11.3. Расчёт и выбор сечения проводов, кабелей, шин.

Сечение проводов, кабелей и шин выбирается с учётом следующих требований.

1) провода, кабели, шины не должны нагреваться сверх допустимой температуры при протекании по ним расчётного тока нагрузки;

2) отклонение напряжения на зажимах электроприёмников не должны превышать (-2,5+5%) для осветительной нагрузки и для силовой;

3) провода, кабели и шины должны обладать достаточной для данного вида сети механической прочностью;

4)отклонение напряжения из-за кратковременного отклонения (наброса или сброса) нагрузки должны соответствовать значениям, установленным ГОСТ 131109-67;

5)аппараты защиты должны обеспечивать защиту всех участков сети от короткого замыкания;

6)для некоторых видов сетей в соответствии с ПУЭ выбор сечения проводов осуществляется по экономической плотности тока.

Расчётная максимальная токовая нагрузка :

а) для трёхфазной четырёх проводной и трёхпроводной сети:

, А;

б) для двухфазной сети с нулевым проводом

в) для однофазной сети

где - расчётная максимальная нагрузка, кВт;

- номинальное фазное и линейное напряжение, В;

- коэффициент мощности нагрузки.

При укладке кабелей в траншеях вводится коэффициент снижения нагрузки , а существенное отклонение температуры окружающей среды от определённых ГОСТом, учитываются дополнительным коэффициентом , определяемым ПУЭ.

Таким образом, длительно допустимая токовая нагрузка и расчётная максимальная связаны соотношением:

значение допустимой токовой нагрузки приведены в таблицах главы 4, по которым выбирают стандартные сечения проводов, кабелей, шин.

Расчёт и выбор сечений с учётом потери напряжения для линий напряжения менее 1000 В можно выполнять по упрощённой формуле:

,

где - мощность приёмника, присоединенного к сети длинной l на участке длинной , кВт;

- длинна участка сети между точками присоединения (к – l) к – го приёмников, м;

S – сечения фазных проводов, жил кабелей, шин, мм ;

- удельная проводимость (Омм)

- линейное номинальное напряжение, В.

При заданной потере напряженя сечение провода S можно определить:

.

Выбранные провода, кабели и шины проверяют по термической устойчивости.

11.4. Расчёт токов короткого замыкания и выбор автоматических выключателей и предохранителей

Расчёт токов короткого замыкания необходим для правильного выбора и отстройки защитной аппаратуры. Ток короткого замыкания возникает при соединении токоведущих частей фаз между собой или с заземлённым корпусом электроприёмника в схемах с глухо-заземленной нейтралью и нулевым проводом. Его величина может быть определена по формуле:

, А,

где - фазное напряжение сети, В,

- сопротивление петли фаза-нуль, Ом, .

- активное сопротивления одного провода цепи короткого замыкания,

- индуктивное сопротивление, рассчитываемое по удельному индуктивному сопротивлению, равному 0,6 Ом/км,

- полное сопротивление фазной обмотки трансформатора на стороне низшего напряжения:

, Ом,

- номинальное напряжение и ток трансформатора,

- напряжение короткого замыкания трансформатора в %,

Величина и для соответствующего трансформатора приводится в главе 5.

Выбор электрического аппарата осуществляется по его функциональному назначению, по роду напряжения и тока, по величине мощности.

Следует иметь в виду современную тенденцию, заключающуюся в том, что, при выборе между предохранителями автоматическими выключателями, предпочтение отдаётся последним в силу их большей надёжности, лучшей защиты от неполнофазных режимов, универсальности и т.д.

Выбор аппаратов по напряжению заключается в соответствии номинального напряжения, указанного в паспорте аппарата, и его рода (переменное, постоянное) номинальному напряжению питающей сети. При выборе аппарата по току следует учесть, что его номинальный ток должен быть не меньше рабочего тока установки.

Выбор автоматических выключателей.

Автоматические выключатели выбирают прежде всего по номинальным значениям напряжения и тока. Затем определяют токи установки теплового и электромагнитного расцепителей.

Тепловой расцепитель автомата защищает электроустановку от длительной перегрузки по току. Ток установки теплового расцепителя принимается равным на 15-20% больше рабочего тока:

,

где - рабочий ток электроустановки, А.

Электромагнитный расцепитель автомата защищает электроустановку от коротких замыканий. Ток уставки электромагнитного расцепителя определяется из следующих соображений: автомат не должен срабатывать от пусковых токов двигателя электроустановки , а ток срабатывания электромагнитного расцепителя выбирается кратным току срабатывания теплового расцепителя:

где К=4,5-10 – коэффициент кратности тока срабатывания электромагнитного расцепителя.

Выбранный автоматический выключатель проверяется по чувствительности и по отклоняющейся способности. Автоматы с номинальным током 100 А должны срабатывать при условии, что:

,

где - ток однофазного короткого замыкания.

Автоматы с номинальным током более 100 А должны срабатывать при:

.

Чувствительность автомата, имеющего только тепловой расцепитель, определяется соотношением:

Отклоняющая способность автомата электромагнитным расцепителем определяется величиной тока трёхфазного короткого замыкания