Ele-prof.ru

Электро отопление
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Выбор кабелей по допустимому току

Выбор кабелей по допустимому току

3. Выбор сечения проводов и кабелей по допустимому нагреву электрическим током

Краткие теоретические сведения. При протекании по проводнику (провод, кабель, шина) электрического тока происходит его нагрев. Нагрев изменяет физические свойства проводника. Чрезмерный нагрев опасен для изоляции, вызывает перегрев контактных соединений, перегорание проводника, что может привести к пожару или взрыву при неблагоприятных условиях окружающей среды.

Максимальная температура нагрева проводника, при которой изоляция его сохраняет диэлектрические свойства и обеспечивается надежная работа контактов, называется предельно допустимой, а наибольший ток, соответствующий этой температуре, -длительно допустимым

током по нагреву.

Величина длительно допустимого тока для проводников зависит от его материала, сечения, изоляции, условий охлаждения и т.д.

Установлена длительно допустимая температура жилы проводника — 50. 80°С (в зависимости от типа изоляции и напряжения). Установлена также нормативная (условная) температура окружающей среды (25°С — при прокладке проводников внутри и вне помещений в воздухе, 15°С — при прокладке в земле и в воде).

Длительно допустимый ток по нагреву при заданных температурных условиях (допустимой температуры нагрева жил и температуры окружающей среды по нормам) материала проводника и его сечения определяется из уравнения теплового баланса для проводника.

Для практических расчетов пользуются готовыми таблицами длительно допустимых токов по нагреву проводников из различных материалов при различных условиях прокладки.

Для выбора сечения проводника по условиям нагрева тиками нагрузки сравниваются расчетный ( IP ) и допустимый (Iдоп ) токи для проводника принятой марки и с учетом условий

его прокладки. При этом должно соблюдаться соотношение

где Кп — поправочный коэффициент на условия прокладки проводов и кабелей, зависящий от фактической температуры земли и воздуха (табл. 1.16);Iр — расчетный ток длительного режима работы электроприемника (электроприемников); для одиночного электроприемника за расчетный ток принимается его номинальный ток, для группы электроприемников — расчетный ток, определяемый одним из существующих методов расчета (обычно методом упорядоченных диаграмм показателей графиков электрических нагрузок).

ПВ — расчетный токповторно-кратковременногорежима работы

электроприемников с продолжительностью включения (ПВ) более 0,4;

— расчетный ток повторно-кратковременногорежима работы

электроприемников с ПВ ≤ 0,4 для медных проводников сечением более 6 мм2, для алюминиевых — более 10 мм2,IПВ — токповторно-кратковременногорежима работы.

Во взрывоопасных помещениях сечения проводников для ответвлений к электродвигателям с короткозамкнутым ротором принимаются исходя из условия

Для проводов и кабелей с резиновой или пластмассовой изоляцией, проложенных в коробах, а также в лотках пучками, для их длительно допустимых токов вводятся снижающие

Выбор сечения провода

Проектирование каких либо электросетей бытового или промышленного назначения необходимо начинать с расчета подходящего сечения для электропровода, от этого параметра зависит очень многое, и в первую очередь — надежность и работоспособность вашей электросети. Насколько хорошо просчитана электросеть и насколько правильно подобранно сечение провода по данным расчетам, зависят потери мощности в проектируемой сети, которые бывают достаточно значительны если неправильно выбрать сечение для провода. Помимо этого, существует вероятность перегрева проводов и их разрушения если сечение подобрано не правильно.

Главными критериями, которые учитываются во время проектирования и подбора сечения, это величина токовой нагрузки, напряжение сети, мощность потребителя электроэнергии. Проектирование электросети и выбор проводов всегда начинается с определения свойств электрооборудования, которое будет находиться в этой сети и потреблять электроэнергию. Если на участке сети будет находиться несколько потребителей электричества, то для выбора сечения провода для данного участка их мощности складываются. После определения мощности потребления электричества для каждого участка проектируемой сети, рассчитывают допустимую токовую нагрузку. Для расчета нагрузки, от длительности которой, напрямую зависит выбор сечения, используется упрощенная формула, в которой находится напряжение сети и мощность потребления для данного участка сети.

После просчета токовой нагрузки и определения ее длительности , необходимо выяснить условия, при которых будет использоваться электросеть, температура и способ прокладки электрической сети (открытый или закрытый).

После того, как допустимый ток и время нагрузки просчитаны, учтены условия эксплуатации и прокладки электросети, можно начать выбор сечения проводов. Выбор кабелей и проводов электросети осуществляется по таблицам длительного допустимого тока нагрузки, где принимается во внимание и способ прокладки кабелей, проводов сети. Конечно, достаточно сложно подобрать провод или кабель, точно подходящий расчетному току нагрузки, в подобных случаях сечение кабеля или провода всегда берут с запасом.

