Comment trouver la taille appropriée de câble et de fil pour l'installation de câblage électrique ? – Exemples en système impérial et métrique

Comment déterminer la bonne taille de fil et de câble pour l'installation de câblage électrique ?

Le guide étape par étape suivant vous montrera comment trouver la bonne taille de câble et de fil ou tout autre conducteur pour l'installation de câblage électrique avec des exemples résolus (en britannique ou en anglais et Système SI, c'est-à-dire système impérial et métrique respectivement).

Gardez à l'esprit qu'il est très important de sélectionner la bonne taille de fil lors du dimensionnement d'un fil pour les installations électriques. Une taille de fil inappropriée pour des charges plus importantes à courant élevé peut créer un chaos qui entraîne une défaillance de l'équipement électrique, un incendie dangereux et des blessures graves.

Chute de tension dans les câbles

Nous savons que tous les conducteurs, fils et câbles (à l'exception des supraconducteurs) ont une certaine résistance.

Cette résistance est directement proportionnelle à la longueur et inversement proportionnelle au diamètre du conducteur, c'est-à-dire

R ∝ L/a … [Lois de la résistance R =ρ (L/a)]

Chaque fois que le courant traverse un conducteur, une chute de tension se produit dans ce conducteur. Généralement, la chute de tension peut être négligée pour les conducteurs de petite longueur, mais dans le cas d'un diamètre inférieur et de conducteurs de grande longueur, nous devons prendre en compte les chutes de tension considérables pour une installation de câblage correcte et une gestion future de la charge.

Conformément à la règle IEEE B-23 , en tout point entre la borne d'alimentation et l'installation, La chute de tension ne doit pas dépasser 2,5 % de la tension (d'alimentation) fournie .

Messages associés :

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• Comment calculer la taille du câble pour les moteurs LT et HT ?

Exemple :

Si la tension d'alimentation est de 220 V CA, la valeur de la chute de tension admissible doit être ;

• Chute de tension admissible =220 x (2,5/100) =5,5 V

De même, si la tension d'alimentation est de 120 V CA, la chute de tension admissible ne doit pas dépasser 3 V (120 V x 2,5 %).

Dans les circuits de câblage électrique, des chutes de tension se produisent également du tableau de distribution aux différents sous-circuits et sous-circuits finaux, mais pour les sous-circuits et les sous-circuits finaux, la valeur de la chute de tension doit être la moitié de ces chutes de tension autorisées (c'est-à-dire 2,75 V sur 5,5 V, comme calculé ci-dessus)

Normalement, la chute de tension dans les tableaux est décrite en Ampère par mètre (A/m) par exemple. quelle serait la chute de tension dans un câble d'un mètre transportant un courant d'un ampère ?

Il existe deux méthodes pour définir la chute de tension dans un câble dont nous parlerons ci-dessous.

En SI (Système international et système métrique ) la chute de tension est décrite en ampère par mètre (A/m) .

En FPS (système de livre au pied) la chute de tension est décrite en fonction de la longueur, qui est 100 pieds.

• Mettre à jour  :Maintenant, vous pouvez également utiliser les calculatrices électriques suivantes pour trouver la chute de tension et la taille du fil dans le calibre de fil américain systèmes.

1. Calculateur de taille de fils et câbles électriques (cuivre et aluminium)
2. Calculateur de taille de fils et de câbles en AWG
3. Calculateur de chute de tension dans les fils et câbles

Tableaux et graphiques pour les tailles de câble et de fil appropriées

Vous trouverez ci-dessous les tableaux importants que vous devez suivre pour déterminer la bonne taille de câble pour l'installation du câblage électrique.

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Comment trouver la chute de tension dans un câble ?

Pour trouver une chute de tension dans un câble, suivez les étapes simples ci-dessous.

• Tout d'abord, trouvez la chute de tension maximale autorisée.
• Maintenant, trouvez le courant de charge.
• Maintenant, en fonction du courant de charge, sélectionnez un câble approprié (dont le courant nominal doit être le plus proche du courant de charge calculé) dans le tableau 1.
• Dans le tableau 1, recherchez la chute de tension en mètres ou 100 pieds (quel système préférez-vous) en fonction de son courant nominal.

