Токовая нагрузка проводов и их защита сообщение

Обновлено: 04.07.2024

Главная задача электрика – сделать проводку надёжной и безопасной. В результате аварий может произойти возгорание или людей ударит током. Аварии возникают из-за повышенного тока и коротких замыканий. В результате через проводники протекает слишком большой ток, они греются и на них плавится изоляция, возникает искрение или дуга.

Как же защитить проводку от короткого замыкания?

Первый — это закон Ома:

Ток в цепи прямо пропорционален напряжению и обратно пропорционален сопротивлению.

Это значит, что если в цепи малое сопротивление – ток будет большим, а если большое – то маленьким, а также при повышении напряжения ток растёт вместе с ним.

Второй закон, о котором нужно сказать — это закон Джоуля-Ленца:

Количество теплоты, выделяемое в единицу времени в рассматриваемом участке цепи, пропорционально произведению квадрата силы тока на этом участке и сопротивления участка.

Что это значит? То, что, чем больше сопротивление проводника или ток через него – тем больше тепла выделится на нём. То есть когда через провода протекает ток – они греются. У каждого проводника есть определенное сопротивление.

Чтобы проводник не перегревался подбирают нужное сечение под определенный ток. Чтобы жила не грелась — тепло должно рассеиваться в окружающую среду, рассеивается оно тем быстрее, чем больше площадь, с которой оно рассеивается.

В связи с этим тонкие провода под большой нагрузкой начинают греться и становятся горячими, а толстые – успевают отдать тепло наружу, и их температура остаётся почти неизменной. Если температура проводника будет слишком высокой, вплоть до покраснения жилы – изоляция оплавится.

Сечение проводника — первый шаг к защите от перегрузки.

Под каждую нагрузку выбирают провод или кабель с жилами определенного поперечного сечения.

Защитная аппаратура.

Автоматический выключатель – это основной коммутационный аппарат для защиты проводки от перегрузки и коротких замыканий. Главное, что нужно запомнить – автоматический выключатель защищает КАБЕЛЬ, ШНУР или ПРОВОД от возгорания или перегорания, но никак не оборудование или людей.

Электромагнитный расцепитель – это соленоид внутри которого есть сердечник. При протекании большого тока – соленоид выталкивает сердечник и приводит в движение механизм отключения. Это своего рода реле тока.

От правильности выбора номинала и типа время-токовой, характеристики зависит безопасность его использования.

Дифференциальная защита от утечек.

УЗО – устройство защитного отключения, создано для защиты при утечке тока. Это нужно для: защиты человека при случайном касании токопроводящих частей под напряжением (оголенные провода, корпус поврежденного электроприбора), а также утечки тока на заземленные корпуса, трубопроводы, элементы строительных конструкций и прочего.

УЗО отслеживает сколько тока прошло по фазному и сколько по нулевому проводнику, если есть разница между проводами – значит произошла утечка и силовые контакты размыкаются.

Таким образом обеспечивается безопасность людей, а также снижение риска дальнейшего развития утечки до короткого замыкания, при повреждениях изоляции, что особенно важно в деревянном доме, например.

Другой тип защитных приборов – дифавтомат , совмещает в себе функции УЗО и автоматического выключателя.

Ограничитель мощности.

Следующий прибор отключает нагрузку в случае превышения мощности. Это Реле ограничения мощности. Хоть это устройство и не является по своей сути защитным и его используют в большей степени энергосбытовые или сетевые компании для контроля и ограничения потребления электроэнергии, свыше установленной в нормальной или уменьшения этой величины в аварийной ситуации. Изделие отслеживает потребляемую мощность и в случае её превышения отключает потребителя.

Безопасность и долговечность работы электропроводки лежит на трёх китах:

1. Правильный выбор сечения кабельных изделий.

2. Установка автоматических выключателей и других приборов защиты нужных номиналов. Покупайте их только в сертифицированных магазинах, чтобы не нарваться на подделку, отдавайте предпочтение таким брендам, как ABB, Schneider Electric, а из более дешевых — отечественный КЭАЗ (г. Курск).

