Hogyan válasszuk ki a kábelszakaszt - tervezői tippek

A cikk megvizsgálja a kábelszakasz kiválasztásának fő kritériumait, példákat mutat a számításokra.

A piacokon gyakran kézírásos táblákat láthat, amelyek jelzik, hogy melyiket kábel a vevőnek meg kell vásárolnia, a várható terhelési áram függvényében. Ne higgye el ezeknek a jeleknek, mivel félrevezetik téged. A kábel keresztmetszetét nemcsak az üzemi áram, hanem több paraméter választja meg.

Mindenekelőtt nem szabad megfeledkezni arról, hogy ha kábelt képességeinek határán használ, a kábelmagok több tíz fokot felmelegítenek. Az 1. ábrán látható jelenlegi értékek arra utalnak, hogy a kábelmagokat 65 fokra melegítik 25 ° C környezeti hőmérsékleten. Ha több kábelt fektetnek egy csőbe vagy tálcába, akkor kölcsönös melegítésük miatt (minden kábel melegíti az összes többi kábelt) a maximálisan megengedett áram 10-30% -kal csökken.

Emellett a megengedett legnagyobb áram csökken magasabb környezeti hőmérsékleten is. Ezért egy csoportos hálózatban (pajzsoktól a lámpatestekig, a dugaszoló aljzatokig és más elektromos vevőkészülékekig) a kábeleket általában az 1. ábrán látható értékeknél nem haladják meg a 0,6–0,7 áramot.

Ábra. 1. Rézvezetékekkel rendelkező kábelek megengedett folyamatos árama

Ennek alapján a 25A névleges áramú megszakítók széles körű használata a 2,5 mm2 keresztmetszetű rézvezetékekkel ellátott kábelekkel ellátott kimeneti hálózatok védelmére veszélyt jelent. A hőmérséklettől és az egy tálcában lévő kábelek számától függő csökkenő együtthatók táblázata megtalálható az Elektromos telepítési szabályokban (PUE).

További korlátozások merülnek fel, ha a kábel hosszú. Ugyanakkor a kábel feszültségvesztesége elfogadhatatlan értékeket is elérhet. A kábelek kiszámításakor a vezeték maximális vesztesége általában nem haladja meg az 5% -ot. A veszteségeket nem nehéz kiszámítani, ha ismeri a kábelmagok ellenállási értékét és a becsült terhelési áramot. De általában a veszteségek kiszámításához a veszteségeknek a berakodás pillanatától való függőségének táblázatait használjuk. A terhelési nyomatékot a kábel hosszának méterben és az energia kilowattban kifejezésével számolják.

A 220 V egyfázisú feszültségnél a veszteségek kiszámításához szükséges adatokat az 1. táblázat tartalmazza. Például egy 2,5 mm2 keresztmetszetű rézvezetékkel ellátott, 30 méteres kábelhosszú és 3 kW terhelhetőségű kábel esetében a terhelési nyomaték 30x3 = 90, és a veszteség 3% lesz. Ha a veszteségek számított értéke meghaladja az 5% -ot, akkor nagyobb keresztmetszetű kábelt kell választani.

1. táblázat: Terhelési momentum, kW x m, rézvezetőknél egy kétvezetékes vezetékben, 220 V feszültséggel a vezető adott szakaszára

A 2. táblázat szerint meghatározhatja a veszteséget egy háromfázisú vonalon. Az 1. és a 2. táblázatot összehasonlítva meg lehet jegyezni, hogy egy 2,5 mm2 keresztmetszetű rézvezetőkkel ellátott háromfázisú vezetékben a 3% -os veszteség hatszor nagyobb terhelési momentumnak felel meg.

A terhelési nyomaték hármas növekedése a terhelési teljesítmény három fázisban történő eloszlása ​​miatt, és kétszeres növekedése annak a ténynek köszönhető, hogy a semleges vezetőben a szimmetrikus terhelésű háromfázisú hálózatban nulla (azonos áramok a fázisvezetőkben) nulla. Kiegyensúlyozatlan terhelés esetén a kábel vesztesége növekszik, amelyet figyelembe kell venni a kábelszakasz kiválasztásakor.

2. táblázat: Terhelési momentum, kW x m, rézvezetőknél egy háromfázisú négyvezetékes vezetéknél, amelynek záró feszültsége 380/220 V a vezető adott szakaszára (a táblázat nagyításához kattintson az ábrára)

Alacsony feszültségű, például halogénlámpák használatakor a kábel veszteségei erősen befolyásolódnak. Ez érthető: ha a 3 V feszültség csökken a fázis- és semleges vezetékeken, akkor 220 V feszültségnél ezt valószínűleg nem vesszük észre, és 12 V feszültségnél a lámpa feszültsége felére 6 V-ra csökken.Ezért kell a halogénlámpák táplálására szolgáló transzformátorokat a lámpákhoz lehető legközelebb helyezni. Például 4,5 méter hosszú, 2,5 mm2 keresztmetszetű és 0,1 kW terhelésű kábel (két lámpának mindegyike 50 W) terhelési nyomatéka 0,45, ami 5% -os veszteségnek felel meg (3. táblázat).

3. táblázat: Terhelési momentum, kW x m, rézvezetőknél kétvezetékes vezetékben 12 V feszültséggel a vezető adott szakaszára

A fenti táblázatok nem veszik figyelembe a vezetők fűtési ellenállásának növekedését a rajtuk átáramló áramlás miatt. Ezért, ha a kábelt egy adott szakasz maximális megengedett kábeláramának 0,5 vagy annál nagyobb feszültségén használják, akkor módosítani kell. A legegyszerűbb esetben, ha nem haladja meg az 5% -ot, akkor a keresztmetszetet 4% -os veszteség alapján számolja ki. A veszteségek nagyszámú kábelvezető csatlakozás esetén is növekedhetnek.

Az alumíniumvezetőkkel ellátott kábelek ellenállása 1,7-szer nagyobb, mint a rézvezetőkkel szemben, és ezek vesztesége 1,7-szer nagyobb.

A nagy kábelhosszok második korlátozó tényezője a nulla fázisú áramkör ellenállásának megengedett értékének túllépése. A kábelek túlterhelés és rövidzárlat elleni védelmére általában kombinált kioldású megszakítókat kell használni. Az ilyen kapcsolók termikus és elektromágneses kibocsátással rendelkeznek.

Az elektromágneses kioldás rövidzárlat során a hálózat vészhelyzeti részének azonnali leállását (másodperces tized és tized század) biztosítja. Például egy C25 jelű megszakító hőkibocsátása 25 A, elektromágneses kibocsátása pedig 250A. A "C" csoport megszakítóinak többszöröse az, hogy az elektromágneses kibocsátás áramtörési árama 5-10-ig terjedjen. De a rövidzárlati áram számítása a maximális értéket veszik figyelembe.

A nullfázisú áramkör általános ellenállása magában foglalja: a transzformátor alállomás leépülő transzformátorának ellenállását, az alállomástól az épület bemeneti elosztójáig (ASU) vezető kábel ellenállását, az ASU-tól a kapcsolóberendezésig elvezetött kábel ellenállását és maga a csoportvezeték ellenállását, amelynek keresztmetszete szükséges meghatározni.

Ha a vezeték nagyszámú kábelvezető csatlakozással rendelkezik, például egy hurok által összekapcsolt nagyszámú szerelvényből álló csoportvezetékkel, akkor az érintkező csatlakozások ellenállását is figyelembe kell venni. A nagyon pontos számításoknál figyelembe veszik az ív ellenállását a hiba helyén.

A négyvezetékes kábeleknél a nulla fázisáramkör impedanciáját a 4. táblázat mutatja. A táblázat figyelembe veszi mind a fázis, mind a semleges vezetékek ellenállását. Az ellenállási értékeket a kábelmagok 65 ° C hőmérsékleten adják meg. A táblázat kétvezetékes vonalokra is érvényes.

4. táblázat: A négymagos kábelek nullfázisú áramkörének teljes ellenállása, Ohm / km, 65 maghőmérsékleten^{körülbelül}C

A városi transzformátor alállomásokon általában 630 kV kapacitású transzformátorok vannak felszerelve. És még inkább, ha az Rtp kimeneti impedanciája kisebb, mint 0,1 Ohm. Vidéki területeken 160 - 250 kV-os transzformátorok használhatók. És a kimeneti ellenállása 0,15 Ohm, és még a transzformátorok is 40 - 100 kV feszültséggel rendelkeznek. És kimeneti impedanciája 0,65 - 0,25 Ohm.

A városi transzformátor alállomásoktól a házak ASG-ig terjedő tápkábeleket általában alumíniumvezetőkkel használják, amelyek fázisvezetőinek keresztmetszete legalább 70 - 120 mm2. Ha ezeknek a vonalaknak a hossza kevesebb, mint 200 méter, akkor a tápkábel (Rpc) nulla fázisáramának ellenállása 0,3 Ohm-nak tekinthető. A pontosabb számítás érdekében meg kell ismernie a kábel hosszát és keresztmetszetét, vagy meg kell mérnie ezt az ellenállást. Az ilyen mérések egyik eszköze (a vektor eszköz) a 2. ábrán látható. 2.

Ábra. 2. A "Vector" fázis-nulla áramkör ellenállásának mérésére szolgáló eszköz

A vezeték ellenállásának olyannak kell lennie, hogy rövidzárlat esetén az áramkörben az áram meghaladja az elektromágneses kibocsátás üzemi áramát.Ennek megfelelően a C25 megszakító esetében a vezeték rövidzárlati áramának meg kell haladnia az 1,15 × 10 × 25 = 287 A értéket, itt 1,15 a biztonsági tényező. Ezért a C25 megszakító fázis-záró áramköri ellenállása nem lehet nagyobb, mint 220 V / 287A = 0,76 Ohm. Ennek megfelelően a C16 megszakító esetében az áramkör ellenállása nem haladhatja meg a 220 V / 1,15x160A = 1,19 ohmot, a C10 megszakító esetében pedig legfeljebb 220 V / 1,15x100 = 1,91 Ohm.

Így egy városi lakóépületnél Rtp = 0,1 Ohm; Rpc = 0,3 ohm, ha a kimeneti hálózatban C16 megszakítóval védett, 2,5 mm2 keresztmetszetű rézvezetékkel ellátott kábelt használunk, az Rgr kábel ellenállása (fázis- és semleges vezetők) nem haladhatja meg az Rgr = 1,19 Ohm - Rtp - Rpk = 1,19 - 0,1 - 0,3 = 0,79 ohm. A 4. táblázat szerint hossza - 0,79 / 17,46 = 0,045 km vagy 45 méter. A legtöbb apartmanhoz ez a hosszúság elég.

Ha C25 megszakítót használ a 2,5 mm2 keresztmetszetű kábel védelmére, az áramköri ellenállásnak kevesebbnek kell lennie, mint 0,76 - 0,4 = 0,36 Ohm, ami a kábel maximális hosszának 0,36 / 17,46 = 0,02 km, vagy 20 méter.

Ha C10 megszakítót használunk 1,5 mm2 rézvezetővel ellátott kábel által készített csoportos világítóvezeték védelmére, akkor a maximálisan megengedett kábel-ellenállás 1,91 - 0,4 = 1,51 Ohm, amely megfelel a maximális kábelhossznak 1,51 / 29, 1 = 0,052 km vagy 52 méter. Ha egy ilyen vonalat egy C16 megszakítóval véd, akkor a maximális vonalhossz 0,79 / 29,1 = 0,027 km vagy 27 méter.

Lásd még:Miért végezzék el a zéró fázis ellenállás mérését szakemberek, nem pedig hackerek?

Victor Ch