Практична робота № і Допустимі струмові навантаження на проводи і кабелі за умовами нагрівання

Навчальна мета: набути теоретичних і практичних навиків по розрахунку допустимих струмових навантажень на проводи і кабелі за умовами нагрівання.

Програма роботи

1. Визначення перерізу проводів і кабелів за допустимим нагріванням.

2. Визначення допустимого струмового навантаження на проводи і кабелі.

Послідовність виконання роботи

1. Користуючись таблицею 1.1 випишіть дані свого варіанту і визначте значення допустимого струму і переріз приведених марок проводів, за умови що вони прокладені в повітрі (див. приклади 1.1 і 1.2).

2. Користуючись таблицею 1.2 випишіть дані свого варіанту і задавшись марками кабелів, визначте значення допустимого струму і переріз жил кабелів, за умови що вони прокладені в землі.

Зміст звіту

1 .Вихідні дані свого варіанту в табличному вигляді.

2. Розрахунки по визначенню допустимого струму, перерізу жил з поясненнями.

3. Висновок.

Методичні вказівки до виконання роботи

Відомо, що всі провідники мають активний опір, тому при проходженні електричного струму вони нагріваються. Якщо провідник ізольований, то нагрівається і ізоляція. Із зростанням сили струму і часу його дії при незмінних умовах охолодження температура провідника підвищується. Через деякий час від початку проходження струму кількість теплоти, що виділяється при проходженні електричного струму по проводу, дорівнюватиме кількості теплоти, що віддасться у зовнішнє середовище. При цьому температура проводу при певному струмі і сталих зовнішніх умовах залишатиметься незмінною, тобто настає теплова рівновага. Ізоляція проводів і кабелів дещо змінює умови їх охолодження. Вона створює додатковий тепловий опір, але збільшує поверхню охолодження. Крім того, ізоляція при високій температурі розм'якає, а це створює певні межі нагрівання проводів, згідно з правилами влаштування електроустановок максимально допустима температура становить: +55°С - для проводів і кабелів із звичайною гумовою ізоляцією; +65°С - для проводів і кабелів із полівінілхлоридною і теплостійкою гумовою ізоляцією +70°С - для неізольованих проводів і шин;+80°С - для кабелів із паперовою ізоляцією в металевій (свинцевій чи алюмінієвій) оболонці при напрузі 3 кВ, +65°С –

6 кВ, +60°С - 10 кВ, +50°С - 35 кВ. Цим температурам відповідають значення допустимих тривалих струмів (І_доп), які наведені в таблицях правил влаштування електроустановок та в іншій довідниковій літературі. Окремі з них наведені в додатках 1, 2. З, 4, 5.

По таблицях можна визначити: - значення допустимого тривалого струму, якщо відомі матеріал струмоведучої жили, площа ПЕРЕРІЗУ, тип ізоляції, робоча напруга і умови прокладання; - площу перерізу струмоведучих жил, якщо відомі значення розрахункового струму, марку проводу чи кабелю і спосіб їх прокладання.

Щоб визначити площу поперечного перерізу провідника за умовами нагрівання, значення розрахункового струму, який протікає по лінії, порівнюють з найближчим більшим значенням допустимого струму, наведеного у відповідній таблиці правил влаштування електроустановок. По вибраному табличному значенню знаходять площу ПЕРЕРІЗУ. При цьому під розрахунковим розуміють робочий струм півгодинного максимуму (середнє значення навантаження за півгодинний інтервал). В наближених розрахунках мереж напругою до 1 кВ розрахунковий струм приймають рівним номінальному струму споживача.

Таблиці допустимих струмів в проводах і кабелях складені для наступних стандартних умов: - середня температура повітря +25°С; - середня температура ґрунту + 15°С; - споживачі, які приєднані до лінії, працюють в продовженому режимі. Якщо ці умови не виконуються, площу січення за допустимим нагріванням вибирають з врахуванням поправочних коефіцієнтів. Якщо на провід або кабель тривало впливає більш висока або більш низька температура, то табличне значення допустимого струму повинно бути зменшено або збільшено.

Значення допустимого струму для нових температурних умов роботи:

(1.1)

де - допустимий струм відповідно таблиці ПВЕ, А;

k_n1 - поправочний коефіцієнт, на нові температурні умови (додаток 6).

В практичних задачах значення температури навколишнього середовища, як правило, заокруглюють в межах 5°С, що полегшує розрахунки.

Я кщо декілька проводів або кабелів прокладені поруч, то умови їх охолодження погіршуються і допустимий струм зменшується. В додатку 1 цей фактор прийнятий до уваги, а в додатках допустимих струмів для кабелів, прокладених в землі, їх взаємний вплив на умови охолодження не враховано. Тому вводять поправочний коефіцієнт на кількість працюючих кабелів, які лежать поруч в землі (в трубах і без них). Тоді допустимий струм кабеля:

(1.2)

- допустимий струм для кабеля, згідно таблиці ПВЕ, А;

k_n2 - поправочний коефіцієнт, який враховує умови прокладання кабелів (додаток 7).

При одночасному впливі різних нестандартних умов допустимий тривалий струм визначають як добуток табличного значення струму і поправочних коефіцієнтів:

І_доп=k_n1k_n2k_n3I_lдоп (1.3)

де k_n3 - поправочний коефіцієнт, який враховує умови не висвітленні коефіцієнтами к₁ і к₂ (прокладання в блоках або в особливому грунті і інше).

Приклад 1.1. Визначити допустимий струм для проводу

АППВ-380-2*2,5, якщо він прокладений відкрито в приміщенні, де температура не перевищує t_cep = +20°С.