Рассмотрим процесс нагревания проводов в электрической цепи. В первый момент, когда температура провода равна температуре окружающей среды, вся теплота, выделенная током, идет на нагрев провода. В результате его температура быстро повышается. По мере ее роста увеличивается количество теплоты, отдаваемой проводом среде, а количество теплоты, расходуемой на нагрев, уменьшается. Наконец, наступает момент установления температурного баланса: количество отдаваемой энергии равно количеству полученной энергии и повышение температуры провода прекращается.

Температуру провода, соответствующую моменту баланса, называют установившейся.

Время, в течение которого провода нагреваются до установившейся температуры, зависит от их геометрических размеров и условий охлаждения. Нагрев провода допускается до температур порядка 60—80° С. В соответствии с допустимой температурой вводится понятие допустимого тока.

Допустимым называют ток, при котором устанавливается наибольшая допустимая температура.

Коротким замыканием называют соединение двух неизолированных проводов различного потенциала.

При нормальном режиме работы (рис. 2.1, а):

При коротком замыкании (рис. 2.2,б) :

Ток короткого замыкания может практически в десятки и сотни раз превышать номинальный ток цепи, что может вызвать тепловые и механические повреждения ее отдельных элементов. Для защиты цепи от перегрузок служат плавкие предохранители (вставки), которые при определенном токе плавятся, разрывая электрическую цепь.

Схема включения предохранителя показана на рис. 2.2.

Под номинальнымпонимают такой режим работы, при котором напряжение, ток и мощность в элементах электрической цепи соответствует тем значениям, на которые они рассчитаны заводом-изготовителем. При этом гарантируются наилучшие условия работы (экономичность, долговечность и т. д.).

Кроме номинального режима работы источника существуют:

ü режим короткого замыкания

ü режим холостого хода.

Режимом короткого замыкания называют режим, при котором напряжение на внешних зажимах источника равно нулю.

Режимом холостого хода источника называют режим, при котором ток в нем равен нулю.

Наша беда в том, что, живя в старых зданиях, пользуемся электропроводкой, которая создавалась для более простых условий эксплуатации.

Буквально за два десятилетия число бытовых электроприборов в квартирах резко возросло: увеличились нагрузки на проводку. Она часто работает на грани или за пределами своих возможностей.

Щиток электрический квартирный своими встроенными защитами должен обеспечить полную безопасность жильцов, своевременно отключать неисправности и аварии, а он уже не всегда справляется с этими задачами.

Защита электропроводки в квартире – виды и типы

Защита от короткого замыкания. Иначе, это защита от сверхтоков, которые образуются в сети при касании разнофазных, нулевого и фазного, фазного и защитного проводников сети находящихся под напряжением;
От замыкания любого фазного провода на землю;
От перенапряжения, то есть скачок напряжения в сети вверх;
От пропадания напряжения или понижения его номинального значения.

Для квартирной электропроводки, применять все четыре типа защитных устройств никто не будет, да и это не предусмотрено. По нормативам, да и по практике, в электрических цепях квартиры применяют устройства защиты от короткого замыкания (сверхтоков) и защиту от замыкания рабочих проводников на землю.

Защита электрических проводов и кабелей в электросети

Основная часть бытовых электроприборов, да и всех энергоприемников работают от переменного тока напряжением 220 или 380 вольт. Все функционирование электропроводки основывается на трех проводах: фазном, нулевом рабочем проводе и проводе заземления. Эти провода функционально неразрывны друг от друга в системах электропитания, но вместе с тем на всем протяжении электропроводки они должны быть полностью изолированы друг от друга. Фазный провод, нулевой провод и провод заземления должны быть изолированы не только друг от друга, но и от любой возможности прикосновения к ним.

Нарушение изоляции токоведущих проводов и возможность прикосновения к ним относятся к аварийному режиму работы электрической сети. Чтобы защитить человека, от поражения электрическим током и саму электрическую сеть, существует много устройств защиты. Все устройства защиты разработаны для защиты от определенной неисправности электросети. В наших домах, как правило, защита электропроводки выполнена автоматическими выключателями (автоматы защиты).

