Aurinkopumpun kaapelin mitoitus ja jännitehäviö: Täydellinen 2026 opas

A aurinkopumppujärjestelmämyydään yleensä kahdella numerolla: pumpun pää ja virtaus. Sitten se asennetaan, ja kolmas numero päättää hiljaa, toimiiko se koskaan ilmoitetulla tavalla – kaapeli. Alimitoitettu kaapeli on yksi yleisimmistä ja vähiten diagnosoiduista vioista aurinkoenergian pumppauksessa. Ryhmä on kunnossa, pumppu on kunnossa, ohjain on kunnossa, ja silti pumppu käy hitaasti, laukeaa alijännitteeseen keskipäivällä tai ei käynnisty ollenkaan aikaisin aamulla. Syyllinen on usein muutaman voltin menetys pitkässä ohuessa johdossa.

Tämä opas kattaa koko aiheen käytännössä: kuinka jännitehäviö toimii, kuinka paljon on hyväksyttävää, mikä kaapelikoko kuljettaa mitä virtaa, kuinka mitoittaa ajo askel askeleelta työstetyillä esimerkeillä ja asennustiedot, jotka ratkaisevat, kestääkö kaapeli kymmenen vuotta porareiässä. Sen on kirjoittanut Taizhou Lead Pump Co., Ltd.:n suunnittelutiimi, joka valmistaa aurinkopumppuja ja säätimiä 220 W - 15 000 W välillä.

1. Miksi kaapeli päättää, toimiiko aurinkopumppu?

Toisin kuin verkkokäyttöinen pumppu, aurinkopumppu on erittäin herkkä jännitteelle. 230 V:lla syötetty verkkopumppu kestää 10 V:n pudotuksen kenenkään huomaamatta. 96 V DCaurinkopumppujoka menettää 10 V, on menettänyt yli 10 % syöttöstään ja ohjaimen MPPT-ikkuna, käynnistyskynnys ja alijännitesuoja alkavat toimia väärin.

Kaapelin väärinkäytöllä on kolme erillistä seurausta:

· Pumppaustunteja menetetty. Pumppu tarvitsee vähimmäisjännitteen käynnistyäkseen. Jännitteen pudotus työntää kynnystä myöhemmin aamuun ja aikaisemmin iltapäivällä, joten menetät päivän tuottavimmat reunat.

· Virtaus huipussaan. Moottorit, jotka käyvät alle nimellisjännitteen, kuluttavat enemmän virtaa samalla kuormalla, käyvät kuumemmin ja tuottavat vähemmän vettä – klassinen valitus "se toimii, mutta ei niinkuin tietolomakkeessa".

· Haitalliset matkat ja lyhyt käyttöikä. Alijännite- ja ylivirtasuojalaukaisu toistuvasti; jokainen laukaisu on käynnistys-pysäytysjakso, ja jokainen sykli kuluttaa moottoria, tiivisteitä ja ohjaimen kondensaattoreita.

2. Kaksi tärkeää numeroa: Jännitehäviö ja Ampacity

Kaapelin valinta on aina kompromissi kahden riippumattoman rajan välillä, ja sinun on täytettävä molemmat.

Jännitteen pudotus (suorituskykyraja)

Jokaisella kuparimetrillä on vastus. Sen läpi kulkeva virta menettää jännitettä suhteessa virtaan, pituuteen ja resistanssiin metriä kohti. Jännitteen pudotus ei sinänsä vahingoita mitään, mutta se nälkään moottorin – tämä on raja, joka ratkaisee järjestelmän toimivuuden.

Ampacity — virransiirtokapasiteetti (turvaraja)

Johdin, joka kuljettaa liikaa virtaa poikkipinta-alaansa nähden, ylikuumenee. Porareiässä kaapeli on niputettu pudotusputkeen, usein suojuksen sisällä, ilman ilmavirtausta – lämpö ei pääse karkaamaan. Ylikuumeneminen heikentää PVC-eristystä, ja huonontunut eristys vedessä johtaa pumpun oikosulkuun. Tämä on raja, joka päättää, onko järjestelmä turvallinen.

Kaapeli, joka läpäisee jännitepudotustestin, voi silti epäonnistua ampacity-testissä ja päinvastoin. Laske aina molemmat ja valitse sitten suurempi koko.

