Proračun poprečnog presjeka žice u trofaznoj mreži. Kako odabrati presjek kabla - savjet dizajnera

Žičani stol za napajanje potrebno je pravilno izračunati presjek žice, ako je snaga opreme velika, a presjek žice mali, tada će se zagrijati, što će dovesti do uništenja izolacije i gubitka njegovih svojstava.

Za prijenos i distribuciju električne struje žice su glavno sredstvo, one osiguravaju normalan rad svega što je povezano sa električnom strujom, a koliko će taj posao biti kvalitetan ovisi o pravilnom izboru. presek žicemoći. Pogodan stol pomoći će vam da napravite neophodan odabir:

Ali da biste koristili tabelu, potrebno je izračunati ukupnu potrošnju energije uređaja i opreme koji se koriste u kući, stanu ili drugom mjestu gdje će se polagati žica.

Primjer proračuna snage.

Recimo, u kući se vrši montaža zatvorenih električnih instalacija BB žica. Na komadu papira potrebno je prepisati listu korištene opreme.

Ali kako sada saznaj snagu? Možete ga pronaći na samoj opremi, gdje se obično nalazi oznaka sa zabilježenim glavnim karakteristikama.

Snaga se mjeri u vatima (W, W) ili kilovatima (kW, KW). Sada trebate napisati podatke, a zatim ih dodati.

Dobijeni broj je, na primjer, 20.000 W, što bi bilo 20 kW. Ova slika pokazuje koliko svi električni prijemnici zajedno troše energije. Zatim biste trebali razmotriti koliko uređaja će se istovremeno koristiti tokom dužeg vremenskog perioda. Recimo da je ispalo 80%, u ovom slučaju koeficijent simultanosti će biti jednak 0,8. Izračunavamo poprečni presjek žice po snazi:

20 x 0,8 = 16 (kW)

Da biste odabrali poprečni presjek, potrebna vam je tablica napajanja žice:

Ako je trofazni krug 380 volti, tabela će izgledati ovako:

Ovi proračuni nisu posebno teški, ali se preporučuje da odaberete žicu ili kabel najvećeg poprečnog presjeka žica, jer može biti potrebno spojiti neki drugi uređaj.

Dodatna žičana tabela za napajanje.

Vrsta električne struje

Vrsta struje zavisi od sistema napajanja i priključene opreme.

Odaberite vrstu struje: Odaberite AC DC

Materijal provodnika kabla

Materijal provodnika određuje tehničke i ekonomske pokazatelje kablovske linije.

Odaberite materijal provodnika:

Odaberite bakar (Cu) Aluminij (Al)

Ukupna snaga priključenog opterećenja

Snaga opterećenja za kabel definira se kao zbir potrošnje energije svih električnih uređaja povezanih na ovaj kabel.

Unesite snagu opterećenja: kW

Nazivni napon

Unesite napon: AT

Samo AC

Sistem napajanja: Odaberite jednofazni trofazni

Faktor snage cosφ određuje odnos aktivne energije prema ukupnoj. Za moćne potrošače, vrijednost je navedena u pasošu uređaja. Za stambene potrošače cosφ uzimaju se jednakima 1.

Faktor snage cosφ:

Način polaganja kablova

Način polaganja određuje uvjete za odvođenje topline i utječe na maksimalno dopušteno opterećenje kabela.

Odaberite metodu polaganja:

Odaberite Otvoreno ožičenje Skriveno ožičenje

Broj napunjenih žica u snopu

Za jednosmjernu struju, sve žice se smatraju opterećenim, za naizmjenične jednofazne - faza i nula, za naizmjenične trofazne - samo faza.

Odaberite broj žica:

Odaberite Dvije žice sa odvojenom izolacijom Tri žice sa zasebnom izolacijom Četiri žice sa odvojenom izolacijom Dvije žice sa zajedničkom izolacijom Tri žice sa zajedničkom izolacijom

Minimalni presjek kabla: 0

Kabl sa izračunatim presjekom neće se pregrijati pri datom opterećenju. Za konačni odabir presjeka kabla potrebno je provjeriti pad napona na strujnim jezgrama kabelske linije.

Dužina kabla

Unesite dužinu kabla: m

Dozvoljeni pad napona na opterećenju

Unesite dozvoljeni pad: %

Minimalni poprečni presjek kabla s obzirom na dužinu: 0

Izračunata vrednost poprečnog preseka kabla je indikativna i ne može se koristiti u projektima elektroenergetskih sistema bez stručne procene i opravdanja u skladu sa regulatornim dokumentima!

Tablica presjeka kablova za snagu i struju

Zašto vam je potreban proračun sekcije?

Električni kablovi i žice su osnova energetskog sistema, ako su pogrešno odabrani, to obećava mnogo problema. Prilikom popravka u kući ili stanu, a posebno kada se gradi nova konstrukcija, obratite dužnu pažnju na shemu ožičenja i izbor ispravnog presjeka kabla za napajanje snage, koja se može povećati tokom rada.

Prilikom ugradnje stabilizatora napona i rezervnih energetskih sistema, stručnjaci naše kompanije suočeni su s nemarnim odnosom električara i građevinara prema organizaciji ožičenja u privatnim kućama, stanovima i industrijskim objektima. Loše ožičenje može biti ne samo u onim prostorijama u kojima već duže vrijeme nije bilo većeg remonta, već i kada je kuću projektirao jedan vlasnik za jednofaznu mrežu, a novi vlasnik odlučio da "pokrene" trofaznu mrežu. faznu mrežu, ali više nije mogao ravnomjerno povezati opterećenje na svaku od faza. Često se žica sumnjive kvalitete i nedovoljnog poprečnog presjeka nađe u slučajevima kada je građevinski izvođač odlučio uštedjeti na cijeni žice, a moguće su i sve druge situacije kada se preporučuje da se uradi energetski pregled.

Savremeni set kućanskih aparata zahtijeva individualan pristup proračunu poprečnog presjeka kabla, pa su naši inženjeri razvili ovaj online kalkulator za izračunavanje poprečnog presjeka kabla po snazi ​​i struji. Kada dizajnirate svoj dom ili birate stabilizator napona, uvijek možete provjeriti koja je veličina kabela potrebna za ovaj zadatak. Sve što se od vas traži je da unesete ispravne vrijednosti koje odgovaraju vašoj situaciji.

Imajte na umu da nedovoljan presjek kabla dovodi do pregrijavanja žice, čime se značajno povećava mogućnost kratkog spoja u električnoj mreži, kvara priključene opreme i požara. Kvaliteta energetskih kablova i pravilan izbor njihovog presjeka garantiraju dugogodišnji rad i siguran rad.

Proračun poprečnog presjeka kabla za DC

Ovaj kalkulator je također dobar jer vam omogućava da pravilno izračunate poprečni presjek kabla za DC mreže. Ovo posebno vrijedi za rezervne sisteme napajanja baziranih na moćnim inverterima, gdje se koriste baterije velikog kapaciteta, a istosmjerna struja pražnjenja može doseći 150 ampera ili više. U takvim situacijama izuzetno je važno voditi računa o poprečnom preseku žice za jednosmernu struju, jer je pri punjenju baterija važna preciznost visokog napona, a ako je presek kabla nedovoljan može doći do značajnih gubitaka i, shodno tome, do baterija će dobiti nedovoljan nivo napona punjenja DC. Ova situacija može biti značajan faktor u smanjenju trajanja baterije.

Obavezno odrediti poprečne presjeke kablova u mreži 0,4 kV za pogon elektromotora tipa AIR200M2 snage 37 kW. Dužina kablovske linije je 150 m. Kabl se polaže u zemlju (rov) sa još dva kabla preko teritorije preduzeća za napajanje motora crpne stanice. Razmak između kablova je 100 mm. Projektna temperatura tla je 20 °C. Dubina polaganja u zemlju je 0,7 m.

Tehničke karakteristike elektromotora tipa AIR su date u tabeli 1.

Tabela 1 - Tehničke karakteristike elektromotora tipa AIR

Prema GOST 31996-2012, prema tabeli 21, biramo nominalni presjek kabla od 16 mm2, pri čemu je za ovu sekciju dozvoljeno strujno opterećenje položeno u zemlju Id.t. \u003d 77 A, dok je stanje Id.t. \u003d 77 A > Icalc. = 70 A (uslov ispunjen).

Ako imate četverožilni ili peterožilni kabel s provodnicima jednakog poprečnog presjeka, na primjer AVVGzng 4x16, tada vrijednost datu u tabeli treba pomnožiti sa 0,93.

