اختيار المقطع العرضي للكابل والأسلاك: بالتسخين والتيار وفقدان الجهد

يتم تحديد المقطع العرضي للأسلاك والكابلات بناءً على التسخين المسموح به ، مع مراعاة الأوضاع العادية وحالات الطوارئ ، فضلاً عن التوزيع غير المتكافئ للتيارات بين الخطوط الفردية ، نظرًا لأن التسخين يغير الخصائص الفيزيائية للسلك ، ويزيد من مقاومته ، ويزيد من الاستهلاك غير المجدي للطاقة الكهربائية لتسخين الأجزاء الموصلة وتقصير عمر العزل. تشكل الحرارة الزائدة خطورة على وصلات العزل والتلامس ويمكن أن تؤدي إلى نشوب حريق وانفجار.

اختيار الكابل والمقطع العرضي لسلك التسخين

يتم تقليل اختيار المقطع العرضي من ظروف التسخين المسموح به إلى استخدام الجداول ذات الصلة للأحمال الحالية المسموح بها على المدى الطويل ، والتي يتم فيها تسخين الموصلات إلى أقصى درجة حرارة مسموح بها تم تحديدها من خلال الممارسة من أجل منع سابق لأوانه تآكل العزل ، لضمان اتصال موثوق به عند نقاط توصيل السلك وللتخلص من حالات الطوارئ المختلفة التي تحدث في تيار الحمل المقدر ID ≥ Ip، Ip.

يتم إعادة حساب الأحمال المتقطعة المتقطعة عند اختيار المقطع العرضي للكابل إلى تيار مستمر منخفض

حيث Ipv هو تيار خارج الوضع لجهاز الاستقبال مع مدة تنشيط PV.

عند اختيار المقطع العرضي للأسلاك والكابلات ، يجب أن يؤخذ في الاعتبار أنه عند نفس درجة حرارة التسخين ، يجب أن تكون كثافة التيار المسموح بها للأسلاك الموصلة ذات المقطع العرضي الأكبر أصغر ، نظرًا لأن المقطع العرضي يزيد إلى - كبير درجة نمو سطح التبريد (انظر الأرز. 1). لهذا السبب ، لحفظ المعادن غير الحديدية ، بدلاً من كابل واحد بمقطع عرضي أكبر ، غالبًا ما يتم اختيار كبلين أو أكثر بمقطع عرضي أصغر.

الشكل 1. رسم بياني لاعتماد كثافة التيار المسموح بها على المقطع العرضي للموصلات النحاسية في كبل ثلاثي النواة خارجي بجهد 6 كيلو فولت مع عزل ورق مشبع ، يتم تسخينه بالتيار إلى درجة حرارة +65 درجة مئوية عند درجة حرارة الهواء +25 درجة مئوية.

في الاختيار النهائي للأسلاك والكابلات من حالة التسخين المسموح به وفقًا للجداول ذات الصلة ، من الضروري مراعاة ليس فقط التيار المقدر للخط ، ولكن أيضًا طريقة وضعه ، ومواد الأسلاك و درجة الحرارة المحيطة.

يتم أيضًا فحص خطوط الكابلات للجهود التي تزيد عن 1000 فولت ، والمختارة وفقًا لظروف التسخين بالتيار الطويل المسموح به ، من أجل التسخين بواسطة التيارات ذات الدائرة القصيرة. في حالة تجاوز درجة حرارة موصلات النحاس والألومنيوم للكابلات ذات العزل الورقي المشرب بجهد يصل إلى 10 كيلو فولت 200 درجة مئوية وكابلات للجهد 35-220 كيلو فولت فوق 125 درجة مئوية ، يزداد المقطع العرضي لها وفقًا لذلك.