(Restez cool :) Nous suivrons les méthodes et les systèmes pour trouver les chutes de tension (en mètres et 100 pieds) dans notre exemple résolu pour l'ensemble du câblage d'une installation électrique).

• Maintenant, calculez la chute de tension pour la longueur réelle du circuit de câblage en fonction de son courant nominal à l'aide des formules suivantes .

(Longueur réelle du circuit x chute de volt pour 1 m) /100 ===> pour trouver la chute de volt par mètre.
(Longueur réelle du circuit x chute de volt pour 100 pieds) /100 ===> pour trouver la chute de tension dans 100 pieds.

• Multipliez maintenant cette valeur calculée de chute de tension par le facteur de charge où ;

Facteur de charge =Courant de charge à prendre par le câble/Courant nominal du câble indiqué dans le tableau.

• Il s'agit de la valeur de chute de tension dans les câbles lorsque le courant de charge les traverse.
• Si la valeur calculée de la chute de tension est inférieure à la valeur calculée à l'étape (1) (chute de tension maximale autorisée), alors la taille du câble sélectionné est appropriée
• Si la valeur calculée de la chute de tension est supérieure à la valeur calculée à l'étape (1) (Chute de tension maximale autorisée), alors calculez la chute de tension pour le câble suivant (de plus grande taille) et ainsi de suite jusqu'à la valeur calculée de la tension est devenue inférieure à la chute de tension maximale autorisée calculée à l'étape (1).

Comment déterminer la bonne taille de câble et de fil pour une charge donnée ?

Vous trouverez ci-dessous des exemples résolus montrant comment trouver la bonne taille de câble pour une charge donnée.

Pour une charge donnée, la taille du câble peut être trouvée à l'aide de différents tableaux, mais nous devons garder à l'esprit et suivre les règles concernant la chute de tension.

Déterminer la taille du câble pour une charge donnée, prendre en compte les règles suivantes.

Pour une charge donnée, à l'exception de la valeur connue du courant, il devrait y avoir 20 % de courant supplémentaire pour les besoins supplémentaires, futurs ou d'urgence.

Du compteur d'énergie au tableau de distribution, la chute de tension doit être de 1,25 % et pour le sous-circuit final, la chute de tension ne doit pas dépasser 2,5 % de la tension d'alimentation.

Tenez compte du changement de température, si nécessaire, utilisez le facteur de température (tableau 3)

Tenez également compte du facteur de charge lors de la recherche de la taille du câble

Lors de la détermination de la taille du câble, tenez compte du système de câblage, c'est-à-dire que dans un système de câblage ouvert, la température serait basse, mais dans le câblage par conduit, la température augmente en raison de l'absence d'air.

• Remarque :Gardez à l'esprit le facteur de diversité dans l'installation de l'essorage électrique lors de la sélection de la taille de câble appropriée pour l'installation du câblage électrique

Exemples résolus de bonne taille de fil et de câble

Voici les exemples de détermination de la taille appropriée des câbles pour l'installation du câblage électrique, ce qui facilitera la compréhension de la méthode « comment déterminer la taille appropriée du câble pour une installation donnée ». charge".

Exemple 1 … (système impérial, britannique ou anglais)

Pour l'installation du câblage électrique dans un bâtiment, la charge totale est de 4,5 kW et la longueur totale du câble entre le compteur d'énergie et le tableau de distribution du sous-circuit est de 35 pieds. Les tensions d'alimentation sont de 220 V et la température est de 40 °C (104 °F). Trouvez la taille de câble la plus appropriée entre le compteur d'énergie et le sous-circuit si le câblage est installé dans des conduits.

