<<
>>

ВЫБОР СЕЧЕНИЙ ПРОВОДОВ И КАБЕЛЕЙ ПО УСЛОВИЮ НАГРЕВАНИЯ

В зависимости от степени опасности возникновения пожара или взрыва, а также с учетом требований тех­ники безопасности по предотвращению возможности по­ражения током человека электрические сети разделяют­ся на две группы.

I. Сети, которые должны быть защищены от перегру­зок и от токов короткого замыкания.

II. Сети, которые должны быть защищены только от токов короткого замыкания. Защита от перегрузок для таких сетей не предусматривается.

К первой группе, для которой обязательна защита от перегрузки, относятся:

а) сети всех видов во взрывоопасных помещениях и взрывоопасных наружных установках независимо от условий технологического процесса или режима работы сети;

б) сети внутри помещений, выполненные открыто про­ложенными незащищенными изолированными проводни­ками с горючей оболочкой;

в) осветительные сети в жилых и общественных зда­ниях, в торговых помещениях, служебно-бытовых поме­щениях промышленных предприятий, включая сети для бытовых и переносных электроприемников, а также в пожароопасных производственных помещениях;

г) силовые сети в промышленных предприятиях, в жилых и общественных зданиях, в торговых помеще- 22 ннях т— в случаях, когда по условиям технологического

процесса или режиму работы сети может возникать дли­тельная перегрузка проводов и кабелей.

Все остальные сети относятся ко второй группе, не требуют защиты от перегрузки и защищаются только от коротких замыканий.

Сечение проводов и кабелей по условию нагревания определяется по таблицам допустимых токовых длитель­ных нагрузок, приведенных в ПУЭ [Л. 1] (см. табл. П-2 — П-4). При этом расчетное значение допустимой нагруз­ки на провод или кабель при нормальных условиях про­кладки выбирается как большая величина из соотноше­ний:

по условию нагревания длительным расчетным тоном линии

и (16)

и по условию соответствия выбранному аппарату макси­мальной токовой защиты

А.

(17)

где /дл — длительный расчетный ток линии, А; Ки — по­правочный коэффициент на условия прокладки проводов и кабелей; /в — номинальный ток или ток срабатывания защитного аппарата, А (см. табл. П-8); Кв — кратность допустимого длительного тока для провода или кабеля по отношению к номинальному току или току срабаты­вания (току трогания) защитного аппарата.

Значения коэффициента Кв в зависимости от условий

прокладки и типа защитного аппарата приведены

в табл. П-8,

Если проводка выполнена при нормальных условиях, значение поправочного коэффициента /\п = 1 и формулы (1б> и (17) упрощаются:

/н.д^/дд', (18)

/н.д-^Ав/э. (19)

Выбранные защитные аппараты и сечения проводов и кабелей во всех случаях должны удовлетворять еще од­ному условию, а именно защитные аппараты должны надежно отключать короткое замыкание, происшедшее в наиболее удаленных точках сети. Для выполнения это- 3* 23

го условия величина тока короткого замыкания должна в установленное число раз превосходить номинальный ток или ток срабатывания защитного аппарата. Для сети, проложенной в невзрывоопасных помещениях, ми­нимальный ток короткого замыкания должен превосхо­дить номинальный ток плавкой вставки предохранителя или номинальный ток теплового или комбинированного расцепителя автоматического выключателя не менее чем в 3 раза.

Выполнение этого требования для четырехпроводной сети трехфазного переменного тока в невзрывоопасном помещении проверяется по соотношению

%^3/н.з, А, (20)

где Дн.ф — номинальное фазное напряжение сети, В; Z— полное сопротивление петли фазного и нулевого прово­дов от вторичных зажимов понижающего трансформато­ра до наиболее удаленной точки сети, Ом; /на — номи­нальный ток защитного элемента (плавкой вставки или расцепителя), А.

Значения сопротивления петли «фаза — нуль» для воздушных линий и кабелей с алюминиевыми жилами приведены в табл. П-9. Более подробные сведения по данному вопросу читатель может получить из [Л.

5].