Для заинтересованных в повышении теоретических знаний по электромонтажным работам мы предоставляем таблицу выбора сечения провода в зависимости от токовых и мощностных характеристик оборудования, с которой начинается проектирование и электромонтаж.Сечение провода определяется из допустимых длительных токовых нагрузок, а токовые нагрузки, в свою очередь, определяются по упрощенной формуле:

где I — переменный ток, A; P — мощность потребителя электроэнергии, Вт; U – напряжение, В.

Выбор сечения кабеля с медными жилами по мощности подключаемой нагрузки

при прокладке по ВОЗДУХУ

при прокладке в ЗЕМЛЕ

Электрические проводки должны отвечать требованиям безопасности, надежности и экономичности. Поэтому важно правильно рассчитать длину и сечение необходимых для монтажа электрической проводки проводов.

Длину провода рассчитывают по монтажной схеме. Для этого на схеме измеряют расстояния между сосед ними местами расположения щитков, штепсельных розеток, выключателей, ответвительных коробок и т. п. Затем, пользуясь масштабом, в котором вычерчена схема, вычисляют длину отрезков проводов; к длине каждого отрезка прибавляют не менее 100 мм(учиты вается необходимость присоединения проводов). Длину провода можно рассчитать также, измеряя непосредст венно на щитках, панелях, стенах, потолках и т. п. от резки линий, вдоль которых должны быть проложены провода.

Читайте так же:
Ue32j5005ak уменьшить ток подсветки

Сечение провода рассчитывают по потере напряже ния и допустимой длительной токовой нагрузке. Если рассчитанные сечения окажутся неодинаковыми, то за окончательный результат принимают величину больше го сечения.

Потеря напряжения обусловлена падением напряжения в проводах, соединяющих источник тока с электроприемником. Она не должна превышать 2— 5% номинального напряжения источника электропита ния. Сечение проводов по потере напряжения рассчиты вают при проектировании электрических сетей, от кото рых питаются электроприемники промышленных предприятий, транспорта, крупных жилых и общественных зданий и т. п.

При проектировании небольших электро установок, например электроустановок отдельных по мещений, самодельных приборов и т. п., потерей напря жения в проводах можно пренебречь, так как она очень мала.

Для расчета сечения проводов по допустимой дли тельной токовой нагрузке необходимо знать номиналь ный ток, который должен проходить по проектируемой электрической проводке. Зная номинальный ток, сечение провода находят по таблице.

На какой длительно допустимый ток выбирать кабель 6 кВ

Ситуация такая.
Имеются кабельные линии 6 кВ питающие ТП-2х1000 кВА с трансформаторами ТМЗ 6/0,4 кВ, 1000 кВА.
Рабочий ток нагрузки с учетом перегрузки — 135 А.
На питающей подстанции РП-6 кВ на линиях имеется МТЗ на реле РТВ-II с уставками срабатывания по первичному току — 400 А, 0,5 сек.

Необходимо заменить кабели 6 кВ.
По какому длительно допустимому току выбирать кабель — 135 или 400 А.
Информация для размышления — один кабель уже сгорел

Валериан
Посмотреть профиль
Найти ещё сообщения от Валериан
Валериан
Посмотреть профиль
Найти ещё сообщения от Валериан
Валериан
Посмотреть профиль
Найти ещё сообщения от Валериан

Так обозначьте им проблему желательно письменно офф. письмом. Тогда и решение появится
Потому что уставка МТЗ расчитывается как Iсз=Iраб*Kн*Kcзп/Kв
где Kн коэффициент надежности (для РТВ Kн=1,3)
Kcзп коэффициент самозапуска (если нет движков Kcзп=1,1-1,3)
Kв коэффициент возврата (для РТВ Kв=0,65)
Т.е если принять максимальный рабочий ток на уровне около 160-180А то как раз получите легитимные первичны уставки в районе 400А первичных

15 мин. ——
Вообще говоря прежде чем менять кабель надо для начала выяснить причину его повреждения. А то в итоге получаем что кабель мы худо бедно защитили, а транс нет

180 А — это многовато, это перегрузка более 80%, для масляных трансформаторов нормальная перегрузка — 40 %.
Если принять Iм=135 А, Kн=1,3, Kcзп=1,1, Kв=0,65, то Iср будет 297 А, а на питающей подстанции РП-6 кВ на линиях имеется МТЗ с уставками срабатывания по первичному току — 400 А.
И вопрос стоит в том, что бы выбрать кабель по какому длительно допустимому току — 135 А (максимальный ток нагрузки) или 400 А (уставка защиты на линии).

Валериан
Посмотреть профиль
Найти ещё сообщения от Валериан
Pavel_V
Посмотреть профиль
Найти ещё сообщения от Pavel_V

Iр=1000000х1,4/(3^2х6000)=135 А — в максимальном режиме при работе одного трансформатора на обе секции.
В нормальном режиме, при работе двух трансформаторов, каждый загружен на 70 %.

На кабеле висит 2000 кВА установленной мощности и 2000х0,7=1400 кВА расчетной мощности.

Не только увеличение сечения, но и увеличение количества кабелей.
Согласно т.1.3.16 ПУЭ на ток 400 А требуется 2 кабеля 3х95.

Валериан
Посмотреть профиль
Найти ещё сообщения от Валериан

Если это действительно так и совпадает с фактом, то зачем кабель больше чем на 135А?
Еще раз ПУЭ не требует защиты от перегрузки, и следовательно увеличения сечения кабеля.

Это в соответствии с ПУЭ
3.2.91. Для линий в сетях 3-10 кВ с изолированной нейтралью (в том числе и с нейтралью, заземленной через дугогасительный реактор) должны быть предусмотрены устройства релейной защиты от многофазных замыканий и от однофазных замыканий на землю.

Но как быть с
3.2.93. На одиночных линиях с односторонним питанием от многофазных замыканий должна устанавливаться, как правило, двухступенчатая токовая защита, первая ступень которой выполнена в виде токовой отсечки, а вторая — в виде максимальной токовой защиты с независимой или зависимой характеристикой выдержки времени.

Максимальная токовая защита — это и есть защита кабельной линии от перегрузки.
И еще. Не понятна логика разработчиков ПУЭ. Если для линий в сетях 3-10 кВ предусматривать только защиту от многофазных замыканий, т.е. предусматривать только токовую отсечку, то при длительно допустимом токе кабеля 135 А и перегрузке в 250 А защита кабеля не сработает и он сгорит.
Кто при этом будет виноват — проектировщик.

Технические характеристики кабеля ВВГ

vvg

Когда заходит речь про кабель ВВГ, технические характеристики могут в значительной степени варьироваться в зависимости от того, какого типа данный провод, какую он имеет маркировку, какое количество жил в него входит и иных параметров. Тем не менее, можно выделить ряд ключевых характеристик, что в той или иной степени относятся к каждому из силовых кабелей подобного типа.

Кабель ВВГ изготовляется по ГОСТ 16442-80.Код ОКП 352100.

Описание и техническая документация

Размеры кабеля во многом зависят от количества и типа жил, которые в него входят. Минимальный диаметр жилы даёт 1,5 мм 2 в площади её сечения. Максимальная же площадь сечения жилы равняется 240 мм 2 в одножильном кабеле, 95 мм 2 в двух-, четырёх- жильном и до 50 мм 2 в пятижильном. Сечения нулевых жил (в случае меньшего сечения, чем основные) и жил заземления в зависимости от сечения основных жил до 50 мм 2 приведены ниже.

Читайте так же:
Кабель авббшв 240 допустимый ток
Основные жилы1,52,5461016253550
Нулевая жила1,51,52,54610161625
Жила заземления1,01,52,52,546101616

Гораздо реже встречаются и более крупные варианты. Наибольшее распространение среди кабелей ВВГ с жилами неодинакового сечения имеют кабели с тремя основными и одной нулевой жилой (так называемые «три с плюсом»).

Схема кабеля ВВГ

Наружный диаметр электропровода прямо пропорционален числу жил и номинальному сечению. При площади в 1,5 мм 2 диаметр кабеля начинается от размера в 5 мм и может доходить до 53,5 мм в четырёхжильных вариантах. Таким же образом увеличивается и масса одного килограмма кабеля, начинаясь с 39 кг/км и доходя до нескольких тонн, так что вес провода необходимо учитывать, когда проектируется его прокладка.

Номинальные и минимальные значения радиальной толщины изоляции для кабелей ВВГ сечением до 50 мм 2 на рабочее напряжение 0,66 кВ и 1 кВ приведены в таблице.

Напряжение кабеля, квНоминальное сечение жил, ммНоминальная толщина изоляции, ммМинимальная толщина изоляции,мм
0,661 — 2,50,60,44
4 и 60,70,53
10 и 160,90,71
25 и 351,10,89
501,07
1-2,50,80,621,3
4-161,00,8
25 и 351,20,98
501,41,16

Толщина защитной оболочки электропровода ВВГ зависит от диаметра по скрутке изолированных жил под оболочкой. Номинальные и минимальные значения толщины оболочки приведены в таблице.

