Valg av kabel- og ledningstverrsnitt: ved oppvarming, etter strøm, ved spenningstap

Tverrsnitt av ledninger og kabler bestemmes basert på tillatt oppvarming, under hensyntagen til normal- og nødmodus, samt ujevn fordeling av strømmer mellom individuelle linjer, siden oppvarming endrer ledningens fysiske egenskaper, øker motstanden, øker ubrukelig forbruk av elektrisk energi for å varme ledende deler og forkorte levetiden til isolasjonen. Overdreven varme er farlig for isolasjonen og kontaktforbindelsene og kan føre til brann og eksplosjon.

Valg av kabel og tverrsnitt av varmetråd

Valget av tverrsnitt fra betingelsene for tillatt oppvarming reduseres til bruken av de relevante tabellene over langsiktige tillatte strømbelastninger Id, der lederne varmes opp til den maksimalt tillatte temperaturen fastsatt av praksis for å forhindre for tidlig slitasje på isolasjonen, for å sikre pålitelig kontakt ved tilkoblingspunktene til ledningen og for å eliminere ulike nødsituasjoner som oppstår ved Id ≥ Ip, Ip — nominell laststrøm.

Intermitterende intermitterende belastninger ved valg av kabeltverrsnitt beregnes på nytt til en redusert kontinuerlig strøm

der Ipv er off-mode-strømmen til mottakeren med varigheten av PV-aktiveringen.

Når du velger tverrsnitt av ledninger og kabler, bør det tas i betraktning at ved samme oppvarmingstemperatur bør den tillatte strømtettheten til ledende ledninger med et større tverrsnitt være mindre, siden tverrsnittet deres øker til mer - stor grad av vekst av kjøleflaten (se ris. 1). Av denne grunn, for å spare ikke-jernholdige metaller, i stedet for en kabel med større tverrsnitt, velges ofte to eller flere kabler med mindre tverrsnitt.

Figur 1. Graf over avhengigheten av den tillatte strømtettheten av tverrsnittet av kobberledere i en utendørs trekjernet kabel for en spenning på 6 kV med impregnert papirisolasjon, oppvarmet med strøm til en temperatur på + 65 ° C ved en lufttemperatur på +25 «C.

I det endelige valget av ledninger og kabler fra tilstanden til tillatt oppvarming i henhold til de relevante tabellene, er det nødvendig å ta hensyn til ikke bare den estimerte strømmen til linjen, men også metoden for leggingen, materialet til ledningene og omgivelsestemperaturen.

Kabelledninger for spenninger over 1000 V, valgt i henhold til betingelsene for tillatt langstrømsoppvarming, kontrolleres også for oppvarming ved kortslutningsstrømmer. I tilfelle temperaturen på kobber- og aluminiumledere til kabler med impregnert papirisolasjon med spenning opptil 10 kV overstiger 200 ° C og kabler for spenning 35-220 kV over 125 ° C, øker tverrsnittet tilsvarende.

Tverrsnittet av ledninger og kabler til interne kraftnettverk med en spenning på opptil 1000 V er koordinert med svitsjeevnen til lineære beskyttelsesenheter - sikringer og effektbrytere - så ulikheten er berettiget Azd / Azc h, hvor kz - den multiplum av den tillatte langtidsstrømmen til ledningen til den nominelle strømmen eller strømmen til beskyttelsesanordningen Azs (fra PUE). Unnlatelse av å tilfredsstille ulikheten ovenfor tvinger den valgte hovedseksjonen til å økes tilsvarende.

Valg av tverrsnitt av kabler og ledninger for spenningstap

Tverrsnittet til kablene og lederne valgt av oppvarmingsforholdene og i samsvar med koblingsevnene til beskyttelsesenhetene, må kontrolleres.

hvor U er spenningen til kilden til elektrisk energi, Unom er spenningen ved tilkoblingspunktet til mottakeren.

Det tillatte avviket til motorterminalspenningen fra den nominelle spenningen bør ikke overstige ± 5 %, og i noen tilfeller kan det nå + 10 %.

I belysningsnettverk bør spenningsfallet for de fjerneste lampene for intern arbeidsbelysning og projektorinstallasjoner av ekstern belysning ikke overstige 2,5 % av lampens nominelle spenning, for lamper for ekstern belysning og nødbelysning — 5 %, og i nettverk med spenning 12.,. 42V — 10 %. En større reduksjon i spenning fører til en betydelig reduksjon i belysningen av arbeidsplasser, forårsaker en reduksjon i arbeidsproduktivitet og kan føre til forhold der tenning av gassutladningslamper ikke er garantert. Den høyeste spenningen til lampene bør som regel ikke overstige 105% av dens nominelle verdi.

En økning i spenningen til de interne strømforsyningsnettverkene utover det som er fastsatt i normene er ikke tillatt, da det fører til en betydelig økning i forbruket av elektrisk energi, en reduksjon i levetiden til strømforsyningen og belysning av elektrisk utstyr, og noen ganger til en reduksjon i kvaliteten på produktene.

Ris. 2. Beregning av spenningstap i en trefase treveisledning ved valg av tverrsnitt av kabler og ledninger: a-med en last i enden av ledningen, b-med flere fordelte laster.

Kontrollerer tverrsnittet av ledningene til en trefaset tretrådsledning med en belastning i enden (fig. 2, a), karakterisert ved merkestrømmen Azp og effektfaktoren cos phi for det relative lineære spenningstapet, utfører følgende:

der Unom er den nominelle spenningen til nettverket, V, Ro og Xo er henholdsvis den aktive og induktive motstanden til en kilometer av linjen, valgt fra referansetabellene, Ohm / km, Pp er den beregnede aktive effekten til lasten , kW; L er lengden på linjen, km.

For en uforgrenet trefaset hovedledning med konstant tverrsnitt, som bærer laster fordelt langs den med nominelle strømmer Azstr1, AzR2, ..., Azr og de tilsvarende effektfaktorene cos phi1, cos phi2, ..., cos phi fjernt fra strømkilden ved avstandene L1, L2, …, Ln (fig. 2, b), det relative lineære spenningstapet til den lengste mottakeren:

hvor PRi aktiv effekt — beregnet i-te last fjernt fra strømkilden i en avstand L.

Hvis det beregnede relative spenningstapet dU vil vise seg å være høyere enn de tillatte normene, er det nødvendig å øke den valgte delen for å sikre den normaliserte verdien av denne verdien.

Med små tverrsnitt av ledninger og kabler kan den induktive motstanden Xo neglisjeres, noe som i stor grad forenkler de tilsvarende beregningene. i trefasede tretråds distribusjonsnettverk av utendørs belysning, som avviker i en betydelig lengde, må du være oppmerksom på riktig inkludering av ekvidistante belysningsarmaturer, fordi ellers spenningstap er ujevnt fordelt over fasene og kan nå flere titalls prosent i forhold til nominell spenning.

Ordninger for å slå på ekvidistante lysarmaturer for utendørsbelysning: a — korrekt, b — feil

Valg av kabeltverrsnitt for økonomisk strømtetthet

Valg av tverrsnitt av ledninger og kabler, uten å ta hensyn til økonomiske faktorer, kan føre til betydelige tap av elektrisk energi i linjene og en betydelig økning i driftskostnadene.Av denne grunn må tverrsnittet av ledninger til elektriske nettverk med intern strømforsyning av betydelig lengde, samt nettverk som opererer med et stort antall timers bruk av maksimal belastning -Tmax > 4000 h - minst være ansvarlig for en anbefalt økonomisk strømtetthet som etablerer det optimale forholdet mellom kapitalkostnader og driftskostnader, som er definert som følger:

hvor Azr — nominell strøm av linjen, uten å ta hensyn til økningen i belastning i tilfelle havari og reparasjoner, Jd — økonomisk strømtetthet basert på tilbakebetaling av kapitalkostnader innen 8 — 10 år.

Forventet økonomisk tverrsnitt avrundet til nærmeste standard og dersom det viser seg å være mer enn 150 mm2, erstattes en kabelledning med to eller flere kabler med et samlet tverrsnitt tilsvarende det økonomiske. Bruk kabler med lav belastning med et tverrsnitt på mindre enn 50 mm2. Anbefales ikke.

Tverrsnitt av kabler og ledninger med en spenning på opptil 1000 V med antall timers bruk av maksimal belastning Tmax <4000 … 5000 timer og alle forgreninger til mottakere av samme spenning, elektriske nettverk av belysningsinstallasjoner, midlertidige strukturer og strukturer med kort levetid på opptil 3 — 5 år velges ikke i henhold til den økonomiske strømtettheten.

I trefasede firepassnettverk beregnes ikke tverrsnittet til nøytrallederen, men minst 50 % av tverrsnittet valgt for hovedlederne tas, og i nettverk som leverer gassutladningslamper, som forårsaker utseende av høyere strømharmoniske, det samme som for hovedledningene.