Prvo biramo kabel marke AVVGzng 3x16 + 1x10.

Određujemo koeficijent k1, uzimajući u obzir temperaturu medija koja se razlikuje od izračunate, biramo prema tabeli 2.9 [L1. od 55] i prema tabeli 1.3.3 EIC-a. Prema tabeli 2-9, temperatura okoline prema standardima je +15 °C, s obzirom da će se kabl polagati u zemlju u rovu.

Temperatura žila kablova je +80°C u skladu sa PUE, izdanje 7, stav 1.3.12. Budući da se izračunata temperatura zemlje razlikuje od onih usvojenih u PUE. Prihvatamo koeficijent k1 = 0,96, uzimajući u obzir da je procijenjena temperatura zemlje +20 °C.

Određujemo koeficijent k2, koji uzima u obzir otpornost tla (uzimajući u obzir geološka istraživanja), odabran je prema PUE 7. izd. tabela 1.3.23. U mom slučaju, faktor korekcije za pješčano-glineno tlo otpornosti od 80 K/W bit će k2 = 1,05.

Određujemo koeficijent k3 prema PUE tabeli 1.3.26, uzimajući u obzir smanjenje strujnog opterećenja sa brojem pogonskih kablova u jednom rovu (u cijevima ili bez cijevi). U mom slučaju, kabel je položen u rov sa još dva kabla, razmak između kablova je 100 mm, uzimajući u obzir gore navedeno, prihvatamo k3 = 0,85.

3. Nakon što smo odredili sve korekcijske faktore, možemo odrediti stvarnu dugotrajnu dozvoljenu struju za poprečni presjek od 16 mm2:

4. Određujemo dugotrajnu dozvoljenu struju za poprečni presjek od 25 mm2:

5. Odredite dozvoljeni gubitak napona za motor u voltima, uzimajući u obzir da je ∆U = 5%:

• Icalc. - nazivna struja, A;
• L je dužina dionice, km;
• cosφ - faktor snage;

Znajući cosφ, možete odrediti sinφ koristeći dobro poznatu geometrijsku formulu:

• r0 i x0 - vrijednosti aktivnog i reaktivnog otpora određene su prema tabeli 2-5 [L2.s 48].

• P je izračunata snaga, W;
• L je dužina presjeka, m;
• U – napon, V;
• γ je specifična električna provodljivost žice, m/Ohm*mm2;
• za bakar γ = 57 m/Ohm*mm2;
• za aluminijum γ = 31,7 m/Ohm*mm2;

Kao što vidimo pri određivanju poprečnog presjeka kabela pomoću pojednostavljene formule, moguće je podcijeniti presjek kabela, stoga, prilikom određivanja gubitka napona, preporučujem korištenje formule uzimajući u obzir aktivne i reaktivne otpore.

• cosφ = 0,3 i sinφ = 0,95 prosječne vrijednosti faktora snage pri pokretanju motora, uzimaju se u nedostatku tehničkih podataka, prema [L6. sa. šesnaest].
• kstart = 7,5 - odnos početne struje motora, prema tehničkim karakteristikama motora.

Prema [L7, str. 61, 62] uvjet za pokretanje motora određen je preostalim naponom na terminalima motora Ures.

Vjeruje se da je pokretanje elektromotora mehanizama sa okretnim momentom ventilatora otpora i svjetlosnim uvjetima pokretanja (trajanje pokretanja 0,5 - 2s) osigurano sa:

Ures.≥0.7*Un.motor

Pokretanje elektromotora mehanizama sa konstantnim momentom otpora ili otežanim uslovima startovanja (trajanje startovanja 5 - 10 s) obezbeđuje se:

Ures.≥0.8*Un.motor

U ovom primjeru, trajanje pokretanja motora je 10 s. Na osnovu teškog pokretanja elektromotora određujemo dozvoljeni preostali napon:

Ures.≥0.8*Un.motor = 0,8 * 380 V = 304 V

10.1 Određujemo preostali napon na stezaljkama elektromotora, uzimajući u obzir gubitak napona pri pokretanju.

Ures ≥ 380 - 44,71 = 335,29 V ≥ 304 V (uslovi ispunjeni)

Biramo tropolni prekidač tipa C120N, cr.C, In = 100A.

11. Provjeravamo poprečni presjek kabla prema uslovu usklađenosti sa odabranim uređajem za maksimalnu strujnu zaštitu, gdje je Id.t. za presjek od 95 mm2 je 214 A:

• Iprotect = 100 A - struja podešavanja na kojoj radi zaštitni uređaj;
• kprotect.= 1 - faktor višestrukosti dugotrajne dozvoljene struje kabla (žice) na struju rada zaštitnog uređaja.

Ove vrijednosti Iprotect-a. i kprotect. utvrđeno prema tabeli 8.7 [L5. sa. 207].

Na osnovu svega navedenog prihvatamo marku kablova AVVGzng 3x35+1x25.

književnost:

1. Referentna knjiga električara. Pod generalnim uredništvom V.I. Grigoriev. 2004
2. Projektovanje kablovskih mreža i ožičenja. Khromchenko G.E. 1980
3. GOST 31996-2012 Energetski kablovi sa plastičnom izolacijom za nazivni napon 0,66, 1 i 3 kV.
4. Pravila za ugradnju električnih instalacija (PUE). Sedmo izdanje. 2008
5. Proračun i projektovanje sistema napajanja objekata i instalacija. TPU izdavačka kuća. Tomsk 2006
6. Kako provjeriti mogućnost priključenja na električnu mrežu motora sa kaveznim rotorom. Karpov F.F. 1964
7. Izbor opreme, zaštita i kablova u 0,4 kV mrežama. A.V. Belyaev. 2008

Udobnost i sigurnost u kući ovise o pravilnom izboru dijela električne instalacije. Kada je preopterećen, vodič se pregrijava i izolacija se može otopiti, što rezultira požarom ili kratkim spojem. Ali neisplativo je uzeti poprečni presjek veći nego što je potrebno, jer se cijena kabela povećava.

Općenito se izračunava ovisno o broju potrošača, za koje se prvo utvrđuje ukupna snaga koju stan koristi, a zatim se rezultat množi sa 0,75. PUE koristi tablicu opterećenja za kabelski dio. Iz njega možete lako odrediti prečnik jezgara, koji zavisi od materijala i struje koja prolazi. U pravilu se koriste bakreni provodnici.

Presjek jezgre kabela mora točno odgovarati izračunatom - u smjeru povećanja raspona standardnih veličina. Najopasnije je kada je nisko. Tada se provodnik stalno pregrije, a izolacija brzo pokvari. A ako postavite odgovarajući, on će se često pokretati.

Ako precijenite poprečni presjek žice, to će koštati više. Iako je određena margina neophodna, jer u budućnosti, po pravilu, morate priključiti novu opremu. Preporučljivo je primijeniti sigurnosni faktor od oko 1,5.

Proračun ukupne snage

Ukupna snaga koju stan troši pada na glavni ulaz koji je uključen u centralu, a nakon što se račva na vodove:

• rasvjeta;
• grupe utičnica;
• odvojeni snažni električni uređaji.

Stoga je najveći dio kabela za napajanje na ulazu. Na izlaznim vodovima se smanjuje, ovisno o opterećenju. Prije svega, utvrđuje se ukupna snaga svih opterećenja. To nije teško, jer je naznačeno na kućištima svih kućanskih aparata iu njihovim pasošima.

Sve moći se sabiraju. Slično, proračuni se rade za svaku konturu. Stručnjaci predlažu da se iznos pomnoži sa 0,75. To je zbog činjenice da u isto vrijeme svi uređaji nisu uključeni u mrežu. Drugi predlažu odabir većeg dijela. Time se stvara rezerva za naknadno puštanje u rad dodatnih električnih uređaja koji se mogu kupiti u budućnosti. Treba napomenuti da je ova opcija proračuna kabla pouzdanija.

Kako odrediti veličinu žice?

U svim proračunima pojavljuje se dio kabela. Lakše je odrediti njegov promjer korištenjem formula:

• S=π D²/4;
• D= √(4×S/π).

Gdje je π = 3.14.

S = N × D² / 1,27.

Upletene žice se koriste tamo gdje je potrebna fleksibilnost. U trajnim instalacijama koriste se jeftiniji puni provodnici.

Kako odabrati kabl prema snazi?

Za odabir ožičenja koristi se tabela opterećenja za kabelski dio:

• Ako je vod otvorenog tipa napojen na 220 V, a ukupna snaga je 4 kW, uzima se bakreni provodnik s poprečnim presjekom od 1,5 mm². Ova dimenzija se obično koristi za ožičenje rasvjete.
• Sa snagom od 6 kW potrebni su provodnici većeg poprečnog presjeka - 2,5 mm². Žica se koristi za utičnice na koje su priključeni kućanski aparati.
• Snaga od 10 kW zahtijeva korištenje ožičenja od 6 mm². Obično je namijenjen za kuhinju, gdje je priključen električni šporet. Napajanje takvog opterećenja vrši se na posebnoj liniji.

Koji su kablovi najbolji?

Električarima je dobro poznat kabel njemačkog brenda NUM za poslovne i stambene prostore. U Rusiji se proizvode marke kablova nižih karakteristika, iako mogu imati isto ime. Mogu se razlikovati po curenju spoja u prostoru između jezgara ili po njegovom odsustvu.

Žica se proizvodi monolitna i upredena. Svaka jezgra, kao i cijeli zavoj, izvana su izolirani PVC-om, a punilo između njih je napravljeno nezapaljivim:

• Dakle, NUM kabl se koristi u zatvorenom prostoru, jer je izolacija na ulici uništena sunčevom svetlošću.
• I kao unutrašnji kabel, marka VVG se široko koristi. Jeftin je i prilično pouzdan. Ne preporučuje se polaganje u zemlju.
• Žica marke VVG je ravna i okrugla. Punilo se ne koristi između jezgara.
• napravljen sa vanjskim omotačem koji ne podržava sagorijevanje. Jezgra su zaobljena do presjeka od 16 mm², a iznad - sektorska.
• Marke kablova PVS i ShVVP izrađuju se sa više žica i koriste se uglavnom za povezivanje kućanskih aparata. Često se koristi kao kućno električno ožičenje. Zbog korozije nije preporučljivo koristiti višestruke provodnike na ulici. Osim toga, izolacija puca kada se savija na niskim temperaturama.
• Na ulici su pod zemljom položeni oklopni kablovi i kablovi otporni na vlagu AVBShv i VBShv. Oklop je izrađen od dvije čelične trake, što povećava pouzdanost kabela i čini ga otpornim na mehanička opterećenja.

Određivanje trenutnog opterećenja

Tačniji rezultat daje proračun poprečnog presjeka kabla u smislu snage i struje, pri čemu su geometrijski parametri povezani sa električnim.

Za kućno ožičenje treba uzeti u obzir ne samo aktivno opterećenje, već i reaktivno opterećenje. Jačina struje određena je formulom:

I = P/(U∙cosφ).

Reaktivno opterećenje stvaraju fluorescentne lampe i motori električnih uređaja (frižider, usisivač, električni alati itd.).

Trenutni primjer

Hajde da saznamo što učiniti ako je potrebno odrediti poprečni presjek bakrenog kabela za spajanje kućanskih aparata ukupne snage 25 kW i trofaznih strojeva za 10 kW. Takvu vezu ostvaruje petožilni kabel položen u zemlju. Obroci kod kuće su od

Uzimajući u obzir reaktivnu komponentu, snaga kućanskih aparata i opreme bit će:

• P life. = 25 / 0,7 = 35,7 kW;
• P rev. \u003d 10 / 0,7 \u003d 14,3 kW.

Ulazne struje se određuju:

• I život. \u003d 35,7 × 1000 / 220 \u003d 162 A;
• I rev. \u003d 14,3 × 1000 / 380 \u003d 38 A.

Ako jednofazno opterećenje ravnomjerno rasporedite na tri faze, jedna će imati struju:

I f \u003d 162/3 \u003d 54 A.

I f = 54 + 38 \u003d 92 A.

Svi uređaji neće raditi u isto vrijeme. Uzimajući u obzir marginu, svaka faza ima struju:

I f = 92 × 0,75 × 1,5 \u003d 103,5 A.

U petožilnom kablu uzimaju se u obzir samo fazna jezgra. Za kabel položen u zemlju može se odrediti poprečni presjek vodiča od 16 mm² za struju od 103,5 A (tabela opterećenja za poprečni presjek kabela).

Precizniji proračun jačine struje štedi novac, jer je potreban manji presjek. Uz grublji proračun kabla u smislu snage, poprečni presjek jezgre će biti 25 mm², što će koštati više.

Pad napona kabla

Provodnici imaju otpor koji se mora uzeti u obzir. Ovo je posebno važno za dugačke kablove ili male poprečne preseke. Uspostavljeni su PES standardi prema kojima pad napona na kablu ne bi trebao biti veći od 5%. Obračun se vrši na sljedeći način.

1. Otpor provodnika se određuje: R = 2×(ρ×L)/S.
2. Pronađen je pad napona: U pad. = I×R. U odnosu na linearni procenat, to će biti: U% \u003d (U pad / U linija) × 100.

Sljedeće oznake su prihvaćene u formulama:

• ρ - otpornost, Ohm×mm²/m;
• S - površina poprečnog presjeka, mm².

Koeficijent 2 pokazuje da struja teče kroz dvije žice.

Primjer proračuna kabla za pad napona

• Otpor žice je: R \u003d 2 (0,0175 × 20) / 2,5 = 0,28 Ohm.
• Jačina struje u provodniku: I \u003d 7000/220 \u003d 31,8 A.
• Pad nosivog napona: U pad. = 31,8×0,28 = 8,9 V.
• Procenat pada napona: U% \u003d (8,9 / 220) × 100 = 4,1 %.

Nosač je pogodan za aparat za zavarivanje prema zahtjevima pravila za rad električnih instalacija, budući da je postotak pada napona na njemu u granicama normale. Međutim, njegova vrijednost na dovodnoj žici ostaje velika, što može negativno utjecati na proces zavarivanja. Ovdje je potrebno provjeriti donju dozvoljenu granicu napona napajanja za aparat za zavarivanje.

Zaključak

Za pouzdanu zaštitu ožičenja od pregrijavanja kada je nazivna struja prekoračena duže vrijeme, poprečni presjeci kabela se izračunavaju prema dugotrajnim dopuštenim strujama. Proračun je pojednostavljen ako se koristi tabela opterećenja za presjek kabela. Točniji rezultat se dobija ako se proračun temelji na maksimalnom strujnom opterećenju. A za stabilan i dugotrajan rad, prekidač je ugrađen u krug ožičenja.

U članku se razmatraju glavni kriteriji za odabir presjeka kabela, daju se primjeri proračuna.

Na pijacama se često mogu vidjeti rukom ispisani znakovi koji ukazuju koji kupac treba kupiti u zavisnosti od očekivane struje opterećenja. Ne vjerujte ovim znakovima, jer vas obmanjuju. Presjek kabla se bira ne samo prema radnoj struji, već i po nekoliko drugih parametara.

Prije svega, mora se uzeti u obzir da se pri korištenju kabela na granici svojih mogućnosti, jezgre kabela zagrijavaju za nekoliko desetina stupnjeva. Trenutne vrijednosti date na slici 1 pretpostavljaju zagrijavanje žila kabela do 65 stepeni na temperaturi okruženje 25 stepeni. Ako je nekoliko kabela položeno u jednu cijev ili nosač, tada se zbog njihovog međusobnog zagrijavanja (svaki kabel zagrijava sve ostale kabele), maksimalno dopuštena struja se smanjuje za 10 - 30 posto.

Također, maksimalna moguća struja se smanjuje na povišenim temperaturama okoline. Stoga se u grupnoj mreži (mreža od štitova do svjetiljki, utičnica i drugih električnih prijemnika) u pravilu koriste kablovi pri strujama koje ne prelaze 0,6 - 0,7 vrijednosti prikazanih na slici 1.

Rice. 1. Dozvoljena trajna struja kablova sa bakrenim provodnicima

Na temelju toga, opasna je rasprostranjena upotreba prekidača nazivne struje od 25 A za zaštitu utičnica položenih kabelima s bakrenim vodičima presjeka 2,5 mm2. Tablice redukcijskih faktora u zavisnosti od temperature i broja kablova u jednom nosaču nalaze se u Pravilima za električnu instalaciju (PUE).

Dodatna ograničenja nastaju kada je kabel duži. U tom slučaju gubici napona u kablu mogu dostići neprihvatljive vrednosti. U pravilu, pri proračunu kablova, oni polaze od maksimalnih gubitaka u liniji ne više od 5%. Gubitke nije teško izračunati ako znate vrijednost otpora jezgri kabela i procijenjenu struju opterećenja. Ali obično se za izračunavanje gubitaka koriste tablice ovisnosti gubitaka o momentu opterećenja. Moment opterećenja se izračunava kao proizvod dužine kabla u metrima i snage u kilovatima.

Podaci za proračun gubitaka pri jednofaznom naponu od 220 V prikazani su u tabeli 1. Na primjer, za kabel s bakrenim provodnicima poprečnog presjeka od 2,5 mm2 s dužinom kabela od 30 metara i snagom opterećenja od 3 kW, moment opterećenja je 30x3 = 90, a gubici će biti 3%. Ako izračunata vrijednost gubitka prelazi 5%, tada treba odabrati veći kabel.

Tabela 1. Moment opterećenja, kW x m, za bakrene provodnike u dvožilnom vodu za napon od 220 V za dati poprečni presjek provodnika

Prema tabeli 2, možete odrediti gubitke u trofaznoj liniji. Upoređujući tabele 1 i 2, možete vidjeti da u trofaznoj liniji s bakrenim provodnicima s poprečnim presjekom od 2,5 mm2, 3% gubitaka odgovara šesterostrukom momentu opterećenja.

Trostruko povećanje veličine momenta opterećenja nastaje zbog raspodjele snage opterećenja na tri faze, a dvostruko zbog činjenice da u trofaznoj mreži sa simetričnim opterećenjem (iste struje u faznim provodnicima ), struja u neutralnom provodniku je nula. Kod neuravnoteženog opterećenja povećavaju se gubici u kabelu, što se mora uzeti u obzir pri odabiru presjeka kabela.

Tabela 2. Moment opterećenja, kW x m, za bakrene provodnike u trofaznom četvorožičnom vodu sa nulom za napon od 380/220 V za dati poprečni presek provodnika (kliknite na sliku za uvećanje tabele)

Gubici u kablu imaju značajan uticaj kada se koriste niskonaponske lampe kao što su halogene lampe. To je razumljivo: ako padne 3 volta na fazni i neutralni vodič, onda pri naponu od 220 V to najvjerovatnije nećemo primijetiti, a na naponu od 12 V napon na lampi će pasti za polovicu na 6 V Zato transformatori za napajanje halogenih sijalica moraju biti maksimalno približeni lampama. Na primjer, sa dužinom kabla od 4,5 metara sa poprečnim presjekom od 2,5 mm2 i opterećenjem od 0,1 kW (dve lampe od 50 W), moment opterećenja je 0,45, što odgovara gubitku od 5% (tabela 3).

Tabela 3. Moment opterećenja, kW x m, za bakrene provodnike u dvožilnom vodu za napon od 12 V za dati poprečni presjek provodnika

Date tabele ne uzimaju u obzir povećanje otpora provodnika od zagrijavanja zbog protoka struje kroz njih. Stoga, ako se kabel koristi pri strujama od 0,5 ili više od maksimalno dopuštene struje kabela date dionice, tada se mora uvesti korekcija. U najjednostavnijem slučaju, ako očekujete da ćete dobiti gubitke od najviše 5%, onda izračunajte poprečni presjek na osnovu gubitaka od 4%. Takođe, gubici se mogu povećati ako postoji veliki broj priključaka jezgra kabla.

Kablovi s aluminijskim provodnicima imaju otpor 1,7 puta veći od kabela s bakrenim provodnicima, a gubici u njima su 1,7 puta veći.

Drugi ograničavajući faktor za dugačke kablove je višak dozvoljene vrijednosti otpora kruga faza-nula. Za zaštitu kabela od preopterećenja i kratkih spojeva, u pravilu se koriste prekidači s kombiniranim oslobađanjem. Takvi prekidači imaju termička i elektromagnetna oslobađanja.

Elektromagnetno oslobađanje omogućava trenutno (desetinke pa čak i stotinke sekunde) isključivanje hitne dionice mreže u slučaju kratkog spoja. Na primjer, prekidač, označen C25, ima toplinsko oslobađanje od 25 A i elektromagnetno oslobađanje od 250 A. Automatske sklopke grupe "C" imaju omjer prekidne struje elektromagnetnog okidača i termalnog okidača od 5 do 10. Ali kada se uzme maksimalna vrijednost.

Ukupan otpor kruga faza-nula uključuje: otpor opadajućeg transformatora trafostanice, otpor kabla od trafostanice do ulaznog sklopnog uređaja (ASU) zgrade, otpor kabla položenog od ASU prema rasklopnom uređaju (RU) i otpor kabla samog grupnog voda čiji je poprečni presjek potreban definirati.

Ako vod ima veliki broj priključaka jezgre kabela, na primjer, grupni vod od velikog broja lampi povezanih petljom, tada se mora uzeti u obzir i otpor kontaktnih veza. Kod vrlo preciznih proračuna uzima se u obzir otpor luka na mjestu zatvaranja.

Ukupni otpor kruga faza-nula za četvorožilne kablove dat je u tabeli 4. Tabela uzima u obzir otpor faznog i neutralnog vodiča. Vrijednosti otpora su date pri temperaturi jezgre kabla od 65 stepeni. Tabela vrijedi i za dvožične vodove.

Tabela 4

U gradskim transformatorskim stanicama u pravilu se ugrađuju transformatori kapaciteta 630 kV ili više. A i više, sa izlaznim otporom Rtp manjim od 0,1 Ohm. U ruralnim područjima mogu se koristiti transformatori od 160 - 250 kV. I, imajući izlaznu impedanciju reda 0,15 Ohm, pa čak i transformatore za 40 - 100 kV. A, sa izlaznom impedancijom od 0,65 - 0,25 oma.

Kablovi za napajanje od gradskih transformatorskih stanica do ASU kuća obično se koriste s aluminijskim provodnicima s poprečnim presjekom faznog vodiča od najmanje 70 - 120 mm2. S dužinom ovih vodova manjom od 200 metara, otpor kruga faza-nula dovodnog kabela (Rpc) može se uzeti jednakim 0,3 Ohm. Za precizniji proračun morate znati dužinu i poprečni presjek kabela ili izmjeriti ovaj otpor. Jedan od instrumenata za takva mjerenja (Vektor instrument) prikazan je na sl. 2.

Rice. 2. Uređaj za mjerenje otpora kruga faza-nula "Vektor"

Otpor vodova mora biti takav da, u slučaju kratkog spoja, struja u kolu garantovano premašuje radnu struju elektromagnetnog okidača. Prema tome, za prekidač C25 struja kratkog spoja u liniji mora biti veća od 1,15x10x25 = 287 A, ovdje je 1,15 sigurnosni faktor. Stoga otpor kruga faza-nula za prekidač C25 ne bi trebao biti veći od 220V / 287A \u003d 0,76 Ohm. U skladu s tim, za prekidač C16, otpor strujnog kruga ne bi trebao prelaziti 220V / 1,15x160A = 1,19 Ohm, a za stroj C10 - ne više od 220V / 1,15x100 = 1,91 Ohm.

Dakle za urbano stambene zgrade, uz pretpostavku da je Rtp = 0,1 Ohm; Rpk = 0,3 Ohm kada se koristi kabl sa bakrenim provodnicima presjeka 2,5 mm2, zaštićen prekidačem C16, u mreži utičnica, otpor kabla Rgr (fazni i neutralni provodnici) ne bi trebao biti veći od Rgr = 1,19 Ohm - Rtp - Rpc = 1,19 - 0,1 - 0,3 \u003d 0,79 oma. Prema tabeli 4, nalazimo njegovu dužinu - 0,79 / 17,46 \u003d 0,045 km, ili 45 metara. Za većinu stanova ova dužina je dovoljna.

Kada koristite prekidač C25 za zaštitu kabela poprečnog presjeka od 2,5 mm2, otpor strujnog kruga mora biti manji od 0,76 - 0,4 = 0,36 Ohm, što odgovara maksimalnoj dužini kabela od 0,36 / 17,46 = 0,02 km, ili 20 metara.

Prilikom upotrebe prekidača C10 za zaštitu grupne rasvjetne linije napravljene kablom sa bakrenim provodnicima poprečnog presjeka 1,5 mm2, dobijamo maksimalni dozvoljeni otpor kabla 1,91 - 0,4 = 1,51 Ohm, što odgovara maksimalnoj dužini kabla 1,51 / 29, 1 = 0,052 km, ili 52 metra. Ako je takav vod zaštićen prekidačem C16, tada će maksimalna dužina linije biti 0,79 / 29,1 = 0,027 km, ili 27 metara.