Автомат защиты — это электромеханическое устройство, которое обеспечивает протекание тока в нормальном режиме и автоматическом отключении тока (напряжения) при аварийных ситуациях: коротком замыкании и перегрузке. Кроме защиты от аварийных ситуаций, автоматы защиты служат для оперативного выключения и включения питания для электрических сетей. Автоматы защиты — это еще и выключатели отдельных линий электрической сети или электрической сети в целом.

При перегрузке или коротком замыкании автоматы защиты отключают (обесточивают) электрическую сеть в которой они установлены. Для этого в них встроены специальные устройства-расцепители. От перегрузки защищает тепловой расцепитесь. От короткого замыкания — электромагнитный расцепитесь.

Аппараты для защиты электропроводки

Защита электропроводки в квартире от сверхтоков обеспечивают автоматы защиты. От замыкания на землю защищает организованная система заземления квартиры, система уравнивания потенциалов и устройства защитного отключения (УЗО).

Каждый из перечисленных устройств и способов защиты требует отдельных подробных разговоров. Здесь я только отмечу, что все автоматы защиты и УЗО должны иметь заранее рассчитанный номинал, в соответствии с планируемой нагрузкой. Хорошо если у вас есть профессионально сделанная, однолинейная расчетная схема вашей электропроводки. В противном случае расчет электрических цепей квартиры придется делать самостоятельно.

Также отмечу, что все защитные устройства электросети квартиры устанавливаются в квартирный электрощит или в щиток на этаже (этажный электрощит), за исключением СУП (системы уравнивания потенциалов), также ее называют ДУП (дополнительное уравнивание потенциалов). Клемная колодка СУП располагается вблизи водопроводных стояков квартиры в специальном шкафу.

Статьи по теме: Групповые цепи квартиры что это

Хотя заявленная тема статьи — Защита электропроводки в квартире, не могу не сказать пару слов о защиты человека от поражений электротоком. Кроме упомянутых выше УЗО, нельзя забывать о механической защиты токоведущих частей квартирной электропроводки (прямого прикосновения).

Как защитить проводку от перегрузки и короткого замыкания?

Как же защитить проводку от короткого замыкания?

Первый — это закон Ома:

Ток в цепи прямо пропорционален напряжению и обратно пропорционален сопротивлению.

Второй закон, о котором нужно сказать — это закон Джоуля-Ленца:

Сечение проводника — первый шаг к защите от перегрузки.

Под каждую нагрузку выбирают провод или кабель с жилами определенного поперечного сечения.

Защитная аппаратура.

Дифференциальная защита от утечек.

Другой тип защитных приборов – дифавтомат, совмещает в себе функции УЗО и автоматического выключателя.

Ограничитель мощности.

Безопасность и долговечность работы электропроводки лежит на трёх китах:

Правильный выбор сечения кабельных изделий.
Установка автоматических выключателей и других приборов защиты нужных номиналов. Покупайте их только в сертифицированных магазинах, чтобы не нарваться на подделку, отдавайте предпочтение таким брендам, как ABB, Schneider Electric, а из более дешевых — отечественный КЭАЗ (г. Курск).
Правильная эксплуатация электрообрудования.

Защита от прямого прикосновения

Если у вас квартирный щиток установлен в квартире, то вам нужно подумать о защите и здесь. Правда, в этом случае, защищать нужно не электропроводку, а жителей квартиры.

В квартирном щитке, должен быть установлен защитный кожух, закрывающий контакты всех устройств щита. Доступ должен быть только к клавишам автоматов, для их включения и выключения.

Все розетки и выключатели в квартире должны быть закрыты лицевыми декоративными крышками.

Розетки и бытовые приборы, включая светильники должны иметь защиту IP в соответствии с местом расположения. В квартире это требование актуально для ванной комнаты. В ванной, светильники и розетки должны быть защищены от попадания влаги и иметь степень защиты IP54 (5- пылезащитные, 4- защита от обрызгивания).

Современные виды защит для квартиры

Размеры электрического квартирного щитка сейчас значительно увеличились из-за необходимости размещения в нем различных модулей и клеммных сборок кабелей.

Шины подключения проводов

Раньше провода фазного и нулевого потенциала можно было посадить непосредственно на входные предохранители, а после них разводить схему дальше по различным ответвлениям.

