Обновлено: 02.07.2024

Электрические сети должны обеспечивать достаточно надежное электроснабжение потребителей и требуемое качество электроэнергии. При этом они должны соответствовать требованиям наибольшей экономичности. Это относится и к условиям проектирования, и к условиям эксплуатации.
Обычно за исходные принимаются требования по надежности питания и качеству энергии, обусловленные техническими условиями. Принимаемые решения в дальнейшем корректируются по условиям экономичности. Обоснованное выполнение этих требований на основе принципов общегосударственной экономики и является важнейшей задачей инженерной деятельности в области электрических сетей и систем.
Вопрос о надежности электроснабжения потребителей возникает в связи с тем, что практически все элементы электрической сети с течением времени повреждаются. Сокращение количества возможных повреждений часто связано с большими дополнительными затратами. Поэтому обычно при конструировании электрических сетей приходится ориентироваться на некоторые средние условия их работы. В более трудных условиях, которые возникают сравнительно редко, приходится рассчитывать на возможность повреждения сетевых сооружений. Повреждения могут происходить не столько в связи с недостаточно высокими качествами, касающимися применяемых материалов, изготовлением элементов сети и оборудования и тщательности эксплуатации, сколько в зависимости от определенных внешних условий—повышенной грозовой деятельности, усиленных ветровых воздействий, особо тяжелых гололедных образований и т. д. Повышение надежности электроснабжения может обеспечиваться не только снижением повреждаемости и резервированием элементов сети, но и другими способами, которые могут оказаться более оправданными экономически. К ним относятся, например,— применение устройств автоматики, временная работа элементов сети в несимметричных режимах и др.
Качество электроэнергии в современных протяженных электрических сетях с многими ЭП зависит от многих условий работы сети. Оно оказывается практически различным в разных местах сети и может искусственно изменяться (регулироваться). При этом необходимо принимать меры по обеспечению качества электроэнергии в допустимых пределах. В ряде случаев приходится применять специальные устройства для его улучшения.
Выше указывалось, что сооружение и эксплуатация электрических сетей связаны с большими денежными и материальными затратами. Поэтому и в условиях проектирования, и в условиях эксплуатации должен проводиться тщательный анализ повышения экономичности электрических сетей. Это требуется при выборе схемы соединений линий и параметров оборудования сети, при улучшении режимов ее работы, выяснении целесообразной степени ее автоматизации, способов резервирования и т. п.

В-5. Задачи расчетов режимов работы электрических сетей

На всех стадиях проектирования и эксплуатации электрических сетей приходится выполнять расчеты режимов их работы. Целью расчета рабочего режима электрической сети обычно является проверка выполнения технических условий, т. е. соответствия токов в отдельных элементах и напряжений в узлах сети допустимым значениям. Экономичность работы сети характеризуют значения потерь активной и реактивной мощности в рассматриваемых режимах работы, а также значения потерь электроэнергии за год.

В зависимости от предъявляемых требований и поставленной задачи расчеты рабочих режимов производятся более или менее детально, с различной степенью точности и учетом влияния тех или иных смежных объектов и факторов.
Например, при разработке плана развития электрификации всей страны одновременно с выбором мощности и местоположения электростанций производятся расчеты режимов основных электрических сетей напряжением 220 кВ и выше. Эти расчеты зачастую носят оценочный характер, нагрузки потребителей обычно известны лишь ориентировочно. Поэтому к точности результатов расчетов рабочих режимов электрических сетей при этом предъявляются меньшие требования. Ряд элементов например, распределительные сети, в этих расчетах учитывается определенными укрупненными показателями.
При проектировании электрических систем и электрических сетей различных напряжений на основании предварительных расчетов рабочих режимов выбираются параметры линий сети, оборудования и электрических станций, характеристики устройств защиты и автоматики. Эти расчеты производятся уже более детально и с большей степенью точности, однако ряд менее влияющих факторов при этом может не учитываться (см. гл. 6).
В процессе эксплуатации электрических сетей и систем производятся систематические расчеты рабочих режимов. Параметры электрических сетей и оборудования, а также нагрузки потребителей при этом известны более точно. На основании результатов этих расчетов проверяется допустимость параметров режима для отдельных элементов сети, выбираются уставки релейной защиты и устройств автоматики и т. п. Очевидно, что установленное оборудование и линии электрических сетей при их работе должны использоваться наиболее полно и экономично. В связи с этим приходится производить специальные расчеты по оптимизации режимов работы электрических сетей и систем. К числу их относятся расчеты по определению экономически целесообразного распределения мощностей между электростанциями, по снижению потерь электроэнергии в элементах сети и т. п. (частично эти вопросы рассмотрены в гл. 7). Эти расчеты выполняются со значительно большей степенью точности, при этом приходится оценивать и учитывать различные, даже относительно мало влияющие факторы, которые при проектных расчетах, могут не учитываться. В крупных электрических системах расчеты по оптимизации режимов работы электростанций и основных электрических сетей целесообразно производить непрерывно с помощью специальных вычислительных машин. Такие машины в настоящее время разрабатываются.

