6. ВЫБОР СЕЧЕНИЙ ПРОВОДОВ И КАБЕЛЕЙ ПО УСЛОВИЮ НАГРЕВАНИЯ
В зависимости от степени опасности возникновения пожара или взрыва, а также с учетом требований техники безопасности по предотвращению возможности поражения током человека электрические сети разделяются на две группы
Сети, которые должны быть защищены от перегрузок и от токов короткого замыкания.
Сети, которые должны быть защищены только от токов короткого замыкания. Защита от перегрузок для таких сетей не предусматривается.
К первой группе, для которой обязательна защита от перегрузки, относятся:
а) сети всех видов во взрывоопасных помещениях и взрывоопасных наружных установках независимо от условий технологического процесса или режима работы сети;
б) сети внутри помещений, выполненные открыто проложенными незащищенными изолированными проводниками с горючей оболочкой;
в) осветительные сети в жилых и общественных зданиях, в торговых помещениях, служебно-бытовых помещениях промышленных предприятий, включая сети для бытовых и переносных электроприемников, а также в пожароопасных производственных помещениях;
г) силовые сети в промышленных предприятиях, в жилых и общественных зданиях, в торговых помещениях *— в случаях, когда по условиям технологического процесса или режиму работы сети может возникать длительная перегрузка проводов и кабелей.
Все остальные сети относятся ко второй группе, не требуют защиты от перегрузки и защищаются только от коротких замыканий.
Сечение проводов и кабелей по условию нагревания определяется по таблицам допустимых токовых длительных нагрузок, приведенных в ПУЭ [Л.1] (см. табл. П-2 — П-4). При этом расчетное значение допустимой нагрузки на провод или кабель при нормальных условиях прокладки выбирается как большая величина из соотношений:
по условию нагревания длительным расчетным топом линии
(16)
и по условию соответствия выбранному аппарату максимальной токовой защиты
(17)
где /дЛ — длительный расчетный ток линии, А; Ка— поправочный коэффициент на условия прокладки проводов и кабелей; /8— номинальный ток или ток срабатывания защитного аппарата, А (см. табл. П-8); Кв — кратность допустимого длительного тока для провода или кабеля по отношению к номинальному току или току срабатывания (току трогания) защитного аппарата.
Значения коэффициента Кв в зависимости от условий прокладки и типа защитного аппарата приведены в табл. П-8,
Если проводка выполнена при нормальных условиях, значение поправочного коэффициента /(п=1 и формулы (1б> и (17) упрощаются:
(19)
Выбранные защитные аппараты и сечения проводов и кабелей во всех случаях должны удовлетворять еще одному условию, а именно защитные аппараты должны надежно отключать короткое замыкание, происшедшее в наиболее удаленных точках сети. Для выполнения это-
го условия величина тока короткого замыкания должна в установленное число раз превосходить номинальный ток или ток срабатывания защитного аппарата. Для сети, проложенной в невзрывоопасных помещениях, минимальный ток короткого замыкания должен превосходить номинальный ток плавкой вставки предохранителя или номинальный ток теплового или комбинированного расцепителя автоматического выключателя не менее чем в 3 раза.
Выполнение этого требования для четырехпроводной сети трехфазного переменного тока в невзрывоопасном помещении проверяется по соотношению
(20)
где ин_ф — номинальное фазное напряжение сети, В; Z — полное сопротивление петли фазного и нулевого проводов от вторичных зажимов понижающего трансформатора до наиболее удаленной точки сети, Ом; /н.а— номинальный ток защитного элемента (плавкой вставки или расцепителя), А.
Значения сопротивления петли «фаза — нуль» для воздушных линий и кабелей с алюминиевыми жилами приведены в табл. П-9. Более подробные сведения по данному вопросу читатель может получить из |Л. 5].
Общий порядок выбора сечений проводов и кабелей по условиям нагревания. Укажем в заключение общий порядок выбора сечений проводов и кабелей по условиям нагревания.
1. Определяются расчетные токи линии — длительные и кратковременные (при пуске двигателей).
По величине расчетных токов линии производится выбор токовой максимальной защиты.
Производится выбор сечений проводников по величине расчетных токов линии.
Проверяется надежность действия защитных аппаратов при к. з. в наиболее удаленной точке сети.
