Com-ip.ru

КОМ IP
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Как найти допустимый ток для кабелей формула

Расчет кабеля на допустимые токи нагрузки

Подписка на рассылку

  • ВКонтакте
  • Facebook
  • ok
  • Twitter
  • YouTube
  • Instagram
  • Яндекс.Дзен
  • TikTok

Предельно допустимые токовые нагрузки на кабель зависят отдопустимой температуры нагрева кабеля или провода в процессеэксплуатации, при которой изоляция не подвергается быстрому старению ине снижаются ее механическая прочность и эластичность. За допустимуютемпературу принимают температуру токопроводящей жилы, не превышающуюдопустимой температуры нагрева изоляции (табл. 4-2). Поэтому тепловойрасчет кабелей сводится к определению температуры токопроводящей жилы сучетом потерь в жилах, изоляции, оболочках и броне. При этом учитываюттепловые сопротивления кабеля и окружающей среды, а также колебаниятемпературы окружающей среды за счет сезонных изменений температуры ипосторонних источников тепла.

Для наглядности расчета допустимых нагрузок прибегают к построениюсхемы замещения тепловых сопротивлений и потоков для конкретныхконструкций кабеля и условий прокладки. На рис. 4-7 приведены схемызамещения одножильного кабеля в воздухе, трехжильного кабеля в стальнойтрубе с маслом под давлением для прокладки в земле и трехжильногокабеля с поясной изоляцией в канале блока. Потери в токопроводящей жилена единицу длины кабеля при постоянном токе

и при переменном токе

где Rж — активное сопротивление жилы (переменному току) с учетом поверхностного эффекта и эффекта близости.

Диэлектрические потери в изоляции кабеля

Превышение температуры токопроводящей жилы над температурой окружающей среды в одножильном кабеле, проложенном в воздухе,

Допустимый ток нагрузки одножильного кабеля

где Тдоп — максимально допустимая температура жилы (табл. 4-2); kр — отношение потерь в оболочке к потерям в жиле.

Превышение температуры жилы трехжильного кабеля низкого напряжения над температурой поверхности блока Тбл, проложенного в земле:

Допустимый ток нагрузки этого кабеля

Превышение температуры жил маслонаполненного кабеля высокогодавления в трубопроводе над температурой земли, окружающей трубопровод,

Допустимый ток нагрузки

где kак — отношение потерь в экране к потерям в жиле; kт— отношение потерь в трубопроводе к потерям в трех жилах кабеля.Отношение допустимого тока нагрузки на кабель, проложенный в воздухе, ктоку нагрузки кабеля, проложенного в земле,

откуда допустимый ток нагрузки кабеля при прокладке в воздухе

Разновидностью подземной прокладки является размещение кабелей вбетонных блоках или асбошиферных трубах, находящихся в земле. Приопределении допустимого тока нагрузки в этом случае учитывают нагревкабеля относительно воздуха в блоке и нагрев самого блока относительноокружающего его слоя грунта. Вследствие эксцентричного положения кабеляв канале блока температуры наружной поверхности оболочки кабеля вверхней и нижней частях различны, но разница редко превосходит 1°С

Ток нагрузки кабеля в блоке зависит от формы блока, числа каналов внем и взаимного расположения каналов с размещенными в них кабелями. Прирасположении кабелей в два ряда все кабели в блоке охлаждаютсяодинаково хорошо, а при расположении их в виде квадрата хорошоохлаждаются только кабели, лежащие на периферии. Кроме того, внутренниекабели подогревают наружные, уменьшая их допустимую нагрузку. Бетонныйблок с кабелями имеет большую постоянную времени нагрева, поэтому оннагревается длительное время. При уменьшении нагрузки температуракабеля не будет изменяться (понижаться) пропорционально квадрату тока вжилах, так как нагретый блок будет подогревать кабель. Отношениеразности температур внутренней стенки канала и окружающего блок грунтак среднесуточным тепловым потерям во всех кабелях блока называюттепловой постоянной канала блока:

Тепловую постоянную при коэффициенте нагрузки 50% можно вычислить по формуле

где N — число каналов или труб по высоте блока; М — число наружных каналов блока.