Диаметр под оболочкой, ммНоминальная толщина изоляции, ммМинимальная толщина изоляции,мм
До 61,20,92
6 – 151,51,18
15 – 201,71,35
20 – 301,91,52
30 – 402,11,69

Длительно-допустимый ток ВВГ

Длительно-допустимый ток, который поддерживает данный кабель, варьируется от количества жил, от их сечения, а также от того, где пролегает электропровод – в земле или на воздухе. Минимальный ток равен 19 А, в любом случае, лучше уточнить спецификации конкретного кабеля, что вы приобретаете. Допустимые токи нагрузки для электропровода сечением до 50мм 2 , проложенных на воздухе, указаны в таблице.

Номинальное сечение жил, мм2Допустимый ток нагрузки, А
С двумя основными жиламиС тремя основными жиламиС четырьмя основными жилами
1,5242119
2,5332826
4443734
6564945
10766661
161018781
25134115107
35166141131
50208177165

Номинальный ток, при этом, может быть 0,66 или 1 киловатт, а его частота равняется 50 герц. Мощность при минимальной площади сечения кабеля достигает 3,5 кВт. Что касается сопротивления, то оно варьируется от площади сечения жил. Когда оно равно 1,5 мм2, то сопротивление равно 12 МОм/км, когда оно менее 4 мм2 – 10 МОм/км, когда равно 5 мм2 – 9 МОм/км, а от 10 до 240 мм2 данный показатель равняется 7 МОм/км. Принято брать в расчёт сопротивление при температуре, равной +20 градусов Цельсия.

Технические характеристики силового кабеля ВВГ

Электрическое сопротивление токопроводящих жил кабеля до 50 мм 2 на постоянном токе должно быть не более указанного в таблице.

Номинальное сечение,мм 21,52,5461016253550
Сопротивление жилы, Ом/км12,17,414,613,081,831,150,7270,5240,387

Электрическое сопротивление изоляции на 1 км длины при температуре 20 0 С составляет не менее 7 – 12 МОм в зависимости от сечения жил.

Готовые кабели должны выдерживать испытания переменным напряжением частотой 50 Гц в течение 10 мин. Напряжение прикладывается между жилами и составляет 3 кВ для кабелей на номинальное напряжение 0,66 кВ и 3,5 кВ для кабелей на номинальное напряжение 1 кВ.

Условия хранения силового кабеля

kabel_nye_barabany

Провода хранятся под навесами, либо в помещениях закрытого типа. Также разрешено хранение кабеля на барабанах на открытых площадках в обшитом виде. При этом изменяется срок хранения: в помещениях закрытого типа срок хранения составит 10 лет, под навесом на открытом воздухе — 5 лет, на барабанах на открытых площадках — всего 2 года.

Масса и габариты: основные параметры

Примерные наружные размеры и массы отдельных кабелей сечением до 50 мм 2 для целей упаковки и транспортировки приведены в таблице ниже. В зависимости от производителя указанные цифры могут варьироваться с 10% отклонением.

Сечение кабеляЗначение наружного размера для целей упаковки и транспортировки, ммЗначение массы для целей упаковки и транспортировки, кг/км
Плоские кабели(а х в)
2х1,55 х 7,570
2х2,55,5 х 890
2х46 х 9,5140
2х67 х 10,5180
3х1,55 х 9,595
3х2,55,5 х 11135
3х46 х 13200
Кабели со скрученными жиламиДиаметр
3х1,5890
3х2,59,5135
3х411200
3х612260
3х1014,5410
3х1617590
3х2520,5810
3х35231300
3х50271700
3х4+1х2,512230
3х6+1х414310
3х10+1х616480
3х16+1х1019650
4х1,58,5110
4х2,510170
4х412240
4х613320
4х1016510
4х1619750
4х25231150
4х35261550
4х50312200
5х1,59,5135
5х2,511205
5х413300
5х614405
5х1017,5630
5х1621950
5х25261450
5х35291900
5х50352700

Температурный режим и условия эксплуатации

Особое внимание стоит уделить температурному режиму, под который приспособлены данные кабели. Температура, при которой происходит прокладка электрокабеля, не должна быть ниже -15 С. Эксплуатация допускается в более широких температурных диапазонах, которые начинаются на отметке в -50 С и доходят до +50 С. Впрочем, при возникновении нестандартных ситуаций температура может подниматься до +70 С без каких-либо проблем, а в аварийной ситуации кабель может выдержать и краткосрочный нагрев до +80 С. Влажность при этом не должна превышать 98%. Минимальный радиус изгиба — не менее 7,5 диаметра кабеля. Срок службы — 30 лет.

Читайте так же:
Допустимый ток для кабеля сечением 240

Выбор коммутационных аппаратов и токоведущих частей распределительных устройств — Выбор кабелей по допустимому току

Таблицы длительно допустимых токов для кабелей стандартных сечений составлены для случаев прокладки одиночного кабеля в земле, при температуре почвы +15оС, и для одиночного кабеля , проложено на открытом воздухе ,при температуре воздуха +25оС [3,9].
В том случае, когда условия прокладки и охлаждения кабелей отличаются от принятых, вводятся поправочные коэффициенты на число рядом проложенных в земле кабелей , таблица 5.3 и на температуру окружающей среды , таблица 5.4.
Таблица 5.3 Поправочный коэффициент на количество работающих кабелей, лежащих рядом в земле.

Коэффициент при количестве кабелей

Таблица 5.4 — Поправочные коэффициенты на токи кабелей и шин в зависимости от температуры земли и воздуха.

Нормирован-ная температу-ра жил, оС

Поправочные коэффициенты на токи при расчетной температуре среды, °С

Таким образом, условие выбора кабеля по допустимому току имеет вид
, (5.4)
где — количество параллельно работающих кабелей;
— допустимый ток одного кабеля.
Если потребители питаются по нескольким параллельным кабелям, то выбор кабелей необходимо производить по утяжеленному режиму, когда один из кабелей отключен, т.е.
, (5.5)
где — коэффициент аварийной перегрузки кабеля, который для кабелей с бумажной изоляцией берётся из таблицы 5.5.
Таблица 5.5 — Допустимые перегрузки кабелей с бумажной изоляцией напряжением до 10 кВ в аварийных режимах.

Вид прокладки кабеля

Допустимая перегрузка по отношению к номинальной при длительности максимума , ч

В трубах в земле

В трубах в земле

Если применяются кабели с полиэтиленовой изоляцией, то на время ликвидации послеаварийного режима допускается их перегрузка до 10%. Для кабелей с поливинилхлоридной изоляцией допускается перегрузка до 15% от номинальной. При этом указанная перегрузка кабелей допускается на время максимумов нагрузки продолжительностью не более 6ч в сутки в течение 5 суток, если нагрузка в остальные периоды времени не превышает номинальной [3].

5.3 Примеры выбора и проверки кабелей
Пример 5.1 Выбрать кабель для питания электродвигателя собственных нужд ВАО 630М6 с . Кабель прокладывается внутри сырого канала с температурой окружающего воздуха . Начальное значение периодической составляющей тока КЗ от внешней сетиа от эквивалентного электродвигателя .
В цепи кабеля установлен выключатель ВМП-10-320 с . Полное время отключения КЗ .
Для питания электродвигателя, согласно таблице 5.1, принимаем трехжильный кабель марки ААШв, .
Экономическое сечение кабеля равно
,
где для кабелей с бумажной изоляцией и алюминиевыми жилами, , согласно таблице 4.18.
Окончательно принимаем трехжильный кабель ААШв 3х50 мм2 с , в соответствии с таблицей 5.2.
Определим допустимый ток кабеля с учетом поправочного коэффициента на температуру окружающего воздуха.
Согласно таблице 5.4, для температуры окружающей среды и нормированной температуре жил 650С, коэффициент .
.
Для проверки кабеля на термическую стойкость определим квадратичный импульс тока КЗ . Согласно [2], при , квадратичный импульс тока КЗ определяется по выражению

где — постоянная времени апериодической составляющей тока эквивалентного электродвигателя, которая принимается в соответствии с [1];
— постоянная времени апериодической составляющей тока внешней сети, которая принимается в соответствии с таблицей 1.1;
— относительный тепловой импульс тока КЗ от периодической составляющей тока эквивалентного электродвигателя определяемый по кривой рисунка 1.3,а;
— относительный токовый импульс от эквивалентного электродвигателя, который определяется по кривым рисунка 1.3,б.
Для момента времени отключения КЗ по кривым рисунка 1.3 имеем . Тогда квадратичный импульс тока КЗ равен

Минимальное сечение кабеля по термической стойкости согласно (4.6)
,
где по таблице 4.2 для кабелей с алюминиевыми жилами напряжением до 10 кВ.
Так как , то принимаем к установке кабель сечением 120 мм2.

