Izbor presjeka kabela i žice: po zagrijavanju, po struji, po gubitku napona

Presjek žica i kabela određuje se na temelju dopuštenog zagrijavanja, uzimajući u obzir normalne i hitne načine rada, kao i neravnomjernu raspodjelu struja između pojedinih vodova, budući da zagrijavanje mijenja fizikalna svojstva žice, povećava njen otpor, povećava beskorisno trošenje električne energije za zagrijavanje vodljivih dijelova i skraćivanje vijeka trajanja izolacije. Pretjerana toplina je opasna za izolaciju i kontaktne spojeve i može dovesti do požara i eksplozije.

Izbor kabela i presjeka grijaće žice

Odabir presjeka iz uvjeta dopuštenog zagrijavanja svodi se na korištenje odgovarajućih tablica dugotrajno dopuštenih strujnih opterećenja Id, u kojima se vodiči zagrijavaju do najveće dopuštene temperature utvrđene praksom kako bi se spriječilo preuranjeno trošenje izolacije, kako bi se osigurao pouzdan kontakt na mjestima spajanja žice i kako bi se uklonile razne hitne situacije koje se javljaju pri Id ≥ Ip, Ip — nazivna struja opterećenja.

Povremena povremena opterećenja pri odabiru poprečnog presjeka kabela preračunavaju se na smanjenu trajnu struju

gdje je Ipv struja prijemnika u stanju isključenosti s trajanjem PV aktivacije.

Pri izboru presjeka žica i kabela treba uzeti u obzir da pri istoj temperaturi zagrijavanja dopuštena gustoća struje vodljivih žica većeg presjeka treba biti manja, budući da se njihov presjek povećava na više - veliki stupanj rasta rashladne površine (vidi rižu. 1). Iz tog razloga, radi uštede obojenih metala, umjesto jednog kabela većeg presjeka često se biraju dva ili više kabela manjeg presjeka.

Slika 1. Grafikon ovisnosti dopuštene gustoće struje o presjeku bakrenih vodiča u vanjskom trožilnom kabelu za napon od 6 kV s impregniranom papirnom izolacijom, zagrijanom strujom na temperaturu od + 65 ° C na temperatura zraka od +25 °C.

U konačnom odabiru žica i kabela iz uvjeta dopuštenog zagrijavanja prema odgovarajućim tablicama, potrebno je uzeti u obzir ne samo procijenjenu struju voda, već i način njezina polaganja, materijal žica i temperaturu okoline.

Kabelske linije za napone iznad 1000 V, odabrane prema uvjetima dopuštenog dugostrujnog zagrijavanja, također se provjeravaju na zagrijavanje strujama kratkog spoja. U slučaju da temperatura bakrenih i aluminijskih vodiča kabela s impregniranom papirnom izolacijom napona do 10 kV prelazi 200 °C, a kabela za napon 35-220 kV iznad 125 °C, njihov se presjek u skladu s time povećava.

Presjek žica i kabela unutarnjih energetskih mreža s naponom do 1000 V usklađen je s sklopnim mogućnostima linearnih zaštitnih uređaja - osigurača i prekidača - tako da je nejednakost opravdana Azd / Azc h, gdje je kz - višekratnik dopuštene dugotrajne struje žice do nazivne struje ili struje zaštitnog uređaja Azs (od PUE). Neuspjeh u zadovoljavanju gornje nejednakosti prisiljava odabrani glavni odjeljak da se poveća u skladu s tim.

Izbor presjeka kabela i žica za gubitak napona

Mora se provjeriti poprečni presjek kabela i vodiča odabran prema uvjetima grijanja i koji je u skladu sa sklopnim sposobnostima zaštitnih uređaja, relativni linearni gubitak napona.

gdje je U napon izvora električne energije, Unom napon na priključku prijamnika.

Dopušteno odstupanje napona na stezaljkama motora od nazivnog napona ne smije prelaziti ± 5%, au nekim slučajevima može doseći + 10%.

U rasvjetnim mrežama pad napona za najudaljenije svjetiljke unutarnje radne rasvjete i projektorske instalacije vanjske rasvjete ne smije biti veći od 2,5% nazivnog napona svjetiljki, za svjetiljke za vanjsku i hitnu rasvjetu - 5%, au mrežama s napon 12.,. 42V — 10%. Veći pad napona dovodi do značajnog smanjenja osvijetljenosti radnih mjesta, uzrokuje smanjenje produktivnosti rada i može dovesti do stanja u kojima nije zajamčeno paljenje žarulja s izbojem. Najviši napon svjetiljki, u pravilu, ne smije prelaziti 105% svoje nazivne vrijednosti.

Povećanje napona unutarnje mreže napajanja iznad onoga što je predviđeno normama nije dopušteno, jer dovodi do značajnog povećanja potrošnje električne energije, smanjenja vijeka trajanja napajanja i osvjetljenja električne opreme, a ponekad i do smanjenja kvalitete proizvoda.

Riža. 2. Proračun gubitka napona u trofaznom trokrakom vodu pri izboru presjeka kabela i vodiča: a-s jednim opterećenjem na kraju voda, b-s više raspodijeljenih opterećenja.

Provjera poprečnog presjeka žica trofazne trožilne linije s jednim opterećenjem na njegovom kraju (slika 2, a), karakterizirana nazivnom strujom Azp i faktorom snage cos phi za relativni linearni gubitak napona, izvedite kako slijedi:

gdje je Unom nazivni napon mreže, V, Ro i Xo su aktivni i induktivni otpor, redom, jednog kilometra linije, odabrani iz referentnih tablica, Ohm / km, Pp je izračunata djelatna snaga opterećenja , kW; L je duljina linije, km.

Za nerazgranati glavni trofazni trožilni vod konstantnog poprečnog presjeka, koji nosi opterećenja raspoređena duž njega s nazivnim strujama Azstr1, AzR2, ..., Azr i odgovarajućim faktorima snage cos phi1, cos phi2, ..., cos phi udaljen od izvora napajanja na udaljenostima L1, L2, …, Ln (slika 2, b), relativni linearni gubitak napona do najudaljenijeg prijemnika:

gdje PRi djelatna snaga — izračunato i-to opterećenje udaljeno od izvora napajanja na udaljenosti L.

Ako se izračunati relativni gubitak napona dU pokaže većim od dopuštenih normi, potrebno je povećati odabrani odjeljak kako bi se osigurala normalizirana vrijednost ove vrijednosti.

S malim presjecima žica i kabela, induktivni otpor Xo može se zanemariti, što uvelike pojednostavljuje odgovarajuće izračune. u trofaznim trožilnim distribucijskim mrežama vanjske rasvjete, koje se razlikuju po značajnoj duljini, morate obratiti pozornost na pravilno uključivanje ekvidistantnih rasvjetnih tijela, jer inače gubitak napona su neravnomjerno raspoređeni po fazama i mogu doseći nekoliko desetaka posto u odnosu na nazivni napon.

Sheme za uključivanje ekvidistantnih rasvjetnih tijela za vanjsku rasvjetu: a — ispravno, b — netočno

Odabir poprečnog presjeka kabela za ekonomičnu gustoću struje

Odabir poprečnog presjeka žica i kabela, bez uzimanja u obzir ekonomskih čimbenika, može dovesti do značajnih gubitaka električne energije u vodovima i značajnog povećanja pogonskih troškova.Iz tog razloga presjek žica električnih mreža s unutarnjim napajanjem značajne duljine, kao i mreža koje rade s velikim brojem sati korištenja maksimalnog opterećenja -Tmax > 4000 h - mora biti najmanje odgovoran za preporučena ekonomska gustoća struje koja uspostavlja optimalan omjer između kapitalnih troškova i operativnih troškova, koji se definira na sljedeći način:

gdje je Azr — nazivna struja voda, bez uzimanja u obzir povećanja opterećenja u slučaju kvarova i popravaka, Jd — ekonomska gustoća struje temeljena na otplati kapitalnih troškova unutar 8 — 10 godina.

Očekivani ekonomski presjek zaokružuje se na najbliži standard, a ako se pokaže da je veći od 150 mm2, jedan kabelski vod zamjenjuje se s dva ili više kabela ukupnog presjeka koji odgovara ekonomičnom. Koristite kabele s malim promjenjivim opterećenjem s poprečnim presjekom manjim od 50 mm2 Ne preporučuje se.

Presjek kabela i žica napona do 1000 V s brojem sati korištenja maksimalnog opterećenja Tmax <4000 ... 5000 h i svih grana do prijemnika istog napona, električne mreže rasvjetnih instalacija, privremene građevine a konstrukcije s kratkim vijekom trajanja do 3 — 5 godina ne biraju se prema ekonomskoj gustoći struje.

U trofaznim mrežama s četiri prolaza presjek neutralnog vodiča se ne izračunava, ali se uzima najmanje 50% presjeka odabranog za glavne vodiče, au mrežama koje opskrbljuju žarulje s izbojem, koje uzrokuju pojava viših strujnih harmonika, isto kao i za glavne žice.