Тема 1.2. Проводи і кабелі та розрахунок їх на допустиме нагрівання
План
1. Неізольовані проводи та їх класифікація.
2. Ізольовані проводи та кабелі і їх класифікація.
3. Нагрівання і тепловіддача неізольованих і ізольованих проводів і кабелів ( СВ Л1 с24).
4. Вибір плавких вставок запобіжників та перерізу проводів і кабелів.
1. Неізольовані проводи та їх класифікація
На повітряних лініях застосовують
неізольовані проводи і троси. Неізольовані
проводи здебільшого виготовляють з
алюмінію, сталі або комбінованими.
За конструктивним виконанням
неізольовані проводи поділяються на:
1) однодротові;
2) багатодротові з одного металу, які
(залежно від перерізу) складаються з 7, 19,
37, 61 скручених між собою дротин;
3) багатодротові з двох металів –
алюмінію і сталі.
Рис. Багатодротові неізольовані проводи
Маркування неізольованих проводів
Маркують голі проводи буквенно –
цифровими позначеннями. Буква позначає
матеріал, а цифра - переріз провода в
квадратних міліметрах (стальних
однодротових проводів – діаметр у
міліметрах). Наприклад, А - 35 – провід
алюмінієвий перерізом 35 мм2; ПС – 25
провід стальний перерізом 25 мм2 .
В марках сталеалюмінієвих проводів
зазначаються номінальні перерізи
алюмінієвої частини і стального осердя.
Наприклад, провід АС - 50/8, 0 має
номінальний переріз алюмінієвої частини 50
мм2, а стального осердя - 8,0 мм2.
2. Ізольовані проводи і кабелі та їх класифікація ��
Для внутрішніх електричних мереж (усередині приміщень), а також для прокладання повітряних ліній використовують ізольовані проводи. Від неізольованих проводів ізольовані відрізняються тим, що мають ізоляцію, розраховану на робочу напругу. Використовують ізоляцію гумову і найритову, полівінхлоридну, поліетиленову, покриття просоченою пряжею тощо.
Струмоведучу частину ізольованих проводів виготовляють з м'якого мідного або алюмінієвого дроту.
Однодротові ізольовані проводи
виготовляють перерізом 1 ... 10 мм2, а
багатодротові - І ... 500 мм3 і навіть більше.
Багатодротові проводи бувають звичайні й гнучкі.
У гнучких проводах діаметр окремих дротин
менший, а їх кількість більша, ніж у звичайних
проводах такого самого перерізу.
При маркуванні ізольованих проводів позначають
Кількість жил і переріз у квадратних міліметрах.
Наприклад, позначення АППВ 2×2,5
розшифровується так: провід з алюмінієвими
жилами і полівінілхлоридною ізоляцією, плоский,
призначений для прокладання під штукатуркою,
перерізом 2,5 мм2.м Шнуром називається ізольований
провід, що складається з двох або більше ізольованих
гнучких жил, які розміщуються в спільній оболонці
(в одному обплетені або шланзі).
Рис Провід марки АППВ 2×2,5
Рис Ізольовані проводи і кабелі
Кабель являє собою одну або кілька скручених ізольованих жил,розміщених у захисній герметичній оболонці , металу (свинцю або алюмінію), гуми або полівінілхлориду. Кабелі прокладають у землі, воді і повітрі. Кабелі маркуються аналогічно як і ізольовані проводи.
Самопідтримувані ізольовані проводи призначені для виконання повітряних ліній (ПЛІ) напругою до 1 кВ із підвіскою проводів на опорах, фасадах будинків і споруд. СІП рекомендується до використання в усіх кліматичних районах у разі вітрового і навантаження від ожеледі за температури навколишнього середовища в діапазоні від -60 до +50° С. СІП використовується також у будівництві ПЛ зі спільною підвіскою проводів ПЛ6-10 кВ, освітлення і ліній проводового зв'язку.
Рис Самонесучий ізольований провід
Маркування ізольованих проводів і кабелів
Перша літера - матеріал, жили
А- алюміній. За відсутності цієї букви жила мідна;
Друга літера
П - провід;
ПП- провід плоский;
Третя і наступні літери – матеріал ізоляції та захисту:
Р- гумова;
В- полівінілхлоридна
П - поліетилен;
О- ізольовані жили з оплеткою з бавовняної пряжі;
Н- негорюча гумова оболонка;
Ф- фальцьований(металева) оболонка.
Г- з гнучкою жилою;
Д - провід двожильний;
Т- з несучим тросом.