Solution :-

• Charge totale =4,5 kW =4,5 x 1 000 W =4 500 W
• 20 % de charge supplémentaire =4 500 x (20/100) =900 W
• Charge totale =4 500 W + 900 W =5 400 W
• Courant total =I =P/V =5 400 W/220 V =24,5 A

Sélectionnez maintenant la taille du câble pour un courant de charge de 24,5 A (du tableau 1) qui est de 7/0,036 (28 ampères). Cela signifie que nous pouvons utiliser un câble 7/0,036 selon le tableau 1.

Vérifiez maintenant le câble sélectionné (7/0,036) avec le facteur de température dans le tableau 3, de sorte que le facteur de température est de 0,94 (dans le tableau 3) à 40 °C (104 °F) et la capacité de charge actuelle de (7/0,036) est de 28 A, par conséquent, la capacité de charge actuelle de ce câble à 40 °C (104 °F) serait ;

Courant nominal à 40 °C (104 °F) =28 x 0,94 =26,32 ampères.

Puisque la valeur calculée (26,32 Amp ) à 40 °C (104 °F ) est inférieure à celle de la capacité de charge actuelle du câble (7/0,036) qui est 28A , donc cette taille de câble (7/0.036 ) convient également en ce qui concerne la température.

Trouvez maintenant la chute de tension sur 100 pieds pour ce câble (7/0,036) à partir du Tableau 4 qui est 7V , Mais dans notre cas, la longueur du câble est de 35 pieds. Par conséquent, la chute de tension pour un câble de 35 pieds serait ;

Chute de tension réelle pour 35 pieds =(7 x 35/100) x (24,5/28) =2,1V

Et chute de tension admissible =(2,5 x 220)/100 =5,5 V

Ici, la chute de tension réelle (2,1 V) est inférieure à celle de la chute de tension maximale autorisée de 5,5 V. Par conséquent, la taille de câble appropriée et la plus appropriée est (7/0,036) pour cette charge donnée pour l'installation de câblage électrique.

• Article connexe : Comment câbler le commutateur de transfert et de basculement automatique et manuel ? (1 &3 phases)

Exemple 2 … (SI / Metric / Système décimal)

Quel type et quelle taille de câble convient à une situation donnée

• Charge =5,8 kW
• Volts =230 V AV
• Longueur du circuit =35 mètres
• Température =35 °C (95 °F)

Solution :-

Charge =5,8 kW =5 800 W

Tension =230V

Actuel =I =P/V =5800 / 230 =25.2A

20 % de courant de charge supplémentaire =(20/100) x 5,2 A =5 A

Courant de charge total =25,2 A + 5 A =30,2 A

Sélectionnez maintenant la taille du câble pour un courant de charge de 30,2 A (à partir du tableau 1), soit 7/1,04 (31 ampères). Cela signifie que nous pouvons utiliser du câble 7/0.036 selon le tableau 1 .

Vérifiez maintenant le câble sélectionné (7/1.04) avec le facteur de température dans le tableau 3, de sorte que le facteur de température est de 0,97 (dans le tableau 3) à 35 °C (95 °F) et la capacité de charge actuelle de (7/1.04) est de 31 A, par conséquent, la capacité de charge actuelle de ce câble à 40 °C (104 °F) serait ;

Courant nominal pour 35 °C (95 °F) =31 x 0,97 =30 Amp.

Étant donné que la valeur calculée (30 Amp) à 35 °C (95 °F) est inférieure à celle de la capacité de charge actuelle du câble (7/1,04) qui est de 31 A, par conséquent cette taille de câble (7/1.04) convient également par rapport à la température.

Trouvez maintenant la chute de tension par ampèremètre pour ce câble (7/1,04) à partir du (tableau 5) qui est de 7 mV, mais dans notre cas, la longueur du câble est de 35 m mètre. Par conséquent, la chute de tension pour un câble de 35 mètres serait :

Chute de tension réelle pour 35 mètres =

=mV x I x L

=(7/1000) x 30×35 =7,6 V

Et Chute de tension admissible =(2,5 x 230)/100 =5,75 V

Ici, la chute de tension réelle (7,35 V) est supérieure à celle de la chute de tension maximale autorisée de 5,75 V. Par conséquent, ce n'est pas une taille de câble appropriée pour cette charge donnée. Nous allons donc sélectionner la taille suivante du câble sélectionné (7/1.04) qui est 7/1.35 et retrouver la chute de tension.