3. Jännitehäviön kaava ja 3 % / 5 % sääntö

Kaksijohtimiseen tasavirtapiiriin - mikä on mitä useimmataurinkopumppuryhmät ja monet pumppusyötteet ovat - jännitehäviö on:

VD (V) = 2 × L × I × ρ ÷ A

· L = yksisuuntaisen kaapelin pituus metreinä (kaksi vastaa paluujohdinta)

· I = virta ampeerina

· ρ = kuparin ominaisvastus ≈ 0,0175 Ω·mm²/m 20 °C:ssa (käytä arvoa 0,020 kuumille kaapeleille ja konservatiiviselle suunnittelulle)

· A = johtimen poikkileikkaus mm²

Kolmivaiheiselle AC:lle sama idea tulee VD = √3 × L × I × ρ ÷ A; yksivaiheiselle AC:lle käytä kaksijohtimista kaavaa tehokertoimella.

Kuinka suuri pudotus on hyväksyttävää? Alan yleissopimus, ja se, jota suunnittelemme, on:

Seuraa kaksi käytännön sääntöä. Laske ensin aina suurin virta, jonka kaapeli koskaan näkee – yleensä pumpun suurin syöttövirta täydellä kuormalla, ei sen nimelliskäyttövirta. Toiseksi, lisää 10–20 % marginaalia, jos kaapeli on kuuma, se on niputettu muiden kaapeleiden kanssa tai istuu suorassa kesäauringossa.

4. Lankamitta: mm², AWG ja kunkin koon kantavuus

Metric mm² on standardi useimmilla vientimarkkinoilla; Pohjois-Amerikan ostajat ajattelevat AWG:ssä. Likimääräiset vastineet ja tyypillinen kuparin tiiviys (PVC-eristys, 30 °C ympäristön lämpötila, yksi kaapeli vapaassa ilmassa) ovat:

Kapasiteettiluvut ovat suuntaa-antavia – varmista aina eristystyyppisi ja asennustapasi kaapelin valmistajan tuoteselosteessa. Käytä porausreikään niputetun upotettavan pudotuskaapelin vähennyskerrointa noin 0,8; putkissa tai kuumassa kattotilassa oleville kaapeleille 0,7–0,8. Kun vähennetty hahmo on lähellä kuormaasi, siirry yhden koon verran ylöspäin.

5. Pikaopas: Voltit 10 metriä kohti

Alla olevassa taulukossa on jännitehäviö voltteina jokaista 10 metriä kohden yksisuuntaista kuparikäyttöä, kaksijohtiminen piiri, lämpötilassa 20 °C. Se on riippumaton järjestelmäjännitteestä, joten voit käyttää sitä 48 V, 96 V, 220 V tai 380 V järjestelmissä – vertaa tulosta vain sallittuun prosenttiosuuteen.

Lue se näin: 4 mm²:n 20 A:n kaapeli menettää 1,75 V per 10 m. Yli 60 metrin yksisuuntainen juoksu, joka on 10,5 V – hieno 380 V järjestelmässä (2,8 %), kohtalokas 96 V järjestelmässä (10,9 %).

6. Mitoitus askel askeleelta (kolme toimivaa esimerkkiä)

Käytä tätä järjestystä jokaisessa ajossa, joka kerta:

· Vaihe 1 – Määritä järjestelmän jännite. Nimellinen DC-väylän jännite tasavirtajärjestelmille tai vaihejännite AC:lle.

· Vaihe 2 – Etsi maksimivirta. Käytä pumpun suurinta syöttövirtaa täydellä kuormalla tyyppikilvestä tai teknisistä tiedoista. Käytä ryhmästä ohjaimeen -ajoissa ryhmän oikosulkuvirtaa × 1,25.

· Vaihe 3 – Mittaa todellinen yksisuuntainen pituus. Sisällytä porausreiän pystysuora pudotus, vaakasuora juoksu ryhmään ja 2–3 m löysyys molemmissa päissä. Älä arvioi paikkasuunnitelman perusteella.

· Vaihe 4 – Aseta sallittu pudotus. 3 % järjestelmän jännitteestä jokaisessa osassa, 5 % yhteensä.

