Ampacity — это сокращение от Ampere capacity , определяемое Национальными электротехническими кодексами США . Ampacity определяется как максимальный ток в амперах, который проводник может проводить непрерывно в условиях использования, не превышая его температурный номинал. [1] [2] [3]
Допустимая токовая нагрузка проводника зависит от его способности рассеивать тепло без повреждения проводника или его изоляции. Это функция температурного номинала изоляции , электрического сопротивления материала проводника, температуры окружающей среды и способности изолированного проводника рассеивать тепло в окружающую среду.
Все обычные электрические проводники имеют некоторое сопротивление потоку электричества. Электрический ток, протекающий по проводникам, нагревает их. Если тепло выделяется с достаточной скоростью, температура проводника повышается, и изоляция может быть повреждена или, в конечном итоге, сам проводник может провиснуть или расплавиться.
Номинальная допустимая токовая нагрузка для проводника основана на диаметре проводника, используемом материале (медь или алюминий), номинальной максимальной температуре применения и условиях установки. Правила установки описывают требуемые факторы, которые должны применяться для любой конкретной установки. Проводники, установленные так, чтобы воздух мог свободно перемещаться по ним, могут быть рассчитаны на большую токовую нагрузку, чем проводники, проложенные внутри кабелепровода или зарытые под землей. Высокая температура окружающей среды может снизить номинальную токовую нагрузку проводника. Кабели, проложенные во влажных или маслянистых местах, могут иметь более низкую температурную нагрузку, чем при сухой установке. Более низкая номинальная нагрузка будет применяться, если несколько проводников находятся поблизости, поскольку каждый из них отдает тепло другим и уменьшает количество внешнего охлаждения проводников.
В зависимости от типа изоляционного материала, общие максимально допустимые температуры на поверхности проводника составляют 60, 75 и 90 °C, часто при температуре окружающего воздуха 30 °C. В Соединенных Штатах допускается 105 °C при температуре окружающего воздуха 40 °C для больших силовых кабелей, особенно тех, которые работают при напряжении более 2 кВ. Аналогично, определенные виды изоляции имеют номинал 150, 200 или 250 °C.
Допустимый ток в проводнике обычно необходимо уменьшать (снижать номинал), когда проводники находятся в группе или кабеле, заключены в кабелепровод или корпус, ограничивающий рассеивание тепла. Например, в таблице 310.15(B)(16) Национального электротехнического кодекса США указано, что до трех медных проводов 8 AWG с общим изоляционным материалом (THWN) в кабельном канале, кабеле или непосредственно в земле имеют допустимую токовыделение 50 А при температуре окружающего воздуха 30 °C, допустимая температура поверхности проводника составляет 75 °C. Один изолированный проводник в свободном воздухе имеет номинал 70 А.
Номинальная мощность обычно указывается для постоянного тока, и кратковременные периоды перегрузки по току происходят без вреда в большинстве кабельных систем. Правила электротехнических норм дадут номинальные значения для проводки, где присутствуют кратковременные нагрузки, например, в подъемном двигателе. Для таких систем, как подземные кабели электропередачи, оценка кратковременной перегрузочной способности кабельной системы требует детального анализа тепловой среды кабеля и оценки коммерческой стоимости потерянного срока службы из-за чрезмерного повышения температуры.
При проектировании электрической системы обычно учитывается токовая нагрузка всех проводников системы.