Selon le tableau (5), le courant nominal de 7/1,35 est de 40 ampères et la chute de tension par ampèremètre est de 4,1 mV (voir le tableau (5)). Par conséquent, la chute de tension réelle pour un câble de 35 mètres serait ;

Chute de tension réelle pour 35 mètres =

=mV x I x L

(4.1/1000) x 40×35 =7.35V =5.74V

This drop is less than that of maximum allowable voltage drop. So this is the most appropriate and suitable cable or wire size .

Example 3

Following Loads are connected in a building:-

Sub-Circuit 1

• 2 lamps each o 1000W and
• 4 fans each of 80W
• 2 TV each of 120W

Sub-Circuit 2

• 6 Lamps each of 80W and
• 5 sockets each of 100W
• 4 lamps each of 800W

If supply voltages are 230 V AC, then calculate circuit current and Cable size for each Sub-Circuit ?

Solution:-

Total load of Sub-Circuit 1

=(2 x 1000) + (4 x 80) + (2×120)

=2000W + 320W + 240W =2560W

Current for Sub-Circuit 1 =I =P/V =2560/230 =11.1A

Total load of Sub-Circuit 2

=(6 x 80) + (5 x 100) + (4 x 800)

=480W + 500W + 3200W=4180W

Current for Sub-Circuit 2 =I =P/V =4180/230 =18.1A

Therefore, Cable suggested for sub circuit 1 =3/.029 ” (13 Amp ) or 1/1.38 mm (13 Amp )

Cable suggested for Sub-Circuit 2 =7/.029 ” (21 Amp ) or 7/0.85 mm (24 Amp)

Total Current drawn by both Sub-Circuits =11.1A + 18.1A =29.27 A

So cable suggested for Main-Circuit =7/.044″ (34 Amp) or 7/1.04 mm (31 Amp )

Example 4

A 10H.P (7.46kW) three phase squirrel cage induction motor of continuous rating using Star-Delta starting is connected through 400V supply by three single core PVC cables run in conduit from 250feet (76.2m) away from multi-way distribution fuse board. Its full load current is 19A. Average summer temperature in Electrical installation wiring is 35°C (95°F). Calculate the size of the cable for the motor?

Solution:-

• Motor load =10H.P =10 x 746 =7460W *(1H.P =746W)
• Supply Voltage =400V (3-Phase)
• Length of cable =250feet (76.2m)
• Motor full load Current =19A
• Temperature factor for 35°C (95°F) =0.97 (From Table 3)

Now select the size of cable for full load motor current of 19A (from Table 4) which is 7/0.36” (23 Amperes) *(Remember that this is a 3-phase system i.e. 3-core cable) and the voltage drop is 5.3V for 100 Feet. It means we can use 7/0.036 cable according Table (4).

Now check the selected (7/0.036) cable with temperature factor in table (3), so the temperature factor is 0.97 (in table 3) at 35°C (95°F) and current carrying capacity of (7/0.036”) is 23 Amperes, therefore, current carrying capacity of this cable at 40°C (104°F) would be:

Current rating for 40°C (104°F) =23 x 0.97 =22.31 Amp.

Since the calculated value (22.31 Amp) at 35°C (95°F) is less than that of current carrying capacity of (7/0.036) cable which is 23A, therefore this size of cable (7/0.036) is also suitable with respect to temperature.

