電纜短路耐受計算
依據 IEC 60364-5-54:2011+AMD1:2021 §543.1.2 絕熱公式與 Annex A k 因子表,計算電纜在短路電流下的熱應力耐受性, 並依 IEC 60949 §4 反向計算導體終點溫度。
公式說明(IEC 60364-5-54:2021 §543.1.2 / Annex A)
絕熱最小截面積公式(§543.1.2)
S = \dfrac{\sqrt{I^2 t}}{k}- I:短路電流有效值 [A]
- t:保護裝置動作時間 [s](僅適用 ≤ 5 s)
- k:依材質、絕緣、安裝類別查 Table A.54.2 或 A.54.4
k 值推導(Annex A)
k = \sqrt{\dfrac{Q_c(\beta+20)}{\rho_{20}}\,\ln\dfrac{\beta+\theta_f}{\beta+\theta_i}}反向終點溫度計算(IEC 60949 §4)
\theta_f = (\theta_i + \beta)\,e^{I^2 t/(K^2 S^2)} - \beta注意:此處 K 是材料純物理常數(Cu=226, Al=148, Steel=78), 不含 ln 因子,與上述查表 k 值不同。
k 值表摘錄(Table A.54.4 電纜芯線)
| 絕緣 | Cu | Al | Steel |
|---|---|---|---|
| PVC 70°C | 115 | 76 | 42 |
| PVC 90°C | 100 | 66 | 36 |
| XLPE/EPR 90°C | 143 | 94 | 52 |
| EPR 60°C | 141 | 93 | 51 |
| EPR 85°C | 134 | 89 | 48 |
| Silicone 185°C | 132 | 87 | 47 |
與其他計算器的整合:本計算器通常配合 short-circuit(取得 I"k3)與 cable-ampacity(驗證 I_B ≤ I_z) 一起使用,完成電纜選型的三重驗證:載流量、電壓降、短路耐受。