Сечение проводов и кабелей определяют, исходя из допустимого нагрева с учетом обычного и аварийного режимов, также неравномерного рассредотачивания токов меж отдельными линиями, так как нагрев изменяет физические характеристики проводника, увеличивает его сопротивление, наращивает никчемный расход электронной энергии на нагрев токопроводящих частей и уменьшает срок службы изоляции. Лишний нагрев небезопасен для изоляции и контактных соединений и может привести к пожару и взрыву.

Выбор сечения кабеля и провода по нагреву

Выбор сечения из критерий допустимого нагрева сводится к использованию надлежащими таблицами продолжительно допустимых токовых нагрузок Iд при которых токопроводящие жилы греются до максимально допустимой температуры, установленной практикой так, чтоб предупредить ранний износ изоляции, гарантировать надежный контакт в местах соединения проводников и убрать разные аварийные ситуации, что наблюдается при Iд ≥ Ip, Ip — расчетный ток нагрузки.

Повторяющиеся нагрузки повторно-кратковременного режима при выборе сечения кабеля пересчитывают на приведенный долгий ток

где Iпв — ток повторно-кратковременного режима приемника с длительностью включения ПВ.

При выборе сечения проводов и кабелей следует подразумевать, что при схожей температуре нагрева допустимая плотность тока токопроводящих жил большего сечения должна быть меньше, потому что повышение сечения их происходит в основном, чем вырастает охлаждающая поверхность (смотрите рис. 1). По этой причине нередко с целью экономии цветных металлов заместо 1-го кабеля большего сечения выбирают два либо несколько кабелей наименьшего сечения.

Рис 1. График зависимости допустимой плотности тока от сечения медных жил открыто проложенного трехжильного кабеля на напряжение 6 кВ с картонной пропитанной изоляцией, нагретых током до температуры +65°С при температуре воздуха +25 «С.

При окончательном выборе селения проводов и кабелей из условия допустимого нагрева по подходящим таблицам нужно учесть не только лишь расчетный ток полосы, да и метод прокладки ее, материал проводников и температуру среды.

Кабельные полосы на напряжение выше 1000 В, избранные по условиям допустимого нагрева долгим током, инспектируют еще на нагрев токами недлинного замыкания. В случае превышения температуры медных и дюралевых жил кабелей с картонной пропитанной изоляцией напряжением до 10 кВ выше 200 °С, а кабелей на напряжения 35 — 220 кВ выше 125 °С сечение их соответственно наращивают.

Сечение жил проводов и кабелей сетей внутреннего электроснабжения напряжением до 1000 В согласуют с коммутационными способностями аппаратов защиты линий — плавких предохранителей и автоматических выключателей — так, чтоб оправдывалось неравенство Iд / Iз з, где kз — кратность допустимого долгого тока проводника по отношению к номинальному току либо току срабатывания аппарата защиты Iз (из ПУЭ). Несоблюдение приведенного неравенства вынуждает выбранное сечение жил соответственно прирастить.

Выбор сечения кабелей и проводов по потере напряжения

Сечение кабелей и проводов, выбранное из критерий нагрева и согласованное о коммутационными способностями аппаратов защиты, необходимо инспектировать на относительную линейную утрату напряжения.

где U — напряжение источника электронной энергии, Uном — напряжение в месте присоединения приемника.

Допустимое отклонение напряжения на зажимах движков от номинального не должно превосходить ±5 %, а в отдельных случаях оно может достигать +10 %.

В осветительных сетях понижение напряжения у более удаленных ламп внутреннего рабочего освещения и прожекторных установок внешнего освещения не должно превосходить 2,5 % номинального напряжения ламп, у ламп внешнего и аварийного освещения — 5 %, а в сетях напряжением 12.,.42 В — 10 %. Большее понижение напряжения приводит к существенному уменьшению освещенности рабочих мест, вызывает понижение производительности труда и может привести к условиям, при которых зажигание газоразрядных ламп не гарантировано. Наибольшее напряжение на лампах, обычно, не должно превосходить 105 % его номинального значения.

