Valg af kabel- og ledningstværsnit: ved opvarmning, ved strøm, ved spændingstab

Tværsnit af ledninger og kabler bestemmes baseret på tilladt opvarmning under hensyntagen til normal- og nødtilstande samt den ujævne fordeling af strømme mellem individuelle linjer, da opvarmning ændrer ledningens fysiske egenskaber, øger dens modstand, øger ubrugeligt forbrug af elektrisk energi til at opvarme ledende dele og forkorte isoleringens levetid. For høj varme er farlig for isoleringen og kontaktforbindelserne og kan føre til brand og eksplosion.

Valg af kabel og tværsnit af varmetråd

Valget af tværsnittet fra betingelserne for tilladt opvarmning er reduceret til brugen af ​​de relevante tabeller over langsigtede tilladte strømbelastninger Id, hvor lederne opvarmes til den maksimalt tilladte temperatur fastsat af praksis for at forhindre for tidlig slid på isoleringen, for at sikre pålidelig kontakt ved ledningens forbindelsespunkter og for at eliminere forskellige nødsituationer, der opstår ved Id ≥ Ip, Ip — nominel belastningsstrøm.

Intermitterende intermitterende belastninger ved valg af kabeltværsnit genberegnes til en reduceret kontinuerlig strøm

hvor Ipv er off-mode-strømmen for modtageren med varigheden af ​​PV-aktiveringen.

Når du vælger tværsnit af ledninger og kabler, skal det tages i betragtning, at ved samme opvarmningstemperatur skal den tilladte strømtæthed af ledende ledninger med et større tværsnit være mindre, da deres tværsnit øges til mere - stor vækstgraden af ​​kølefladen (se ris. 1). Af denne grund, for at spare ikke-jernholdige metaller, vælges i stedet for et kabel med et større tværsnit ofte to eller flere kabler med et mindre tværsnit.

Figur 1. Graf over afhængigheden af ​​den tilladte strømtæthed af tværsnittet af kobberledere i et udendørs trelederkabel til en spænding på 6 kV med imprægneret papirisolering, opvarmet med strøm til en temperatur på + 65 ° C ved en lufttemperatur på +25 «C.

I det endelige valg af ledninger og kabler fra tilstanden af ​​tilladt opvarmning i henhold til de relevante tabeller er det nødvendigt at tage hensyn til ikke kun den anslåede strøm af linjen, men også metoden til dens lægning, materialet af ledningerne og den omgivende temperatur.

Kabelledninger til spændinger over 1000 V, valgt i henhold til betingelserne for tilladt langstrømsopvarmning, kontrolleres også for opvarmning ved kortslutningsstrømme. I tilfælde af at temperaturen på kobber- og aluminiumledere af kabler med imprægneret papirisolering med spænding op til 10 kV overstiger 200 ° C og kabler til spænding 35-220 kV over 125 ° C, øges deres tværsnit tilsvarende.

Tværsnittet af ledninger og kabler i interne strømnetværk med en spænding på op til 1000 V er koordineret med koblingsevnerne for lineære beskyttelsesanordninger - sikringer og afbrydere - så uligheden er berettiget Azd / Azc h, hvor kz - den multiplum af den tilladte langtidsstrøm af ledningen til den nominelle strøm eller strømmen af ​​beskyttelsesanordningen Azs (fra PUE). Manglende opfyldelse af ovennævnte ulighed tvinger den valgte hovedsektion til at øges tilsvarende.

Valg af tværsnit af kabler og ledninger for spændingstab

Tværsnittet af kabler og ledere, der er valgt af opvarmningsbetingelserne og i overensstemmelse med beskyttelsesanordningernes koblingsevner, skal kontrolleres.

hvor U er spændingen for den elektriske energikilde, Unom er spændingen ved modtagerens tilslutningspunkt.

Den tilladte afvigelse af motorklemmespændingen fra den nominelle spænding bør ikke overstige ± 5 %, og i nogle tilfælde kan den nå + 10 %.

I belysningsnetværk bør spændingsfaldet for de mest fjerne lamper af intern arbejdsbelysning og projektorinstallationer af ekstern belysning ikke overstige 2,5 % af lampernes nominelle spænding, for lamper til ekstern og nødbelysning — 5 %, og i netværk med spænding 12.,. 42V - 10%. En større reduktion i spændingen fører til et betydeligt fald i belysningen af ​​arbejdspladser, forårsager et fald i arbejdsproduktiviteten og kan føre til forhold, hvor tændingen af ​​gasudladningslamper ikke er garanteret. Den højeste spænding af lamperne bør som regel ikke overstige 105% af dens nominelle værdi.

