Вибір перетину кабелю і проводу

Перетин проводів і кабелів визначають, виходячи з допустимого нагріву з урахуванням звичайного і аварійного режимів, також нерівномірного розподілу струмів між окремими лініями, так як нагрів змінює фізичні характеристики провідника, збільшує його опір, нарощує нікчемний витрата електричної енергії на нагрів струмопровідних частин і зменшує термін служби ізоляції. Зайвий нагрів небезпечний для ізоляції і контактних з`єднань і може призвести до пожежі і вибуху.

Вибір перетину кабелю і проводу по нагріванню

Вибір перетину з умов допустимого нагріву зводиться до використання належними таблицями тривало допустимих струмових навантажень I д при яких струмопровідні жили гріються до максимально допустимої температури, встановленої практики так, щоб попередити ранній знос ізоляції, гарантувати надійний контакт в місцях з`єднання провідників і прибрати різні аварійні ситуації, що спостерігається при I д ≥ Ip, Ip - розрахунковий струм навантаження.

Повторювані навантаження повторно-короткочасного режиму при виборі перетину кабелю перераховують на наведений довгий струм

де Iпв - ток повторно-короткочасного режиму приймача з тривалістю включення ПВ.

При виборі перерізу проводів і кабелів слід мати на увазі, що при однаковій температурі нагріву допустима щільність струму струмопровідних жил більшого перетину повинна бути менше, тому що підвищення перетину їх відбувається в основному, ніж виростає охолоджуюча поверхню (дивіться рис. 1). З цієї причини нерідко з метою економії кольорових металів замість 1-го кабелю більшого перетину вибирають два або кілька кабелів найменшого перетину.

Рис 1. Графік залежності допустимої щільності струму від переріз мідних жил відкрито прокладеного трьохжильного кабелю на напругу 6 кВ з картонною просоченою ізоляцією, нагрітих струмом до температури + 65 ° С при температурі повітря +25 «С.

При остаточному виборі селища проводів і кабелів з умови допустимого нагріву по відповідним таблицям потрібно враховувати не тільки розрахунковий струм смуги, та й метод прокладки її, матеріал провідників і температуру середовища.

Кабельні лінії на напругу понад 1000 В, обрані за умовами допустимого нагріву довгим струмом, інспектують ще на нагрів струмами короткого замикання. У разі перевищення температури мідних і алюмінієвих жил кабелів з паперової просоченою ізоляцією напругою до 10 кВ вище 200 ° С, а кабелів на напруги 35 - 220 кВ вище 125 ° С перетин їх відповідно нарощують.

Переріз жил проводів і кабелів мереж внутрішнього електропостачання напругою до 1000 В узгодять з комутаційними здібностями апаратів захисту ліній - плавких запобіжників і автоматичних вимикачів - так, щоб виправдовувалося нерівність Iд / Iз з, де k з - кратність допустимого довгого струму провідника по відношенню до номінального струму або току спрацьовування апарату захисту Iз (з ПУЕ). Недотримання наведеного нерівності змушує вибраного перетин жив відповідно збільшити.

Вибір перетину кабелів і проводів по втраті напруги

Перетин кабелів і проводів, вбрання з умов нагрівання і узгоджене про комутаційними здібностями апаратів захисту, потрібно перевіряти на відносну лінійну втрату напруги.

де U - напруга джерела електричної енергії, Uном - напруга в місці приєднання приймача.

Допустиме відхилення напруги на затискачах двигунів від номінального не повинно перевищувати ± 5%, а в окремих випадках воно може досягати +10%.

В освітлювальних мережах зниження напруги у більш віддалених ламп внутрішнього робочого освітлення і прожекторних установок зовнішнього освітлення не повинно перевищувати 2,5% номінального напруги ламп, у ламп зовнішнього і аварійного освітлення - 5%, а в мережах напругою 12.,. 42 В - 10 %. Більше зниження напруги призводить до суттєвого зменшення освітленості робочих місць, викликає зниження продуктивності праці і може привести до умов, при яких запалення газорозрядних ламп не гарантоване. Найбільша напруга на лампах, звичайно, не повинно перевищувати 105% його номінального значення.

