Сопротивление кабеля формула. Расчет сопротивления силовых кабелей: формулы и методика — Производство и поставка электростанций, Бензиновые и дизельные генераторы от 1 до 100 кВт. Мини ТЭЦ на базе двигателя Стирлинга.

Как рассчитать активное и индуктивное сопротивление силовых кабелей. Какие факторы влияют на сопротивление кабелей. Как учитывать эффект близости и поверхностный эффект при расчете сопротивления. Какие формулы используются для расчета сопротивления многожильных и одножильных кабелей.

Содержание

Основные формулы для расчета сопротивления кабелей

При расчете токов короткого замыкания в электрических сетях необходимо знать активное и индуктивное сопротивление силовых кабелей. Для симметричной трехфазной цепи сопротивления прямой и обратной последовательностей равны:

z1 = z2 = R — jwL

где:

R — активное сопротивление жилы кабеля, Ом/м
L — индуктивность жилы кабеля, Гн/м
w — угловая частота, рад/с

Расчет средней индуктивности многожильных кабелей

Для несимметричных конструкций кабелей, например четырехжильных, вводится понятие средней индуктивности:

Lср = (μ0/2π) * ln(aср/d0)

где:

aср — среднее расстояние между центрами жил кабеля, мм
d0 — диаметр токопроводящей жилы, мм

μ0 = 4π * 10^-7 Гн/м — магнитная постоянная

Учет поверхностного эффекта и эффекта близости

При расчете индуктивности необходимо учитывать влияние поверхностного эффекта и эффекта близости. Индуктивность симметричной цепи из двух изолированных жил можно рассчитать по формуле:

L1-2 = (μ0/π) * ln(a/d0) + (μ0/8π) * Q(X)

где Q(X) — коэффициент, учитывающий внутреннюю индуктивность жилы. Значение X зависит от частоты и материала жилы.

Особенности расчета одножильных кабелей

Для одножильных кабелей среднего напряжения необходимо учитывать влияние токов в металлических экранах. Полное сопротивление одножильного кабеля рассчитывается по формуле:

z = R1(1 + y) + jw(L — wMэ * m^2)

где:

y — коэффициент потерь энергии в экране
Mэ — коэффициент взаимной индуктивности экранов
m — отношение сопротивлений экрана и жилы

Влияние конструкции кабеля на его сопротивление

Конструкция кабеля оказывает существенное влияние на его активное и индуктивное сопротивление. Основные факторы, которые необходимо учитывать:

Материал и сечение токопроводящих жил
Количество жил и их расположение
Наличие металлического экрана
Тип изоляции
Способ прокладки кабеля

Например, для четырехжильных кабелей среднее расстояние между центрами жил рассчитывается по специальной формуле. А для одножильных кабелей, проложенных в плоскости, учитывается расстояние между центрами соседних кабелей.

Расчет сопротивления кабелей с секторными жилами

При расчете индуктивности кабелей с секторными жилами используется эквивалентный диаметр жилы. Он равен диаметру круглой жилы, имеющей ту же площадь поперечного сечения, что и секторная жила.

Для четырехжильных кабелей с секторными жилами индуктивность в пересчете на одну жилу рассчитывается по формуле:

L = k * (μ0/2π) * (ln(aср/d0) + 0.25 * Q(X))

где k — коэффициент формы жилы (для трехжильных кабелей k = 1, для четырехжильных k = 1.12).

Влияние температуры на сопротивление кабеля

Активное сопротивление жил кабеля зависит от температуры. При повышении температуры сопротивление металлических проводников увеличивается. Это необходимо учитывать при расчетах, особенно для кабелей, работающих в условиях высоких температур.

Зависимость сопротивления от температуры описывается формулой:

R(t) = R20 * (1 + α * (t — 20))

где:

R(t) — сопротивление при температуре t
R20 — сопротивление при 20°C
α — температурный коэффициент сопротивления материала жилы
t — рабочая температура кабеля

Таблицы расчетных значений параметров кабелей

На основе приведенной методики расчета были составлены таблицы с расчетными значениями параметров наиболее распространенных типов силовых кабелей:

Четырехжильные кабели марки АПвПГ (АПвВГ) на напряжение 0,6/1 кВ
Одножильные кабели марки АПвП (АПвВ) на напряжение 6/10 кВ

В таблицах приведены значения активного сопротивления при 90°C, индуктивности и индуктивного сопротивления для различных сечений жил.

Практическое применение методики расчета

Представленная методика расчета позволяет определить параметры силовых кабелей, необходимые для:

Расчета токов короткого замыкания
Выбора уставок релейной защиты
Оценки потерь напряжения и мощности в кабельных линиях
Проектирования систем электроснабжения

Знание точных значений сопротивлений кабелей позволяет повысить надежность и эффективность работы электрических сетей.

Заключение

Расчет сопротивления силовых кабелей — сложная инженерная задача, требующая учета множества факторов. Представленная методика позволяет с достаточной точностью определить параметры современных кабелей с пластмассовой изоляцией. Это дает возможность проектировщикам и эксплуатационному персоналу корректно рассчитывать режимы работы электрических сетей.

Электрическое сопротивление силовых кабелей

Сопротивление — физическая единица, показывающая способность сдерживать электрический ток. Разные виды проводников имеют свой показатель этой характеристики, из чего вытекают их особенности.

Что такое сопротивление, его природа

Сопротивление (обозначается латинской буквой R) — это одна из главных характеристик проводников. В зависимости от сферы применения это свойство может играть как положительную, так и отрицательную роль при использовании проводника.

В первую очередь проводниками могут быть металлы и металлические сплавы. Атомы в металле имеют свободные электроны, которые и являются носители заряда. Электроны в металле все время беспорядочно двигаются от атома к атому. Если к ним подключить электрический ток, то их движение становится упорядоченным. При столкновении электрона с атомной структурой электрон отдаёт свою энергию металлу, тем самым нагревая его. Чем больше структурных препятствий на пути электрона, тем больше R металла.

Особенности активного сопротивления

Активное сопротивление — это единица, показывающая R на участке в электрической цепи, на котором электрическая энергия переходит в тепловую, механическую или любую другую энергию. Из-за того что переменный тоκ проходит неравномерно, R переменного и постоянного тока будет различаться при их равных параметрах. Это правило действует на электрокабели и электролинии. Но для электрокабелей из цветных металлов с частотой переменного напряжения 50 Герц это правило практически неприменимо, так как в этом случае активное R всегда одинаково при любом токе.

Стальные электропровода имеют лучшее активное R в сравнении с цветными металлами.

Виды сопротивлений

Всего есть четыре вида сопротивления:

Омическое. Это R постоянного тока.
Активное. Это R переменного тока.
Индуктивное (XL). Это отношение самоиндукционного тока катушки к току от генератора.
Емкостное. Это отношение силы конденсатора к его заряду.

Удельное сопротивление

Удельное сопротивление (ρ) — это единица, показывающая способность проводника затруднять прохождение электрического тока.

С помощью него можно оценивать параметры электрических проводников из разных материалов.
ρ проводника всегда увеличивается при увеличении длины и уменьшении сечения, в интернациональной системе длина проводника равна 1 метру, а сечение -1 мм2.

Активное сопротивление проводов, кабелей и линий

Из-за того что переменный ток проходит неравномерно, то при одинаковых условиях тока переменного и постоянного R будет отличаться. Как уже было сказано, стальные электропровода имеют лучшее активное R по сравнению с проводниками из цветных металлов, которые имеют одинаковое R при любой силе тока.

Напротив, активное R электрокабелей из стали всегда зависит от электрического тока, поэтому удельную постоянную проводимость в этом случае никогда не используют. Активное R электрокабеля определяют с помощью формулы: R=l/у*s.

Индуктивное сопротивление проводов, кабелей и линий

Индуктивное R на один км с пятьюдесятью герцами определяем по специальной формуле:

x=0,144*lg(2*a(cp))/d+0,016*μ=х0’+х»0,
а(ср) – ср. длина между осью нескольких проводов, более подробно
a(cp)=3 корень(а1*а2*а3),
а1, а2 и а3 — длина между осью в различных фазах. d — наружный диаметр. μ— относительная магнитная проницаемость. х’0 — внешнее вне линии. x»0 — внутреннее внутри линии.

Сопротивление изоляции кабеля

Для нахождения R изоляции кабеля нужно исходить из его вида. Есть следующие разновидности:

1000 В и больше — высоковольтные.
Ниже 1000 В — низковольтные.
Контрольные электрокабели — защитные цепи, вторичные цепи РУ (реле указательных), цепи питания электроприводов и так далее.

Для измерения R изоляции необходимо специализированное устройство. Высоковольтные и низковольтные определяются при напряжении 2500 В, когда контрольные — от 500 до 2500 В. Если используется высоковольтный со значением больше 1000 В, то его R изоляции должно быть не меньше 10 МОм. Если используется низковольтный со значением меньше 1000 В, то его R изоляции должно быть не меньше 0,5 Мом. У контрольных кабелей R изоляции должно быть не меньше 1 МОм.

Высоковольтные провода нулевого сопротивления

Высоковольтные провода с нулевым R лучше и надежнее обычных, из-за использования в них силикона они не становятся твердыми на морозе, не становятся сухими с течением времени и от температуры.

«Нулевые» высоковольтные провода имеют разницу по сравнению с обычными высоковольтными проводами с полимерными жилами: R в них измеряется в Омах и десятых Ом, тогда как в обычных – в тысячах.

Помимо этого, у него есть и другие преимущества, в первую очередь больший срок эксплуатации.

Биметаллический кабель

Биметаллические кабели состоят из обычной проволоки из стали, покрытой медью и имеют малое удельное R. Биметаллические электрокабели производят из малого количество меди, что значительно удешевляет их. При этом они способны выдержать в 5 раз большую нагрузку, чем чисто стальные, и в 6 раз большую, чем медные. В связи с этим их активно используют в линиях электропередачи, а также шинах распределяющих устройств и разных частей электроприборов.

При выборе проводников необходимо учитывать условия их эксплуатации и выбирать в соответствии с ними кабель с подходящими свойствами, в первую очередь – сопротивлением.

ФИЗИКА: Задачи на сопротивление проводников

Задачи на Сопротивление проводников с решениями

Формулы, используемые на уроках «Задачи на сопротивление проводников».

Название величины	Обозначение	Единица измерения	Формула
*Сила тока*	I	А	I = U / R
*Напряжение*	U	В	U = IR
*Сопротивление*	R	Ом	R = U/I
*Длина проводника*	l	м	l = RS / p
*Площадь поперечного сечения проводника*	S	мм²	S = pl / R
*Удельное сопротивление вещества*	p	Ом • мм² /м	p = RS / l
*Сопротивление проводника*	R	Ом	R = pl / S

ПРИМЕРЫ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ

Задача № 1. Длина алюминиевого провода 500 м, площадь его поперечного сечения 4 мм² , Чему равно сопротивление провода?

Задача № 2. Медный провод с площадью поперечного сечения 0,85 мм² обладает сопротивлением 4 Ом. Какова длина провода?

Задача № 3. Длина серебряного провода 0,6 м, а сопротивление 0,015 Ом. Определите площадь поперечного сечения провода.

Задача № 4. Жила алюминиевого провода, используемого для электропроводки, имеет площадь поперечного сечения 2 мм². Какой площадью поперечного сечения должен обладать никелиновый провод, чтобы длина и сопротивление линии не изменились?

Задача № 5. Площади поперечных сечений стальных проволок с одинаковыми длинами равны 0,05 и 1 мм². Какая из них обладает меньшим сопротивлением; во сколько раз?

Задача № 6. Сопротивление проволоки длиной 1 км равно 5,6 Ом. Определите напряжение на каждом участке проволоки длиной 100 м, если сила тока в ней 7 мА.

Задача № 7. Имеются два однородных проводника, однако первый в 8 раз длиннее второго, который имеет вдвое большую площадь поперечного сечения. Какой из проводников обладает большим сопротивлением; во сколько раз?

Задача № 8. Шнур, употребляемый для подводки тока к телефону, для гибкости делают из многих тонких медных проволок. Рассчитайте сопротивление такого провода длиной 3 м, состоящего из 20 проволок площадью поперечного сечения 0,05 мм² каждая.

Задача № 9. Определите силу тока, проходящего через реостат, изготовленный из никелиновой проволоки длиной 50 м и площадью поперечного сечения 1 мм², если напряжение на зажимах реостата равно 45 В.

Задача № 10. Сопротивление проволоки, у которой площадь поперечного сечения 0,1 мм², равно 180 Ом. Какой площади поперечного сечения надо взять проволоку той же длины и из того же материала, чтобы получить сопротивление 36 Ом?

Краткая теория для решения Задачи на Сопротивление проводников.

Это конспект по теме «ЗАДАЧИ на Сопротивление проводников». Выберите дальнейшие действия:

Таблица удельного электросопротивления медных проводников

Одним из самых распространённых металлов для изготовления проводов является медь. Её электросопротивление минимальное из доступных по цене металлов. Оно меньше только у драгоценных металлов (серебра и золота) и зависит от разных факторов.

Формула вычисления сопротивления проводника

Что такое электрический ток

На разных полюсах аккумулятора или другого источника тока есть разноимённые носители электрического заряда. Если их соединить с проводником, носители заряда начинают движение от одного полюса источника напряжения к другому. Этими носителями в жидкости являются ионы, а в металлах – свободные электроны.

Определение. Электрический ток – это направленное движение заряженных частиц.