Современный щиток электрический квартирный требует обязательного монтажа отдельных клеммных сборок — шин для наглядной сборки трех типов проводов:

фазного;
нулевого рабочего;
защитного РЕ проводника.

Рассмотрим роль последнего чуть подробнее.

Как работает РЕ-проводник в качестве защиты

В системе электроснабжения здания по схеме заземления TN-S потенциал контура земли от питающей трансформаторной подстанции к каждому бытовому потребителю подается двумя одинаковыми и параллельными цепочками, каждая из которых решают свою задачу:

обычный ноль создан для магистрали прохождения рабочего тока нагрузки каждого потребителя при нормальном режиме;
защитный РЕ проводник отводит аварийные токи с корпусов поврежденных потребителей, обеспечивает работу ряда современных защитных модулей.

Поэтому рабочий ноль допустимо разрывать вводными автоматами или переключателями, а защитный РЕ проводник — запрещено.

К его монтажу и эксплуатации предъявляются самые жесткие требования по сохранению целостности во время любого создаваемого режима, а особенно — при внезапной аварии.

уменьшать его проектное поперечное сечение;
монтировать стыковкой из отдельных кусков провода;
пропускать через коммутационные аппараты;
разрывать любым способом.

С целью обеспечения наглядности и удобства монтажа или проверок схемы маркировка шин с проводами РЕ-проводника выполняется чередующимися полосками из ярких желтых и зеленых расцветок.

Наличие надежного РЕ проводника в электрическом квартирном щитке — это обязательное требование современных правил безопасности. Все старые здания, оборудованные по схеме заземления TN-C должны быть переведены на усовершенствованную систему TN-C-S. Это длительный и трудоемкий процесс.

Как изменились электрические автоматы

Принцип работы предохранителей ПАР и выключателей АЕ постоянно совершенствуется во всех современных автоматических модулях.

Они сейчас более приспособлены для работы в конкретных условиях различных схем и выпускаются очень широким ассортиментом, обладают отличающимися техническими характеристиками.

Для их выбора разработан специальный алгоритм, учитывающий величину номинального тока и другие важные эксплуатационные требования.

Автоматические модули защит с дифференциальным органом

Принцип протекания тока только по замкнутой цепи позволил выявлять возникновение опасной утечки за счет постоянного сравнения величин токов, входящих в квартирную проводку — фазы и исходящих из нее — нуля.

Когда они равны, то в суммирующем сердечнике магнитные потоки ФL и ФN сбалансированы. Если же где-то внутри контролируемой схемы возникла утечка, то пропорционально ее величине в магнитопроводе создается дисбаланс Ф∑.

Он формирует ток в дополнительной обмотке, который направляется на катушку токового реле.

При достижении значения выставленной уставки происходит срабатывание исполнительного органа — реле KL. Оно отключает защищаемую схему от входного напряжения.

На этом принципе работают УЗО и дифференциальные автоматы.

Особенности конструкций УЗО

Устройства защитного отключения создаются для выполнения одной из двух возможных задач:

Спасения жизни человека от проникновения потенциала фазы на корпус любого бытового прибора.
Предотвращения возникновения пожара от токов утечек через поврежденную изоляцию.

В первом случае достаточно выбора уставки защиты в сухих жилых помещениях 30 мА, а с периодически создаваемой влажностью (душевые, ванные, кухни и другие подобные) — 10 или 6 мА.

Противопожарное УЗО не может спасти человека. Оно имеет более грубую уставку срабатывания: 100 или 300 мА. Но ее вполне достаточно для предотвращения возникновения пожара от повреждений изоляции.

Конструкция УЗО рассчитана на протекание через защиту токов только номинальной величины. При аварийных режимах она выходит из строя. Поэтому ее обязательно защищают автоматическим выключателем соответствующего номинала.

Как устроен дифавтомат

Его устройство объединило две предыдущих защиты: УЗО и совмещенный автоматический выключатель внутри общего модуля.

Такая конструкция не требует поиска двух отдельных защит, подходящих по электрическим характеристикам. Она одновременно экономит место в квартирном щитке.

Токовые защиты с дифференциальным органом: УЗО и дифавтоматы способны работать в старой схеме заземления TN-C и новой TN-S. Однако, наличие трехпроводной системы с защитным РЕ проводником значительно улучшает их безопасность за счет более раннего отключения повреждений.

Защитные приборы от повышенного напряжения в бытовой проводки

Эти конструкции создаются для быстрой ликвидации двух различных аварий:

Увеличения фазного напряжения 220 вольт до линейной величины 380 вследствие перекоса фаз нагрузками или обрыва нуля в питающей трехфазной системе.
Проникновения импульса молнии до 500 вольт в бытовую проводку через ограничители перенапряжения воздушной ЛЭП.

Как работает реле контроля напряжения

Современный модуль РКН позволяет выставлять индивидуальные уставки срабатывания по уровню напряжения и промежутку времени от возникновения аварии до момента отключения.

На большинстве устройств включена функция вольтметра — индикация текущего уровня напряжения на цифровом табло.

Реле РКН рекомендовано к установке в местности с протяженными воздушными линиями и неблагоприятными метеорологическими условиями, когда часто происходят обрывы провода.

Пропадание нуля трехфазной сети нарушает баланс работы однофазных потребителей, ведет к подключению линейных напряжений на две фазы. Если у одного потребителя отключены все бытовые приборы, то его сосед автоматически сразу получит практически полноценные 380 вольт вместо номинальных 220.

Все электродвигатели работающей бытовой техники, не оборудованные соответствующими защитами, сгорят. Повреждается также цифровая техника и осветительные приборы.

Реле контроля напряжения спасает всю дорогую технику при случайном возникновении аварийной ситуации в схеме электроснабжения.

Если электрический ток будет протекать по проводнику в течение длительного времени, в этом случае установится определенная стабильная температура данного проводника, при условии неизменной внешней среды. Величины токов, при которых температура достигает максимального значения, в электротехнике известны как длительно допустимые токовые нагрузки для кабелей и проводов. Данные величины соответствуют определенным маркам проводов и кабелей. Они зависят от изоляционного материала, внешних факторов и способов прокладки. Большое значение имеет материал и сечение кабельно-проводниковой продукции, а также режим и условия эксплуатации.

Причины нагрева кабеля

Причины повышения температуры проводников тесно связаны с самой природой электрического тока. Всем известно, что по проводнику под действием электрического поля упорядоченно перемещаются заряженные частицы – электроны. Однако для кристаллической решетки металлов характерны высокие внутренние молекулярные связи, которые электроны вынуждены преодолевать в процессе движения. Это приводит к высвобождению большого количества теплоты, то есть, электрическая энергия преобразуется в тепловую.

Данное явление похоже на выделение теплоты под действием трения, с той разницей, что в рассматриваемом варианте электроны соприкасаются с кристаллической решеткой металла. В результате, происходит выделение тепла.

Такое свойство металлических проводников имеет как положительные, так и отрицательные стороны. Эффект нагрева используется на производстве и в быту, как основное качество различных устройств, например, электрических печей или электрочайников, утюгов и другой техники. Отрицательными качествами являются возможные разрушения изоляции при перегреве, что может привести к возгоранию, а также выходу из строя электротехники и оборудования. Это означает, что длительные токовые нагрузки для проводов и кабелей превысили установленную норму.

Существует множество причин чрезмерного нагрева проводников:

Основной причиной часто становится неправильно выбранное сечение кабеля. Каждый проводник обладает собственной максимальной пропускной способностью тока, измеряемого в амперах. Прежде чем подключать тот или иной прибор, необходимо установить его мощность и только потом выбирать сечение. Выбор следует делать с запасом мощности от 30 до 40%.
Другой, не менее распространенной причиной, считаются слабые контакты в местах соединений – в распределительных коробках, щитках, автоматических выключателях и т.д. При плохом контакте провода будут нагреваться, вплоть до их полного перегорания. Во многих случаях достаточно проверить и подтянуть контакты, и чрезмерный нагрев исчезнет.
Довольно часто контакт нарушается из-за неправильного соединения медных и алюминиевых проводов. Чтобы избежать окисления в местах соединений этих металлов, необходимо использовать клеммники.

Для правильного расчета сечения кабеля нужно вначале определить максимальные токовые нагрузки. С этой целью сумма всех номинальных мощностей у используемых потребителей, должна быть поделена на значение напряжения. Затем, с помощью таблиц можно легко подобрать нужное сечение кабеля.

Расчет допустимой силы тока по нагреву жил

Правильно выбранное сечение проводника не допускает падений напряжения, а также излишних перегревов под воздействием проходящего электротока. То есть, сечение должно обеспечивать наиболее оптимальный режим работы, экономичность и минимальный расход цветных металлов.

Сечение проводника выбирается по двум основным критериям, как допустимый нагрев и допустимая потеря напряжения. Из двух значений сечения, полученных при расчетах, выбирается большая величина, округляемая до стандартного уровня. Потеря напряжения оказывает серьезное влияние преимущественно на состояние воздушных линий, а величина допустимого нагрева оказывает серьезное влияние на переносные шланговые и подземные кабельные линии. Поэтому сечение для каждого вида проводников определяется в соответствии с этими факторами.

Таким образом, любому току, протекающему через проводник в течение длительного времени, будет соответствовать определенное значение установившейся температуры проводника. При этом, внешние условия, окружающие проводник, остаются неизменными. Величина тока, при которой температура данного кабеля считается максимально допустимой, известна в электротехнике, как длительно допустимый ток кабеля. Этот параметр зависит от материала изоляции и способа прокладки кабеля, его сечения и материала жил.

Когда рассчитываются длительно допустимые токи кабелей, обязательно используется значение максимальной положительной температуры окружающей среды. Это связано с тем, что при одинаковых токах теплоотдача происходит значительно эффективнее в условиях низких температур.

В разных регионах страны и в разное время года температурные показатели будут отличаться. Поэтому в ПУЭ имеются таблицы с допустимыми токовыми нагрузками для расчетных температур. Если же температурные условия значительно отличаются от расчетных, существуют поправки с помощью коэффициентов, позволяющих рассчитать нагрузку для конкретных условий. Базовое значение температуры воздуха внутри и вне помещений устанавливается в пределах 250С, а для кабелей, проложенных в земле на глубине 70-80 см – 150С.

Расчеты с помощью формул достаточно сложные, поэтому на практике чаще всего используется таблица допустимых значений тока для кабелей и проводов. Это позволяет быстро определить, способен ли данный кабель выдержать нагрузку на данном участке при существующих условиях.

Условия теплоотдачи

Наиболее эффективными условиями для теплоотдачи является нахождение кабеля во влажной среде. В случае прокладки в грунте, отведение тепла зависит от структуры и состава грунта и количества влаги, содержащейся в нем.

Для того чтобы получить более точные данные, необходимо определить состав почвы, влияющий на изменение сопротивления. Далее с помощью таблиц находится удельное сопротивление конкретного грунта. Данный параметр может быть уменьшен, если выполнить тщательную трамбовку, а также изменить состав засыпки траншеи. Например, теплопроводность пористого песка и гравия ниже, чем у глины, поэтому кабель рекомендуется засыпать глиной или суглинком, в которых отсутствуют шлаки, камни и строительный мусор.

Воздушные кабельные линии обладают плохой теплоотдачей. Она ухудшается еще больше, когда проводники прокладываются в кабель-каналах с дополнительными воздушными прослойками. Кроме того, кабели, расположенные рядом, подогревают друг друга. В таких ситуациях выбираются минимальные значения нагрузок по току. Чтобы обеспечить благоприятные условия эксплуатации кабелей, значение допустимых токов рассчитывается в двух вариантах: для работы в аварийном и длительном режиме. Отдельно рассчитывается допустимая температура на случай короткого замыкания. Для кабелей в бумажной изоляции она составит 2000С, а для ПВХ – 1200С.

Значение длительно допустимого тока и допустимая нагрузка на кабель представляет собой обратно пропорциональную зависимость температурного сопротивления кабеля и теплоемкости внешней среды. Необходимо учитывать, что охлаждение изолированных и неизолированных проводов происходит в совершенно разных условиях. Тепловые потоки, исходящие от кабельных жил, должны преодолеть дополнительное тепловое сопротивление изоляции. На кабели и провода, проложенные в земле и трубах, существенно влияет теплопроводность окружающей среды.

Если в одной траншее прокладывается сразу несколько кабелей, в этом случае условия их охлаждения значительно ухудшаются. В связи с этим длительно допустимые токовые нагрузки на провода и кабели снижаются на каждой отдельной линии. Данный фактор нужно обязательно учитывать при расчетах. На определенное количество рабочих кабелей, проложенных рядом, существуют специальные поправочные коэффициенты, сведенные в общую таблицу.

Таблица нагрузок по сечению кабеля

Передача и распределение электрической энергии совершенно невозможно без проводов и кабелей. Именно с их помощью электрический ток подводится к потребителям. В этих условиях большое значение приобретает токовая нагрузка по сечению кабеля, рассчитываемая по формулам или определяемая с помощью таблиц. В связи с этим, сечения кабелей подбираются в соответствии с нагрузкой, создаваемой всеми электроприборами.

Предварительные расчеты и выбор сечения обеспечивают бесперебойное прохождение электрического тока. Для этих целей существуют таблицы с широким спектром взаимных связей сечения с мощностью и силой тока. Они используются еще на стадии разработки и проектирования электрических сетей, что позволяет в дальнейшем исключить аварийные ситуации, влекущие за собой значительные затраты на ремонт и восстановление кабелей, проводов и оборудования.

Существующая таблица токовых нагрузок кабелей, приведенная в ПУЭ показывает, что постепенный рост сечения проводника вызывает снижение плотности тока (А/мм2). В некоторых случаях вместо одного кабеля с большой площадью сечения, более рациональным будет использование нескольких кабелей с меньшим сечением. Однако, данный вариант требует экономических расчетов, поскольку при заметной экономии цветного металла жил, возрастают затраты на устройство дополнительных кабельных линий.

Выбирая наиболее оптимальное сечение проводников с помощью таблицы, необходимо учитывать несколько важных факторов. Во время проверки на нагрев, токовые нагрузки на провода и кабели принимаются из расчета их получасового максимума. То есть, учитывается средняя максимальная получасовая токовая нагрузка для конкретного элемента сети – трансформатора, электродвигателя, магистралей и т.д.

Кабели, рассчитанные на напряжение до 10 кВ, имеющие пропитанную бумажную изоляцию и работающие с нагрузкой, не превышающей 80% от номинала, допускается краткосрочная перегрузка в пределах 130% на максимальный период 5 суток, не более 6 часов в сутки.

Когда нагрузка кабеля по сечению определяется для линий, проложенных в коробах и лотках, ее допустимое значение принимается как для проводов, уложенных открытым способом в лотке в одном горизонтальном ряду. Если провода прокладываются в трубах, то это значение рассчитывается, как для проводов, уложенных пучками в коробах и лотках.

Если в коробах, лотках и трубах прокладываются пучки проводов в количестве более четырех, в этом случае допустимая токовая нагрузка определяется следующим образом:

Для 5-6 проводов, нагруженных одновременно, считается как при открытой прокладке с коэффициентом поправки 0,68.
Для 7-9 проводников при одновременной нагрузке – так же как при открытой прокладке с коэффициентом 0,63.
Для 10-12 проводников при одновременной нагрузке – так же как при открытой прокладке с коэффициентом 0,6.

Таблица для определения допустимого тока

Расчеты, выполняемые вручную, не всегда позволяют определить длительно допустимые токовые нагрузки для кабелей и проводов. В ПУЭ содержится множество разных таблиц, в том числе и таблица токовых нагрузок, содержащая готовые значения, применительно к различным условиям эксплуатации.

Характеристики проводов и кабелей, приведенные в таблицах, дают возможность нормальной передачи и распределения электроэнергии в сетях с постоянным и переменным напряжением. Технические параметры кабельно-проводниковой продукции находятся в очень широком диапазоне. Они различаются собственной маркировкой, количеством жил и другими показателями.

Таким образом, перегрев проводников при постоянной нагрузке можно исключить путем правильного подбора длительно допустимого тока и расчетов отведения тепла в окружающую среду.

Читайте также: