Kablolardaki bakır iletkenin kesit alanı
Açıklamalı Kaynakça: Elektrik Telleri ve Kablolarının Bakır İletken Kesiti
Kapsam ve amaç: Bu kaynakça kablo endüstrisi mühendisleri, elektrik mühendisleri, yüksek lisans öğrencileri ve akademik yazarlara yöneliktir. GB/T 7714 referans tarzında verilen girişler ve kısa açıklamalarla birlikte akademik makalelerde ve teknik raporlarda alıntılanmaya hazır temel standartları, Çin dergi makalelerini, yabancı literatürü ve bakır iletkenlerin kesitine ilişkin ders kitaplarını derler. Kapsam: nominal ve etkin iletken kesit, iletken sınıfları, sıkıştırılmış büküm, geniş kesitli bölümlü iletkenler, AC/DC direnci ve mühendislik seçimi kontrolleri.
1. Temel Standartlar
1.1 Ulusal Standartlar (Çin)
|
Standart No. |
Başlık |
Bakır iletken kesitiyle ilgili temel içerik |
|
GB/T 3956-2008 |
Kablo iletkenleri |
Kablo iletkenleri için temel standart (IEC 60228:2004'ün aynı şekilde benimsenmesi). Nominal kesiti yalnızca boyut tanımı olarak tanımlar ve uygunluğu 20 °C DC direncine göre değerlendirilir; Sınıf 1 katı, Sınıf 2 sıkıştırılmış çok telli ve Sınıf 5/6 esnek iletkenleri tanımlar; her bir nominal kesit için maksimum DC direnç sınırlarını, tek telli yapıyı ve kablolama gereksinimlerini belirtir. |
|
GB 50217-2018 |
Elektrik enerjisi mühendisliğinin kablo tasarımı standardı |
Bakır iletken kesiti için beş kontrolü belirten temel mühendislik seçim kodu: uzun vadeli akım kapasitesi (sıcaklık artışı), kısa devre termal kararlılığı, voltaj düşüşü, ekonomik akım yoğunluğu ve minimum mekanik dayanıklılık; ekonomik akım yoğunluğunun referans değerlerini içerir. |
|
Büyük Britanya 51348-2019 |
Sivil binaların elektrik tasarımı standardı |
Bina dağıtımı, kurulum koşulları ve koruyucu cihazlar ile iletken kesiti arasındaki koordinasyon için minimum bakır iletken kesiti. |
|
GB/T 12706.2-2020 |
1 kV'tan 35 kV'a kadar nominal gerilimler için ekstrüzyon katı yalıtımlı güç kabloları ve aksesuarları - Bölüm 2 |
Orta ve alçak gerilim XLPE kablolar için ürün standardı; kablo iletkeninin GB/T 3956'nın bakır iletken kesiti ve DC direnci gereksinimlerini karşılamasını gerektirir. |
|
GB/T 3048.2 |
Elektrik telleri ve kablolarının elektriksel özellikleri için deney yöntemleri - Bölüm 2: Metalik iletken malzemelerin direnci için deney |
Bakır iletken direnci ve DC direnci için test yöntemi; iletken kesitinin direnç bazlı doğrulanmasının operasyonel temeli. |
1.2 Uluslararası Standartlar
|
Standart No. |
Başlık |
Bakır iletken kesitiyle ilgili temel içerik |
|
IEC 60228:2023 |
Yalıtılmış kabloların iletkenleri |
Direnç-sıcaklık düzeltme faktörleriyle tek damarlı, çok damarlı, sıkıştırılmış ve Milliken bölümlü iletkenler de dahil olmak üzere 0,5 ila 3500 mm² arası bakır iletkenleri kapsayan, kablo iletkenlerine yönelik mevcut uluslararası ana standart; GB/T 3956 ve birçok ulusal standardın türetildiği kaynak. |
|
IEC 60287-1-1:2014 |
Elektrik kabloları - Akım değerinin hesaplanması |
Güç kablosu kapasitesi hesaplaması için standart; Büyük kesitli HV bakır iletken tasarımı için önemli bir temel olan, dış yüzey ve yakınlık etkileri altındaki bakır iletkenlerin AC direnç hesaplamasını içerir. |
|
IEC 60364-5-52 |
Alçak gerilim elektrik tesisatları - Elektrikli ekipmanların seçimi ve montajı - Kablolama sistemleri |
Alçak gerilim kablolama sistemleri için akım kapasitesi ve iletken kesit seçim yöntemi (gerilim düşüşü ve koruyucu koordinasyon gereklilikleri dahil). |
2. Çin Dergi Makaleleri (Ek Açıklamalarla)
Zhai Y H. 3000 mm² yüksek gerilim güç kablosu için bölümlü iletkenin tasarımı ve temel üretim teknolojisi[J]. Elektrik Teli ve Kablosu, 2025.