Пример 6. Линия, питающая двигатель, данные которого ука­заны в примере 5, выполняется трехжнлышм кабелем с алюминие­выми жилами с бумажной изоляцией, проложенным по стенам по­мещения (в воздухе). Помещение, в котором прокладывается ка­бель, непожароопасно и певзрывоопасно, двигатель вентилятора не подвергается систематическим перегрузкам во время работы. Темпе­ратура помещения не превышает 25 °С. Определить сечение кабеля из условия нагревания.

Решение. Согласно заданию условия прокладки кабеля нор­мальные и поправочный коэффициент Ап=1, поэтому при выборе сечения кабеля пользуемся формулами (18) и (19).

Длительный ток линии /дл = 135 А (см. пример 5), откуда со­гласно соотношению (18)

/н.д>135 А.

По условиям примера линия может быть отнесена к группе сетей, не требующих защиты от перегрузки.

Из табл. П-8 находим значения коэффициента Кз для сети, не требующей защиты от перегрузки, по отношению к номинальному току плавкой вставки предохранители

Номинальный ток плавкой вставки предохранителей, установ­ленных для защиты лннин, /в=400 А (см. пример 5).

Подставляя числовые значения в формулу (19), получаем:

/н.д^О.ЗЗ • 400= 132 А

Сравнивая полученные значения, видим, что определяющим является условие выбора сечения кабеля по длительному току ЛИ­НИН (практически оба условия можно считать равнозначными, так как значения расчетного тока для выбора сечения кабеля незначи­тельно отличаются друг от друга).

По табл. П-3 определяем требуемое сечение трехжильного ка­беля при прокладке его в воздухе — 70 мм2. Кабель такого сечения допускает нагрузку, равную 155 А>135А.

Пример 7. Мастерская получает питание по воздушной линии 380/220 В длиной 300 м, выполненной алюминиевыми проводами се­чением фазных проводов 70 мм2 н нулевого провода 25 мм2. Линия защищена предохранителями с плавкими вставками на номиналь­ный ток 100 А. Проверить надежность действия защищающих ли­нию предохранителей при однофазном коротком замыкании в конце

линии (надежность действия защиты проверяется для случая од­

нофазного короткого замыкания, так как именно этот вид корот­кого замыкания является в данном случае наиболее неблагоприят­ным).

Решение. Надежность действия предохранителей при корот­ком замыкании в конце линии проверяем по формуле (20). В нашем случае:

номинальное фазное напряжение UB=220 В;

номинальный ток плавких вставок /„=100 А;

сопротивление петли фазного провода сечением 70 мм2 и нуле­вого 25 мм2 на 1 км воздушной линии составляет согласно

табл. П-9 1,86 Ом.

Длина линии в примере равна 0,3 у м. Следовательно, сопротив­ление петли «фаза — нуль», питающей мастерскую линии, равно:

Z=0,3 • 1,86 =0,558 Ом.

Подставляя числовые значения в формулу (20), получаем:

220

= 395А > 3-100 = 300 А.

Как видим, условие (20) выполняется и, следовательно, обес­печивается надежность действия защиты линии при коротком замы­кании в ее конце.

Необходимо отмстить, что расчет может быть признан правиль­ным при условии, что сопротивление сети, питающей рассматривае­мую в примере линию, невелико по сравнению с сопротивлением самой линии.

Общий порядок выбора сечений проводов и кабелей по условиям нагревания. Укажем в заключение общий порядок выбора сечений проводов и кабелей по усло­виям нагревания.

1. Определяются расчетные токи линии — длительные и кратковременные (при пуске двигателей).

2. По величине расчетных токов линии производится выбор токовой максимальной защиты.

3. Производится выбор сечений проводников по ве­личине расчетных токов линии.

4. Проверяется надежность действия защитных аппа­ратов при к. з. в наиболее удаленной точке сети.

Пример 8. На рис. 3 представлена схема участка силовой сети промышленного предприятия напряжением 380/220 В. От шин распределительного щита / по трехжильному кабелю с бу­мажной изоляцией и алюминиевыми жилами марки ААБГ получает питание силовой распределительный пункт 4 серии ПР-9000 с автоматическими выключателями 5 типа А3124. К силовому пунк­ту присоединены три асинхронных двигателя с короткозамкнутым ротором, технические данные которых приведены в табл.

