Selecció de cable i secció de cable: per calefacció, per corrent, per pèrdua de tensió
La secció transversal dels cables i cables es determina en funció de l'escalfament admissible, tenint en compte els modes normals i d'emergència, així com la distribució desigual de corrents entre línies individuals, ja que l'escalfament canvia les propietats físiques del cable, augmenta la seva resistència, augmenta la consum inútil d'energia elèctrica per escalfar peces conductores i escurçar la vida útil de l'aïllament. L'excés de calor és perillós per a l'aïllament i les connexions de contacte i pot provocar incendis i explosions.
Selecció del cable i la secció del cable de calefacció
La selecció de la secció transversal a partir de les condicions d'escalfament admissible es redueix a l'ús de les taules rellevants de càrregues actuals admissibles a llarg termini Id, en què els conductors s'escalfen a la temperatura màxima admissible establerta per la pràctica per evitar que es produeixin prematurs. desgast de l'aïllament, per garantir un contacte fiable als punts de connexió del cable i per eliminar diverses situacions d'emergència que es produeixen a Id ≥ Ip, Ip — corrent de càrrega nominal.
Les càrregues intermitents intermitents en seleccionar una secció transversal del cable es tornen a calcular a un corrent continu reduït
on Ipv és el corrent apagat del receptor amb la durada de l'activació PV.
En triar la secció transversal de cables i cables, cal tenir en compte que, a la mateixa temperatura de calefacció, la densitat de corrent admissible dels cables conductors amb una secció transversal més gran hauria de ser menor, ja que la seva secció augmenta a més - gran el grau de creixement de la superfície de refrigeració (vegeu arròs. 1). Per aquest motiu, per estalviar metalls no fèrrics, en lloc d'un cable amb una secció més gran, sovint s'escullen dos o més cables amb una secció menor.
Figura 1. Gràfic de la dependència de la densitat de corrent admissible de la secció transversal dels conductors de coure en un cable exterior de tres nuclis per a una tensió de 6 kV amb aïllament de paper impregnat, escalfat per corrent a una temperatura de + 65 ° C a temperatura de l'aire de +25 °C.
En la selecció final de cables i cables de la condició d'escalfament admissible segons les taules pertinents, cal tenir en compte no només el corrent estimat de la línia, sinó també el mètode de la seva col·locació, el material dels cables i la temperatura ambient.
Les línies de cable per a tensions superiors a 1000 V, seleccionades d'acord amb les condicions d'escalfament de corrent llarg admissible, també es comproven per escalfar mitjançant corrents de curtcircuit. En el cas que la temperatura dels conductors de coure i alumini dels cables amb aïllament de paper impregnat amb una tensió de fins a 10 kV superi els 200 ° C i cables per a una tensió de 35-220 kV per sobre de 125 ° C, la seva secció augmenta en conseqüència.
La secció transversal dels cables i cables de les xarxes d'alimentació interna amb una tensió de fins a 1000 V es coordina amb les capacitats de commutació dels dispositius de protecció lineal - fusibles i interruptors automàtics - de manera que la desigualtat es justifica Azd / Azc h, on kz - el múltiple del corrent a llarg termini admissible del cable al corrent nominal o al corrent del dispositiu de protecció Azs (de PUE). L'incompliment de la desigualtat anterior obliga a augmentar la secció principal seleccionada en conseqüència.
Selecció de la secció de cables i fils per pèrdua de tensió
S'ha de comprovar la secció transversal dels cables i conductors seleccionats per les condicions de calefacció i coherent amb les capacitats de commutació dels dispositius de protecció amb la pèrdua de tensió lineal relativa.
on U és la tensió de la font d'energia elèctrica, Unom és la tensió al punt de connexió del receptor.
La desviació permesa de la tensió del terminal del motor respecte a la tensió nominal no ha de superar el ± 5% i, en alguns casos, pot arribar a + 10%.
A les xarxes d'enllumenat, la caiguda de tensió de les làmpades més allunyades d'il·luminació interna de treball i instal·lacions de projectors d'il·luminació exterior no ha de superar el 2,5% de la tensió nominal de les làmpades, per als llums d'enllumenat exterior i d'emergència — 5%, i en xarxes amb tensió 12.,. 42V — 10%. Una major reducció de la tensió comporta una disminució important de la il·luminació dels llocs de treball, provoca una disminució de la productivitat laboral i pot provocar condicions en què no es garanteix l'encesa de llums de descàrrega de gas. La tensió més alta de les làmpades, per regla general, no ha de superar el 105% del seu valor nominal.