Ek açıklama: AC güç frekansı altında, büyük bir katı yuvarlak bakır iletken, akımın yüzeye yakın yoğunlaşmasıyla belirgin bir cilt etkisi sergiler; basitçe geometrik kesitin genişletilmesi, hacmi doğrusal olarak artıramaz. 3000 mm²'lik iletken, girdap akımlarını zayıflatmak için iletkeni karşılıklı olarak yalıtılmış sektörel elemanlara bölen beş sektörlü Milliken bölümlü bir yapı kullanır. Makale, tek bir elemanın kontrol edici kesiti ve ana kesiti için formüller türetmektedir; bitmiş DC direncinin ≤ 0,0060 Ω/km ve yuvarlaklıktan sapmanın < 0,8 mm olmasını gerektirir ve sıkıştırma kalıbı derecelendirmesinin ve büküm geriliminin etkin kesit tekdüzeliği üzerindeki etkisini inceler.
Mei W J. Büyük yuvarlak sıkıştırılmış denizaltı kablosu iletkenlerinin yapısal tasarımı[J]. Elektrik Teli ve Kablosu, 2025.
Ek açıklama: 630 mm² ve 1800 mm² sıkıştırılmış bakır denizaltı kablosu iletkenleri için kesit geometrik modeli oluşturur ve sıkıştırma derecesi ile döşeme uzunluğunun etkin kesitin tekdüzeliğini nasıl etkilediğini inceler. Denizaltı kablo iletkenleri, yerel aşırı ısınmayı önlemek için son derece küçük bir çevresel direnç değişimi gerektirir. Tek tel çapı, katman sayısı ve sıkıştırma kalıpları için yinelemeli bir yöntem verilmiştir; etkin kesit, bitmiş iletken direnciyle doğrulanmıştır.
2.1 İletken Yapısı ve AC/DC Direnci
Ning G K. Yuvarlak telli / trapez telli karışık telli büyük bakır iletkenin yapı tasarımı ve proses kontrolü[J]. Elektrik Teli ve Kablosu, 2024.
Açıklama: Geleneksel çok yönlü telli çok telli bakır iletken düşük doldurma faktörüne sahipken, tamamen trapez profilli bir iletken pahalı aletler gerektirir. Karışık telli bir yapı önerilmektedir: merkezde yuvarlak teller ve dış katmanlarda trapez teller. 300 mm² ve 400 mm² bakır iletkenler için sıkıştırma faktörü, sabit bir DC direnç marjıyla 0,97–0,98'e ulaşır ve geleneksel yuvarlak telli sıkıştırılmış iletkenle karşılaştırıldığında bakır tüketimini yaklaşık %2–3 azaltır. Tavlanmış bakır tel için uzama gereksinimiyle birlikte döşeme uzunluğu/çap oranı aralıkları verilmiştir (iç katmanlar 23–30, dış katmanlar 14–16).
Dong Y Z. Yüksek gerilim kablo iletken yapısının AC ve DC direncine etkisi[J]. Elektrik Teli ve Kablosu, 2026.
Açıklama: Aynı etkin kesit için kablo sayısı, tek kablo çapı ve sıkıştırma faktörü AC direncini doğrudan etkiler. Daha ince teller kablo içi girdap akımı kaybını azaltır, ancak yakın örgülü ince teller yakınlık etkisini güçlendirir. Sıcaklık değişiklikleri bakır direncini ve yüzey derinliğini değiştirir, dolayısıyla kesit kullanımı sıcaklıkla doğrusal olmayan bir şekilde değişir.
2.2 Kesit Kavramları ve Seçimi
Kablolar için katı bir iletkenin nominal kesitinin rolü ve önemi üzerine[J]. Elektrik Teli ve Kablosu.