· Vaihe 5 – Ratkaise A: A = 2 × L × I × ρ ÷ VD_allowed. Pyöristä seuraavaan vakiokokoon.

· Vaihe 6 – Tarkista kapasiteetti, vähennä tehoa ja tarkista maadoitusjohdin. Jos olet epävarma, nosta kokoa – kustannusero on vähäpätöinen viallisen pumpun rinnalla.

Esimerkki A – 1,5 kW DC uppoauto, 96 V järjestelmä, 60 m yksisuuntainen

Pumpun maksimivirta 15,6 A. Sallittu pudotus 3 % 96 V:sta = 2,88 V. A = 2 × 60 × 15,6 × 0,0175 ÷ 2,88 = 11,4 mm². Seuraava vakiokoko on 16 mm². Tarkista kapasiteetti: 16 mm² on mitoitettu noin 62–76 A, vähennetty noin 55 A:iin porareiässä – paljon yli 15,6 A. Tulos: 16 mm², mukavasti sisällä 3 %.

Esimerkki B – 2,2 kW AC yksivaiheinen pintapumppu, 220 V, 50 m yksisuuntainen

Virta ≈ 10 A. Sallittu pudotus 3 % 220 V:sta = 6,6 V. A = 2 × 50 × 10 × 0,0175 ÷ 6,6 = 2,65 mm². Seuraava vakiokoko on 4 mm², mikä antaa noin 1,75 V:n pudotuksen (0,8 %) – terve marginaali kuormitettuna käynnistyvälle moottorille. Tulos: 4 mm².

Esimerkki C – 7,5 kW:n kolmivaiheinen upotettava, 380 V, 120 m yksisuuntainen

Virta ≈ 15 A. Sallittu pudotus 3 % 380 V:sta = 11,4 V. A = 1,732 × 120 × 15 × 0,0175 ÷ 11,4 = 4,8 mm². Jännitehäviö sanoo 6 mm², mutta 15 kW:n luokan porareikäasennuksessa on normaalisti 10 mm² mekaanista kestävyyttä ja tulevaa uudelleenarviointia varten. Tulos: 10 mm² — kapasiteetti ja käytännön tarkastukset voittivat minimilaskennan, mikä on normaalia syvissä kaivoissa.

7. Aurinkokunnan kaksi juoksua eivät ole samoja

Useimmissa asennuksissa on kaksi erillistä kaapelia, ja ne epäonnistuvat eri syistä.

Taulukko → ohjain

Tämä juoksu on esillä: katolla, maatelineellä, pellolla. Se kuljettaa ryhmän täyden virran ryhmän jännitteellä. Prioriteetit ovat UV-luokiteltu eristys, mekaaninen suojaus jyrsijöiltä ja strimmeriltä, ​​oikea napaisuus ja DC-eristin säätimessä. Käytä aurinkokaapelia (H1Z2Z2-K tai vastaavaa) tavallisen rakennusjohdon sijaan.

Säädin → pumppu

Tämä ajo on haudattu porausreikään, pysyvästi märkä, ja sitä on mahdotonta vaihtaa ilman pumppua vetämällä. Etusijalla on kunnollinen upotettava pudotuskaapeli jatkuvalla vesitiiviillä vaipalla, vahva fyysinen tuki (kaapelin tulee roikkua vedonpoistajasta, ei koskaan omista johtimistaan) ja lämpötietoinen vähennys. Jos aiot kuluttaa liikaa missä tahansa järjestelmässä, kuluta liikaa täällä.

Pitkillä ryhmäajoilla toinen vaihtoehto on nostaa ryhmän jännitettä ja laskea sitä ohjaimessa: jännitteen kaksinkertaistaminen puolittaa virran ja häviöt pienenevät virran neliössä. Tästä syystä 96 V ja 192 V DC järjestelmät ovat yleisiä syvemmille kaivoille.

8. Asennustiedot, jotka määräävät kaapelin käyttöiän

· Käytä yhtä jatkuvaa pituutta. Jokainen sauma märässä kairareiässä on tulevaisuuden vikakohta. Jos liitosta ei voida välttää, käytä oikeaa upotettavaa jatkossarjaa, älä teippiä.

· Tue kaapelia itsenäisesti. Johdinsiteet 2–3 m välein pudotusputkeen, plus vedonpoistokahva ylhäällä. Johtimet eivät saa koskaan kantaa kaapelin painoa.