Под термином электропроводка следует понимать систему электрических кабелей и проводов в совокупности с используемыми для их фиксации и защиты элементами, монтируемыми в соответствии с действующими нормативами (ПУЭ, в частности). Требования к электропроводке, а также порядок её монтажа представлены в этих документах в виде набора рекомендаций по выбору основных параметров (тип, сечение и т. п.) и порядку прокладки электрических проводов. При этом конкретное содержание и объём этих требований зависят не только от условий электромонтажа, но и от вида монтируемой проводки.

Виды электропроводок

Любая электропроводка в зависимости от условий, в которых осуществляется её прокладка, делится на внутреннюю разводку, располагающуюся в пределах обитаемых и подсобных помещений и на наружную, монтируемую вне этих границ.

Обратите внимание: Ко второй категории относятся также системы проводов, прокладываемые между зданиями на опорах и под навесами (в удалении от дорог).

По способу монтажа все известные виды электропроводок подразделяются на открытые, размещаемые по поверхностям стен и потолков, и закрытые, прокладываемые в конструктивных элементах интерьера либо под внутренней отделкой стен.

Открытая проводка может выполняться в виде свободно навешиваемых проводов (кабельных линий), закрепляемых на тросах и стальных струнах или на специальных изоляторных роликах. К этому же виду следует отнести проводку, монтируемую в коробах, трубах и гибких рукавах, а также в наличниках и плинтусах, оборудованных специальным каналом для её размещения. Отметим, что подобным же образом прокладываются и некоторые коммуникационные линии (кабели связи, в частности).

Закрытая проводка монтируется внутри конструктивных элементов (в стенах, перекрытиях, полах и в фундаментных стяжках). При этом она обязательно размещается в гибких металлических рукавах, прокладываемых в пустотах бетонных конструкций, а также в штробах, закрываемых впоследствии слоем штукатурки. Кроме того, проводка в закрытом исполнении может прокладываться под элементами декоративной отделки.

Общие требования

Требования по выбору сечения проводов и кабелей

При выборе сечения жил проводов и кабелей в проводке следует исходить из данных таблицы, приводимой в таблице №1. При работе с ней необходимо учитывать следующие моменты:

• в таблице приводятся усреднённые данные, которые в каждом конкретном случае определяются мощностью в нагрузке и могут иметь отличные от них значения;
• при выборе типа и сечения проводов должны учитываться условия их прокладки, определяемые категорией (группой) безопасности обслуживаемого объекта;
• помимо этого, в отдельных случаях к такому выбору предъявляются особые требования, регламентируемые нормами противопожарной безопасности (для электропроводки в деревянном доме, в частности).

Рассмотрим каждый из этих моментов более детально.

Выбор конкретных значений допустимых сечений проводов должен производиться с учётом токов, действующих в отдельных линейных цепях проводки и определяемых в соответствии с мощностью подключённого к ним оборудования (см. таблицу №2). Для удобства выбора и подсчёта этого параметра специалисты советуют перед монтажом подготовить схему проводки с указанием на ней нагрузочных токов отельных потребляющих устройств (токовая нагрузка в цепи определяется как результат деления мощности в нагрузке на действующее в ней напряжение). Все необходимые для такого подсчёта значения электрических параметров вы сможете найти в документации на подключаемое оборудование.

Что касается зависимости типа используемых проводов от условий их прокладки, то перед её рассмотрением следует ознакомиться с классификацией последних по степени опасности. По этому показателю все жилые и нежилые объекты делятся на следующие категории (всего их девять):

К последней группе также можно причислить и все деревянные постройки, в которых в процессе электромонтажа проводки должны приниматься специальные меры защиты конструкции от возгорания.