Ek açıklama: Sektörde yaygın bir yanılgıyı açıklığa kavuşturur: Nominal kesit, ölçülen geometrik kesite eşit değildir. Büküm boşlukları, sıkıştırma deformasyonu ve döşeme faktörünün tümü, geometrik alanı etkili iletken kesitten daha büyük hale getirir; Bir iletken için tek kabul kriteri 20 °C DC direncidir. Çeşitli boyutlar için ölçülen verileri kullanan makale, geometrik alanı dirençten geriye doğru hesaplanan etkili kesit ile karşılaştırıyor ve 'küçük boyutlu' (kısa ölçülü) iletkenlerin arkasındaki mekanizmayı analiz ediyor.
Uzun mesafeli alçak gerilim güç kabloları için kesit seçimi ve optimizasyonu[J]. Elektrik Uygulaması, 2022.
Ek açıklama: Düşük voltaj dağıtım bakır iletkenleri için ekonomik akım yoğunluğu seçim formülünü de içeren eksiksiz bir seçim prosedürünü (akım kapasitesi, voltaj düşüşü, termal kararlılık, ekonomik akım yoğunluğu, mekanik dayanım) sunar; elektrik mühendisliği tasarımı için referans olarak uygundur.
2.3 Çin ve Yabancı Standartların Karşılaştırılması
Dou H C. Yapısal sınıflandırma ve direnç hesaplamasına dayalı olarak Çin ve ABD bakır iletkenleri arasındaki kablolar arasındaki temel teknik farklılıkların analizi[J]. Elektrik Teli ve Kablosu, 2025.
Ek açıklama: GB/T 3956 bakır iletkeni (metrik nominal kesit) ABD AWG bakır iletken sistemiyle karşılaştırır. Çin standardı 'sabit nominal kesitler artı maksimum direnç limitlerini' kullanırken, AWG kesiti tek tel çapına göre tanımlar. Direnç referansları ve büküm düzeltme faktörleri farklıdır, dolayısıyla aynı geometrik alana sahip bakır iletkenler farklı DC direnç sınırlarına göre değerlendirilir; Dışa aktarma seçiminde kesit dönüşümüne dikkat edilmelidir.
3. Yabancı Literatür ve Uluslararası Raporlar
Deng Y ve diğerleri. Bakır iletken yapısının yüksek gerilim güç kablolarının AC ve DC direncine etkisi[J]. Tel ve Kablo, 2026.
Ek Açıklama: Bakır iletken kesitinin, tek telli yapının ve sıkıştırma faktörünün AC ve DC direnci üzerindeki etkilerini inceler ve deri etkisi altındaki etkin akım taşıyan kesitteki azalmayı ölçer.
CIGRE WG D1.54. Güç kabloları ve havai hat iletkenlerinin AC ve DC direncini ölçmek için temel prensipler ve pratik yöntemler: Teknik Broşür 894[R]. Paris: CIGRE, 2023.
Ek açıklama: Bakır iletkenlerin AC/DC direncini ve etkin kesitini ölçmek için ilkeleri, yöntemleri ve belirsizlik analizini sistematik olarak sunan yetkili bir CIGRE teknik raporu; Test yöntemleri için referans olarak uygundur.
4. Tam Referans Listesi (GB/T 7714 Stili)
Standartlar:
1.GB/T 3956-2008, Kablo iletkenleri[S]. Pekin: Çin Standartları Basını, 2008.
2.GB 50217-2018, Elektrik enerjisi mühendisliğinin kablo tasarımı standardı[S]. Pekin: Çin Planlama Basını, 2018.
3.GB 51348-2019, Sivil binaların elektrik tasarımı standardı[S]. Pekin: Çin Mimarlık ve İnşaat Basını, 2019.
4.GB/T 12706.2-2020, 1 kV'tan 35 kV'a kadar nominal gerilimler için ekstrüzyonlu katı yalıtımlı güç kabloları ve aksesuarları - Bölüm 2: 1 kV ve 3 kV[S] nominal gerilimli kablolar. Pekin: Çin Standartları Basını, 2020.
5.IEC 60228:2023, Yalıtılmış kabloların iletkenleri[S]. Cenevre: Uluslararası Elektroteknik Komisyonu, 2023.
6.IEC 60287-1-1:2014, Elektrik kabloları - Akım değerinin hesaplanması - Bölüm 1-1: Akım değeri denklemleri (%100 yük faktörü) ve kayıpların hesaplanması - Genel[S]. Cenevre: IEC, 2014.