No es permet un augment de la tensió de les xarxes de subministrament d'energia interna més enllà del previst a les normes, ja que comporta un augment significatiu del consum d'energia elèctrica, una disminució de la vida útil del subministrament d'alimentació i la il·luminació de l'electricitat. equips, i de vegades a una disminució de la qualitat dels productes.
Arròs. 2. Càlcul de la pèrdua de tensió en una línia trifàsica de tres vies a l'hora d'escollir la secció de cables i fils: a-amb una càrrega al final de la línia, b-amb diverses càrregues distribuïdes.
Comproveu la secció transversal dels cables d'una línia trifàsica de tres fils amb una càrrega al seu extrem (Fig. 2, a), caracteritzada pel corrent nominal Azp i el factor de potència cos phi per a la pèrdua de tensió lineal relativa. com segueix:
on Unom és la tensió nominal de la xarxa, V, Ro i Xo són la resistència activa i inductiva, respectivament, d'un quilòmetre de la línia, seleccionades de les taules de referència, Ohm / km, Pp és la potència activa calculada de la càrrega , kW; L és la longitud de la línia, km.
Per a una línia trifàsica principal no ramificada de secció transversal constant, que transporta càrregues distribuïdes al llarg d'ella amb corrents nominals Azstr1, AzR2, ..., Azr i els factors de potència corresponents cos phi1, cos phi2, ..., cos phi distant de la font d'alimentació a distàncies L1, L2, …, Ln (Fig. 2, b), la pèrdua de tensió lineal relativa al receptor més llunyà:
on PRi potència activa — càrrega i-èsima calculada a distància de la font d'alimentació a una distància L.
Si la pèrdua de tensió relativa calculada dU serà superior a les normes permeses, cal augmentar la secció seleccionada per garantir el valor normalitzat d'aquest valor.
Amb petites seccions transversals de cables i cables, la resistència inductiva Xo es pot descuidar, la qual cosa simplifica molt els càlculs corresponents. a les xarxes de distribució trifàsiques de tres fils d'il·luminació exterior, que difereixen en una longitud significativa, cal parar atenció a la correcta inclusió d'aparells d'il·luminació equidistants, perquè en cas contrari pèrdua de tensió es distribueixen de manera desigual entre les fases i poden arribar a diverses desenes de per cent en comparació amb la tensió nominal.
Esquemes d'encesa d'enllumenats equidistants per a la il·luminació exterior: a — correcte, b — incorrecte
Selecció de la secció del cable per a la densitat de corrent econòmica
La selecció de la secció de fils i cables, sense tenir en compte els factors econòmics, pot comportar pèrdues importants d'energia elèctrica a les línies i un augment significatiu dels costos d'explotació.Per aquest motiu, la secció transversal dels cables de les xarxes elèctriques amb subministrament d'alimentació interna de longitud considerable, així com les xarxes que funcionen amb un gran nombre d'hores d'ús de la càrrega màxima -Tmax > 4000 h- ha de ser, almenys, responsable de una densitat de corrent econòmica recomanada que estableix la relació òptima entre els costos de capital i els costos d'explotació, que es defineix de la següent manera:
on Azr — corrent nominal de la línia, sense tenir en compte l'augment de la càrrega en cas d'avaries i reparacions, Jd — densitat de corrent econòmica basada en el reemborsament dels costos de capital en 8 — 10 anys.
Secció econòmica prevista arrodonida a l'estàndard més proper i, si resulta ser superior a 150 mm2, se substitueix una línia de cable per dos o més cables amb una secció total corresponent a l'econòmica. Utilitzeu cables de càrrega baixa variable amb una secció inferior a 50 mm2 No recomanat.
Secció de cables i fils amb una tensió de fins a 1000 V amb el nombre d'hores d'ús de la càrrega màxima Tmax <4000 … 5000 h i totes les derivacions a receptors de la mateixa tensió, xarxes elèctriques d'instal·lacions d'il·luminació, estructures provisionals. i les estructures amb una vida útil curta fins a 3-5 anys no es trien segons la densitat econòmica de corrent.
A les xarxes trifàsiques de quatre passos, no es calcula la secció transversal del conductor neutre, però es pren almenys el 50% de la secció transversal seleccionada per als conductors principals, i a les xarxes que subministren llums de descàrrega de gas, que provoquen la aparició d'harmònics de corrent superior, igual que per als cables principals.