4.4. Вибір перетину проводів по допустимому нагріву і допустимій втраті напруги

Розрахунок електричних мереж для електропостачання будівельного майданчика, у тому числі і тимчасових, проводиться проектними організаціями, розробляючими проект організації будівництва.

Разом з тим, працівникам будівництва (будівельникам і монтажникам) у ряді випадків доводиться на місці вирішувати питання про вибір перетину проводів тієї або іншої тимчасової лінії, не передбаченої проектом, але необхідній для подачі електроенергії до якого-небудь будівельного механізму або до тимчасової освітлювальної установки.

Правильний вибір перетину проводів і кабелів має вельми істотне значення. Перетин проводів з одного боку належного бути вибрано достатнім для того, щоб втрата напруги при передачі необхідної потужності не перевершувала допустимих меж і щоб дріт не перегрівався під дією струму, що проходив по ньому. З іншого боку, перетин проводів повинен бути вибраний економно, з найменшою витратою кольорового металу. Перегрів проводів струмом швидко приводить до виходу їх з ладу і перерві в електропостачанні. Підвищена втрата напруги і пов'язане з нею пониження напруги у електроприймачів погіршує їх роботу: момент електродвигунів, що обертає, і світловий потік електричних ламп різко зменшується. Так, наприклад, пониження напруги проти номінального на 10% зменшує момент асинхронних двигунів, що обертає, на 19%, а світловий потік ламп розжарювання на 30%.

Встановлені допустимі відхилення напруги від номінального у різних електроприймачів. Так, на затисках електродвигунів ці відхилення від номінальної напруги, як правило, повинні бути не більш +5%, зниження напруги у найбільш видалених ламп освітлення промислових підприємств і громадських будівель, а також прожекторних установок повинне бути не більше 2,5% номінальної напруги, а у найбільш видалених ламп світильників зовнішнього освітлення і освітлення житлових будівель — не більше 5 %.

Вибір перетину проводів проводять по наступних двох чинниках:

по допустимому нагріву проводів струмом (іншими словами по їх пропускній спроможності);

по допустимої втрати напруги.

З двох величин перетину, визначених по двох вказаних чинниках, вибирають більше, округляючи його до найближчого стандартного перетину. При цьому для повітряних ліній вирішальним чинником виявляється, як правило, допустима втрата напруги, а для переносних шлангових кабельних ліній, електропроводок і підземних кабельних ліній невеликої протяжності визначальною ознакою є їх пропускна спроможність (по допустимому нагріву).

Вибір перетину рекомендується вести в такому порядку:

для проводів повітряних ліній визначати перетин по допустимій втраті напруги і потім перевіряти по допустимому нагріву;

для настановних, ізольованих проводів, шлангових і інших кабелів, — спочатку визначати перетин по допустимому нагріву і потім перевіряти на допустиму втрату напругу.

Вибір перетину по допустимому нагріву (допустимому струму). Сила струму, що тривало протікає по провідникові, при якій встановлюється тривала допустима температура нагріву, називається допустимою силою струму по нагріву /д. Величина його залежить як від марки дроту або кабелю, так і від умов прокладки і температури навколишнього середовища. Деякі дані стосовно мереж напругою 380/220 У в умовах будівельних майданчиків приведені в табл. 4.1.

Вибір перетину провідника по нагріву зводиться до порівняння розрахункового струму (7р) з допустимим табличним значенням для прийнятих марок дроту або кабелю.

При виборі повинна дотримуватися умова

Значення розрахункової сили струму для (/_р) лінії, що живить окремий трифазний електродвигун визначається по формулі

де Рн — номінальна потужність електродвигуна, кВт; до — коефіцієнт завантаження двигуна, що приймається рівним 0,85...0,90; UH — номінальна напруга двигуна (380 В); г|д — ККД двигуна (приймається рівним 0,85...0,92; для двигунів кранів — 0,80...0,85); cos <p — коефіцієнт потужності двигуна (приймається рівним 0,80...0,90; для двигунів кранів — 0,70...0,75).

Великі значення ККД і коефіцієнта потужності приймають для крупніших електродвигунів — порядка 30 кВт.

