Exitonservice.ru

Экситон Сервис
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Пример расчета допустимого тока кабеля

Надежные системы электроснабжения зданий, отдельных помещений и оборудования должны соответствовать требованиям ПУЭ. При грамотном проектировании и устройстве они обеспечивают бесперебойность работы, безопасность эксплуатации, обслуживания и монтажа.

Распределительные и питающие сети выполняются проводами и кабелями с медной или алюминиевой токопроводящей жилой и площадью сечения, соответствующей расчетным значениям.

Готовые таблицы ПУЭ-7 разрешают определить допустимый ток/сечение ТПЖ и учитывают:

  • Тип изоляции (резина, ПВХ).
  • Материал оболочки и наличие брони.
  • Количество жил (от одной до четырех).
  • Способ прокладки (в трубе, лотке, коробах, земле или по воздуху).

Неправильный расчет сечения кабеля приводит к выходу участка сети и оборудования из строя, возникновению пожаров и материальным потерям. Приобретение кабельно-проводниковой продукции с излишним запасом по мощности обуславливает ненужные расходы.

Тепловой расчет кабеля в трубе

На рисунке 1 схематично показан кабель внешнего диаметра d, проложенный в грунте в полимерной трубе, имеющей внешний диаметр D и толщину стенки e. Это может быть как трехфазный кабель, так и однофазный кабель (тогда трехфазная линия имеет сразу три таких трубы с однофазным кабелем в каждой из них).

Например, если речь идет об однофазных кабелях с изоляцией из сшитого полиэтилена, то главными источниками тепловыделения в кабеле являются потери мощности в жиле PЖ и экране PЭ. Указанное тепло отводится от кабеля в грунт, для чего оно должно преодолеть цепочку из тепловых сопротивлений R (рисунок 2). Видно, что на пути тепла встают изоляция кабеля (И), оболочка кабеля (О), воздух в трубе (В), полимерная труба (Т), грунт (Г).

Задав температуру грунта равной, скажем, TГ = 20 °С, с помощью тепловой схемы рис. 2 можно определить потери в жиле PЖ и потери в экране PЭ, при которых температура жилы кабеля выйдет на уровень TЖ = 90 °С, считающийся предельно допустимым в нормальном режиме работы для изоляции из сшитого полиэтилена. Далее определяется значение тока жилы кабеля IДОП, отвечающее потерям PЖ и PЭ, и это значение называется длительно допустимым током жилы. Указанная методика расчета отражена в ГОСТ Р МЭК [3].

Читать еще:  Лампы освещения без проводов

Рис. 2. Тепловая схема замещения кабельной линии в трубе

В схеме рис. 2 величины тепловых сопротивлений зависят от геометрических характеристик рассматриваемой системы, т. е. от внешних и внутренних диаметров изоляции, оболочки, трубы. Также тепловые сопротивления R зависят и от свойств материалов — их удельных тепловых сопротивлений r. Значения r для элементов кабеля и для воздуха являются известными параметрами, тогда как значения r для трубы и грунта в каждом конкретном случае должны уточняться.

Рис. 3. Допустимый ток кабельной линии 110 кВ в зависимости от удельного теплового сопротивления трубы (Т) и грунта (Г)

На рисунке 3 в качестве примера представлены расчеты длительного допустимого тока трехфазной кабельной линии 110 кВ, выполненной однофазными кабелями с изоляцией из сшитого полиэтилена, имеющими распространенные в России сечения 1000 мм 2 медной жилы и 240 мм 2 медного экрана. Полагаем, что потерь в экранах нет, то есть PЭ = 0 (сделана транспозиция экранов или их одностороннее заземление), а фазы кабеля проложены сомкнутым треугольником.

Считаем, что каждая из трех фаз кабеля 110 кВ проложена в своей трубе с типовыми параметрами: внешний диаметр D = 225 мм, кольцевая жесткость SN 64 кН/м 2 . При модуле упругости 950 МПа согласно таблице 1 из [2] имеем отношение D/e = 11,7 и толщину стенки такой трубы e = 225/11,7 = 19,2 мм.

