سعة التيار

سعة التيار (Amppacity) هي مصطلح مُركّب من كلمتي "سعة الأمبير" و"القدرة بالأمبير" ، وهي مُعرّفة في قوانين الكهرباء الوطنية الأمريكية . تُعرّف سعة التيار بأنها أقصى تيار، بالأمبير، يمكن أن يحمله موصل بشكل مستمر في ظروف الاستخدام دون تجاوز درجة حرارته المُصنّفة. ^{[ 1 ] [ 2 ] [ 3 ]}

تعتمد قدرة الموصل على تحمل التيار الكهربائي على قدرته على تبديد الحرارة دون إتلاف الموصل أو عازله. وتعتمد هذه القدرة على درجة حرارة العزل ، والمقاومة الكهربائية لمادة الموصل، ودرجة الحرارة المحيطة، وقدرة الموصل المعزول على تبديد الحرارة إلى المحيط.

جميع الموصلات الكهربائية الشائعة تُظهر مقاومة ما لتدفق الكهرباء. يؤدي مرور التيار الكهربائي عبر الموصلات إلى تسخينها . إذا تراكمت الحرارة بمعدل كافٍ، ترتفع درجة حرارة الموصل، وقد يتلف العازل، أو قد يترهل الموصل نفسه أو ينصهر.

تعتمد سعة التيار الكهربائي للموصل على قطره، والمادة المصنوع منها (نحاس أو ألومنيوم)، ودرجة حرارة التشغيل القصوى المُصنّفة، وظروف التركيب. وتحدد لوائح التركيب العوامل المطلوبة لكل عملية تركيب. ويمكن للموصلات المُركّبة بحيث يمر الهواء فوقها بحرية أن تحمل تيارًا أعلى من الموصلات المُثبّتة داخل قناة أو المدفونة تحت الأرض. وقد تؤدي درجات الحرارة المحيطة المرتفعة إلى خفض سعة التيار الكهربائي للموصل. كما قد تتحمل الكابلات المُثبّتة في أماكن رطبة أو زيتية درجة حرارة أقل من تلك المُثبّتة في أماكن جافة. وينطبق تصنيف أقل في حال وجود عدة موصلات متقاربة، لأن كل موصل يُساهم في تسخين الآخر، مما يُقلل من قدرة التبريد الخارجي للموصلات.

بحسب نوع مادة العزل، تتراوح درجات الحرارة القصوى المسموح بها على سطح الموصل عادةً بين 60 و75 و90  درجة مئوية، وغالبًا ما يكون ذلك عند درجة حرارة محيطة تبلغ 30  درجة مئوية. في الولايات المتحدة ،  يُسمح بدرجة حرارة 105 درجة مئوية عند درجة حرارة محيطة تبلغ 40  درجة مئوية، وذلك لكابلات الطاقة الكبيرة، وخاصة تلك التي تعمل بجهد يزيد عن 2  كيلوفولت. وبالمثل، تُصنّف بعض أنواع العزل بدرجات حرارة 150 أو 200 أو 250  درجة مئوية.

يجب عمومًا تقليل التيار المسموح به في الموصل (تخفيض سعته) عندما تكون الموصلات مجمعة في كابل، أو داخل قناة، أو في غلاف يعيق تبديد الحرارة. على سبيل المثال، ينص قانون الكهرباء الوطني الأمريكي ، الجدول 310.15 (ب) (16)، على أن ما يصل إلى ثلاثة أسلاك نحاسية من عيار 8 AWG ذات مادة عازلة مشتركة (THWN) في مجرى أو كابل أو مدفونة مباشرة، لها سعة تيار تبلغ 50 أمبير عندما تكون درجة حرارة الهواء المحيط 30 درجة مئوية، ودرجة حرارة سطح الموصل المسموح بها 75 درجة مئوية. أما الموصل المعزول المنفرد في الهواء الطلق، فتكون سعته 70 أمبير.    

يُحدد تصنيف سعة التيار عادةً للتيار المستمر، وتحدث فترات قصيرة من زيادة التيار دون ضرر في معظم أنظمة الكابلات. تُحدد قواعد الكود الكهربائي تصنيفات الأسلاك في حال وجود أحمال قصيرة الأجل، كما هو الحال في محرك الرفع. بالنسبة لأنظمة مثل كابلات نقل الطاقة تحت الأرض، يتطلب تقييم قدرة تحمل نظام الكابلات للأحمال الزائدة قصيرة الأجل تحليلًا دقيقًا للبيئة الحرارية للكابل وتقييمًا للقيمة التجارية لفقدان عمر الخدمة نتيجة ارتفاع درجة الحرارة المفرط.

يتضمن تصميم النظام الكهربائي عادةً مراعاة قدرة جميع موصلات النظام على حمل التيار.

• طريقة نيهر-ماكغراث