При прокладке или замене электропроводки (электросетей) в первую очередь требуется определить сечения для кабелей. От правильно подобранного сечения провода или жилы кабеля, зависят потери мощности в проектируемой сети, которые могут быть достаточно ощутимыми.
Ключевые слова: сечение проводов, электросеть, токовая нагрузка, напряжение сети, изоляция, потери мощности.
Провода и кабели, по которым проходит электрический ток являются основной частью электропроводки. Для надежной и безопасной эксплуатации необходимо правильно подобрать сечение кабеля, влияющее решающим образом на сопротивление. Чем меньше сечение жилы, тем больше сопротивление. Неправильный подбор сечения может привести к нагреву и потере напряжения:
В соответствии с ПУЭ осуществлять выбор сечений необходимо в зависимости от тока линии, способа прокладки и вида кабеля. Кабель меньшего сечения имеет большее сопротивление, это может привести к несвоевременному выходу из строя изоляции. Также неправильный выбор сечения может стать причиной пожара, который произойдет в результате плавления изоляции кабеля при его перегреве из-за высокой нагрузки. Завышенное сечение кабеля приведет к повышенным тратам на капитальные вложения.
При проектировании и подборе сечения учитываются основные критерии: величина токовой нагрузки, напряжение сети, падение напряжения в конце линии, материал и количество жил кабеля, тип изоляции и способ прокладки кабеля. В соответствии с этими критериями в ПУЭ приводится ряд таблиц: 1–3.
Рассмотрим выбор сечения по длительно допустимому току на примере части таблицы из ПУЭ — 1.
Таблица 1
Фрагмент таблицы выбора сечений кабеля в зависимости от тока потребителей
C данными по длительно допустимым токам для различных сечений в зависимости от типа кабеля (количество жил в одном кабеле), а также класса напряжения (от 0,4 до 10 кВ) определяется необходимый ряд.
При выборе сечений необходимо принимать во внимание поправочный или снижающий коэффициент. В качестве примера рассмотрим таблицу 2 ПУЭ:
Таблица 2
Дополнительные коэффициенты, оказывающие влияние на конечную величину допустимого тока кабеля
В зависимости от типа кабеля (количество проводников), коэффициента использования, а также способа прокладки (множественным количеством кабелей) можно проследить изменение снижающего коэффициента.
Так же, как и для одиночных проводов и кабелей, проведенных открыто на воздухе, с применением снижающих (поправочных) коэффициентов, указанных в таблице 2, следует принимать допустимые длительные токи для кабелей и проводов, прокладываемых в коробах по таблице 3.
При выборе поправочных или снижающих коэффициентов контрольный и резервный провода и кабели не берутся во внимание.
Допустимые длительные токи на лотках провода и кабеля при однослойной прокладке (не в пучках) следует считать, как для проводов, протянутых в воздухе.
В среде Microsoft Excel была разработана программа для автоматизации выбора сечения проводников. Ниже приведен пример одной из расчетных таблиц для кабелей с алюминиевыми жилами с бумажной пропитанной маслоканифольной и нестекающей массами изоляцией в свинцовой или алюминиевой оболочке, прокладываемых в воздухе:
Таблица 3
Интерфейс расчетной программы по выбору сечений
Программа осуществляет автоматический выбор сечения, расчет сопротивлений с учетом входных данных — тока и длины линии, а также облегчает и ускоряет вычисления всех параметров (S, R, X) при любом количестве вариаций входных данных (L, I).
В рамках работы мы рассмотрели несколько примеров таблиц из ПУЭ и выявили от чего зависит сечение проводов и кабелей. Также, в рамках работы, была разработана программа для расчета сечений с учетом входных данных. Полученные таким образом значения сечения кабеля позволят создать электропроводку, которая будет служить на протяжении долгого периода времени без возникновения внештатных или аварийных ситуаций.
Литература:
- Правила устройства электроустановок (ПУЭ. 7-е изд.). — М.: Изд-во НЦ ЭНАС, 2003. — 464 с.;
- Справочник по проектированию электрических сетей и электрооборудованию / Под ред. Ю. Б. Барыбина и др. — М.: Энергоатомиздат, 1991. (Электроустановки промышленных предприятий) / Под общ. ред. Ю. Н. Тищенко и др.
