5.JIS,IEC&軍規電纜電壓降計算

 使用視窗

• 軍規源由

由於軍規電纜在以往計算壓降時，需依靠MLA的電機壓降計算程式(JIS規格)估算，此算法是從NK船級 H篇電器裝置2.9.6中，表H 2.9.6-1橡膠絕緣電纜的交流電壓降係數𝛿 (導體面積與功率因數比對出來的係數)，在套用公式後計算，此表不適用的原因是截面積定義是以JIS/IEC規格，與軍規電纜AWG換算的截面積完全不同。然一種估算方式是AWG所換算的截面積，可能介於JIS/IEC規格定的截面積兩者之間，進而看兩個電壓降的範圍估算該軍規電纜電壓降，這種方式仍可能遇到軍規電纜截面積不在JIS/IEC規格定的截面積兩者之間的可能，故此本人研究是否可用別電壓降公式計算。

NK定義之電壓降公式

AWG線徑定義之電纜普遍用在美國，電壓降計算方式使用了美國國家電工標準 (National Electrical Code)，其中Chapter 4 TABLE8&9如下表一及表二，提供了環境在75度C的直流阻抗RT(dc)與交流阻抗RT(ac) /感抗XL的數值(容抗忽略不計)，T=75。

表一 NEC定義AWG線徑電纜使用直流電源時各種參數

紅框之阻抗與感抗較為貼近本廠使用狀況，經比對及換算維基百科提供的AWG線徑電纜表於20度C直流阻抗後，確定極為近似。

表二 NEC定義AWG線徑電纜使用三相交流電源時各種參數

紅框之阻抗與感抗較為貼近本廠使用狀況，經換算後做為程式的資料庫用。

為了方便計算，表格中的直流阻抗和交流阻抗換算成20度使用，根據電阻係數公式，75度C之 ∝75=0.00323，最後將數值換算成RT。

根據美國國家電工標準建議，及一般電壓降公式，可歸納成以下四個公式：

將AWG線徑2000000~22換算截面積An以下兩公式算出納入excel中：

Dn：AWG直徑(mm)

再根據美國國家電工標準交流阻抗與感抗及維基百科提供的直流阻抗值，總整後製作AWG線徑之以下表格如表三，並取其橘色的三組數據資料：

1. 20°C銅阻抗(Ω/m)-用於DC壓降計算

2. 20°C 銅阻抗Resistance(Ω/m)-用於AC壓降計算

3. 20°C 銅感抗Reactance(Ω/m)-用於AC壓降計算

表三 各種不同條件之阻抗感抗換算資料

整理MIL-C-24643標準之軍規電纜所有線種及AWG，根據比對後對應出交流阻抗與感抗及直流阻抗值，製成excel如下表四，電纜種類共計619條(移除不常用及無法計算-無數值的種類約25個)，已可滿足目前使用。

表四 統整所有軍規電纜，經篩選後大部分電纜可計算電壓降

建立兩種資料，一種為電纜資料庫，另一種為程式中選取電纜選單用(線種)，將以下資料寫入程式中如表五。

表五 建立電纜資料庫

• JIS/IEC緣由

目前MLA已有NK壓降計算，在使用上需先用計算機算出電流填入空格，使用上本無太大問題，就軍規電纜壓降方式計算可節省更多時間，故圖形化視窗改良如下圖一：

圖一 軍規視窗(舊)

圖一 JIS/IEC/軍規視窗(新)

• 列出此程式幾個特點

• 選取線號萃取屬性：帶入線號，線種，長度，數量。當長度沒有時，可以以幾估算的程度輸入使用，或是抓取ECMS(需勾選長度抓取ECMS)，回傳該線號長度帶入於程式中。

• 軍規：屬性帶入後，自動選出程式資料庫的該電纜阻抗值，顯示截面積與AWG，接著讀取程式目前所選的導體最高溫度，算出RT(方程式 RT=R20[1+20(T-20℃))並顯示。

• JIS：JIS廠家為TMC或Kukdong，電纜格式是一樣的。

• IEC:以GENERAL CABLE(GC)或LS做分類。

• JIS/IEC使用了溫度係數，R20，和壓降係數，溫度係數為查表(轉為資料庫)，R20和壓降係數在數字處停留可出現計算公式。

• 用點選(電壓種類，電壓，功因，溫度)的方式選取該裝備個參數於程式。

• 輸入功率時，可依據目前所選參數(有各自的方程式)，計算出電流。

• 輸入電流時，可依據目前所選參數(有各自的方程式)，計算出功率。

以上兩種輸入皆依照以下情況計算：

• 直流接地/直流非接地：P=VI

• 單相交流：P=VIcos

• 三相交流：P=3VIcos

• 給定參數：由於裝備給的數值是電流或功率，必須固定其中一個，在變更其他參數如交流換直流時，會只變更另一個。

• 當萃取並輸入好功率/電流後，即時計算電壓降，任意變動任何參數，都直接改變電壓降。

• 當認為電壓降過大時，可隨時變更線種，即時變更：

• 軍規：RT，AWG，截面積，並再算出電壓降。

• JIS/IEC：溫度係數，R20(截面積帶入公式)，和壓降係數，並再算出電壓降。

• 當確定電壓降好後，可將程式中所有數據匯入系統圖的線號圖塊中，作為紀錄。

• 可批次匯入多個線號圖塊中。

• 有紀錄的線號圖塊，亦可讀取全部數值萃取到程式中進行修正。

• 使用前，線號圖塊必須內建好屬性：VOLTAGE/WATT/POWFACTOR/E_LENGTH/AMP/TMEP/VOLTAGE_TYPE/QTY/VOLTAGE_DROP，已製作好CABLE圖塊可供使用如下圖二。

圖二 已建立好屬性之CABLE圖塊

• 若點選”選取電纜”，則電纜線種會自動選到該項欄位。

• 電壓降Vd空格處停留會出現JIS/IEC/軍規計算公式。

• 輸入指令VD或點選圖示開啟後，使用結果如圖三/四/五/六。

• 結束。

圖三 使用結果

RT 公式提示

截面積帶入公式計算R20提示

圖四

圖五 壓降係數列表(轉為資料庫)

圖六 各電壓降公式提示

• 需要此程式請與我聯絡。