7.Выбор проводов и кабелей

7.1.Сети напряжением до 1000 в

Сети напряжением 220/380 В обычно работают в режиме с глухозаземленной нейтралью, система TN [4]. Нулевые проводники такой системы имеют обозначения:

N - - нулевой рабочий (нейтральный) проводник;

РЕ - - защитный проводник (заземляющий проводник, нулевой защитный проводник, защитный проводник системы уравнивания потенциалов);

PEN - - совмещенный нулевой защитный и нулевой рабочий проводники.

Система TN имеет ряд модификаций.

Наиболее экономичной по числу проводов является система TN–C. Система TN–С - система TN, в которой нулевой защитный и нулевой рабочий проводники совмещены в одном проводнике на всем ее протяжении (рис.1).

Система TN–S - система TN, в которой нулевой защитный и нулевой рабочий проводники разделены на всем ее протяжении (рис. 2).

Cистема TN-C-S - система TN, в которой функции нулевого защитного и нулевого рабочего проводников совмещены в одном проводнике в какой-то ее части, начиная от источника питания (рис. 3).

В промышленных сетях, при отсутствии особых требований к электробезопасности, применяется система TN–C (рис.1). Для таких сетей следует применять четырехжильные кабели, или четыре одножильных провода в бумажной, пластмассовой или изоляции из негорючей резины с наименьшим сечением нулевой жилы, указанным в табл. 6. В особых случаях, например, для передвижных электроустановок, переносного электроинструмента в жилых и административных зданиях, должны применяться системы TN–S или TN–C–S .

Рис. 1. Система TN–C. Нулевой защитный и нулевой рабочий проводники

совмещены в одном проводнике (PEN):

1 - заземлитель нейтрали источника питания; 2 - открытые проводящие части

Рис. 2. Система TN–S. Нулевой защитный (PE) и нулевой рабочий (N) проводники

разделены:

1 - заземлитель нейтрали источника переменного тока; 2 - открытые проводящие части

Рис. 3. Система TN–C–S. Нулевой защитный и нулевой рабочий проводники совмещены

в одном проводнике в части системы:

1 — заземлитель нейтрали источника переменного тока; 2 - открытые проводящие части

Выбор сечений фазных проводников следует выполнять по таблицам [1, 2, 3], исходя из допустимого нагрева проводника расчетным током

, (33)

где – допустимый ток для проводника заданного сечения при выбранном сечении жил кабеля и принятом материале изоляции жил, выбираемый из таблиц [1, 2, 3]; – наибольший расчетный ток в линии; – поправочный коэффициент на условия прокладки проводников (в зависимости от прокладки в земле, в воздухе, в трубах, числа кабелей, проложенных рядом и т.п.) [1, 2, 3]; =1 - для помещений с нормальной средой; =1,25 – во взрывоопасных зонах.

Наименьшие сечения защитных PE, или совмещенных PEN проводников

Сечение фазных проводников, мм2	Наименьшее сечение защитных проводников, мм2
F  16	F
16 < F  35	16
F > 35	F/2

Между допустимым током проводника и током срабатывания защиты (током плавкой вставки, или током уставки расцепителя автоматического выключателя) должно выполняться соотношение

, (34)

где – наибольшая допустимая кратность уставки аппарата защиты к допустимому току проводника.

В сетях, защищаемых только от токов КЗ, значения в формуле (34) следует принимать равными [3]:

3,0 - для плавких вставок предохранителей;

4,5 - для уставки автоматического выключателя, имеющего только электромагнитный или аналогичный расцепитель мгновенного действия (отсечку);

1,0 - для теплового расцепителя автомата с нерегулируемой обратно зависящей от тока характеристикой (независимо от наличия или отсутствия отсечки);

1,25 - для теплового расцепителя автомата с регулируемой обратно зависящей характеристикой.

Завышение уставок срабатывания аппаратов защиты в сравнении с (34) при защите проводов и кабелей только от токов коротких замыканий (КЗ) не является основанием для увеличения сечения сверх выбранного по условиям нагрева (33). Однако в этом случае уставки аппаратов защиты должны быть проверены по чувствительности к токам однофазного КЗ.