Збільшення напруги мереж внутрішнього електропостачання вище передбаченого нормами не допустимо, тому що воно призводить до суттєвого підвищення витрат електричної енергії, скорочення терміну служби силового і освітлювального електрообладнання, а час від часу до зниження якості продукції, що випускається.

Мал. 2. Розрахунок втрати напруги в трифазній трехпроходних смуги при виборі перетину кабелів і проводів: а - з одним навантаженням на кінці смуги, б - з декількома рапределеніе навантаженнями.

Перевірку перетину провідників трифазного трехпроводной смуги з одним навантаженням в кінці її (рис. 2, а), що характеризується розрахунковим струмом Ip і коефіцієнтом потужності cos фі на відносну лінійну втрату напруги, роблять так:

де Uном - номінальна лінійна напруга мережі, В, Ro і Хо - відповідно активне і індуктивний опір 1-го кілометра смуги, обиране з довідкових таблиць, Ом / км, Pр - розрахункова активна потужність навантаження, кВт, L - довжина смуги, км.

Для неразветвленной магістральної трифазної трехпроводной смуги незмінного перетину, що несе розподілені уздовж неї навантаження з розрахунковими струмами Ip1, Iр2, ..., Iр і належними коефіцієнтами потужності cos фі1, cos фі2, ..., cos фі, віддаленими від джерела живлення на відстані L1, L2, ... , Ln (рис. 2, б), відносна лінійна втрата напруги до протилежного приймача:

де Pрi активна потужність - розрахункова i-й навантаження, віддаленої від джерела живлення на відстань L.

Якщо розрахункова відносна втрата напруги dU вийде вище допустимої нормами, доводиться вибраного перетин збільшити з тим, щоб забезпечити нормоване значення цієї величини.

При маленьких перетинах проводів і кабелів індуктивним опором Хо можна знехтувати, що значно спрощує належні обчислення. в трифазних трипровідних розподільних мережах зовнішнього освітлення відрізняються значущою протяжністю, слід звертати увагу на правильне включення рівновіддалених освітлювальних приладів, тому що в протилежному випадку втрати напруги розподіляються за фазами нерівномірно і можуть домогтися кількох 10-ов відсотків по відношенню до номінальної напруги.

Вибір перетину кабелю з економічної щільності струму

Вибір перерізу проводів та кабелів без урахування економічних причин може привести до значних збитків електричної енергії в лініях і суттєвого зростання експлуатаційних витрат. З цієї причини перетин провідників електронних мереж внутрішнього електропостачання значної протяжності, також мереж, що працюють з величезним числом годин використання максимуму навантаження -Tmax > 4000 год - має бути більш відповідального рекомендованої економічної щільності струму, яка встановлює оптимальне співвідношення між серйозними витратами і експлуатаційними витратами, яке визначають так:

sе = Iр / J е

де Iр - розрахунковий струм смуги без урахування збільшення навантаження при катастрофах і ремонтах, J е - фінансова щільність струму з розрахунку окупності капітальних витрат протягом 8 - 10 років.

Розрахункова економічне перетин округлюють до найближчого стандартного і, якщо воно виявиться вище 150 мм 2, одну кабельну лінію підміняють 2-мя або декількома кабелями з сумарним перетином, відповідним економічним. Використовувати кабелі з малоизменяющейся навантаженням перетином менше 50 мм 2 не рекомендується.

Перетин кабелів і проводів напругою до 1000 В при числі годин використання максимуму навантаження Tmax < 4000>

У трифазних четирехпроходний мережах перетин нейтрального проводу не розраховують, а приймають більше 50% від перетину, обраного для основних проводів, а в мережах, що живлять газорозрядні лампи, які призводять до виникнення вищих гармонік струму, таке ж, як і основних проводів.