Удельное сопротивление

Удельное электрическое сопротивление – это величина, определяющая электросопротивление эталонного образца материала. Для обозначения этой величины используется греческая буква «р». Формула для расчета:

p=(R*S)/l.

Эта величина измеряется в Ом*м. Найти её можно в справочниках, в таблицах удельного сопротивления или в сети интернет.

Свободные электроны по металлу двигаются внутри кристаллической решётки. На сопротивление этому движению и удельное сопротивление проводника влияют три фактора:

Материал. У разных металлов различная плотность атомов и количество свободных электронов;
Примеси. В чистых металлах кристаллическая решётка более упорядоченная, поэтому сопротивление ниже, чем в сплавах;
Температура. Атомы не находятся на своих местах неподвижно, а колеблются. Чем выше температура, тем больше амплитуда колебаний, создающая помехи движению электронов, и выше сопротивление.

На следующем рисунке можно увидеть таблицу удельного сопротивления металлов.

Удельное сопротивление металлов

Интересно. Есть сплавы, электросопротивление которых падает при нагреве или не меняется.

Проводимость и электросопротивление

Так как размеры кабелей измеряются в метрах (длина) и мм² (сечение), то удельное электрическое сопротивление имеет размерность Ом·мм²/м. Зная размеры кабеля, его сопротивление рассчитывается по формуле:

R=(p*l)/S.

Кроме электросопротивления, в некоторых формулах используется понятие «проводимость». Это величина, обратная сопротивлению. Обозначается она «g» и рассчитывается по формуле:

g=1/R.

Проводимость жидкостей

Проводимость жидкостей отличается от проводимости металлов. Носителями зарядов в них являются ионы. Их количество и электропроводность растут при нагревании, поэтому мощность электродного котла растёт при нагреве от 20 до 100 градусов в несколько раз.

Интересно. Дистиллированная вода является изолятором. Проводимость ей придают растворенные примеси.

Электросопротивление проводов

Самые распространенные металлы для изготовления проводов – медь и алюминий. Сопротивление алюминия выше, но он дешевле меди. Удельное сопротивление меди ниже, поэтому сечение проводов можно выбрать меньше. Кроме того, она прочнее, и из этого металла изготавливаются гибкие многожильные провода.

В следующей таблице показывается удельное электросопротивление металлов при 20 градусах. Для того чтобы определить его при других температурах, значение из таблицы необходимо умножить на поправочный коэффициент, различный для каждого металла. Узнать этот коэффициент можно из соответствующих справочников или при помощи онлайн-калькулятора.

Сопротивление проводов

Выбор сечения кабеля

Поскольку у провода есть сопротивление, при прохождении по нему электрического тока выделяется тепло, и происходит падение напряжения. Оба этих фактора необходимо учитывать при выборе сечения кабелей.

Выбор по допустимому нагреву

При протекании тока в проводе выделяется энергия. Её количество можно рассчитать по формуле электрической мощности:

P=I²*R.

В медном проводе сечением 2,5мм² и длиной 10 метров R=10*0.0074=0.074Ом. При токе 30А Р=30²*0,074=66Вт.

Эта мощность нагревает токопроводящую жилу и сам кабель. Температура, до которой он нагревается, зависит от условий прокладки, числа жил в кабеле и других факторов, а допустимая температура – от материала изоляции. Медь обладает большей проводимостью, поэтому меньше выделяемая мощность и необходимое сечение. Определяется оно по специальным таблицам или при помощи онлайн-калькулятора.

Таблица выбора сечения провода по допустимому нагреву

Допустимые потери напряжения

Кроме нагрева, при прохождении электрического тока по проводам происходит уменьшение напряжения возле нагрузки. Эту величину можно рассчитать по закону Ома:

U=I*R.

Справка. По нормам ПУЭ оно должно составлять не более 5% или в сети 220В – не больше 11В.

Поэтому, чем длиннее кабель, тем больше должно быть его сечение. Определить его можно по таблицам или при помощи онлайн-калькулятора. В отличие от выбора сечения по допустимому нагреву, потери напряжения не зависят от условий прокладки и материала изоляции.

В сети 220В напряжение подаётся по двум проводам: фазному и нулевому, поэтому расчёт производится по двойной длине кабеля. В кабеле из предыдущего примера оно составит U=I*R=30A*2*0.074Ом=4,44В. Это немного, но при длине 25 метров получается 11,1В – предельно допустимая величина, придётся увеличивать сечение.

Максимально допустимая длина кабеля данного сечения

Электросопротивление других металлов

Кроме меди и алюминия, в электротехнике используются другие металлы и сплавы:

Железо. Удельное сопротивление стали выше, но она прочнее, чем медь и алюминий. Стальные жилы вплетаются в кабеля, предназначенные для прокладки по воздуху. Сопротивление железа слишком велико для передачи электроэнергии, поэтому при расчёте сечения жилы не учитываются. Кроме того, оно более тугоплавкое, и из него изготавливаются вывода для подключения нагревателей в электропечах большой мощности;
Нихром (сплав никеля и хрома) и фехраль (железо, хром и алюминий). Они обладают низкой проводимостью и тугоплавкостью. Из этих сплавов изготавливаются проволочные резисторы и нагреватели;
Вольфрам. Его электросопротивление велико, но это тугоплавкий металл (3422 °C). Из него изготавливаются нити накала в электролампах и электроды для аргонно-дуговой сварки;
Константан и манганин (медь, никель и марганец). Удельное сопротивление этих проводников не меняется при изменениях температуры. Применяются в претензионных приборах для изготовления резисторов;
Драгоценные металлы – золото и серебро. Обладают самой высокой удельной проводимостью, но из-за большой цены их применение ограничено.

Индуктивное сопротивление

Формулы для расчёта проводимости проводов справедливы только в сети постоянного тока или в прямых проводниках при низкой частоте. В катушках и в высокочастотных сетях появляется индуктивное сопротивление, во много раз превышающее обычное. Кроме того, ток высокой частоты распространяется только по поверхности провода. Поэтому его иногда покрывают тонким слоем серебра или используют литцендрат.

Справка. Литцендрат – это многожильный провод, каждая жила в котором изолирована от остальных. Это делается для увеличения поверхности и проводимости в сетях высокой частоты.

Удельное сопротивление меди, гибкость, относительно невысокая цена и механическая прочность делают этот металл, вместе с алюминием, самым распространенным материалом для изготовления проводов.

Видео

Оцените статью:

Силовые кабели 1-10 кВ с пластмассовой изоляцией. Расчет активного и индуктивного сопротивлений

Михаил Каменский, к.т.н., заведующий лабораторией силовых кабелей

Станислав Холодный, д.т.н., старший научный сотрудник ОАО «ВНИИКП», г. Москва

«Подскажите, где можно найти таблицы с удельными сопротивлениями силовых кабелей с пластмассовой изоляцией?».

Подобные вопросы в последнее время всё чаще появляются в редакционной почте. Их задают специалисты проектных и электроснабжающих организаций, которым необходимы эти данные для правильного расчета токов коротких замыканий.

Нормативно-техническая документация с точными параметрами отсутствует.

Мы обратились во Всероссийский НИИ кабельной промышленности (ВНИИКП), специалисты которого Михаил Кузьмич Каменский и Станислав Дмитриевич Холодный сегодня рассказывают о методике расчета удельных сопротивлений силовых кабелей.

При расчете токов коротких замыканий в электрических сетях в соответствии с ГОСТ 28249-93 [1] необходимо знать величины активного и индуктивного сопротивлений прямой, обратной и нулевой последовательностей силовых кабелей. В настоящее время промышленность освоила выпуск нового поколения кабелей с пластмассовой изоляцией на напряжение 1–10 кВ. В связи с этим назрела необходимость уточнения параметров таких кабелей и внесения их в нормативную документацию. Во ВНИИКП разработан инженерный метод расчета сопротивлений прямой, обратной и нулевой последовательностей многожильных силовых кабелей на напряжение 0,6/1 кВ и одножильных кабелей на напряжение 6/10 кВ с изоляцией из сшитого полиэтилена как наиболее востребованной группы кабелей для распределительных сетей.

Основа методики расчета

В основу метода расчета положено представление несимметричных напряжений (токов) в трехфазной симметричной сети в виде суммы трех симметричных составляющих: прямой, обратной и нулевой последовательностей, различающихся чередованием фаз. В этом случае значения фазных напряжений будут определены в виде комплексных величин:

(1)

где , – единичные векторы. Решая систему уравнений (1) относительно трех неизвестных U1, U2 и U0, получим:

(2)

где – симметричные составляющие фазных напряжений прямой, обратной и нулевой последовательностей соответственно.

Если к симметричной цепи приложена симметричная система фазных напряжений прямой, обратной и нулевой последовательностей, то в ней возникает симметричная система токов прямой, обратной и нулевой последовательностей. Отношения симметричных составляющих фазных напряжений к соответствующим симметричным составляющим токов являются комплексными сопротивлениями прямой (z₁), обратной (z₂) и нулевой (z₀) последовательностей. Для симметричной трехфазной цепи сопротивления прямой и обратной последовательностей одинаковы и равны [2]:

z₁ = z₂ = R – jwL,

(3)

где R – активное сопротивление жилы кабеля, Ом/м;
L – индуктивность жилы кабеля, Гн/м

Понятие средней индуктивности

Следует иметь в виду, что сопротивление некоторых конструкций кабелей не является симметричным, например, четырехжильных кабелей или одножильных кабелей, расположенных в одной плоскости. В этом случае при расчетах вводят понятие средней индуктивности Lср. В этой связи средняя индуктивность четырехжильного кабеля или одножильных кабелей, расположенных в плоскости, будет равна:

(4)

где – среднее расстояние между центрами жил кабеля, мм;
d₀ – диаметр токопроводящей жилы, мм;
m₀ = 4p • 10^–7 Гн/м – относительная магнитная проницаемость.

Для четырехжильных кабелей (рис. 1) среднее расстояние между центрами жил в соответствии с [2] может быть рассчитано по формуле:

(5)

где – расстояние между центрами жил кабеля, мм.

Рис. 1. Схема четырехжильного кабеля

Рис. 2. Схема прокладки одножильных кабелей

При прокладке одножильных кабелей в одной плоскости среднее расстояние между центрами жил будет равно:

(6)

где – расстояние между центрами кабелей (рис. 2).

Эффект близости

При расчете индуктивности следует учитывать и влияние поверхностного эффекта и эффекта близости. Индуктивность симметричной цепи из двух изолированных жил можно рассчитать по формуле [3]:

(7)

где L_1-2 – индуктивность цепи, Гн/км;
d₀ – диаметр токопроводящей жилы, мм;
– расстояние между центрами жил, мм;
Q (Х) – коэффициент, учитывающий внутреннюю индуктивность токопроводящей жилы.

Значения Q (Х) в зависимости от параметра Х принимаем по данным [3]. Параметр Х рассчитываем по формулам:

– для медных жил;

– для алюминиевых жил, где f – частота, Гц.

При расчетах индуктивности кабелей с секторными жилами следует принимать значение эквивалентного диаметра жилы, который равен диаметру круглой жилы, имеющей ту же площадь поперечного сечения, что и секторная жила. Для четырехжильных кабелей среднее расстояние между центрами основных жил:

Тогда индуктивность в пересчете на одну жилу получим по формуле:

(8)

где L – индуктивность в пересчете на 1 жилу четырехжильного кабеля, мГн/км;
k – коэффициент формы. Для трехжильных кабелей k = 1, для четырехжильного кабеля k = 1,12.

Значение коэффициента Q(Х) в зависимости от сечения токопроводящей жилы принимают от 0,5 до 1. Как правило, для большинства типов силовых кабелей значение Q(Х) принимают равным 0,5 или 0,75 [5, 6]. Результаты расчета параметров четырехжильных кабелей типа АПвПГ (АПвВГ) на 0,6/1 кВ (производство по ТУ 16.К71-277-98) – в табл. 1.

Особенности расчета одножильных кабелей

При расчете сопротивлений одножильных кабелей с пластмассовой изоляцией среднего напряжения надо учитывать, что токи в металлических экранах приводят к увеличению эффективного активного сопротивления и снижению индуктивного сопротивления. В этом случае полное сопротивление одножильного кабеля в трехфазной системе (z) можно рассчитать вместо формулы (3) по формуле:

z = R₁(1 + y) + jw(L – wM_Э • m²),

(9)

где у – коэффициент потерь энергии в металлическом экране,

(10)

(11)

где R_Э – активное сопротивление металлического экрана, Ом/км;
R₁ – активное сопротивление токопроводящей жилы, Ом/км;
М_Э – коэффициент взаимной индуктивности для экранов, мГн/км,

(12)

где d_Э – диаметр металлического экрана, мм.

При расположении одножильных кабелей в плоскости с расстоянием между кабелями, равным диаметру кабеля, значение взаимной индуктивности (М_Э) примерно равно М_Э = 0,322 мГн/км, wМ_Э = 0,1 Ом/км. Значение m²М_Э при сечениях экрана до 35 мм² не более 2% от общей индуктивности кабеля, поэтому его влиянием можно пренебречь. Однако увеличение сопротивления жилы за счет потерь в экране кабеля при сечении токопроводящих жил более 300 мм₂ достигает 22,6%, поэтому оно должно учитываться при расчетах полного сопротивления одножильного кабеля.

Результаты расчета параметров одножильного кабеля марки АПвП 6/10 кВ (производство по ТУ 16.К71-335-2004) – в табл. 2.