Дополнительно к защите от токов КЗ защите от перегрузок подлежат: сети внутри помещений, выполненные открыто проложенными проводниками с горючей наружной оболочкой (джут, полиэтилен и т.п.) или горючей изоляцией (полиэтилен, пропитанная маслом бумага и т.п.); осветительные сети; силовые сети, только в тех случаях, когда в них может возникать длительная перегрузка проводников (например, при заклинивании двигателей, если управление ими выполнено пускателями или контакторами без тепловых расцепителей); все сети во взрывоопасных зонах классов B-I, B-Iа, B-II, B-IIа.

Во взрывоопасных зонах B-Iб, B-Iг защита проводов и кабелей и выбор сечений должны производиться как для невзрывоопасных установок, однако требования к конструктивному исполнению сетей (изолированные провода и кабели в герметичных, несгораемых трубах) сохраняются.

Для защиты от перегрузок, как правило, не требуется дополнительной защитной аппаратуры, однако выбор плавких вставок и уставок расцепителей автоматов должен производиться с более жесткими значениями и с обязательным соблюдением условия (34).

В сетях, защищаемых от перегрузок, значения в (34) следует принимать [3]:

0,8 - для плавких вставок предохранителей и автоматов, имеющих только расцепитель с отсечкой, - для проводов и кабелей с резиновой, поливинилхлоридной и другой аналогичной изоляцией (для невзрывоопасных установок допускается значение 1,0);

1,0 - для плавких вставок и автоматов с отсечкой – для кабелей с бумажной изоляцией;

1,0 - для нерегулируемых тепловых расцепителей автоматов (независимо от наличия или отсутствия отсечки) - для проводников всех марок;

1,0 - для регулируемых тепловых расцепителей автоматов для проводов и кабелей с поливинилхлоридной и резиновой изоляцией;

1,25 - для регулируемых тепловых расцепителей автоматов - для проводов и кабелей с бумажной изоляцией и изоляцией из вулканизированного полиэтилена.

По приведенным нормам [3] следует определить тип аппарата защиты, тип его расцепителей, наименьшее значение и проверить выбранное сечение по неравенству (34). Если условие (34) не выполняется, то следует применить другой тип защиты (изменится и ), или увеличить сечение (увеличится ). Допускается применять ближайшее меньшее, чем полученное по (34) сечение, но не менее чем выбранное по условию нагрева (33).

Для всех проводников, в особенности питающих групповые щитки освещения, щиты КИПиА и т.п., следует проверить выбранное сечение по располагаемым потерям напряжения

, (35)

где – активное и реактивное сопротивления линии; – удельные (на единицу длины) активное и реактивное сопротивления линии (по табл.7, справочникам или нормативным документам [1,2,8]); L - длина линии; =5% - располагаемое значение потерь напряжения в питающих сетях напряжением до 1000 В, или в ответвлениях к электроприемникам.

Ориентировочно можно принимать – для кабельных линий всех сечений, – для воздушных линий всех сечений. , где – удельное сопротивление материала проводника и сечение его жилы. Для проводов и кабелей с медными жилами значение =17,93 Ом мм² /км, с алюминиевыми =29,4 Ом мм² /км при температуре 20˚С.

Если условие (35) не выполняется, то следует принять меры по местному регулированию напряжения. В крайнем случае, следует увеличить сечение проводников.

Удельные активное и индуктивное сопротивления проводов и кабелей

с алюминиевыми или медными жилами (на напряжение до 500 В)

при номинальной нагрузке

Сече ние, мм2	Удельные сопротивления, мОм/м
	активное		индуктивное
	алю­миний	медь	провода, от­крыто проло­женные	провода в трубах, кабели
1,5	22,2	13,35	–	0,11
2,5	13,3	8	–	0,09
4	8,35	5	0,33	0,1
6	5,55	3,33	0,32	0,09
10	3,33	2	0,31	0,07
16	2,08	1,25	0,29	0,07
25	1,33	0,8	0,27	0,07
35	0,95	0,57	0,26	0,06
50	0,67	0,4	0,25	0,06
70	0,48	0,29	0,24	0,06
95	0,35	0,21	0,23	0,06
120	0,28	0,17	0,22	0,06
150	0,22	0,13	0,21	0,06
185	0,18	0,11	0,21	0,06