Volba průřezu kabelu a vodiče: ohřevem, proudem, ztrátou napětí

Průřez vodičů a kabelů se určuje na základě přípustného ohřevu s přihlédnutím k normálnímu a nouzovému režimu, jakož i nerovnoměrnému rozložení proudů mezi jednotlivými vedeními, protože ohřev mění fyzikální vlastnosti vodiče, zvyšuje jeho odpor, zvyšuje zbytečná spotřeba elektrické energie na ohřev vodivých částí a zkrácení životnosti izolace. Nadměrné teplo je škodlivé pro izolaci a kontaktní spojení a může způsobit požár a výbuch.

Výběr průřezu kabelu a topného drátu

Volba průřezu z podmínek přípustného ohřevu spočívá v použití odpovídajících tabulek dlouhodobých přípustných proudových zatížení Id, při kterých jsou vodiče ohřívány na maximální přípustnou teplotu stanovenou praxí tak, aby se zabránilo předčasnému opotřebení izolace, zaručují spolehlivý kontakt na spoji vodičů a eliminují různé nouzové situace, které nastávají, když Id ≥ Ip, Ip je vypočtený zatěžovací proud.

Při výběru průřezu kabelu se periodické zatížení přerušovaného režimu přepočítá na snížený trvalý proud

kde Ipv je přerušovaný proud přijímače s dobou zapnutí FV.

Při volbě průřezu vodičů a kabelů je třeba mít na paměti, že při stejné teplotě ohřevu by měla být přípustná proudová hustota vodičů s větším průřezem menší, protože jejich průřez se ve větší míře zvětšuje. než chladící plocha roste (viz obr. 1). Z tohoto důvodu se v zájmu úspory barevných kovů často volí místo jednoho kabelu většího průřezu dva nebo více kabelů menšího průřezu.

1. Graf závislosti přípustné proudové hustoty na průřezu měděných vodičů otevřeného třížilového kabelu pro napětí 6 kV s impregnovanou papírovou izolací, ohřátého proudem na teplotu +65 ° Obr. C při teplotě vzduchu +25 “C.

Při konečném výběru vodičů a kabelů na základě podmínek přípustného ohřevu podle příslušných tabulek je nutné vzít v úvahu nejen výpočtový proud vedení, ale také způsob jeho uložení, materiál vedení. vodičů a okolní teploty.

Kabelová vedení pro napětí nad 1000 V, zvolená podle podmínek přípustného ohřevu trvalým proudem, jsou také kontrolována na ohřev zkratovými proudy. Překročí-li teplota měděných a hliníkových vodičů kabelů s impregnovanou papírovou izolací s napětím do 10 kV 200 °C a kabelů s napětím 35 – 220 kV nad 125 °C, jejich průřez se přiměřeně zvětší.

Průřez vodičů a kabelů vnitřních napájecích sítí s napětím do 1000 V je sladěn se spínacími schopnostmi zařízení jištění vedení – pojistek a jističů – tak, aby byla opodstatněná nerovnost I d / I z z, kde k z je násobek přípustného dlouhodobého proudu vodiče ve vztahu ke jmenovitému proudu nebo vybavovacímu proudu ochranného zařízení I z (z PUE). Nedodržení výše uvedené nerovnosti si vynutí odpovídající zvětšení zvoleného průřezu jader.

Výběr průřezu kabelů a vodičů pro ztrátu napětí

Průřez kabelů a vodičů, zvolený z podmínek ohřevu a dohodnutý na spínacích schopnostech ochranných zařízení, musí být zkontrolován na relativní lineární ztrátu napětí.

kde U je napětí zdroje elektrické energie, Unom je napětí v místě připojení přijímače.

Přípustná odchylka napětí na svorkách motoru od jmenovité hodnoty by neměla překročit ±5 %, v některých případech může dosáhnout až +10 %.

V osvětlovacích sítích by snížení napětí u nejvzdálenějších svítidel vnitřního pracovního osvětlení a světlometových instalací vnějšího osvětlení nemělo překročit 2,5 % jmenovitého napětí svítidel, u svítidel vnějšího a nouzového osvětlení – 5 % a v sítích s napětí 12 V – 42 %. Větší snížení napětí vede k výraznému snížení osvětlenosti pracovišť, způsobuje pokles produktivity práce a může vést ke stavům, kdy není zaručeno zapálení výbojek. Nejvyšší napětí na lampách by zpravidla nemělo překročit 10% své jmenovité hodnoty.

Zvyšování napětí vnitřních napájecích sítí nad úroveň stanovenou normami není přípustné, protože vede k výraznému zvýšení spotřeby elektrické energie, snížení životnosti silových a osvětlovacích elektrických zařízení a někdy i ke snížení spotřeby elektrické energie. kvalitu výrobků.

Rýže. 2. Výpočet ztráty napětí v třífázovém tříprůchodovém vedení při volbě průřezu kabelů a vodičů: a – s jednou zátěží na konci vedení, b – s několika rozloženými zátěžemi.

Kontrola průřezu vodičů třífázového třívodičového vedení s jednou zátěží na jeho konci (obr. 2, a), charakterizovaného vypočteným proudem I p a účiníkem cos phi pro relativní lineární ztráta napětí se provádí následovně:

kde Unom je jmenovité síťové napětí sítě, V, Ro a Ho jsou činný a indukční odpor jednoho kilometru vedení, vybraný z referenčních tabulek, Ohm / km, P r je vypočtený činný výkon zátěže, kW , L je délka linky, km.

Pro nerozvětvené hlavní třífázové třívodičové vedení konstantního průřezu, nesoucí podél něj rozložená zatížení se jmenovitými proudy I p 1, I p 2,. I p a odpovídající účinníky cos phi1, cos phi2, . cos phi, vzdálené od zdroje energie ve vzdálenostech L1, L2, . Ln (obr. 2, b), relativní lineární ztráta napětí k nejvzdálenějšímu přijímači:

kde P r i činný výkon je vypočtená i-tá zátěž odpojená od zdroje energie ve vzdálenosti L.

Pokud se ukáže, že vypočtená relativní ztráta napětí d U je vyšší, než je normami přípustné, je nutné zvolený průřez zvětšit, aby byla zajištěna normovaná hodnota této hodnoty.

U malých průřezů vodičů a kabelů lze indukční reaktanci Xo zanedbat, což výrazně zjednodušuje odpovídající výpočty. v třífázových třívodičových rozvodech venkovního osvětlení značné délky je třeba věnovat pozornost správnému zařazení ekvidistantních svítidel, protože jinak jsou ztráty napětí mezi fázemi rozděleny nerovnoměrně a mohou dosahovat až několika desítek procent vzhledem ke jmenovitému napětí .

Schémata zapínání ekvidistantních venkovních svítidel: a – správně, b – špatně

Výběr průřezu kabelu na základě ekonomické hustoty proudu

Volba průřezu vodičů a kabelů bez zohlednění ekonomických faktorů může vést k výrazným ztrátám elektrické energie ve vedení a výraznému zvýšení provozních nákladů. Z tohoto důvodu musí být průřez vodičů elektrických sítí vnitřního napájení značné délky, jakož i sítí pracujících s velkým počtem hodin maximálního zatížení – Tmax > 4000 h – menší než průřez odpovídající doporučená ekonomická proudová hustota, která stanoví optimální poměr mezi kapitálovými náklady a provozními náklady, která je definována takto:

kde I r je návrhový proud vedení bez zohlednění nárůstu zatížení při haváriích a opravách, J e je ekonomická proudová hustota založená na návratnosti kapitálových nákladů během 8 – 10 let.

Vypočtený ekonomický průřez se zaokrouhlí na nejbližší normu a pokud bude větší než 150 mm2, nahradí se jedno kabelové vedení dvěma nebo více kabely s celkovým průřezem odpovídajícím ekonomickému. Nedoporučuje se používat kabely s mírně se měnícím zatížením s průřezem menším než 50 mm2.

Průřez kabelů a vodičů s napětím do 1000 V při počtu hodin maximálního zatížení použití Tmax

V třífázových čtyřprůchodových sítích se průřez nulového vodiče nepočítá, ale považuje se za minimálně 50 % průřezu zvoleného pro hlavní vodiče a v sítích napájejících výbojky, které způsobit výskyt vyšších harmonických proudu, je stejný jako u hlavních vodičů.

