Расчет сечения токоведущей жилы кабеля

Электропроводка и ее соединения
Нет комментариев
2501 просмотров

При проектировании систем электроснабжения потребителей обязательно должен рассматриваться вопрос выбора сечения токопроводящего кабеля.
Данный вопрос освящен в главе 1.3 Правил Устройства Электроустановок 7 редакция (ПУЭ).
Сечения всех изолированных и неизолированных проводников выбираются по трем условиям:

1) по условию допустимого нагрева;
2) по экономическому критерию;
3) по условиям допустимости коронирования проводника.

Проверка по условию допустимого нагрева

Протекая по токопроводящей жиле кабеля, электрический ток вызывает ее нагрев, количественно характеризующийся законом Джоуля — Ленца. Нагрев зависит от величины электрического тока и активной составляющей сопротивления проводника.

Сопротивление кабеля в свою очередь определяется площадью сечения, свойствами материала и его протяженностью. Соответственно, чем больше сечение, тем меньше будет сопротивление и наоборот.
Сечение токопроводящих жил кабелей выбираются так, что бы обеспечивать допустимый нагрев проводника для всех режимов работы электрической сети.

Электрический ток определяется по следующим формулам:
I=P*Kи/Ucosφ – для однофазной сети;
I=P/√3Ucosφ – для трехфазной сети,
где P – это суммарная величина подключенной нагрузки;
U – это уровень напряжения сети;
– коэффициент одновременности, характеризующий вероятность одновременного включения в сеть полной величины нагрузки (обычно принимается 0,75);
cosφ – коэффициент мощности, характеризующий долю активной нагрузки в узле.

При получении значения электрического тока следует приступить к выбору сечения кабельной жилы, исходя из ее характеристик и величины расчетного тока. Для каждого кабеля в зависимости от вида его изоляции, места прокладки и количества токопроводящих жил имеются собственные таблицы сечений.

Необходимо уделить внимание режимам работы снабжаемых электроприемников, так как при повторно-кратковременных и кратковременных режимах работы, а так же при превышении определенных значений сечений (медь – 6 мм; алюминий – 10 мм) ток должен быть умножен на поправочный коэффициент (0,875/√Tпв, где Tпв – отношение длительности включения к длительности всего цикла). Аналогично дело обстоит с температурой, для нее так же имеются свои поправочные коэффициенты.

Таблицы для выбора сечения в зависимости от вида изоляции, расчетного электрического тока проводника и поправочных коэффициентов приведены в главе 1.3 ПУЭ 7.

Выбор проводников экономическому критерию

Очевидно, что увеличение сечения проводника ведет к увеличению надежности электроснабжения, но неизбежно приводит к увеличению расхода материала, а значит и его стоимости.

zusvummr

Поэтому все сечения должны выбираться с точки зрения допустимости затрат. Проверка осуществляется по следующей формуле:
S=I/Jэк,
где I – это ток, протекающий по проводнику в час, соответствующий максимуму нагрузки;
Jэк – нормированное значение экономической плотности тока, выбираемое из стандартного ряда.

lcfagntv

Полученное в данном расчете сечение должно быть округлено до ближайшего большего значения. Расчет проводится только для рабочего тока, его увеличение в ремонтных и послеаварийных схемах не учитывается. Так же стоит учесть, что в случае, когда максимум нагрузки отмечается во время ночного провала графика потребления энергосистемы, то экономическая плотность увеличивается на 40%, что связано со значительной дешевизной электроэнергии в данный период суток. Отдельному рассмотрению подвергаются проводники с большим количеством ответвлений, сельских линий и линий питающих большое количество однотипных электроприемников.

Проверка проводника по условиям короны и радиопомех

Все проводники, напряжение которых превышает 35кВ, должны проверяться на коронирование, а так же на возможность образования радиопомех при коронировании. Характеристикой проверки служит напряженность электрического поля у проводника. Она не должна превышать 0,9 от величины начальной напряженности.

В заключении следует отметить, что при прокладывании одного кабеля через участки с разными температурными показателями и другими характеристиками грунта следует опираться на худшие условия. За исключением тех случаев, когда для этих участков применяются кабели разных сечений и способов прокладки и изоляции.

Данная статья носит строго ознакомительный характер и будет полезна учащимся первых курсов, инженерам в начале карьеры и людям, заинтересованным в получении дополнительных знаний. Для специалистов, чья деятельность связана с непосредственным проектированием электрических сетей, лучше будет обратиться к первоисточнику.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован.

Наверх