Посібник

електронними розчіплювачами, призначеними саме для захисту асинхронних двигунів. Характеристика такого розчіплювача, на відміну від звичайного, має продовжену обернено залежну частину з можливістю її регулювання. Необхідність у застосуванні теплового реле відпадає

(рис.4.16,г).

4.3. Обмеження струмів короткого замикання в мережах НН

Для вибору апаратів та струмопровідних частин, розрахунку уставок захистів та визначення їх чутливості використовують різні значення струмів КЗ. Часто умови вибору обладнання за струмами КЗ бувають визначальними.

Вартість обладнання щитів низької напруги ТП, головних розподільчих щитів тощо становить велику частку від вартості мережі НН і в значній мірі залежить від одного з параметрів, за яким вибирають комутаційні апарати - від комутаційної здатності за струмом, яка повинна бути більшою від значення струму короткого замикання в точці встановлення апарату.

За даними статистики 85% коротких замикань виникають як наслідок металевого контакту. Електродинамічні зусилля, які пропорційні квадрату струму й досягають навіть десятків тисяч ньютонів, діють на металеві провідники і можуть їх розірвати. Коротке замикання переходить в дугове настільки швидко, що струм КЗ не досягає максимального значення. Лише 2% коротких замикань залишаються металевими за умови увімкнення на надійну шинну закоротку великого перерізу.

Для визначення мінімального струму КЗ з врахуванням його обмеження опором дуги в місці пошкодження та іншими перехідними опорами в заступну схему слід ввести активний перехідний опір Rп=15

мОм .

Для вибору апаратів щитів НН ТП слід використовувати значення струму металевого КЗ, і це положення є безумовним для вимикачів вводу та секційного. Апарати для ліній, що відходять від шин щита 0,4кВ, допустимо вибирати за значенням середнього струму КЗ, визначеного за значеннями струмів металевого КЗ та обмеженого опором дуги (рис. 4.17).

Умови роботи комутаційних апаратів для щитів подальшого розподілу полегшуються. Вибір цих апаратів за струмами КЗ необхідно здійснювати з врахуванням обмеження струму КЗ опорами ліній, навіть невеликої довжини, а також ефекту струмообмеження запобіжників чи автоматичних вимикачів на початку лінії.

111

Рис 4.17. Значення струмів трифазного КЗ залежно від потужності трансформаторів:

1 – струм КЗ з урахуванням обмеження опором дуги; 2 – струм металевого КЗ; 3 – найімовірніші значення струмів КЗ

Поперечний переріз жил кабелів та провідників вибирають за допустимим струмом та перевіряють за втратами напруги в максимальному усталеному режимі, а також за значенням залишкової напруги під час пусків двигунів. Перевірку вибраних перерізів за термічною стійкістю виконують з врахуванням ефекту струмообмеження.

Умовні криві струму короткого замикання з ефектом струмообмеження захисними апаратами показані на рис. 4.18.

Розрахункова крива зміни

Рівень обмеження струму КЗ струму КЗ

Дійсний струм КЗ

Рис. 4.18. Умовні криві струму КЗ (штрихова лінія – без обмеження струму захисним апаратом; суцільна лінія – обмеження амплітуди струму КЗ)

Параметри автоматичних вимикачів узгоджують з перерізом вибраних провідників таким чином, щоб номінальний струм вимикача був меншим

112

від допустимого струму провідника. За струмами КЗ вимикачі перевіряються також з урахуванням ефекту струмообмеження. Захисні характеристики повинні відповідати характеру приєднання.

Замість автоматичних вимикачів можна у відповідних випадках застосувати вимикачі навантаження із запобіжниками.

4.4. Розподільні пристрої мереж низької напруги

Розподільні пристрої в мережах НН виконують функції приймання та розподілу електричної енергії, захисту обладнання від надструмів перевантаження та коротких замикань, а в окремих випадках – від перенапруг, захисту людей та унеможливлення несанкціонованого доступу сторонніх осіб. В них розташовують пристрої сигналізації, вимірювання та обліку, а також елементів систем диспетчеризації та автоматики. Конструктивно розподільні пристрої НН виконують у вигляді щитів, які складаються з однієї або декількох шаф. Вони можуть бути встановленими на підлозі, чи навішені на стіні або вбудованими в неї. Розподільні пристрої НН характеризують:

-електричними параметрами (номінальними напругою, частотою та струмом);

-ступенем захисту IP XX (згідно ГОСТ 14254-96);

-умовами експлуатації за дією механічних факторів зовнішнього середовища (згідно ГОСТ 1751.1-90);

-кліматичним виконанням (згідно ГОСТ 15543.1-89).

