16.2.1. Вибір січення жил кабелів і проводів.

Січення провідників електропроводок вибирають виходячи з умов:

- нагрівання електричним струмом;

- механічної міцності;

• по спадку напруги на провідниках.

Мінімально допустимі січення жил проводів ікабелів вибирають з наступних вимог:

- в колах напругою до 60В, крім прокладених у вибухонебезпечних приміщеннях – не менше 0,2 мм²(діаметр 0,5мм) для мідних провідників; більше 60В – не менше 1 мм²;

- алюмінієві провідники повинні бути січенням не менше 2,5мм²для всіх приміщень і зовнішніх проводок.

Також слід враховувати у вимірювальних колах вимоги зв’язані із забезпеченням класу точності, тобто до опору з’єднувальних ліній, що вказується у заводських інструкціях до вимірювальних приладів. Для термопар слід використовувати видовжувальні (компенсаційні) проводи, вибір яких проводиться в залежності від умов середовища в якому вони знаходяться ( температури, вологості, запиленості, наявності агресивних середовищ), типу термопар і довжини з’єднувальних ліній.

Для ліній електроживлення допустимий струм по котрому проводиться вибір січення провідників, повинен прийматись більшим, виходячи з двох величин:

• умов нагрівання довготривалою дією струму;

• умовами відповідності вибраному автомату захисту.

Для ліній захищених лише від коротких замикань, відношення струму спрацювання захисного апарата до довготривало допустимого струму проводів і кабелів повинна бути не більшою:

300% - номінального струму плавких вставок запобіжників;

450% – струму настройки автоматичного вимикача, що має тільки максимальний миттєво діючий відсікач;

100%- номінального струму роз’єднувача автоматичного вимикача з нерегульованою протилежно залежною характеристикою (незалежно від наявності чи присутності відсікача);

125% - струму руху роз’єднувача автоматичного вимикача з регульованою протилежо залежною від струму характеристикою.

Допустимі довготривалі струмові навантаження проводів, прокладених в коробах і лотках повинні прийматись як на провідники прокладені в трубах згідно таблиці 16.1, 16.6.

Таблиця 16.1.

Січення струмо- провідної жили мм2	Відкрита проводка		Проводка в одній трубі
			Двох одножильних		Трьох одножильних		Чотирьох одножильних		Одного двожильно-го		Одного трьохжильного
В проводах і шнурах з гумовою і поліхлорвініловою ізоляцією з мідними жилами, А
0,5	11		-		-		-		-		-
0,75	15		-		-		-		-		-
1,0	17		16		15		14		15		14
1,5	23		19		17		16		18		15
2,5	30		27		25		25		25		21
4,0	41		38		35		30		32		27
6,0	50		46		42		40		40		34
10	80		70		60		50		55		50
16	100		85		80		75		80		70
В проводах з гумовою і поліхлорвініловою ізоляцією з алюмінієвими жилами, А
2,5	24		20		19		19		19		16
4,0	32		28		28		23		25		21
6,0	39		36		32		30		31		26
10	60		50		47		39		42		38
16	75		60		60		55		60		55
Січення струмо- провідної жили мм2		Прокладка в повітрі						Прокладка в землі
		Одножильні		Двожильні		Трьохжильні		Двожильні		Трьохжильні
В проводах з мідними жилами з гумовою ізоляцією в металевих захисних оболонках і кабелі з мідними жилами з гумовою ізоляцією в свинцевій, поліхлорвініловій, найрітній або гумовій оболонках, броньовані і неброньовані., А
1,5		23		19		19		33		27
2,5		30		27		25		44		38
4,0		41		38		35		55		49
6,0		50		50		42		70		60
10		80		70		55		105		90
16		100		90		75		135		115
В кабелях з алюмінієвими жилами з гумовою або пластмасовою ізоляцією в свинцевій, поліхлорвініловій і гумовій оболонках, броньовані і неброньовані, А
2,5		23		21		19		34		29
4,0		31		29		27		42		38
6,0		38		38		32		55		46
10		60		55		42		80		70
16		75		70		60		105		90

Якщо число одночасно навантажених провідників, прокладених в захисних трубах, коробах і лотках, більше чотирьох, навантаження на провідники повинні прийматись, як для провідників прокладених відкрито (по повітрю), з введенням понижуючих коефіцієнтів:

-0,68 – для 5-6 провідників;

-0,63 – для 7-9 провідників;

-0,6 – для 10-12 провідників.

