Руководство по устройству электроустановок - Определение сечения провода для открытой прокладки

2 Практический метод определения наименьшего допустимого сечения проводов в цепи
Общие положения
Изучение кабельной сети проводится в соответствии с международным стандартом МЭК 60364-5-52' «Электрические установки зданий. Часть 5-52' Выбор и монтаж электрооборудования. Система электропроводки».
В этом разделе рассматриваются требования данного стандарта с указанием примеров наиболее распространенных способов монтажа. Значения пропускной способности по току проводов для всех различных вариантов монтажа указаны в приложении А к стандарту. Упрощенный метод использования данных таблиц приложения А приводится в информативном приложении В к стандарту.
Общие принципы прокладки кабелей
Возможные способы монтажа, используемые для различных типов проводов или кабелей
На Рис. G11 показаны различные применяемые способы монтажа с указанием различных типов проводов и кабелей.

+ Разрешен. - Не разрешен.
0 Не применяется или обычно не используется на практике.

Рис. G1 : Выбор системы электропроводки (таблица 52-1 согласно стандарту МЭК 60364-5-52)

Возможные методы монтажа для различных вариантов применения
Различные способы монтажа могут использоваться для различных вариантов применения. На Рис. G12 показаны возможные комбинации.
G12

- Не разрешен.
0 Не применяется или обычно не используется на практике.
Рис. G1, : Монтаж систем электропроводки (таблица 52-2 согласно стандарту МЭК 60З64-5-52)
Номер, указанный в таблице, обозначает различные рассматриваемые системы электропроводки (см. также Рис. G13).
Примеры систем электропроводки и соответствующих методов монтажа
На Рис. G13 показаны некоторые из многочисленных различных вариантов электропроводки и методов монтажа.
Были определены некоторые основные методы (обозначены буквенным кодом от А до G), объединенные в группы методов монтажа с одинаковыми характеристиками в отношении пропускной способности по току системы электропроводки.

Рис. G1: Примеры методов монтажа (часть таблицы 52-3 согласно стандарту МЭК 60364-5-52) (продолжение на следующей странице)

G14

Рис. G1 : Примеры методов монтажа (часть таблицы 52-3 согласно стандарту МЭК 60364-5-52)
Максимальная рабочая температура
Значения предельно пропускной способности по току, указанные в последующих таблицах, определены с таким расчетом, чтобы максимальная температура изоляции не была превышена в течение длительного периода времени.
На Рис. G14 указаны значения максимальной допустимой температуры для различных типов изоляционных материалов.

Рис. G1: Значения максимальной рабочей температуры для различных типов изоляции (таблица 52-4 согласно стандарту МЭК 60364-5-52)
Поправочные коэффициенты
Чтобы учесть условия окружающей среды или особые условия при прокладке кабелей и проводов, используются поправочные коэффициенты.
Площадь поперечного сечения кабелей определяется с использованием номинального значения тока нагрузки IB, деленного на различные поправочные коэффициенты: k2, j

I'B является откорректированным (поправленным) значением тока нагрузки, которое сравнивается со значением пропускной способности по току соответствующего кабеля.

■ Температура окружающей среды
Расчет пропускной способности по току кабелей, проложенных в воздухе, основывается на использовании среднего значения температуры воздуха, равного 30 °С. Для других значений температуры применяются поправочные коэффициенты, указанные на Рис. G15 для изоляции из ПВХ (PVC), этиленпропиленового каучука (EPR) и сшитого полиэтилена (XLPE). Ниже даны значения поправочного коэффициента k1.

Рис. G15: Поправочные коэффициенты для температуры воздуха, отличной от 30 °С, используемые для расчета пропускной способности по току кабелей в воздухе (таблица А. 52-14 согласно стандарту МЭК60364-5-52)
Расчет пропускной способности по току кабелей, проложенных в земле, основывается на использовании среднего значения температуры почвы, равного 20 °С. Для других значений температуры применяются поправочные коэффициенты, указанные на Рис. G16 для изоляции из ПВХ (PVC), этиленпропиленового каучука (EPR) и сшитого полиэтилена (XLPE). Ниже даны значения поправочного коэффициента k2.

