kategória: Najlepšie články » Elektrické tajomstvá
Počet zobrazení: 390289
Komentáre k článku: 29
Ako si vybrať časť kábla - tipy pre návrhárov
Článok sa zaoberá hlavnými kritériami pre výber káblovej sekcie, uvádza príklady výpočtov.
Na trhoch často vidíte ručne písané znaky naznačujúce, ktoré z nich kábel musí kupujúci kúpiť podľa očakávaného aktuálneho zaťaženia. Neverte týmto príznakom, pretože vás zavádzajú. Prierez kábla sa volí nielen podľa prevádzkového prúdu, ale aj podľa niekoľkých parametrov.
Predovšetkým treba mať na pamäti, že pri použití kábla na hranici jeho možností sa žily kábla zahrievajú niekoľko desiatok stupňov. Aktuálne hodnoty zobrazené na obrázku 1 naznačujú zahrievanie káblových žíl na 65 stupňov pri teplote okolia 25 stupňov. Ak je v jednej rúrke alebo vani položených niekoľko káblov, potom sa kvôli ich vzájomnému ohrevu (každý kábel ohrieva všetky ostatné káble), maximálny povolený prúd zníži o 10 - 30 percent.
Maximálny možný prúd sa tiež znižuje pri zvýšených okolitých teplotách. Preto sa v skupinovej sieti (sieť od tienia po armatúry, zásuvky a iné spotrebiče energie) obvykle používajú káble pri prúdoch nepresahujúcich 0,6 - 0,7 z hodnôt uvedených na obrázku 1.
Obr. 1. Prípustný trvalý prúd káblov s medenými vodičmi
Z tohto dôvodu je nebezpečenstvo rozšírené použitie výkonových vypínačov s menovitým prúdom 25 A na ochranu výstupných sietí položených káblami s medenými vodičmi s prierezom 2,5 mm2. Tabuľky redukčných koeficientov v závislosti od teploty a počtu káblov v jednej etáži nájdete v pravidlách elektroinštalácie (PUE).
Ďalšie obmedzenia vznikajú, keď je kábel dlhý. Straty napätia v kábli môžu súčasne dosiahnuť neprijateľné hodnoty. Pri výpočte káblov sú spravidla maximálne straty v linke väčšie ako 5%. Straty nie je ťažké vypočítať, ak viete hodnotu odporu káblových žíl a odhadovaný záťažový prúd. Obvykle sa však na výpočet strát používajú tabuľky závislosti strát od momentu zaťaženia. Zaťažovací moment sa vypočíta ako súčin dĺžky kábla v metroch a výkonu v kilowattoch.
Dáta na výpočet strát pri jednofázovom napätí 220 V sú uvedené v tabuľke 1. Napríklad pre kábel s medenými vodičmi s prierezom 2,5 mm2 s dĺžkou kábla 30 metrov a zaťažovacím výkonom 3 kW je záťažový moment 30x3 = 90 a strata bude 3%. Ak vypočítaná hodnota strát presiahne 5%, je potrebné zvoliť kábel s väčším prierezom.
Tabuľka 1. Záťažový moment, kW x m, pre medené vodiče v dvojvodičovom vedení pri napätí 220 V pre danú časť vodiča
Podľa tabuľky 2 môžete určiť stratu v trojfázovom riadku. Pri porovnaní tabuliek 1 a 2 je možné uviesť, že v trojfázovom vedení s medenými vodičmi s prierezom 2,5 mm2 zodpovedá strata 3% šesťnásobne väčšiemu zaťažovaciemu momentu.
Trojnásobné zvýšenie záťažového momentu nastáva v dôsledku rozdelenia záťažového výkonu v troch fázach a dvojité zvýšenie v dôsledku skutočnosti, že prúd v neutrálnom vodiči je nulový v trojfázovej sieti so symetrickým zaťažením (rovnaké prúdy vo fázových vodičoch). Pri nevyváženom zaťažení sa zvyšujú straty káblov, ktoré je potrebné vziať do úvahy pri výbere časti káblov.
Tabuľka 2. Zaťažovací moment, kW x m, pre medené vodiče v trojfázovom štvorvodičovom vedení s nulovým napätím 380/220 V pre danú časť vodiča (pre zväčšenie tabuľky kliknite na obrázok)
Straty v kábli sú silne ovplyvnené pri používaní nízkeho napätia, ako sú napríklad halogénové žiarovky. Je to pochopiteľné: ak na fázové a neutrálne vodiče klesnú 3 volty, potom pri napätí 220 V to pravdepodobne nevšimneme a pri napätí 12 V klesne napätie na žiarovke o polovicu na 6 V.Preto sa transformátory na napájanie halogénových žiaroviek musia priviesť čo najbližšie k svetelným zdrojom. Napríklad pri dĺžke kábla 4,5 metra s prierezom 2,5 mm2 a zaťažením 0,1 kW (dve žiarovky po 50 W) je záťažový moment 0,45, čo zodpovedá strate 5% (tabuľka 3).
Tabuľka 3. Zaťažovací moment, kW x m, pre medené vodiče v dvojvodičovom vedení pri napätí 12 V pre danú časť vodiča
Vyššie uvedené tabuľky nezohľadňujú zvýšenie odporu vodičov proti zahrievaniu v dôsledku toku prúdu cez ne. Preto, ak sa kábel používa pri prúdoch 0,5 alebo viac maximálneho povoleného káblového prúdu v danej časti, musí sa vykonať zmena a doplnenie. V najjednoduchšom prípade, ak očakávate straty nepresahujúce 5%, vypočítajte prierez na základe strát 4%. Straty sa môžu zvýšiť aj pri veľkom počte pripojení káblových vodičov.
