับได้อย่างน้อย 3.11 ปอนด์/ฟุต บวกค่าความปลอดภัย ถาดแบบบันไดกว้าง 6 นิ้ว ที่รองรับ 100 ปอนด์/ฟุต เพียงพอและมีส่วนต่างอย่างมาก
ตัวอย่างที่ 2: การประมาณการขนส่งคำสั่งซื้อสายไฟ
<strong>สถานการณ์:</strong> สั่งซื้อสายไฟสำหรับอาคารพาณิชย์: สายทองแดง 12 AWG ยาว 2000 ฟุต (วงจรสาขา) + สายทองแดง 4/0 ยาว 500 ฟุต (ฟีดเดอร์)
12 AWG × 2000 ฟุต
39.5 ปอนด์
4/0 AWG × 500 ฟุต
320.3 ปอนด์
สายไฟรวม
359.8 ปอนด์
รวมบรรจุภัณฑ์
~400 ปอนด์
<strong>ผลลัพธ์:</strong> คำสั่งซื้อต้องใช้น้ำหนักขนส่งประมาณ 400 ปอนด์ พิจารณาตัวเลือกการขนส่งสินค้าเทียบกับการขนส่งพัสดุและความต้องการอุปกรณ์จัดส่ง
ตัวอย่างที่ 3: ปัจจัยน้ำหนักในการดึงท่อร้อยสาย
<strong>สถานการณ์:</strong> ดึงสาย 3 เส้น 2/0 AWG ทองแดง THHN ผ่านท่อ EMT 2 นิ้ว ยาว 200 ฟุต มี 2 ข้อโค้ง 90°
น้ำหนักต่อ 1000 ฟุต
402.8 ปอนด์
3 ตัวนำ × 200 ฟุต
241.7 ปอนด์
สัมประสิทธิ์แรงเสียดทาน
0.35
แรงดึงโดยประมาณ
~450 ปอนด์
<strong>ผลลัพธ์:</strong> ต้องใช้แรงดึงอย่างมาก ใช้สารหล่อลื่นที่เหมาะสมและตรวจสอบให้แน่ใจว่าตาดึงรองรับโหลดได้ พิจารณาจุดดึงกลางสำหรับการใช้งานที่ยาวขึ้น
ข้อผิดพลาดทั่วไปในการคำนวณน้ำหนักสายไฟ
ลืมน้ำหนักของฉนวน
น้ำหนักตัวนำเปลือยไม่รวมฉนวน สำหรับ THHN/THWN เพิ่มประมาณ 5-10% ต่อน้ำหนักเปลือย สำหรับฉนวนขนาดใหญ่กว่าเช่น XHHW หรือ USE เพิ่ม 10-15%
ไม่นับตัวนำทั้งหมด
อย่าลืมนับสายดินและสายนิวทรัลเมื่อคำนวณน้ำหนักรวม วงจร 3 เฟสโดยทั่วไปมี 4-5 ตัวนำ ไม่ใช่ 3
เปรียบเทียบวัสดุต่างกันที่ AWG เดียวกัน
เมื่อเปรียบเทียบทองแดงกับอลูมิเนียม จำไว้ว่าอลูมิเนียมต้องการขนาดตัวนำที่ใหญ่กว่าสำหรับแอมแปซิตีเทียบเท่า เปรียบเทียบอลูมิเนียม 4/0 กับทองแดง 2/0 สำหรับเซอร์วิส 200A ไม่ใช่ AWG เดียวกัน
ละเลยน้ำหนักม้วนและบรรจุภัณฑ์
ม้วนไม้สามารถเพิ่มน้ำหนัก 50-200+ ปอนด์ต่อคำสั่งซื้อสายไฟขนาดใหญ่ นำน้ำหนักบรรจุภัณฑ์มาพิจารณาสำหรับการประมาณการขนส่งและความต้องการอุปกรณ์จัดการวัสดุ
ไม่เพิ่มค่าความปลอดภัยสำหรับโครงรองรับ
การกำหนดขนาดถาดสายเคเบิลและโครงรองรับควรรวมค่าความปลอดภัยอย่างน้อย 1.5 เท่าเหนือน้ำหนักที่คำนวณได้ บวกค่าเผื่อสำหรับการเพิ่มเติมในอนาคตและโหลดแบบไดนามิกระหว่างการติดตั้ง