يتم تنسيق المقطع العرضي للأسلاك والكابلات لشبكات الطاقة الداخلية بجهد يصل إلى 1000 فولت مع إمكانيات التحويل لأجهزة الحماية الخطية - الصمامات وقواطع الدائرة - وبالتالي فإن عدم المساواة له ما يبرره Azd / Azc h ، حيث kz - the مضاعف التيار طويل الأجل المسموح به للسلك إلى التيار الاسمي أو تيار جهاز الحماية Azs (من PUE). يؤدي عدم تلبية عدم المساواة المذكورة أعلاه إلى زيادة القسم الرئيسي المختار وفقًا لذلك.

اختيار المقطع العرضي للكابلات والأسلاك لفقدان الجهد

يجب فحص المقطع العرضي للكابلات والموصلات المحددة بواسطة ظروف التسخين والمتوافقة مع إمكانيات التحويل لأجهزة الحماية النسبية لفقدان الجهد الخطي.

حيث U هو جهد مصدر الطاقة الكهربائية ، Unom هو الجهد عند نقطة اتصال جهاز الاستقبال.

يجب ألا يتجاوز الانحراف المسموح به للجهد الطرفي للمحرك عن الجهد الاسمي ± 5٪ ، وفي بعض الحالات يمكن أن يصل إلى + 10٪.

في شبكات الإنارة ، يجب ألا يتجاوز انخفاض الجهد لأبعد المصابيح الخاصة بإضاءة العمل الداخلية وتركيبات جهاز العرض للإضاءة الخارجية 2.5٪ من الجهد الاسمي للمصابيح ، ولمصابيح الإنارة الخارجية والطارئة - 5٪ ، وفي الشبكات ذات الجهد الاسمي. الجهد 12. 42 فولت - 10٪. يؤدي الانخفاض الأكبر في الجهد إلى انخفاض كبير في إضاءة أماكن العمل ، ويؤدي إلى انخفاض في إنتاجية العمالة ويمكن أن يؤدي إلى ظروف لا يتم فيها ضمان اشتعال مصابيح تفريغ الغاز. يجب ألا يتجاوز الجهد الأعلى للمصابيح ، كقاعدة عامة ، 105 ٪ من قيمتها الاسمية.

لا يُسمح بزيادة جهد شبكات الإمداد بالطاقة الداخلية بما يتجاوز ما هو منصوص عليه في الأعراف ، حيث يؤدي ذلك إلى زيادة كبيرة في استهلاك الطاقة الكهربائية ، وانخفاض في العمر التشغيلي لإمدادات الطاقة والإضاءة الكهربائية المعدات ، وأحيانًا إلى انخفاض في جودة المنتجات.

أرز. 2. حساب فقد الجهد في خط ثلاثي الأطوار ثلاثي الاتجاهات عند اختيار المقطع العرضي للكابلات والأسلاك: أ- بحمل واحد في نهاية الخط ، ب- مع عدة أحمال موزعة.

فحص المقطع العرضي للأسلاك لخط ثلاثي الأطوار ثلاثي الأسلاك مع حمل واحد في نهايته (الشكل 2 ، أ) ، يتميز بالتيار المقنن Azp وعامل القدرة cos phi لفقدان الجهد الخطي النسبي ، أداء على النحو التالي:

حيث Unom هو الجهد الاسمي للشبكة ، V و Ro و Xo هي المقاومة النشطة والاستقرائية ، على التوالي ، لمسافة كيلومتر واحد من الخط ، تم اختيارها من الجداول المرجعية ، أوم / كم ، Pp هي القوة النشطة المحسوبة للحمل ، كيلوواط ؛ L هو طول الخط ، كم.

بالنسبة لخط رئيسي ثلاثي الأطوار ثلاثي الأطوار من المقطع العرضي الثابت ، يحمل الأحمال الموزعة على طوله مع التيارات المقدرة Azstr1 ، AzR2 ، ... ، Azr وعوامل الطاقة المقابلة cos phi1 ، cos phi2 ، ... ، cos phi بعيدًا عن مصدر الطاقة على مسافات L1 ، L2 ، ... ، Ln (الشكل 2 ، ب) ، خسارة الجهد الخطي النسبي لأبعد جهاز استقبال:

حيث PRi الطاقة النشطة - الحمل المحسوب i عن بعد من مصدر الطاقة على مسافة L.

إذا تبين أن خسارة الجهد النسبي المحسوبة dU أعلى من المعايير المسموح بها ، فمن الضروري زيادة القسم المحدد لضمان القيمة الطبيعية لهذه القيمة.

مع المقاطع العرضية الصغيرة للأسلاك والكابلات ، يمكن إهمال المقاومة الاستقرائية Xo ، مما يبسط إلى حد كبير العمليات الحسابية المقابلة. في شبكات توزيع الإضاءة الخارجية ثلاثية الأطوار ، والتي تختلف بطول كبير ، يجب الانتباه إلى التضمين الصحيح لتركيبات الإضاءة متساوية الأبعاد ، وإلا فقدان الجهد موزعة بشكل غير متساو على مراحل ويمكن أن تصل إلى عدة عشرات في المائة مقارنة بالجهد الاسمي.

مخططات تشغيل تركيبات الإضاءة متساوية الأبعاد للإضاءة الخارجية: أ - صحيح ، ب - غير صحيح

اختيار المقطع العرضي للكابل لكثافة التيار الاقتصادي

يمكن أن يؤدي اختيار المقطع العرضي للأسلاك والكابلات ، دون مراعاة العوامل الاقتصادية ، إلى خسائر كبيرة في الطاقة الكهربائية في الخطوط وزيادة كبيرة في تكاليف التشغيل.لهذا السبب ، يجب أن يكون المقطع العرضي لأسلاك الشبكات الكهربائية المزودة بمصدر طاقة داخلي بطول كبير ، وكذلك الشبكات التي تعمل بعدد كبير من ساعات الاستخدام للحمل الأقصى - بحد أقصى> 4000 ساعة - مسؤولاً عن أ - كثافة التيار الاقتصادي الموصى بها التي تحدد النسبة المثلى بين تكاليف رأس المال وتكاليف التشغيل ، والتي يتم تحديدها على النحو التالي:

حيث Azr - التيار الاسمي للخط ، دون الأخذ بعين الاعتبار الزيادة في الحمل في حالة الأعطال والإصلاحات ، دينار - كثافة التيار الاقتصادي على أساس سداد تكاليف رأس المال في غضون 8-10 سنوات.

يتم تقريب المقطع العرضي الاقتصادي المتوقع إلى أقرب معيار ، وإذا تبين أنه أكثر من 150 مم 2 ، يتم استبدال خط كابل واحد بكبلين أو أكثر بمقطع عرضي إجمالي مطابق للكابل الاقتصادي. لا يوصى باستخدام كابلات ذات حمولة منخفضة متغيرة ذات مقطع عرضي أقل من 50 مم 2.

مقطع عرضي للكابلات والأسلاك بجهد يصل إلى 1000 فولت مع عدد ساعات الاستخدام للحمل الأقصى Tmax <4000… 5000 ساعة وجميع الفروع لأجهزة الاستقبال بنفس الجهد والشبكات الكهربائية لتركيبات الإضاءة والهياكل المؤقتة ولا يتم اختيار الهياكل ذات العمر التشغيلي القصير الذي يصل إلى 3-5 سنوات وفقًا لكثافة التيار الاقتصادي.

في شبكات ثلاثية المراحل من أربع تمريرات ، لا يتم حساب المقطع العرضي للموصل المحايد ، ولكن يتم أخذ 50 ٪ على الأقل من المقطع العرضي المحدد للموصلات الرئيسية ، وفي الشبكات التي تزود مصابيح تفريغ الغاز ، والتي تسبب ظهور التوافقيات الحالية الأعلى ، كما هو الحال بالنسبة للأسلاك الرئيسية.