Připojte se k našemu telegramovému kanálu „Moderní osvětlení“ a ponořte se do světa inovativních technologií a stylového světelného designu! Přihlaste se k odběru a zůstaňte v obraze s nejnovějšími trendy: Moderní osvětlení na Telegramu

Pokud se vám tento článek líbil, sdílejte odkaz na něj na sociálních sítích. Velmi to pomůže rozvoji našeho webu!

Nenechte si ujít aktualizace, přihlaste se k odběru našich sociálních sítí:

Výpočet průřezu kabelu zahrnuje určení vhodné velikosti kabelu na základě proudové únosnosti a požadavků na pokles napětí. Při určování požadované plochy průřezu se berou v úvahu faktory jako maximální proud, délka kabelu a vlastnosti materiálu. Pro přesné výpočty průřezu kabelů jsou k dispozici různé mezinárodní normy a matematické vzorce.

Výpočet průřezu kabelu podle výkonu

Tabulka PUE pro výpočet průřezu kabelu podle výkonu a proudu umožňuje vybrat průřez podle maximálního proudu a maximálního zatížení.

Pro měděné dráty:

Pro hliníkové dráty:

Vzorec pro výpočet průřezu kabelu podle výkonu

Umožňuje vybrat průřez na základě spotřeby energie a napětí.

Pro jednofázové elektrické sítě (220 V):

I = (P × K a ) / (U × cos(φ) )

• cos(φ) – pro domácí spotřebiče se rovná 1
• U – fázové napětí, může se pohybovat od 210 V do 240 V
• I – síla proudu
• P – celkový výkon všech elektrických spotřebičů
• K a – koeficient simultánnosti, pro výpočty se bere hodnota 0,75

Pro 380 v třífázových sítích:

I = P / (√3 × U × cos(φ))

• Cos φ — fázový úhel
• P je součet výkonu všech elektrických spotřebičů
• I je síla proudu, podle které je vybrána plocha průřezu drátu
• U – fázové napětí, 220V

Výpočet stroje podle výkonu a proudu

Níže uvedená tabulka ukazuje proudy stroje podle způsobu připojení v závislosti na napětí.

Výpočet průřezu kabelu zatížením

Při výpočtu požadovaného průřezu kabelu pro konkrétní zatížení je třeba vzít v úvahu několik faktorů:

1. Určete zátěž: Určete elektrickou zátěž pomocí proudu (I) nebo výkonu (P) ve wattech (W) nebo kilowattech (kW).

2. Určete napětí: Určete napětí (V) elektrického systému, ke kterému bude kabel připojen, obvykle vyjádřené ve voltech (V) nebo kilovoltech (kV).

3. Určete přípustný úbytek napětí. Určete přípustný úbytek napětí na kabelu, obvykle vyjádřený v procentech napájecího napětí.

4. Určete materiál kabelu. Vyberte vhodný materiál kabelu na základě faktorů, jako je vodivost, izolační vlastnosti a podmínky prostředí.

5. Určete délku kabelu: Změřte vzdálenost mezi napájecím zdrojem a zátěží, abyste určili délku kabelu (L) v metrech (m) nebo kilometrech (km).

6. Vypočítejte proud: Pokud je zátěž specifikována ve výkonu (P), vypočítejte proud (I) vydělením výkonu napětím (I = P/V).

7. Zvažte faktory snížení. Zvažte faktory, jako je okolní teplota, seskupení kabelů a způsoby instalace, které mohou vyžadovat snížení kapacity kabelu.

8. Vyberte kabel. Pomocí údajů výrobce kabelu nebo referenčních tabulek vyhledejte typ kabelu, který zvládne jmenovitý proud, s ohledem na faktory snížení.

9. Vypočítejte průřez kabelu. Pomocí údajů výrobce kabelu nebo příslušných elektrických norem určete průřez kabelu (obvykle ve čtverečních milimetrech nebo čtverečních palcích), který bezpečně přenese jmenovitý proud při zachování přijatelného poklesu napětí.

Je důležité poznamenat, že tento proces poskytuje obecné pokyny, ale konkrétní elektrické předpisy, předpisy a technické postupy se mohou lišit region od regionu. Pro přesné výpočty se doporučuje poradit se s kvalifikovaným elektrotechnikem nebo se obrátit na místní předpisy.

• O nás
• Normy pro navíjení kabelu na buben
• speciální objednávka
• Výpočet průřezu kabelu
• Politika kvality
• Adresáře
• Marketingové materiály
• Substituce importu