Выбор сечения проводов осветительной сети по минимальному расходу материала

Сечение проводников осветительной сети должно обеспечивать:

- достаточную механическую прочность;

- прохождение тока нагрузки без перегрева сверх допустимых температур;

- необходимые уровни напряжения у всех источников света;

- срабатывание защитных аппаратов при КЗ.

Достаточная механическая прочность проводников необходима, чтобы во время эксплуатации и монтажа не было чрезмерного провисания или обрыва проводов. Наименьшие допустимые сечения проводников по механической прочности составляют: [29]

- для медных проводов 1 мм²;

- для алюминиевых 2,5 мм².

Нагрев проводников вызывается прохождением по ним тока I_р.о., значение которого при равномерной нагрузке фаз определяется по формулам: [5]

- для трехфазной сети (с нулевым проводом и без него)

(2.19)

- для двухфазной сети с нулевым проводом

(2.20)

- для однофазной сети

(2.21)

где Р_р.о. - активная расчетная мощность трех, двух и одной фаз (кВт)

соs φ =0,95 коэффициент мощности нагрузки;

U_ф – фазное напряжение сети (В)

U_л – линейное напряжение сети.(В)

По расчетному току по таблице [3] выбирают сечение провода.

Ток в фазе по формуле (7.14):

Примем в качестве материал токопроводящей жилы медь сечением 2,5 кв.мм.

Важным условием при проектировании осветительных сетей является обеспечение у ламп необходимого уровня напряжения.

Причем они рассчитаны для U_min = 97,5%; при других значениях должны быть внесены изменения.

Потери напряжения на каждом участке осветительной сети определяются по формуле:

(2.22)

где М – момент нагрузки (кВт*м)

S – сечение данного участка сети (мм²)

С – коэффициент, зависящий от схемы питания (трех, двух и одно-фазная) и материала проводника. [12]

Общая потеря напряжения линии равняется сумме потерь на участках.

Таблица 2.2 - Нагрузка на участках

Участок сети	Нагрузка
Наиме-нование	Характеристика	Длина L. м	Кол. светильников шт	Мощность одного кВт	Суммарная мощность кВт
АБ	3ф+0			0,08	6,24
БВ	3ф+0	3,8		0,08	5,2
ВГ	3ф+0	3,8		0,08	4,16
ГД	3ф+0	3,8		0,08	3,12
ДЕ	2ф+0	3,8		0,08	2,08
Е0	1ф+0	3,8+24		0,08	1,04

Момент нагрузки это произведение мощности Р_{р.о .} на длину линии l_л

М_АБ = ∑Р_л. · l_АБ (2.23)

Таблица 2.3- Моменты нагрузки на участках

Участок	АБ	БВ	ВГ	ГД	ДЕ	ЕО
Момент нагрузки кВт*м	37,44	19,76	15,08	11,85	7,9	16,4

Потери напряжения на участках:

(2.24)

где С=83- для четырехпроводной системы 3ф+0 (медные кабели)

С=37 - для трехпроводной системы 2ф+0 (медные кабели)

С=14 - для двухпроводной системы 1ф+0 (медные кабели)

Таблица 2.4- Потери напряжения на участках

Участок	АБ	БВ	ВГ	ГД	ДЕ	ЕО
Характеристика сети	3ф+0	3ф+0	3ф+0	3ф+0	2ф+0	1ф+0
Коэффициент С для медных жил
Момент нагрузки кВт*м	37,44	19,76	15,08	11,85	7,9	16,4
Потеря напряжения	0,18	0,09	0,07	0,057	0,085	0,47

Наиболее удаленный светильник находится в точке «О».Суммарная потеря напряжения от группового щитка освещения до наиболее удаленного светильника

Суммарные потери напряжения:

ΔU_АО%= ΔU_АБ+ ΔU _БВ + ΔU _ВГ + ΔU _ГД + ΔU _ЛЕ + ΔU _ЕО (2.25)

ΔU%=0,18+0,09+0,07+0,057+0,085+0,47=0,95%

Это значительно меньше допустимой потери напряжения, поэтому окончательно выбираем кабель с медными жилами сечением 2,5 мм² марки ВВГ. [3]