Káble s hliníkovými vodičmi majú odpor 1,7-krát väčší v porovnaní s káblami s medenými vodičmi a straty v nich sú 1,7-krát väčšie.
Druhým obmedzujúcim faktorom pre veľké dĺžky káblov je prekročenie dovolenej hodnoty odporu fázovo nulového obvodu. Na ochranu káblov pred preťažením a skratom sa spravidla používajú ističe s kombinovaným vypínačom. Takéto spínače majú tepelné a elektromagnetické uvoľnenie.
Elektromagnetické uvoľnenie poskytuje okamžité (desatiny a dokonca stotiny sekundy) vypnutie núdzovej časti siete počas skratu. Napríklad istič označený C25 má tepelné uvoľnenie 25 A a elektromagnetické uvoľnenie 250A. Ističe skupiny "C" majú množinu prerušovacieho prúdu elektromagnetického uvoľňovania na tepelnú teplotu od 5 do 10. Ale pri výpočet vedenia na skratový prúd berie sa maximálna hodnota.
Všeobecný odpor fázovo nulového obvodu obsahuje: odpor stupňovitého transformátora transformačnej stanice, odpor kábla z rozvodne do vstupného distribučného zariadenia (ASU) budovy, odpor kábla položeného z ASU do rozvádzača (RU) a odpor kábla samotnej skupiny, ktorého priečny rez je nevyhnutný určiť.
Ak má vedenie veľké množstvo káblových vodivých spojení, napríklad skupinové vedenie veľkého počtu svietidiel spojených slučkou, musí sa zohľadniť aj odpor kontaktných spojení. Pri veľmi presných výpočtoch sa berie do úvahy odpor oblúka v mieste poruchy.
Impedancia fázovo nulového obvodu pre štvoržilové káble je uvedená v tabuľke 4. Tabuľka berie do úvahy odpory fázových a neutrálnych vodičov. Hodnoty odporu sú uvedené pri teplote jadra kábla 65 stupňov. Tabuľka platí aj pre dvojvodičové vedenia.
Tabuľka 4. Celkový odpor fázovo nulového obvodu pre 4-žilové káble, Ohm / km pri teplote jadra 65oC
V mestských transformačných staniciach sa spravidla inštalujú transformátory s kapacitou 630 kV. A viac, s výstupnou impedanciou Rtp menšou ako 0,1 ohmu. Vo vidieckych oblastiach je možné použiť transformátory 160 - 250 kV. A majúci výstupný odpor rádovo 0,15 Ohmov a dokonca transformátory pri 40 - 100 kV. A s výstupnou impedanciou 0,65 - 0,25 Ohmov.
Napájacie káble z mestských transformátorových staníc do ASG domov sa zvyčajne používajú s hliníkovými vodičmi s prierezom fázových vodičov najmenej 70 - 120 mm2. Ak je dĺžka týchto vedení menšia ako 200 metrov, odpor fázového nulového obvodu napájacieho kábla (Rpc) sa môže rovnať 0,3 ohmu. Na presnejší výpočet je potrebné poznať dĺžku a prierez kábla alebo zmerať tento odpor. Jeden z týchto prístrojov (Vector prístroj) je znázornený na obr. 2.
Obr. 2. Zariadenie na meranie odporu fázového nulového obvodu "Vektor"
Odpor vedenia musí byť taký, aby pri skrate bolo zaručené, že prúd v obvode prekročí prevádzkový prúd elektromagnetického uvoľnenia.Podobne, pre istič C25 by skratový prúd v vedení mal prekročiť 1,15 × 10 × 25 = 287 A, tu je bezpečnostný faktor 1,15. Preto by odpor fázového nulového obvodu pre istič C25 nemal byť väčší ako 220V / 287A = 0,76 Ohm. Podobne, pre istič C16 by odpor obvodu nemal prekročiť 220V / 1,15x160A = 1,19 Ohmov a pre istič C10 - nie viac ako 220V / 1,15x100 = 1,91 Ohmov.
Pre mestský bytový dom je teda Rtp = 0,1 Ohm; Rpc = 0,3 Ohm pri použití kábla s medenými vodičmi s prierezom 2,5 mm2 chráneným ističom C16 vo výstupnej sieti by odpor kábla Rgr (fázové a nulové vodiče) nemal prekročiť Rgr = 1,19 Ohm - Rtp - Rpk = 1,19 - 0,1 - 0,3 = 0,79 Ohmov. Podľa tabuľky 4 nájdeme jej dĺžku - 0,79 / 17,46 = 0,045 km alebo 45 metrov. Pre väčšinu bytov stačí táto dĺžka.
Pri použití ističa C25 na ochranu kábla s prierezom 2,5 mm2 by odpor obvodu mal byť menší ako 0,76 - 0,4 = 0,36 Ohm, čo zodpovedá maximálnej dĺžke kábla 0,36 / 17,46 = 0,02 km, alebo 20 metrov.
Pri použití ističa C10 na ochranu skupinového osvetlenia pomocou kábla s medenými vodičmi s priemerom 1,5 mm2 dostaneme maximálny povolený odpor kábla 1,91 - 0,4 = 1,51 Ohmov, čo zodpovedá maximálnej dĺžke kábla 1,51 / 29, 1 = 0,052 km alebo 52 metrov. Ak chránite takúto šnúru pomocou ističa C16, maximálna dĺžka vedenia bude 0,79 / 29,1 = 0,027 km alebo 27 metrov.
Pozri tiež:Prečo meranie odporu fázy nulovej slučky vykonávajú odborníci a nie hackeri
Victor Ch
Pozri tiež na electro-sk.tomathouse.com
: