케이블 및 와이어 단면 선택: 가열, 전류, 전압 손실

전선 및 케이블의 단면적은 가열이 전선의 물리적 특성을 변화시키고 저항을 증가시키고 전도성 부분을 가열하고 절연체의 수명을 단축하기 위한 전기 에너지의 쓸모없는 소비. 과도한 열은 절연 및 접점 연결에 위험하며 화재 및 폭발로 이어질 수 있습니다.

케이블 및 열선 단면 선택

허용 가열 조건에서 단면 선택은 장기 허용 전류 부하 Id의 관련 표 사용으로 축소되며, 여기서 도체는 조기를 방지하기 위해 실제로 설정된 최대 허용 온도로 가열됩니다. 와이어의 연결 지점에서 안정적인 접촉을 보장하고 Id ≥ Ip, Ip — 정격 부하 전류에서 발생하는 다양한 비상 상황을 제거하기 위해 절연체 마모.

케이블 단면을 선택할 때 간헐적 간헐적 부하가 감소된 연속 전류로 다시 계산됩니다.

여기서 Ipv는 PV 활성화 기간에 대한 수신기의 오프 모드 전류입니다.

전선 및 케이블의 단면적을 선택할 때 동일한 가열 온도에서 단면적이 더 큰 전도성 전선의 허용 전류 밀도는 더 작아야 한다는 점을 고려해야 합니다. 냉각 표면의 성장 정도가 큽니다 (쌀 참조 1). 이러한 이유로 비철금속을 절약하기 위해 단면이 큰 하나의 케이블 대신 단면이 작은 두 개 이상의 케이블을 선택하는 경우가 많습니다.

그림 1. 전류에 의해 + 65 ° C의 온도로 가열 된 함침 종이 절연체가있는 6kV의 전압에 대한 실외 3 코어 케이블의 구리 도체 단면에 대한 허용 전류 밀도의 의존성 그래프 +25 °C의 공기 온도.

관련 표에 따라 허용 가능한 가열 조건에서 전선 및 케이블을 최종 선택하는 경우 라인의 예상 전류뿐만 아니라 배치 방법, 전선 재질 및 주변 온도.

허용되는 장전류 가열 조건에 따라 선택된 1000V 이상의 전압용 케이블 라인도 단락 ​​전류에 의한 가열 여부를 확인합니다. 최대 10kV 전압의 함침 종이 절연 케이블의 구리 및 알루미늄 도체 온도가 200 ° C를 초과하고 125 ° C 이상의 전압 35-220kV 케이블의 경우 그에 따라 단면적이 증가합니다.

최대 1000V의 전압을 갖는 내부 전원 네트워크의 전선 및 케이블 단면은 선형 보호 장치(퓨즈 및 회로 차단기)의 스위칭 기능과 조정되므로 불평등은 Azd / Azc h로 정당화됩니다. 여기서 kz는 공칭 전류 또는 보호 장치 Azs의 전류에 대한 와이어의 허용 가능한 장기 전류의 배수 (에서 PUE). 위의 부등식을 충족하지 못하면 선택한 메인 섹션이 그에 따라 증가합니다.

전압 손실에 대한 케이블 및 전선의 단면 선택

가열 조건에 의해 선택되고 선형 전압 손실과 관련된 보호 장치의 스위칭 기능과 일치하는 케이블 및 도체의 단면적을 확인해야 합니다.

여기서 U는 전기 에너지 원의 전압이고 Unom은 수신기 연결 지점의 전압입니다.

공칭 전압에서 모터 단자 전압의 허용 편차는 ± 5%를 초과해서는 안 되며 경우에 따라 + 10%에 도달할 수 있습니다.

조명 네트워크에서 내부 작업 조명의 가장 먼 램프 및 외부 조명의 프로젝터 설치에 대한 전압 강하는 램프의 공칭 전압의 2.5%를 초과해서는 안 되며, 외부 및 비상 조명용 램프의 경우 5%를 초과해서는 안 됩니다. 전압 12.,. 42V — 10%. 전압 감소가 크면 작업장의 조명이 크게 감소하고 노동 생산성이 저하되며 가스 방전 램프의 점화가 보장되지 않는 조건이 발생할 수 있습니다. 일반적으로 램프의 최고 전압은 공칭 값의 105%를 초과해서는 안 됩니다.

