Расчёт сечения проводов

 

Сечения проводов и кабелей выбирают исходя из механической прочности, тока нагрузки и потери напряжения.

В процессе монтажа и эксплуатации электрические провода и кабели испытывают механические нагрузки, которые могут привести к обрыву токоведущих жил. Чтобы этого не произошло, ПУЭ ограничивает минимальное сечение проводов в зависимости от способа прокладки и материала токоведущих жил. Например, согласно ПУЭ в общем случае сечение жил проводов и кабелей, используемых для внутренней электропроводки, должно быть не менее 2,5 мм² для алюминиевых жил и 1 мм² для медных, а при прокладке на изоляторах - соответственно 4 мм² и 1,5мм².

Нагрев проводников вызывается прохождением по ним электрического тока. Температура провода зависит от величины этого тока и условий теплоотдачи в окружающую среду. Допустимая температура провода ограничивается классом нагревостойкости его изоляции. Чтобы температура не превысила допустимого значения, в зависимости от класса изоляции, материала жил провода и способа его прокладки (в воздухе, в трубе, в земле и т.д.), для каждого стандартного значения согласно табличным данным, приводимых в ПУЭ, ограничивают допустимую силу рабочего тока. В приложении 14 приведены значения длительно допустимых токов нагрузки для проводов и шнуров с резиновой и поливинилхлоридной изоляцией с медными и алюминиевыми жилами, проложенными открыто и в одной трубе.

Произведем расчет осветительной сети. Принимаем отклонения напряжения в сети 3 %. Сеть рассчитана на напряжение 380/220 В. Способ прокладки проводов в здании – открыто.

Расчет будем производить последовательно, вначале рассчитаем проводку до осветительного силового щитка, затем проведем расчет каждой фазы. В каждой фазе рассчитаем наиболее загруженную группу. Полученное сечение провода примем и в других группах.

Определим сечение проводов для участка S по формуле:

 

 

где  - сумма моментов данного участка, и последующих их участков с тем же числом проводов, что и у рассчитываемого, кВт×м

 

 

- сумма моментов от n участков с другим числом проводов, чем у рассчитываемого участка, умноженные на коэффициент α, кВт×м.

α - коэффициент приведения моментов.

C - характерный коэффициент сети

cos φ - средневзвешенный коэффициент мощности нагрузки

ΔU – располагаемая потеря напряжения, %

Определим моменты для каждого участка сети, по формуле:

 

 

где  = мощность нагрузки участка, кВт

 = длина участка, м

Рассчитаем моменты всех участков:

 

 1·(10+2,75+1,1)= 13,85 кВт·м

 = 0,125 24,9+28,3+ 31,7+35,1+38,5+41,9+45,3+48,7+52,1)=53,2 кВт·м

 0,125 · (4,8+8,2+11,6+15+18,4+21,8+25,2+28,6+32+35,4+38,8+

42,2+45,6+49+52,4+55,8) = 60,6 кВт·м

0,125·(8,3+11,7+15,1+18,5+21,9+25,3+28,7+32,1+35,5+38,9+42,3+

45,7+49,1+52,5+55,9+59,3)= кВт·м

 0,125 · (11,7+15,1+18,5+21,9+25,3+28,7+32,1+35,5+38,9+42,3+

45,7+49,1+52,5+55,9+59,3+62,7) = 74,4 кВт·м

 0,125 · (15,2+18,6+22+25,4+28,8+32,2+35,6+39+42,4+45,8+49,2+

52,6+56+59,4+62,8+66,2) = 81,4 кВт·м

+ + +

 0,2 · (5,5+13,5+21,5)+0,5·5,3+0,125· (16,5+19,9+23,3+26,7+30,1+

33,5)+0,125· (13,1+16,5+19,9+23,3+26,7+30,1)+0,125·(16,5+19,9+23,3+

26,7+30,1+33,5)+0,5·14,2= 71,55 кВт·м

 

Принимаем ближайшее стандартное сечение для данного участка:

 

 

Определим действительные потери на участке , по формуле:

 

 

Находим расчетный ток участка, по формуле:

 

 

где  - количество фаз,  фазы;

 – фазное напряжение,  = 220 В;

Проверим кабель на прочность, при этом должно выполняться неравенство:

 

4≥ 1,5

 

Условие выполняется.

Проверим кабель по допустимому нагреву, при этом должно выполняться условие:

 

23,32 А ≤ 41,6 А

 

Оба условия выполняется, следовательно кабель выбран верно.

 

 

Определим потери напряжения для участка :

 

 

Принимаем ближайшее стандартное сечение для данного участка;

 

 

Определим действительные потери на участке , по формуле:

 

 

Находим расчетный ток участка, по формуле:

 

 

где  - количество фаз,  фазы;

 – фазное напряжение, = 220 В;

Проверим провод на прочность, при этом должно выполняться неравенство:

 

2,5 ≥ 1,5

 

Условие выполняется.

Проверим провод по допустимому нагреву, при этом должно выполняться условие:

 

10,1 А ≤ 31,2 А

 

Оба условия выполняется, следовательно провод выбран верно.

 

 

Определим потери напряжения для участка :

 

 

Принимаем ближайшее стандартное сечение для данного участка;

 

 

Определим действительные потери на участке , по формуле:

 

 

Находим расчетный ток участка, по формуле:

 

где  - количество фаз,  фазы;

– фазное напряжение,  = 220 В;

 

Проверим провод на прочность, при этом должно выполняться неравенство:

 

2,5 ≥ 1,5

 

Условие выполняется.

Проверим провод по допустимому нагреву, при этом должно выполняться условие:

 

10,1А ≤ 31,2 А

 

Оба условия выполняется, следовательно провод выбран верно.

 

 

Определим потери напряжения для участка :

 

 

Принимаем ближайшее стандартное сечение для данного участка;

 

 

Определим действительные потери на участке , по формуле:

 

 

Находим расчетный ток участка, по формуле:

 

 

где - количество фаз, фазы;

– фазное напряжение,  = 220 В;

Проверим провод на прочность, при этом должно выполняться неравенство:

 

2,5 ≥ 1,5

 

Условие выполняется.

Проверим провод по допустимому нагреву, при этом должно выполняться условие:

 

10.1 А ≤ 31,2 А

 

Оба условия выполняется, следовательно провод выбран верно.

 

 

Определим потери напряжения для участка :

 

 

Принимаем ближайшее стандартное сечение для данного участка;

 

 

Определим действительные потери на участке , по формуле:

 

 

Находим расчетный ток участка, по формуле:

 

 

где  - количество фаз,  фазы;

 – фазное напряжение, = 220 В;

Проверим провод на прочность, при этом должно выполняться неравенство:

 

2,5 ≥ 1,5

 

Условие выполняется.

Проверим провод по допустимому нагреву, при этом должно выполняться условие:

 

10.1 А ≤ 31,2 А

 

Оба условия выполняется, следовательно провод выбран верно.

 

Определим потери напряжения для участка :

 

 

Принимаем ближайшее стандартное сечение для данного участка;

 

 

Определим действительные потери на участке , по формуле:

 

 

Находим расчетный ток участка, по формуле:

 

 

где  - количество фаз,  фазы;

– фазное напряжение,  = 220 В;

 

Проверим провод на прочность, при этом должно выполняться неравенство:

 

2,5 ≥ 1,5

 

Условие выполняется.

Проверим провод по допустимому нагреву, при этом должно выполняться условие:

 

10.1 А ≤ 31,2 А

 

Оба условия выполняется, следовательно провод выбран верно.

 

 

Определим потери напряжения для участка :

 

 

Принимаем ближайшее стандартное сечение для данного участка;

 

 

Определим действительные потери на участке , по формуле:

 

 

Находим расчетный ток участка, по формуле:

 

 

где  - количество фаз,  фазы;

 – фазное напряжение,  = 220 В;

Проверим провод на прочность, при этом должно выполняться неравенство:

2,5 ≥ 1,5

 

Условие выполняется.

Проверим провод по допустимому нагреву, при этом должно выполняться условие:

 

19,44 А ≤ 31,2 А

 

Оба условия выполняется, следовательно провод выбран верно.