Таблица 1. Расчетные значения параметров прямой последовательности кабелей марки АПвПГ (АПвВГ) 0,6/1 кВ

Сечение токопроводящих жил, мм²	25	35	50	70	95	120	150	185	240
Толщина изоляции, мм	0,9	0,9	1,0	1,1	1,1	1,2	1,4	1,6	1,7
Наружный диаметр, мм	24	26	27	32	35	39	42	47	52
Активное сопротивление при 90 ^оС, Ом/км	1,54	1,11	0,822	0,568	0,411	0,325	0,265	0,211	0,162
Индуктивность, мГн/км	0,267	0,260	0,255	0,252	0,247	0,246	0,247	0,248	0,245
Индуктивное сопротивление, Ом/км	0,083	0,082	0,080	0,079	0,076	0,077	0,076	0,078	0,077

Таблица 2. Расчетные значения параметров кабеля марки АПвП (АПвВ) 6/10 кВ

Сечение жилы, мм²	25	35	50	70	95	120	150	185	240	300	400	500
Сечение экрана, мм²	16	16	16	16	16	16	25	25	25	25	35	35
Наружный диаметр кабеля, мм	23	24	26	27	29	30	32	33	36	39	42	45
Активное сопротивление при 90^оС, Ом/км	1,540	1,110	0,820	0,568	0,410	0,324	0,264	0,210	0,160	0,128	0,0997	0,0776
Активное сопротивление с учетом потерь в экране, Ом/км	1,550	1,120	0,825	0,570	0,414	0,332	0,276	0,222	0,173	0,141	0,118	0,0955
Индуктивное сопротивление при прокладке треугольником, Ом/км	0,163	0,156	0,149	0,141	0,136	0,131	0,119	0,117	0,112	0,110	0,104	0,100
Индуктивное сопротивление при прокладке в плоскости, Ом/км	0,230	0,214	0,208	0,199	0,193	0,188	0,176	0,172	0,170	0,167	0,162	0,158

Таблица 3. Расчетные значения параметров нулевой последовательности кабеля марки АПвПГ (АПвВГ) 0,6/1 кВ

Сечение жилы, мм²	25	35	50	70	95	120	150	185	240
Толщина изоляции, мм	0,9	0,9	1,0	1,1	1,1	1,2	1,4	1,6	1,7
Индуктивность (при Q(х) = 0,5), мГн/км	0,282	0,272	0,271	0,263	0,263	0,257	0,260	0,262	0,261
Индуктивное сопротивление, Ом/км	0,0880	0,0852	0,0850	0,0826	0,0826	0,0810	0,0816	0,0822	0,0820
Активное сопротивление жилы при 90 ^оС, Ом/км	1,54	1,11	0,822	0,568	0,411	0,325	0,265	0,211	0,162
Активная составляющая сопротивления нулевой последовательности (Rez0), Ом/км	2,060	1,790	1,780	1,480	1,220	1,030	0,880	0,735	0,580
Реактивная составляющая сопротивления нулевой последовательности (Imz0), Ом/км	0,490	0,446	0,40	0,367	0,316	0,294	0,282	0,270	0,260

Рис. 3. Схема токов нулевой последовательности в 4-жильном кабеле

Рис. 4. Схема замещения цепи «фаза – нулевая жила»

О сопротивлении нулевой последовательности

Для расчета сопротивлений нулевой последовательности рассмотрим схему токов нулевой последовательности в четырехжильном кабеле, приведенную на рис. 3. Падение напряжения в цепи нулевой последовательности (фаза – нулевая жила) рассмотрим по схеме замещения цепи, приведенной на рис. 4, которая аналогична схеме замещения в [2]:

где U₀ – падение напряжения нулевой последовательности;
I₀ – ток нулевой последовательности;
z₀ – сопротивление нулевой последовательности.

Сопротивление нулевой последовательности будет равно:

z₀ = R₁ + 3jx_0,3 + 3z_0,3 ,

(14)

где R₁ – активное сопротивление прямой последовательности жилы кабеля, Ом/км;
х_0,З – индуктивное сопротивление прямой последовательности: три жилы – нулевой проводник;
z_0,З– суммарное сопротивление нулевого проводника (R₀) и реактивного сопротивления земли (х_З).

Значение z_0,З можно рассчитать по формуле:

(15)

где R₀ — активное сопротивление нулевого проводника, Ом/км.

Активную (Rez₀) и реактивную (Imz₀) составляющие z₀ получим по формулам:

(16)

(17)

Значение реактивного сопротивления х_0,З для четырехжильного кабеля можно определить по формуле:

x_0,З = jwL_0,З ,

(18)

где L_0,З– индуктивность прямой последовательности: три жилы – нулевой проводник, которую можно рассчитать по формуле (8).

В расчетах х_З в соответствии с рекомендациями [4, 5] принимают равным 0,6 Ом/км.

Результаты расчета параметров четырехжильных кабелей марки АПвВГ (АПвПГ) приведены в табл. 3. Приведенные в таблицах 1–3 параметры силовых кабелей могут быть использованы для практических целей при проектировании кабельных линий.

Нужно обратить внимание на то обстоятельство, что индуктивное сопротивление одножильных кабелей с полиэтиленовой изоляцией в трехфазной сети в значительной мере зависит от взаимного расположения кабелей. Эта зависимость особенно проявляется в случае параллельной прокладки в плоскости двух и более кабелей на одну фазу.

В этом случае при расчете индуктивности по выражению (4) необходимо в качестве среднего расстояния между осями кабелей (ср) использовать среднее геометрическое значение расстояния между осями проложенных совместно кабелей.

Руководствуясь предложенным методом расчета, можно определить сопротивления прямой, обратной и нулевой последовательностей для кабелей с пластмассовой изоляцией любого конструктивного исполнения.

При этом дополнительно необходимо учитывать увеличение индуктивности, если кабель содержит металлическую оболочку или броню из стальных лент или других ферромагнитных материалов.

Литература

ГОСТ 28249-93. Короткие замыкания в электропроводках. Методы расчета в электроустановках переменного тока напряжения до 1 кВ.
Ульянов С.А. Короткие замыкания в электрических системах. – М.: Госэнергоиздат, 1949.
Основы кабельной техники. Уч. пособие для вузов / Под редакцией В.А. Привезенцева. – М.: Энергия, 1975.
Холодный С.Д., Филиппов М.М., Кричко В.А., Миронов И.А. Расчет токов в оболочках и экранах и их термической стойкости при однофазном двойном замыкании в разветвленной кабельной сети // Электричество. – 2001. – № 8.
Платонов В.В., Быкадоров В.Ф. Определение мест повреждения на трассе кабельной линии. – М.: Энергоатомиздат, 1993.
Электротехнический справочник / Под редакцией профессоров МЭИ. Том 2. – М.: Энергоатомиздат, 1986.

Сопротивление цепи фаза – ноль

Таблица 1

Сечение фазных жил мм²	Сечение нулевой жилы мм²	Полное сопротивление цепи фаза – ноль, Ом/км при температуре жил кабеля +65 градусов
Сечение фазных жил мм²	Сечение нулевой жилы мм²	Материал жилы:
		Алюминий			Медь
		R фазы	R нуля	Z цепи (кабеля)	R фазы	R нуля	Z цепи (кабеля)
1,5	1,5	—	—	—	14,55	14,55	29,1
2,5	2,5	14,75	14,75	29,5	8,73	8,73	17,46
4	4	9,2	9,2	18,4	5,47	5,47	10,94
6	6	6,15	6,15	12,3	3,64	3,64	7,28
10	10	3,68	3,68	7,36	2,17	2,17	4,34
16	16	2,3	2,3	4,6	1,37	1,37	2,74
25	25	1,47	1,47	2,94	0,873	0,873	1,746
35	35	1,05	1,05	2,1	0,625	0,625	1,25
50	25	0,74	1,47	2,21	0,436	0,873	1,309
50	50	0,74	0,74	1,48	0,436	0,436	0,872
70	35	0,527	1,05	1,577	0,313	0,625	0,938
70	70	0,527	0,527	1,054	0,313	0,313	0,626
95	50	0,388	0,74	1,128	0,23	0,436	0,666
95	95	0,388	0,388	0,776	0,23	0,23	0,46
120	35	0,308	1,05	1,358	0,181	0,625	0,806
120	70	0,308	0,527	0,527	0,181	0,313	0,494
120	120	0,308	0,308	0,616	0,181	0,181	0,362
150	50	0,246	0,74	0,986	0,146	0,436	0,582
150	150	0,246	0,246	0,492	0,146	0,146	0,292
185	50	0,20	0,74	0,94	0,122	0,436	0,558
185	185	0. 20	0,20	0,40	0,122	0,122	0,244
240	240	0,153	0,153	0,306	0,090	0,090	0,18

Таблица 2

Мощность трансформатора, кВ∙А	25	40	69	100	160	250	400	630	1000
Сопротивление трансформатора, Zт/3, Ом (Δ/Υ)	0,30	0,19	0,12	0,075	0,047	0,03	0,019	0,014	0,009

Таблица 3

I ном. авт. выкл, А	1	2	6	10	13	16	20	25	32-40	50 и более
R авт., Ом	1,44	0,46	0,061	0,014	0,013	0,01	0,007	0,0056	0,004	0,001

Таблица 4

R цепи, Ом	0,05	0,1	0,2	0,3	0,4	0,5	0,6	0,8	1,0	1,5	2 и более
Rдуги, Ом	0,015	0,022	0,032	0,04	0,045	0,053	0,058	0,075	0,09	0,12	0,15

При проектировании групповой сети, если питающая и распределительная сеть уже проложены, целесообразно выполнить измерение сопротивления цепи фаза – ноль от трансформатора до шин группового щита. Это может значительно уменьшить вероятность ошибок при расчетах групповой сети. В этом случае сопротивление рассчитываем по формуле:

R_L_—_N= R_расп + R_пер.гр + R_авт.гр+ Rn_гр∙Ln_гр +Rдуги (2)

где, R_расп – измеренное сопротивление цепи фаза – ноль линии, подключаемой к вводному автоматическому выключателю группового щитка, Ом; R_пер.гр – сопротивление переходных контактов в групповой линии, Ом; R_авт.гр– суммарное сопротивление автоматических выключателей – вводного группового щита и отходящей групповой линии, Ом; Rn_гр– удельное сопротивление кабеля n-й групповой линии (по таблице 1), Ом/км; Ln_гр– длина n-й групповой линии, км.

Рассмотрим процесс вычисления сопротивления цепи фаза – ноль схемы, показанной на Рис.1 при однофазном коротком замыкании фазы на ноль в конце групповой линии.

Исходные данные:

— трансформатор мощностью 630 кВ∙А подключен по схеме «треугольник – звезда» — по таблице 2 находим Zт/3=0,014 Ом;

— питающая сеть – кабель с алюминиевыми жилами длиной 80 метров имеет фазный проводник 150 мм² и нулевой – 50 мм². По таблице 1 находим удельное сопротивление кабеля 0,986 Ом/км. Вычисляем его сопротивление (длины кабелей выражаем в километрах): 0,986 Ом/км∙0,08 км=0,079 Ом;

— распределительная сеть – кабель с медными жилами длиной 50 метров и сечением жил 35 мм². По таблице 1 находим удельное сопротивление кабеля 1,25 Ом/км. Вычисляем его сопротивление:

1,25 Ом/км∙0,05 км=0,0625 Ом;

— групповая сеть – кабель с медными жилами длиной 35 метров и сечением жил 2,5 мм². По таблице 1 находим удельное сопротивление кабеля 17,46 Ом/км. Вычисляем его сопротивление:

17,46 Ом/км∙0,035 км=0,61 Ом;

— автоматический выключатель отходящий линии – 16 Ампер (с характеристикой срабатывания «С»), вводной автоматический выключатель группового щитка 32 Ампера, остальные автоматические выключатели в линии имеют номинальный ток более 50 Ампер. Вычисляем их сопротивление (по таблице 3) 0,01 Ом+0,004 Ом+3∙0,001 Ом=0,017 Ом;

— переходные сопротивления контактов учтем только в групповой линии (точки подключения кабеля групповой линии к щитку и к нагрузке). Получаем 2∙0,01 Ом=0,02 Ом.

Суммируем все полученные значения и получаем сопротивление цепи фаза – ноль без учета сопротивления дуги R_L_—_N=0,014+0,079+0,0625+0,61+0,017+0,02=0,80 Ом.

Из таблицы 4 берем сопротивление дуги 0,075 Ом, и получаем окончательное значение искомой величины R_L_—_N=0,80 Ом+0,075 Ом=0,875 Ом.

В Правилах устройства электроустановок (ПУЭ) задано наибольшее время отключения цепей при коротком замыкании в сетях с глухозаземленной нейтралью 0,2 секунды при напряжении 380 В и 0,4 секунды при напряжении 220В.

Для обеспечения заданного времени срабатывания защиты необходимо, что бы при коротком замыкании в защищаемой линии возникал ток, превышающий не менее чем в 3 раза номинальный ток плавкой вставки ближайшего предохранителя (для взрывоопасных помещений не менее чем в 4 раза) и не менее чем в 3 раза ток расцепителя автоматического выключателя, имеющего обратнозависимую от тока характеристику (для взрывоопасных помещений не менее чем в 6 раз). Для автоматических выключателей с комбинированным расцепителем (имеющим тепловой расцепитель для защиты от перегрузок и электромагнитный расцепитель для защиты от токов коротких замыканий) ток короткого замыкания должен превысить ток срабатывания электромагнитного расцепителя не менее, чем в 1,2 – 1,25 раза.

В настоящее время используются автоматические выключатели с различной кратностью токов срабатывания электромагнитного расцепителя к тепловому. Автоматические выключатели группы «В» имеют кратность в пределах от 3 до 5, группы «С» от 5 до 10, группы «D» от 10 до 20, группы «K» от 10 до 15 и группы «Z» от 2 до 3. При расчетах всегда берется максимальное значение кратности токов срабатывания расцепителей. Например для автоматического выключателя С16, ток короткого замыкания должен быть не менее 16 А∙10∙1,2=192 А (для автоматического выключателя С10 не менее10А∙10∙1,2=120 А и для С25 не менее 25 А∙10∙1,2=300 А). В приведенном выше примере мы получили сопротивление цепи фаза – ноль 0,875 Ом. При таком сопротивлении цепи ток короткого замыкания Iкз составит величину

U_ф/ R_L_—_N=220В/0,875 Ом=251 А. Следовательно групповая линия в приведенном примере защищена от токов коротких замыканий.

Максимальное сопротивление цепи фаза – ноль для автоматического выключателя С16 составит величину 220 В/192А=1,14 Ом. В приведенном примере сети (Рис. 1) сопротивление цепи от трансформатора до шин группового щита составит 0, 875 Ом — 0,61 Ом=0.265 Ом. Следовательно максимально возможное сопротивление кабеля групповой линии будет равно 1,14 Ом – 0, 265 Ом=0,875 Ом. Его максимальную длину L при сечении жил кабелей 2,5 мм²определим при помощи таблицы 1.

L, км=0,875 Ом/(17,46 Ом/км)=0,050 км.

Всегда, когда есть возможность, следует рассчитывать групповую сеть с максимальным запасом по сопротивлению цепи фаза – ноль, особенно розеточную сеть. Часто нагрузки (утюг, чайник и другие бытовые приборы), в которых часто происходят замыкания, подключают к розетке через удлинитель. Начиная с определенной длины провода удлинителя, нарушается согласование параметров цепи с характеристиками аппаратов защиты, то есть ток короткого замыкания оказывается недостаточным для мгновенного отключения сети. Отключение аварийного участка осуществится только тепловым расцепителем через сравнительно большой промежуток времени (несколько секунд), в результате чего кабели могут нагреться до недопустимо высоких температур вплоть до воспламенения изоляции.

Проект электропроводки должен быть выполнен таким образом, что бы даже в случае воспламенения изоляции кабеля при коротком замыкании это не приводило к пожару. Именно поэтому возникли требования к прокладке скрытой электропроводки в стальных трубах в зданиях со строительными конструкциями, выполненными из горючих материалов. Во взрывоопасных зданиях целесообразно использовать более сложную защиту кабелей от воздействия токов короткого замыкания.

9 марта 2013 г.

К ОГЛАВЛЕНИЮ

Пример расчета кабелей — Руководство по устройству электроустановок

Пример расчета кабелей

(см. рис. G68)

Установка запитана через трансформатор 1000 кВА. Производственный процесс требует высокой степени бесперебойности питания, что обеспечивается установкой резервного генератора (500 кВА, 400 В) и применением 3-фазной 3-проводной системы IT в главном распределительном устройстве. Остальная часть установки отделена с помощью разделительного трансформатора 400 кВА, 400/400 В. Эта часть – 3-фазная 4-проводная сеть с заземлением по системе ТТ. Ниже приведена однолинейная схема (см. рис. G68) и результаты компьютерного анализа цепи С1, выключателя Q1, цепи С6 и выключателя Q6. Этот анализ проведен с помощью программного обеспечения ECODIAL 3.3.

Также приводятся те же расчеты, выполненные по методу, описываемому в данном руководстве.

Рис. G68 : Пример однолинейной схемы

Расчет с помощью ПО Ecodial 3.3

Общие характеристики сети
Система заземления	IT
Распределенная нейтраль	Нет
Напряжение (В)	400
Частота (Гц)	50
Трансформатор T1
Количество трансформаторов	1
Мощность тока КЗ перед трансформатором (МВА)	500
Ном. мощность (кВА) 1,000	1,000
Напряжение КЗ (%)	6
Активное сопротивление сети высокого напряжения (мОм)	0,0351
Реактивное сопротивление сети высокого напряжения (мОм)	0,351
Активное сопротивление трансформатора (мОм)	2,293
Реактивное сопротивление трансформатора (мОм)	10,333
3-фазный ток КЗ, Ik3 (кА)	23,3
Кабель C1
Макс. ток нагрузки (A)	1374
Тип изоляции	ПВХ
Материал проводников	Медь
Температура окружающего воздуха (°C)	30
Одно- или многожильный кабель	Одно-
Метод монтажа	F
Количество цепей поблизости (рис. G21b)	1
Прочие коэффициенты	1
Выбранная площадь поперечного сечения (мм²)	6 x 95
Защитный проводник	1 x 120
Длина (м)	5
Потеря напряжения, ΔU (%)	0,122
Общая потеря напряжения, ΔU (%)	0,122
Ток трехфазного КЗ, Ik3 (кА)	23
Ток однофазного КЗ на землю, Id (кА)	17
Выключатель Q1
Ток трехфазного КЗ перед выключателем, Ik3 (кА)	23
Макс. ток нагрузки (A)	1374
Количество полюсов и защищенных полюсов	3P3D
Выключатель	NT 16
Тип	H 1 — 42 кA
Тип расцепителя	Micrologic 5 A
Ном. ток (A)	1600
Шины B2
Макс. ток нагрузки (A)	1374
Тип	Стандартная по ширине
Температура окружающего воздуха (°C)	30
Размеры (м и мм)	1 м 2 x 5 мм x 63 мм
Материал	Медь
Ток трехфазного КЗ, Ik3 (кА)	23
Ударный ток трехфазного КЗ, Ik (кА)	48
Активное сопротивление шин R (мОм)	2,52
Реактивное сопротивление шин X (мОм)	10,8
Выключатель Q6
Ток трехфазного КЗ перед выключателем, Ik3 (кА)	23
Макс. ток нагрузки (A)	560
Количество полюсов и защищенные полюса	3P3D
Выключатель	NS800
Тип	N — 50 кA
Тип расцепителя	Micrologic 2,0
Ном. ток (A)	800
Предел селективности (кА)	Полная
Кабель C6
Макс. ток нагрузки (A)	560
Тип изоляции	ПВХ
Материал проводников	Медь
Температура окружающего воздуха (°C)	30
Одно- или многожильный кабель	Одно-
Метод монтажа	F
Количество цепей поблизости (рис. G20)	1
Другой коэффициент	1
Выбранная площадь поперечн. сечения (мм²)	1 x 300
Защитный проводник	1 x 150
Длина (м)	15
Потеря напряжения, ΔU (%)	0,38
Общее падение напряжения, ΔU (%)	0,54
Ток трехфазного КЗ, Ik3 (кА)	20
Ток однофазного КЗ на землю, Id (кА)	13,7
Особые ограничения по размерам	Перегрузки

Рис.{3}}{{\sqrt {3}}\times 420}}=1374A} на фазу

Для каждой фазы используется шесть одножильных медных кабелей с изоляцией ПВХ, соединенных параллельно.

Эти кабели прокладываются в лотках по методу F. Поправочные коэффициенты «k»:
k1 = 1 (см. рис G12, температура = 30 °C)
k4 = 0,87 (см. рис G17, параллельно проложенные кабели, 1 лоток, u 3 цепи) Другие коэффициенты в данном примере не используются.

Ток нагрузки с поправкой:

IB′=IBk1⋅k2=13740,87=1579A{\displaystyle I’_{B}={\frac {I_{B}}{k_{1}\cdot k_{2}}}={\frac {1374}{0,87}}=1579A}

Поэтому, ток в каждом проводнике — 263 A. Согласно рис. G21a, площадь поперечного сечения — 95 мм².

Активное и реактивное сопротивления для шести параллельных кабелей при длине 5 м:

R=22,5×595×6=0,20{\displaystyle R={\frac {22,5\times 5}{95\times 6}}=0,20} мОм (удельное сопротивление материала кабеля: 22,5 мОм·мм²/м)

X=0,08×5=0,40{\displaystyle X=0,08\times 5=0,40} мОм (реактивное сопротивление кабеля: 0,08 мОм/м)

Выбор сечения кабеля цепи C6

Цепь C6 запитывает 3-фазный изолирующий трансформатор 400 кВА, 400/400В.{3}}{420\times {\sqrt {3}}}}=500A}

Предлагается использовать одножильный кабель в лотке (без соседних кабелей) при температуре окружающего воздуха 30 °C. Номинальный ток расцепителя выключателя — 560 A.

Метод монтажа — F, все поправочные коэффициенты k равны 1.

Площадь поперечного сечения 240 мм² проходит по нагреву. Активное и реактивное сопротивления, соответственно:

R=22,5×15240=1,4{\displaystyle R={\frac {22,5\times 15}{240}}=1,4} мОм

X=0,08×15=1,2{\displaystyle X=0,08\times 15=1,2} мОм

Расчет токов КЗ для выбора выключателей Q1 и Q6

(см. рис. G70)

Элементы цепей	R (мОм)	X (мОм)	Z (мОм)	Ikmax (kA)
500 МВА на стороне высокого напряжения	0,04	0,36
Трансформатор 1 МВА	2,2	9,8	10,0	23
Кабель C1	0,20	0,4
Итого для Q1	2,44	10,6	10,9	23
Шина B2	3,6	7,2
Кабель C6	1,4	1,2
Итого для Q6	4,0	8,4	9,3	20

Рис. G70: Пример расчета тока трехфазного КЗ

Защитный проводник

Тепловые требования: рис. G60 и G61 показывают, что при использовании адиабатического метода площадь поперечного сечения проводника PE для цепи C1 равна:

34800×0,2143=108{\displaystyle {\frac {34800\times \displaystyle {\sqrt {0,2}}}{143}}=108} мм²

Одножильный проводник 120 мм², размеры которого определены на основе других соображений, указанных ниже, вполне достаточен при условии, что он удовлетворяет требованиям к защите при косвенном прикосновении (т.е., достаточно низкое полное сопротивление).

Для цепи C6, площадь поперечного сечения проводника PE:

29300×0,2143=92{\displaystyle {\frac {29300\times \displaystyle {\sqrt {0,2}}}{143}}=92} мм²

В этом случае подходит проводник 95 мм² при условии соблюдения требований к защите при косвенном прикосновении.

Защита от опасности косвенного прикосновения

Для 3-фазной 3-проводной цепи C6 (рис.{-1})\times 433\ (A)\times 0,015}{3}}=1,36\ B}

ΔU%=100400×1,36=0,34%{\displaystyle \Delta U\%={\frac {100}{400}}\times 1,36=0,34\%}

Общая потеря напряжения в цепях С1 и С6: ΔU% = 0,72%zh:电缆计算的例题

Сопротивление изоляции кабеля — EEEbooks4U

На рисунке 6.10 показан участок одножильного кабеля, который изолирован слоем изоляционного материала.

В таких кабелях ток утечки течет радиально от центра к поверхности, как показано на рисунке. Следовательно, поперечное сечение пути такого тока не является постоянным, а изменяется с его длиной. Сопротивление , обеспечиваемое кабелем на пути тока утечки , называется сопротивлением изоляции .

Итак, чтобы рассчитать сопротивление изоляции, рассмотрим элементарный участок цилиндрического кабеля радиуса и толщины, как показано на рисунке 6.11.

Let = Диаметр жилы или жилы

= Диаметр с оболочкой

Поскольку ток утечки течет радиально наружу, длина, по которой ток течет в элементарном кольце, равна. В то время как площадь поперечного сечения, перпендикулярного прохождению тока, зависит от длины кабеля.

