Kostenloses Tool · Neher-McGrath · IEEE 835 / NEC 310 · 3-Zonen Bodenmodell

Kabelampazitäts-Rechner

Neher-McGrath-Ampazitätsberechnung für MV/HV Erdkabel (IEEE Std 835). Geben Sie Bodenwärmewiderstände (3-Zonen-Modell), Verlegeart und Lastbedingungen ein — Ausgabe: Nennampazität, Betriebstemperatur, CYMCAP-Auslöseflags, DC-String-Dimensionierung.

ⓘ Universal MV/HV — applies to any underground cable installation. Solar context: includes DC cable sizing per NEC 690 with bifacial I_mp gain basis.

ground surface depth d Cu/Al T₁ cond→insul T₂ insul→jacket T₃ jacket→soil T₄ soil→ambient T_c − T_a = I² · R_ac · (T₁ + T₂ + T₃ + T₄)
Cross-links: Soil Resistivity IEEE 81 · Grounding Grid IEEE 80 · BESS Grid Connection
Kabelparameter
Verlegebedingungen

Zone ρ (°C·cm/W) Description
1 Dry-out 24"×24", 90% compaction
2 Recompacted Backfill to surface
3 Native Undisturbed soil

Default 0.65 — owner approval needed to reduce

AC/DC Kreuzungskonfiguration
Benachbarte Wärmequelle
DC-String-Dimensionierung (NEC 690)
DC-String-Dimensionierung aktivieren
Ampazitätsergebnisse
—
A
Rated Ampacity I_z
—
°C
Operating Temp T_c
—
Utilization I_d/I_z
Configuration
Installation—
Burial depth—
Soil effective ρ—
Parallel cables—
Thermal
Thermal resistance R_th—
Skin/proximity factor k_s—
Load factor L_f—
Temperature Check
Ambient T_a—
Limit (rated)—
Actual T_c—
Status—
Neher-McGrath (IEEE Std 835)
T_c − T_a = I² × R_ac × (T_1 + T_2 + T_3 + T_4)

Solve iteratively for I, accounting for temperature-dependent resistance and load factor L_f. T_1–T_4 are thermal resistances from conductor to ambient.

IEC 60287 Relationship
I = √[(T_d − T_a) / (ρ_eff × R_th × k_p)]

IEC 60287-1-1 Eq. 1 is the steady-state form. Use CYMCAP for full 3D thermal field in complex geometries (trench fill, crossings, bundle effects).

DC String (NEC 690)
I_z = I_base × f_t | ΔU = 2·ρ·L·I_mp / S

NEC 2023 Table 310.17 base ampacity × ambient correction (Table 310.15(B)(1)). Voltage drop ≤ 2% per PV design practice. Bifacial gain: add 10–15% to I_mp.

Verwandte Werkzeuge

Bodenwiderstand — IEEE 81 Erdungsraster — IEEE 80 BESS Netzanschluss Kabeldimensionierung — EN 60364-5-52

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FAQ
Die Neher-McGrath-Methode (IEEE Std 835) löst einen vereinfachten Wärmekreis — Wärmefluss vom Leiter durch Isolation und Mantel zum umgebenden Medium (Boden, Rohr, Luft). Die Formel: T_c − T_a = I² × R_ac × (T_1 + T_2 + T_3 + T_4).
Das 3-Zonen-Modell: (1) Austrocknungszone — 24"×24" zentriert auf Kabel, 0% Feuchtigkeit; (2) Nachverdichtungszone — bis Oberfläche; (3) natürliche Zone — ungestörter Boden.
CYMCAP erforderlich wenn: (1) Kabel >90°C; (2) ≥2 parallele Kabel kreuzen ≥2 andere Kabel; (3) AC/DC Kreuzungen vorhanden.
Der Lastfaktor L_f (Standard 0,65) berücksichtigt, dass Kabel selten dauerhaft Nennstrom führen. Niedrigerer Lastfaktor = höhere zyklische Ampazität wegen Bodenabkühlung.
NEC 2023 Tabelle 310.17 gibt Ampazität für Einzelleiter im Freien (90°C XLPE). Umgebungskorrektur: bei 45°C f_t = 0,87. Spannungsfall ≤ 2%. Bifaziale Module: I_mp + 10–15%.
IEC 60287-1-1 Gleichung 1 ist die Stationärform desselben Neher-McGrath-Kreises: I = √[(T_d − T_a) / (ρ_eff × R_th × k_p)]. CYMCAP erweitert IEC 60287 für komplexe Geometrien.