Выбор сечения проводов и кабелей по допустимому нагреву.


Ответ:При прохождении тока (I) в проводнике с активным сопротивлением R,согласно закону Джоуля-Ленца, за время t выделяется тепловая энергия Qкоторая расходуется на нагревание его. Как только температура проводника (тэтта) превысит температуру окружающей среды часть теплоты будет отдаваться в окружающую среду. Через время (3…4)Т0 (рис. 4.1) температура проводника достигнет установившегося значения (тэтта), при котором вся выделяющаяся теплота отдается проводником в окружающую среду. Это состояние называется тепловым равновесием.Нагрев проводника может изменять его физические свойства. Чрезмерный нагрев опасен для изоляции, вызывает перегрев контактных соединений, что может привести к пожару или взрыву. Каждому значению тока, длительно проходящего по проводнику при заданных условиях охлаждения, соответствует определенное значение температуры нагрева проводника. Максимальная температура проводника, при которой изоляция проводника сохраняет диалектические свойства и обеспечивается надежная работа контактов, называется предельно допустимой, а наибольший ток, соответствующий этой температуре, называется длительно допустимым током по нагреву. Установлены три вида допустимых температур проводников: – длительно допустимый нагрев жил проводника по нормам в зависимости от типа изоляции и напряжения); – кратковременно допустимый нагрев при перегрузках (75 в зависимости от типа изоляции и напряжения); – максимально допустимое превышение температуры жил проводника над температурой среды при токах КЗ в зависимости от типа изоляции, материала проводника и напряжения). Установлена также температура окружающей среды по нормам – прокладка проводов, кабелей и шин в воздухе внутри и вне помещений вт.ч. прокладка кабелей в каналах и туннелях; – прокладка кабелей в земле - траншеях, воде. Уравнение теплового боланса для проводника, обтекаемого током при превышении температуры жил по нормам имеет вид: где К - коэффициент теплоотдачи, F - поверхность охлаждения провода, см2. Тогда длительно допустимый ток по нагреву определится по выражению: Таким образом, при заданных температурных условиях нагрузочная способность проводника возрастает с увеличением его поверхности F, коэффициента теплоотдачи К и с уменьшением его сопротивления. Для практических расчетов пользуются готовыми таблицами длительно допустимых токов по нагреву проводов и кабелей из различных материалов при различных условиях прокладки. Для выбора сечения проводника по условиям нагрева токами нагрузки сравнивается расчетный (Iр) и допустимый Iдоп токи для проводника (проводов, кабелей и шин) принятой марки и условий его прокладки. При этом должно соблюдаться соотношение:

где Кп - поправочный коэффициент, корректирующий допустимый ток на условия прокладки проводов и кабелей, зависящий от температуры земли и воздуха (табл.1.3.3 ПУЭ); Iр – расчетный ток длительного режима работы; Iр =iн – для одиночного электроприемника длительного режима работы (iн – номинальный ток); Iр = iпв ПВ/0,875 – для электроприемника с повторно-кратковременным (ПКР) или кратковременным (КР) режимах работы с общей длительностью цикла до 10мин и длительностью рабочего периода не более 4мин (ПВ ≤ 0,4), а также для КР длительностью включения не более 4мин и перерывами между включениями, достаточными для охлаждения проводников до температуры окружающей среды для медных проводников сечением более 6мм2, а для алюминиевых проводников более 10мм2. При длительности включения более 4мин, а также при перерывах недостаточной длительности между включениями наибольшие допустимые токи следует принимать, как для установок с длительным режимом работы;

0,875 – коэффициент запаса; ПВ – продолжительность включения в о.е.; iпв – номинальный ток электроприемника ПКР работы; Iр = Sр/3Uн – расчетный ток группы электроприемников.

Во взрывоопасных помещениях сечения проводников для ответвлений к асинхронным электродвигателям с короткозамкнутым ротором принимаются исходя из следующих условий:

 

. (4.4)

Для проводов и кабелей, проложенных в коробах, а также в лотках пучками для их длительно допустимых токов вводятся снижающие коэффициенты кп1 = 0,6 – 0,85 в зависимости от количества проложенных рядом проводов или кабелей (1.3.10,1.3.11 ПУЭ):

. (4.5)

При выборе снижающих коэффициентов контрольные и резервные кабели и провода не учитываются. Длительно допустимые токи кабелей с бумажной изоляцией, проложенные в траншее корректируются поправочными коэффициентами, учитывающими удельное сопротивление земли (к2) (табл. 1.3.23 ПУЭ) и совместное количество работающих кабелей (к3) (табл. 1.3.26 ПУЭ): . (4.6)

На период ликвидации послеаварийного режима продолжительностью не более 6 ч в сутки в течении 5 суток допускается перегрузка для кабелей (к.ав): с полиэтиленовой изоляцией до 10% номинальной нагрузки; с поливинилхлоридной до 15%; с бумажной изоляцией до 25% (1.3.6 ПУЭ):

. (4.7)

Выбранные проводники согласовываются с их защитным аппаратом в соответствии с условием:

 

, (4.8)

 

где кз – кратность длительно допустимого тока провода или кабеля по отношению к номинальному току или току срабатывания защитного аппарата, коэффициент защиты (табл. 4.1); Iз – номинальный ток или ток срабатывания защитного аппарата.

Таблица 4.1 Минимально допустимые значения коэффициента защиты кз

Ток защиты Коэффициенты защиты
сетей, для которых защита от перегрузки обязательна сетей, не требующих защиты от перегрузки (требуется только защита от токов КЗ)
Проводники с резиновой и аналогичной по тепловым характеристикам изоляций Кабеля с бумажной изоляцией и с изоляцией из вулканизированного полиэтилена
Взрыво- и пожароопасные производственные, служебно-бытовые помещения(осветительные сети) независимо от рода проводника Невзрыво- и непожароопасные помещения, например, провода АПР, ПР на роликах и изоляторах
Iном. вст. Iуст. э. о. Iном. р. нр. Iсраб. рег. 1,25 1,25 0,8 0,33 0,22 0,8

Примечания: Iном. вст. – номинальный ток плавкой вставки; Iуст. э. о. – ток уставки автоматического выключателя, имеющего только максимальный мгновенно расцепитель (отсечку); Iном. р. нр. – номинальный ток расцепителя автоматического выключателя с нерегулируемой обратно зависящей от тока характеристикой (независимо от наличия или отсутствия отсечки); Iсраб. рег. – ток трогания расцепителя автоматического выключателя с регулируемой обратно зависящей от тока характеристикой. Наличие аппаратов защиты с завышенными значениями Iз не является обоснованием для увеличения сечения проводников, выбранных по длительному расчетному току. Если условие (4.8) не выполняется: допускается применение проводника ближайшего меньшего сечения, но не менее, чем это требуется по расчетному току (3.1.13 ПУЭ); необходимо проверить надежность срабатывания защиты при КЗ по условиям (Гл 4.7); принимаются аппараты защиты с другими характеристиками.



Дата добавления: 2020-10-14; просмотров: 610;


Поиск по сайту:

Воспользовавшись поиском можно найти нужную информацию на сайте.

Поделитесь с друзьями:

Считаете данную информацию полезной, тогда расскажите друзьям в соц. сетях.
Poznayka.org - Познайка.Орг - 2016-2024 год. Материал предоставляется для ознакомительных и учебных целей.
Генерация страницы за: 0.01 сек.