Виконання щитів повинно відповідати „Правилам будови електроустановок. Електрообладнання спеціальних установок” (ДНАОП 0.00-1.32-01.); „Правилам безпечної експлуатації електроустановок споживачів” (ДНАОП 0.00-1.21-98); „Правилам захисту від статичної електрики” (ДНАОП 0.00-1.29-97).

ІІІ-й рівень розподілу

Рис.4.19. Фрагмент схеми розподільної мережі

113

Промисловість виготовляє нормалізовані пристрої розподілу різноманітного виконання (наприклад, пункти розподільні ПР-11, пристрої ввідно-розподільні ВРУ-1, УВР, ЩО-94 тощо), а також найрізноманітніші складові для індивідуального виготовлення щитів, шаф, щитків, ящиків різного призначення та конструкцій.

На рис.4.19 наведений фрагмент принципової схеми радіальної мережі НН промислового підприємства, на якій показано розподільні пристрої чотирьох рівнів розподілу.

114

5. РОЗПОДІЛ ЕЛЕКТРИЧНОЇ ЕНЕРГІЇ У ЖИТЛОВОМУ БУДИНКУ

5.1. Види електропроводок та їх виконання

Споживання електроенергії житловими та громадськими будівлями обумовлюється складом електроприймачів, режимом роботи громадських будівель та способом життя громадян. З цим пов’язана нерівномірність споживання електроенергії протягом доби та посезонно. У житлових будівлях близько 60 % електроенергії споживається від 18 до 22 години; влітку споживається на 15 – 25 % менше, ніж взимку.

Рис. 5.1. Добовий зимовий графік електроспоживання житлового будинку: 1 – з газовими плитами; 2 – з електроплитами

Існує поняття питомого розрахункового навантаження житлових будинків, яке показує частку розрахункового навантаження що припадає на одну квартиру (кВт/квартиру). Питоме навантаження будинку з газовим приготуванням їжі складає: 0,5 для 200 квартирного будинку; 0,7 для 60 квартирного; 1,0 для 24 квартирного та 4,5 для 1-3 квартирного будинку. Якщо для приготування їжі використовуються електричні плити потужністю понад 5,8 кВт, то питоме навантаження будинку збільшується і складає: 1,0 для 200 квартирного будинку; 1,3 для 60 квартирного; 1,8 для 24 квартирного та 7,0 для 1-3 квартирного будинку. Розрахункове навантаження будинку визначають за формулою:

РР=р0 · N,

де N– кількість квартир будинку (шт).

З метою повнішого врахування площі квартир будинку виведені питомі навантаження (Вт/м2) будинків (табл. 5.1). За даними табл. 5.1 і відомою сумарною площею заселення визначають розрахункову потужність за формулою :

РР=р0 · F,

де F – сумарна площа заселення будинку (м2).

115

Таблиця 5.1

Питоме навантаження (Вт/м2) та коефіцієнт потужності (cos φ) житлових будинків

У житлових будинках енергія витрачається на освітлення, опалення, вентиляцію, кондиціонування повітря та на нагрівання води.

Розподіл електроенергії між споживачами здійснюють за допомогою проводок. Проводка – це проводи, шнури або кабелі, ізоляційні вироби, елементи кріплення, підтримуючі та захисні конструкції, що належать до проводок тощо. Проводки бувають зовнішні (прокладені відкрито по зовнішніх поверхнях стін, на опорах, на тросах і т.п.) та внутрішні (що прокладаються всередині приміщень). У приміщеннях виконують відкриту (проводи прокладають зовні стін та стель) або заховану ( проводи заховані у товщі тиньку та, що їх не видно на стінах). Вид електропроводки залежить від характеру призначення приміщень, його конструкційних особливостей тощо.

Для монтажу електропроводок використовують проводи, шнури і кабелі таких марок, які відповідають середовищу та способу прокладання. У табл.. 5.2 наведені деякі типи проводів, що застосовуються у приміщеннях. Проводи для захованої електропроводки (за винятком АПН, АПВ, ППВ) затягують у трубки (скляні, паперові, пластмасові, металеві). Для захисту відкритих електропроводок від механічного ушкодження застосовують стальні труби, шланги чи пластмасові короби.

Місця з’єднань проводів і кабелів вміщують у пластмасові чи стальні коробки. Жили проводів у місці з’єднання скручують між собою та зварюють. У розетках, вимикачах, лампових патронах тощо проводи прикріплюють за допомогою гвинтів.

Ізолятори (маленькі ізолятори називаються ролики), комутаційні апарати, світильники, розгалужувальні коробки закріплюють шрубчаками (шурупами), металевими конструкціями, гаками, шпильками тощо. Ролики застосовують у сухих приміщеннях, а ізолятори – у сирих. Для проведення проводів крізь стіни чи перекриття застосовують спеціальні установні втулки та ввідні лійки.

116

Таблиця 5.2 Види проводок, тип та спосіб прокладання проводів

На рис. 5.2 та рис. 5.3 наведені конструкції деяких проводів і кабелів, що застосовуються для проводок.

Рис. 5.2. Конструктивне виконання проводів і кабелів

На рис. 5.2 зображені: а – мідний 1, алюмінієвий 2 та алюмомідний дріт у гумовій ізоляції 4; б – такі ж самі дроти у поліхлорвініловій (ПХВ) ізоляції 5; в – мідний дріт 6 ізольований гумовою ізоляцією 7 обплетений бавовняною пряжею 8; алюмінієвий дріт 9 в гумовій ізоляції 10 покритий

117

ПХВ оболонкою 11; алюмінієвий дріт 12 ізольований ПХВ пластиком 13 і покритий ПХВ оболонкою 14; г – провід, провідна жила якого складається з семи мідних дротин 15; те ж саме, але жила складається з дев’ятнадцяти дротин 16; трижильний провід з алюмінієвого дроту 17 в гумовій ізоляції, жили скручені, обмотані плівкою 18 та обплетені бавовняною пряжею 19; д- чотирижильний провід з жилами 20 ізольованими ПХВ пластиком, жили скручені навколо стального троса 21 ізольованого гумою 22; двожильний провід 23 захищений металевою оболонкою 24 зі швом 25; плоский трижильний провід 26 у ПХВ ізоляції та роздільною основою 27; такий же провід 28 без роздільної основи.

Проводи, шнури (складаються з двох чи більше гнучких мідних жил перерізом до 1,5 мм2 ізольованих між собою та захищених оболонкою), кабелі мають електропровідні жили з міді, алюмінію чи алюмоміді, поперечний переріз яких від часток до сотень квадратних міліметрів. Для ізолювання жил використовують гуму (по-російськи – резина, тому у позначеннях використовується літера Р), папір, пряжу та пластмасу. Зовнішні оболонки виготовляють з гуми, пластмаси чи металу (алюміній чи сталь). Чим більша робоча напруга проводу, тим складнішою є його ізоляція. Вибір конструкції проводів і кабелів обумовлюється середовищем, де прокладається проводка, способом прокладання тощо. Наприклад, для приєднання до електромережі порохотягів (пилососів), пральних машин, переносного інструменту тощо використовують гнучкі шланги, тобто шнури у гумовій оболонці для захисту від вологи та механічного стирання ізоляції; захисне металеве покриття застосовується для захисту від механічних ушкоджень. Захисне покриття може бути у вигляді бавовняної пряжі, просоченої речовиною проти гниття, або зі скловокнової пряжі (проводи, стійкі до нагрівання).

Діапазон стандартних перерізів жил дуже широкий, але для електропроводок застосовують жили з перерізом 0,35; 0,5; 0,75; 1,0; 1,2

(тільки мідні), 1,5; 2,0; 2,5; 3,0; 4,0; 5,0; 6,0; 8,0; 10,0; 16,0 – мідні,

алюмінієві та алюмомідні.

Для прокладання мереж керування, сигналізації та блокування застосовують контрольні кабелі з мідними жилами перерізом від 0,75 до 6 мм2 з кількістю жил від 4-х до 61-ї; зі збільшенням перерізу кількість жил зменшується.

