L'amplitude - le courant maximal qu'un câble peut transporter en toute sécurité - nécessite un ajustement en fonction des conditions d'installation.
Solar cables operating in hot climates, bundled in conduit, or exposed to direct sunlight need derating to prevent overheating and insulation damage. Understanding derating factors ensures proper conductor sizing for safe, reliable operation.
Dératation de la température
Impact sur la température ambiante :
Les cotes d'amplitude standard supposent une température ambiante de 30 ° C. Les installations solaires fonctionnent fréquemment dans des conditions plus chaudes nécessitant des facteurs de correction de température.
À 40 ° C ambiant, la réduction typique réduit l'ampacité à environ 85 % de la valeur de base. À 50 ° C - courant dans les installations du désert - la réduction peut réduire l'ampacité à 70-75 % de la valeur de 30 ° C.
Application du facteur de correction :
Les facteurs de correction de la température multiplient l'ampacité de base pour déterminer la capacité de courant ajustée. Un câble évalué à 30 ampères à 30 ° C ne peut transporter en toute sécurité que 21 à 23 ampères en continu à 50 ° C.
Les normes NEC et IEC fournissent des tableaux de correction de température pour différents types de câbles et conditions ambiantes. Ces facteurs garantissent que la température du conducteur reste dans les limites d'isolation.
Effets de regroupement et de regroupement
Dératation de câbles multiples :
Les câbles installés ensemble génèrent de la chaleur combinée avec une dissipation limitée. Les facteurs de regroupement expliquent cette interaction thermique.
Deux câbles dans le conduit nécessitent généralement un déraillement de 80 %. Trois câbles réduisent l'amplitude à environ 70 % de la puissance nominale d'un câble. Six câbles ou plus peuvent nécessiter un déraillement de 60 % ou moins selon l'arrangement.
Impact de la méthode d'installation :
La méthode d'installation affecte considérablement l'amplitude :
- L'installation à air libre offre une amplitude maximale avec une excellente dissipation de la chaleur
- L'installation du conduit limite le flux d'air nécessitant une réduction substantielle
- L'installation du bac à câbles se situe entre l'air libre et le conduit
- L'enfouissement direct fournit une bonne dissipation de la chaleur mais nécessite une prise en compte de l'humidité
Exposition au rayonnement solaire
Chauffage direct au soleil :
Les câbles exposés à la lumière directe du soleil subissent une élévation de la température de surface au-delà de la température ambiante. Les gaines de câbles noires absorbent le rayonnement solaire, les températures de surface atteignant 20 à 30 ° C au-dessus de la température ambiante.
Cet effet de chauffage solaire nécessite une réduction supplémentaire au-delà de la correction de la température ambiante. La réduction combinée de la température ambiante et de l'exposition solaire peut réduire l'amplitude à 50-60 % des cotes de base dans les pires scénarios.
Avantages de l'ombrage :
Les câbles montés sous les panneaux solaires ou dans des endroits ombragés évitent le chauffage solaire direct. Cette pratique d'installation réduit le stress thermique et améliore l'amplitude par rapport au routage exposé au soleil.
Calcul de la dérivation combinée
Application à facteurs multiples :
Les installations réelles impliquent des facteurs de réduction simultanés. La réduction combinée multiplie les facteurs individuels :
Exemple : Trois câbles dans le conduit à 45 ° C ambiant avec exposition au soleil :
- Facteur de température : 0,82
- Facteur de regroupement : 0,70
- Exposition solaire : 0,90
- Combiné : 0,82 0,70 0,90 = 0,52 (52 % de l'ampacité de base)
Un câble classé 40A dans des conditions standard ne transporterait en toute sécurité que 21A dans ces conditions combinées.
Stratégie de dimensionnement des conducteurs
Conception conservatrice :
Câbles PV
devrait être dimensionné en tenant compte des pires conditions d'installation plutôt que des scénarios moyens ou typiques. Cette approche prudente garantit un fonctionnement sûr pendant les pics de stress thermique.
Prise en compte de la chute de tension :
La réduction de l'amplitude entraîne souvent des tailles de conducteurs plus grandes que le minimum pour le transport de courant seul. Ce conducteur plus grand offre un avantage secondaire de baisse de tension réduite, améliorant l'efficacité du système.
Scénarios d'installation spécifiques
Installations sur les toits :
Les câbles de toit subissent les pires conditions thermiques - température ambiante élevée, exposition solaire directe et réflexion thermique des matériaux de toiture. Un déclassement substantiel (50 à 60 % de l'ampacité de base) garantit un fonctionnement sûr.
Systèmes de montage au sol :
Les installations au sol avec des câbles dans des tranchées ou sur des racks connaissent des conditions modérées. L'ombrage des panneaux et des températures ambiantes plus basses réduisent les exigences de réduction par rapport aux toits.
Environnements désertiques :
Les températures ambiantes extrêmes combinées à un rayonnement solaire intense nécessitent une analyse minutieuse de l'amplitude. De multiples facteurs de réduction se composent, ce qui entraîne souvent des tailles de conducteurs 50 à 100 % plus grandes que les installations à climat tempéré.
Normes et exigences du code
Article 690 du NEC :
Le National Electrical Code exige des calculs de courant continu à 125 % du courant de court-circuit, puis l'application de corrections de température et de regroupement appropriées. Cette approche prudente garantit des marges de sécurité adéquates.
Normes CEI :
Les normes internationales fournissent des directives de déclassement similaires avec des variations régionales tenant compte des conditions climatiques locales et des pratiques d'installation.
Méthodes de vérification
Imagerie thermique :
Les caméras infrarouges détectent un échauffement excessif des conducteurs pendant le fonctionnement. Les points chauds indiquant un dimensionnement inadéquat des conducteurs ou des connexions médiocres deviennent visibles, permettant une action corrective avant que des pannes ne se produisent.
Surveillance de la température :
Certaines installations critiques intègrent des capteurs de température surveillant les températures des conducteurs ou des terminaisons. Les données en temps réel valident les hypothèses de conception et identifient les problèmes en développement.
Directives pratiques de conception
Marges de conception :
La sélection de conducteurs d'une capacité de 20 à 30 % au-delà des exigences calculées offre une marge pour des conditions imprévues ou de futures modifications du système.
Planification de l'installation :
La planification du routage des câbles pour minimiser le regroupement, maximiser l'ombrage et optimiser la ventilation réduit les exigences de réduction. Une conception d'installation réfléchie améliore à la fois l'amplitude et la longévité des câbles.
Données climatiques :
L'utilisation de données climatiques réelles pour l'emplacement de l'installation plutôt que d'hypothèses génériques garantit que les facteurs de réduction reflètent fidèlement les conditions d'exploitation. Les températures maximales locales et les niveaux de rayonnement solaire éclairent les calculs appropriés.
Erreurs courantes
Ignorer les facteurs simultanés :
Appliquer un seul facteur de réduction tout en ignorant les autres conduit à des conducteurs sous-dimensionnés. Tous les facteurs applicables doivent se combiner de manière multiplicative et non additive.
Utilisation des températures moyennes :
La conception pour des températures moyennes plutôt que maximales crée une capacité inadéquate pendant les conditions de pointe. La température ambiante maximale prévue devrait guider les calculs de réduction.
Surplombant le chauffage solaire :
Ne pas tenir compte du rayonnement solaire sur les câbles exposés sous-estime considérablement la température de fonctionnement, ce qui entraîne un dimensionnement inadéquat des conducteurs.
Conclusion
Une réduction appropriée de l'amplitude garantit
solar cables operate safely within thermal limits throughout their service life. Understanding temperature, bundling, and solar exposure factors—and correctly applying combined derating—prevents overheating and premature insulation failure.
KUKA CABLE fournit une assistance technique complète pour le dimensionnement des conducteurs, y compris les calculs de réduction pour des conditions d'installation spécifiques, garantissant un fonctionnement sûr et fiable du système solaire.
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