Площадь поперечного сечения = Площадь для длины кабеля =

Следовательно, сопротивление этой элементарной цилиндрической оболочки равно

.
Где = Удельное сопротивление изоляционного материала
Общее сопротивление изоляции кабеля может быть получено путем интегрирования сопротивления элементарного кольца от внутреннего радиуса до внешнего радиуса , т.е.
Значение сопротивления изоляции () всегда высокое.Выражение показывает, что сопротивление изоляции обратно пропорционально ее длине. Таким образом, с увеличением длины кабеля сопротивление изоляции уменьшается.
ВАЖНАЯ ИНФОРМАЦИЯ, КОТОРАЯ НЕОБХОДИМО СОХРАНИТЬ
Это показывает, что если два кабеля соединены в серии , тогда общая длина увеличивается, и, следовательно, их сопротивления проводников включены последовательно, что дает более высокое сопротивление, но их сопротивление изоляции составляет параллельно , что снижает эффективное сопротивление изоляции.Таким образом, если два кабеля соединены в параллельно , сопротивления проводников соединяются параллельно, а сопротивления изоляции соединяются в серии .
Нравится:
Нравится Загрузка …
Связанные
Опубликовано Ashok Saini
Изучал электротехнику (EE) в Национальном технологическом институте Малавии (MNIT), Джайпур. || Джай Шри Радхи || Джай Шри Шьям || Джай Сия Рам || Просмотреть все сообщения Ashok Saini
Опубликовано 22 мая 2017 г. 10 сентября 2020 г.
Расчет сечения кабеля и падения напряжения
Расчет сечения кабеля и падения напряжения:
Рассчитайте падение напряжения и размер электрического кабеля для следующих данных.
Электрические характеристики: Электрическая нагрузка 80 кВт, расстояние между источником и нагрузкой 200 метров, напряжение системы 415 В, трехфазное, коэффициент мощности 0,8, допустимое падение напряжения 5%, коэффициент нагрузки 1,
Деталь прокладки кабеля: Кабель прокладывают заглубленным в землю в траншею на глубине 1 метра. Температура грунта составляет приблизительно 35 градусов. Количество кабелей на траншею — 1. Количество кабелей в одной траншее.
Детали грунта: Термическое сопротивление грунта неизвестно.Природа почвы — влажная почва.
Расчет:
Потребляемая нагрузка = Общая нагрузка x Коэффициент потребности
Потребляемая нагрузка в кВт = 80 x 1 = 80 кВт
Потребляемая нагрузка в кВА = кВт / P.F
Потребляемая нагрузка в кВА = 80 / 0,8 = 100 кВА
Ток полной нагрузки = (кВА x 1000) / (1,732 x напряжение)
Ток полной нагрузки = (100 × 1000) / (1,732 × 415) = 139А.
Расчет поправочного коэффициента кабеля на основе следующих данных:
Коэффициент температурной коррекции (K1) при нахождении кабеля на воздухе
Температурный поправочный коэффициент в воздухе: K1
Температура окружающей среды ©
Изоляция
ПВХ
XLPE / EPR
10
1.22
1,15
15
1,17
1,12
20
1,12
1,08
25
1,06
1,04
35
0,94
0.96
40
0,87
0,91
45
0,79
0,87
50
0,71
0,82
55
0,61
0,76
60
0.5
0,71
65
0
0,65
70
0
0,58
75
0
0,5
80
0
0,41
Поправочный коэффициент температуры земли (K2):
Поправочный коэффициент температуры земли: K2
Температура земли ©
Изоляция
ПВХ
XLPE / EPR
10
1.1
1,07
15
1,05
1,04
20
0,95
0,96
25
0,89
0,93
35
0,77
0.89
40
0,71
0,85
45
0,63
0,8
50
0,55
0,76
55
0,45
0,71
60
0
0.65
65
0
0,6
70
0
0,53
75
0
0,46
80
0
0,38
Поправочный коэффициент теплового сопротивления (K4) для почвы (когда известно тепловое сопротивление почвы):
Ther.Фактор коррекции Resi: K4
Термическое сопротивление почвы: 2,5 км / Вт
Удельное сопротивление
K3
1
1,18
1,5
1,1
2
1,05
2,5
1
3
0.96
Коэффициент коррекции почвы (K4) почвы (когда термическое сопротивление почвы неизвестно):
Коэффициент коррекции почвы: K4
Природа почвы
K3
Очень влажная почва
1,21
Мокрая почва
1.13
Влажная почва
1,05
Сухая почва
1
Очень сухая почва
0,86
Поправочный коэффициент глубины кабеля (K5):
Коэффициент глубины кабеля (K5)
Глубина укладки (метр)
Коэффициент рейтинга
0.5
1,1
0,7
1,05
0,9
1,01
1
1
1,2
0,98
1,5
0,96
Коэффициент коррекции расстояния кабеля (K6):
Поправочный коэффициент расстояния кабеля (K6)
Номер цепи
Нет
Диаметр кабеля
0.125 м
0,25 м
0,5 м
1
1
1
1
1
1
2
0,75
0,8
0,85
0,9
0,9
3
0.65
0,7
0,75
0,8
0,85
4
0,6
0,6
0,7
0,75
0,8
5
0,55
0,55
0.65
0,7
0,8
6
0,5
0,55
0,6
0,7
0,8
Фактор группировки кабелей (Фактор числа лотков) (K7):
Номер кабеля / лотка
(фактор группировки кабелей K7) == Количество лотков
1
2
3
4
6
8
1
1
1
1
1
1
1
2
0.84
0,8
0,78
0,77
0,76
0,75
3
0,8
0,76
0,74
0,73
0,72
0,71
4
0.78
0,74
0,72
0,71
0,7
0,69
5
0,77
0,73
0,7
0,69
0,68
0,67
6
0.75
0,71
0,7
0,68
0,68
0,66
7
0,74
0,69
0,675
0,66
0,66
0,64
8
0.73
0,69
0,68
0,67
0,66
0,64
В соответствии с приведенными выше поправочными коэффициентами деталей:
Поправочный коэффициент температуры земли (K2) = 0,89
Поправочный коэффициент для почвы (K4) = 1,05
Поправочный коэффициент глубины кабеля (K5) = 1,0
Коэффициент поправки на расстояние кабеля (K6) = 1,0
Общий коэффициент снижения = k1x k2 x k3 x K4 x K5 x K6 x K7
Общий коэффициент снижения рейтинга = 0.93
Выбор кабеля:
Для выбора подходящего кабеля должны быть выполнены следующие условия
( 1) Номинальный ток кабеля в усилителе должен быть выше, чем ток полной нагрузки.
(2) Падение напряжения на кабеле должно быть меньше заданного падения напряжения.
(3) Количество пробега кабеля> = (ток полной нагрузки / ток снижения номинального значения кабеля).
(4) Допустимая нагрузка при коротком замыкании кабеля должна быть выше, чем у системы S.C Вместимость в этот момент.
Выбор футляра для кабеля (1):
Давайте выберем 3,5-жильный кабель 70 кв. Мм для одиночной прокладки.
Допустимый ток кабеля 70 кв. Мм составляет 170 А, сопротивление = 0,57 Ом / км и реактивное сопротивление = 0,077 МОм / км
Общий ток отключения кабеля 70 кв. Мм = 170 × 0,93 = 159 А.
Падение напряжения на кабеле = (1,732x ток x (RcosǾ + jsinǾ) x длина кабеляx100) / (линейное напряжение x количество участков x1000)
Падение напряжения на кабеле = (1.732x139x (0,57 × 0,8 + 0,077 × 0,6) x200x100) / (415x1x1000) = 5,8%
Падение напряжения на кабеле = 5,8%
Здесь падение напряжения для кабеля 70 кв. Мм (5,8%) выше, чем определенное падение напряжения (5%), поэтому либо выберите больший размер кабеля, либо увеличьте количество участков кабеля.
Если мы выберем 2 «Нет пробега», то падение напряжения составит 2,8%, что находится в пределах (5%), но использовать 2 «Нет пробега» кабеля 70 кв. Мм. Кабель неэкономичен, поэтому необходимо использовать следующий больший размер Кабель.
Выбор футляра для кабеля (2):
Давайте выберем 3.Кабель 5Core 95 кв. Мм для одиночного прохода, емкость S.C = 8,2 кА.
Максимальный ток кабеля 95 кв. Мм составляет 200 А, сопротивление = 0,41 Ом / км и реактивное сопротивление = 0,074 мГо / км
Общий ток отключения кабеля 70 кв. Мм = 200 × 0,93 = 187 ампер.
Падение напряжения в кабеле = (1,732x139x (0,41 × 0,8 + 0,074 × 0,6) x200x100) / (415x1x1000) = 2,2%
Падение напряжения кабеля = 2,2%
Чтобы выбрать кабель 95 кв. Мм, необходимо проверить условия выбора кабеля.
(1) Ток деформации кабеля (187 А) выше, чем ток полной нагрузки нагрузки (139 А) = О.К
(2) Падение напряжения на кабеле (2,2%) меньше заданного падения напряжения (5%) = ОК
(3) Количество пробегов кабеля (1)> = (139A / 187A = 0,78) = O.K
(4) Пропускная способность Cable S.C (8,2KA) выше, чем емкость System S.C в этот момент (6.0KA) = O.K
Кабель 95 кв. Мм удовлетворяет всем трем условиям, поэтому рекомендуется использовать кабель 3,5-жильный 95 кв. Мм
Нравится:
Нравится Загрузка…
Связанные
О компании Jignesh.Parmar (B.E, Mtech, MIE, FIE, CEng)
Джигнеш Пармар завершил M.Tech (Power System Control), B.E (Electrical). Он является членом Института инженеров (MIE) и CEng, Индия. Членский номер: M-1473586. Он имеет более чем 16-летний опыт работы в сфере передачи, распределения, обнаружения кражи электроэнергии, технического обслуживания и электротехнических проектов (планирование-проектирование-технический обзор-координация-выполнение).В настоящее время он является сотрудником одной из ведущих бизнес-групп в качестве заместителя менеджера в Ахмедабаде, Индия. Он опубликовал ряд технических статей в журналах «Электрическое зеркало», «Электрическая Индия», «Освещение Индии», «Умная энергия», «Industrial Electrix» (Австралийские публикации в области энергетики). Он является внештатным программистом Advance Excel и разрабатывает полезные базовые электрические программы Excel в соответствии с кодами IS, NEC, IEC, IEEE. Он технический блоггер и знает английский, хинди, гуджарати, французский языки.Он хочет поделиться своим опытом и знаниями и помочь техническим энтузиастам найти подходящие решения и обновиться по различным инженерным темам.
PCV Номинальный ток кабеля | Электротехнические примечания и статьи
ОДНОЖИЛЬНЫЙ / МЕДНЫЙ КОНДИЦИОНЕР 1,1 КВ, КАБЕЛИ С ИЗОЛЯЦИЕЙ ПВХ Согласно IS: 1554 (Часть I)
Площадь поперечного сечения (кв.м.)
КАБЕЛЬ БЕЗ БРОНИРОВАНИЯ
Общий диаметр (мм)
Нормальный номинальный ток в амперах
Номинальный ток короткого замыкания в течение 1 сек.Продолжительность в К. Ампер
Алюминиевый проводник
Медный проводник
Алюминий
Медь
Земля Воздуховод Воздух Земля Воздуховод Воздух
1cX4 8 – – – 39 38 35 0.304 0,460
1cX 6 9 39 37 35 49 48 44 0,456 0,690
1cX10 10 51 51 47 65 64 60 0,760 1,150
1cX16 11 66 65 64 85 83 82 1.220 1,84
1cX25 13 86 84 84 110 110 110 1.900 2,88
1cX 35 14 100 100 105 130 125 130 2,660 4,03
1cX50 16 120 115 130 155 150 165 3.800 5,75
1cX70 17 140 135 155 190 175 205 5,320 8,05
1cX 95 19 175 155 190 220 200 245 7,220 10,90
1cX120 21 195 170 220 250 220 280 9.120 13,80
1cX150 23 220 190 250 280 245 320 11,40 17.30
1cX185 25 240 210 290 305 260 370 14,10 21.30
1cX240 28 270 225 335 345 285 425 18.20 27,30
1cX300 30 295 245 380 375 310 475 22,80 34,50
1cX400 35 325 275 435 400 335 550 30,40 46,00
1cX 500 38 345 295 480 425 355 590 38.00 57,50
1cX 630 43 390 320 550 470 375 660 47,90 72,50
1cX800 48 450 380 610 530 425 725 60,80 92,00
1cX1000 52 500 415 680 590 740 870 76.00 115,00
ОДНОЖИЛЬНЫЙ / МЕДНЫЙ КОНДИЦИОНЕР 1,1 КВ, КАБЕЛИ С ИЗОЛЯЦИЕЙ ПВХ Согласно IS: 1554 (Часть I)
Площадь поперечного сечения (кв.м.)
КАБЕЛЬ БРОНИРОВАННЫЙ
Общий диаметр (мм)
Нормальный номинальный ток в амперах
Номинальный ток короткого замыкания в течение 1 сек.Продолжительность в К. Ампер
Алюминиевый проводник
Медный проводник
Алюминий
Медь
Земля Воздуховод Воздух Земля Воздуховод Воздух
1cX4 11 31 30 27 39 38 35 0.304 0,460
1cX 6 12 39 37 35 49 48 44 0,456 0,690
1cX10 13 51 51 47 65 64 60 0,760 1,150
1cX16 14 66 65 64 85 83 82 1.220 1,840
1cX25 15 86 84 84 110 110 110 1.900 2,880
1cX 35 16 100 100 105 130 125 130 2,660 4,030
1cX50 18 120 115 130 155 150 165 3.800 5,750
1cX70 20 140 135 155 190 175 205 5,320 8,050
1cX 95 22 175 155 190 220 200 245 7,220 10,90
1cX120 24 195 170 220 250 220 280 9.120 13,80
1cX150 26 220 190 250 280 245 320 11.400 17.30
1cX185 29 240 210 290 305 260 370 14.100 21.30
1cX240 32 270 225 335 345 285 425 18.200 27,60
1cX300 33 295 245 380 375 310 475 22.800 34,50
1cX400 39 325 275 435 400 335 550 30.400 46,00
1cX 500 42 345 295 480 425 355 590 38.000 57,50
1cX 630 48 390 320 550 470 375 660 47,880 72,50
1cX800 52 450 380 610 530 423 725 60,800 92,00
1cX1000 59 500 414 680 590 471 870 76.000 115,00
1,1 кВ ДВУХЖИЛЬНЫЙ / МЕДНЫЙ КОНД., ИЗОЛИРОВАННЫЕ ПВХ, НЕБРОНИРОВАННЫЕ КАБЕЛИ Согласно IS: 1554 (Часть I)
Площадь поперечного сечения (кв.м.)
КАБЕЛЬ БЕЗ БРОНИРОВАНИЯ
Общий диаметр (мм)
Нормальный номинальный ток в амперах
Номинальный ток короткого замыкания в течение 1 сек.Продолжительность в К. Ампер
Алюминиевый проводник
Медный проводник
Алюминий
Медь
Земля Воздуховод Воздух Земля Воздуховод Воздух
2cX4 14 32 27 27 41 35 35 0.304 0,460
2cX 6 17 40 34 35 50 44 45 0,456 0,690
2cX10 18 55 45 47 70 58 60 0,760 1,150
2cX16 17 70 58 59 90 75 78 1.220 1,840
2cX25 19 90 76 78 115 97 105 1.900 2,880
2cX35 21 110 92 99 140 120 125 2,660 4,030
2cX50 24 135 115 125 165 145 155 3.800 5,750
2cX70 26 160 140 150 205 180 195 5,320 8,050
2cX95 30 190 170 185 240 215 230 7,220 10,90
2cX120 32 210 190 210 275 235 265 9.120 13,80
2cX150 34 240 210 240 310 270 305 11,40 17,300
2cX185 38 275 240 275 350 300 350 14,10 21,280
2cX240 42 320 275 325 405 345 410 18.20 27,600
2cX300 46 355 305 365 450 385 465 22,80 34,500
2cX400 52 385 345 420 490 485 530 30,40 46,000
2cX500 54 425 380 475 540 460 605 38.00 57,500
2cX630 65 465 415 540 640 550 785 47,90 72,550
1.1 кВ, двухжильный / медный провод, ПВХ ИЗОЛИРОВАННЫЕ КАБЕЛИ В соответствии с IS: 1554 (Часть I)
Площадь поперечного сечения (кв.м.)
КАБЕЛЬ БРОНИРОВАННЫЙ
Общий диаметр (мм)
Нормальный номинальный ток в амперах
Номинальный ток короткого замыкания в течение 1 секунды в К. Амперы
Алюминиевый проводник
Медный проводник
Алюминий
Медь
Земля Воздуховод Воздух Земля Воздуховод Воздух
2cX4 18 32 27 27 41 35 35 0.304 0,460
2cX 6 19 40 34 35 50 44 45 0,456 0,690
2cX10 20 55 45 47 70 58 60 0,760 1,150
2cX16 20 70 58 59 90 75 78 1.220 1,840
2cX25 22 90 76 78 115 97 105 1,90 2,880
2cX35 23 110 92 99 140 120 125 2,66 4,030
2cX50 26 135 115 125 165 145 155 3.80 5,750
2cX70 29 160 140 150 205 180 195 5,32 8,050
2cX95 33 190 170 185 240 215 230 7,22 10,90
2cX120 35 210 190 210 275 235 265 9.12 13,80
2cX150 37 240 210 240 310 270 305 11,40 17.30
2cX185 41 275 240 275 350 300 350 14,10 21.30
2cX240 47 320 275 325 405 345 410 18.20 27,60
2cX300 50 355 305 365 450 385 465 22,80 34,50
2cX400 58 385 345 420 490 485 530 30,40 46,00
2cX500 64 425 380 475 540 460 605 38.00 57,50
2cX630 72 465 415 540 640 550 785 47,90 72,50
1,1 кВ ТРЕХ ЖЕЛЕЗНЫЙ / МЕДНЫЙ КОНД., КАБЕЛИ С ИЗОЛЯЦИЕЙ ПВХ Согласно IS: 1554 (Часть-I)
Площадь поперечного сечения (кв.м.)
КАБЕЛЬ БЕЗ БРОНИРОВАНИЯ
Общий диаметр (мм)
Нормальный номинальный ток в амперах
Номинальный ток короткого замыкания в течение 1 сек.Продолжительность в К. Ампер
Алюминиевый проводник
Медный проводник
Алюминий
Медь
Земля Воздуховод Воздух Земля Воздуховод Воздух
3cX 4 16 28 23 23 36 30 30 0.304 0,460
3cX 6 18 35 30 30 45 38 39 0,456 0,690
3cX 10 19 46 39 40 60 50 52 0,760 1,150
3cX 16 19 60 50 51 77 64 66 1.220 1,840
3cX 25 22 76 63 70 99 81 90 1.900 2,880
3cX 35 24 92 77 86 120 99 110 2,660 4,030
3cX 50 27 110 95 105 145 125 135 3.800 5,750
3cX 70 30 135 115 130 175 150 165 5,320 8,050
3cX 95 34 165 140 155 210 175 200 7,220 10.900
3cX 120 37 185 155 180 240 195 230 9.120 13.800
3cX 150 40 210 175 205 270 225 265 11,40 17,300
3cX 185 44 235 200 240 300 255 305 14,10 21,300
3cX 240 50 275 235 280 345 295 355 18.20 27,600
3cX 300 55 305 260 315 385 335 400 22,80 34,500
3cX 400 62 335 290 375 425 360 435 30,40 46,000
3cX 500 69 370 320 425 470 390 520 38.00 57,500
3cX 630 77 405 350 480 555 470 675 47,90 72,500
1,1 кВ ТРЕХ ЖЕЛЕЗНЫЙ / МЕДНЫЙ КОНД., КАБЕЛИ С ИЗОЛЯЦИЕЙ ПВХ Согласно IS: 1554 (Часть-I)
Площадь поперечного сечения (кв.м.)
КАБЕЛЬ БРОНИРОВАННЫЙ
Общий диаметр (мм)
Нормальный номинальный ток в амперах
Номинальный ток короткого замыкания в течение 1 сек.Продолжительность в К. Ампер
Алюминиевый проводник
Медный проводник
Алюминий
Медь
Земля Воздуховод Воздух Земля Воздуховод Воздух
3cX 4 18 28 23 23 36 30 30 0.304 0,460
3cX 6 19 35 30 30 45 38 39 0,456 0,690
3cX 10 21 46 39 40 60 50 52 0,760 1,150
3cX 16 21 60 50 51 77 64 66 1.220 1,840
3cX 25 23 76 63 70 99 81 90 1.900 2,880
3cX 35 26 92 77 86 120 99 110 2,660 4,030
3cX 50 29 110 95 105 145 125 135 3.800 5,750
3cX 70 33 135 115 130 175 150 165 5,320 8,050
3cX 95 37 165 140 155 210 175 200 7,220 10.900
3cX 120 39 185 155 180 240 195 230 9.120 13.800
3cX 150 43 210 175 205 270 225 265 11.400 17,300
3cX 185 49 235 200 240 300 255 305 14.100 21,300
3cX 240 54 275 235 280 345 295 355 18.200 27,600
3cX 300 59 305 260 315 385 335 400 22.800 34,500
3cX 400 68 335 290 375 425 360 435 30.400 46,000
3cX 500 75 370 320 425 470 390 520 38.000 57,500
3cX 630 84 405 350 480 555 470 675 47.900 72,500
1,1 кВ, трехжильное / медное соединение, кабели с ПВХ изоляцией в соответствии с IS: 1554 (часть I)
Площадь поперечного сечения (кв. Мм)
КАБЕЛЬ БЕЗ БРОНИРОВАНИЯ
Общий диаметр (мм)
Нормальный номинальный ток в амперах
Номинальный ток короткого замыкания в течение 1 сек.Продолжительность в К. Ампер
Алюминиевый проводник
Медный проводник
Алюминий
Медь
Земля Воздуховод Воздух Земля Воздуховод Воздух
3,5X25 24 76 63 70 99 81 90 1.90 2,88
3,5X35 26 92 77 86 120 99 110 2,66 4,03
3,5X50 29 110 95 105 145 125 135 3,80 5,75
3,5X70 32 135 115 130 175 150 165 5.32 8,05
3,5X95 36 165 140 155 210 175 200 7,22 10,90
3,5X120 40 185 155 180 240 195 230 9,12 13,80
3,5X150 44 210 175 205 270 225 265 11.40 17.30
3,5X185 48 235 200 240 300 255 305 14,10 21.30
3,5X240 54 275 235 280 345 295 355 18,20 27,60
3,5X300 62 305 260 315 385 335 400 22.80 34,50
3,5X400 68 335 290 375 425 360 435 30,40 46,00
3,5X500 77 370 320 425 470 390 520 38,00 57,50
3,5X630 87 405 350 480 555 470 675 47.90 72,50
1,1 кВ, трехжильное / медное соединение, кабели с ПВХ изоляцией в соответствии с IS: 1554 (часть I)
Площадь поперечного сечения (кв. Мм)
КАБЕЛЬ БРОНИРОВАННЫЙ
Общий диаметр (мм)
Нормальный номинальный ток в амперах
Номинальный ток короткого замыкания в течение 1 сек.Продолжительность в К. Ампер
Алюминиевый проводник
Медный проводник
Алюминий
Медь
Земля Воздуховод Воздух Земля Воздуховод Воздух
3,5X25 26 76 63 70 99 81 90 1.90 2,88
3,5X35 28 92 77 86 120 99 110 2,66 4,03
3,5X50 31 110 95 105 145 125 135 3,80 5,75
3,5X70 36 135 115 130 175 150 165 5.32 8,05
3,5X95 39 165 140 155 210 175 200 7,22 10,90
3,5X120 43 185 155 180 240 195 230 9,12 13,80
3,5X150 47 210 175 205 270 225 265 11.40 17.30
3,5X185 53 235 200 240 300 255 305 14,10 21.30
3,5X240 58 275 235 280 345 295 355 18,20 27,60
3,5X300 65 305 260 315 385 335 400 22.80 34,50
3,5X400 75 335 290 375 425 360 435 30,40 46,00
3,5X500 84 370 320 425 470 390 520 38,00 57,50
3,5X630 92 405 350 480 555 470 675 47.90 72,50
1,1 кВ, четырехжильный / медный провод, кабели с ПВХ изоляцией в соответствии с IS: 1554 (часть I)
Площадь поперечного сечения (кв. Мм)
КАБЕЛЬ БЕЗ БРОНИРОВАНИЯ
Общий диаметр (мм)
Нормальный номинальный ток в амперах
Номинальный ток короткого замыкания в течение 1 сек.Продолжительность в К. Ампер
Алюминиевый проводник
Медный проводник
Алюминий
Медь
Земля Воздуховод Воздух Земля Воздуховод Воздух
4cX4 16 28 23 23 36 30 30 0.304 0,460
4cX 6 18 35 30 30 45 38 39 0,456 0,690
4cX 10 20 46 39 40 60 50 52 0,760 1,150
4cX16 23 60 50 51 77 64 66 1.220 1,840
4cX 25 26 76 63 70 99 81 90 1.900 2,880
4cX35 30 92 77
Испытания сопротивления изоляции от Cole-Parmer
Fluke Insulation Resistance Testers

Тестеры сопротивления изоляции могут быть использованы для проверки целостности кабелей двигатели, трансформаторы, распределительные устройства и электрические установки.Метод испытания определяется типом испытываемого оборудования и причиной испытания. Например, при испытании электрических кабелей или коммутационного оборудования (оборудование с малой емкостью) зависящие от времени емкостные токи утечки и поглощения становятся незначительными и почти мгновенно уменьшаются до нуля. Устойчивый ток проводящей утечки достигается почти мгновенно (минута или меньше), обеспечивая идеальные условия для точечного считывания / кратковременного испытания сопротивления. (Для получения более подробной информации о токах утечки и испытаниях сопротивления см. Следующие разделы: Что такое сопротивление изоляции и токи утечки и профилактические испытания технического обслуживания) .С другой стороны, когда тестируемое оборудование представляет собой длинный кабель, большой двигатель или генератор (оборудование с высокой емкостью), зависящие от времени токи сохраняются в течение нескольких часов. Эти токи будут вызывать постоянное изменение показаний счетчика, делая невозможным получение точных устойчивых показаний. Это условие можно преодолеть с помощью теста, который устанавливает тенденцию между показаниями, например, ступенчатое напряжение или тест на диэлектрическую абсорбцию. Эти тесты зависят не от одного показания, а от набора относительных показаний.Было бы напрасной тратой времени проводить эти испытания на оборудовании с малой емкостью, поскольку зависящие от времени токи быстро уменьшаются, в результате чего все измерения остаются одинаковыми.

Самая важная причина тестирования изоляции — обеспечение общественной и личной безопасности. Выполняя испытание высоким постоянным напряжением между обесточенными токоведущими (горячими), заземленными проводниками и заземляющими проводниками, вы можете исключить возможность опасного для жизни короткого замыкания или замыкания на землю.Этот тест обычно выполняется после первоначальной установки оборудования. Этот процесс защитит систему от неправильно подключенного и неисправного оборудования, а также обеспечит высокое качество установки, удовлетворение потребностей клиентов и защиту от пожара или удара.

Вторая по важности причина проверки изоляции — защита и продление срока службы электрических систем и двигателей. На протяжении многих лет электрические системы подвергаются воздействию таких факторов окружающей среды, как грязь, жир, температура, напряжение и вибрация.Эти условия могут привести к нарушению изоляции, что приведет к производственным потерям или даже пожарам. Периодические эксплуатационные испытания могут предоставить ценную информацию о состоянии износа и помочь в прогнозировании возможного отказа системы. Устранение неполадок приведет не только к безотказной системе, но также продлит срок службы различного оборудования.

Чтобы получить достоверные результаты измерения сопротивления изоляции, электрик должен внимательно осмотреть тестируемую систему.Наилучшие результаты достигаются, когда:
Система или оборудование выводятся из эксплуатации и отсоединяются от всех других цепей, переключателей, конденсаторов, щеток, грозовых разрядников и автоматических выключателей. Убедитесь, что на измерения не влияет ток утечки через переключатели и устройства защиты от сверхтоков.
Температура проводника выше точки росы окружающего воздуха. Если это не так, на поверхности изоляции образуется влага, которая в некоторых случаях поглощается материалом.
Поверхность проводника не содержит углерода и других посторонних веществ, которые могут стать проводящими во влажных условиях.
Приложенное напряжение не слишком высокое. При тестировании низковольтных систем; слишком высокое напряжение может вызвать перенапряжение или повреждение изоляции.
Тестируемая система полностью разряжена на землю. Время разряда заземления должно примерно в пять раз превышать время испытательного заряда.
Учитывается влияние температуры. Поскольку сопротивление изоляции обратно пропорционально температуре изоляции (сопротивление уменьшается при повышении температуры), зарегистрированные показания изменяются из-за изменений температуры изоляционного материала.Рекомендуется проводить испытания при стандартной температуре проводника 20 ° C (68 ° F). Как показывает практика, при сравнении показаний с базовой температурой 20 ° C удваивайте сопротивление на каждые 10 ° C (18 ° F) выше 20 ° C или уменьшайте сопротивление вдвое на каждые 10 ° C ниже 20 ° C температуры. Например, сопротивление 1 МОм при 40 ° C (104 ° F) будет преобразовано в сопротивление 4 МОм при 20 ° C (68 ° F). Для измерения температуры проводника используйте бесконтактный инфракрасный термометр, такой как Fluke 65.

Безопасность — это ответственность каждого, но в конечном итоге она в ваших руках. Никакой инструмент сам по себе не может гарантировать вашу безопасность. Это сочетание инструмента и безопасных методов работы, обеспечивающих максимальную защиту. Вот несколько советов по безопасности, которым вы должны следовать:
По возможности работайте с обесточенными цепями. Используйте надлежащие процедуры блокировки / маркировки. Если эти процедуры не выполняются или не выполняются, предположите, что цепь находится под напряжением.
В цепях под напряжением используйте защитное снаряжение:
Используйте изолированные инструменты
Наденьте огнестойкую одежду, защитные очки и изоляционные перчатки
Снимите часы или другие украшения
Встаньте на изоляционный коврик
При измерении напряжения в цепях под напряжением:
Зацепите сначала зажим заземления, затем прикоснитесь к горячему проводу.Сначала отсоедините горячий провод, а потом — заземляющий.
По возможности подвесьте или опустите измеритель. Старайтесь не держать его в руках, чтобы свести к минимуму воздействие переходных процессов.
Используйте метод трехточечного тестирования, особенно при проверке, не обесточена ли цепь. Сначала проверьте известную цепь под напряжением. Во-вторых, проверьте целевую схему. В-третьих, снова протестируйте цепь под напряжением. Это подтверждает правильность работы вашего глюкометра до и после измерения.
Используйте старый трюк электриков: держать одну руку в кармане.Это снижает вероятность замкнутого контура через грудь и сердце.
При проведении испытаний изоляции и сопротивления:
Никогда не подключайте тестер изоляции к проводам под напряжением или оборудованию, находящемуся под напряжением, и всегда следуйте рекомендациям производителя.
Отключите тестируемое оборудование, отключив предохранители, переключатели и автоматические выключатели.
Отсоедините проводники ответвленной цепи, заземленные проводники, заземляющие проводники и все другое оборудование от тестируемого устройства.
Емкость разрядного проводника до и после испытания. Некоторые инструменты могут иметь функции автоматического разряда.
Проверьте наличие тока утечки через предохранители, переключатели и прерыватели в обесточенных цепях. Ток утечки может вызвать непоследовательные или неправильные показания.
Не используйте тестер изоляции в опасной или взрывоопасной атмосфере, поскольку прибор может вызвать искрение в поврежденной изоляции.
Используйте изолированные резиновые перчатки при подключении измерительных проводов.

Во время процедуры тестирования высокое постоянное напряжение, генерируемое при нажатии кнопки тестирования, вызовет протекание небольшого (в микроамперах) тока через проводник и изоляцию. Сила тока зависит от величины приложенного напряжения, емкости системы, общего сопротивления и температуры материала. Для фиксированного напряжения, чем выше ток, тем меньше сопротивление (E = IR, R = E / I). Общее сопротивление — это сумма внутреннего сопротивления проводника (небольшое значение) плюс сопротивление изоляции в МО.
Значение сопротивления изоляции, считываемое измерителем, будет функцией следующих трех независимых субтоков.
Ток утечки проводимости (I _L) Ток проводимости — это небольшая (в микроампер) величина тока, которая обычно протекает через изоляцию, между проводниками или от проводника к земле. Этот ток увеличивается по мере разрушения изоляции и становится преобладающим после того, как ток поглощения (см. Рисунок 1) исчезает. Поскольку он довольно устойчивый и не зависит от времени, это наиболее важный ток для измерения сопротивления изоляции.

Ток утечки емкостного заряда (I _C) Когда два или более проводника соединяются вместе в дорожке качения, они действуют как конденсатор. Из-за этого емкостного эффекта ток утечки протекает через изоляцию проводника. Этот ток длится всего несколько секунд при приложении постоянного напряжения и пропадает после того, как изоляция заряжена до полного испытательного напряжения. В оборудовании с малой емкостью емкостной ток выше, чем ток проводящей утечки, но обычно исчезает к тому времени, когда мы начинаем запись данных.Из-за этого важно дать показаниям «стабилизироваться» перед их записью. С другой стороны, при испытании оборудования с высокой емкостью ток утечки емкостного заряда может длиться очень долго, прежде чем исчезнет.
Поляризационный ток утечки поглощения (I _A)
Ток поглощения вызван поляризацией молекул внутри диэлектрического материала. В оборудовании с малой емкостью ток в течение первых нескольких секунд велик и медленно уменьшается почти до нуля.При работе с оборудованием с высокой емкостью или влажной и загрязненной изоляцией в течение долгого времени не будет снижения тока поглощения.
Проверка установки

Электрики и инженеры проводят контрольные испытания, чтобы убедиться в правильности установки и целостности проводов. Контрольное испытание — это простой быстрый тест, используемый для определения мгновенного состояния изоляции. Он не предоставляет диагностических данных, а используемые испытательные напряжения намного выше, чем напряжения, используемые при профилактических проверках.Контрольное испытание иногда называют ТЕСТОМ ГОТОВ / НЕ ПРОХОДИТ, потому что он проверяет кабельные системы на наличие ошибок обслуживания, неправильной установки, серьезного ухудшения характеристик или загрязнения. Установка считается приемлемой, если во время испытаний не произойдет поломки. Выбор испытательного напряжения Контрольное испытание может быть выполнено на оборудовании любой емкости. Он выполняется с одним напряжением, обычно от 500 до 5000 В, в течение примерно одной минуты. Обычно изоляция нагружается при превышении нормального рабочего напряжения, чтобы обнаружить небольшие слабые места в изоляции.Для нового оборудования испытание должно проводиться при напряжении от 60% до 80% заводского испытательного напряжения производителя (выше номинального напряжения и доступно у производителя кабеля). Если вы не знаете заводское испытательное напряжение, проверьте, используя напряжение, примерно в два раза превышающее номинальное напряжение кабеля плюс 1000 вольт. Номинальное напряжение — это максимальное напряжение, которому может подвергаться проводник в течение продолжительного времени, обычно указывается на проводе. Для однофазных, двухфазных или трехфазных систем кабель рассчитан на фазу-фаза.Этот ранее упомянутый метод следует использовать только для тестирования небольших и новых устройств из-за его способности выдерживать более высокие напряжения. Для более крупного или старого оборудования или проводов используйте испытательные напряжения постоянного тока (см. Таблицу 3). Стандартные контрольные испытательные напряжения постоянного тока (не испытательные напряжения изготовителя), используемые для испытания вращающегося оборудования, показаны в таблице 1.

Контрольные испытания могут проводиться на оборудовании любой емкости. Он выполняется с одним напряжением, обычно от 500 до 5000 В, в течение примерно одной минуты.Обычно изоляция нагружается при превышении нормального рабочего напряжения, чтобы обнаружить небольшие слабые места в изоляции. Для нового оборудования испытание должно проводиться при напряжении от 60% до 80% заводского испытательного напряжения производителя (выше номинального напряжения и доступно у производителя кабеля). Если вы не знаете заводское испытательное напряжение, проверьте, используя напряжение, примерно в два раза превышающее номинальное напряжение кабеля плюс 1000 вольт. Номинальное напряжение — это максимальное напряжение, которому может подвергаться проводник в течение продолжительного времени, обычно указывается на проводе.Для однофазных, двухфазных или трехфазных систем кабель рассчитан на фазу-фаза. Этот ранее упомянутый метод следует использовать только для тестирования небольших и новых устройств из-за его способности выдерживать более высокие напряжения. Для более крупного или старого оборудования или проводов используйте испытательные напряжения постоянного тока (см. Таблицу 3). Стандартные испытательные напряжения постоянного тока (не испытательные напряжения изготовителя), используемые для тестирования вращающегося оборудования, показаны в таблице 1.

Для проведения контрольных испытаний установки используйте следующую процедуру:
Используйте мультиметр или функцию измерения напряжения. на мегомметре, чтобы убедиться в отсутствии напряжения в проверяемой цепи.
Выберите подходящий уровень напряжения.
Подключите один конец черного щупа к общей клемме измерителя и прикоснитесь щупом к заземлению или другому проводнику. Иногда бывает полезно заземлить все проводники, не участвующие в испытании. Зажимы типа «крокодил» упрощают и повышают точность измерений.
Подключите один конец красного щупа к клемме вольт / ом на измерителе и подсоедините щуп к проверяемому проводу.
Нажмите кнопку тестирования, чтобы подать желаемое напряжение и считать сопротивление, отображаемое на измерителе.Для стабилизации показаний может потребоваться несколько секунд. Чем выше сопротивление, тем лучше.
Проверьте каждый проводник относительно земли и всех других проводников, присутствующих в кабелепроводе. Храните датированные записи измеренных значений в надежном месте.
Если некоторые из проводов не прошли проверку, определите проблему или повторно потяните за проводники. Влага, вода или грязь могут снизить сопротивление.
Тесты на техническое обслуживание могут предоставить важную информацию о настоящем и будущем состоянии проводников, генераторов, трансформаторов и двигателей.Ключ к эффективному тестированию обслуживания — хороший сбор данных. Изучение собранных данных поможет в планировании диагностических и ремонтных работ, что сократит время простоя из-за неожиданных сбоев. Ниже приведены наиболее часто применяемые испытательные напряжения постоянного тока и выполняемые испытания при техническом обслуживании:
Во время кратковременного испытания мегомметр подключается непосредственно к тестируемому оборудованию, и испытательное напряжение подается в течение примерно 60 секунд. Чтобы получить стабильные показания изоляции примерно за одну минуту, испытание следует проводить только на оборудовании с низкой емкостью.Основная процедура подключения такая же, как и для контрольного испытания, а приложенное напряжение рассчитывается по формулам испытательного напряжения постоянного тока. При тестировании хорошего оборудования вы должны заметить устойчивое увеличение сопротивления изоляции из-за уменьшения емкостных токов и токов поглощения. Поскольку температура и влажность могут влиять на показания, измерения предпочтительно проводить при температуре выше точки росы при стандартной температуре, около 20 ° C / 68 ° F. Для оборудования с номинальным напряжением 1000 В или ниже показание изоляции должно быть не менее 1 МОм.Для оборудования с номинальным напряжением более 1000 вольт ожидаемое сопротивление должно увеличиваться до одного МОм на 1000 приложенных вольт. Обычно измеренное сопротивление изоляции будет немного меньше значений, записанных ранее, что приводит к постепенному снижению, как показано на Рисунке 6. Нисходящий наклон является нормальным признаком старения изоляции. Резкий наклон вниз будет указывать на нарушение изоляции или предупреждение о предстоящих проблемах.
DCt — испытательное напряжение постоянного тока, связанное с максимальной изоляцией
Напряжение при нормальной работе переменного тока
E _pp — Номинальное межфазное напряжение
E _pn — Номинальное напряжение между фазами

