اصولا برای انتخاب سیم و کابل مناسب از روش های محاسباتی کمک گرفته می شود، به طوری که با استفاده از آنها می توان مناسب ترین سیم و کابل را با توجه به رعایت مسائل استاندارد و اقتصادی انتخاب نمود. بطور کلی نمی توانیم از هر سیم یا کابلی در تمامی موارد استفاده نماییم، جرا که کلیه هادیها با توجه به سطح مقطع خود قادر به عبور جریان مجازی هستند که اگر جریان عبوری از حد قابل تحمل آنها فراتر رود، مسائل و خطرات جبران ناپذیری به بار خواهند آورد.
بنابراین برای انتخاب سیم و کابل مناسب باید مشخصه های ذیل بطور کامل محاسبه گردد:
- جریان بار که همواره باید کمتر از حداکثر جریان مجاز هادی باشد.
- افت ولتاژ که همواره باید کمتر از مقدار افت ولتاژ مجاز(توصیه شده) باشد.
- درجه حرارت محیط و سرعت خنک شدن هادی که بستگی به محیط و محل استفاده کابل دارد.
- مقاومت الکتریکی هادی که به جنس هادی بستگی دارد.( این مورد دربند 2 منظور می گردد)
محاسبه جریان مصرفی دستگاه( جریان بار )
معمولا قدرت یا توان دستگاه و همچنین ضریب توان آن به عنوان مشخصات فنی دستگاه روی پلاک آن حک می گردد و لذا می توان با استفاده از روابط زیر جریان مصرفی دستگاه را محاسبه نمود:
محاسبه جریان بار در سیستم سه فاز
محاسبه جریان بار در سیستم تکفاز
محاسبه جریان بار در سیستم جریان مستقیم
که در آن I جریان مصرفی بر حسب آمپر، U ولتاژ شبکه بر حسب ولت ( ولتاژ سیستم سه فاز 400 ولت و ولتاژ سیستم تکفاز 230 ولت )، P توان دستگاه بر حسب وات ( هر 1 اسب بخار معادل 736 وات است ) و cosø ضریب توان می باشد.
محاسبه جریان کابل مورد نیاز
مقادیر حداکثر جریان مجاز و مقاومت هادی در کاتالوگ سازنده آورده شده است.
جریان مجاز واقعی کابل را می توان از طریق فرمول زیر محاسبه کرد:
Ic=I/F.K
Ic جریان مجاز واقعی کابل، I جریان مصرفی، K ضریب تصحیح تعدد کابل ها(مطابق جداول شماره یک)، F ضریب تصحیح حرارت طبق روابط زیر که در آن T درجه حرارت محیط می باشد.:
| تعداد کابل در کانال | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 |
| ضریب K | 1 | 0.82 | 0.75 | 0.68 | 0.64 | 0.60 | 0.58 | 0.56 | 0.54 | 0.53 |
انتخاب سطح مقطع مناسب
در این مرحله با توجه به نوع کابل مورد نیاز و جریان مجاز محاسبه شده، سطح مقطع مناسب را انتخاب می کنیم.
محاسبه افت ولتاژ کابل
اگر در مرحله قبلی کابلی با سطح مقطع S انتخاب کرده باشیم، می توان درصد افت ولتاژ را از روابط زیر محاسبه نمود:
که در آنها L طول کابل مورد نیاز بر حسب متر، P توان مصرفی دستگاه بر حسب وات، U ولتاژ شبکه بر حسب ولت و S سطح مقطع کابل بر حسب میلیمتر مربع می باشد.
اگر درصد افت ولتاژ محاسبه شده بیشتر از حد مجاز( معمولا 1.5% برای مصرف کننده های تکفاز و 3% برای مصرف کننده های 3 فاز ) باشد، لازم است کابل با سطح مقطع بزرگتر از انتخاب قبلی در نظر گرفته شود.
مثال محاسبه سایز کابل
یک دستگاه 3 فاز دارای قدرت 200 اسب بخار و ضریب توان 0.8 می باشد. اگر ولتاژ شبکه 380 ولت و فاصله ترانس تا محل دستگاه 200 متر باشد و از کابل کشی در هوا استفاده شود، چه نوع کابلی باید استفاده گردد؟ ( دمای هوا 30 درجه سانتیگراد فرض می شود )
حل:
مرحله 1: محاسبه جریان مصرفی دستگاه
مرحله 2: محاسبه جریان کابل مورد نیاز
F=1 و K=1 می باشد. پس طبق فرمول Ic=I/F.K جریان Ic برابر خواهد بود با 280A
مرحله 3: انتخاب سطح مقطع مناسب
با توجه به جریان فوق و نوع کابل کشی(هوایی)، کابل هادی مسی با عایق PVC با سایز 150×3 را انتخاب می کنیم.
مرحله4: محاسبه افت ولتاژ کابل
نتیجه: چون افت ولتاژ کمتر از 3% می باشد، کابل انتخاب شده مورد تایید قرار می گیرد.
مسیر عبور کابل
بطور کلی اگر محیط خارج کابل شرایط مساعدی جهت انتقال حرارت داشته باشد بنحوی که کابل بتواند حرارت داخلی خود را سریعتر دفع و یا انتقال دهد قابلیت عبور جریان کابل افزایش خواهد یافت. با این توصیف کابل هایی که در داخل خاک قرار گرفته اند، جریان بیشتری را نسبت به کابل کشی هوایی از خود عبور می دهند.
در جدول 2 قابلیت تحمل بار کابل های تک رشته در صورت قرار گرفتن کنار یکدیگر در داخل زمین نشان داده شده است و گویای این مطلب است که هر چه تجمع کابل ها کنار یکدیگر زیادتر باشد انتقال حرارت به محیط کمتر شده و در نتیجه قابلیت تحمل بار افت خواهد کرد.
| تعداد کابل در کانال | 2 | 3 | 4 |
| ضریب کاهش | 0.8 | 0.75 | 0.70 |
منبع: سایت فاز نول