En stigning i spændingen af ​​de interne strømforsyningsnetværk ud over, hvad der er fastsat i normerne er ikke tilladt, da det fører til en betydelig stigning i forbruget af elektrisk energi, et fald i levetiden for strømforsyning og belysning af elektriske udstyr, og nogle gange til et fald i kvaliteten af ​​produkter.

Ris. 2. Beregning af spændingstab i en trefaset trevejsledning ved valg af tværsnit af kabler og ledninger: a-med en belastning for enden af ​​ledningen, b-med flere fordelte belastninger.

Kontrol af tværsnittet af ledningerne i en trefaset tretrådsledning med en belastning ved sin ende (fig. 2, a), kendetegnet ved den nominelle strøm Azp og effektfaktoren cos phi for det relative lineære spændingstab, udfører som følger:

hvor Unom er netværkets nominelle spænding, V, Ro og Xo er henholdsvis den aktive og induktive modstand af en kilometer af linjen, valgt fra referencetabellerne, Ohm / km, Pp er den beregnede aktive effekt af belastningen , kW; L er længden af ​​linjen, km.

For en uforgrenet trefaset hovedledning med konstant tværsnit, der bærer belastninger fordelt langs den med mærkestrømme Azstr1, AzR2, ..., Azr og de tilsvarende effektfaktorer cos phi1, cos phi2, ..., cos phi i afstand fra strømkilden i afstande L1, L2, …, Ln (fig. 2, b), det relative lineære spændingstab til den fjerneste modtager:

hvor PRi aktiv effekt — beregnet i-te belastning fjernt fra strømkilden i en afstand L.

Hvis det beregnede relative spændingstab dU vil vise sig at være højere end de tilladte normer, er det nødvendigt at øge den valgte sektion for at sikre den normaliserede værdi af denne værdi.

Med små tværsnit af ledninger og kabler kan den induktive modstand Xo negligeres, hvilket i høj grad forenkler de tilsvarende beregninger. i trefasede tre-leder distributionsnetværk af udendørs belysning, som adskiller sig i en betydelig længde, skal du være opmærksom på den korrekte inklusion af ækvidistante belysningsarmaturer, fordi ellers spændingstab er ujævnt fordelt over faserne og kan nå op på flere tiere procent i forhold til den nominelle spænding.

Skemaer til at tænde lysarmaturer med lige store afstande til udendørsbelysning: a — korrekt, b — forkert

Valg af kabeltværsnit for økonomisk strømtæthed

Udvælgelsen af ​​tværsnit af ledninger og kabler, uden at tage hensyn til økonomiske faktorer, kan føre til betydelige tab af elektrisk energi i linjerne og en betydelig stigning i driftsomkostningerne.Af denne grund skal tværsnittet af ledninger af elektriske netværk med intern strømforsyning af betydelig længde, samt netværk, der opererer med et stort antal timers brug af den maksimale belastning -Tmax > 4000 h - mindst være ansvarlig for en anbefalet økonomisk strømtæthed, der etablerer det optimale forhold mellem kapitalomkostninger og driftsomkostninger, som er defineret som følger:

hvor Azr — linjens nominelle strøm, uden at tage højde for stigningen i belastningen i tilfælde af nedbrud og reparationer, Jd — økonomisk strømtæthed baseret på tilbagebetaling af kapitalomkostninger inden for 8 — 10 år.

Forventet økonomisk tværsnit afrundet til nærmeste standard, og hvis det viser sig at være mere end 150 mm2, erstattes en kabelledning med to eller flere kabler med et samlet tværsnit svarende til det økonomiske. Brug kabler med lavt skiftende belastning med et tværsnit på mindre end 50 mm2. Anbefales ikke.

Tværsnit af kabler og ledninger med en spænding på op til 1000 V med antallet af timers brug af den maksimale belastning Tmax <4000 … 5000 h og alle forgreninger til modtagere af samme spænding, elektriske netværk af belysningsinstallationer, midlertidige strukturer og strukturer med en kort levetid på op til 3 — 5 år vælges ikke efter den økonomiske strømtæthed.

I trefasede firepasnet beregnes nullederens tværsnit ikke, men mindst 50 % af det valgte tværsnit for hovedlederne tages, og i netværk, der leverer gasudladningslamper, som forårsager udseende af højere strømharmoniske, det samme som for hovedledningerne.