Kábel és vezeték keresztmetszet kiválasztása: fűtéssel, árammal, feszültségveszteséggel

A vezetékek és kábelek keresztmetszetét a megengedett fűtés alapján határozzák meg, figyelembe véve a normál és vészhelyzeti üzemmódokat, valamint az áramok egyenetlen eloszlását az egyes vezetékek között, mivel a melegítés megváltoztatja a vezeték fizikai tulajdonságait, növeli az ellenállását, növeli a vezetékek ellenállását. haszontalan elektromos energia fogyasztás a vezető részek felmelegítésére és a szigetelés élettartamának lerövidítésére. A túlzott hőség veszélyes a szigetelésre és az érintkező csatlakozásokra, valamint tüzet és robbanást okozhat.

A kábel kiválasztása és a fűtőszál keresztmetszete

A keresztmetszet megválasztása a megengedett fűtési feltételek közül a hosszú távú megengedett áramterhelések Id vonatkozó táblázatainak használatára korlátozódik, amelyekben a vezetőket a gyakorlat által megállapított maximális megengedett hőmérsékletre melegítik fel az idő előtti megelőzés érdekében. a szigetelés kopása, a vezeték csatlakozási pontjain a megbízható érintkezés biztosítása és az Id ≥ Ip, Ip - névleges terhelési áram mellett előforduló különféle vészhelyzetek kiküszöbölése.

A kábelkeresztmetszet kiválasztásakor a szakaszos szakaszos terhelések csökkentett folyamatos áramra kerülnek újraszámításra

ahol Ipv a vevő kikapcsolt állapotú árama a PV aktiválásának időtartamával.

A vezetékek és kábelek keresztmetszetének kiválasztásakor figyelembe kell venni, hogy azonos fűtési hőmérsékleten a nagyobb keresztmetszetű vezetőképes vezetékek megengedett áramsűrűsége kisebb legyen, mivel keresztmetszetük többre nő - nagy a hűtőfelület növekedési foka (lásd rizs. 1). Emiatt a színesfémek megtakarítása érdekében egy nagyobb keresztmetszetű kábel helyett gyakran két vagy több kisebb keresztmetszetű kábelt választanak.

1. ábra: A megengedett áramsűrűségnek a rézvezetők keresztmetszetétől való függésének grafikonja egy kültéri háromeres kábelben 6 kV feszültségű impregnált papírszigeteléssel, árammal + 65 °C hőmérsékletre melegítve a levegő hőmérséklete +25 °C.

A megfelelő táblázatok szerinti megengedett fűtési állapotból a vezetékek és kábelek végső kiválasztásánál nem csak a vezeték becsült áramát kell figyelembe venni, hanem a fektetés módját, a vezetékek anyagát, ill. a környezeti hőmérséklet.

Az 1000 V feletti feszültségű, a megengedett hosszúáramú fűtés feltételeinek megfelelően kiválasztott kábelvezetékek rövidzárlati áramokkal történő fűtését is ellenőrzik. Abban az esetben, ha a legfeljebb 10 kV feszültségű, impregnált papírszigetelésű kábelek réz- és alumíniumvezetőinek hőmérséklete meghaladja a 200 ° C-ot, és a 35-220 kV feszültségű kábelek hőmérséklete 125 ° C felett, keresztmetszete ennek megfelelően növekszik.

Az 1000 V-ig terjedő feszültségű belső villamos hálózatok vezetékeinek és kábeleinek keresztmetszete összhangban van a lineáris védőberendezések – biztosítékok és megszakítók – kapcsolási képességeivel, így indokolt az egyenlőtlenség Azd / Azc h, ahol kz — a a vezeték megengedett hosszú távú áramának többszöröse a névleges áramhoz vagy a védőeszköz Azs áramához (tól PUE). A fenti egyenlőtlenség teljesítésének elmulasztása a kiválasztott főszakasz ennek megfelelő növelését kényszeríti ki.

Kábelek és vezetékek keresztmetszetének kiválasztása feszültségveszteséghez

Ellenőrizni kell a fűtési viszonyok szerint kiválasztott és a védőberendezések kapcsolási képességeinek megfelelő kábelek és vezetékek keresztmetszetét, a relatív lineáris feszültségveszteséget.

ahol U az elektromos energiaforrás feszültsége, az Unom pedig a vevő csatlakozási pontjának feszültsége.

A motor kapocsfeszültségének megengedett eltérése a névleges feszültségtől nem haladhatja meg a ± 5%-ot, és bizonyos esetekben elérheti a + 10%-ot.

Világítási hálózatokban a belső munkavilágítás legtávolabbi lámpái és a külső világítás projektor-berendezései esetében a feszültségesés nem haladhatja meg a lámpák névleges feszültségének 2,5% -át, a külső és vészvilágítási lámpáknál - az 5% -át, és a hálózatokban feszültség 12.,. 42V – 10%. A nagyobb feszültségcsökkenés a munkahelyek megvilágításának jelentős csökkenéséhez vezet, a munka termelékenységének csökkenéséhez vezet, és olyan állapotokhoz vezethet, amelyekben a gázkisüléses lámpák gyulladása nem garantált. A lámpák legmagasabb feszültsége általában nem haladhatja meg a névleges érték 105% -át.

A belső áramellátó hálózatok feszültségének a normákban előírt mértéket meghaladó növekedése nem megengedett, mivel ez az elektromos energiafogyasztás jelentős növekedéséhez, az áramellátás és az elektromos világítás élettartamának csökkenéséhez vezet. berendezéseket, és néha a termékek minőségének csökkenését.

Rizs. 2. Feszültségveszteség számítása háromfázisú háromutas vezetékben a kábelek és vezetékek keresztmetszetének megválasztásakor: a-egy terhelésnél a vezeték végén, b-több megosztott terhelésnél.

Egy háromfázisú háromvezetékes vezeték keresztmetszetének ellenőrzése, a végén egy terheléssel (2. ábra, a), amelyet az Azp névleges áramerősség és a cos phi teljesítménytényező jellemez a relatív lineáris feszültségveszteséghez, végezze el. alábbiak szerint:

ahol Unom a hálózat névleges feszültsége, V, Ro és Xo a vezeték egy kilométerének aktív és induktív ellenállása, a referenciatáblázatokból kiválasztva, Ohm / km, Pp a terhelés számított aktív teljesítménye , kW; L a vonal hossza, km.

Egy elágazás nélküli, háromfázisú, állandó keresztmetszetű, háromvezetékes fővezetékhez, amely az Azstr1, AzR2, ..., Azr névleges áramerősségekkel és a megfelelő cos phi1, cos phi2, ..., cos teljesítménytényezőkkel elosztja a terheléseket. phi távolságban az áramforrástól L1, L2, …, Ln távolságokban (2. ábra, b), a relatív lineáris feszültségveszteség a legtávolabbi vevőhöz:

ahol PRi aktív teljesítmény – számított i-edik terhelés az áramforrástól L távolságra.

Ha a számított relatív feszültségveszteség dU nagyobb, mint a megengedett normák, akkor meg kell növelni a kiválasztott szakaszt, hogy biztosítsa ennek az értéknek a normalizált értékét.

Kis keresztmetszetű vezetékek és kábelek esetén az Xo induktív ellenállás elhanyagolható, ami nagyban leegyszerűsíti a megfelelő számításokat. a kültéri világítás háromfázisú, háromvezetékes elosztóhálózataiban, amelyek jelentős hosszúságban különböznek egymástól, ügyelni kell az egyenlő távolságra lévő világítótestek helyes elhelyezésére, mert ellenkező esetben feszültségveszteség egyenetlenül oszlanak el a fázisok között, és a névleges feszültséghez képest több tíz százalékot is elérhetnek.

Sémák az egyenlő távolságra lévő világítótestek bekapcsolására kültéri világításhoz: a — helyes, b — helytelen

Kábelkeresztmetszet kiválasztása a gazdaságos áramsűrűséghez

A vezetékek és kábelek keresztmetszetének megválasztása a gazdasági tényezők figyelembevétele nélkül jelentős villamosenergia-veszteséget okozhat a vezetékekben és az üzemeltetési költségek jelentős növekedését.Emiatt a jelentős hosszúságú belső tápellátású villamos hálózatok vezetékeinek keresztmetszete, valamint a maximális terhelésű nagy üzemóraszámmal üzemelő hálózatok -Tmax > 4000 h - legalább ajánlott gazdasági áramsűrűség, amely meghatározza a tőkeköltségek és a működési költségek optimális arányát, amelyet a következőképpen határoz meg:

ahol Azr — a vezeték névleges árama, üzemzavarok és javítások esetén a terhelésnövekedés figyelembevétele nélkül, Jd — gazdasági áramsűrűség a tőkeköltségek 8 — 10 éven belüli megtérülése alapján.

Várható gazdaságos keresztmetszet a legközelebbi szabványra kerekítve, és ha ez 150 mm2-nél nagyobb, akkor egy kábelvezetéket kettő vagy több, a gazdaságosnak megfelelő összkeresztmetszetű kábelre cserélnek. Használjon 50 mm2-nél kisebb keresztmetszetű, alacsony terhelésű kábeleket Nem ajánlott.

Legfeljebb 1000 V feszültségű kábelek és vezetékek keresztmetszete a maximális terhelés üzemóráinak számával Tmax < 4000 … 5000 h és minden elágazás azonos feszültségű vevőkészülékekhez, világítóberendezések elektromos hálózataihoz, ideiglenes építményekhez és a rövid, legfeljebb 3 — 5 éves élettartamú szerkezeteket nem a gazdasági áramsűrűség szerint választják ki.

A háromfázisú négyáteresztő hálózatokban a nullavezető keresztmetszetét nem számítják ki, hanem a fővezetékekhez kiválasztott keresztmetszet legalább 50%-át veszik, illetve a gázkisüléses lámpákat ellátó hálózatokban, amelyek a nagyobb áramú felharmonikusok megjelenése, ugyanúgy, mint a fővezetékeknél.