· Poistu palvelusilmukasta. 2–3 m löysyys kaivonpäässä ja säätimessä säästää uudelleenvedon käyttöönoton aikana.

· Pidä kaapeli irti pumpun imuputkesta. Vedä se suoraan putkea pitkin, teipattuina, pois imualueelta.

· Noudata taivutussädettä. Tiukat mutkat halkeamien eristys; noudata valmistajan vähimmäissädettä, tyypillisesti 6–10× kaapelin halkaisija.

· Maadoita ja liimaa kunnolla. Maadoita pumpun runko ja säätimen kotelo paikallisten ohjeiden mukaan; kelluvassa aurinkopaneelissa, kiinnitä myös kehykset.

· Suojaa salamalta. Pitkät sarjaajot poimivat indusoituja piikkejä; asenna DC-ylijännitesuoja ohjaimeen ja pidä maadoitusjohto lyhyenä ja suorana.

· Merkitse molemmat päät. Ohjaimen kotelon sisään teipattu kaapeliaikataulu säästää tunteja seuraavalle teknikolle.

9. Kahdeksan virhettä, joita näemme toistuvasti

· Koko nimellisvirtaan enimmäistulovirran sijaan – kaapeli on marginaalinen juuri silloin, kun sillä on merkitystä.

· Mittaamalla kaivon syvyyttä ja unohtamatta vaakasuuntaisen juoksun taulukkoon, joka on usein pidempi.

· Käytä rakennuslankaa porareiässä, koska se oli kuorma-autossa. Tavallinen PVC ei kestä pysyvää upotusta.

· Valitsemalla alumiinia säästääksesi rahaa 40 metrin DC-ajossa ja mietit sitten, miksi jännitteen romahtaminen on pahempaa.

· Lämpötilan laskun huomiotta jättäminen. Kaapeli, jonka teho on 41 A vapaassa ilmassa, voi kuljettaa 30 A niputetussa porareiässä.

· Pudotusvälin liittäminen eristeteipillä. Vesi löytää aina liitoksen.

· Pumpun kaapelin ja ryhmän kaapelin käyttäminen samassa putkessa tarkistamatta molempien alentumista.

· Jättää kaapelin roikkumaan omista johtimistaan, jolloin kupari venyy hitaasti ja vastus nousee.

10. Vianetsintä: Oireet, jotka osoittavat kaapelia

11. Käyttöönottoa edeltävän kaapelin tarkistuslista

· Yksisuuntainen pituus mitattu ja tallennettu, ei arvioitu

· Tietolomakkeesta otettu enimmäisvirta, tarvittaessa 1,25-kerroin

· Jännitehäviö laskettu kullekin lohkolle ja yhteensä alle 5 %

· Ampacity tarkistetaan lämpötilan ja niputuksen vähentämisen avulla

· Ympäristölle suunniteltu kaapelityyppi (UV ryhmälle, upotettava porareikään)

· Ei liitoksia vesirajan alapuolella; kaikissa jatkoksissa käytetään upotettavaa sarjaa

· Kaapeli tuettu 2–3 metrin välein ja vedonpoistettu kaivonpäässä

· Eristysvastus maadoitukseen mitattuna ja kirjattuina ennen ensimmäistä käynnistystä

· Maan jatkuvuus ja napaisuus varmistettu

· Kaapelin aikataulu ja valmiit pituudet jätetty ohjaimen sisään

12. Usein kysytyt kysymykset

K: Voinko käyttää pienempää kaapelia, jos juoksu on lyhyt?

V: Kyllä – jännitehäviö skaalautuu pituuden mukaan, joten 10 metrin juoksu kestää paljon pienemmän johtimen kuin 100 metrin juoksu. Mutta älä koskaan alita kapasiteettivaatimusta, äläkä koskaan alle 1,5 mm² minkään moottorin virtaa kuljettavan laitteen osalta.

K: Onko jännitehäviöllä merkitystä myös AC-puolella?

V: Sillä on merkitystä, mutta vähemmän dramaattisesti, koska verkkojännite on korkeampi ja prosenttihäviö pienempi. Sama 3 %:n sääntö pätee, ja moottorin käynnistys on syytä tarkistaa.