В расчетах рисунка 3 варьируется:

• удельное тепловое сопротивление грунта rГ в диапазоне 1–3 (м·К)/Вт;
• удельное тепловое сопротивление трубы rТ в диапазоне 0,1–100 (м·К)/Вт.

Согласно графику на рисунке 3, например, в случае прокладки в грунте rГ = 1 (м·К)/Вт полимерных труб, обладающих rТ = 3 (м·К)/Вт, допустимый ток кабеля составляет IДОП = 1000 А.

Как понять какое сечение у проводника?

Определить поперечное сечение жилы можно с помощью штангенциркуля. Сегодня для этого используются специальные электрические приборы. Диаметр измеряем штангенциркулем, фиксируем значение. Сечение определяем с помощью формулы:

Читать еще:  Ток утечки кабеля что это

Обратите внимание – число Пи составляет 3,14! Его и следует использовать при использовании формулы.

Данный способ применяют профессиональные электрики. В качестве альтернативы штангенциркуля они часто используют микрометр. Эта методика позволяет быстро получить максимально точные значения вычислений. Главное преимущество заключается в возможности проведения измерений во время работы линии.

При отсутствии инженерных приборов вам понадобится 3 предмета:

  • проволока;
  • линейка;
  • карандаш.

Этот способ более доступный, но недостаточно точный. Для совершения измерений проведите ряд действий:

  • очистить жилу кабеля от изоляционного покрытия;
  • накрутить медный провод на карандаш;
  • измерить длину намотки линейкой.

На картинке изображено, как правильно намотать проволоку на карандаш.

Для определения сечения проводов нужно полученное значение разделить на количество жил. При этом используется следующая формула.

Рекомендуется делать не менее 15 витков для получения точного результата. Уровень погрешности зависит от количество свободного пространства между намотками. Прижимайте витки плотно друг к другу для получения точных данных.

Погрешность можно снизить, осуществив несколько замеров. Найдите среднее арифметическое на основе двух или трех результатов. Этот способ подходит только для тонкой проводки.

Третий способ расчета сечения основывается на данных готовых таблиц. Этот метод позволяет сэкономить время и избавиться от использования формул. Для получения необходимого значения следует найти в таблице соответствующий диаметр и посмотреть сечение, которое ему соответствует.

Стоит обращать внимание не только на сечение провода, но и на материал жил, как правило, это медь или алюминий. Такие изделия отличаются надежностью и высоким качеством. Тусклый цвет жил указывает на низкосортность продукта. Это дешевые сплавы, подвергающие риску электробезопасность помещения. При измерении обязательно учитывайте изоляцию, даже если она крайне тонкая.

Как выбрать кабель по мощности?

Для того чтобы подобрать проводку, применяется таблица нагрузок по сечению кабеля:

  • Если линия открытого типа находится под напряжением 220 В, а суммарная мощность составляет 4 кВт, берется медный проводник сечением 1,5 мм². Данный размер обычно применяется для проводки освещения.
  • При мощности 6 кВт требуются жилы большего сечения — 2,5 мм². Провод применяется для розеток, к которым подключаются бытовые приборы.
  • Мощность 10 кВт требует использования проводки на 6 мм². Обычно она предназначена для кухни, где подключается электрическая плита. Подвод к подобной нагрузке производится по отдельной линии.
Читать еще:  Как подключить выключатель света ваз 2109

R=(p*L)/S, где p — табличная величина

Следует обратить внимание на то, что должна длина прохождения тока умножаться в 2 раза, так как изначально ток идет по одной жиле, а назад возвращается по другой.

  • Производится расчет потери напряжения: сила тока умножается на рассчитанное сопротивление.
  • Далее определяется величина потерь: потери напряжения делятся на напряжение в сети и умножаются на 100%.
  • Анализируется итоговое число. Если полученное значение меньше 5%, то выбранное сечение жилы можно оставить, но если больше, то необходимо выбрать проводник более «толстый».

Таблица удельных сопротивлений.

Обязательно нужно производить расчет с учетом потерь по длине, если протягивается линия на довольно протяженное расстояние, иначе существует высокая вероятность выбрать сечение кабеля неправильно.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector