Выбор проводов и жил кабелей

Требования по видам прокладки, марок кабелей и проводов изложены в [9, 13, 15]. При выборе марок кабелей и проводов следует руководствоваться [9]. Для присоединения к неподвижным электроприёмникам, как правило, следует применять кабели и провода с алюминиевыми жилами. Кабели и провода с медными жилами следует применять при открытой прокладке на чердаках со строительными конструкциями и за подвесными потолками из горючих материалов, для присоединения к переносным, передвижным и установленным на виброизолирующих опорах электроприёмникам, а также в случаях, оговоренных ПУЭ.

Сечения проводов, жил кабелей и шин выбирают по следующим показателям [4, 7]:

– по нагреву длительно допустимым током;

– по нагреву кратковременным током КЗ;

– по падению напряжения от источника до приемника;

– по механической прочности;

– по экономической плотности тока.

При выборе по условию нагрева сечение проводов и кабелей напряжением до 1 кВ выбирается в зависимости от длительно допустимой токовой нагрузки [4,13]:

, (6.1)

где I _р – расчетный ток нагрузки;

I _н.доп – длительно допустимый ток на провода, кабели и шинопроводы (табл. 6.1–6.6);

К ₁ – поправочный коэффициент на условия прокладки проводов и кабелей (табл. 6.7);

К ₂ – поправочный коэффициент на число работающих кабелей, лежащих рядом в земле в трубах или без труб (табл. 6.8).

Технические данные шинопроводов переменного тока до 1 кВ, их поперечные сечения и типы конструкций для крепления приведены в [9].

Таблица 6.1

Допустимый длительный ток для проводов с медными жилами с резиновой изоляцией в металлических защитных оболочках и кабелей с медными жилами с резиновой изоляцией в свинцовой, поливинилхлоридной, найритовой или

резиновой оболочке, бронированных или небронированных

Сечение жилы, мм2	Ток I н.доп, А, для проводов и жил
одножильных	двухжильных	трехжильных
при прокладке
в воздухе	в воздухе	в земле	в воздухе	в земле
1,5
2,5
4,0
6,0
10,0
16,0
25,0
35,0
50,0
70,0
95,0
120,0
150,0

Расчетный ток нагрузки для одного двигателя

. (6.2)

Для магистрали (фидера), по которой передается энергия для нескольких потребителей, I _р определяется по уравнению

, (6.3)

где S _р – расчетная мощность группы потребителей.

Определив сечение провода, кабеля, находят по справочникам его марку [9, 18].

Проверка сечения S проводов и кабелей по условию допустимой потери напряжения производится главным образом для осветительных сетей и для силовых сетей при сравнительно большой их протяженности.

Таблица 6.2

Допустимый длительный ток для проводов и шнуров с поливинилхлоридной

и резиновой изоляцией

Сечение жилы, мм2

I н.доп, А, на провода, проложенные

открыто

в одной трубе

c жилами из Cu

c жилами из Al

с медными жилами

с алюминиевыми жилами

2 одножильных

3 одножильных

4 одножильных

1 двухжильный

1 трехжильный

2 одножильных

3 одножильных

4 одножильных

1 двухжильный

1 трехжильный

1,0

–

–

–

–

–

–

1,2

–

14,5

–

–

–

–

–

2,0

–

–

–

–

–

–

3,0

4,0

5,0

6,0

8,0

10,0

16,0

25,0

35,0

50,0

70,0

120,0

Сечение проводов для трехфазной сети с сосредоточенной нагрузкой в конце линии, мм²:

, (6.4)

где Р _р – расчетная нагрузка, кВт;

U _н – линейное напряжение, В;

D U – допустимая потеря напряжения, %;

l – общая длина линии, м;

s – удельная проводимость, в расчетах принимается для алюминия 34,5 м/(Ом×мм²), для меди 57 м/(Ом×мм²).

Таблица 6.3

Допустимый длительный ток для кабелей с алюминиевыми жилами

с резиновой или пластмассовой изоляцией в свинцовой,

поливинилхлоридной и резиновой оболочках,

бронированых и небронированных

Сечение жилы, мм2	I н.доп, А, для кабелей
одножильных	двухжильных	трехжильных
при прокладке
в воздухе	в воздухе	в земле	в воздухе	в земле
2,5
4,0
6,0
10,0
16,0
25,0
35,0
50,0
70,0
120,0
150,0

Таблица 6.4

Токовые нагрузки на силовые кабели с пропитанной изоляцией

в свинцовой или алюминиевой оболочке, прокладываемые в воздухе

Сечение жилы, мм2	Токовые нагрузки, А, на кабель
c жилами из Cu	с жилами из Al
одножильный до 1 кВ	двухжильный до 1 кВ	трехжильный до 10 кВ	четырехжильный до 1 кВ	одножильный до 1 кВ	двухжильный до 1 кВ	трехжильный до 10 кВ	четырехжильный до 1 кВ
			–				–
		–				–

Таблица 6.5

Токовые нагрузки на силовые кабели с бумажной пропитанной изоляцией

в свинцовой или алюминиевой оболочке, прокладываемые в земле

Сечение жилы, мм2	Токовые нагрузки, А, на кабель
c жилами из Cu	с жилами из Al
одножильный до 1 кВ	двухжильный до 1 кВ	трехжильный до 10 кВ	четырехжильный до 1 кВ	одножильный до 1 кВ	двухжильный до 1 кВ	трехжильный до 10 кВ	четырехжильный до 1 кВ
			–				–

Таблица 6.6

Основные технические данные шинопроводов переменного тока до 1 кВ

Тип шинопровода	Номинальный ток, А	Номинальное напряжение, В	Сопротивление, Ом/км	Динамичекая стойкость к току к.з., кА
фазного	нулевого
R	X	R	X
Магистральные
ШМА76	1 600		0,031	0,017	0,072	0,098
ШМА68	2 500		0,027	0,023	0,260	0,450
	4 000		0,013	0,020	0,070	0,046
ШЗМ16	1 600		0,017	0,020	–	–
Распределительный
ШРА 73			0,200	0,100	0,180	0,150
			0,130	0,100	0,170	0,130
			0,085	0,075	0,100	0,129

Таблица 6.7

Поправочный коэффициент К₁

Расчетная температура среды, °С	Нормируемая температура жил, °С	Фактическая температура среды, °С
	+10	+20	+30	+40	+50
		1,11	1,04	0,96	0,88	0,78	0,68
		1,20	1,13	1,04	0,95	0,85	0,74
		1,24	1,15	1,05	0,94	0,81	0,67
		1,14	1,05	0,95	0,84	0,71	0,55
		1,27	1,17	1,06	0,94	0,79	0,61
		1,15	1,06	0,94	0,82	0,67	0,41
		1,31	1,20	1,07	0,93	0,76	0,54
		1,17	1,07	0,93	0,79	0,61	0,36
		1,35	1,23	1,08	0,91	0,71	0,41

Таблица 6.8

Поправочные коэффициенты К₂ на число работающих кабелей,

лежащих рядом в земле (в трубах или без труб)

Расстояние в свету, мм	Коэффициент К 2 при числе кабелей
		0,9	0,85	0,8	0,78	0,75
		0,92	0,87	0,84	0,82	0,81
		0,93	0,9	0,87	0,86	0,85

Для трехфазной сети с несколькими нагрузками (рис. 6.1) и одинаковыми сечениями проводов

. (6.5)

Рис. 6.1. Трехфазная сеть с несколькими нагрузками и одинаковыми

сечениями проводов

Допустимую потерю напряжения D U от шин подстанции до наиболее отдаленной нагрузки можно принимать:

– для силовых сетей ±5 %;

– для сетей электрического освещения промышленных предприятий и общественных зданий от +5 до –2,5 %;

– для сетей электрического освещения жилых зданий и наружного освещения ±5 %.

В приведенных выше расчетах линий переменного тока (6.4) и (6.5) сделано допущение, что провод линии обладает только активным сопротивлением. Сечение провода с учетом активного и индуктивного сопротивлений, мм²,

. (6.6)

Здесь – потеря напряжения в активном сопротивлении, %;

D U_р – потеря напряжения в индуктивном сопротивлении, %;

, (6.7)

где – реактивная мощность, кВ∙Ар;

S_р – полная нагрузка, кВ∙А;

l – длина линии, км;

Х ₀ – индуктивное сопротивление проводов, Ом/км (табл. 6.9).

Сечения проводников сетей должны быть проверены по экономической плотности тока [9, 13]. В расчетах электрических сетей до 1 кВ фактор экономической плотности тока не учитывается.

Пример выбора кабельных линий, автоматического выключателя и предохранителя в сети 0,4 кВ приведен в прил. 5.

Таблица 6.9

Активные и индуктивные сопротивления для проводов и кабелей

с медными и алюминиевыми жилами

Сечение провода, мм2	Сопротивление, мОм/м
активное R для жил	индуктивное Х 0
медных	алюминиевых	трехжильных кабелей с бумажной изоляцией до 1 кВ	проводов в трубе	проводов, проложенных открыто	воздушных линий до 1 кВ
температура, °С
1,5	12,300	13,30	–	–	0,1130	0,1260	0,374	–
2,5	7,400	8,00	12,5	13,3	0,1040	0,1160	0,358	–
4,0	4,630	5,00	7,81	8,34	0,0950	0,1070	0,343	–
6,0	3,090	3,34	5,21	5,56	0,0900	0,0997	0,330	–
10,0	1,850	2,00	3,12	3,33	0,0730	0,0990	0,307	–
16,0	1,160	1,25	1,95	2,08	0,0675	0,0947	0,293	0,354
25,0	0,741	0,80	1,25	1,33	0,0622	0,0912	0,278	0,339
35,0	0,530	0,57	0,89	0,951	0,0637	0,0879	0,268	0,33
50,0	0,371	0,40	0,62	0,666	0,0625	0,0854	0,256	0,317
70,0	0,265	0,29	0,45	0,447	0,0612	0,0819	0,245	0,307
95,0	0,195	0,21	0,33	0,351	0,0602	0,0807	0,236	0,297
120,0	0,154	0,17	0,26	0,278	0,0600	0,0802	0,229	0,293