Рис. G16: Поправочные коэффициенты для температуры почвы, отличной от 20 "С, используемые для расчета пропускной способности по току кабелей, проложенных в каналах в земле (таблица А.52-15 согласно стандарту МЭК60364-5-52)

■ Термическое удельное сопротивление почвы
G16
Расчет пропускной способности по току кабелей, проложенных в земле, основывается на использовании удельного сопротивления почвы, равного 2,5 К.м/Вт. Для других значений используются поправочные коэффициенты, указанные на Рис. G17. Ниже даны значения поправочного коэффициента кЗ.

Рис. G17: Поправочные коэффициенты для кабелей в проложенных в каналах в земле, при термическом удельном сопротивлении почвы, отличным от 2,5 К.м/Вт, используемые для расчета пропускной способности по току с помощью эталонного метода D (таблица согласно стандарту МЭК 60З64-5-52)
Опыт показывает, что существует взаимосвязь показателя удельного сопротивления и типа почвы. Поэтому на Рис. G18 указаны эмпирические значения поправочного коэффициента кЗ в зависимости от типа почвы.

Рис. G1t : Поправочные коэффициенты кЗ в зависимости от типа почвы
■ Объединение проводов или кабелей
Значения пропускной способности по току, указанные в таблицах ниже, относятся к одноконтурным схемам, состоящим из следующего количества проводов нагрузки:
два изолированных провода или два одножильных кабеля либо один двухжильный кабель (применяется в однофазных цепях);
три изолированных провода или три одножильных кабеля либо один трехжильный кабель (применяется в трехфазных цепях).
Когда при прокладке в группу объединяется большее количество изолированных проводов или кабелей, используется коэффициент снижения (в таблице ниже к4). На Рис. G19 - G21 даны значения коэффициентов для различных вариантов прокладки кабелей (с указанием методов монтажа, условий прокладки - по воздуху или в земле). На Рис. G19 представлены значения поправочного коэффициента к4 для различных вариантов расположения не проложенных в земле кабелей или проводов, составляющих более чем в одну цепь или многожильных кабелей.

Рис. G19: Коэффициенты снижения для групп, состоящих более чем из одной цепи или одного многожильного кабеля (таблица А.52-17 согласно стандарту МЭК 60З64-5-52)


На Рис. G20 представлены значения поправочного коэффициента k4 для различных вариантов расположения не проложенных в земле кабелей или проводов, для групп, составляющих более чем одну цепь одножильных кабелей, проложенных по воздуху.
Рис. G2C: Коэффициенты снижения для групп, состоящих более чем из одной цепи одножильных кабелей, используемые как нормированные значения для одной цепи одножильных кабелей, проложенных по воздуху, метод монтажа F (таблица А.52.21 согласно стандарту МЭК 60364-5-52)

На Рис. G21 представлены значения поправочного коэффициента k4 для различных вариантов расположения кабелей или проводов, проложенных непосредственно в земле.

a Многожильные кабели

■ Ток гармонической составляющей
Расчет пропускной способности по току трехфазных четырех- или пятижильных кабелей основан
на принятии условия, что только 3 провода имеют полную нагрузку.
Тем не менее, при циркуляции токов гармоник может возникнуть значительный ток в
нейтрали и даже быть больше значений фазных токов. Это обусловлено тем, что токи 3-й
гармоники в трех фазах не подавляют друг друга, а суммируются в нейтральном проводнике.
Это, разумеется, влияет на пропускную способность по току кабеля, в связи с чем необходимо
использовать поправочный коэффициент k5, значения которого указаны ниже.
Кроме того, ток 3-й гармоники больше 33% по отношению к номинальному току, то ток в
нейтрали будет превышать значение фазного тока и размер кабеля должен выбираться на
основе значения тока в нейтрали. Также следует учитывать тепловое действие гармонических
токов в фазных проводах.
На Рис. G22 представлены значения коэффициента k5 в зависимости от содержания 3-й гармоники.

