Выбор сечения проводов по допустимой потере напряжения

       Передача энергии по проводам связана с потерей напряжения. Большая потеря напряжения снижает рабочее напряжение потребителя и затрудняет его нормальную работу. Поэтому при выборе сечения проводов исходят из допускаемой потери напряжения (2-6% от номинального напряжения потребителя в силовых сетях, 1-2,5% в осветительных).

       Потеря напряжения в линии постоянного тока или однофазной линии переменного тока с одной нагрузкой на конце определяется по формуле:

где I – расчетный ток в проводе (А), l – длина провода (м), s – сечение провода (мм²), γ – удельная проводимость материала провода (м/Ом · мм²). Отсюда можно выразить площадь сечения провода для определенной потери напряжения:

Выбор сечения проводов по допустимому нагреву

       Тепловой режим провода определяется уравнением теплового равновесия:

где F – площадь поверхности провода, c – коэффициент теплоотдачи, θ – температура провода, θ₀ – температура окружающей среды.

       Левая часть равенства выражает количество теплоты, выделяемой током I в проводе сопротивлением R за время t (закон Джоуля-Ленца). Правая часть равенства определяет количество теплоты, отдаваемой проводом в окружающую среду за время t.

Произведя в исходном уравнении подстановки:

получим: , где l – длина провода, s – сечение провода, γ – удельная проводимость материала провода. Последнее равенство преобразуют к виду:

где  

Температура поверхности голого провода не должна превышать 70°, а провода с резиновой или полихлорвиниловой изоляцией – 65°.

Подставив в формулу тока площадь поперечного сечения провода, находят максимально допустимый ток, соответствующий заданным условиям. Так как формула довольно громоздка, то пользуются специальными таблицами (по выбранному сечению провода можно определить максимально допустимый ток, а по току – площадь сечения провода). Площадь сечения провода рассчитывается сначала по допустимой потере напряжения, а затем по допустимому нагреву. Из полученных значений берут большее и округляют его до ближайшего стандартного значения.

Защитное заземление

       Установлено, что проходящий через тело человека электрический ток силой 50 мА является опасным для жизни, а ток силой 100 мА и выше смертельным. Сила тока зависит от напряжения и сопротивления цепи, поэтому опасность поражения электрическим током возрастает при увеличении напряжения и уменьшении сопротивления тела человека. Увеличить сопротивление можно применением резиновой обуви и перчаток. Для защиты обслуживающего персонала от поражения током при соприкосновении с металлическими частями оборудования, которые могут оказаться под напряжением при повреждении изоляции, используется защитное заземление.

       Защитным заземлением называется преднамеренное соединение с землей металлических частей оборудования, нормально не находящихся под напряжением. Оно осуществляется при помощи заземлителей – стальных уголков, находящихся на достаточной глубине в почве. Заземлители соединяются с заземляемыми частями установки стальными полосами. При малых сопротивлениях заземления большая часть тока замыкания на землю будет проходить через заземлитель и лишь незначительным ток пройдет через тело человека. Поэтому защитные свойства заземления тем выше, чем меньше его сопротивление. Сопротивление заземляющего устройства не должно превышать 4 Ом. Не реже одного раза в год производится проверка состояния заземляющего устройства и измеряется его сопротивление.

Раздел 2. Электроника