내부 전원 공급 장치 네트워크의 전압이 규범에서 제공되는 것 이상으로 증가하는 것은 허용되지 않습니다. 전기 에너지 소비가 크게 증가하고 전원 공급 장치의 수명이 단축되며 전기 조명이 켜지기 때문입니다. 장비, 때로는 제품 품질 저하.

쌀. 2. 케이블 및 전선의 단면을 선택할 때 3상 3방향 라인의 전압 손실 계산: a-라인 끝에 하나의 부하, b-여러 분산 부하.

상대 선형 전압 손실에 대한 정격 전류 Azp 및 역률 cos phi를 특징으로하는 끝에 하나의 부하가있는 3 상 3 선식 전선의 단면적 확인 (그림 2, a) 수행 다음과 같이:

여기서 Unom은 네트워크의 공칭 전압이고 V, Ro 및 Xo는 각각 1km의 라인에 대한 활성 및 유도 저항이며 참조 테이블 Ohm / km에서 선택되며 Pp는 계산 된 부하의 유효 전력입니다. , kW; L은 선의 길이, km입니다.

일정한 단면의 분기되지 않은 주 3상 3선 라인의 경우 정격 전류 Azstr1, AzR2, ..., Azr 및 해당 역률 cos phi1, cos phi2, ..., cos와 함께 분배된 부하를 전달합니다. 거리 L1, L2, …, Ln(그림 2, b)에서 전원으로부터 떨어진 phi, 가장 먼 수신기에 대한 상대적 선형 전압 손실:

여기서 PRi 유효 전력 — 거리 L에서 전원으로부터 멀리 떨어진 계산된 i번째 부하.

계산된 상대 전압 손실 dU가 허용 기준보다 높은 것으로 판명되면 이 값의 정규화된 값을 보장하기 위해 선택한 섹션을 늘려야 합니다.

전선 및 케이블의 단면적이 작으면 유도 저항 Xo를 무시할 수 있으므로 해당 계산이 크게 단순화됩니다. 상당한 길이가 다른 실외 조명의 3상 3선식 분배 네트워크에서는 등거리 조명 기구를 올바르게 포함하는 데 주의를 기울여야 합니다. 전압 손실 위상에 고르지 않게 분포되며 공칭 전압에 비해 수십 퍼센트에 이를 수 있습니다.

실외 조명을 위해 등거리 조명 기구를 켜는 방식: a — 정확함, b — 부정확함

경제적인 전류 밀도를 위한 케이블 단면 선택

경제적 요인을 고려하지 않고 전선 및 케이블의 단면을 선택하면 라인의 전기 에너지가 크게 손실되고 운영 비용이 크게 증가할 수 있습니다.이러한 이유로 상당한 길이의 내부 전원 공급 장치가 있는 전기 네트워크의 전선 단면과 최대 부하(Tmax > 4000h)를 사용하여 많은 시간 동안 작동하는 네트워크는 최소한 다음에 대한 책임이 있어야 합니다. 다음과 같이 정의되는 자본 비용과 운영 비용 간의 최적 비율을 설정하는 권장 경제 전류 밀도:

여기서 Azr - 고장 및 수리의 경우 부하 증가를 고려하지 않은 라인의 공칭 전류 Jd - 8-10년 내 자본 비용 상환을 기반으로 한 경제 전류 밀도.

예상 경제적 단면적은 가장 가까운 표준으로 반올림되고 150mm2 이상이면 하나의 케이블 라인이 경제적 단면적에 해당하는 총 단면적을 가진 두 개 이상의 케이블로 대체됩니다. 단면적이 50mm2 미만인 저변동 부하 케이블을 사용하십시오. 권장되지 않습니다.

최대 부하 Tmax <4000 … 5000 h의 사용 시간 및 동일한 전압의 수신기에 대한 모든 분기, 조명 설비의 전기 네트워크, 임시 구조물로 최대 1000V의 전압을 가진 케이블 및 전선의 단면 경제 전류 밀도에 따라 서비스 수명이 최대 3 ~ 5년인 구조는 선택되지 않습니다.

3상 4패스 네트워크에서 중성선의 단면적은 계산되지 않지만 주 도체에 대해 선택된 단면적의 50% 이상을 취하며 가스 방전 램프를 공급하는 네트워크에서는 메인 와이어와 동일한 더 높은 전류 고조파가 나타납니다.