Gc-helper.ru

ГК Хелпер
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Пуэ допустимый длительный ток для кабелей ввгнг

Длительно допустимые токи кабелей согласно ПУЭ

В процессе постройки дома в любом случае будет монтироваться проводка. В этот период нужно особенно тщательно выбирать сечение проводов и максимальную необходимую мощность, которую они могут выдерживать. Для этого учитываются приблизительные данные обо всех потребителях электричества, приборах (начиная от кухонной, бытовой техники, заканчивая электрическим отоплением). В этих целях полагаются на длительно допустимые токи кабелей ПУЭ.

  • Общая информация
  • Расчёт по формуле
  • Допустимая плотность
  • Рекомендации по обустройству

Общая информация

Внутрення часть кабеля, по которой транспортируется ток, изготавливается из металла. Именно эту часть ещё называют сечением кабеля. В качестве единиц измерения используют квадратные миллиметры. В зависимости от сечения кабеля он будет способен пропускать напряжение определённой мощности. Ток, как известно, приводит к выделению тепла.

Эти температуры можно разделить на три разновидности:

  • изоляция останется целой при прохождении тока по кабелю;
  • изоляция расплавится, но внутренняя часть (металлическая) останется невредимой;
  • металл расплавится от такой температуры.

Допуск может получить кабель только в первом варианте. Если изоляция при определённом уровне тока плавится, использовать такие провода нельзя. Также стоит отметить, что с уменьшением сечения провода будет возрастать его сопротивление, в связи с этим напряжение в кабеле будет падать. Но с другой стороны, увеличение сечения приводит к большой массе самого провода и его стоимости.

Если говорить о материалах, из которых изготавливается внутренняя часть кабеля, то в основном используют медь или алюминий. Медь более качественная и дорогая в связи с тем, что у неё более высокий уровень пропускной способности тока. Медь и алюминий имеют разные характеристики и физические свойства. Это важно учитывать, поскольку при одинаковом диаметре провода материалы будут выдерживать разные нагрузки.

Расчёт по формуле

Зная необходимую формулу, даже начинающий мастер без соответствующего опыта работы сможет определить необходимое сечение кабеля. Именно это значение нужно высчитывать, поскольку существуют кабели с одной жилой, двумя и более. То есть если изделие двужильное, то нужно учитывать общую площадь сечения двух жил. Преимуществом многожильных кабелей является то, что они более стойкие, гибкие. Они не «боятся» изломов при выполнении монтажных работ. В основном производители для изготовления такого варианта используют медь.

Для определения допустимого тока для медных проводов или алюминиевых одножильного типа можно применять такую формулу: S = число пи * d 2 / 4 = 0.785 d 2 . При этом S — это площадь в квадратных миллиметрах, а d — диаметр.

Для того чтобы рассчитать допустимый ток для алюминиевых проводов или с использованием любого другого материала, применяется формула: S = 0.785 * n * d 2 . S — площадь, d — диаметр, n — число жил.

Диаметр провода можно определить с помощью микрометра или штангенциркуля, предварительно сняв изоляцию. Таким образом, можно сделать выбор сечения кабеля по току. Таблице ПУЭ такие расчёты будут отвечать.

Допустимая плотность

Плотность определить ещё проще. Для этого достаточно число ампер разделить на сечение. От этого показателя также будет зависеть очень много. В первую очередь плотность отвечает за стабильность работы электросети. Проводку можно разделить на два типа:

  • открытую;
  • закрытую.

Характерными особенностями открытой является лучшая плотность тока за счёт большой теплоотдачи. Закрытую необходимо покупать с поправкой в меньшую сторону, поскольку это может вызвать перегрев, короткое замыкание и даже пожар.

Расчёты тепла — довольно сложный процесс. На практике исходят из максимально допустимой температуры самого слабого элемента конструкции. Таким образом, максимально допустимая плотность тока — это величина, при которой пользоваться проводкой будет безопасно. При этом стоит учитывать и максимальную температуру окружающей среды.

Плотность меди в открытой проводке составляет 5 А/мм2, а закрытой 4 А/мм2. Плотность алюминия в открытой проводке 3.5 А/мм2, а в закрытой 3 А/мм2. В основном современные провода имеют изоляцию, сделанную из ПВХ или полиэтилена. Они допускают нагрев максимум до 90 градусов.

Также стоит разобраться с определением терминов открытая и закрытая проводка. Первый вариант всегда располагается в открытом пространстве. Прикрепляется к стене хомутами, может быть скреплена с тросом или быть натянутой по воздуху от стены до стены. Закрытая может находиться в лотках, трубах, быть замурованной в стене или под штукатуркой. Закрытой будет считаться проводка, если она находится в распределительных коробах или щитках. Её минусом можно считать меньшую степень охлаждения.

Рекомендации по обустройству

Обустройство и монтаж проводки, кроме других навыков, требует умений и общего понимания проектирования. При этом, если имеются довольно хорошие навыки в электромонтаже, хорошую электросеть не сделать. Бывают случаи, когда люди путают проектирование с оформлением какой-либо разрешающей документации в государственных органах.

Самый простой проект можно составить с помощью карандаша и листка бумаги. Для начала следует нарисовать приблизительный план всего помещения. Он необязательно должен быть пропорциональный, поскольку это только образец. Дальше следует прикинуть расположение всех будущих розеток. Нужно также узнать мощность всех потребителей электричества в доме: утюги, чайники, любые другие кухонные приборы, различная бытовая техника, лампочки и тому подобное.

Затем нужно определить, в каких помещениях будет большая нагрузка на электросеть, а в каких маленькая. Как правило, самым большим потребителем электричества в доме является кухня, так как там имеется множество различной бытовой техники. Кроме этого, на кухне иногда размещают и стиральную машину, что создаёт ещё более высокую степень нагрузки. Такой план позволит выбрать оптимальное сечение кабелей для каждого помещения.