Пример 8. На рис. 3 представлена схема участка силовой сети промышленного предприятия напряжением 380/220 В. От шин распределительного щита / по трехжильному кабелю с бумажной изоляцией и алюминиевыми жилами марки ААБГ получает питание силовой распределительный пункт 4 серии ПР-9000 с автоматическими выключателями 5 типа А3124. К силовому пункту присоединены три асинхронных двигателя с короткозамкнутым ротором, технические данные которых приведены в табл. 1 Проводка к двигателям выполнена алюминиевыми трехжильными проводами марки АПРГО, проложенными в трубах. Линию, питающую силовую сборку, защищают предохранители типа П11-2, двигатели защищаются автоматическими выключателями с комбинированными расцепителями, технические данные которых также указаны в табл. 1.
Помещение цеха промышленного предприятия невзрыво- и непожароопасно, температура воздуха в помещении 25 "С. Режим работы двигателей исключает возможность длительных перегрузок, условия их пуска нетяжелые, возможность одновременно го запуска более одного двигателя исключается. Двигатели могут работать одновременно с полной нагрузкой.
Требуется выбрать плавкие вставки предохранителей 3 и определить сечения проводов и кабеля из условия нагревания.
Решение. Так как температура воздуха в помещении 23 сС, то величина поправочного коэффициента Л» — 1 и при выборе сечений проводников следует руководствоваться формулами (Lti) и (19).
Линия к электродвигателю I. Проверяем правильность выбора комбинированных расцепителей. По условию примера двигатель полностью загружен, следовательно, расчетный ток питающей двигатель линии равен номинальному току двигателя: /дл = /в.Пв = 73,1 А. Номинальный ток комбинированного расцепителя равен /я.в=100 А. Таким образом, условие (14) для выбора номинального тока расцепителя выполняется 100 А>73,1 А.
Рис. 3. Схема сети к примеру 8.
/ — шины 380 В распределительного щита; 2— рубильник;
— предохранители типа ПН-2;
— шины распределительного силового пункта серии ПР-а000; £ — Автоматический выключатель типа A3I24; б контакты магнитных пускателей; 7— контакты кнопочного пускателя типа ПНВ-34 8 — электродвигатели с короткозамкнутым ротором
Провернем невозможность ложного срабатывания расцепители при пуске двигателя. Пусковой ток двигателя /п=432 А, ток срабатывания электромагнитного расцепителя /С1кв=800 А. Следовательно, условие (15) выполняется (800> 1,25 - 432=540 А) и отсутствует опасность ложного срабатывания автоматического выключателя при пуске двигателя.
Сечение проводов для линии, питающей двигатель, должно определяться по двум условиям: по длительному току линии — по формуле (18)
и по соответствию сечения номинальному току расцепителей автоматического выключателя — по формуле (19). Так как автоматические выключатели серии A3100 не имеют регулирования тока срабатывания расцепителя, значение коэффициента Кя, определяемое по табл. П-8, следует примять Кз=1- Ток защитного аппарата в данном случае равен номинальному току комбинированного расцепителя: /я=/ни=100 А. Подставляя числовые значения величин в формулу (19), получаем:
При выборе сечения провода, очевидно, следует руководствоваться условием, полученным по формуле (19) Поэтому по табл. П-2 выбираем сечение проложенного в трубе трехжильного провода, равное 50 мм1, для которого допустимая нагрузка равна 105 А.
Линия к электродвигателю 2. Условия прокладки, способ защиты и режим работы по условиям примера одинаковы для всех трех двигателей. Поэтому все сказанное выше для двигателя / остается справедливым также для двигателей 2 и 3
Сечение проводов выбирается по двум условиям: по формуле (18) /„ „>41,8 А и по формуле (19) /в.в>1 -50=50 А. Принимается большая величина 50 А.
По табл. П 8 выбираем сечение 16 мм2, для которого допустимая нагрузка составляет 55 А
Технические данные двигателей и разделителей автоматических выключателей примера 8
Линия к двигателю 3. Легко проверить, что в данном случае достаточно принять провод сечением 2,5 мм1
По табл. П-3 определяем сечение трехжильного кабеля при прокладке в воздухе 70 мм2, для которого допустимая нагрузка равна 155 А> 122,6 А.
В заключение настоящего раздела приводим сводную табл. 2 принятых условных обозначений токов, входящих в расчетные формулы.
Таблица 2
Условные обозначения токов