Испытание ступенчатым напряжением включает испытание сопротивления при различных настройках напряжения.В этом тесте вы прикладываете каждое испытательное напряжение в течение одного и того же периода времени (обычно 60 секунд), отображая зарегистрированное сопротивление изоляции. При пошаговом приложении возрастающих напряжений изоляция подвергается повышенному электрическому напряжению, которое может выявить информацию о дефектах изоляции, таких как проколы, физические повреждения или хрупкость. Хорошая изоляция должна выдерживать увеличение перенапряжения, а ее сопротивление должно оставаться примерно одинаковым во время испытаний с разными уровнями напряжения.С другой стороны, особенно при более высоких уровнях напряжения, изношенная, потрескавшаяся или загрязненная изоляция будет испытывать повышенный ток, что приведет к снижению сопротивления изоляции. Этот тест не зависит от изоляционного материала, емкости оборудования и температурного воздействия. Поскольку для запуска требуется больше времени, его следует выполнять только после того, как проверка точки изоляции окажется безрезультатной. Точечный тест имеет дело с абсолютным изменением сопротивления (однократное считывание) во времени, в то время как тест ступенчатого напряжения ищет тенденции сопротивления по отношению к изменяющимся тестовым напряжениям.
Испытание на временное сопротивление не зависит от размера оборудования и температуры. В нем сравниваются характеристики поглощения загрязненной изоляции с характеристиками поглощения хорошей изоляции. Испытательное напряжение прикладывают в течение 10 минут, данные записываются каждые 10 секунд в течение первой минуты, а затем каждую минуту после этого. Интерпретация наклона построенного графика определит состояние изоляции. Постоянное увеличение сопротивления на графике указывает на хорошую изоляцию.Плоская или нисходящая кривая указывает на треснувшую или загрязненную изоляцию.
Другим методом определения качества изоляции является использование теста индекса поляризации (PI). Это особенно ценно для обнаружения попадания влаги и масла, которые оказывают сглаживающее действие на кривую PI, вызывая ток утечки и, в конечном итоге, закорачивают обмотки. Индекс поляризации — это отношение двух показаний сопротивления времени: одно снимается через 1 минуту, а другое — через 10 минут. При хорошей изоляции сопротивление изоляции вначале будет низким и будет расти по мере уменьшения емкостного тока утечки и тока поглощения.Результаты получают путем деления значения 10-минутного теста на значение одноминутного теста. Низкий индекс поляризации обычно указывает на проблемы с изоляцией. Когда время тестирования ограничено, сокращенным способом тестирования индекса поляризации является второй тест коэффициента диэлектрического поглощения (60/30).
Чтобы проверить сопротивление изоляции в генераторах, трансформаторах, двигателях и электроустановках, мы можем использовать любое из ранее упомянутых профилактических испытаний.Выберем ли мы точечное считывание, ступенчатое напряжение или испытание на временное сопротивление, зависит от причины испытания и достоверности полученных данных. При тестировании генераторов, двигателей или трансформаторов каждую обмотку / фазу следует тестировать последовательно и отдельно, в то время как все остальные обмотки заземлены. Таким образом также проверяется изоляция между фазами.
Для проверки сопротивления изоляции якоря и обмотки возбуждения при различных температурах IEEE рекомендует следующую формулу сопротивления изоляции.
Rm — Минимальное сопротивление изоляции, скорректированное до 40 ° C (104 ° F) в MO
Kt — Температурный коэффициент сопротивления изоляции при температуре обмотки, полученный из рисунка 10
кВ — Номинальное напряжение между клеммами машины и клеммами в киловольтах
Для трехфазной системы, испытанной с заземленными двумя другими фазами, зарегистрированное сопротивление каждой фазы следует разделить на два. Затем полученное значение можно сравнить с рекомендованным минимальным сопротивлением изоляции (Rm).

При проверке сопротивления обмоток статора убедитесь, что обмотка статора и фазы отключены. Измерьте сопротивление изоляции между обмотками и обмотками относительно земли. Кроме того, при испытании генераторов или двигателей постоянного тока щетки следует поднять, чтобы катушки можно было испытывать отдельно от якоря. В следующей таблице перечислены рекомендуемые минимальные значения сопротивления для различных номинальных напряжений двигателя.

При проверке однофазных трансформаторов проверяйте обмотку на обмотку, обмотку на землю или проверяйте одну обмотку одновременно с заземлением всех остальных.Для трехфазных трансформаторов замените E на EP-P (для трансформаторов, соединенных треугольником) или Ep-n (для трансформаторов со звездообразной звездой), а кВА на номинальное значение кВА3Ø тестируемой обмотки. Для определения минимального сопротивления изоляции используйте следующую формулу.
R — Минимальное сопротивление изоляции 500 В постоянного тока в течение одной минуты в МОмах C — Постоянное значение для измерений при 20 ° C (68 ° F) (см. Ниже) E — Номинальное напряжение обмотки. КВА — номинальная мощность испытуемой обмотки. Для трехфазных блоков kVA3Ø = v3 x kVA1Ø

При проверке проводов или кабелей их следует отсоединять от панелей и оборудования, чтобы они были изолированы.Провода и кабели необходимо проверить относительно друг друга и заземления (см. Рисунок 4 на странице 4). Ассоциация инженеров по изолированным силовым кабелям (IPCEA) предлагает следующую формулу, которая предлагает минимальные значения сопротивления изоляции.
R — MO на 1000 футов (305 метров) кабеля. На основе испытательного потенциала постоянного тока 500 В, приложенного в течение одной минуты при температуре 15,6 ° C (60 ° F))
K — Постоянная изоляционного материала. (Например: пропитанная бумага-2640, лакированная Cambric-2460, термопластичный полиэтилен-50000, композитный полиэтилен- 30000)
D — Наружный диаметр изоляции жилы для одножильного провода и кабеля D = d 2c 2b диаметр одножильного кабеля
d — Диаметр жилы
c — Толщина изоляции жилы
b — Толщина изоляции оболочки
Например, тысяча футов числа 6 A.W.G. Жаростойкий многожильный провод с изоляцией из натурального каучука с толщиной изоляции 0,125 будет иметь K = 10 560 и Log10 (D / d) = 0,373 дюйма. Согласно формуле (R = K x Log10 (D / d), R = 10 560 x 0,373 = 3 939 МОм на 1000 футов) ожидаемое минимальное сопротивление изоляции для одиночного проводника на тысячу футов при температуре 60 ° F составит 3939 МОм.
Руководство по освещению шоссе: расчет падения напряжения
Якорь: #CHDHDEBC
Раздел 4: Расчет падения напряжения
Якорь: # i1006100
Введение
В этом разделе объясняется падение напряжения и его расчет. для ответвлений освещения проезжей части.
Падение напряжения можно рассчитать вручную, используя методы описано в этом разделе или с помощью электронной таблицы NewVolt калькулятор, который доступен в TxDOT Traffic Operations Дивизия (TRF).
Якорь: # i1006115
Максимально допустимое падение напряжения
Типичное линейное напряжение для освещения составляет 240 В или 480 В переменного тока.Однако, поскольку медный провод имеет величина сопротивления, падение (или потеря) напряжения произойдет в сам провод. Эта энергия теряется в виде нагрева в проводе.
ПРА магнитного регулятора для ТНС указанного типа для освещения проезжей части (и показано в деталях освещения проезжей части) будет нормально работать при 10% ниже номинального напряжения сети.(Этот не относится ко всему электрическому оборудованию. Для оборудования, отличного от освещение проезжей части, см. документацию производителя оборудования.) Хорошая практика проектирования позволяет коммунальной компании отклоняться на 2% от номинального сетевого напряжения, оставляя 8% доступных для напряжения падение в ответвленных цепях. Следовательно, максимально допустимое напряжение капли выводятся следующим образом:
Драйверы в светодиодных светильниках работают в диапазоне напряжений.Типичные диапазоны: 120–277 В и 347–480 В. Хотя Светодиодные светильники могут работать при падении напряжения, превышающем 8%, рекомендует TxDOT. проектирование цепей с максимально допустимым падением напряжения на 8% для Светодиоды тоже.
Якорь: # i1006135
Formula
Напряжение (В) равно току (I) раз сопротивление (R) , выраженное как:
Следовательно, падение напряжения (Вд) в любом заданном пробег можно рассчитать как:
Ниже приводится обсуждение каждого из факторов в этой формуле.
Якорь: # i1006169
Ток в пробеге
При расчете падения напряжения вручную проектировщик должен определять ток в каждом прогоне (то есть от последнего светового полюс до предпоследнего и т. д., вплоть до службы столб). Сила тока зависит от количества и типа светильников. В В следующей таблице показан ток, необходимый для различных типов светильников.
Якорь: # i1003936 Расчетный ток для различных стандартов TxDOT Светильники
Мощность светильника и тип *
120 В
240 В
480 V
150 Вт HPS
1.67 А
0,83 А
0,42 A
250 Вт HPS
2.50 А
1,25 А
0,63 A
400 Вт HPS
3.75 А
1.88 А
0,94 A
Светодиодный эквалайзер мощностью 150 Вт
0.83 А
0,42 А
0,21 A
Светодиодный эквалайзер мощностью 250 Вт
1.42 А
0,71 А
0,35 A
Светодиодный эквалайзер мощностью 400 Вт
2.08 А
1,04 А
0,52 A
12-400 Вт HPS HM
45.0 А
22,5 А
11,3 A
6-400Вт Светодиод HM
30.0 А
15,0 А
7,50 A
150 или 165 Вт IF
1.4 А
0,71 А
н / д
* HPS = Натрий высокого давления; LED = светоизлучающий диод; IF = индукция Флуоресцентный; HM = высокая мачта
Якорь: #DBFGKACT
Сопротивление проводника
Для расчета падения напряжения необходимо знать сопротивление проводника (провода), используемого в ответвленной цепи.Сопротивление функция размера и длины провода. Сопротивление обоих проводов идёт к светильнику необходимо учитывать.
В следующей таблице показано сопротивление проводов для различных американских Калибры проводов (AWG). Поскольку оба провода в стандартном схем, в таблице указано «сопротивление шлейфа»; таким образом, дизайнеру нужно только рассчитать расстояние между опорами светильника.
Якорь: # i1004012 Сопротивление провода по манометру
(AWG)
(Ом / фут)
(Ом / метр)
12
0.003360
0,011023
10
0,002036
0.006680
8
0,001308
0,004291
6
0.000820
0,002690
4
0,000518
0.001700
2
0,000324
0,001063
0
0.000204
0,000670
00
0,000162
0.000532
* Показанные значения для медных проводов без покрытия в кабелепроводе при температуре 25 ° C
ПРИМЕЧАНИЕ. Сопротивление контура учитывает длину провода в обоих направлениях, требуя от проектировщика измерения только одностороннего расстояния между опоры для светильников.
Провода большего сечения имеют меньшее сопротивление. Использование провода большего размера это один из способов уменьшить падение напряжения в цепи.
Якорь: #ATFQKVDS
Длина пробега
При использовании предыдущей таблицы для определения сопротивления проводника на метр или фут, «длина участка», используемая для определения падения напряжения. формула будет просто односторонним расстоянием между полюсами.
Из-за способа подключения светильников высота полюс не имеет значения при расчете падения напряжения. Только в последний полюс будет фактором высоты, и то только если шесты были очень высокими (высокая мачта, например).
Якорь: #XYLYGHVQ
Пример расчета
В ответвлении на 480 вольт пробег от последнего огонька Полюс до следующего фонарного столба составляет 200 футов.Двухрычажный фонарь поддерживает два светодиодных светильника EQ мощностью 400 Вт. Проводник — провод 8-го калибра.
Используя данные из таблиц, представленных в этом разделе, получаем Следующая информация:
Используя формулу для расчета падения напряжения, находим
и, следовательно,
Якорь: #ANFRUILT
Общее падение напряжения
На каждом проходе ответвленной цепи будет падение напряжения.Следовательно, по мере того, как вы работаете с электричеством, общее напряжение упало в проводке увеличивается по мере добавления падения для каждого последующего прогона. Эта сумма не должна превышать 8 процентов на самом дальнем от полюса полюсе. электрические услуги.
Якорь: #ROBAREAN
Split Branch Circuit
Иногда ответвленная цепь разделяется и проходит в двух направлениях.Когда это происходит, разработчик должен помнить, что каждый запуск разделяется Выключенный контур имеет отдельное падение напряжения.
.

Основные формулы для расчета сопротивления кабелей

Расчет средней индуктивности многожильных кабелей

Учет поверхностного эффекта и эффекта близости

Особенности расчета одножильных кабелей

Влияние конструкции кабеля на его сопротивление

Расчет сопротивления кабелей с секторными жилами

Влияние температуры на сопротивление кабеля

Таблицы расчетных значений параметров кабелей

Практическое применение методики расчета

Заключение

Электрическое сопротивление силовых кабелей

Что такое сопротивление, его природа

Особенности активного сопротивления

Виды сопротивлений

Удельное сопротивление

Активное сопротивление проводов, кабелей и линий

Индуктивное сопротивление проводов, кабелей и линий

Сопротивление изоляции кабеля

Высоковольтные провода нулевого сопротивления

Биметаллический кабель

ФИЗИКА: Задачи на сопротивление проводников

Задачи на Сопротивление проводников с решениями

Название величины

Обозначение

Единица измерения

Формула

Сила тока

I

А

I = U / R

Напряжение

U

В

U = IR

Сопротивление

R

Ом

R = U/I

Длина проводника

l

м

l = RS / p

Площадь поперечного сечения проводника

S

мм2

S = pl / R

Удельное сопротивление вещества

p

Ом • мм2 /м

p = RS / l

Сопротивление проводника

R

Ом

R = pl / S

ПРИМЕРЫ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ

Краткая теория для решения Задачи на Сопротивление проводников.

Таблица удельного электросопротивления медных проводников

Что такое электрический ток

Удельное сопротивление

Проводимость и электросопротивление

Проводимость жидкостей

Электросопротивление проводов

Выбор сечения кабеля

Выбор по допустимому нагреву

Допустимые потери напряжения

Электросопротивление других металлов

Индуктивное сопротивление

Видео

Силовые кабели 1-10 кВ с пластмассовой изоляцией. Расчет активного и индуктивного сопротивлений

Основа методики расчета

Понятие средней индуктивности

Эффект близости

Особенности расчета одножильных кабелей

О сопротивлении нулевой последовательности

Литература

Сопротивление цепи фаза – ноль

Пример расчета кабелей — Руководство по устройству электроустановок

Пример расчета кабелей

Расчет с помощью ПО Ecodial 3.3

Выбор сечения кабеля цепи C6

мм²

Ом • мм² /м