Load factor =19/23 =0.826

Now find the voltage drop for 100feet for this (7/0.036) cable from table (4) which is 5.3V, But in our case, the length of cable is 250 feet. Therefore, the voltage drop for 250 feet cable would be;

Actual Voltage drop for 250feet =(5.3 x 250/100) x 0.826 =10.94V

And maximum Allowable voltage drop =(2.5/100) x 400V=10V

Here the actual Voltage drop (10.94V) is greater than that of maximum allowable voltage drop of 10V. Therefore, this is a not a suitable size of cable for the given load. So we will select the next size of selected cable (7/0.036) which is 7/0.044 and find the voltage drop again. According to Table (4) the current rating of 7/0.044 is 28 Amperes and the volt drop in per 100 feet is 4.1V (see Table 4). Therefore, the actual voltage drop for 250 feet cable would be;

Actual Voltage drop for 250 feet =

=Volt drop per 100 feet x length of cable x load factor

=(4.1/100) x 250 x 0.826 =8.46V

And Maximum Allowable voltage drop =(2.5/100) x 400V=10V

The actual voltage drop is less than that of maximum allowable voltage drop. So this is the most appropriate and suitable cable size for electrical wiring installation in a given situation.

NEC Wire Size Table 310.15(B)(16) (formerly Table 310.16) &Chart

NEC (National Electrical Code) Table 310.15(B)(16) (formerly Table 310.16) – 310.60 – ARTICLE 310 – Conductors for General Wiring &Allowable Ampacities of Conductors &Wire Sizes based on AWG (American Wire Gauge).

310.60               ARTICLE 310 — CONDUCTORS FOR GENERAL WIRING
Table 310.15(B)(16) (formerly Table 310.16) Allowable Ampacities of Insulated Conductors Rated Up to and Including 2000 Volts, 60°C Through 90°C (140°F Through 194°F), Not More Than Three Current-Carrying Conductors in Raceway, Cable, or Earth (Directly Buried), Based on Ambient Temperature of 30°C (86°F)*
Size AWG or kcmil	Temperature Rating of Conductor [See Table 310.104(A).]						Size AWG or kcmil
	60°C (140°F)	75°C (167°F)	90°C (194°F)	60°C (140°F)	75°C (167°F)	90°C (194°F)
	Types TW, UF	Types RHW, THHW, THW, THWN, XHHW, USE, ZW	Types TBS, SA, SIS, FEP, FEPB, MI, RHH, RHW-2, THHN, THHW, THW-2, THWN-2, USE-2, XHH, XHHW, XHHW-2, ZW-2	Types TW, UF	Types RHW, THHW, THW, THWN, XHHW, USE	Types TBS, SA, SIS, THHN, THHW, THW-2, THWN-2, RHH, RHW-2, USE-2, XHH, XHHW, XHHW-2, ZW-2
	COPPER			ALUMINUM OR COPPER-CLAD ALUMINUM
18**	—	—	14	—	—	—	—
16**	—	—	18	—	—	—	—
14**	15	20	25	—	—	—	—
12**	20	25	30	15	20	25	12**
10**	30	35	40	25	30	35	10**
8	40	50	55	35	40	45	8
6	55	65	75	40	50	55	6
4	70	85	95	55	65	75	4
3	85	100	115	65	75	85	3
2	95	115	130	75	90	100	2
1	110	130	145	85	100	115	1
1/0	125	150	170	100	120	135	1/0
2/0	145	175	195	115	135	150	2/0
3/0	165	200	225	130	155	175	3/0
4/0	195	230	260	150	180	205	4/0
250	215	255	290	170	205	230	250
300	240	285	320	195	230	260	300
350	260	310	350	210	250	280	350
400	280	335	380	225	270	305	400
500	320	380	430	260	310	350	500
600	350	420	475	285	340	385	600
700	385	460	520	315	375	425	700
750	400	475	535	320	385	435	750
800	410	490	555	330	395	445	800
900	435	520	585	355	425	480	900
1000	455	545	615	375	445	500	1000
1250	495	590	665	405	485	545	1250
1500	525	625	705	435	520	585	1500
1750	545	650	735	455	545	615	1750
2000	555	665	750	470	560	630	2000
*Refer to 310.15(B)(2) for the ampacity correction factors where the ambient temperature is other than 30°C (86°F). Refer to 310.15(B)(3)(a) for more than three current-carrying conductors.    **Refer to 240.4(D) for conductor overcurrent protection limitations.

Here is the NEC table as a chart (image format to downloads as a reference)

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