Требования к монтажу проводки

Монтаж электропроводки осуществляется в соответствии с действующими нормативными актами (см. СНиП), регламентирующими порядок укладки кабелей и жгутов в специально отведённых для этого местах и каналах. В качестве таких мест для размещения электропроводки в доме могут использоваться:

• стены и потолки жилых комнат;
• специальные ниши в строительных конструкциях;
• скрытые в элементах декоративной отделки кабельные каналы (плинтуса, наличники);
• специальные кабель–каналы и короба.

Правила монтажа электропроводки в доме допускают использование отдельных изолированных проводников, для прокладки которых чаще всего применяются:

• металлические или пластиковые трубы;
• пластиковые короба или гофрированные рукава;
• специальные декоративные изоляторы.

При этом запрещается электромонтаж отдельных проводов в следующих местах:

• в скрытом виде (в штробах под штукатуркой, например);
• в пустотах строительных конструкций домов панельного типа;
• в открытом виде (на поверхности потолков и стен, в лотках и т. п.).

Особенности монтажа кабельных линий

При рассмотрении требований к прокладке кабельных линий необходимо обратить внимание на следующее обстоятельство. Их монтаж в пределах строения производится с учётом уже рассмотренных нами общих требований за исключением случая прокладки кабеля в траншеях, осуществляемой при организации подземного ввода линии электропитания на объект.

Правила прокладки кабеля в траншее, регламентируемые соответствующими положениями СНиП, обращают внимание на следующие особенности этого вида электромонтажа:

На участке ввода электрического кабеля в обслуживаемое строение последний должен защищаться специальной асбестоцементной муфтой, проходящей непосредственно через стену или фундамент и выступающей с каждой из сторон не менее чем на 60 см.

1. На всём протяжении подземной коммуникации кабельная линия укрывается кирпичной кладкой, обеспечивающей защиту ввода от просадки почвы.
2. При прокладке электрических кабелей от различных питающих подстанций в одной траншее расстояние между ними строго нормируется (в соответствии с требованиями СНиП оно должно быть не менее 50 см).
3. Глубина прокладки кабеля выбирается в зависимости от показателя промерзания грунта и близости грунтовых вод в данной местности, а также с учётом заглубления фундаментного основания дома.
4. Действующие СНиП регламентируют этот показатель на уровне не менее 75 см и допускают возможность его корректировки в сторону увеличения.

Таким образом, для правильного обустройства ввода в дом вам следует строго придерживаться всех указанных выше правил и не нарушать общепринятый порядок монтажных процедур. Более подробно технология прокладки кабелей в подземных условиях описана в источнике, приведённом в конце статьи.

Запуск электропроводки в эксплуатацию

При отсутствии серьёзных замечаний, а также после ликвидации всех недочётов, членами комиссии подписывается акт о приёмке данного объекта и сдаче его в эксплуатацию.

В заключение ещё раз отметим, что независимо от назначения электрической проводки (делается ли она под монтаж оборудования или же с целью электроснабжения определённого объекта) её запуск в эксплуатацию возможен лишь в случае соблюдения подрядчиком всех упоминавшихся в статье нормативных актов.

Электрические сети должны надежно подавать потребителю электроэнергию надлежащего качества (при стабильных напряжении и частоте) и удовлетворять требованиям электрической и пожарной безопасности.

Чтобы эти требования были выполнены, следует правильно выбирать материал, конструкцию и высоту опор, а также тип проводов и их сечения.

Опоры могут быть деревянными (сосна, лиственница, ель, пихта), железобетонными и составными — с приставкой из железобетона и стойкой из дерева.

Бревна, предназначенные для изготовления деревянных опор (стоек и пасынков) линии 35 кВ, должны иметь диаметр в верхнем отрубе не менее 18 см, а линий 6 и 10 кВ и низшего напряжения — 17 см.

Высоту опор и расстояние между ними выбирают с таким расчетом, чтобы были соблюдены допустимые приближения проводов к земле и воде (табл. 15.1).

Если линии пересекаются между собой, то расстояния между проводами должны быть следующие: при напряжении одной линии 6. 10 кВ и другой 6. 10кВ или менее — 2 м; линия 35 кВ над линией меньшего напряжения — не менее 3 м; между линиями связи и линиями напряжением 380/220 В — не менее 1 м.