Проводи мають робочу (номінальну) та випробувальну напругу, які характеризують електричну міцність їх ізоляції. Провід, номінальна напруга якого менша від напруги мережі, не може бути використаний для прокладання проводки. Випробувальна напруга вказує на запас електричної міцності ізоляції. У житлових приміщеннях застосовують проводи на напругу 660, 380 і 220 В.

118

ПРТО, АПРТО

е)

ж)

19

ППВС, АППВС

Рис. 5.3. Проводи для електропроводок круглі і плоскі за формою

На рис. 5.3 а наведені подвійні (літера Д) проводи (літера П) типу ПРД та ПРВД, що мають мідні жили 1 зі скручених мідних дротів, ізольованих гумовою ізоляцією (літера Р) 2, захищених бавовняним плетивом (провід ПРД) чи ПХВ оболонкою (провід ПРВД) 3. На рис. 5.3 б зображений провід типу ПВ-1, ПВ-2 (гнучкий), ПВ-3 (підвищеної гнучкості), ПВ-4 (особливо гнучкий) з мідною жилою та АПВ, АМПВ – з алюмінієвою (літера А) і алюмомідною (літери АМ) жилою 4. У проводах АПВ та АМПВ жила має подвійну ПВХ-ізоляцію 5. Проводи ПРН та АПРН (рис. 5.3 в) мають гумову внутрішню 7 та гумову неспалювальну зовнішню 8 ізоляцію (літера Н). Багатожильні проводи типу ПРФ та АРФ (рис. 5.3 г) мають гумову ізоляцію жил 10, поверх якої намотана плівка 11 та металева фальцьована (зі швом) оболонка 12 (літера Ф). Багатожильні проводи ПРТО та АПРТО мають мідні чи алюмінієві жили 13, покриті гумовою ізоляцією 14 у спільній оболонці 15. Вони можуть мати 1, 2, 3 і 7 жил і застосовуються для прокладання у неспалимих трубах чи металевих рукавах. Плоскі проводи ППВ, АПВ, ППВС, АППВС (рис. 5.3 е, ж, з, і) з мідними і алюмінієвими жилами 17 у ПХВ-ізоляції можуть виготовлятися

119

з роздільною основою 18 чи без неї та можуть мати певні мітки 19. Застосовуються для прокладання відкритих та захованих проводок.

У вогких приміщеннях проводка може бути виконана кабелями зовнішня оболонка яких виконана з неспалимої гуми, ПХВ-пластикату чи зі свинцю. Кабель зі ПХВ-оболонкою повинен бути захищений від прямих сонячних променів.

З’єднувальні шнури (у позначенні перша літера Ш) використовують для приєднання побутових приладів та світильників. Вони можуть мати дві, три і чотири жили перерізом до 4,0 мм2, гнучкі та підвищеної гнучкості. Існують нагрівостійкі шнури для прасок та електроплиток, у непромокальній оболонці для порохотягів, пральних машин та інш.

5.2. Розрахунок квартирної електропроводки

Квартирна проводка відноситься до електричних мереж, для яких обов’язковим є захист від струмів перевантаження. Вибір перерізу жил проводів здійснюється за умовою ІДОП ІР . Оскільки середній коефіцієнт потужності квартирних електроприймачів cosφС≈1, то розрахунок ведуть за активною потужністю.

Квартирні електроприймачі розділяють на n груп, визначають сумарну потужність РΣі кожної і-ї групи та струм ІРі= Іі, що відповідає цій потужності:

ІРі= Іі= РΣі/UM .

За значенням розрахункового струму ІРі вибирають номінальний струм апарата захисту та переріз жили провода.

Групові лінії, що живлять освітлення та побутові електроприймачі квартир повинні бути захищені запобіжниками чи автоматичними вимикачами на струм не більше 16 А; лінії, що живлять розеткову мережу

– 16 А; лінії, що живлять окрему групу побутових машин потужністю до 4 кВт – 25 А; для ліній електроплит потужністю до 8 кВт – 40 А. .

Для вибору перерізу провода на ділянці від групового щитка до лічильника розраховують сумарну потужність електроприймачів квартири

Розрахункове значення струму для цієї ділянки електромережі

ІΣР= РΣР/ UM .

120