Цифрова частина приклад: 3 х2,5, де 3 - кількість жил, 2,5 - перетин кожної мм2
У маркуванні з'єднувальних шнурів має бути присутня буква Ш.
4. Вибір плавких вставок запобіжників та перерізу проводів і кабелів
При експлуатації електричних мереж можливі порушення нормального режиму, що ведуть до збільшення струму. Для захисту проводів і кабелів від коротких замикань і перевантажень у мережах до 1000 В використовують плавкі запобіжники, автомати і контактори або магнітні пускачі з тепловими реле.
Плавкий запобіжник є найпростішим і найдешевшим захисним апаратом. Його вибирають за номінальним струмом і напругою, а плавку вставку до нього - за номінальним струмом. Плавка вставка запобіжника має невелику теплоємність і при перевантаженні струмом швидко нагрівається. Якщо струм лінії перевищить допустимий, то плавка вставка запобіжника перегорить, вимикаючи коло раніше, ніж нагрівається провід або апарат, що захищається запобіжником.
У нормальному режимі навантаження вставка запобіжника не повинна перегоряти. Тому номінальний струм плавкої вставки Iв повинен бути більшим за тривалий робочий струм лінії Iр або дорівнювати йому (перше правило):
Iв ≥ Iр (1.2.1)
Тривалим струмом називають найбільший струм півгодинної тривалості. При пуску електродвигунів з короткозамкненим ротором струм у 4...7 разів більший від номінального. Щоб не перегоряла плавка вставка від короткочасних поштовхів струму, викликаних пуском двигуна, для захисту цих двигунів її вибирають не за робочим струмом, а за умовами пуску двигуна. Така вставка не захищає електродвигун від перевантаження.
Плавку вставку за пусковим струмом вибирають (друге правило) за нерівністю:
Ів≥Іпуск/α (1.2.2)
Пусковий струм можна визначити за номінальним струмом
електродвигуна Iном і кратність пускового струму k1:
Iпуск = Iном k1 (1.2.3)
Коефіцієнт α характеризує умови пуску електродвигунів. Його вибирають α= 2,5 при легкому пуску електродвигунів і α=1,6 ... 2 - при важкому. Режим пуску називається легким, якщо тривалість нечастих пусків електродвигуна не перевищує 10 с і забезпечується самопуск при холостому ході; при частих пусках, при пусках з тривалістю понад 10 с, а також при самопусках при навантаженні режим називається важким.
Для вибору вставки запобіжника, що захищає магістраль, до якої приєднано кілька споживачів, перше правило записують так
Iв ≥ k0 ∑ Iр (1.2.4)
де k0 - коефіцієнт одночасності.
Друге правило для вибору захисту магістралей запобіжниками записують в вигляді:
Ів≥Імах/α (1.2.5)
причому
Imax = k0 ∑ Iр + Iпуск1 (1.2.5)
1
де Iпуск1 - пусковий струм електродвигуна, для якого різниця між пусковим і робочим струмом буде найбільшою;
∑ Iр - сума тривалих робочих струмів інших споживачів.
Для захисту магістралей, від яких живляться короткозамкнені електродвигуни, вставку запобіжника необхідно розраховувати за двома правилами і приймати більше значення.
Переріз проводів або кабелів за допустимим нагріванням вибирають за тривалим робочим навантаженням (третє правило):
Ідоп≥Ір/kп (1.2.6)
де kп– поправочний коефіцієнт на умови прокладання провода чи кабеля (поправочний температурний коефіцієнт, коефіцієнт на кількість прокладених в одній траншеї кабелів тощо).
Плавка вставка запобіжника захищає одночасно споживача і провідник, тому при виборі перерізу провідника, крім умови (1.2.6), треба забезпечити узгодженість з вибраною плавкою вставкою запобіжника:
Ідоп ≥ kдопІв/kп (1.2.7)
Залежно від режиму роботи, вимог техніки безпеки, можливості виникнення пожежі і вибуху електромережі захищають від перевантаження і струмів короткого замикання або лише від коротких замикань. Захист від перевантаження і струмів короткого замикання здійснюється тим самим запобіжником (якщо вставка перегоряє при струмі перевантаження, то вона перегорить і при струмі короткого замикання).
Таблиця 1.1 Допустимі тривалі струмові навантаження (за нагріванням) на проводи і шнури з мідними (чисельник) та алюмінієвими (знаменник) жилами в гумовій і полівінілхлоридній ізоляції, А