Расчетные формулы для выбора аппаратов защиты в осветительных и силовых сетях

Аппарат защиты	Осветительные сети		Силовые сети
	Лампы ЛЛ и ЛН	Лампы ДРЛ, ДРИ, ДНат	Линии к одиночным электроприемникам	Линии к группам электроприемников
Предохранитель (тепловая вставка)	Iз≥Iр	Iз≥1,2Iр	Iз≥Iн, Iз≥Iп/α	Iз≥Iр.гр, Iз≥(I1п+I1р)/α
Автоматический выключатель с тепловым расцепителем	Iз≥Iр	Iз≥1,3Iр	Iз≥1,25Iн	Iз≥1,25Iр
Автоматический выключатель с комбинированным расцепителем (эл. магнитным и тепловым)	Iз≥Iр	Iз≥1,3Iр	Iз≥1,25Iн Iу.эр≥1,2Iп	Iз≥1,1Iн Iу.эр≥1,2(I1п+I1р)

где I_з – номинальный ток плавкой вставки или уставка номинального тока теплового расцепителя автоматического выключателя; I_у.эр – номинальный ток уставки электромагнитного расцепителя мгновенного действия (отсечки); I_p – расчетный ток нагрузки А; I_p.гр. – расчетный ток нагрузки группы ЭП, А; I_н – номинальный ток ЭП, А; I_п – пусковой ток электроприемника, А; I¹_p –расчетный ток остальных электроприемников в данной группе (без расчетного тока наибольшего электроприемника), А; I¹_п – наибольший пусковой ток одного электроприемника в данной группе (при одновременном запуске группы электродвигателей – суммарный пусковой ток этой группы), А; α – коэффициент, зависящий от условий и длительности пускового периода электродвигателя (электродвигателей), равный –2,5 (за исключением линий с длительностью пускового периода более 2-2,5сек.-крупные вентиляторы с большими маховыми массами, лифты и т.п.). При установке автоматических выключателей на линиях к силовым электроприемникам, не оборудованным электродвигателями, коэффициенты не учитываются.

Выбор по нагреву осуществляется по условию I_р≤ К_т I_дд, где К_т – поправочный коэффициент в зависимости от температуры окружающей среды [9, табл. 1.3.3] или табл. П.8.2. При повторно-кратковременном и кратковременном режимах работы электроприемников (с общей длительностью цикла до 10 мин и длительностью рабочего периода не более 4 мин) в качестве расчетного тока для проверки сечения проводников по нагреву следует принимать ток, приведенный к длительному режиму. При этом:

1) для медных проводников сечением до 6 мм², а для алюминиевых проводников до 10 мм² ток принимается как для установок с длительным режимом работы;

2) для медных проводников сечением более 6 мм² , а для алюминиевых проводников более 10 мм² ток определяется умножением допустимого длительного тока на коэффициент 0,875/ , где ПВ - выраженная в относительных единицах длительность рабочего периода (продолжительность включения по отношению к продолжительности цикла) [9, п.1.3.3].

Потери напряжения в проводниках определяются по формуле

Проверка осуществляется либо по допустимой потере напряжения, либо на соответствие уровня напряжения ГОСТ 32144-2013 «Электрическая энергия. Совместимость технических средств электромагнитная. Нормы качества электрической энергии в системах электроснабжения общего назначения» на зажимах потребителя допустимому уровню.

По механической прочности согласно ПУЭ (Таблица 2.1.1., [9]) для незащищенных и защищенных изолированных проводов и кабелей в трубах, металлических рукавах и глухих коробах сечение должно быть не менее 2 мм² для алюминиевых и 1 мм² для меди.

Нулевые рабочие проводники в четырехпроводной системе трехфазного тока должны иметь проводимость не менее 50% проводимости фазных проводников; в необходимых случаях она должна быть увеличена до 100% проводимости фазных проводников. [9, п. 1.3.8]

Выбор защитной аппаратуры и сечения проводников рекомендуется выбирать совместно.

Пример выбора ЗА и сечения для ШР2

Для защиты шинопровода и питающего проводника в ответвительной коробке магистрального шинопровода устанавливается выключатель типа ВА51. Исходя из выше приведенных условий для защиты выбирается выключатель ВА 5131 I_н.а=100 А, I_н.р=100 А, кратность токовой отсечки К_отс=3 (I_отс=3∙100=300 А), I_откл=7 кА.

Питание шинопровода ШР от ШМ осуществляется кабелем АВВГ (алюминиевые жилы в ПВХ изоляции с ПВХ оболочкой без защитного покрова), согласно [8] или табл. П.8.

Выбирается кабель АВВГ (3×50+1×35) с I_дд=110 А (92,91≤110 А).

Токовая отсечка не должна срабатывать при пиковом токе (табл. 11). Пиковый ток группы электроприемников

,

где I_р – расчетный ток группы электроприемников, подключенных к данному узлу; К_п – коэффициент пуска (кратность пускового тока) самого мощного электродвигателя (паспорт); I_н.max – номинальный ток самого мощного электроприемника.

Среди ЭП, подключенных к ШР1 наиболее мощными являются вертикально и универсально фрезерные станки Р_н=11 кВт, cosφ=0,5, номинальный ток

.

При отсутствии данных о пусковых токах, для расчетов на стадии проектирования К_п можно принять из таблицы 12.

Пиковый ток для ШР1

Условие проверки расцепителя мгновенного действия 1,2∙220=264<300 А, выполняется.

Проверка на согласование сечения с выбранной защитой (защита от перегрузки требуется) I_дд ≥К_з I_з, 110≥1∙100. Условие выполняется.

Остальные условия проверяются после расчетов ТКЗ.

Расчет и выбор ЗА и сечения проводников для подключения электроприемников производится аналогично с учетом коэффициента повторного включения. Для питания электроприемников от ШР применяются провода марки АПВ, проложенные в трубах и металлоруковах, от СП – в полу кабели АВВГ. Результаты расчета приведены в таблице 13.

Таблица 12