Розрахункова сила струму для лінії, що живить електропривод будівельної машини з багаторуховим електроприводом на змінному струмі (наприклад, баштові крани), приблизно визначається по аналогічній формулі:

де pj. — сумарна номінальна потужність всіх електродвигунів машини, кВт; kc — коефіцієнт, що враховує різночасність роботи електродвигунів машини (коефіцієнт попиту для однієї машини), приймається рівним 0,7...0,8.

Вибір перетину по допустимій втраті напруги. Втратою напруги в трифазній лінії називають арифметичну різницю між лінійною напругою на початку і в кінці лінії. Допустиму втрату напруги від джерела живлення до споживача електроприймача в мережах 380/220 В зазвичай приймають у розмірі 5,5...6,5%. При цьому, якщо живлення до будівельного механізму подається шланговим кабелем, приєднаним до повітряної лінії, то допустиму втрату напруги зазвичай приймають для повітряної лінії у розмірі 5...5,5%, а для шлангового кабелю — 0,5... 1,5% (залежно від його довжини). Сумарна втрата напруги не повинна перевищувати вказаних вище меж.

де Д ?/ — втрата напруги, В; 7 — сила струму в лінії, А; / — довжина лінії, км.; г0 і xq — активне і індуктивне сопротивлние

Втрата напруги в трифазній лінії визначається формулою

одного дроту, Ом/км. (табл. 4.2); cos ф — коефіцієнт потужності електричного навантаження; sin ф — тригонометрична функція, по величині відповідна значенню коефіцієнта потужності (cos ф).

Якщо задатися допустимою втратою напруги (5,5... 6,5 %), необхідний перетин визначають по формулі

Таким чином, втрата напруги залежить як від активного, так і від індуктивного опору проводів лінії. Індуктивний опір ВЛ зіставно з активним, і тому його необхідно враховувати. Розрахунок втрати напруги такої лінії проводять по формулі (4.4). У кабельних же лініях і в електропроводках індуктивний опір малий, тому в розрахунку кабельних ліній (шлангових і інших) невеликої довжини і електропроводок величиною х нехтують і розрахунок проводиться по формулі

де S — перетин дроту, мм2; р — питоме активне сопротивлеОм-мм2 .

ние (для алюмінію = 31,5); А?7— допустима втрата

км.

напруга %.

Таблиця 4.2

Електричні характеристики проводів і кабелів ліній напругою 380/220 В

Перетин дроту, мм2	Активное сопротивление, Ом/км			Индуктивное сопротивление, Ом/км
	Медные провода и кабели	Алюминиевые провода и кабели	Сталеалюми-ниевые провода	Воздушные линии
1,5	12,6	-	-	-
2,5	7,55	12,6	-	-
4	4,65	7,9	-	-
6	3,06	5,26	-	-
10	1,84	3,16	3,21	-
16	1,20	1,98	2,06	0,36

Закінчення табл. 4.2

				Индуктивное
Перетин	Активное сопротивление, Ом/км			сопротивление, Ом/км
прово-
так, мм2	Медные провода и	Алюминиевые провода и	Сталеалюми-ниевые	Воздушные
	кабели	кабели	провода	линии
25	0,74	1,28	1,38	0,35
35	0,54	0,92	0,85	0,34
50	0,39	0,64	0,65	0,33
70	0,28	0,46	0,46	0,32
95	0,20	0,34	0,33	0,31
120	0,158	0,27	0,27	0,30
150	0,123	0,21	0,21	0,29
185	0,103	0,17	0,17	0,28
240	0,078	0,132	0,132	0,27

Приклад. Визначити перетин кабелю для живлення баштового крана з сумарною потужністю електродвигунів Pz = 100 кВт.

По формулі (4.3) визначаємо розрахункову силу струму лінії, приймаючи

З умови (4.1) по табл. 4.1 вибираємо шланговий кабель з мідними жилами мазкі ГРШ перетином 70 мм2 з /д = 200 А.

Перевірку по допустимій втраті напруги для шлангових кабелів не вироблюваний.