При правильных подсчётах можно существенно сэкономить деньги на сечении проводки. Подсчитав нужное сечение, необходимо сложить весь требуемый метраж и получить общую стоимость такого оборудования. Каждая комната должна иметь свою линию и автоматический выключатель. В щитке их можно так и подписать «кухня», «спальня» и так далее. Если будет перепад напряжения, то автоматический предохранитель сработает и самостоятельно выключит подачу электричества.

Кроме этого, такой подход позволяет, к примеру, чинить розетку в спальне, предварительно выключив линию, а на кухне можно заниматься обычными делами, поскольку там подача электричества будет осуществляться.

В сырых помещениях нужно использовать проводку с двойной изоляцией. Рекомендуется покупать современные розетки и выключатели, основанные на европейском стандарте безопасности с применением заземления. При этом его ещё нужно правильно подключать. Одножильные медные провода лучше сильно не сгибать (небольшой угол допустим), поскольку это может привести к излому. Закрытые провода в шахтах и каналах должны лежать ровно. Но стоит отметить, что их нельзя зажимать, а в канале они должны размещаться свободно.

Устанавливая розетки и выключатели, следует оставлять несколько лишних сантиметров для страховки. При расчёте допустимого размера кабеля этот параметр также учитывается. Монтируя кабель, нужно обратить внимание на острые углы, которые могут повредить изоляцию провода, и удалить их. Затягивать клеммы при подключении необходимо особенно тщательно. Одножильные варианты нужно затягивать два раза. Это связано с их особенностью осадки, из-за чего со временем соединения ослабляются сами по себе.

Медные и алюминиевые провода несовместимы между собой по своим химическим характеристикам, то есть соединять их между собой нельзя. Если возникла особая потребность в этом, то нужно использовать специальные соединители, оцинкованные шайбы или клемы. Место, в котором они будут состыковываться, должно быть сухим.

Согласно общепринятым правилам, фазные провода (плюс) должны быть белого или коричневого цвета. Минус (заземление) — жёлто-зелёный цвет. Соблюдение расцветки повысит безопасность электросети в несколько раз.

В проекте любой комнаты, начиная от кухни и заканчивая спальней, очень важно правильно выбрать сечение кабеля по току. ПУЭ — основные нормы, на которые следует обращать внимание. Правильный выбор оборудования обеспечит хороший уровень пожаробезопасности.

Выбор кабеля по допустимому длительному току.

При выборе кабеля по допустимому длительному току необходимо учитывать еще поправочные коэффициенты: на количество работающих кабелей, лежащих рядом в земле (К1, ПУЭ, табл. 1.3.26), на допустимую перегрузку в послеаварийном режиме (К2), фактическую температуру среды (К3, ПУЭ, табл. 1.3.3), тепловое сопротивление грунта (К4, ПУЭ, табл. 1.3.23) и на отличие номинального напряжения кабеля от номинального напряжения сети (К5).

По поводу К2 и К5. У меня всегда они равны 1:) Возможно правильнее К2 взять согласно таблиц 1.3.1 и 1.3.2. Я думаю у вас тоже номинальное напряжение кабеля совпадает с номинальным напряжением сети, поэтому здесь однозначно К5=1. К5 будет отличен от 1, если кабель 10кВ применить в сети 6кВ. Я такое не встречал, хотя возможно.

При выборе кабеля по допустимому длительному току должно выполняться следующее условие:

где Sэк – экономически целесообразное сечение, мм2,

I — расчетный ток в час максимума энергосистемы, А,

Jэк — нормированное значение экономической плотности тока, А/мм2, для заданных условий работы, выбираемое по табл. 1.3.36 (ПУЭ).

Выбор сечения жил кабеля по допустимому отклонению напряжения.

Кабельные линии 6 (10) кВ как правило не превышают 1км. В этом случае нет смысла рассчитывать потерю напряжения в кабельной линии. При таких напряжениях и небольшой длине участка она будет ничтожно мала.

О том, как рассчитать падение напряжения в кабельной или воздушной линии электропередач 6 (10) кВ будет посвящен отдельный пост. Я пока сам не знаю:)

Если сечение кабеля, определенное по вышеперечисленным условиям, получается меньше сечения, требуемого по другим условиям, то должны выбрать большее сечение, требуемое этими условиями.

В любом случае, сечение кабельной линии 6 (10) кВ должно быть не менее 25мм2. РД 34.20.185-94 рекомендует применять кабели 6 (10) кВ не менее 70мм2.

Кабели широко применяются в электроустановках. Потребители 6—10 кВ, как правило, получают питание по кабельным линиям, которые сначала прокладываются в кабельных туннелях в распределительном устройстве, а затем в земле (в траншеях).

Для присоединения потребителей собственных нужд электростанций и подстанций к соответствующим шинам также используются кабели 6 и 0,4 кВ. Эти кабели прокладываются в кабельных полуэтажах, кабельных туннелях, на металлических лотках, укрепленных на стенах и конструкциях здания или открытого распределительного устройства.

Чтобы обеспечить пожарную безопасность в производственных помещениях ТЭС и АЭС, рекомендуется применять кабели, у которых изоляция, оболочка и покрытия выполнены из невоспламеняющихся материалов, например из самозатухающего полиэтилена или поливинилхлоридного пластиката.

В зависимости от места прокладки, свойств среды, механических усилий, воздействующих на кабель, рекомендуются различные марки кабелей (табл.)

