Определение сечений проводов и кабелей.

Выбор сечений проводов и жил кабелей производят с учетом влияния нескольких факторов. К техническим факторам, влияющим на выбор сечения, относят следующее: способность проводника выдерживать длительную токовую нагрузку при нормальном режиме работы с учетом допустимого нагрева; термическая стойкость в работе при режиме к.з.; потери (падение) напряжения в проводниках от проходящего по ним тока в нормальном и пусковом режимах; механическая прочность – устойчивость к механической нагрузке; коронирование в сетях напряжением 35 кВ и выше – фактор, зависящий от значения напряжения, сечения провода и окружающей среды. К экономическим факторам относится экономическая плотность тока.

1. Выбор по длительному расчетному току производят сравнением расчетного тока с длительно допустимым током нагрузки на проводник определенного сечения. По таблицам выбирают сечение проводника, которое допускает ближайший больший или одинаковый с расчетным ток.

2. Выбор проводника по термической стойкости (способности электрических аппаратов и кабелей выдерживать при к.з. повышенную температуру) производится по формулам

или

где I∞ - установившийся ток к.з., α – термический коэффициент для кабелей напряжением до 10 кВ с медными жилами α=7, с алюминиевыми жилами α=12; С – коэффициент (при напряжении до 10 кВ включительно) для меди С=165, для алюминия С=90, ля стали С=60÷70; t_ф – время прохождения тока к.з. (принимается равным времени действия защитного реле плюс собственное время отключения силового выключателя), с; S_min – минимально допустимое сечение токоведущей жилы кабеля по условию нагрева токами к.з., мм².

Температура нагрева определяется как значением тока к.з., так и временем его прохождения. Допустимая температура нагрева для кабелей напряжением 10 кВ равна 200^оС; из алюминия – 160-200^оС.

3. Выбор сечений жил кабелей и проводов по потере напряжения необходим для проверки обеспечения стабильности напряжения у приемников электрической энергии. Поддержание нормированных уровней напряжения в центрах питания и непосредственно у потребителей имеет большое значение для нормальной работы электрооборудования предприятий. Отклонение напряжений в ту или иную сторону наносит значительный ущерб.

ГОСТ 13109-67 на нормы качества электрической энергии допускает следующие отклонения напряжения на зажимах различных электроприемников: на зажимах электродвигателей и аппаратов для их пуска и управления в пределах от -5 до +10% номинального; на зажимах остальных приемников электрической энергии допускаются отклонения напряжения в пределах ±5% номинального. При номинальном напряжении 6 кВ отклонение в -5% составит 300В, отклонение в +10% составит 600В.

Выбранное сечение (мм²) проводов или жил кабелей с учетом допустимых отклонений напряжений между источником тока и электроприемником проверяют по формуле

/ ,

где I_p – расчетный ток электроприемника, А; l – длинна воздушной или кабельной ЛЭП, м; Cosφ – коэффициент мощности электроприемника; γ – удельная проводимость проводника, м/(Oм^.мм²). При температуре + 20^оС для меди γ=53, ля алюминия γ=32 м/(Oм^.мм²); ∆U – допустимое значение потери напряжения, В.

4. По условиям механической прочности на воздушных ЛЭП напряжением до 35 кВ минимальным сечением является: 16 мм² – для сталеалюминиевых, 25 мм² – для алюминиевых проводов. При напряжении свыше 35 кВ допускается применять многопроволочные провода с минимальным сечением: 35мм² – для алюминиевых; 25мм² – для сталеалюминиевых и стальных проводов.

5. Сечения проводников должны быть проверены по экономической плотности тока. Экономически целесообразное сечение s мм², определяется из соотношения

,

где I_p – расчетный ток в час максимума энергосистемы, А; j_эк – нормативное значение экономической плотности тока, А/мм², для заданных условий работы, выбираемое по таблице.

       Сечение, полученное в результате указанного расчета, округляют до ближайшего стандартного сечения. Проверке по данным условиям не полежат: сборные шины электроустановок, осветительные сети промышленных предприятий.