9.2. Вибір перерізу за номінальним струмом
При виборі перерізу розрахунковим струмом є номінальний струм, який тривалий час протікає по даному струмоведучому елементу (проводу, кабелю). Так, якщо вибирається кабель для підключення трифазного двигуна, то необхідно знати його номінальний струм (або розрахувати):
(9.2)
В електротехнічних довідниках та "Правилах улаштування електроустановок" наведені таблиці перерізів проводів, шин, кабелів у залежності від розрахункового (номінального) струму. Ці перерізи струмоведучих елементів забезпечують їх нагрівання в межах допустимого, наприклад, для жил кабелю не вище 80°.
Оскільки ізоляція струмоведучих елементів, їх умови прокладки, зовнішня температура та інші параметри можуть бути найрізноманітнішими, тому потрібно вибирати перерізи за відповідними таблицями. Як приклад, наводимо таблицю тривало допустимих навантажень на трижильні кабелі з алюмінієвими жилами.
Таблиця 9.1
Стандартний переріз струмоведучої жили, мм2 |
Струмові навантаження (А) на кабелі при прокладці |
|
в повітрі |
у землі |
|
2,5 |
19 |
29 |
4 |
27 |
38 |
6 |
32 |
46 |
10 |
42 |
70 |
16 |
60 |
90 |
25 |
75 |
115 |
35 |
90 |
140 |
50 |
110 |
175 |
70 |
140 |
210 |
95 |
170 |
255 |
120 |
200 |
295 |
150 |
235 |
335 |
185 |
270 |
385 |
Крім перевірки перерізу на термічну стійкість, тобто попередження перегрівання жил струмоведучих елементів, як правило, необхідно також провести перевірку на втрату напруги (у нормальному режимі, в режимі запуску для електродвигунів, при коротких замиканнях).
9.3. Вибір перерізу за допустимою втратою напруги
Струмоведучий елемент (дріт, кабель) має активний опір.
(9.3)
де:
ρ
–
питомий опір даного матеріалу, як правило
переріз беруть в
,
тому розмірність
(так,
для міді
,
для алюмінію
=
0,031
);
–
питома
провідність матеріалу (для міді
для
алюмінію
);
l – довжина проводу або кабелю, м; S – переріз, мм2. На цьому опорі при протіканні розрахункового струму відбувається втрата напруги:
(9.4)
Таким чином, у споживача напруга буде нижчою, ніж на шинах пристрою розподілення живлення:
(9.5)
Кожен вид споживача (прилади освітлення, двигуни тощо) допускають певне зниження напруги від його номінального значення.
Наприклад, освітлювальна мережа за "Правилами улаштування електроустановок" допускає зниження напруги не вище 2,5% від номінальної; трифазний короткозамкнутий двигун при запуску може викликати втрату напруги не вище 10%.
Визначивши допустиму втрату напруги, для заданих матеріалу проводу, його довжини та розрахункового струму, можна розрахувати переріз проводу за допустимою втратою напруги:
(9.6)
або
(9.7)
За таблицями вибирається найближчий стандартний переріз, як правило, більший, тобто із запасом.