Кабели выбирают:
по напряжению установки


по конструкции (см. табл.);

По экономической плотности тока


по допустимому току


где Iдоп — длительно допустимый ток с учетом поправки на число рядом положенных в земле кабелей κ1 и на температуру окружающей среды κ2:

Читать еще:  Дистанционный выключатель свет сапфир


где Iдоп.ном – допустимый ток при нормированной температуре жил, °С; согласно ПУЭ для кабелей с резиновой и пластмассовой изоляцией θдоп = +65°С, для кабелей до 35 кВ с изоляцией из пропитанной кабельной бумаги в свинцовой, алюминиевой или поливинилхлоридной оболочке приняты:

Uном, кВ…….. до 3 6 10 20 и 35
θдоп, °С……….+80 +65 +60 +50

Поправочные коэффициенты κ1 и κ2 допустимый ток находят по справочникам или ПУЭ.

При выборе сечения кабелей следует учитывать их допустимую перегрузку, определяемую по п. 1.3.5 и 1.3.6 ПУЭ в зависимости от вида прокладки, длительности максимума и предварительной нагрузки.

Выбранные по нормальному режиму кабели проверяют на термическую стойкость по условию

При этом кабели небольшой длины проверяют по току при КЗ в начале кабеля; одиночные кабели со ступенчатым сечением по длине проверяют по току при КЗ в начале каждого участка. Два параллельных кабеля и более проверяют по токам при КЗ непосредственно за пучком кабелей, т. е. с учетом разветвления тока КЗ.

36) Расчет распределительной сети.

Передачу электроэнергии от источника питания до приёмного пункта промышленного предприятия осуществляется воздушными или кабельными линиями. Сечение проводов и жил выбирается по техническим и экономическим условиям.

Выбор сечения по нагреву осуществляется по расчётному току. Для параллельно работающих линий в качестве расчётного тока принимается ток после аварийного режима, когда одна питающая линия вышла из строя. По справочным данным в зависимости от расчетного тока определяется ближайшее большее стандартное сечение. Это сечение приводится для конкретных условий среды и способа прокладки кабеля и проводов. Если условия применения проводов и кабелей отличается от приведённых, то длительно допустимые токовые нагрузки пересчитывают по формуле:

,где Iдоп – длительно допустимый ток одиночного кабеля (провода); K1 – коэффициент, учитывающий количество кабелей; К2 – коэффициент допустимой перегрузки кабельной линии.

При выборе сечения кабельной линий учитывают допустимые кратковременные перегрузки. Для кабелей напряжением до 10 кВ с бумажной пропитанной изоляцией, несущих нагрузки меньше номинальных, для таких кабелей допускается перегрузки в течении 5 суток в пределах, указанных в таблицах справочника. Для кабелей с полиэтиленовой изоляцией и с поливинилхлоридной изоляцией перегрузки на время ликвидации аварий допустимы соответственно до 10 и 15%; при этом максимальная перегрузка допускается на время максимумов нагрузки продолжительностью не более 6 часов в сутки в течении 5 суток, если в остальные периоды времени этих суток нагрузка не превышает номинальной. Перегрузка кабельных линий 20-35 кВ не допускается.

По длительно допустимому току нагрузки:

По потере напряжения:

По экономической плотности тока:

1. 30) Основные требования к схемам электроснабжения и принципы построения схем.

1) Надежность электроснабжения. Надежность обеспечивается исходя из требований по степени бесперебойности электроснабжения которые предъявляются к потребителям эл.энергии , т.е. в зависимости от категорий:

1 категория- потребители, перерыв в эл. снабжении которых влечет за собой опасность для жизни людей. Перерыв допускается на время автоматического включения резерва. (2 источника питания)

2 категория- потребители, перерыв в эл. снабжении которых влечет за собой нарушение технологического процесса, брак продукции, простои в работе. Перерыв допускается на время включения резерва силами персонала (до 1,5 ч.)

3 категория- неответственные вспомогательные цеха , перерыв в эл. снабжении которых влечет за собой простой в работе. Перерыв допускается до 1-х суток.

2) Экономичность- минимальные затраты на схему эл. снабжения, но схема должна обеспечивать надежное эл. снабжение в соответствии с категорией потребителей.

3) Гибкость- схема должна допускать переделки и изменения связанные с вводом новых мощностей, увеличением нагрузки и т.д. без существенных переделок схемы.

4) Удобство в эксплуатации. Оборудование должно быть доступно для осмотра, ремонта, быстрого устранения неисправностей.

1) Отказ от холодного резерва, т.е. все линии и тр-ры ( все оборудование) должны находиться под напряжением и под нагрузкой. Не должно быть не работающих элементов ( не работающие элементы могут оказаться неисправными при включении)

2) Раздельная работа линий и трансформаторов. В нормальном режиме все секционные аппараты отключены.

3) Глубокое секционирование. Начиная от п/с системы заканчивая секциями шин 0,4 кВ цеховых ТП все секции шин секционированы. Это направлено на повышение надежности.

4) Приближение ВН к потребителям. Главная понизительная п/ст приближается к потребителям, а цеховые ТП к своим потребителям. Это для сокращения протяженности питающих и распределительных сетей, сократить потери, уменьшить расход проводов и кабелей и уменьшить затраты на схему.

Длительно-допустимые токовые нагрузки кабелей

Токи, протекающие по кабелю, нагревают проводник. Это не относится к полезному действию тока, как например, нагревание спирали лампочки или электрической плитки. Поэтому мы и не учитываем это действие, когда рассчитываем общую мощность потребления. Однако забывать о расходе энергии на нагревание проводов не следует, так как это может привести к печальным последствиям.

