도체 전류용량

주어진 와이어의 단면적이 작을수록 주어진 길이에 대한 저항이 커지고, 다른 모든 요인은 동일합니다. 저항이 더 큰 와이어는 주어진 전류량에 대해 더 많은 열 에너지를 소모하며, 전력은 P=I 2 R 과 같습니다.

도체의 저항으로 인한 소실 전력은 열의 형태로 나타나고, 과도한 열은 전선(전선 근처의 물체는 말할 것도 없고)에 손상을 줄 수 있습니다. 특히 대부분의 전선이 녹고 타버릴 수 있는 플라스틱이나 고무 코팅으로 절연되어 있다는 사실을 고려할 때 더욱 그렇습니다. 따라서 얇은 전선은 다른 모든 요소가 동일하다면 두꺼운 전선보다 전류를 덜 견딥니다. 도체 의 전류 전달 한계를 전류 용량 이라고 합니다 .

주로 안전상의 이유로 미국 내에서 전기 배선에 대한 특정 표준이 제정되었으며, 이는 국가 전기 규정(NEC) 에 명시되어 있습니다. 일반적인 NEC 전선 전류 용량 표는 다양한 크기와 용도의 전선에 허용되는 최대 전류를 보여줍니다. 이론적으로 구리의 녹는점은 전선 전류 용량에 한계를 부여하지만, 절연 도체에 일반적으로 사용되는 재료는 구리의 녹는점보다 훨씬 낮은 온도에서 녹기 때문에 실제 전류 용량 정격은 절연 의 열 한계에 따라 결정됩니다 . 과도한 전선 저항으로 인해 전압이 떨어지는 것도 회로에서 사용하기 위해 도체의 크기를 결정하는 요인이지만, 이러한 고려 사항은 더 복잡한 수단을 통해 더 잘 평가할 수 있습니다(이 장에서 다룰 것입니다). 예를 들어 NEC 목록에서 파생된 표가 표시됩니다.

30도 C의 자유 공기 중 구리 도체 전류 용량

격리:루, 티태권도, 태권도FEP, FEPB유형:타이완루THHN, XHHW

테이블:

크기현재 평가현재 평가현재 평가와이에스지@ 60도 C@ 75도 C@ 90도 C

20	*9	-	*12.5
19	*13	-	18
16	*18	-	24
14	25	30	35
12	30	35	40
10	40	50	55
8	60	70	80
6	80	95	105
4	105	125	140
2	140	170	190
1	165	195	220
1/0	195	230	260
2/0	225	265	300
3/0	260	310	350
4/0	300	360	405

* = 추정값입니다. 일반적으로 이러한 작은 와이어 크기는 이러한 절연 유형으로 제조되지 않습니다.

서로 다른 유형의 절연을 가진 동일한 크기의 전선 사이의 상당한 전류 용량 차이를 주목하십시오. 이는 다시 각 유형의 절연 재료의 열 한계(60°, 75°, 90°) 때문입니다.

이러한 전류 용량 정격은 도관이나 와이어 트레이에 놓인 와이어와 달리 "자유 공기"(최대 일반 공기 순환)에 있는 구리 도체에 대해 제공됩니다. 알다시피, 이 표는 작은 와이어 크기에 대한 전류 용량을 지정하지 않습니다. 이는 NEC가 저전류 전자 작업에 일반적인 와이어가 아닌 주로 전력 배선(대전류, 대와이어)에 관심을 갖기 때문입니다.

도체 유형을 식별하는 데 사용되는 문자 시퀀스에는 의미가 있으며, 이러한 문자는 일반적으로 도체의 절연 층의 특성을 나타냅니다. 이러한 문자 중 일부는 와이어의 개별 특성을 상징하는 반면 다른 문자는 단순히 약어입니다. 예를 들어, 문자 "T" 자체는 "TW" 또는 "THHN"과 같이 절연 재료로서의 "열가소성"을 의미합니다. 그러나 3글자 조합 "MTW"는 Machine Tool Wire 의 약어로 , 상당한 움직임이나 진동이 발생하는 기계에서 사용할 수 있도록 절연이 유연하도록 만들어진 유형의 와이어입니다.

단열재

• C = 면
• FEP = 불소화 에틸렌 프로필렌
• MI = 미네랄(산화 마그네슘)
• PFA = 퍼플루오로알콕시
• R = 고무(때로는 네오프렌)
• S = 실리콘 "고무"
• SA = 실리콘-석면
• T = 열가소성
• TA = 열가소성 석면
• TFE = 폴리테트라플루오로에틸렌("테프론")
• X = 가교 합성 고분자
• Z = 변형 에틸렌 테트라플루오로에틸렌

열 정격

• H = 75도 섭씨
• HH = 섭씨 90도

외부 덮개("재킷")

• N = 나일론

특별 서비스 조건

• U = 지하
• W = 젖음
• -2 = 90도 섭씨 및 습함

따라서 "THWN" 도체는 열가소성 절연체를 갖고 있으며 , 75°C까지 내열성이 있고 , 습한 조건 에 적합하며 , 나일론 외부 재킷이 함께 제공 됩니다 .

이러한 문자 코드는 가정 및 기업에서 사용하는 것과 같은 일반 용도 전선에만 사용됩니다. 고전력 애플리케이션 및/또는 혹독한 서비스 조건의 경우 도체 기술의 복잡성으로 인해 몇 가지 문자 코드에 따른 분류가 불가능합니다. 가공 전력선 도체는 일반적으로 베어 메탈이며, 유리, 도자기 또는 세라믹 마운트(절연체라고 함)로 타워에서 매달립니다. 그럼에도 불구하고 정적(자중) 및 동적(풍속) 하중을 모두 견뎌내는 전선의 실제 구조는 여러 층과 다양한 유형의 금속을 함께 감아 단일 도체를 형성하기 때문에 복잡할 수 있습니다. 대형 지하 전력 도체는 때때로 종이로 절연한 다음 가압 질소 또는 오일로 채워진 강철 파이프에 싸여 물 침투를 방지합니다. 이러한 도체는 파이프 전체에 유체 압력을 유지하기 위한 지원 장비가 필요합니다.

다른 절연 재료는 소규모 응용 분야에서 사용됩니다. 예를 들어, 전자석(전자 흐름에서 자기장을 생성하는 코일)을 만드는 데 사용되는 소직경 와이어는 종종 얇은 에나멜 층으로 절연됩니다. 에나멜은 우수한 절연 재료이며 매우 얇아서 작은 공간에 많은 "회전" 와이어를 감을 수 있습니다.

검토:

• 전선 저항은 작동 회로에 열을 발생시킵니다. 이 열은 잠재적인 화재 발화 위험입니다.
• 얇은 전선은 단위 길이당 저항이 더 크기 때문에 굵은 전선보다 허용 전류("전류 용량")가 낮고, 따라서 단위 전류당 열 발생도 더 큽니다.
• 국가 전기 규정(NEC)에서는 허용 절연 온도와 전선 적용에 따라 전력 배선의 전류 용량을 지정합니다.