2. Припустиме навантаження на ізольованих проводах й кабелях при нагріванні

Теплові процеси в ізольованих проводах і кабелях протікають так само, як і в неізольованих. Однак при наявності ізоляції на проводах трохи міняються умови їх охолодження: виникає додатковий тепловий опір, зростає поверхня охолодження й поліпшуються умови для віддачі теплоти випромінюванням, якщо ізоляція чорного кольору. Припустиме нагрівання становить для проводів і кабелів з гумовою ізоляцією всього 65, тому що при більш високій температурі гума розм'якшується.

Для кабелів з паперовою ізоляцією при робочій напрузі до 3 кВ максимально припустима температура становить 80 °С, при 6 кВ - 65, при 10 кВ - 60 і при 20...35 кВ - 50 °С.

3. Вибір плавких запобіжників, автоматів і перетину проводів і кабелів по припустимому нагріванні

При короткому замиканні або значному перевантаженні електрична проводка повинна бути автоматично відключена, а якщо ні, то може загорітися ізоляція проводів, що спричинить пожежу. Для автоматичного відключення проводки при перевищенні встановлених значень сили струму призначені апарати захисту. У сільськім господарстві для цієї мети часто застосовують плавкі запобіжники, обладнання яких надзвичайно просте. У порцеляновому корпусі поміщені провідники невеликого перетину - плавкі вставки, що включаються послідовно в кожний фазний провід лінії. Якщо струм лінії зростає понад припустимий, то плавка вставка перегорить, відключивши ланцюг раніше, чим температура проводів, що захищаються нею, стане неприпустимо високою.

У сільських мережах низької напруги для внутрішньої установки застосовують запобіжники двох типів: пробочасті й трубчасті. Їхні номінальні струми в амперах нормовані по наступній шкалі: 4, 6, 15, 20, 25, 35, 50, 60, 80, 100, 125, 160, 200, 225, 260, 300.

Запобіжники встановлюють у всіх місцях, де перетин провідника в напрямку до місць споживання енергії зменшується, а також на вводах у будинки й головних ділянках мережі. Щоб при аварії перегорів тільки найближчий до місця ушкодження запобіжник, номінальний струм плавкої вставки кожного наступного від джерела живлення запобіжника повинен бути принаймні на один щабель менше, чим попереднього.

Плавкий запобіжник звичайного типу являє собою досить недосконалий апарат. Тривалість перегоряння його плавкої вставки залежить від струму перевантаження. При струмах, в 2, 5 рази перевищуючих номінальний, нова плавка вставка перегоряє порівняно швидко (через 8...10 с). Струми, більші номінального в 1, 5 рази, вставка витримує не менш 1 год, а в 1,2...1,3 години - невиразно тривалий час. Зменшити ці величини й виконати нову плавку вставку так, щоб вона перегоріла при менших перевантаженнях, не можна. Справа в тому, що згодом плавка вставка окислиться, старіє й перегоряє при струмах, менших, чим нова, і може перегоріти при номінальному струмі або навіть при значеннях струму, менших номінального.

Пусковий струм короткозамкнених асинхронних двигунів, що застосовуються для привода сільськогосподарських споживачів, в 5...7 раз перевищує номінальний. Тривалість пуску таких двигунів досягає 5...10 і більш. Якщо вибрати плавку вставку по номінальному струму двигуна, то при пуску вона миттєво перегорить. Тому доводиться перевищувати номінальний струм плавкої вставки, що приводить до збільшення перетину відповідних їй проводів.

При захисті проводів і кабелів плавкими запобіжниками (крім кабелів, прокладених у землі) розрахунки електричної мережі починають із вибору плавкої вставки. Її вибирають за наступними правилами.

Правило 1. Струм плавкої вставки повинен бути більше робочого струму навантаження або рівнятися йому.

Правило 2. Струм плавкої вставки перевіряють на максимальний струм навантаження:

Для запобіжників звичайного типу, що захищають відгалуження до короткозамкнених асинхронних двигунів з нормальними умовами роботи (рідкі пуски, тривалість розбігу 5...10 с), а = 2,5.

При захисті двигунів з важкими умовами роботи (часті пуски, тривалість розбігу до 40 с) а = 1,6...2,0.

Максимальний струм у ланцюзі з одним двигуном рівний його пусковому струму. У каталогах звичайноприводять кратність пускового струму двигуна к. Тоді максимальний струм у ланцюзі

де І - номінальний струм двигуна.

Очевидно, що для споживачів з невеликими пусковими струмами (асинхронні двигуни з фазним ротором) майже завжди більше значення струму плавкої вставки можна одержати за правилом 1.

Для споживачів, пусковий струм яких практично дорівнює робочому (освітлювальні установки, теплові споживачі), струм плавкої вставки, розрахований за правилом 1, буде завжди більше струму, знайденого за правилом 2.

Визначивши номінальний струм плавкої вставки, вибирають відповідний йому перетин проводу залежно від того, буде він захищений плавкою вставкою тільки від коротких замикань або також і від перевантажень. За правилами обладнання електроустановок від перевантажень потрібно захищати освітлювальні мережі в житлових будинках, торговельних і службово-побутових приміщеннях промислових підприємствах, а також у пожежо і вибухонебезпечних зонах. Мережі будь-якого призначення, виконані проводами з горючою оболонкою, при відкритій прокладці необхідно також захищати від перевантажень. Це відноситься до мереж будь-якого типу у вибухонебезпечних приміщеннях.

Лекція 12

Тема: Розрахунок повітряних ліній на механічну міцність