В большинстве случае значение Н для блоков разной формы находится впределах 20-40 град o см/вт; обычно его принимают равным 30 градoсм/вт.При вычислении среднесуточных потерь значение тока нагрузки принимаютравным среднеквадратичному значению суточной нагрузки. Температура блока

При определении пиковой нагрузки кабеля тепловую постоянную умножаютна отношение средних суточных потерь к максимальным потерям, обычноравное для линейных кабелей 0,5-0,65, а для генераторных кабелей0,8-0,9. Ток перегрузки вычисляют по приближенной формуле

где m=I/Iдоп; I — ток в кабеле, а; Iдоп — длительно допустимый ток в кабеле, а.

Установившаяся температура от тока перегрузки Iпер

Установившаяся температура от тока нагрузки

Допустимый ток перегрузки для заданного времени

Зарядный ток трехжильных кабелей с поясной изоляцией

где ил — номинальное линейное напряжение, в.

Увеличений пропускной способности кабелей на напряжение 220 кв ивыше путем увеличения сечения токопроводящих жил возможно только доопределенного предела, а далее — при применении искусственногоохлаждения. Объясняется это тем, что с увеличением сечения жилувеличиваются объем изоляции и соответственно диэлектрические потери вних. Охлаждение кабеля можно осуществлять маслом или водой. Приохлаждении маслом используется канал в жиле кабеля или промежутки междужилами в трубопроводе; обратный поток масла пропускается подополнительной линии, проходящей через теплообменник для охлаждения.При охлаждении водой в непосредственной близости к кабелямпрокладываются трубы, по которым циркулирует вода; при этом происходитуменьшение величины эффективного теплового сопротивления среды,окружающей кабель, и появляется возможность увеличения его нагрузки.

Эксплуатация кабельных линий 1-35 кВ — Определение допустимой длительной токовой нагрузки на кабельную линию

Содержание материала

Требованием Правил технической эксплуатации предусматривается, чтобы для каждой кабельной линии при вводе ее в эксплуатацию были установлены наибольшие допустимые токовые нагрузки. Это требование ПТЭ обусловлено тем, что длительная перегрузка кабельной линии может вызвать перегрев изоляции выше допустимого предела, ее преждевременное старение, а затем и повреждение в результате тепловой неустойчивости кабеля. Поэтому токовые нагрузки на кабельные линии устанавливаются такими, чтобы нагрев токопроводящих жил не превышал определенных значении, а следовательно возможность перегрева изоляции была бы исключена.
Действующими ГОСТ для кабелей с пропитанной бумажной изоляцией и с пластмассовой изоляцией установлены следующие максимально допустимые значения температур для токопроводящих жил:

Бумажная ИЗОЛЯЦИЯ, ° С

Пластмассовая
ИЗОЛЯЦИЯ, ° С

В режиме короткого замыкания Правилами устройства электроустановок допускается кратковременное повышение температуры токопроводящих жил для кабелей с бумажной изоляцией напряжением до 10 кв с медными и алюминиевыми жилами до 200° С, на напряжение 20—35 кВ — до 125° С, кабелей с поливинилхлоридной изоляцией до 150° С, а с полиэтиленовой — до 120° С. В процессе эксплуатации силового кабеля в нем выделяется значительное количество тепла. Источником его является тепло, выделяющееся в токопроводящих жилах при прохождении электрического тока нагрузки, а также для кабелей высокого напряжения и одножильных за счет потерь в изоляции, металлических оболочках и броне.
Мощность Р, переходящая в тепло Q, которое выделяется в токопроводящих жилах трехфазного кабеля, составляет:
где I — величина тока нагрузки кабеля, a; R — сопротивление жил, ом; п — количество жил (в данном случае 3).
Таким образом, нагрев кабеля пропорционален квадрату силы тока, протекающему по его токопроводящим жилам, и чем выше токовая нагрузка кабеля, тем выше поднимается температура токопроводящих жил.
Процесс повышения температуры жил и нагревания кабеля не будет беспредельным, так как сопровождается рассеиванием тепла в окружающее пространство. С повышением температуры кабеля одновременно повышается разность температур между кабелем и средой, где он проложен. Чем выше эта разность, тем интенсивнее будет происходить отдача тепла в окружающую среду. В какой-то момент разность температур достигнет такой величины, при которой все выделяемое тепло будет переходить в окружающую среду и температура токопроводящих жил больше повышаться не будет.

Читать еще:  Не выключается свет проходной выключатель

* Без учета температурного коэффициента удельного электрического сопротивления.
Такое состояние называется установившимся режимом работы кабельной линии. При этом
Приведенное выражение называется тепловым законом Ома, где разность температур жилы и среды (tm — *ср) в нем соответствуют разности потенциалов, величина s соответствует сопротивлению тепловому потоку или тепловому сопротивлению и тепловых омах по аналогии с сопротивлением R цепи электрического тока, a Q — величина теплового потока — величине электрического тока I.
Величина суммарного теплового сопротивления s кабеля и окружающей среды слагается из теплового сопротивления: изоляции кабеля — sb защитных покровов — s2, поверхности кабеля — ss, а также окружающей почвы —
В случае прокладки кабеля в блочной канализации величина суммарного теплового сопротивления должна учитывать дополнительно s5 — сопротивление массива блока и se — сопротивление от поверхности блока к почве.
Таким образом, величина суммарного теплового сопротивления кабеля определяется способом прокладки.
Так, при прокладке кабеля в земле (траншее)
S = S1 + s2 + s4.
при прокладке кабеля в воздухе S = S1 + s2 + s3.


Чем меньшее сопротивление оказывается тепловому потоку, тем интенсивнее будет происходить отдача тепла во внешнюю среду, тем ниже будет температура токопроводящей жилы и тем большую нагрузку можно допустить на кабель. В наиболее благоприятных условиях в отношении теплового режима находится кабель, проложенный в проточной воде. Вода обеспечивает наилучшие условия отвода тепла с поверхности кабеля, и благодаря наличию течения сопротивление тепловому излучению в этом случае практически равно нулю. Поэтому длительно допустимые нагрузки на кабель, проложенный в воде, являются наибольшими. При прокладке кабельной линии в земле — траншее большое влияние на величину теплового сопротивления имеет состав грунта, его способность удерживать влагу.
Песок, гравий, обладая высокой пористостью, имеют большее сопротивление, чем глинистые почвы. Наличие воздушных промежутков между кабелем и грунтом в траншее приводит к сильному возрастанию теплового сопротивления. Этим обстоятельством и вызвано требование ПУЭ об устройстве для кабелей, прокладываемых в земле, снизу подсыпки, а сверху засыпки мелкой землей, не содержащей камней, строительного мусора и шлака.
Качество грунта, его тщательное уплотнение в момент засыпки проложенного в траншее кабеля имеют решающее влияние на тепловой режим работы кабельной линии. Кабель, проложенный в воздухе, находится в менее благоприятных условиях в отношении нагрева, чем кабель, проложенный в земле. Это объясняется значительной величиной сопротивления тепловому излучению от поверхности кабеля в воздух. По этой причине и допустимые нагрузки на кабель, проложенный в воздухе, ниже аналогичного кабеля, проложенного в земле.
В особо неблагоприятных условиях в отношении нагрева находятся кабели, прокладываемые в блочной канализации. Последовательное включение ряда дополнительных тепловых сопротивлений, как воздуха в канале, стенок блока, взаимный подогрев кабелей, расположенных в несколько рядов, создают крайне тяжелый тепловой режим работы кабелей блока. Естественно, что этому способу прокладки соответствуют минимальные значения допустимых нагрузок по сравнению со всеми другими способами прокладки (в земле, в воздухе, в коллекторах и туннелях).
Зная допустимые по ГОСТ или ТУ температуры нагрева токопроводящих жил, можно определить величину допустимого на кабель тока:

откуда
где im = tmu — допустимая по ГОСТ температура нагрева токопроводящей жилы кабеля; IСр — температура среды, где кабель проложен; п — число жил кабеля; Es — суммарное значение последовательно включенных тепловых сопротивлений в тепловых омах*.

*Тепловым сопротивлением в один тепловой ом обладает тело размерами в 1 см которое при разности температур на противоположных поверхностях в 1° пропускает через себя тепловой поток мощностью 1 вт.

Таким образом, допустимая расчетная нагрузка на кабель обратно пропорциональна 2s, т. е. суммарному значению последовательно включенных тепловых сопротивлений самого кабеля и сопротивления внешней среды (земли или воздуха), где кабель проложен. Тепловое сопротивление кабеля не является величиной постоянной и возрастает в процессе его эксплуатации в связи с высыханием изоляции и наружных покровов. Тепловое сопротивление земли определяется, как нами было установлено выше, пористостью и способностью грунта удер живать влагу.
Опытные данные показывают, что для средних и больших сечений тепловое сопротивление самого кабеля составляет лишь 30—35% общего теплового сопротивления кабеля и среды прокладки. Теплоотдача в землю или в воздух, таким образом, является решающей при определении допустимой нагрузки на кабель.
Выполнение расчетов допустимых токов нагрузок в каждом отдельном случае и для большого числа кабельных линий, находящихся в эксплуатации, по изложенному выше способу сложно, требует больших затрат времени и труда. Поэтому расчетные значения длительно допустимых токов нагрузки для кабелей в зависимости от сечения, напряжения и условий прокладки установлены Правилами устройства электроустановок и приведены в табл. 1. Из приведенных в табл. 1 значений легко вывести соотношение допустимых нагрузок для трехжильных кабелей с поясной изоляцией в зависимости от вида прокладки. В табл. 2 приводятся эти данные для средних и больших сечений кабеля, принимая за единицу прокладку в земле.
Как видно из приведенных данных, допустимая нагрузка на кабель, проложенный в воздухе, примерно на 25—30% ниже допустимой нагрузки на аналогичный
Таблица 1
Допустимые длительные расчетные нагрузки для кабелей с медными (в числителе) и алюминиевыми (в знаменателе)
жилами с нестекающей и маслоканифольной нормально пропитанной бумажной изоляцией в общей свинцовой или алюминиевой оболочке, а также с отдельно освинцованными (или отдельно опрессованными) алюминиевыми оболочками, в зависимости от условий прокладки

Продолжение табл. I

Таблица 2

Соотношение допустимых нагрузок в зависимости от способа прокладки

Теоретические основы электрических кабелей

4-5. Расчет кабеля на допустимые токи нагрузки

Предельно допустимые токовые нагрузки на кабель зависят от допустимой температуры нагрева кабеля или провода в процессе эксплуатации, при которой изоляция не подвергается быстрому старению и не снижаются ее механическая прочность и эластичность. За допустимую температуру принимают температуру токопроводящей жилы, не превышающую допустимой температуры нагрева изоляции (табл. 4-2). Поэтому тепловой расчет кабелей сводится к определению температуры токопроводящей жилы с учетом потерь в жилах, изоляции, оболочках и броне. При этом учитывают тепловые сопротивления кабеля и окружающей среды, а также колебания температуры окружающей среды за счет сезонных изменений температуры и посторонних источников тепла.

Для наглядности расчета допустимых нагрузок прибегают к построению схемы замещения тепловых сопротивлений и потоков для конкретных конструкций кабеля и условий прокладки. На рис. 4-7 приведены схемы замещения одножильного кабеля в воздухе, трехжильного кабеля в стальной трубе с маслом под давлением для прокладки в земле и трехжильного кабеля с поясной изоляцией в канале блока. Потери в токопроводящей жиле на единицу длины кабеля при постоянном токе

Читать еще:  Провод пружинный спиральный кабель

и при переменном токе

где Rж — активное сопротивление жилы (переменному току) с учетом поверхностного эффекта и эффекта близости.

Диэлектрические потери в изоляции кабеля

Превышение температуры токопроводящей жилы над температурой окружающей среды в одножильном кабеле, проложенном в воздухе,

Допустимый ток нагрузки одножильного кабеля

где Тдоп — максимально допустимая температура жилы (табл. 4-2); kр — отношение потерь в оболочке к потерям в жиле.

Превышение температуры жилы трехжильного кабеля низкого напряжения над температурой поверхности блока Тбл, проложенного в земле:

Допустимый ток нагрузки этого кабеля

Превышение температуры жил маслонаполненного кабеля высокого давления в трубопроводе над температурой земли, окружающей трубопровод,

Допустимый ток нагрузки

где kак — отношение потерь в экране к потерям в жиле; kт — отношение потерь в трубопроводе к потерям в трех жилах кабеля. Отношение допустимого тока нагрузки на кабель, проложенный в воздухе, к току нагрузки кабеля, проложенного в земле,

откуда допустимый ток нагрузки кабеля при прокладке в воздухе

Разновидностью подземной прокладки является размещение кабелей в бетонных блоках или асбошиферных трубах, находящихся в земле. При определении допустимого тока нагрузки в этом случае учитывают нагрев кабеля относительно воздуха в блоке и нагрев самого блока относительно окружающего его слоя грунта. Вследствие эксцентричного положения кабеля в канале блока температуры наружной поверхности оболочки кабеля в верхней и нижней частях различны, но разница редко превосходит 1°С

Ток нагрузки кабеля в блоке зависит от формы блока, числа каналов в нем и взаимного расположения каналов с размещенными в них кабелями. При расположении кабелей в два ряда все кабели в блоке охлаждаются одинаково хорошо, а при расположении их в виде квадрата хорошо охлаждаются только кабели, лежащие на периферии. Кроме того, внутренние кабели подогревают наружные, уменьшая их допустимую нагрузку. Бетонный блок с кабелями имеет большую постоянную времени нагрева, поэтому он нагревается длительное время. При уменьшении нагрузки температура кабеля не будет изменяться (понижаться) пропорционально квадрату тока в жилах, так как нагретый блок будет подогревать кабель. Отношение разности температур внутренней стенки канала и окружающего блок грунта к среднесуточным тепловым потерям во всех кабелях блока называют тепловой постоянной канала блока:

Тепловую постоянную при коэффициенте нагрузки 50% можно вычислить по формуле

где N — число каналов или труб по высоте блока; М — число наружных каналов блока.

В большинстве случае значение Н для блоков разной формы находится в пределах 20-40 град o см/вт; обычно его принимают равным 30 градoсм/вт. При вычислении среднесуточных потерь значение тока нагрузки принимают равным среднеквадратичному значению суточной нагрузки. Температура блока

При определении пиковой нагрузки кабеля тепловую постоянную умножают на отношение средних суточных потерь к максимальным потерям, обычно равное для линейных кабелей 0,5-0,65, а для генераторных кабелей 0,8-0,9. Ток перегрузки вычисляют по приближенной формуле

где m=I/Iдоп; I — ток в кабеле, а; Iдоп — длительно допустимый ток в кабеле, а.

Установившаяся температура от тока перегрузки Iпер

Установившаяся температура от тока нагрузки

Допустимый ток перегрузки для заданного времени

Зарядный ток трехжильных кабелей с поясной изоляцией

где ил — номинальное линейное напряжение, в.

Увеличений пропускной способности кабелей на напряжение 220 кв и выше путем увеличения сечения токопроводящих жил возможно только до определенного предела, а далее — при применении искусственного охлаждения. Объясняется это тем, что с увеличением сечения жил увеличиваются объем изоляции и соответственно диэлектрические потери в них. Охлаждение кабеля можно осуществлять маслом или водой. При охлаждении маслом используется канал в жиле кабеля или промежутки между жилами в трубопроводе; обратный поток масла пропускается по дополнительной линии, проходящей через теплообменник для охлаждения. При охлаждении водой в непосредственной близости к кабелям прокладываются трубы, по которым циркулирует вода; при этом происходит уменьшение величины эффективного теплового сопротивления среды, окружающей кабель, и появляется возможность увеличения его нагрузки.

В случае, если Вы не нашли информации по интересующей Вас продукции, обращайтесь на форум и Вы непременно получите ответ на поставленный вопрос. Либо воспользуйтесь формой для обращения к администрации портала.

Для справки: Раздел «Справочник» на сайте RusCable.Ru предназначен исключительно для ознакомительных целей. Справочник составлен путём выборки данных из открытых источников, а также благодаря информации, поступающей от заводов-изготовителей кабельной продукции. Раздел постоянно наполняется новыми данными, а также совершенствуется для удобства в использовании.

Список использованной литературы:

Электрические кабели, провода и шнуры.
Справочник. 5-е издание, переработанное и дополненное. Авторы: Н.И.Белоруссов, А.Е.Саакян, А.И.Яковлева. Под редакцией Н.И.Белоруссова.
(М.: Энергоатомиздат, 1987, 1988)

«Кабели оптические. Заводы-изготовители. Общие сведения. Конструкции, оборудование, техническая документация, сертификаты»
Авторы: Ларин Юрий Тимофеевич, Ильин Анатолий Александрович, Нестерко Виктория Александровна
Год издания 2007. Издательство ООО «Престиж».

Справочник «Кабели, провода и шнуры».
Издательство ВНИИКП в семи томах 2002 год.

Кабели, провода и материалы для кабельной индустрии: Технический справочник.
Сост. и редактирование: Кузенев В.Ю., Крехова О.В.
М.: Издательство «Нефть и газ», 1999

Кабельные изделия. Справочник
Автор: Алиев И.И., издание 2-е, 2004

Монтаж и ремонт кабельных линий. Справочник электромонтажника
Под редакцией А.Д. Смирнова, Б.А. Соколова, А.Н. Трифонова
2-е издание, переработанное и дополненное, Москва, Энергоатомиздат, 1990

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.

Читать еще:  Номинал тока для кабеля

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.

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

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector