Kā izvēlēties kabeļa sekciju - dizaineru padomi

Rakstā apskatīti galvenie kabeļa sekcijas izvēles kritēriji, sniegti aprēķinu piemēri.

Tirgos bieži var redzēt ar roku rakstītas zīmes, kuras norāda kabelis pircējam ir jāpērk atkarībā no paredzamās slodzes strāvas. Neticiet šīm zīmēm, jo ​​tās jūs maldina. Kabeļa šķērsgriezumu izvēlas ne tikai pēc darba strāvas, bet arī ar vairākiem parametriem.

Pirmkārt, jāpatur prātā, ka, lietojot kabeli uz savu iespēju robežas, kabeļa serdeņi sakarst vairākus desmitus grādu. Pašreizējās vērtības, kas parādītas 1. attēlā, liecina par kabeļa serdeņu uzsildīšanu līdz 65 grādiem pie apkārtējās vides temperatūras 25 grādi. Ja vienā caurulē vai teknē ir ievietoti vairāki kabeļi, tad to savstarpējās sildīšanas dēļ (katrs kabelis silda visus pārējos kabeļus) maksimālā pieļaujamā strāva tiek samazināta par 10 - 30 procentiem.

Arī maksimālā iespējamā strāva samazinās paaugstinātā apkārtējās vides temperatūrā. Tāpēc grupas tīklā (tīklā no vairogiem līdz armatūrai, rozetēm un citiem enerģijas patērētājiem) kabeļi parasti tiek izmantoti ar strāvu, kas nepārsniedz 0,6 - 0,7 no vērtībām, kas parādītas 1. attēlā.

Att. 1. Kabeļu ar vara vadītāju pieļaujamā nepārtrauktā strāva

Pamatojoties uz to, ir bīstama plaša slēdžu ar nominālo strāvu 25A izmantošana, lai aizsargātu izplūdes tīklus, kas izvietoti ar kabeļiem ar vara vadītājiem ar šķērsgriezumu 2,5 mm2. Koeficientu samazināšanas tabulas atkarībā no temperatūras un kabeļu skaita vienā teknē ir atrodamas Elektriskās instalācijas noteikumos (PUE).

Papildu ierobežojumi rodas, ja kabelis ir garš. Tajā pašā laikā sprieguma zudumi kabelī var sasniegt nepieņemamas vērtības. Parasti, aprēķinot kabeļus, līnijas maksimālie zaudējumi nepārsniedz 5%. Zaudējumus nav grūti aprēķināt, ja zināt kabeļa serdeņu pretestības vērtību un paredzamo slodzes strāvu. Bet parasti zaudējumu aprēķināšanai tiek izmantotas tabulas par zaudējumu atkarību no iekraušanas brīža. Slodzes momentu aprēķina kā kabeļa garuma reizinājumu metros un jaudu kilovatos.

Dati zaudējumu aprēķināšanai pie vienfāzes sprieguma 220 V ir parādīti 1. tabulā. Piemēram, kabelim ar vara vadītājiem ar šķērsgriezumu 2,5 mm2 ar kabeļa garumu 30 metrus un slodzes jaudu 3 kW, slodzes moments ir 30x3 = 90, un zaudējumi būs 3%. Ja aprēķinātā zaudējumu vērtība pārsniedz 5%, tad jāizvēlas kabelis ar lielāku šķērsgriezumu.

1. tabula. Vara vadītāju slodzes moments, kW x m, divu vadu līnijā ar spriegumu 220 V attiecīgajā diriģenta sadaļā

Saskaņā ar 2. tabulu jūs varat noteikt zaudējumus trīsfāžu līnijā. Salīdzinot 1. un 2. tabulu, var atzīmēt, ka trīsfāžu līnijā ar vara vadītājiem ar šķērsgriezumu 2,5 mm2 3% zaudējumi atbilst sešas reizes lielākai slodzes momentam.

Slodzes momenta trīskāršs pieaugums rodas slodzes jaudas sadalījuma dēļ trīs fāzēs, un divkāršs palielinājums sakarā ar to, ka trīsfāžu tīklā ar simetrisku slodzi neitrālajā vadītājā strāva ir nulle (identiskas strāvas fāžu vadītājos). Ar nesabalansētu slodzi palielinās zaudējumi kabelī, kas jāņem vērā, izvēloties kabeļa sekciju.

2. tabula. Slodzes moments, kW x m, vara vadītājiem trīsfāžu četrvadu līnijā ar nulles spriegumu 380/220 V attiecīgajā diriģenta sadaļā (lai palielinātu tabulu, noklikšķiniet uz attēla)

Izmantojot zemsprieguma, piemēram, halogēna lampas, kabeļa zudumi tiek stipri ietekmēti. Tas ir saprotams: ja uz fāzes un neitrālajiem vadītājiem nokrīt 3 volti, tad pie sprieguma 220 V, visticamāk, to nepamanīsim, un pie sprieguma 12 V spriegums uz lampas samazināsies uz pusi līdz 6 V.Tāpēc transformatori halogēna lampu darbināšanai ir jānovieto pēc iespējas tuvāk lukturiem. Piemēram, ar kabeļa garumu 4,5 metri ar šķērsgriezumu 2,5 mm2 un slodzi 0,1 kW (divas spuldzes ar katru 50 W) slodzes moments ir 0,45, kas atbilst 5% zaudējumiem (3. tabula).

3. tabula. Slodzes moments, kW x m, vara vadītājiem divu vadu līnijā ar spriegumu 12 V attiecīgajā vadītāja daļā

Iepriekš minētajās tabulās nav ņemts vērā vadītāju pretestības pieaugums no sildīšanas, pateicoties strāvas plūsmai caur tām. Tāpēc, ja kabelis tiek izmantots ar strāvu, kas ir 0,5 vai lielāka no attiecīgā sekcijas maksimālās pieļaujamās kabeļa strāvas, tad tas ir jāgroza. Vienkāršākā gadījumā, ja jūs domājat saņemt zaudējumus, kas nepārsniedz 5%, tad aprēķiniet šķērsgriezumu, pamatojoties uz 4% zaudējumiem. Zaudējumi var palielināties arī ar lielu skaitu kabeļu vadītāju savienojumu.

Kabeļiem ar alumīnija vadītājiem ir attiecīgi 1,7 reizes lielāka pretestība, salīdzinot ar kabeļiem ar vara vadītājiem, un zudumi tajos ir 1,7 reizes lielāki.

Otrs ierobežojošais faktors lieliem kabeļu garumiem ir nulles fāzes ķēdes pretestības pieļaujamās vērtības pārsniegums. Lai aizsargātu kabeļus no pārslodzēm un īssavienojumiem, parasti izmantojiet slēdžus ar kombinētu atbrīvošanu. Šādiem slēdžiem ir termiski un elektromagnētiski izdalījumi.

Elektromagnētiskā atbrīvošana nodrošina tūlītēju (sekundes desmitdaļas un pat sekundes simtdaļas) tīkla avārijas sekcijas izslēgšanu īssavienojuma laikā. Piemēram, ķēdes pārtraucējam, kas apzīmēts ar C25, ir 25 A siltumizolācija un 250 A elektromagnētiskā izlaišana. "C" grupas ķēdes pārtraucējiem elektromagnētiskās izdalīšanās strāvas sadalījuma strāvas stiprums ir no 5 līdz 10. Bet plkst. līnijas aprēķins īssavienojuma strāvai tiek ņemta maksimālā vērtība.

Fāzes nulles ķēdes vispārējā pretestība ietver: transformatora apakšstacijas pakāpiena transformatora pretestību, kabeļa pretestību no apakšstacijas līdz ēkas ievades sadales ierīcei (ASU), no ASU novietotā kabeļa pretestību sadales iekārtai (RU) un pašas grupas līnijas kabeļa pretestību, kuras šķērsgriezums ir nepieciešams noteikt.

Ja līnijai ir liels skaits kabeļu vadītāju savienojumu, piemēram, lielu līniju armatūru grupas līnija, kas savienota ar cilpu, tad jāņem vērā arī kontakta savienojumu pretestība. Ļoti precīziem aprēķiniem tiek ņemta vērā loka pretestība bojājuma vietā.

Četru vadu kabeļu nulles fāzes ķēdes pretestība ir parādīta 4. tabulā. Tabulā ir ņemta vērā gan fāzes, gan neitrālu vadītāju pretestība. Pretestības vērtības tiek norādītas, ja kabeļa serdes temperatūra ir 65 grādi. Tabula ir derīga arī divu vadu līnijām.

4. tabula. Kopējā fāzes nulles ķēdes pretestība četrkodolu kabeļiem, Ohm / km pie serdes temperatūras 65^parAr

Pilsētas transformatoru apakšstacijās parasti tiek uzstādīti transformatori ar jaudu 630 kV. Un vēl, ja izejas pretestība Rtp ir mazāka par 0,1 Ohm. Lauku teritorijās var izmantot transformatorus ar spriegumu 160 - 250 kV. Un tā izejas pretestība ir 0,15 omi un pat transformatori pie 40–100 kV. Un ar izejas pretestību 0,65–0,25 omi.

Barošanas kabeļus no pilsētas transformatoru apakšstacijām līdz māju ASG parasti izmanto ar alumīnija vadītājiem, kuru fāzes vadītāju šķērsgriezums ir vismaz 70 - 120 mm2. Ja šo līniju garums ir mazāks par 200 metriem, barošanas kabeļa nulles fāzes ķēdes (Rpc) pretestību var uzskatīt par vienādu ar 0,3 omiem. Lai iegūtu precīzāku aprēķinu, jums jāzina kabeļa garums un šķērsgriezums vai jāizmēra šī pretestība. Viens no šādiem mērījumiem paredzētajiem instrumentiem (vektors-instruments) parādīts 4. att. 2.

Att. 2. Ierīce nulles fāzes ķēdes "Vector" pretestības mērīšanai

Līnijas pretestībai jābūt tādai, lai ar īssavienojumu garantētu, ka ķēdē esošā strāva pārsniedz elektromagnētiskās izlaišanas darba strāvu.Attiecīgi ķēdes pārtraucējam C25 īssavienojuma strāvai līnijā vajadzētu pārsniegt 1,15 × 10 × 25 = 287 A, šeit 1,15 ir drošības koeficients. Tāpēc nulles fāzes ķēdes pretestībai C25 ķēdes pārtraucējam jābūt ne vairāk kā 220V / 287A = 0,76 omi. Attiecīgi ķēdes pārtraucējam C16 ķēdes pretestība nedrīkst pārsniegt 220 V / 1,15x160A = 1,19 omi un ķēdes pārtraucējam C10 - ne vairāk kā 220 V / 1,15x100 = 1,91 omi.

Tādējādi pilsētas daudzdzīvokļu ēkai Rtp = 0,1 Ohm; Rpc = 0,3 omi, ja izejas tīklā tiek izmantots kabelis ar vara vadītājiem, kuru šķērsgriezums ir 2,5 mm2 un kuru aizsargā C16 automātiskais pārtraucējs, kabeļa Rgr (fāzes un neitrālie vadītāji) pretestība nedrīkst pārsniegt Rgr = 1,19 omi - Rtp - Rpk = 1,19 - 0,1 - 0,3 = 0,79 omi. Saskaņā ar 4. tabulu mēs atrodam tā garumu - 0.79 / 17.46 = 0.045 km jeb 45 metri. Lielākajai daļai dzīvokļu šis garums ir pietiekams.

Ja izmantojat C25 slēdžus, lai aizsargātu kabeli ar šķērsgriezumu 2,5 mm2, ķēdes pretestībai jābūt mazākai par 0,76 - 0,4 = 0,36 omi, kas atbilst maksimālajam kabeļa garumam 0,36 / 17,46 = 0,02 km, vai 20 metri.

Izmantojot C10 slēdžus, lai aizsargātu grupas apgaismojuma līniju, kas izgatavota ar kabeli ar 1,5 mm2 vara vadītājiem, mēs iegūstam maksimālo pieļaujamo kabeļa pretestību 1,91 - 0,4 = 1,51 omi, kas atbilst maksimālajam kabeļa garumam 1,51 / 29, 1 = 0,052 km vai 52 metri. Ja jūs aizsargājat šādu līniju ar C16 automātisko pārtraucēju, maksimālais līnijas garums būs 0,79 / 29,1 = 0,027 km jeb 27 metri.

Skatīt arī:Kāpēc nulles fāzes pretestības mērījumus veic profesionāļi, nevis hakeri

Viktors Č