Величина тока, протекающего по проводам, зависит от мощности устройств-потребителей, так как мощность, выделяемая на самих проводах, пренебрежимо мала — в связи с малым удельным сопротивлением металлов, используемых для провода и в кабеле проводки. Ток течет только тогда, когда мы включаем в сеть приборы. При этом суммарный ток в каждый момент времени определяется только мощностью приборов (связанной с сопротивлением), потребляющих энергию в сети именно в этот момент времени. Но при расчете сети по току и мощности всегда необходимо брать только ситуации, когда одновременно включены все потребляющие устройства. Только такой подход дает возможность застраховаться от всех возможных перегрузок. Но и это еще не все. В момент включения многие устройства потребляют так называемый стартовый ток, который может быть процентов на 10–20 выше по потреблению от стационарной работы данного устройства. Это связано у некоторых устройств с трудностью запуска — разгона массивных роторов, создания рабочих перепадов давления и так далее. Поэтому при выполнении расчета требуется делать поправку еще и на это.

Допустимый длительный ток для кабелей

Токонесущие провода под действием тока нагреваются всегда. Весь вопрос только в количестве выделяемой теплоты. С одной стороны, она зависит от протекающего тока, удельного сопротивления материала проводника, его сечения, с другой — от факторов отведения тепла в условиях прохождения проводов: от количества проводов и их близости, изоляции, которая препятствует теплоотводу, наличия коробов или каналов, в которые заправлен кабель, скрытности проводки. И вообще, от климатических факторов, действующих на кабель в местах прохождения проводов: вентиляции, открытого пространства и так далее.

Качество проводки и старение

В результате действия всех этих многочисленных факторов провод, систематически нагревающийся от проходящего по нему тока, с точки зрения безопасности может быть:

  • Надежным носителем тока и напряжения. У такого провода срок будущей безаварийной работы можно считать неограниченным.
  • Старым или стареющим носителем электроэнергии. Качество провода за время эксплуатации снизилось, ухудшилась изоляция, стыки и соединения проводов потеряли часть проводимости. Старение провода имеет склонность со временем накапливаться и способствовать увеличению скорости старения и возрастанию отрицательных факторов.
  • Опасной проводкой электроэнергии. Режим работы таков, что аварии вероятны. Это выражается в увеличении нагрева проводов на обычном токе, неравномерности нагрева из-за ухудшения изоляции, окислении контактов, ухудшении равномерности сечения проводов из-за естественного для металлов окисления. Неравномерности тоже имеют свойство усиливать старение и локально ухудшать качество.

Температура, таким образом, является очень важным показателем безопасности работы электрической проводки. Кроме того, температурный режим сам по себе способен ухудшать проводку, а в случаях превышения предельного порога приводить к авариям. В результате допустимые токовые нагрузки кабелей должны быть уменьшены.

Например, есть такое правило, что каждые 8° лишнего нагрева кабеля по току ускоряют процессы (и химические, и физические) в материале в два раза. Это отражается на характеристиках проводника (особенно алюминиевого) и ухудшает характеристики изолятора.

Изоляция и температура

Изоляция в результате нагрева сама может стать источником опасных и вредных факторов. Например, ПВХ при увеличении температуры ведет себя так:

  • 80 °С — размягчение;
  • 100 °С — выделение HCl (летучего вредного газа, хлористого водорода, который при растворении в воде становится соляной кислотой). С повышением температуры процесс усиливается. При 160 °С его уже выделится 50%, при 300 °С — 85%;
  • 210 °С — плавление;
  • 350 °С — начинается возгорание углеродной основы ПВХ.

Это касается твердого ПВХ, мягкий содержит много добавок-пластификаторов, которые улетучиваются и способны загореться уже при 200 °С.

Размягчение, тем более плавление, кроет в себе другую опасность — могут сблизиться несущие ток провода, что обычно приводит к КЗ и возгоранию.

По соображениям безопасности верхней границей температуры проводов, по которым проходит электрический ток, установили 65 °С. Это при окружающей температуре воздуха 25 °С, земли — 15 °С.

Задача выдержать такую норму нагрева состоит в том, чтобы для всего разнообразия условий подобрать сечения для проводов из разных материалов, применяемых в электротехнике, достаточные для безопасного, то есть без накопления тепла, прохождения тока.

Обязательным условием является то, что имеется в виду допустимый длительный ток для кабелей, а не кратковременные перегрузки.

От внезапных перегрузок по току провода и кабели должны защищать автоматы на щите питания.

Причем их номиналы подбираются так, чтобы они были выше токов, возникающих при кратковременных, но допустимых перегрузках, но ниже опасных для сети перенапряжений.

Структура проводки потребляющей сети

Потребляющая сеть состоит из нескольких групп потребителей. В каждой из них свой характер нагрузок и режим токов, следовательно, и проводка должна соответствовать правилам безопасности. Самое главное правило: должна быть обеспечена высокая нагружаемость там, где нагружено. То есть вводные провода, несущие всю тяжесть потребления в сети, должны быть самыми большими по сечению, поскольку через них идет расход энергии на всю мощность нагрузок в рассматриваемой сети.

Пример. Расчет сечения кабеля для квартирной потребляющей сети

В таблице приведены приборы потребления

Номинальная мощность,
кВт

Ток шины из формулы суммарной мощности

при KИ , коэффициенте использования, равном 75% и cos j = 1,

получается в диапазоне I = 41–81 А. Для проводки, учитывающей любые возможные варианты мощностей подключаемых электроприборов, следует брать верхнее значение и запас на будущее порядка 10–20%. Поэтому принимаем максимальный ток, равный 100 А.

Возможно, такая нагрузка ляжет на шины домовой сети тяжким бременем, и электроснабженческая организация не разрешит иметь столько потребителей сразу, однако выбор проводов не должен зависеть от таких «политических» вопросов. Тем более что проводка в старых домах уже демонстрирует недальновидность прежних ограничений.