Пример 5.2 Выбрать кабель для питания потребителя с максимальной нагрузкой при напряжении и . B нормальном режиме работы питание потребителя осуществляется по двум кабелям, длиной 100 м каждый, резервирующими друг друга и проложенными в земле в одной траншее. Температура почвы . Продолжительность использования максимума нагрузки . В течение суток максимальная нагрузка продолжается 3 ч. Ток К3 на шинах 6 кВ, к которым подключены кабели . Время отключения К3 .
Определим рабочий ток в каждом кабеле в нормальном режиме работы:
.
При , согласно таблицы 4.18, для кабелей с бумажной изоляцией и алюминиевыми жилами .
Экономическое сечение каждого из кабелей равно
.
Принимаем, в соответствии с таблицей 5.1, два трехжильных кабеля марки ААШв 3´185 мм2 с при температуре почвы +15С, согласно таблицы 5.2.
Определим действительный допустимый ток кабеля с учетом поправочного коэффициента на температуру почвы и коэффициента , учитывающего число рядом проложенных кабелей. Для температуры почвы +20оС и нормированной температуры жил кабеля +65оС поправочный коэффициент согласно таблице 5.4 равен 0,95. Коэффициент , учитывающий число рядом проложенных кабелей, согласно таблицы 5.3, равен 0,92 при расстоянии между кабелями в свету 200 мм.
.
При отключении одного кабеля в другом кабеле будет протекать ток равный

Допустимый ток одного кабеля с учетом аварийной перегрузки определим по формуле (5.5)
,
где – коэффициент аварийной перегрузки кабеля, который определяется по таблице 5.5 для и коэффициента предварительной нагрузки кабеля
.
Для кабеля проложенного в земле при коэффициенте и коэффициент аварийной перегрузки.
Фактическая перегрузка в часы максимума в форсированном режиме составляет
.
Таким образом, кабель сечением 3´185 мм2 не удовлетворяет условию нагрева в форсированном режиме.
Принимаем, согласно таблицы 5.2, два кабеля сечением 3´240 мм2 c допустимым током каждого кабеля .
Действительный допустимый ток одного кабеля с учетом поправочных коэффициентов и составляет
.
Коэффициент предварительной нагрузки кабеля равен
.
Для и ч согласно таблицы 5.5 коэффициент аварийной перегрузки .
Фактическая перегрузка в часы максимума в форсированном режиме составляет
,
что меньше допустимой перегрузки.
Окончательно принимаем для питания потребителя два кабеля типа ААШв 3´240 мм2.
Для проверки кабеля на термическую стойкость определим, согласно [3],ток КЗ за пучком из двух кабелей.
Результирующее сопротивление до шин 6 кВ, от которых питается по выбранным кабелям потребитель, составляет
.
Индуктивное и активное сопротивления кабелей равны
;
,
где и берутся из таблицы 5.2.
С учётом параллельного соединения кабелей полное результирующее сопротивление до места КЗ равно

Читайте так же:
Длительно допустимый ток кабеля ввг 5х25

Ток КЗ за пучком кабелей равен
.
По каждому кабелю протекает ток КЗ равный 5,54 кА.
Тепловой импульс тока КЗ при этом равен
.
Минимальное сечение кабеля по термической стойкости
.
Таким образом, принятые к установке кабели ААШв 3´240 мм2 термически стойкие.

Максимально допустимый ток для медных проводов

Когда электрический ток протекает по кабелю, часть энергии теряется. Она уходит на нагрев проводников из-за их сопротивления, с уменьшением которого возрастает величина передаваемой мощности и допустимый ток для медных проводов. Наиболее приемлемым проводником на практике является медь, которая имеет небольшое электрическое сопротивление, устраивает потребителей по стоимости и выпускается в широком ассортименте.

допустимый ток для медных проводов

Следующим металлом с хорошей проводимостью является алюминий. Он дешевле меди, но более ломкий и деформируется в местах соединений. Прежде внутридомовые отечественные сети были проложены алюминиевыми проводами. Их прятали под штукатурку и надолго забывали об электропроводке. Электроэнергия преимущественно уходила на освещение, и провода легко выдерживали нагрузку.

С развитием техники появилось множество электроприборов, которые стали незаменимы в быту и потребовали большего количества электричества. Потребляемая мощность возросла и проводка перестала с ней справляться. Теперь стало немыслимо делать электроснабжение квартиры или дома без расчета электропроводки по мощности. Провода и кабели выбираются так, чтобы не было лишних затрат, а они полностью справлялись со всеми нагрузками в доме.

Причина нагрева электропроводки

Проходящий электрический ток вызывает нагрев проводника. При повышенной температуре металл быстро окисляется, а изоляция начинает плавиться при температуре от 65 0 С. Чем чаще она нагревается, тем быстрее выходит из строя. По этой причине провода выбирают по допустимому току, при котором не происходит их перегрев.

Площадь сечения проводки

По форме провод выполняется в виде круга, квадрата, прямоугольника или треугольника. У квартирной проводки сечение преимущественно круглое. Шина медная устанавливается обычно в распределительном шкафу и бывает прямоугольной или квадратной.

шина медная

Площади поперечных сечений жил определяются по основным размерам, замеряемым штангенциркулем:

  • круг — S = πd 2 / 4;
  • квадрат — S = a 2 ;
  • прямоугольник — S = a * b;
  • треугольник — πr 2 / 3.

В расчетах приняты следующие обозначения:

  • r — радиус;
  • d — диаметр;
  • b, a — ширина и длина сечения;
  • π = 3,14.

Расчет мощности в проводке

Мощность, выделяющаяся в жилах кабеля при его эксплуатации, определяется по формуле: P = In 2 Rn,

где In — нагрузочный ток, А; R — сопротивление, Ом; n — количество проводников.

Формула подходит при расчете одной нагрузки. Если к кабелю их подключено несколько, количество тепла рассчитывается отдельно для каждого потребителя энергии, а затем результаты суммируются.

Допустимый ток для медных многожильных проводов также рассчитывается через поперечное сечение. Для этого необходимо распушить конец, замерить диаметр одной из проволочек, посчитать площадь и умножить на их количество в проводе.

допустимый ток для медных многожильных проводов

Сечение проводов для разных условий эксплуатации

Сечения проводов удобно измерять в квадратных миллиметрах. Если грубо оценивать допустимый ток, мм2 медного провода пропускает через себя 10 А, при этом не перегреваясь.

В кабеле соседние провода греют друг друга, поэтому для него надо выбирать толщину жилы по таблицам или с поправкой. Кроме того, размеры берут с небольшим запасом в сторону увеличения, а после выбирают из стандартного ряда.

Проводка может быть открытой и скрытой. В первом варианте она прокладывается снаружи по поверхностям, в трубах или в кабель-каналах. Скрытая проходит под штукатуркой, в каналах или трубах внутри конструкций. Здесь условия работы более жесткие, поскольку в закрытых пространствах без доступа воздуха кабель нагревается сильней.

длительно допустимый ток

Для разных условий эксплуатации вводятся коэффициенты поправки, на которые следует умножать расчетный длительно допустимый ток в зависимости от следующих факторов:

  • одножильный кабель в трубе длиной более 10 м: I = In х 0,94;
  • три одножильных кабеля в одной трубе: I = In х 0,9;
  • прокладка в воде с защитным покрытием типа Кл: I = In х 1,3;
  • четырехжильный кабель равного сечения: I = In х 0,93.

Пример

При нагрузке в 5 кВт и напряжении 220 В сила тока через медный провод составит 5 х 1000 / 220 = 22,7 А. Его сечение составит 22,7 / 10 = 2,27 мм 2 . Этот размер обеспечит допустимый ток для медных проводов по нагреву. Поэтому здесь следует взять небольшой запас 15 %. В результате сечение составит S = 2,27 + 2,27 х 15 / 100 = 2,61 мм 2 . Теперь к этому размеру следует подобрать стандартное сечение провода, которое составит 3 мм.

Рассеивание тепла при работе кабеля

Проводник не может разогреваться от проходящего тока бесконечно долго. Одновременно он отдает тепло окружающей среде, количество которого зависит от разности температуры между ними. В определенный момент наступает равновесное состояние и температура проводника устанавливается постоянной.

Читайте так же:
Зачем нужна розетка кабеля

Важно! При правильно подобранной проводке потери на нагрев снижаются. Следует помнить, что за нерациональный расход электроэнергии (когда провода перегреваются) также приходится платить. С одной стороны плата взимается за лишний расход по счетчику, а с другой — за замену кабеля.

Выбор сечения провода

Для типовой квартиры электрики особенно не задумываются о том, какие сечения проводки выбрать. В большинстве случаев используют такие:

  • вводной кабель — 4-6 мм 2 ;
  • розетки — 2,5 мм 2 ;
  • основное освещение — 1,5 мм 2 .

Подобная система вполне справляется с нагрузками, если нет мощных электроприборов, к которым порой надо вести отдельное питание.

Отлично подходит для того, найти допустимый ток медного провода, таблица из справочника. В ней также приведены данные расчета при использовании алюминия.

допустимый ток медного провода таблица

Основой для выбора проводки является мощность потребителей. Если суммарная мощность в линиях от главного ввода P = 7,4 кВт при U = 220 В, допустимый ток для медных проводов составит по таблице 34 А, а сечение — 6 мм 2 (закрытая прокладка).

Кратковременные режимы работы

Максимально допустимый кратковременный ток для медных проводов при режимах работы с длительностью циклов до 10 мин и рабочими периодами между ними не более 4 мин приводится к длительному режиму работы, если сечение не превышает 6 мм 2 . При сечении выше 6 мм 2 : Iдоп = In∙0,875/√Тп.в.,

где Тп.в — отношение длительности рабочего периода к продолжительности цикла.

Отключение питания при перегрузках и коротких замыканиях определяется техническими характеристиками применяемых защитных автоматов. Ниже приведена схема небольшого щита управления квартиры. Питание от счетчика поступает на вводной автомат DP MCB мощностью 63 А, который защищает проводку до автоматов отдельных линий мощностью 10 А, 16 А и 20 А.

максимально допустимый кратковременный ток для медных проводов

Важно! Пороги срабатывания автоматов должны быть меньше максимально допустимого тока проводки и выше нагрузочного тока. В таком случае каждая линия будет надежно защищена.

Как правильно выбрать вводной провод в квартиру?

Величина номинального тока на кабеле ввода в квартиру зависит от того, сколько подключено потребителей. В таблице приведены необходимые приборы и их мощность.

ЭлектроприборНоминальная мощность, кВт
Телевизор0,18
Бойлер2-6
Холодильник0,2-0,3
Духовой шкаф2-5
Пылесос0,65-1
Электрочайник1,2-2
Утюг1,7-2,3
Микроволновка0,8-2
Компьютер0,3-1
Стиральная машина2,5-3,5
Система освещения0,5
Всего12,03-23,78

Силу тока по известной мощности можно найти из выражения:

I = P∙Kи/(U∙cos φ), где Kи = 0,75 — коэффициент одновременности.

Для большинства электроприборов, являющихся активной нагрузкой, коэффициент мощности cos φ = 1. У люминесцентных ламп, электродвигателей пылесоса, стиральной машины и др. он меньше 1 и его необходимо учитывать.

Длительно допустимый ток для приборов, приведенных в таблице, составит I = 41 — 81 А. Величина получается довольно внушительной. Всегда следует хорошенько подумать, когда приобретаешь новый электроприбор, потянет ли его квартирная сеть. По таблице для открытой проводки сечение входного провода составит 4-10 мм 2 . Здесь еще надо учитывать, как квартирная нагрузка повлияет на общедомовую. Возможно, что ЖЭК не позволит подключить столько электроприборов к стояку подъезда, где через распределительные шкафы под каждую фазу и нейтраль проходит шина (медная или алюминиевая). Их просто не потянет электросчетчик, который обычно устанавливается в щите на лестничной площадке. Кроме того, плата за перерасход нормы электроэнергии вырастет до внушительных размеров из-за повышающих коэффициентов.

Если проводку делать для частного дома, то здесь надо учитывать мощность отводящего провода от главной сети. Обычно используемого алюминиевого провода СИП-4 сечением 12 мм 2 может и не хватить для большой нагрузки.

Выбор проводки для отдельных групп потребителей

После того как выбран кабель для подключения к сети и для него подобран защищающий от перегрузок и коротких замыканий автомат ввода, необходимо подобрать провода для каждой группы потребителей.

Нагрузка разделяется на осветительную и силовую. Самым мощным потребителем в доме является кухня, где устанавливаются электроплита, стиральная и посудомоечная машины, холодильник, микроволновка и другие электроприборы.

Для каждой розетки выбираются провода на 2,5 мм 2 . По таблице для скрытой проводки он пропустит 21 А. Схема снабжения обычно радиальная — от распределительной коробки. Поэтому к коробке должны подходить провода на 4 мм 2 . Если розетки соединены шлейфом, следует учитывать, что сечению 2,5 мм 2 соответствует мощность 4,6 кВт. Поэтому суммарная нагрузка на них не должна ее превышать. Здесь есть один недостаток: при выходе из строя одной розетки, остальные также могут оказаться неработоспособными.

На бойлер, электроплиту, кондиционер и другие мощные нагрузки целесообразно подключать отдельный провод с автоматом. В ванную комнату также делается отдельный ввод с автоматом и УЗО.

На освещение идет провод на 1,5 мм 2 . Сейчас многие применяют основное и дополнительное освещение, где может потребоваться большее сечение.

Как рассчитать трехфазную проводку?

На расчет допустимого сечения кабеля влияет тип сети. Если мощность потребления одинакова, допустимые токовые нагрузки на жилы кабеля для трехфазной сети будут меньше, чем для однофазной.

допустимые токовые нагрузки

Для питания трехжильного кабеля при U = 380 В применяется формула:

Коэффициент мощности можно найти в характеристиках электроприборов или он равен 1, если нагрузка активная. Максимально допустимый ток для медных проводов, а также алюминиевых при трехфазном напряжении указывается в таблицах.

Заключение

Для предупреждения перегрева проводников при длительной нагрузке следует правильно рассчитать поперечное сечение жил, от которого зависит допустимый ток для медных проводов. Если мощности проводника будет недостаточно, кабель преждевременно выйдет из строя.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector