Pemilihan penampang kabel dan kawat: dengan pemanasan, dengan arus, dengan kehilangan tegangan

Penampang kabel dan kabel ditentukan berdasarkan pemanasan yang diizinkan, dengan mempertimbangkan mode normal dan darurat, serta distribusi arus yang tidak merata antara masing-masing saluran, karena pemanasan mengubah sifat fisik kawat, meningkatkan resistansi, meningkatkan konsumsi energi listrik yang tidak berguna untuk memanaskan bagian konduktif dan mempersingkat masa pakai insulasi. Panas yang berlebihan berbahaya bagi insulasi dan sambungan kontak serta dapat menyebabkan kebakaran dan ledakan.

Pemilihan kabel dan penampang kawat pemanas

Pemilihan penampang dari kondisi pemanasan yang diizinkan direduksi menjadi penggunaan tabel yang relevan dari beban arus yang diizinkan jangka panjang Id, di mana konduktor dipanaskan hingga suhu maksimum yang diizinkan yang ditetapkan oleh praktik untuk mencegah prematur keausan insulasi, untuk memastikan kontak yang andal pada titik sambungan kabel dan untuk mengecualikan berbagai situasi darurat yang terjadi pada Id ≥ Ip, Ip — nilai arus beban.

Beban intermiten intermiten saat memilih penampang kabel dihitung ulang menjadi arus kontinyu yang dikurangi

di mana Ipv adalah arus off-mode penerima dengan durasi aktivasi PV.

Saat memilih penampang kabel dan kabel, harus diperhitungkan bahwa pada suhu pemanasan yang sama, kerapatan arus yang diizinkan dari kabel konduktif dengan penampang yang lebih besar harus lebih kecil, karena penampangnya meningkat menjadi lebih - besar tingkat pertumbuhan permukaan pendingin (lihat beras. 1). Untuk alasan ini, untuk menghemat logam non-besi, alih-alih satu kabel dengan penampang yang lebih besar, dua atau lebih kabel dengan penampang yang lebih kecil sering dipilih.

Gambar 1. Grafik ketergantungan kerapatan arus yang diizinkan pada penampang konduktor tembaga pada kabel tiga inti luar ruangan untuk tegangan 6 kV dengan insulasi kertas diresapi, dipanaskan oleh arus hingga suhu + 65 ° C pada suhu udara +25 «C.

Dalam pemilihan akhir kabel dan kabel dari kondisi pemanasan yang diizinkan menurut tabel yang relevan, perlu diperhitungkan tidak hanya perkiraan arus saluran, tetapi juga metode peletakannya, bahan kabel dan suhu sekitar.

Jalur kabel untuk tegangan di atas 1000 V, dipilih sesuai dengan kondisi pemanasan arus panjang yang diizinkan, juga diperiksa untuk pemanasan dengan arus hubung singkat. Jika suhu konduktor tembaga dan aluminium kabel dengan insulasi kertas diresapi dengan tegangan hingga 10 kV melebihi 200 ° C dan kabel untuk tegangan 35-220 kV di atas 125 ° C, penampangnya akan meningkat.

Penampang kabel dan kabel jaringan daya internal dengan tegangan hingga 1000 V dikoordinasikan dengan kemampuan switching perangkat pelindung linier - sekering dan pemutus arus - sehingga ketidaksetaraan dibenarkan Azd / Azc h, di mana kz - itu kelipatan dari arus kabel jangka panjang yang diizinkan ke arus nominal atau arus perangkat pelindung Azs (dari PUE). Kegagalan untuk memenuhi ketidaksetaraan di atas memaksa bagian utama yang dipilih untuk ditingkatkan.

Pemilihan penampang kabel dan kabel untuk kehilangan tegangan

Penampang kabel dan konduktor yang dipilih oleh kondisi pemanasan dan konsisten dengan kemampuan switching dari perangkat pelindung kehilangan tegangan linier relatif harus diperiksa.

dimana U adalah tegangan sumber energi listrik, Unom adalah tegangan pada titik sambungan penerima.

Penyimpangan tegangan terminal motor yang diizinkan dari tegangan nominal tidak boleh melebihi ± 5%, dan dalam beberapa kasus dapat mencapai + 10%.

Dalam jaringan penerangan, penurunan tegangan untuk lampu terjauh dari penerangan kerja internal dan instalasi proyektor penerangan eksternal tidak boleh melebihi 2,5% dari tegangan nominal lampu, untuk lampu untuk penerangan eksternal dan darurat - 5%, dan dalam jaringan dengan tegangan 12.,. 42V — 10%. Penurunan voltase yang lebih besar menyebabkan penurunan pencahayaan tempat kerja yang signifikan, menyebabkan penurunan produktivitas tenaga kerja dan dapat menyebabkan kondisi di mana pengapian lampu pelepasan gas tidak dijamin. Tegangan tertinggi lampu, biasanya, tidak boleh melebihi 105% dari nilai nominalnya.

Peningkatan tegangan jaringan catu daya internal di luar apa yang diatur dalam norma tidak diperbolehkan, karena hal itu menyebabkan peningkatan konsumsi energi listrik yang signifikan, penurunan masa pakai catu daya dan penerangan listrik. peralatan, dan terkadang penurunan kualitas produk.

Beras. 2. Perhitungan kehilangan tegangan dalam saluran tiga fase tiga arah ketika memilih penampang kabel dan kabel: a-dengan satu beban di ujung saluran, b-dengan beberapa beban terdistribusi.

Memeriksa penampang kabel dari saluran tiga kawat tiga fase dengan satu beban di ujungnya (Gbr. 2, a), ditandai dengan arus pengenal Azp dan faktor daya cos phi untuk kehilangan tegangan linier relatif, lakukan sebagai berikut:

di mana Unom adalah tegangan nominal jaringan, V, Ro dan Xo masing-masing adalah resistansi aktif dan induktif, dari satu kilometer saluran, dipilih dari tabel referensi, Ohm / km, Pp adalah daya aktif yang dihitung dari beban , kW; L adalah panjang garis, km.

Untuk saluran tiga-kawat tiga-fasa utama yang tidak bercabang dengan penampang konstan, membawa beban yang didistribusikan sepanjang itu dengan arus pengenal Azstr1, AzR2, ..., Azr dan faktor daya yang sesuai cos phi1, cos phi2, ..., cos phi jauh dari sumber daya pada jarak L1, L2, …, Ln (Gbr. 2, b), kehilangan tegangan linier relatif ke penerima terjauh:

dimana PRi daya aktif — beban ke-i dihitung jauh dari sumber daya pada jarak L.

Jika kerugian tegangan relatif dU yang dihitung ternyata lebih tinggi dari norma yang diizinkan, perlu untuk meningkatkan bagian yang dipilih untuk memastikan nilai normal dari nilai ini.

Dengan penampang kabel dan kabel yang kecil, resistansi induktif Xo dapat diabaikan, yang sangat menyederhanakan perhitungan yang sesuai. dalam jaringan distribusi tiga-fase tiga-kawat pencahayaan luar ruangan, yang berbeda dalam panjang yang signifikan, Anda harus memperhatikan penyertaan yang benar dari perlengkapan pencahayaan yang berjarak sama, karena jika tidak kehilangan tegangan tidak merata pada fase dan dapat mencapai beberapa puluh persen dibandingkan dengan tegangan nominal.

Skema untuk menyalakan perlengkapan pencahayaan yang berjarak sama untuk penerangan luar ruangan: a — benar, b — salah

Pemilihan penampang kabel untuk kerapatan arus ekonomis

Pemilihan penampang kabel dan kabel, tanpa memperhitungkan faktor ekonomi, dapat menyebabkan hilangnya energi listrik yang signifikan di saluran dan peningkatan biaya pengoperasian yang signifikan.Untuk alasan ini, penampang kabel jaringan listrik dengan catu daya internal yang cukup panjang, serta jaringan yang beroperasi dengan banyak jam penggunaan beban maksimum -Tmax > 4000 jam - setidaknya harus bertanggung jawab atas kerapatan arus ekonomi yang direkomendasikan yang menetapkan rasio optimal antara biaya modal dan biaya operasi, yang didefinisikan sebagai berikut:

di mana Azr adalah arus nominal saluran, tanpa memperhitungkan peningkatan beban jika terjadi kerusakan dan perbaikan, Jd adalah kepadatan arus ekonomi berdasarkan pembayaran kembali biaya modal selama 8-10 tahun.

Penampang ekonomis yang diharapkan dibulatkan ke standar terdekat dan, jika ternyata lebih dari 150 mm2, satu jalur kabel diganti dengan dua kabel atau lebih dengan total penampang yang sesuai dengan penampang ekonomis. Gunakan kabel beban perubahan rendah dengan penampang kurang dari 50 mm2 Tidak direkomendasikan.

Penampang kabel dan kabel dengan tegangan hingga 1000 V dengan jumlah jam penggunaan beban maksimum Tmax <4000 … 5000 jam dan semua cabang ke penerima dengan tegangan yang sama, jaringan listrik instalasi penerangan, struktur sementara dan struktur dengan umur layanan pendek hingga 3 — 5 tahun tidak dipilih sesuai dengan kepadatan arus ekonomi.

Dalam jaringan tiga fase empat lintasan, penampang konduktor netral tidak dihitung, tetapi setidaknya 50% dari penampang yang dipilih untuk konduktor utama diambil, dan dalam jaringan yang memasok lampu pelepasan gas, yang menyebabkan penampilan harmonik arus yang lebih tinggi, sama seperti untuk kabel utama.