Выбор сечения проводов и кабелей

Сечение проводников осветительной сети должно обеспечивать:

- прохождение расчетного тока без превышения допустимой температуры жилы, обусловленной классом изоляции провода;

- достаточную механическую прочность;

- необходимый уровень напряжения у источников света;

- срабатывание защитных аппаратов.

В процессе монтажа и эксплуатации, электрические провода и кабели испытывают механические нагрузки, которые могут привести к обрыву токоведущих жил. Чтобы этого не произошло, ПУЭ ограничивает минимальное сечение проводов в зависимости от способа прокладки проводов и материала токоведущих жил. Минимальные сечения проводников приведены в главе 6.

Нагрев проводников вызывается прохождением по ним тока. Температура провода зависит от силы этого тока I и условий теплоотдачи в окружающую среду.

(1.19)

В установившемся режиме эти потоки равны. Тогда, приравнивая правые части уравнений, имеем:

, (1.20)

где Т_ж – температура жилы провода;

Т_ос – температура окружающей среды;

I – сила электрического тока в проводнике;

R – электрическое сопротивление проводника;

R_Т – термическое сопротивление проводника.

Допустимая температура провода ограничивается классом его изоляции. В практических инженерных расчетах сетей установившуюся температуру провода не принято рассчитывать. Чтобы температура не превысила допустимого значения, в зависимости от класса изоляции, материала жилы провода и способа его прокладки, ограничивают для каждого стандартного сечения допустимую силу тока. Значения длительно допустимого тока приводятся в главе 6. В этих таблицах значения тока приводятся при определенной температуре окружающей среды (земля +15⁰ С, воздух +25⁰ С). Если реальные температуры окружающей среды отличаются от табличных, то вводят поправочные коэффициенты.

Процедура выбора провода по нагреву сводится к сравнению допустимого длительного тока I_д , найденного из таблиц с расчетным током I_p:

. (1.21)

Расчетный ток определяют по формуле:

, (1.22)

где P – мощность нагрузки, Вт;

U_ф – фазное напряжение, В;

m - число фаз;

cos j - коэффициент мощности (средневзвешенный).

Потеря напряжения в проводах зависит от сечения и материала токоведущей жилы, длины провода и силы тока. Обычно значение допустимой потери напряжения DU в осветительной сети задано (или его можно рассчитать). Допустимые потери напряжения в осветительной сети приведены в главе 6.

Сечение жилы провода группы определяют по формуле:

, (1.23)

где с – коэффициент, зависящий от напряжения сети, материала токоведущей жилы и числа проводов в группе;

М_i – электрический момент, i-го приемника (светильника), кВт × м;

DU – допустимая потеря напряжения в %.

Численные значения коэффициента С рассчитываются по формулам:

- для трехфазной системы сети

, (1.24)

- для двухфазной с нулем

, (1.25)

- для однофазной двухпроводной

. (1.26)

Для многих практических случаев значения С табулированы и приведены в главе 6 таблица 6.5.

Электрический момент М_i находится как произведение мощности i–го светильника Р_i на расстояние от щита до этого светильника l_i (l_i и Р_i показаны на расчетной схеме рис. 1.4). При вычислении следует учитывать, что мощность светового прибора с ГРЛ примерно на 20% больше мощности лампы. Сечение провода между силовым и осветительным щитами определяют по формуле (1.23) с той лишь особенностью, что DU чаще всего принимают равной 0,2%, а момент определяют как произведение расстояния между щитами на суммарную мощность светильников.

Выбор сечения провода выполняют следующим образом: рассчитывают сечение по потере напряжения и полученное значение округляют до ближайшего большего стандартного сечения; проверяют сечение на нагрев и механическую прочность. Если по одному из последних условий сечение провода не проходит, то его увеличивают. После окончательного выбора сечения провода определяют фактические потери напряжения на каждой группе, для чего уравнение (1.23) решают относительно DU.

Сечение нулевых рабочих проводников трехфазных питающих и групповых линий с лампами люминесцентными, ДРЛ, ДРИ, ДРИЗ, ДНаТ при одновременном отключении всех фазных проводов, линии должно выбираться:

1. Для участков сети, по которым протекает ток от ламп с компенсированными пускорегулирующими аппаратами, равным фазному независимо от сечения.

2. Для участков сети, по которым протекает ток от ламп с некомпенсированными пускорегулирующими аппаратами, равным фазному при сечении фазных проводников менее или равном 16 мм² для медных и 25мм² для алюминиевых проводов и не менее 50% сечения фазных проводников при больших сечениях, но не менее 16мм² для медных и 25мм² для алюминиевых проводов.

При защите трехфазных осветительных питающих и групповых линий предохранителями или однополюсными автоматическими выключателями при любых источниках света, сечение нулевых рабочих проводников следует принимать равным сечению фазных проводников.