Рис. G2,: Поправочные коэффициенты для токов гармонической составляющей в четырех- и пятижильных кабелях (таблица D.52.1 согласно стандарту МЭК 60364-5-52)
Допустимый ток в зависимости от номинального значения площади поперечного сечения проводов
a Одножильные кабели

Рис. G21: Коэффициенты снижения для более чем одной цепи, одножильных или многожильных кабелей, проложенных непосредственно в земле. Метод монтажа D (таблица 52-18 согласно стандарту МЭК 60364-5-52)
В стандарте МЭК 60364-5-52 содержится обширная информация, составленная в виде таблиц с указанием значений допустимого тока в зависимости от сечения жил кабелей. При этом учитываются многие параметры, например, метод монтажа, тип материала изоляции, количество проводов под нагрузкой.

В качестве примера на Рис. G23 даны значения пропускной способности по току для различных методов монтажа, для ПВХ изоляции, для трех медных или алюминиевых проводов, проложенных по воздуху или в земле.

Рис. G23: Значения пропускной способности по току в амперах для различных методов монтажа, ПВХизоляции, для трех медных или алюминиевых проводов, при температуре проводов 70 "С, температуре окружающей среды: 30 "С - при прокладке по воздуху, 20 "С - при прокладке в земле (таблица А. 52.4 согласно стандарту МЭК60364-5-52)

2.3. Рекомендуемый упрощенный метод определения сечения кабелей
Для облегчения выбора сечения кабелей предлагаются две упрощенные таблицы для кабелей закрытой и открытой прокладки.
В данных таблицах представлены наиболее распространенные варианты конфигурации, что позволяет облегчить доступ к информации.
G20

Рис. G24 : Значения пропускной способности по току в амперах (таблица В.52-1 согласно стандарту МЭК 60З64-5-52)
■ Кабели открытой прокладки:
На Рис. G24b даны поправочные коэффициенты для групп из нескольких цепей или многожильных кабелей:
Расположение цепей
Количество цепей или многожильных кабелей

Рис. G24b: Коэффициенты снижения для групп из нескольких цепей или многожильных кабелей (таблица В.52-3 согласно стандарту МЭК60364-5-52)
■ Кабели закрытой прокладки:

Рис. G25: Значения пропускной способности по току в амперах (таблица В.52-1 согласно стандарту МЭК 60364-5-52)
2.4. Системы шинопроводов
Выбрать систему шинопроводов очень просто, если использовать данные, представленные производителем. Метод монтажа, тип материала изоляции, поправочные коэффициенты для групп цепей и кабелей не являются основными параметрами для этой технологии. Расчет площади поперечного сечения шин для любой заданной модели производился производителем на основе следующих параметров:
номинальный ток;
температура окружающего воздуха, равная 35 "С;
три нагруженные шины.
Поправочный коэффициент должен использоваться при более высоких значениях температуры. На Рис. G26а даны поправочные коэффициенты для цепей среднего и высокого диапазона мощности (до 4000 А).

Рис. G26i: Поправочный коэффициент для температуры выше 35 "С
В цепях, где проходит ток 3-й гармоники, нейтральный провод может пропускать значительный ток, и в связи с этим необходимо учитывать соответствующие добавочные потери мощности. На Рис. G26b представлена диаграмма максимально допустимого фазного тока и тока в нейтрали (на единицу измерения) в системе сборных шин большой мощности в виде функций и уровень 3-й гармоники.

Рис. G261: Максимально допустимый ток (на единицу измерения) в системе сборных шин как функция от
уровня 3-й гармоники