Читать еще:  Какое сечение кабеля выбрать по току

Сечение шин, подведенных к квартирам, надо принимать как данность. Если мы делаем разводку в квартире сами, то делим ее на несколько подсетей по группам по току потребляющих устройств. От шин щитка питания каждая подсеть будет запитана отдельно. И выполнять ее нужно с расчетом на максимальное потребление именно в этой подсети.

ПУЭ — правила устройства электроустановок

Для регламентации безопасности, касающейся всего, что связано с электроэнергией, существует система правил, которые начали разрабатываться с самого начала использования электроэнергии (1899 год, Первый всероссийский электротехнический съезд) и приводиться в систему, близкую к современной, сразу после Великой Отечественной войны в 1946–1949 годах. И существуют и продолжают разрабатываться и сейчас — в России, Белоруссии и на Украине.

Электробезопасность — это очень серьезно, несмотря на расхождения во взглядах где-то еще. У нас, например, предусматриваются и штрафы за несоблюдение правил устройства электроустановок для граждан, должностных лиц и предпринимателей и для юридических лиц.

То, что касается безопасности электропроводки, собрано в 1 разделе в 3 главе.

В таблицах отображен допустимый длительный ток для кабелей для множества вариантов проводов, металлов (разное удельное сопротивление), изоляции, характера (одножильный – многожильный), сечения провода, а также способов прокладки кабеля.

Полный текст 3 главы из 1 раздела 7-го издания ПУЭ имеется в следующем файле. Допустимый длительный ток для кабелей в них представлен в таблицах 3.1.7.4 – 3.1.7.11.

Для нашего примера построим таблицу, разбив всех потребителей на группы, в каждой группе посчитаем суммарную мощность, ток и найдем по ПУЭ соответствующее ему сечение кабеля для меди и алюминия.

В нашем случае выделим подсети и просчитаем для каждой из них суммарную мощность и максимальный ток. Из ПУЭ сделаем выбор сечения провода для медных проводов и алюминия:

Максимальная мощность потребителя,

Суммарная максимальная мощность подсети,

С учетом запаса в 30%

Допустимые токовые нагрузки кабелей

Минимальное необходимое сечение проводов, мм2

Трансформаторные подстанции высочайшего качества

с нами приходит энергия

develop@websor.ru

Допустимые токовые нагрузки на провода и кабели

Допустимая токовая нагрузка на провод, кабель или шину определяется из соотношения

где I нд — допустимая длительная токовая нагрузка на провод, кабель или шину при нормальных условиях прокладки (см. табл.);
Кп — поправочный коэффициент, учитывающий изменения условий прокладки проводов и кабелей и равный произведению отдельных поправочных коэффициентов:

Поправочные коэффициенты учитывают:
К 1 — фактическую температуру окружающей среды;
К 2 — число проложенных в траншее рабочих кабелей;
К 3 — условия кратковременного или повторно-кратковременного режима работы электроприемников;
К 4 — сечение кабеля и его месторасположение при прокладке в блоке;
К 5 — напряжение кабеля при прокладке в блоке;
К 6 — общую среднесуточную нагрузку кабелей при прокладке в блоке;
K 7 — прокладку кабелей ,в двух параллельных блоках одинаковой конфигурации;
К 8 — прокладку проводов в коробах и лотках;
К 9 — увеличение допустимой нагрузки на кабели до 10 кв при аварийном режиме;
К 10 — расположение шин на изоляторах.
Допустимые длительные токовые нагрузки на провода и кабели приведены в таблицах для условий нагревания при получасовом максимуме токовой нагрузки, который представляет собой наибольшую из средних получасовых токовых нагрузок данного элемента сети.

Поправка на температуру окружающей среды.
Нормальной температурой окружающей среды при прокладке проводов и кабелей на воздухе считается +25°С и при прокладке кабелей в земле или воде +15° С. При фактической температуре воздуха или земли, отличной от указанных выше значений, вводится поправочный коэффициент К 1 , определяемый из табл. 4-32 в зависимости от нормированной температуры проводов, шин или жил кабелей, указанной в табл. 4-33. Этот коэффициент рекомендуется применять только в случаях значительного отклонения температуры от нормальной (районы Крайнего Севера, вечной мерзлоты, тропики и т. п.).
Для голых проводов воздушных линий электропередачи напряжением выше 1000 В поправочный коэффициент на температуру воздуха не применяется.

Таблица 4-32 Поправочный коэффициент К1 на температуры земли и воздуха для токовых нагрузок на кабели, неизолированные и изолированные провода и шины
Расчетная температура среды °СНормированная температура жил °СПоправочный коэффициент при фактической температуре среды °С
-5+5+10+15+20+25+30+35+40+45+50
15
25
25
15
25
15
25
15
25
15
25
80
80
70
65
65
60
60
55
55
50
50
1,14
1,24
1,29
1,18
1,32
1,20
1,36
1,22
1,41
1,25
1,48
1,11
1,20
1,24
1,14
1,27
1,15
1,31
1,17
1,35
1,20
1,41
1,08
1,17
1,20
1,10
1,22
1,12
1,25
1,12
1,29
1,14
1,34
1,04
1,13
1,15
1,05
1,17
1,06
1,20
1,07
1,23
1,07
1,26
1,00
1,09
1,11
1,00
1,12
1,00
1 ,13
1,00
3,15
1,00
1,18
0,96
1,04
1,95
0,95
1,06
0,94
1,07
0,93
1,08
0,93
1,09
0,92
1,00
1,00
0,89
1,00
0,88
1,00
0,86
1,00
0,84
1,00
0,88
0,95
0,94
0,84
0,94
0,82
0,93
0,79
0,91
0,76
0,89
0,83
0,90
0,88
0,77
0,87
0,75
0,85
0,71
0,82
0,66
0,78
0,78
0,85
0,81
0,71
0,79
0,67
0,76
0,61
0,71
0,54
0,63
0,73
0,80
0,74
0,63
0,71
0,57
0,66
0,50
0,58
0,37
0,45
0,68
0,74
0,67
0,55
0,61
0,47
0,54
0,36
0,41

Таблица 4-33 Допустимые температуры нагревания проводов, кабелей и шин
НаименованиеНаибольшая допустимая температура проводов, кабелей и шин при нагревании длительной токовой нагрузкой, °С
Голые провода и шины+70
Провода и кабели с резиновой или пластмассовой (полихлорвиниловой или полиэтиленовой) изоляцией на:
напряжение до 6 кв+65
Кабели с пластмассовой изоляцией на напряжение 10 кв+60
Кабели с бумажной изоляцией, пропитанной маслоканифольной или нестекающей массой на напряжение, кв:
до 3+80
6+65
10+60

Поправка на количество кабелей, проложенных в общей траншее.
При прокладке в общей траншее более одного кабеля вводится поправочный коэффициент К2, определяемый по табл. 4-21. Ненагруженные резервные кабели при этом не учитываются.
Если часть кабелей, проложенных в общей траншее, загружена полностью, а другая часть — только на 50%, то при определении нагрузки, допустимой для полностью загруженных кабелей, принимаются коэффициенты согласно табл. 4-35.
Поправка на повторно-кратковременный и кратковременный режимы работы.
При повторно-кратковременном или кратковременном режиме работы электроприемников вводится поправочный коэффициент, равный:

где ПВ — относительная продолжительность рабочего периода, равная отношению времени tр включения электроприемника к общему времени длительности цикла повторно-кратковременного режима tц:

Коэффициент Кз, учитывающий повторно-кратковременный режим работы электроприемников, вводится для медных проводников сечением не меньше 10 мм2 и алюминиевых сечением не меньше 16 мм2 при условии, что продолжительность рабочего периода не превышает 4 мин, а продолжительность последующей паузы не менее 6 мин.

Поправка для кабелей, проложенных в блоках.
Допустимые длительные токовые нагрузки для прокладываемых в блоках медных трехжильных кабелей сечением 95 мм2 на напряжение 10 кв в зависимости от конфигурации блока и месторасположения кабеля в блоке. Для других условий прокладки медных кабелей в блоке вводятся поправочные коэффициенты: на сечение кабеля — К 4 , на напряжение — К 5 по табл. 4-24, на среднесуточную нагрузку кабелей, проложенных в блоке, — К 6 по табл. 4-25 и на условие прокладки в двух блоках одинаковой конфигурации — К 7 по табл. 4-26.

Поправка на прокладку проводников в коробах и лотках.
При прокладке проводников в коробах, а также лотках пучками допустимые длительные токовые нагрузки принимаются при числе проводов до 4 по табл., как для проводников, проложенных в трубах.
При числе одновременно нагруженных проводников более 4, проложенных в трубах, коробах, а также лотках пучками, нагрузки на проводники должны приниматься для открытой прокладки (в воздухе) с введением поправочного коэффициента K 8 , равного для пяти-шести проводников 0,68, для семи — девяти проводников 0,63 и для 10-12 проводников 0,6.
Токовые нагрузки на провода, проложенные в лотках при однорядной прокладке (не в пучках), следует принимать, как для проводов, проложенных в воздухе.

Поправка для кабелей с бумажной изоляцией, работающих в аварийных условиях.
Для кабелей с бумажной пропитанной изоляцией напряжением до 10 кв включительно, работающих в нормальном длительном режиме с нагрузкой, не превышающей 80% допустимого длительного тока по нагреванию, на время ликвидации аварии (не более 5 суток) допускается в часы максимума (длительностью не более б ч) перегрузка до 130%, что учитывается введением коэффициента К 9 =1,3.

Поправка для шин при их креплении на изоляторах плашмя.
Допустимые токовые нагрузки для шин прямоугольного сечения при вертикальном расположении их на изоляторах приведены в табл. 4-30. При расположении шин на изоляторах плашмя к допустимой нагрузке вводится поправочный коэффициент К 10 , равный для шин с шириной полос до 60 мм 0,95 и для шин с шириной полос более 60 мм 0,92.
Для кабелей, проложенных на воздухе, допустимые длительные токовые нагрузки приняты для расстояний в свету между кабелями при прокладке их внутри и вне зданий и в туннелях не менее 35 мм и при прокладке в каналах не менее 50 мм при любом числе проложенных кабелей. Допустимые длительные токовые нагрузки на одиночные кабели, прокладываемые в земле в трубах без искусственной вентиляции, должны приниматься, как для тех же кабелей, прокладываемых в воздухе.
При смешанной прокладке кабелей допустимые длительные токовые нагрузки принимаются для участка трассы с наихудшими тепловыми условиями, если длина этого участка более 10 м. В указанном случае при большой общей протяженности кабельной трассы рекомендуется применять кабельную вставку большего сечения, чтобы не увеличивать сечение кабеля на всем протяжении.

Длительно допустимые токовые нагрузки для кабелей и проводов

Если электрический ток будет протекать по проводнику в течение длительного времени, в этом случае установится определенная стабильная температура данного проводника, при условии неизменной внешней среды. Величины токов, при которых температура достигает максимального значения, в электротехнике известны как длительно допустимые токовые нагрузки для кабелей и проводов. Данные величины соответствуют определенным маркам проводов и кабелей. Они зависят от изоляционного материала, внешних факторов и способов прокладки. Большое значение имеет материал и сечение кабельно-проводниковой продукции, а также режим и условия эксплуатации.

  1. Причины нагрева кабеля
  2. Расчет допустимой силы тока по нагреву жил
  3. Условия теплоотдачи
  4. Таблица нагрузок по сечению кабеля
  5. Таблица для определения допустимого тока

Причины нагрева кабеля

Причины повышения температуры проводников тесно связаны с самой природой электрического тока. Всем известно, что по проводнику под действием электрического поля упорядоченно перемещаются заряженные частицы – электроны. Однако для кристаллической решетки металлов характерны высокие внутренние молекулярные связи, которые электроны вынуждены преодолевать в процессе движения. Это приводит к высвобождению большого количества теплоты, то есть, электрическая энергия преобразуется в тепловую.

Данное явление похоже на выделение теплоты под действием трения, с той разницей, что в рассматриваемом варианте электроны соприкасаются с кристаллической решеткой металла. В результате, происходит выделение тепла.

Такое свойство металлических проводников имеет как положительные, так и отрицательные стороны. Эффект нагрева используется на производстве и в быту, как основное качество различных устройств, например, электрических печей или электрочайников, утюгов и другой техники. Отрицательными качествами являются возможные разрушения изоляции при перегреве, что может привести к возгоранию, а также выходу из строя электротехники и оборудования. Это означает, что длительные токовые нагрузки для проводов и кабелей превысили установленную норму.

Существует множество причин чрезмерного нагрева проводников:

  • Основной причиной часто становится неправильно выбранное сечение кабеля. Каждый проводник обладает собственной максимальной пропускной способностью тока, измеряемого в амперах. Прежде чем подключать тот или иной прибор, необходимо установить его мощность и только потом выбирать сечение. Выбор следует делать с запасом мощности от 30 до 40%.
  • Другой, не менее распространенной причиной, считаются слабые контакты в местах соединений – в распределительных коробках, щитках, автоматических выключателях и т.д. При плохом контакте провода будут нагреваться, вплоть до их полного перегорания. Во многих случаях достаточно проверить и подтянуть контакты, и чрезмерный нагрев исчезнет.
  • Довольно часто контакт нарушается из-за неправильного соединения медных и алюминиевых проводов. Чтобы избежать окисления в местах соединений этих металлов, необходимо использовать клеммники.

Для правильного расчета сечения кабеля нужно вначале определить максимальные токовые нагрузки. С этой целью сумма всех номинальных мощностей у используемых потребителей, должна быть поделена на значение напряжения. Затем, с помощью таблиц можно легко подобрать нужное сечение кабеля.

Расчет допустимой силы тока по нагреву жил

Правильно выбранное сечение проводника не допускает падений напряжения, а также излишних перегревов под воздействием проходящего электротока. То есть, сечение должно обеспечивать наиболее оптимальный режим работы, экономичность и минимальный расход цветных металлов.

Сечение проводника выбирается по двум основным критериям, как допустимый нагрев и допустимая потеря напряжения. Из двух значений сечения, полученных при расчетах, выбирается большая величина, округляемая до стандартного уровня. Потеря напряжения оказывает серьезное влияние преимущественно на состояние воздушных линий, а величина допустимого нагрева оказывает серьезное влияние на переносные шланговые и подземные кабельные линии. Поэтому сечение для каждого вида проводников определяется в соответствии с этими факторами.

Понятие допустимой силы тока по нагреву (Iд) представляет собой протекающую по проводнику силу тока в течение длительного времени, в процессе которого появляется значение длительно допустимой температуры нагрева. При выборе сечения необходимо соблюдение обязательного условия, чтобы расчетная сила тока Iр соответствовала допустимой силе тока по нагреву Iд. Значение Iр определяется по следующей формуле: Iр, в которой Рн является номинальной мощностью в кВт; Кз – коэффициент загрузки устройства, составляющий 0,8-0,9; Uн – номинальное напряжение устройства; hд – КПД устройства; cos j – коэффициент мощности устройства 0,8-0,9.

Таким образом, любому току, протекающему через проводник в течение длительного времени, будет соответствовать определенное значение установившейся температуры проводника. При этом, внешние условия, окружающие проводник, остаются неизменными. Величина тока, при которой температура данного кабеля считается максимально допустимой, известна в электротехнике, как длительно допустимый ток кабеля. Этот параметр зависит от материала изоляции и способа прокладки кабеля, его сечения и материала жил.

Когда рассчитываются длительно допустимые токи кабелей, обязательно используется значение максимальной положительной температуры окружающей среды. Это связано с тем, что при одинаковых токах теплоотдача происходит значительно эффективнее в условиях низких температур.

В разных регионах страны и в разное время года температурные показатели будут отличаться. Поэтому в ПУЭ имеются таблицы с допустимыми токовыми нагрузками для расчетных температур. Если же температурные условия значительно отличаются от расчетных, существуют поправки с помощью коэффициентов, позволяющих рассчитать нагрузку для конкретных условий. Базовое значение температуры воздуха внутри и вне помещений устанавливается в пределах 250С, а для кабелей, проложенных в земле на глубине 70-80 см – 150С.

Расчеты с помощью формул достаточно сложные, поэтому на практике чаще всего используется таблица допустимых значений тока для кабелей и проводов. Это позволяет быстро определить, способен ли данный кабель выдержать нагрузку на данном участке при существующих условиях.

Условия теплоотдачи

Наиболее эффективными условиями для теплоотдачи является нахождение кабеля во влажной среде. В случае прокладки в грунте, отведение тепла зависит от структуры и состава грунта и количества влаги, содержащейся в нем.

Для того чтобы получить более точные данные, необходимо определить состав почвы, влияющий на изменение сопротивления. Далее с помощью таблиц находится удельное сопротивление конкретного грунта. Данный параметр может быть уменьшен, если выполнить тщательную трамбовку, а также изменить состав засыпки траншеи. Например, теплопроводность пористого песка и гравия ниже, чем у глины, поэтому кабель рекомендуется засыпать глиной или суглинком, в которых отсутствуют шлаки, камни и строительный мусор.

Воздушные кабельные линии обладают плохой теплоотдачей. Она ухудшается еще больше, когда проводники прокладываются в кабель-каналах с дополнительными воздушными прослойками. Кроме того, кабели, расположенные рядом, подогревают друг друга. В таких ситуациях выбираются минимальные значения нагрузок по току. Чтобы обеспечить благоприятные условия эксплуатации кабелей, значение допустимых токов рассчитывается в двух вариантах: для работы в аварийном и длительном режиме. Отдельно рассчитывается допустимая температура на случай короткого замыкания. Для кабелей в бумажной изоляции она составит 2000С, а для ПВХ – 1200С.

Значение длительно допустимого тока и допустимая нагрузка на кабель представляет собой обратно пропорциональную зависимость температурного сопротивления кабеля и теплоемкости внешней среды. Необходимо учитывать, что охлаждение изолированных и неизолированных проводов происходит в совершенно разных условиях. Тепловые потоки, исходящие от кабельных жил, должны преодолеть дополнительное тепловое сопротивление изоляции. На кабели и провода, проложенные в земле и трубах, существенно влияет теплопроводность окружающей среды.

Если в одной траншее прокладывается сразу несколько кабелей, в этом случае условия их охлаждения значительно ухудшаются. В связи с этим длительно допустимые токовые нагрузки на провода и кабели снижаются на каждой отдельной линии. Данный фактор нужно обязательно учитывать при расчетах. На определенное количество рабочих кабелей, проложенных рядом, существуют специальные поправочные коэффициенты, сведенные в общую таблицу.

Таблица нагрузок по сечению кабеля

Передача и распределение электрической энергии совершенно невозможно без проводов и кабелей. Именно с их помощью электрический ток подводится к потребителям. В этих условиях большое значение приобретает токовая нагрузка по сечению кабеля, рассчитываемая по формулам или определяемая с помощью таблиц. В связи с этим, сечения кабелей подбираются в соответствии с нагрузкой, создаваемой всеми электроприборами.

Предварительные расчеты и выбор сечения обеспечивают бесперебойное прохождение электрического тока. Для этих целей существуют таблицы с широким спектром взаимных связей сечения с мощностью и силой тока. Они используются еще на стадии разработки и проектирования электрических сетей, что позволяет в дальнейшем исключить аварийные ситуации, влекущие за собой значительные затраты на ремонт и восстановление кабелей, проводов и оборудования.

Существующая таблица токовых нагрузок кабелей, приведенная в ПУЭ показывает, что постепенный рост сечения проводника вызывает снижение плотности тока (А/мм2). В некоторых случаях вместо одного кабеля с большой площадью сечения, более рациональным будет использование нескольких кабелей с меньшим сечением. Однако, данный вариант требует экономических расчетов, поскольку при заметной экономии цветного металла жил, возрастают затраты на устройство дополнительных кабельных линий.

Выбирая наиболее оптимальное сечение проводников с помощью таблицы, необходимо учитывать несколько важных факторов. Во время проверки на нагрев, токовые нагрузки на провода и кабели принимаются из расчета их получасового максимума. То есть, учитывается средняя максимальная получасовая токовая нагрузка для конкретного элемента сети – трансформатора, электродвигателя, магистралей и т.д.

Кабели, рассчитанные на напряжение до 10 кВ, имеющие пропитанную бумажную изоляцию и работающие с нагрузкой, не превышающей 80% от номинала, допускается краткосрочная перегрузка в пределах 130% на максимальный период 5 суток, не более 6 часов в сутки.

Когда нагрузка кабеля по сечению определяется для линий, проложенных в коробах и лотках, ее допустимое значение принимается как для проводов, уложенных открытым способом в лотке в одном горизонтальном ряду. Если провода прокладываются в трубах, то это значение рассчитывается, как для проводов, уложенных пучками в коробах и лотках.

Если в коробах, лотках и трубах прокладываются пучки проводов в количестве более четырех, в этом случае допустимая токовая нагрузка определяется следующим образом:

  • Для 5-6 проводов, нагруженных одновременно, считается как при открытой прокладке с коэффициентом поправки 0,68.
  • Для 7-9 проводников при одновременной нагрузке – так же как при открытой прокладке с коэффициентом 0,63.
  • Для 10-12 проводников при одновременной нагрузке – так же как при открытой прокладке с коэффициентом 0,6.

Таблица для определения допустимого тока

Расчеты, выполняемые вручную, не всегда позволяют определить длительно допустимые токовые нагрузки для кабелей и проводов. В ПУЭ содержится множество разных таблиц, в том числе и таблица токовых нагрузок, содержащая готовые значения, применительно к различным условиям эксплуатации.

Характеристики проводов и кабелей, приведенные в таблицах, дают возможность нормальной передачи и распределения электроэнергии в сетях с постоянным и переменным напряжением. Технические параметры кабельно-проводниковой продукции находятся в очень широком диапазоне. Они различаются собственной маркировкой, количеством жил и другими показателями.

Таким образом, перегрев проводников при постоянной нагрузке можно исключить путем правильного подбора длительно допустимого тока и расчетов отведения тепла в окружающую среду.

Расчет сечения провода по нагрузке

Допустимый ток для медных проводов

Расшифровка маркировки проводов и кабелей

Как определить сечение провода

Сопротивление медного провода

Пример расчета сечения кабеля: как правильно рассчитать проводку

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector