בחירת חתך כבל וחוט: על ידי חימום, על ידי זרם, על ידי אובדן מתח

חתך הרוחב של חוטים וכבלים נקבע על סמך חימום מותר, תוך התחשבות במצבי רגיל ומצב חירום, כמו גם חלוקה לא אחידה של זרמים בין קווים בודדים, שכן חימום משנה את המאפיינים הפיזיים של החוט, מגביר את ההתנגדות שלו, מגדיל את צריכה חסרת תועלת של אנרגיה חשמלית כדי לחמם חלקים מוליכים ולקצר את חיי הבידוד. חום מוגזם מסוכן לחיבורי הבידוד והמגע ועלול להוביל לשריפה ופיצוץ.

בחירת כבל וחתך חוט חימום

בחירת החתך מתוך תנאי החימום המותרים מצטמצמת לשימוש בטבלאות הרלוונטיות של עומסי זרם מותרים ארוכי טווח Id, שבהן המוליכים מחוממים לטמפרטורה המקסימלית המותרת שנקבעה בפועל על מנת למנוע מוקדם מדי. בלאי של הבידוד, כדי להבטיח מגע אמין בנקודות החיבור של החוט וכדי למנוע מצבי חירום שונים המתרחשים ב-Id ≥ Ip, Ip - זרם עומס מדורג.

עומסים לסירוגין בעת ​​בחירת חתך כבל מחושבים מחדש לזרם רציף מופחת

כאשר Ipv הוא הזרם במצב כבוי של המקלט עם משך הפעלת ה-PV.

בעת בחירת חתך החוטים והכבלים, יש לקחת בחשבון שבאותה טמפרטורת חימום, צפיפות הזרם המותרת של חוטים מוליכים עם חתך גדול יותר צריכה להיות קטנה יותר, שכן חתך הרוחב שלהם גדל ליותר - גדול מידת הצמיחה של משטח הקירור (ראה אורז. 1). מסיבה זו, כדי לחסוך במתכות לא ברזליות, במקום כבל אחד עם חתך גדול יותר, בוחרים לרוב שני כבלים או יותר עם חתך קטן יותר.

איור 1. גרף של התלות של צפיפות הזרם המותרת בחתך של מוליכים נחושת בכבל חיצוני תלת ליבות עבור מתח של 6 קילו וולט עם בידוד נייר ספוג, מחומם בזרם לטמפרטורה של + 65 מעלות צלזיוס בשעה טמפרטורת אוויר של +25 «C.

בבחירה הסופית של חוטים וכבלים ממצב החימום המותר לפי הטבלאות הרלוונטיות, יש צורך לקחת בחשבון לא רק את הזרם המשוער של הקו, אלא גם את שיטת הנחתו, את חומר החוטים והן. טמפרטורת הסביבה.

קווי כבלים למתחים מעל 1000 וולט, שנבחרו בהתאם לתנאים של חימום זרם ארוך המותר, נבדקים גם הם לחימום על ידי זרמי קצר. במקרה שהטמפרטורה של מוליכים נחושת ואלומיניום של כבלים עם בידוד נייר ספוג במתח של עד 10 קילו וולט עולה על 200 מעלות צלזיוס וכבלים למתח 35-220 קילו וולט מעל 125 מעלות צלזיוס, החתך שלהם גדל בהתאם.

החתך של חוטים וכבלים של רשתות חשמל פנימיות עם מתח של עד 1000 וולט מתואם עם יכולות המיתוג של התקני הגנה ליניאריים - נתיכים ומפסקי חשמל - כך שהאי-שוויון מוצדק Azd / Azc h, כאשר kz - ה- כפולה של הזרם המותר לטווח ארוך של החוט לזרם הנומינלי או לזרם של התקן המגן Azs (מ PUE). אי עמידה באי-השוויון הנ"ל מאלץ להגדיל את הסעיף הראשי הנבחר בהתאם.

בחירת חתך הכבלים והחוטים לאובדן מתח

יש לבדוק את חתך הרוחב של הכבלים והמוליכים שנבחרו על ידי תנאי החימום ותואמים את יכולות המיתוג של התקני המגן אובדן מתח ליניארי יחסי.

כאשר U הוא המתח של מקור האנרגיה החשמלית, Unom הוא המתח בנקודת החיבור של המקלט.

הסטייה המותרת של מתח מסוף המנוע מהמתח הנומינלי לא תעלה על ± 5%, ובמקרים מסוימים היא יכולה להגיע ל-+10%.

ברשתות תאורה, ירידת המתח של המנורות המרוחקות ביותר של תאורת עבודה פנימית והתקנות מקרן של תאורה חיצונית לא תעלה על 2.5% מהמתח הנומינלי של המנורות, עבור מנורות לתאורת חוץ וחירום - 5%, וברשתות עם מתח 12.,. 42V - 10%. הפחתה גדולה יותר במתח מביאה לירידה משמעותית בתאורה של מקומות עבודה, גורמת לירידה בפריון העבודה ויכולה להביא למצבים בהם הדלקת מנורות פריקת גז אינה מובטחת. המתח הגבוה ביותר של המנורות, ככלל, לא יעלה על 105% מערכו הנומינלי.

אסור להגדיל את המתח של רשתות אספקת החשמל הפנימיות מעבר למה שנקבע בנורמות, שכן היא מביאה לעלייה משמעותית בצריכת האנרגיה החשמלית, לירידה בחיי השירות של אספקת החשמל ותאורת החשמל. ציוד, ולפעמים לירידה באיכות המוצרים.

אורז. 2. חישוב אובדן מתח בקו תלת פאזי בבחירת חתך הכבלים והחוטים: a-עם עומס אחד בקצה הקו, ב-עם מספר עומסים מבוזרים.

בדיקת החתך של החוטים של קו תלת-פאזי עם עומס אחד בקצהו (איור 2, א), המאופיין בזרם הנקוב Azp ובגורם ההספק cos phi עבור אובדן המתח הליניארי היחסי, לבצע כדלהלן:

כאשר Unom הוא המתח הנומינלי של הרשת, V, Ro ו-Xo הם ההתנגדות הפעילה והאינדוקטיבית, בהתאמה, של קילומטר אחד מהקו, שנבחר מטבלאות הייחוס, אוהם / ק"מ, Pp הוא ההספק הפעיל המחושב של העומס , קילוואט; L הוא אורך הקו, ק"מ.

עבור קו תלת פאזי ראשי בלתי מסועף בעל חתך רוחב קבוע, הנושא עומסים המפוזרים לאורכו עם זרמים מדורגים Azstr1, AzR2, ..., Azr וגורמי ההספק המתאימים cos phi1, cos phi2, ..., cos phi מרוחק ממקור הכוח במרחקים L1, L2, …, Ln (איור 2, ב), אובדן המתח הליניארי היחסי למקלט הרחוק ביותר:

כאשר כוח פעיל PRi - עומס i-th מחושב מרוחק ממקור הכוח במרחק L.

אם אובדן המתח היחסי המחושב dU יתברר כגבוה מהנורמות המותרות, יש צורך להגדיל את הסעיף הנבחר כדי להבטיח את הערך המנורמל של ערך זה.

עם חתכים קטנים של חוטים וכבלים, ניתן להזניח את ההתנגדות האינדוקטיבית Xo, מה שמפשט מאוד את החישובים המתאימים. ברשתות הפצה תלת-פאזיות של תאורת חוץ, הנבדלות באורך משמעותי, עליך לשים לב להכללה נכונה של גופי תאורה במרחק שווה, כי אחרת אובדן מתח מחולקים בצורה לא אחידה על פני השלבים ויכולים להגיע לכמה עשרות אחוזים בהשוואה למתח הנומינלי.

תוכניות להפעלת גופי תאורה במרחק שווה לתאורת חוץ: א - נכון, ב - לא נכון

בחירת חתך כבל לצפיפות זרם כלכלית

בחירת החתך של החוטים והכבלים, ללא התחשבות בגורמים כלכליים, עלולה להוביל לאובדן משמעותי של אנרגיה חשמלית בקווים ולעלייה משמעותית בעלויות התפעול.מסיבה זו, חתך החוטים של רשתות חשמל עם אספקת חשמל פנימית באורך ניכר, כמו גם רשתות הפועלות עם מספר רב של שעות של שימוש בעומס המרבי -Tmax > 4000 h - חייב לפחות להיות אחראי על צפיפות זרם כלכלית מומלצת הקובעת את היחס האופטימלי בין עלויות הון לעלויות תפעול, המוגדר כדלקמן:

כאשר Azr - זרם נומינלי של הקו, ללא התחשבות בעליית העומס במקרה של תקלות ותיקונים, Jd - צפיפות זרם כלכלית על בסיס החזר עלויות הון תוך 8 - 10 שנים.

החתך הכלכלי הצפוי מעוגל לתקן הקרוב, ואם יתברר שהוא יותר מ-150 מ"מ, קו כבל אחד מוחלף בשני כבלים או יותר עם חתך כולל המתאים לזה הכלכלי. השתמש בכבלי עומס נמוך בחתך של פחות מ-50 מ"מ לא מומלץ.

חתך רוחב של כבלים וחוטים במתח של עד 1000 וולט עם מספר שעות השימוש בעומס המקסימלי Tmax <4000 … 5000 שעות וכל ההסתעפויות למקלטים של אותו מתח, רשתות חשמל של מתקני תאורה, מבנים ארעיים ומבנים עם חיי שירות קצרים עד 3 - 5 שנים אינם נבחרים על פי צפיפות הזרם הכלכלית.

ברשתות תלת פאזיות עם ארבעה מעברים, החתך של המוליך הנייטרלי אינו מחושב, אך נלקח לפחות 50% מהחתך שנבחר עבור המוליכים הראשיים, וברשתות המספקות מנורות פריקת גז, הגורמות ל- מראה של הרמוניות זרם גבוהות יותר, זהה לזה של החוטים הראשיים.