На провідники кіл вимірювання, сигналізації, керування, живлення, що навантажені по струму нижче допустимих значень, понижуючі коефіцієнти не вводяться.

Для вибухонебезпечних зон (окрім зон класів В-Іб і В-Іг), а також для пожежонебезбечних зон в приміщеннях, в яких живляча і розподільна мережі системи електроживлення відносяться до мереж, що захищаються від перевантаження, допустимі кратності номінальних струмів або струмів спрацювання захисних апаратів до тривало допустимих струмів проводів і кабелів мають інші значення (див. разд. 15).

Для практичних розрахунків умова нагрівання проводів тривалим розрахунковим струмом має вигляд:

Ітрив.доп.>Ірозр. (16.8)

а умова відповідності вибраному апарату захисту: Ітрив.доп.>КзІз. (16.9)

де Ітрив.доп — допустимий тривалий струм для проводу або кабелю за нормальних умов прокладки, визначений за таблицями допустимих струмових навантажень на проводи і кабелі (див. табл. 6.11-6.15); Ірозр - тривалий розрахунковий струм лінії; Із - номінальний струм або струм спрацювання захисного апарату; Кз - кратність допустимого тривалого струму для проводу або кабелю по відношенню до номінального струму або струму спрацювання захисного апарату.

За умов прокладки, відмінних від вказаних в табл. 6.11— 6.15, в знаменники правих частин виразів (6.8) і (6.9) вводиться Кп — поправочний коефіцієнт на умови прокладки проводів і кабелів. Наприклад, при прокладці на лотках пучків повністю навантажених по струму проводів або окремих кабелів необхідно допустимі струмові навантаження на них приймати відповідно до табл. 6.11—6.15 як для проводів і кабелів, прокладених відкрито (на повітрі), з введенням наступних поправочних коефіцієнтів: 1,00 — при кількості пучків проводів або кабелів до 6; 0,7 - при 12-15 і 0,6 - при кількості пучків проводів і кабелів 21 і більше.

Значення коефіцієнтів Кз залежно від характеру мережі, типу ізоляції проводів і кабелів і умов їх прокладки приведені в табл. 6.16.

Перетин проводів і кабелів для відгалуження до електродвигунів виконавчих механізмів і електроприводів засувок у всіх випадках вибирається відповідно до виразу (6.8), в якому тривалий розрахунковий струм лінії рівний номінальному струму двигуна (у вибухонебезпечних приміщеннях—125% номінального струму двигуна, див. розд. 15). Вибраний перетин проводу або кабелю відгалуження до електродвигуна повинен бути перевірений за (6.9).

За умови механічної міцності проводу і кабелі повинні мати перетини не менші мінімально допустимих перетинів проводів в електроустановках систем автоматизації, вказаних в § 11.3.

При перевірці проводів і кабелів на допустимі втрати напруги необхідно переконатися в тому, що відхилення напруги на затискача електроприймачів не перевищує допустимих значень. Відзначимо, що в більшості випадків перетини проводів системи електроживлення, вибрані по умові нагріву електричним струмом (коли довжина мережі порівняно невелика І проводка виконана кабелями або проводами в захисних трубах), задовольняють і вимозі допустимої втрати напруги. Але може також виявитися, що при довгих малонавантажених лініях вирішальною умовою при виборі перетинів проводів буде допустиме значення втрати напруги.

Втратою напруги на якій-небудь ділянці мережі називається різниця напруг на початку і кінці даної ділянкиВідхиленням напруги називається різниця напруг на затискачах електроприймача і номінальної напруги мережі. Для електроприймачів системи електроживлення допустимі відхилення напруг лежать в межах, вказаних в § 6.2.

Знаючи напруги живлячої збірки (джерела живлення), до якої приєднана система електроживлення, і допустиме відхилення напруги на затискача електроприймачів, легко визначити допустимі втрати напруги в лінії, що живить ці електроприймачі. Наприклад, якщо в нормальному режимі роботи напруга живлячої збірки рівна номінальній напрузі мережі Шом.м, а допустиме відхилення напруги на затисках електродвигунів виконавчих механізмів і електроприводів засувок, що живиться від цієї збірки, лежить в межах від мінус 5 до плюс 10% номінального, то допустимі втрати напруги в лінії складають 5% номінального (при напрузі живлення електродвигунів 380В в лінії може бути втрачено в даному випадку не більше 19 В).

Проте треба також враховувати, що живляча збірка (джерело живлення) системи електроживлення сама входить в схему електропостачання об'єкту, автоматизації, і залежно від режимів роботи мережі електропостачання напруга не залишається постійною. В режимах максимальних навантажень, коли працюють всі споживачі електроенергії даного обьекта, напруга живлячої збірки може бути меншою номінальної, а в режимі мінімальних навантажень, коли частина споживачів відключена, її напруга може виявитися вищою номінальної. Ці можливі коливання напруги живлячих складок в окремих випадках доводиться враховувати (наприклад, коли від цих складок живляться і силові споживачі), оскільки визначення допустимих втрат напруги на якій-небудь ділянці мережі тільки за номінальними даними без урахування режимів навантажень мережі електропостачання об'єкту, автоматизації, може привести до ненормальної роботи електроприймачів системи електроживлення, оскільки відхилення напруг на їх затискача опиняться в неприпустимих межах. Перетини проводів повинні перевірятися за втратами напруги в якнайгіршому режимі роботи мережі, коли напруга живлячої збірки може бути вельми заниженою або перевищуючою номінальну.

Раніше наголошувалося, що для джерела живлення системи повинні використовуватися цехові розподільні підстанції, розподільні щити, що живлять складки системи електропостачання об'єкту, автоматизації, до яких не підключено різкоперемінні навантаження (крупні електродвигуни, електропечі і т. п.). Звичайно в проектній практиці при правильному виборі джерела живлення системи розрахунки втрат напруги з урахуванням режимів роботи мережі електропостачання виконувати не доводиться (достатньо в більшості випадків перевірити втрати напруги в нормальному режимі — при номінальній напрузі).

Перетини нульових проводів в живлячій і розподільній мережах системи електроживлення вибираються наступним чином:

а) в однофазних двопровідних мережах - рівними фазному;

б) в трифазних чотирипровідних мережах, що живлять змішане навантаження (однофазні і трифазні електроприймачі),— не менші 50% перетину фазних проводів (при мідних або алюмінієвих проводах); однофазне навантаження при цьому повинно бути рівномірно розподілено між фазами;

в) в трифазних чотирипровідних мережах, що живлять трифазне навантаження, — не менші 50 % перетини фазних проводів (при мідних і алюмінієвих проводах).

На закінчення, підводячи підсумок сказаному про вибір апаратів захисту і перетинів проводів і кабелів, вкажемо загальний порядок їх вибору:

1) визначаються розрахункові струми ліній - тривалі і короткочасні (наприклад, при пуску двигунів);

2) за значеннями розрахункових струмів ліній проводиться вибір захисних апаратів;

3) за значеннями розрахункових струмів ліній і за умовою їх відповідності вибраним апаратам захисту проводиться вибір перетинів проводів;

4) перевіряється надійність дії захисних апаратів при короткому замиканні в самій видаленій точці мережі;

5) перевіряється відповідність перетинів вибраних проводів і кабелів максимально допустимим перетинам проводів по механічною міцністю, а в необхідних випадках (наприклад, при довгих лініях) проводиться перевірка перетинів проводів за втратою напруги.