Izbira prereza kabla in žice: po segrevanju, po toku, po izgubi napetosti

Prerez žic in kablov se določi na podlagi dovoljenega segrevanja, ob upoštevanju običajnih in zasilnih načinov, pa tudi neenakomerne porazdelitve tokov med posameznimi vodi, saj segrevanje spremeni fizikalne lastnosti žice, poveča njeno odpornost, poveča neuporabna poraba električne energije za ogrevanje prevodnih delov in skrajšanje življenjske dobe izolacije. Prekomerna vročina je nevarna za izolacijo in kontaktne povezave ter lahko povzroči požar in eksplozijo.

Izbira kabla in preseka grelne žice

Izbira preseka iz pogojev dovoljenega segrevanja je zmanjšana na uporabo ustreznih tabel dolgotrajnih dovoljenih tokovnih obremenitev Id, v katerih se vodniki segrejejo na najvišjo dovoljeno temperaturo, uveljavljeno v praksi, da se prepreči prezgodnje obraba izolacije, da se zagotovi zanesljiv stik na priključnih mestih žice in odpravi različne izredne razmere, ki se pojavijo pri Id ≥ Ip, Ip — nazivni obremenitveni tok.

Prekinitvene prekinitvene obremenitve pri izbiri prereza kabla se preračunajo na zmanjšan trajni tok

kjer je Ipv tok sprejemnika v stanju izklopa s trajanjem aktivacije PV.

Pri izbiri prereza žic in kablov je treba upoštevati, da mora biti pri enaki temperaturi ogrevanja dovoljena gostota toka prevodnih žic z večjim prerezom manjša, saj se njihov prerez poveča na več - velika stopnja rasti hladilne površine (glej riž. 1). Zaradi tega se zaradi varčevanja z barvnimi kovinami namesto enega kabla z večjim prerezom pogosto izbere dva ali več kablov z manjšim prerezom.

Slika 1. Graf odvisnosti dovoljene gostote toka od prečnega prereza bakrenih vodnikov v zunanjem trižilnem kablu za napetost 6 kV z impregnirano papirno izolacijo, segreto s tokom na temperaturo + 65 ° C pri temperatura zraka +25°C.

Pri končni izbiri žic in kablov iz pogoja dovoljenega segrevanja po ustreznih tabelah je treba upoštevati ne le ocenjeni tok voda, temveč tudi način njegovega polaganja, material žic in temperaturo okolja.

Kabelske linije za napetosti nad 1000 V, izbrane glede na pogoje dovoljenega dolgotrajnega ogrevanja, se preverjajo tudi za ogrevanje s kratkostičnimi tokovi. V primeru, da temperatura bakrenih in aluminijastih vodnikov kablov z impregnirano papirno izolacijo z napetostjo do 10 kV preseže 200 ° C in kablov za napetost 35-220 kV nad 125 ° C, se njihov prerez ustrezno poveča.

Prerez žic in kablov notranjih električnih omrežij z napetostjo do 1000 V je usklajen s preklopnimi zmogljivostmi linearnih zaščitnih naprav - varovalk in odklopnikov - zato je neenakost upravičena Azd / Azc h, kjer je kz - večkratnik dovoljenega dolgotrajnega toka žice na nazivni tok ali tok zaščitne naprave Azs (od PUE). Če zgornja neenakost ni izpolnjena, je treba izbrani glavni del ustrezno povečati.

Izbira prereza kablov in žic za izgubo napetosti

Preveriti je treba prerez kablov in vodnikov, izbran glede na pogoje ogrevanja in skladen s preklopnimi sposobnostmi zaščitnih naprav, glede na linearno izgubo napetosti.

kjer je U napetost vira električne energije, Unom napetost na priključni točki sprejemnika.

Dovoljeno odstopanje napetosti na sponkah motorja od nazivne napetosti ne sme presegati ± 5%, v nekaterih primerih pa lahko doseže + 10%.

V svetlobnih omrežjih padec napetosti za najbolj oddaljene svetilke notranje delovne razsvetljave in projektorskih naprav zunanje razsvetljave ne sme presegati 2,5% nazivne napetosti svetilk, za svetilke za zunanjo in zasilno razsvetljavo - 5%, v omrežjih z napetost 12.,. 42V — 10 %. Večje zmanjšanje napetosti vodi do znatnega zmanjšanja osvetlitve delovnih mest, povzroči zmanjšanje produktivnosti dela in lahko privede do pogojev, v katerih ni zagotovljen vžig plinskih sijalk. Najvišja napetost svetilk praviloma ne sme presegati 105% nazivne vrednosti.

Povečanje napetosti notranjih napajalnih omrežij nad tisto, kar je določeno v normativih, ni dovoljeno, saj vodi do znatnega povečanja porabe električne energije, zmanjšanja življenjske dobe napajanja in osvetlitve električne opreme in včasih do zmanjšanja kakovosti izdelkov.

riž. 2. Izračun izgube napetosti v trifaznem trosmernem vodu pri izbiri preseka kablov in žic: a-z eno obremenitvijo na koncu voda, b-z več porazdeljenimi obremenitvami.

Preverjanje preseka žic trifazne trižične linije z eno obremenitvijo na koncu (slika 2, a), označeno z nazivnim tokom Azp in faktorjem moči cos phi za relativno linearno izgubo napetosti, izvedite kot sledi:

kjer je Unom nazivna napetost omrežja, V, Ro in Xo so aktivna oziroma induktivna upornost enega kilometra proge, izbrana iz referenčnih tabel, Ohm / km, Pp je izračunana aktivna moč bremena , kW; L je dolžina črte, km.

Za nerazvejano glavno trifazno trižično linijo s konstantnim prečnim prerezom, vzdolž katere se prenašajo obremenitve z nazivnimi tokovi Azstr1, AzR2, ..., Azr in ustreznimi faktorji moči cos phi1, cos phi2, ..., cos phi oddaljen od vira energije na razdaljah L1, L2, …, Ln (slika 2, b), relativna linearna izguba napetosti do najbolj oddaljenega sprejemnika:

kjer PRi aktivna moč — izračunana i-ta obremenitev, oddaljena od vira energije na razdalji L.

Če se izračunana relativna izguba napetosti dU izkaže za večjo od dovoljenih norm, je potrebno povečati izbrani odsek, da se zagotovi normalizirana vrednost te vrednosti.

Pri majhnih presekih žic in kablov lahko zanemarimo induktivni upor Xo, kar močno poenostavi ustrezne izračune. v trifaznih trižičnih distribucijskih omrežjih zunanje razsvetljave, ki se razlikujejo po pomembni dolžini, morate paziti na pravilno vključitev ekvidistančnih svetilk, ker sicer izguba napetosti so neenakomerno porazdeljene po fazah in lahko dosežejo več deset odstotkov glede na nazivno napetost.

Sheme za vklop ekvidistančnih svetilk za zunanjo razsvetljavo: a - pravilno, b - nepravilno

Izbira prereza kabla za ekonomično gostoto toka

Izbira prereza žic in kablov brez upoštevanja ekonomskih dejavnikov lahko privede do znatnih izgub električne energije v vodih in znatnega povečanja obratovalnih stroškov.Zaradi tega mora presek žic električnih omrežij z notranjim napajanjem precejšnje dolžine, kot tudi omrežij, ki delujejo z velikim številom ur uporabe največje obremenitve -Tmax> 4000 h - biti odgovoren vsaj za priporočeno ekonomsko gostoto toka, ki vzpostavlja optimalno razmerje med stroški kapitala in obratovalnimi stroški, ki je opredeljeno na naslednji način:

kjer Azr - nazivni tok linije, brez upoštevanja povečanja obremenitve v primeru okvar in popravil, Jd - ekonomska gostota toka, ki temelji na odplačilu kapitalskih stroškov v 8-10 letih.

Pričakovani ekonomski presek se zaokroži na najbližji standard in če se izkaže, da je večji od 150 mm2, se en kabelski vod nadomesti z dvema ali več kabli s skupnim prerezom, ki ustreza ekonomičnemu. Uporabite kable z nizko spremenljivo obremenitvijo s presekom manj kot 50 mm2 Ni priporočljivo.

Prerez kablov in žic z napetostjo do 1000 V s številom ur uporabe največje obremenitve Tmax <4000 ... 5000 h in vse veje do sprejemnikov iste napetosti, električna omrežja svetlobnih naprav, začasne strukture in konstrukcije s kratko življenjsko dobo do 3-5 let niso izbrane glede na ekonomsko gostoto toka.

V trifaznih štiriprehodnih omrežjih se prerez nevtralnega vodnika ne izračuna, vendar se vzame vsaj 50% prereza, izbranega za glavne vodnike, in v omrežjih, ki napajajo plinske sijalke, ki povzročajo pojav višjih tokovnih harmonikov, enako kot pri glavnih žicah.