K: Mikä on ajon enimmäispituusaurinkopumppu?

V: Ei ole kiinteää rajaa; kustannuksilla on raja. Noin 150–200 metrin yli 3 %:n kantamiseen tarvittava kaapeli tulee kalliiksi, ja järjestelmäjännitteen nostaminen on yleensä halvempaa kuin kuparin ostaminen.

K: Pitäisikö minun käyttää yhtä kaapelikokoa koko ajon aikana?

V: Ei välttämättä. On yleistä ja järkevää käyttää raskaampaa kaapelia syväreiän osuuteen ja kevyempää kaapelia maan päällä, jos kukin osa lasketaan erikseen.

K: Miksi pumppuni laukeaa alijännitteellä vain aamulla?

V: Hämärässä ryhmän jännite on jo lähellä käynnistyskynnystä; mikä tahansa kaapelin pudotus työntää sen alle. Taulukosta ohjaimeen -ajon parantaminen yleensä korjaa sen.

K: Onko alumiinikaapeli hyväksyttävä?

V: Kiinteisiin, suuriosaisiin syöttölaitteisiin, kyllä, oikeilla korvakkeilla ja antioksidanttiyhdisteellä. Upotettavalle pudotuskaapelille ei – käytä kuparia.

K: Kuinka tarkistan kaapelin ennen pumpun laskemista?

V: Eristysvastus maadoitukseen (tyypillisesti >100 MΩ 500 V:lla uudella kaapelilla), jatkuvuus jokaisessa sydämessä ja napaisuuden tarkistus. Kirjaa lukemat; ne ovat lähtökohtasi tulevaa vianetsintä varten.

K: Voinko jatkaa upotettavaa kaapelia liitäntärasialla kaivon päässä?

V: Kyllä – vesirajan yläpuolella, asianmukaisessa IP68-kotelossa, vedonpoisto molemmilla puolilla. Käytä vesirajan alapuolella upotettavaa jatkossarjaa tai älä tee sitä ollenkaan.

Johtopäätös

Kaapeli on aurinkopumppujärjestelmän halvin osa ja se on helpoin erehtyä. Kaksi laskelmaa – jännitteen pudotus 3 % / 5 % sääntöä vastaan ​​ja kapasiteetti alitettua taulukkoa vastaan ​​– estävät lähes kaikki kaapeliin liittyvät viat kentällä. Tee ne ennen kuin pumppu putoaa reikään, kirjaa numerot ylös, niin järjestelmä tuottaa edelleen nimellisvirtauksensa vuonna kymmenen.

Tietoja LEAD PUMPISTA (Taizhou Lead Pump Co., Ltd.)

Taizhou Lead Pump Co., Ltd. valmistaa aurinkovesipumppuja ja täyden valikoiman uppo-, keskipako-, suihku- ja viemäripumppuja 220 W - 15 000 W. Rakennamme sekä pumpun että ohjaimen, jotta voimme mitoittaa täydellisen järjestelmän – mukaan lukien kaapelin – kaivon syvyyteen, korkeuteen, virtaukseen ja auringonpaisteeseen. Tuotteilla on CE-, RoHS- ja ISO 9001:2015 -sertifikaatit.

· Verkkosivusto: www.zjleadpump.com

· Sähköposti: sales01@zjleadpump.com

· WhatsApp: +86 195 6006 2010

· MOQ: 50 sarjaa mallia kohti OEM:lle; näytteitä 1-5 sarjaa; tukkumyynti 50+ sarjaa per malli

· Takuu: 2 vuotta pumpun rungolle, 1 vuosi ohjaimelle – vaihto, ei kysymyksiä (FOB Kiina)

· Afrikka: paikallisten yritysten tilit Nigeriassa, Tansaniassa, Keniassa, Etelä-Afrikassa, Ghanassa ja Kamerunissa; käytettävissä paikallisessa valuutassa

Tarvitsetko oikeankokoista kaapelia todellista projektia varten? Lähetä meille neljä numeroa – järjestelmän jännite, pumpun teho, kaivon syvyys ja etäisyys ohjaimeen – ja suunnittelutiimimme palauttaa mitoitustaulukon ja tarjouksen 24 tunnin kuluessa.