Выбор сечений проводников по нагреву

Нагрев проводников вызывается прохождением по ним тока I, величина которого определяется по формулам:

- для трехфазной сети, с нулем и без нуля, при равномерной нагрузке фаз:

, А;

- для двухфазной сети с нулем, при равномерной загрузке фаз:

, А;

- для двухпроводной сети: , А;

- для каждой из фаз двух- или трехпроводной сети с нулем при любой, в том числе и неравномерной нагрузке: , А, где Р_i – активная расчетная мощность одной, двух или трех фаз; cosφ – коэффициент мощности нагрузки; U_л, U_ф, U_н – соответственно линейное, фазное и номинальные напряжения сети.

При равномерной загрузке фаз ток в нулевом проводе трехфазных сетей, питающих лампы накаливания, равен нулю, ток же сетей, питающих газоразрядные лампы, может достигать величины фазного тока.

Нелинейность ПРА и вольт-амперных характеристик газоразрядных ламп ведут к искажению синусоидальной формулы тока и появлению высших гармоник, причем последние, в основном третья, приводят к наличию тока в нулевых рабочих проводах трехфазных линий. Стандарты ограничивают величину тока в нулевом проводе трехфазных линий на уровне фазного при компенсированных ПРА и половины фазного тока – при индуктивных ПРА.

В двухфазных трехпроводных сетях при равномерной загрузке фаз ток в нулевом проводе равен фазному току при питания ламп накаливания; однако может быть несколько больше фазного тока при питании газоразрядных ламп.

При неравномерной нагрузке фаз линейные токи будут неодинаковы и при небольшой неравномерности, выбор сечения проводов следует вести, как для линии с равномерной нагрузкой фаз, приняв в качестве расчетной утроенную нагрузку наиболее загруженной фазы. При существенной неравномерности нагрузки (например, при мощных ксеноновых светильниках) необходимо определить токи и сечения проводников отдельно для каждой фазы. Для трехфазных линий с включением нагрузок на линейное напряжение линейные токи I_а, I_в, I_с зависят от порядка следования фаз (А-В-С или С-В-А).

При прямом порядке следования фаз:

;

;

.

При обратном порядке следования фаз в каждой из формул необходимо поменять местами индексы углов (ab и ca, bc и cb, bc и ca). Так как порядок следования фаз при проектировании неизвестен и может меняться в процессе эксплуатации, необходимо определять линейные токи для обоих вариантов следования фаз.

Ток нагрузки, протекая по проводнику, нагревает его. Нормами установлены наибольшие допустимые температуры нагрева жил проводов и, исходя из этого, определены длительно допустимые токовые нагрузки для проводов и кабелей в зависимости от материала их изоляции и оболочки и условий прокладки [13]. Значение токов приняты для температуры окружающего воздуха +25⁰С и земли +15⁰С. В случае, если предусматривается длительная эксплуатация провода в среде с температурой, отличной от нормативной, допустимая токовая нагрузка, (в амперах), определяется по формуле:

, где I_н – нормативная токовая нагрузка, А, [13];

τ_ф и τ_н – допустимое превышение температуры провода соответственно над фактической и нормативной температурой среды ⁰С.

Расчет значения тока в линиях производится по формуле: где Р_р – расчетная нагрузка, кВт; – коэффициент, значения которого приведены в табл.12.