Како одабрати одсек за каблове - савети дизајнера

У чланку се разматрају главни критеријуми за избор секције кабла, дају се примери израчуна.

На тржиштима често можете видети руком написане знакове који указују на које кабл купац мора да купи у зависности од очекиване струје оптерећења. Не верујте овим знацима, јер вас заводе. Пресјек кабла се бира не само радном струјом, већ и неколико параметара.

Пре свега, треба имати на уму да се приликом коришћења кабла на граници његових могућности кабловска језгра загрева неколико десетина степени. Тренутне вредности приказане на слици 1 сугерирају загревање кабловских језгара до 65 степени на температури околине од 25 степени. Ако је више каблова положено у једну цев или лежиште, тада се захваљујући њиховом међусобном загревању (сваки кабл греје све остале каблове), максимална дозвољена струја смањује за 10 - 30 процената.

Такође, максимална могућа струја се смањује при повишеним температурама околине. Стога се у групној мрежи (мрежа од оклопа до чвора, утичница и других електричних пријемника) каблови обично користе код струја које не прелазе 0,6 - 0,7 од вредности приказаних на слици 1.

Сл. 1. Дозвољена непрекидна струја каблова са бакарним проводницима

На основу тога постоји опасност од широке употребе прекидача са називном струјом од 25А за заштиту излазних мрежа положених кабловима са бакреним проводницима са пресеком 2,5 мм2. Табеле опадајућих коефицијената у зависности од температуре и броја каблова у једном лежишту могу се наћи у Правилима о електричној инсталацији (ПУЕ).

Додатна ограничења настају када је кабл дуг. Истовремено, губици напона у каблу могу достићи неприхватљиве вредности. По правилу, при прорачуну каблова, максимални губици у линији нису већи од 5%. Губитке није тешко израчунати ако знате вредност отпора кабловских језгара и процењену струју оптерећења. Али обично се за израчунавање губитака користе табеле зависности губитака од тренутка утовара. Момент оптерећења израчунава се као производ дужине кабла у метрима и снаге у киловатима.

Подаци за израчунавање губитака на једнофазном напону од 220 В приказани су у табели1. На пример, за кабл са бакреним проводницима са пресеком 2,5 мм2 дужине кабла 30 метара и носивости 3 кВ, момент оптерећења је 30к3 = 90, а губитак ће бити 3%. Ако израчуната вредност губитака прелази 5%, тада је потребно одабрати кабл са већим пресеком.

Табела 1. Момент оптерећења, кВ к м, за бакарне проводнике у двожилној води напона 220 В за дати одсек проводника

Према табели 2, губитак можете одредити у трофазној линији. Упоређујући табеле 1 и 2, може се приметити да у трофазној линији са бакреним проводницима са пресеком 2,5 мм2 губитак од 3% одговара шест пута већем моменту оптерећења.

Троструко повећање момента оптерећења долази због расподјеле снаге оптерећења у три фазе и двоструко повећање због чињенице да је струја у неутралном проводнику једнака нули у трофазној мрежи са симетричним оптерећењем (идентичне струје у фазним проводницима). Уз неуравнотежено оптерећење, губици у каблу се повећавају, што се мора узети у обзир при избору дела кабла.

Табела 2. Момент оптерећења, кВ к м, за бакарне проводнике у трофазној четвероводној линији са нултим напоном 380/220 В за одређени део проводника (за повећање таблице, кликните на слику)

Губици у каблу снажно утичу када користите, на пример, халогене лампе ниског напона. То је разумљиво: ако падне 3 Волта на фазни и неутрални проводник, онда на напону од 220 В то вероватно нећемо приметити, а при напону од 12 В напон на лампи ће пасти за пола до 6 В.Зато се трансформатори за напајање халогених сијалица морају приближити што је више могуће лампи. На пример, са дужином кабла од 4,5 метара са пресеком 2,5 мм2 и оптерећењем 0,1 кВ (две лампе по 50 В), момент оптерећења износи 0,45, што одговара губитку од 5% (Табела 3).

Табела 3. Момент оптерећења, кВ к м, за бакарне проводнике у двожилном воду напона 12 В за дати одсек проводника

Горње табеле не узимају у обзир пораст отпора проводника од загревања услед протока струје кроз њих. Стога, ако се кабл користи при струји 0,5 или више максималне дозвољене струје кабла одређеног пресјека, тада се мора извршити допуна. У најједноставнијем случају, ако очекујете да ћете добити губитке не више од 5%, израчунајте пресјек на основу губитака од 4%. Такође, губици могу да се повећају са великим бројем прикључака кабловских проводника.

Каблови са алуминијумским проводницима имају отпорност 1,7 пута већу у поређењу са кабловима са бакреним проводницима, а губици у њима су 1,7 пута већи.

Други ограничавајући фактор за велике дужине кабла је вишак дозвољене вредности отпора круга фаза-нула. Да бисте заштитили каблове од преоптерећења и кратких спојева, по правилу користите прекидаче са комбинованим отпуштањем. Такви прекидачи имају термичка и електромагнетна ослобађања.

Електромагнетно ослобађање омогућава тренутно (десетине и чак стотине секунде) гашење дела хитне помоћи мреже током кратког споја. На пример, прекидач са ознаком Ц25 има термичко ослобађање од 25 А и електромагнетно отпуштање од 250 А. Прекидачи групе "Ц" имају вишеструку струју прекида електромагнетног ослобађања на термалну од 5 до 10. Али на прорачун линије за струју кратког споја узима се максимална вредност.

Укупни отпор круга фаза-нула укључује: отпор падајућег трансформатора трансформаторске станице, отпор кабла од подстанице до улазног расклопног постројења зграде, отпор кабла положеног од комутатора до централе и отпор каблова самог групног вода, чији је пресек потребан одредити.

Ако линија има велики број прикључака кабловских проводника, на пример, групну линију великог броја чвора спојених петљом, тада се такође мора узети у обзир отпор контактних прикључака. За врло тачне прорачуне узима се у обзир отпорност лука на мјесту квара.

Импеданција фазно-нултог круга за четворожичне каблове приказана је у табели 4. Табела узима у обзир отпор фазних и неутралних проводника. Вриједности отпора дају се на температури језгре кабла од 65 степени. Табела важи и за двожилне линије.

Табела 4. Укупни отпор фазно-нултог круга за 4-језгрене каблове, Охм / км при температури језгре 65^{отприлике}Са

У градским трафостаницама по правилу се постављају трансформатори капацитета 630 кВ. И више, са излазном импеданцијом Ртп мањом од 0,1 Охм. У руралним областима могу се користити трансформатори од 160 до 250 кВ. И имају излазни отпор реда од 0,15 Охма, па чак и трансформаторе на 40 - 100 кВ. И имају излазну импедансу од 0,65 - 0,25 Охма.

Каблови за напајање из градских трансформаторских подстаница до АСГ кућа обично се користе са алуминијумским проводницима са пресеком фазних проводника од најмање 70 - 120 мм2. Када је дужина ових линија мања од 200 метара, отпор круга фаза-нула доводног кабла (Рпц) може се узети једнако 0,3 Охм. За тачнији израчун морате знати дужину и попречни пресјек кабла или измјерити овај отпор. Један од инструмената за таква мерења (Вектор инструмент) приказан је на Сл. 2

Сл. 2. Уређај за мерење отпора круга фаза-нула "Вектор"

Отпор водове мора бити такав да са кратким спојем гарантује се да струја у кругу прелази радну струју електромагнетног ослобађања.Сходно томе, за прекидач Ц25 струја кратког споја у линији треба да пређе 1,15 × 10 × 25 = 287 А, овде је фактор сигурности 1,15. Према томе, отпор круга фаза-нула за прекидач Ц25 не би требао бити већи од 220В / 287А = 0,76 Охм. Према томе, код прекидача Ц16, отпор круга не сме бити већи од 220 В / 1,15к160А = 1,19 Охма, а за прекидач Ц10 - не више од 220В / 1,15к100 = 1,91 Охма.

Дакле, за градску стамбену зграду узимајући Ртп = 0,1 Охм; Рпц = 0,3 Охм када се користи кабл са бакреним проводницима са пресеком 2,5 мм2 заштићен прекидачем Ц16 у излазној мрежи, отпор кабла Ргр (фазни и неутрални проводници) не сме да пређе Ргр = 1,19 Охм - Ртп - Рпк = 1,19 - 0,1 - 0,3 = 0,79 Охма. Према табели 4 налазимо да је његова дужина - 0,79 / 17,46 = 0,045 км, односно 45 метара. За већину станова та је дужина довољна.

Када користите заштитни прекидач Ц25 за заштиту кабла са пресеком 2,5 мм2, отпор круга треба да буде мањи од 0,76 - 0,4 = 0,36 Охм, што одговара максималној дужини кабла од 0,36 / 17,46 = 0,02 км, или 20 метара.

Када користимо прекидач Ц10 за заштиту групног светлосног вода направљеног каблом са бакарним проводницима од 1,5 мм2, добијамо максимални дозвољени отпор кабла од 1,91 - 0,4 = 1,51 Охма, што одговара максималној дужини кабла 1,51 / 29, 1 = 0,052 км, или 52 метра. Ако заштитите такву линију прекидачем Ц16, тада ће максимална дужина линије бити 0,79 / 29,1 = 0,027 км или 27 метара.

Погледајте такође:Зашто мерења отпора петље на фазама обављају професионалци, а не хакери

Вицтор Цх