Günlük kağıtları:
7.Zhai Y H. 3000 mm² yüksek gerilim güç kablosu için bölümlü iletkenin tasarımı ve temel üretim teknolojisi[J]. Elektrik Teli ve Kablosu, 2025.
8.Mei W J. Büyük yuvarlak sıkıştırılmış denizaltı kablosu iletkenlerinin yapısal tasarımı[J]. Elektrik Teli ve Kablosu, 2025.
9.Ning G K. Yuvarlak telli / trapez telli karışık telli büyük bakır iletkenin yapı tasarımı ve proses kontrolü[J]. Elektrik Teli ve Kablosu, 2024.
10.Dong Y Z. Yüksek gerilim kablo iletken yapısının AC ve DC direncine etkisi[J]. Elektrik Teli ve Kablosu, 2026.
11.Kablolar için katı bir iletkenin nominal kesitinin rolü ve önemi üzerine[J]. Elektrik Teli ve Kablosu.
12.Uzun mesafeli alçak gerilim güç kabloları için kesit seçimi ve optimizasyonu[J]. Elektrik Uygulaması, 2022.
13.Dou H C. Yapısal sınıflandırma ve direnç hesaplamasına dayalı olarak Çin ve ABD bakır iletkenleri arasındaki kablolar arasındaki temel teknik farklılıkların analizi[J]. Elektrik Teli ve Kablosu, 2025.
Yabancı literatür ve raporlar:
14.Deng Y ve diğerleri. Bakır iletken yapısının yüksek gerilim güç kablolarının AC ve DC direncine etkisi[J]. Tel ve Kablo, 2026.
15.CIGRE WG D1.54. Güç kabloları ve havai hat iletkenlerinin AC ve DC direncini ölçmek için temel prensipler ve pratik yöntemler: TB 894[R]. Paris: CIGRE, 2023.
Ders kitapları:
16.Qu X Q. Büküm Teknolojisi[M]. Şangay: Şanghay Bilimsel ve Teknik Yayıncılar, 2001.
5. Hızlı Başvuru: Temel Kavramlar
5.1 Nominal Kesit ve Etkin İletken Kesit
Nominal kesit yalnızca bir boyut tanımıdır ve boyutsal bir kabul kriteri değildir; etkin iletken kesit, Ohm'un direnç yasasına göre 20 °C DC direncinden geriye doğru hesaplanır:
S = ρ₂₀ · L / R₂₀
burada ρ₂₀ tavlanmış bakırın 20 °C'deki direncidir (yaklaşık 0,017241 Ω·mm²/m), R₂₀ birim uzunluk başına 20 °C DC direncidir (Ω/km) ve L iletken uzunluğudur. Çok telli bir iletken iç boşluklar içerir, dolayısıyla geometrik alanı etkin iletken alanından daha büyüktür; Sıkıştırma, profilli teller ve bölümlü yapının amacı doldurma faktörünü yükseltmek, etkin kesiti arttırmak ve direnci azaltmaktır.
5.2 Kısa Devre Termal Kararlılık Kontrolü
S ≥ I∞ · √t / √C
burada I∞ kararlı durum kısa devre akımıdır (A), t kısa devre süresidir (s) ve C bakır iletkenin termal stabilite katsayısıdır (mühendislik uygulamasında genellikle 143 olarak alınır).
6. Literatür Arama ve Doğrulama Kılavuzu
17.Çince dergi makaleleri: Electric Wire & Cable ve Electrical Application dergilerini aramak için CNKI (Çin Ulusal Bilgi Altyapısı) ve Wanfang Verilerini kullanın; yazara veya başlığa göre bulun ve cilt, sayı ve sayfa numaralarını tamamlayın.
18.Çin ulusal standartları: Standart Bilgileri Ulusal Kamu Hizmeti Platformu (std.samr.gov.cn), standartların durumunu ve bibliyografik bilgilerini sağlar.
19.IEC standartları: güncel sürümü IEC Web Mağazasından (webstore.iec.ch) edinin.
20.Önerilen arama anahtar kelimeleri: bakır iletken kesiti, sıkıştırma faktörü, doldurma faktörü, döşeme faktörü, bölümlü iletken (Milliken), cilt etkisi, DC direnci, nominal kesit, ekonomik akım yoğunluğu.