1. Проводка к двигателям выполнена алюминиевыми трехжильными провода­ми марки АПРТО, проложенными в трубах. Линию, питающую силовую сборку, защищают предохранители типа ПН-2, двигатели защищаются автоматическими выключателями с комбинированными расцепителями, технические данные которых также указаны в табл. 1.

Рис. 3. Схема сети к при­меру 8.

Помещение цеха промышленного предприятия невзрыво- и непожаро­опасно, температура воздуха в поме­щении 25 °С. Режим работы двигате- тей исключает возможность длитель­ных перегрузок, условия их пуска не­тяжелые, возможность одновременно го запуска более одного двигателя исключается. Двигатели могут рабо­тать одновременно с полной нагрузкой.

/ — шины 380 В распредели­тельного щита; 2 — рубильник;

3 — предохранители типа ПН-2;

4 — шииы распределительного силового пункта серии ПР-У000; Б — автоматический выключа­тель типа А3124; 6 контакты магнитных пускателей; 7 — кон­такты кнопочного пускателя типа ПНВ-34: 8 — электродвига­тели с короткозамкнутым ро­тором.

Требуется выбрать плавкие встав ки предохранителей 3 и определить сечения проводов и кабеля из усло­вия нагревания.

Решение. Так как температура воздуха в пиметцении 25 °С, то вели­чина поправочного коэффициента Кл=1 и при выборе сечений провод­ников следует руководствоваться формулами (18) и (19).

Линия к электродвигателю 1. Проверяем правильность выбора комбинированных расцепителей. По условию примера двигатель пол­ностью загружен, следовательно, расчетный ток питающей двигатель линии равен номинальному току двигателя: /Дл = /В.дв = 73,) А. Но­минальный ток комбинированного расцепителя равен /„.8=100 А.

Таким образом, условие (14) для выбора номинального тока рас­

цепителя выполняется 100 А>73,1 А.

Проверяем невозможность ложного срабатывания расцепителя при пуске двигателя. Пусковой ток двигателя /п = 432 А, ток сра-

Технические данные двгателей и расцепителей автоматических выключателей примера 8,

Комбинированные расце- пители автоматических выключателей
Тип Номиналь­

ная

мощность,

кВт

Номи­

нальный

ток, А

Кратность

пускового

тока

Пусковой ток.
А
Номи­

нальный

ток,

А

Ток сраба­тывания электромаг­нитного рас­цепителя, А
А2-81-4 40 73,1 5,9 432 100 800
А2-72-6 22 41,8 5,6 235 50 600
А02-41-4 4 7,7 5.7 43,8 15 430

батывания электромагнитного расцепителя /ср »=800 А. Следова­тельно, условие (15) выполняется (800> 1,25 - 432 = 540 А) и отсут­ствует опасность ложного срабатывания автоматического выключате­ля при пуске двигателя.

Сечение проводов для линии, питающей двигатель, должно опре­деляться чо двум условиям по длительному току линии — по фор­муле (18)

/н.д л ~73,1 А

и по соответствию сечения номинальному току расцепителей авто­матического выключателя — по формуле (19). Так как автоматиче­ские выключатели серии А3100 ие имеют регулирования тока сраба­тывания расцепителя, значение коэффициента Кв, определяемое по табл П-8, следует принять К8=1- Ток защитного аппарата в даииом случае равен номинальному току комбинированного расцепителя: /, = /„„=100 А. Подставляя числовые значения величин в формулу (19), получаем:

/и,>1 • 100=100 А

При выборе сечения провода, очевидно, следует руководство­ваться условием, полученным по формуле (19). Поэтому по табт. П-2 выбираем сечение проложенного в трубе трехжильного провода, равное 50 мм2, для которого допустимая нагрузка равна 105 А.

Линия к электродвигателю 2. Условия прокладки, способ защи­ты и режим работы по условиям примера одинаковы для всех трех твигателей. Поэтому все сказанное выше для двигателя / остается справедливым также для двигателей 2 и 3.

Сечение проводов выбирается по двум условиям: по формуле (18) /н д>41,8 А и по формуле (19) /п.дЗ* 1-50= 50 А. Принимает­ся большая величина 50 А.

По табл. П-8 выбираем сечение 16 ммг, для которого допусти­мая нагрузка составляет 55 А.

Линия к двигателю 3. Легко проверить, что в данном случае достаточно принять провод сечением 2,5 мм2

Магистральная линия. Выбираем плавкие вставки предохранителей, защищающих магистральную линию.

Длительный расчетный ток линии: /дл=73,1 +41,8 + + 7,7=122,6 А.

Номинальный ток плавкой вставки предохранителя должен быть не меньше длительного тока линии

/в 5*122,6 А.

Кроме того, следует проверить величину номиналь­ного тока плавкой вставки по величине наибольшего кратковременного тока линии. По условию примера од­новременный пуск более одного двигателя исключается. Наибольший кратковременный ток возникает в линии, очевидно, при пуске двигателя мощностью 40 кВт, пуско­вой ток которого /ц=432 А.

При одновременной работе двигателей 2 и 3 длитель­ный ток линии до момента пуска двигателя 1 будет ра­вен:

/'дл=41,8+7,7 =49,5 А.

Наибольший кратковременный ток линии по форму­ле (12)

/кр=432+49,5=481,5 А.

Номинальный ток плавкой вставки предохранителя при выборе его по условию кратковременного тока линии определяем по формуле (11)

7» >^=192 А.

Z,0

По условию протекания в линии кратковременного тока при пуске двигателя 1 выбираем плавкие вставки на номинальный ток 200 А.

Для выбора сечения трехжильного кабеля, которым должна быть выполнена магистральная линия, опреде­ляем расчетную величину допустимого тока из соотноше­ний (18) и (19).

По табл. П-8 определяем величину коэффициента К3 по отношению к номинальному току предохранителя, учитывая, что по условиям задачи защита от перегрузки линии не требуется: /Сз=0,33.

Подставляя числовые значения в формулы (18) и (19), получаем:

/„.д> 122,6 А;

/в.ц>0,33-200 = 66 А.

llo табл. П-3 определяем сечение трехжильного ка­беля при прокладке в воздухе 70 мм2, для которого допустимая нагрузка равна 155 А>,122,6 Л.

В заключение настоящего раздела приводим свод­ную табл. 2 принятых условных обозначений токов, вхо­дящих в расчетные формулы.

Таблица 2

Условные обозначения токов

Условное

обозначение

Пояснения к условному обозначению
^н.дв Номинальный ток двигателя
и Пусковой ток двигателя
^дл Длительный расчетный ток линии
! кр Кратковременный расчетный ток линии
/'да Длительный ток линии без учета наиболее крупно­
го двигателя
/\р Пусковой ток наиболее крупного двигателя
Номинальный ток плавкой вставки предохранителя
л,.*; Номинальный ток теплового расцепителя автомата
/в.» Номинальный ток электромагнитного или комбини­
рованного расцепите .я автомата)
Л;Р.» Ток сраба і ыванин электромагнитного или комбини­
рованного расцепителя
/, Расчетный ток защиты по табл. П-8 (номинальный
ток или ток срабатывания)
^я.д Допустимый длительный ток проводника для нор­
мальных условий прокладки
и Допустимый длительный ток проводника с учетом
фактических условий прокладки

<< | >>
Источник: В. Копейкина. Как выбрать сечение проводов и кабелей. 1973

Еще по теме ВЫБОР СЕЧЕНИЙ ПРОВОДОВ И КАБЕЛЕЙ ПО УСЛОВИЮ НАГРЕВАНИЯ:

  1. Глава 27. СУДЕБНАЯ ПОЖАРНО-ТЕХНИЧЕСКАЯ ЭКСПЕРТИЗА
  2. 6.11. Судебная пожарно-техническая экспертиза
  3. Трехшроводные сети номинальным напряжением
  4. ВЫБОР СЕЧЕНИЙ ПРОВОДОВ И КАБЕЛЕЙ ПО УСЛОВИЮ НАГРЕВАНИЯ
  5. ЗАКЛЮЧЕНИЕ
  6. СОДЕРЖАНИЕ
  7. Материалы и общие характеристики
  8. 1.3.1 .Материалы и общие характеристики Сравнени
  9. ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ ВОЗНИКНОВЕНИЯ КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ, ПЕРЕГРУЗОК И БОЛЬШИХ ПЕРЕХОДНЫХ СОПРОТИВЛЕНИЙ