Увеличение напряжения сетей внутреннего электроснабжения выше предусмотренного нормами не допустимо, потому что оно приводит к существенному повышению расхода электронной энергии, сокращению срока службы силового и осветительного электрического оборудования, а время от времени к понижению свойства выпускаемой продукции.

Рис. 2. Расчет утраты напряжения в трехфазной трехпроходной полосы при выборе сечения кабелей и проводов: а — с одной нагрузкой на конце полосы, б — с несколькими рапределенными нагрузками.

Проверку сечения проводников трехфазной трехпроводной полосы с одной нагрузкой в конце ее (рис. 2, а), характеризуемой расчетным током Ip и коэффициентом мощности cos фи на относительную линейную утрату напряжения, делают так:

где Uном — номинальное линейное напряжение сети, В, Ro и Хо — соответственно активное и индуктивное сопротивление 1-го километра полосы, выбираемое из справочных таблиц, Ом / км, Pр — расчетная активная мощность нагрузки, кВт, L — длина полосы, км.

Для неразветвленной магистральной трехфазной трехпроводной полосы неизменного сечения, несущей распределенные повдоль нее нагрузки с расчетными токами Ip1, Iр2, …, Iр и надлежащими коэффициентами мощности cos фи1, cos фи2, …, cos фи, удаленными от источника питания на расстояния L1, L2, …, Ln (рис. 2, б), относительная линейная утрата напряжения до более удаленного приемника:

где Pрi активная мощность — расчетная i-й нагрузки, удаленной от источника питания на расстояние L.

Если расчетная относительная утрата напряжения dU получится выше допустимой нормами, приходится выбранное сечение прирастить с тем, чтоб обеспечить нормируемое значение этой величины.

При маленьких сечениях проводов и кабелей индуктивным сопротивлением Хо можно пренебречь, что значительно упрощает надлежащие вычисления. в трехфазных трехпроводных распределительных сетях внешнего освещения отличающихся значимой протяженностью, следует уделять свое внимание на правильное включение равноудаленных осветительных приборов, ибо в неприятном случае утраты напряжения распределяются по фазам неравномерно и могут добиться нескольких 10-ов процентов по отношению к номинальному напряжению.

Выбор сечения кабеля по экономической плотности тока

Выбор сечения проводов и кабелей без учета экономических причин может привести к значимым потерям электронной энергии в линиях и существенному возрастанию эксплуатационных расходов. По этой причине сечение проводников электронных сетей внутреннего электроснабжения значимой протяженности, также сетей, работающих с огромным числом часов использования максимума нагрузки —Tmax > 4000 ч — должно быть более отвечающего рекомендованной экономической плотности тока, устанавливающей наилучшее соотношение меж серьезными затратами и эксплуатационными расходами, которое определяют так:

sэ = Iр / Jэ

где Iр — расчетный ток полосы без учета увеличения нагрузки при катастрофах и ремонтах, Jэ — финансовая плотность тока из расчета окупаемости серьезных издержек в течение 8 — 10 лет.

Расчетное экономическое сечение округляют до наиблежайшего стандартного и, если оно окажется выше 150 мм2, одну кабельную линию подменяют 2-мя либо несколькими кабелями с суммарным сечением, подходящим экономическому. Использовать кабели с малоизменяющейся нагрузкой сечением наименее 50 мм² не рекомендуется.

Сечение кабелей и проводов напряжением до 1000 В при числе часов использования максимума нагрузки Tmax < 4000...5000 ч и все ответвления к приемникам такого же напряжения, электронных сетей осветительных установок, временных сооружений и сооружении с малым сроком службы до 3 - 5 лет по экономической плотности тока не выбирают.

В трехфазных четырехпроходных сетях сечение нейтрального провода не рассчитывают, а принимают более 50% от сечения, избранного для основных проводов, а в сетях, питающих газоразрядные лампы, вызывающие возникновение высших гармоник тока, такое же, как и основных проводов.