Расстояния между проводами линии напряжением 380/220 В при пролете до 30 м: вертикальное — не менее 40 см, горизонтальное — не менее 20 см; при пролетах, больших 30 м: вертикальное — не менее 40 см, а горизонтальное — не менее 30 см. Расстояния между проводами в линиях высокого напряжения зависят от величины пролета и от климатических условий (табл. 15.2).

Для алюминиевых проводов расстояния между проводами должны быть увеличены на 20%. По климатическим условиям наша страна разделена на четыре района: I, II, III и IV, в которых соответственно толщина стенки гололеда на проводах достигает 0,5; 1,0; 1,5 и 2,0 см, а расчетная скорость ветра — 10, 10, 15 и 15 м/с.

Вводы в помещения выполняют таким образом, чтобы высота проводов от земли у здания была не менее 2,75 м, но при условии, что они не пересекают проезжей территории, и длина ввода от столба до здания не более 10 м, а высота подвеса провода на столбе не меньше 5,25 м, При других условиях ввод в здание должен выполняться так, чтобы низшая точка проводов находилась на высоте не менее 3,5 м.

В ряде случаев допускается совместная подвеска проводов линий высокого напряжения (до 10 кВ) и линий низшего напряжения. При этом расстояние между нижним проводом высокого напряжения и верхним проводом низшего напряжения должно быть не менее 1,5 м.

Для проводов высокого напряжения на участке совместной прокладки применяют, усиленное крепление. Соединяют провода только на изоляторах, а не в пролете. Принимаются и другие меры, исключающие замыкание линии высокого напряжения на линию низшего напряжения, которое может вызвать в первую очередь пробой изоляции токоприемников, а также создать опасность поражения электрическим током Людей, занятых эксплуатацией электроустановок низшего напряжения.

Для усиления грозозащиты и предотвращения попаданий волн перенапряжения из линии высокого напряжения в линию низшего напряжения по концам участка совместной проводки устанавливают трубчатые разрядники. На крайних опорах совместной проводки выполняют повторные заземления нулевого провода. Их объединяют с заземлениями разрядников, причем сопротивление заземления не должно превышать 20 Ом.

На электростанции или подстанции, от которой отходят провода высокого напряжения, рекомендуется защита от замыкания на землю В отключением линии.

На опорах нулевой провод располагают ниже фазных проводов и проводов уличного освещения. Устанавливаемые на опорах плавкие предохранители и другие устройства размещают ниже проводов воздушной линии.

Соединять провода следует при помощи соединительных зажимов или сваркой (в том числе термитной). Однопроволочные провода соединяют скруткой с последующей пайкой. Провода из разных металлов или с разной площадью поперечного сечения нужно соединять на опорах при помощи переходных зажимов.

Расстояние по горизонтали от зданий (балконов, террас и окон) должно быть не менее 1,5 м, а от глухой стены — 1 м. Над зданиями (за исключением подходов к вводам) линии проводить нельзя.

Наименьшее расстояние от опор до водо-, газо- и паропроводов, а также от. канализации — 1 м, от пожарных гидрантов, водоразборных колонок — 2 м, от бензиновых колонок — 10 м, от кабелей (кроме кабелей связи и радио) — 0,5 м. Расстояние линии от ветвей деревьев, в том числе при проходе через насаждения и лесные массивы, не менее 1м.

К проводам линии предъявляются следующие основные требования: 1) не должны нагреваться проходящим по ним током до температуры, опасной в пожарном отношении; 2) должны быть механически прочными и выдерживать нагрузки от ветра и обледенения; 3) обеспечивать подачу энергии надлежащего качества.

По условиям механической прочности на воздушных линиях следует применять провода с площадью сечения не менее: алюминиевые — 16 мм2, сталеалюминиевые и биметаллические — 10 мм2, стальные многопроволочные — 25 мм2, стальные однопроволочные — 4 мм (диаметр). Однопроволочные стальные провода диаметром более 5 мм и однопроволочные биметаллические провода диаметром более 6,5 мм применять нельзя.

Выбор проводов и кабелей для электропроводок

Проектирование электропроводок заключается в выборе типа используемого провода или кабеля и сечения токопроводящего проводника, а также способов их прокладки. В пределах жилых зданий используются, как правило, изолированные провода и кабели с медными жилами напряжением до 1000 В.

Типы проводов или кабелей определяют:

- вид изоляции токоведущих жил (резиновая, поливинилхлоридная, полиэтиленовая и пр.);

- наличие общих оболочки и оплетки;

- горючесть изоляционного материала провода или кабеля;

- материал токоведущих жил (медь, алюминий);

- гибкость материала токоведущей жилы;

- конструктивное выполнение (круглый, плоский, самонесущий и др.);

- специальное назначение (например: для водопогружных насосов; повышенной термической стойкости и др.);

- напряжение (250, 380, 660 и 1000 В);

- число токоведущих жил.

Выбор типа провода или кабеля зависит от следующих факторов:

- от предполагаемого места прокладки и способа монтажа (в земле, в воздухе, в трубах, в коробах, на лотках и кронштейнах, открыто без крепления, открыто на изоляторах, скрыто);

- от категории помещений (сухие, влажные, сырые, особо сырые, особо сырые с химически активной средой);

- от влияния внешних воздействий (температура окружающей среды; наличие воды, пыли, коррозионно-активных и загрязняющих веществ; механические внешние воздействия; наличие флоры и фауны; солнечное излучение; конструкция здания);

- от уровня напряжения питающей сети.

Электроснабжение коттеджей в большинстве случаев выполняется голыми (неизолированными) алюминиевыми или медными проводами. Эти провода при помощи фарфоровых, стеклянных или пластиковых изоляторов подвешиваются на деревянные или железобетонные опоры. Электрический ввод непосредственно в коттедж осуществляется от ближайшей опоры изолированным проводом.

Выбранные проводники и защищающие их устройства должны удовлетворять следующим условиям:

- проводить, не перегреваясь, расчетный ток нагрузки, а также выдерживать кратковременные перегрузки;

- падение напряжения в проводнике не должно превышать нормированных значений;

- защитные устройства (автоматические выключатели, предохранители) должны защищать проводники от перегрузки и коротких замыканий.

Кроме вышеперечисленного проводники выбираются и по механической прочности.

5.2. Выбор сечения токопроводящей жилы

Сечения токопроводящей жилы проводов и кабелей выбираются согласно ПУЭ по условию нагрева длительным расчетным током в нормальном и послеаварийном режимах и проверяются по потере напряжения, соответствию току выбранного аппарата защиты и условиям окружающей среды.

При прокладке внутри помещений сечение выбирается по максимальному расчетному току нагрузки:

где: Iд.н. - допустимый номинальный ток нагрузки проводника при расчетной температуре, А (для отечественных кабелей – 250 oС; для импортных кабелей 300 oС);

Ip max - максимальный расчетный ток нагрузки, А.

При этом номинальный ток автоматического выключателя 1н.а защищающего проводник, должен быть равен или больше максимального тока нагрузки

Сечение токоведущей жилы в зависимости от величины тока для различных типов проводов и кабелей и при различных способах их прокладки приводятся в ПУЭ, справочниках и в материалах завода-изготовителя провода или кабеля.

Таблица 5.1 Допустимый длительный ток для проводов с резиновой и ПВХ изоляцией

Ток для проводов (А), проложенных

Примечание: Cu — медная жила; Аl — алюминиевая жила.

Таблица 5.2 Допустимый длительный ток для кабелей с резиновой, ПВХ или резиновой оболочкой

Ток для проводов и кабелей, А

Примечание: Cu — медная жила; AI — алюминиевая жила.

В табл. 5.1 и 5.2 приведены справочные данные по допустимому длительному току для проводов и кабелей, наиболее часто применяемых для квартир и коттеджей.

В реальных условиях при прокладке внутри помещений допустимый ток проводника зависит от:

- температуры окружающей среды;

- взаимного влияния проложенных рядом электрических цепей.

На основании анализа материалов и рекомендаций по выбору сечения проводников ведущих мировых электротехнических компаний ниже приводится методика учета указанных факторов, которая применима при проектировании многоквартирных жилых зданий и коттеджей.

Учет каждого из этих факторов производится с помощью соответствующих коэффициентов, определяющих их влияние на величину допустимого тока:

Таблица 5.3 Коэффициент К1 при различных температурах окружающей среды для импортных проводов и кабелей

Температура окружающей среды, С

К1 при изоляции из

Примечание: В скобках даны значения К, в соответствии с ПУЭ (6 изд., перераб. и доп. 1998 г., гл. 1.3, табл. 1.3.3)

К1 - учитывает влияние температуры окружающей среды отличной от 300С, в зависимости от типа изоляции (табл. 5.3);

К2 - учитывает влияние способа прокладки;

К3 - учитывает взаимное влияние проложенных рядом кабелей (расстояние между кабелями менее двух диаметров большего из двух кабелей) (табл. 5.4).

Коэффициент К2 при различных способах прокладки приведен ниже:

Скрытая прокладка:

Кабели, уложенные непосредственно в термоизолирующем материале (например, в штукатурке) . . . .0,7

Кабели в трубах, проложенные в термоизолирующем материале . . . .0,77

Открытая прокладка:

Многожильные кабели . . . .0,9

Кабели в строительных углублениях (нишах) и закрытых кабельных каналах . . . .0,95

Кабели на поверхности потолков . . . .0,95

Во всех остальных случаях . . . .1,0

Таблица 5.4 Коэффициент К3 для группы проводников, уложенных в один слой 1)

К3 при числе лежащих рядом цепей или многожильных кабелей

Замоноличенные в стене

Однослойные прокладки по стенам, или полам, или в неперфорированных лотках

Однослойная прокладка в потолках

Однослойная прокладка на горизонтальных или перфорированных лотках или на вертикальных лотках

Однослойная прокладка на кабельных полках, скобах и т.п.

1) При многослойной прокладке коэффициент Аз уменьшается:

- при двух слоях К3=0,8K3;

- при трех слоях К3=0,73К3;

- при четырех или пяти слоях K3=0,7K3.

С учетом этих коэффициентов допустимый ток проводника:

где Iд.н. - номинальный допустимый ток проводника по справочным или данным производителя (при температуре окружающей среды +30 oС, или +25 oС для отечественных кабелей), А.

С учетом воздействия различных факторов (температура окружающей среды, способ или вид прокладки, взаимное влияние рядом проложенных цепей), проводник выбирается из условия:

где Iн.а - номинальный ток автоматического выключателя, А.

Таким образом, сечение проводника увеличивается по сравнению с тем, которое могло быть выбрано по Ip max без учета вышеуказанных факторов.

Пример

Расчетный номинальный ток нагрузки Ip max =70А.

Температура окружающей среды +35 oС.

Прокладка - скрытая в стене.

Число лежащих рядом кабелей 5.

Кабель с ПВХ изоляцией.

Номинальный допустимый ток проводника Iд.н:

- для кабеля отечественного производства приводится в каталогах при температуре окружающей среды tо.с = +25 oС и допустимой температуре жилы в номинальном режиме tж = 65 оС.

- для кабеля импортного производства - в каталогах при tо.с = +30 оС и tж = 70 оС.

Исходя из этого по табл. 5.3 находим:

- для отечественного кабеля К1 = 0,87;

- для импортного кабеля К1 = 0,93.

К2 = 0,7 - по приведенным выше данным;

К3 = 0,6 - по табл. 5.4.

Допустимый номинальный ток проводника:

- для отечественного кабеля:

- для импортного кабеля:

Выбираем сечение: 3x95+1x70.

Для медного кабеля такого сечения Iд.н = 215 А.

При выборе сечения жил кабеля, прокладываемого в земле, допустимый ток определяется с помощью следующих коэффициентов, учитывающих:

B1 - температуру почвы, отличную от 200С (табл. 5.5.);

B2 - влияние способа прокладки:

B2=1 - при прокладке непосредственно в земле;

B2=0,8 - при прокладке в земле в керамических трубах и в каналах;

B3 - взаимное влияние проложенных рядом кабелей (расстояние между кабелями менее двух диаметров большего из двух кабелей);

B4 - влияние свойств и состояния почвы, определяющих ее теплопроводность.

Коэффициент B3, учитывающий взаимное влияние расположенных рядом кабелей при прокладке в один слой приведен ниже:

Число кабелей . . . . .1 2 3 4 5 6 7 8 9 12 16 20

B3 . . . .1,0 0,8 0,7 0,65 0,6 0,57 0,54 0,52 0,5 0,45 0,41 0,3

Таблица 5.5 Значение коэффициента B1, учитывающего температуру почвы

Температура почвы, °С

B1 при изоляции кабеля

При многослойной прокладке коэффициент B3 уменьшается:

- при двух слоях B'3=0,8B3;

- при трех слоях B'3=0,73B3;

- при четырех и пяти слоях B'3=0,73B3.

Коэффициент B4, учитывающий свойства и состояние почвы, приведен ниже:

Насыщенная влагой / мокрая… 1,21

Очень сухая… 0,86

5.3. Проверка проводников по потере напряжения

Падение напряжения в системе электроснабжения потребителя определяется формулой

где U - падение напряжения в системе электроснабжения;

P и Q - активная и реактивная составляющие мощности, передаваемой потребителю;

R и X- активное и индуктивное сопротивления сети.

Действительная часть формулы

называется потерей напряжения и характеризует изменение величины напряжения.

Мнимая часть формулы

характеризует фазовый сдвиг напряжения у потребителя

относительно напряжения источника питания.

При проектировании электроснабжения и электрооборудования жилища важна величина действительной части, т.е. потеря напряжения.

Проверка выбранных проводников по потере напряжения из условия обеспечения необходимых (регламентированных стандартами) уровней напряжения у самых удаленных от источника питания потребителей осуществляется следующим образом.

Выполняется расчет потери напряжения (%) по формулам:

- для однофазной сети:

- для симметричной трехфазной сети:

где Uн - номинальное напряжение, В (220 В трехфазной сети);

R - активное сопротивление проводника, Ом;

Х - индуктивное сопротивление проводника, Ом;

cos ф - коэффициент мощности нагрузки;

Ip max- максимальный расчетный ток нагрузки, А;

U - потеря напряжения, % от номинального.

Без учета индуктивного сопротивления линии на потерю напряжения, как правило, рассчитываются:

- сети постоянного тока;

- линии сети переменного тока, для которых коэффициент мощности cos ф = 1;

- сети, выполненные проводами внутри зданий или кабелями, если их сечения не превосходят указанных в табл. 5.6 значений.

Индуктивным сопротивлением проводников сечением менее 50 мм2 можно пренебречь, т.е. Х = 0. При отсутствии какой-либо другой информации величину Хможно принимать равной 8*10-5 Ом/м.

Активное сопротивление проводников (Ом) определяется по одной из известных формул

где р - удельное сопротивление проводника, Ом*мм2 / м;

Y - удельная проводимость проводника, м / Ом * мм2;

S - сечение проводника, мм2; l - длина проводника.

Значение удельного сопротивления и удельной проводимости для:

- медных проводников рм =0,0189 Ом*мм2 / м; ум = 53 м / Ом*мм2;

- алюминиевых проводников ра =0,0315 Ом*мм2 / м; уа = 31,7 м / Ом*мм2.

Таблица 5.6 Максимальные сечения проводов и кабелей, для которых допустимо вести расчет потерь напряжения без учета индуктивного сопротивления проводов (для сети переменного тока частотой 50 Гц)

Максимальные сечения проводов и кабелей, мм2, при cos ф

Провода в трубах

Провода на роликах

Провода на изоляторах

Примечание: Cu — медные провода и кабели; АL — алюминиевые провода и кабели

В табл. 5.7 приведены удельные активные сопротивления медных и алюминиевых проводов и кабелей, номенклатура которых по сечению токопроводящей жилы наиболее часто используется в жилищном строительстве.

В табл. 5.8 приведены удельные индуктивные сопротивления воздушных линий, с помощью которых осуществляется, как правило, электроснабжение коттеджей.

Допустимая величина падения напряжения определяется по формуле

где Uпд - предельно допустимые потери напряжения в питающей приемник цепи, %;

105 - напряжение холостого хода на вторичной стороне питающего трансформатора, %;

Uтр - падение напряжения в трансформаторе, питающем данный объект, %;

Umin д - минимально допустимое напряжение на зажимах электроприемника, %.

Таблица 5.7 Активные сопротивления проводов и кабелей, Ом/м

Сечение токоведущей жилы, мм2

Медные провода и кабели

Алюминиевые провода и кабели

Таблица 5.8 Индуктивные сопротивления воздушных линий

Среднее геометрическое расстояние между проводами, мм

Индуктивное сопротивление, Ом/м, при сечении проводов, мм2

Таблица 5.9 Отклонение напряжения на выводах приемников электроэнергии, %

Наименование потребителя электроэнергии

Отклонение напряжения U

Двигатели и аппараты управления

Допустимые отклонения напряжения у приемников электроэнергии приведены в табл. 5.9. Затем проверяется выполнение условия:

Для проверки проводников по потере напряжения можно также использовать таблицы удельных потерь напряжения (табл. 5.10 - 5.13), которые составлены на основании данных, приведенных в Справочнике по расчету проводов и кабелей и адаптированных к рассматриваемой тематике и к действующим в настоящее время нормам и правилам.

В указанных таблицах приведены удельные потери напряжения для электропроводок, воздушных и кабельных линий в зависимости от величины коэффициента мощности. Для проводов и кабелей из цветного металла эти потери выражены в процентах на 1 кВт*км в зависимости от напряжения линии.

Потеря напряжения в линии при заданном сечении проводов и кабелей из цветных металлов определяется по формуле

где Ма - сумма произведений активных нагрузок на длины участков линии, кВт*км;

Um6 - табличное значение удельной величины потери напряжения в процентах на 1 кВт*км. Определение сечения проводов по заданной величине потери напряжения производится следующим образом. Определяется расчетное значение Umб по формуле:

и по соответствующей таблице подбирается сечение провода с ближайшим меньшим значением удельной потери напряжения.

Таблица 5.10 Потеря напряжения в двухпроводной линии переменного тока при cosф=1

Номинальное сечение, мм2

Потеря напряжения, % / кВ*км, при номинальном напряжении, В

Таблица 5.11 Потеря напряжения в трехфазной линии 380 В, выполненной изолированными проводами

Потеря напряжения, % / кВ*км, при коэффициенте мощности

Таблица 5.12 Потеря напряжения в трехфазной кабельной линии 380 В

Номинальное сечение, мм2

Потеря напряжения, %/кВ*км, при коэффициенте мощности

Таблица 5.13 Потеря напряжения в трехфазной воздушной линии 380 В

Сечение провода, мм2

Потеря напряжения, % / кВ*км, при коэффициенте мощности

5.4. Проверка кабелей по термической устойчивости при коротких замыканиях

Как правило, такую проверку выполняют только для кабелей, подключаемых к главному (или вводному) распределительному щиту.

При коротких замыканиях температура нагрева проводника не должна превышать предельно допустимой для изоляции проводника температуры.

Сечение проводника, соответствующее этому условию, определяется по формуле

Величина коэффициентов К2, рассчитанных в соответствии с температурами mах и нач, указанными в ПУЭ3, приведены в табл. 5.14.

Выбранное сечение должно удовлетворять условию Sд.н. >= Sкд,

где Sд.н.- сечение проводника, соответствующее длительно допустимому току.

Таблица 5.14 Коэффициент К2 для проводников из меди и алюминия

К2 для проводника

Т конечная при КЗ

По данным иностранных фирм

5.5. Рекомендуемые марки проводов и кабелей

В ПУЭ (7-е изд., раздел 7, п. 7.1.34) для внутренних электропроводок зданий предписывается использование проводов и кабелей с медными жилами. Поэтому ниже рекомендуются марки проводов и кабелей для применения в жилых зданиях только с медными жилами.

В табл. 5.15 приведены основные данные наиболее употребительных силовых кабелей напряжением до 1 кВ, которые используются для внутренних электропроводок. Так как приведенные марки кабелей могут быть использованы в помещениях любой категории по электробезопасности (сухие, влажные, сырые, особо сырые), то в таблице указаны также возможные способы их прокладки.

В табл. 5.16 приведены основные данные и рекомендации по применению наиболее употребительных проводов.

Для внешних электропроводок в коттеджах используются кабели и провода как с медными, так и алюминиевыми жилами. К внешним электропроводкам относятся: ответвления от воздушных линий, вводы в дома и электрические сети на приусадебных участках. Здесь находят применение как неизолированные провода (например, марки А) сечением не менее 16 мм2, так и кабели, часть из которых учтена в табл. 5.15.

3 Правила устройства электроустановок. М, 1998. 6-е изд. перераб. и доп. (п.п. 1.3.10 и 1.4.16)

Таблица 5.15 Основные данные и рекомендации по прокладке наиболее употребительных силовых кабелей с медными жилами напряжением до 1 кВ для внутренних электропроводок

Читайте также:

  
• Конспект урока по математике 2 класс школа россии с анализом
  
• Медианы биссектрисы и высоты треугольника конспект
  
• Составить конспект экскурсии в соответствии со структурой тема и возрастная группа на выбор
  
• Понятие обратной функции 11 класс никольский конспект урока
  
• Ллойд идея права конспект