Тема 2. 7 расчет и Выбор сечений проводников по нагреву

 

Нагрев проводников электрическим током при различных режимах работы электроприемников. Предельно допустимые температуры нагрева проводников; поправочные коэффициенты на температуру среды и на количество работающих кабелей в одной траншее.

Понятие длительно допустимого тока для проводов и кабелей. Условия выбора сечений проводников по длительно допустимому току при различных режимах работы электроприемников.

Выбор способа прокладки проводов и кабелей согласно ПУЭ (п. 2.1.31. – 2.1.51.).

 

Рекомендуемая литература: [8, 24]

 

Методические указания

 

Проводники любого назначения должны удовлетворять требованиям в отношении предельно допустимого нагрева с учетом не только нормальных, но и послеаварийных режимов, а также режимов в период ремонта и возможных неравномерностей распределения токов между линиями, секциями шин и т.п. [8, п.1.3.2, 1.3.17].

По [24, с.155 – 157] изучите, как происходит нагрев проводников электрическим током при различных режимах работы (длительном, повторно-кратковременном, кратковременном) По [24, рис.2.I] рассмотрите кривые нагрева и охлаждения проводов и кабелей при различных режимах работы.

Значения предельно допустимых температур нагрева проводников приведены в [24, табл. 3.8]. Максимальное значение длительно протекающего тока, при котором температура проводника станет предельно допустимой, называется предельно допустимым током по нагреву или длительно допустимым током. Значения этих токов для проводов, кабелей и шин при различных условиях прокладки подробно приведены в [8, табл. 1.3.4 – 1.3.11, 1.3.3 – 1.3.22, 1.3.24, 1.3.25,1.3.27, 1.3.29 – 1.3.35].

Условия выбора проводников по нагреву приведены в [24, с. 156,157]. Обратите внимание на учет поправочных коэффициентов на температуру воздуха, земли и условия прокладки проводников. Значения этих коэффициентов приведены в [8, п. 1.3.10, табл. 1.3.3, п.1.3.12, 1.3.23].

 

Вопросы для самоконтроля

 

1. Что такое «длительно допустимый ток»?

2. Чем опасна чрезмерно высокая температура нагрева проводника?

3. Определите поправочный температурный коэффициент на допустимый ток кабеля марки ВВГ, проложенного по лоткам при температуре окружающей среды +30°С.

4. Запишите условие выбора проводника по нагреву для повторно-кратковременного режима работы. Поясните, при каких значениях относительной продолжительности включения (ПВ) выбор производится по заданному условию.

5. Номинальный ток электроприемника I_н-60 А. Определите сечение и длительно допустимый ток для:

а) четырех одножильных проводов АПВ, проложенных в одной трубе;

б) одного четырехжильного кабеля АВВГ, проложенного в одной трубе (см. [8, табл. 1.3.5, 1.3.7]).

В результате изучения темы студент должен:

иметь представление

· о процессе нагрева проводников электрическим током;

знать

· понятие допустимого длительного тока для проводов и кабелей;

· порядок определения поправочных коэффициентов на температуру окружающей среды и на количество работающих кабелей в одной траншее;

· условия выбора сечений проводников по допустимому длительному току при различных режимах работы ЭП;

уметь

· выбирать сечение проводника по допустимому длительному току.

 

Тема 2.8 Защита электрических сетей до 1 кВ

 

Понятие о селективности (избирательности) срабатывания защиты, зоне и надежности действия защиты, времени срабатывания защиты.

Определение пикового тока для электроустановок.

Устройство и принцип действия автоматических выключателей, предохранителей. Различные виды и типы защитных аппаратов, их технические характеристики.

Устройство защитного отключения (УЗО). Назначение и область применения.

Алгоритм расчетов и выбора защитных аппаратов.

Выбор места установки аппаратов защиты согласно ПУЭ (п.3.1.14. - 3.1.19.).

 

Рекомендуемая литература: [8, 15, 24, 33]

 

Методические указания

 

При изучении данной темы необходимо обратить внимание на понятие «аппарат защиты» [8, п..3.1.2].

Согласно ПУЭ электрические сети должны иметь защиту от токов короткого замыкания, обеспечивающую по возможности наименьшее время отключения и требования ее селективности. По [8, Раздел 3. Защита и автоматика] ознакомьтесь с требованиями к аппаратам защиты, выбором защиты и местами установки аппаратов защиты.

Понятие о селективности (избирательности) срабатывания защиты, зоне и надежности действия защиты, времени срабатывания защиты рассмотрите по [15, п.3.2.7].

Конструкции различного типа плавких предохранителей и автоматических выключателей представлены в [24, с.138 – 155], [7, с.165 – 178]. Условия выбора аппаратов защиты в [24, с.158 – 163], [33,с.179 - 184]. Обратите внимание на понятие «пиковый ток» [33, с 143,144] и его расчет в зависимости от типа и количества электроприемников.

Термин «УЗО» принят в отечественной специальной литературе. УЗО - быстродействующий защитный выключатель, реагирующий на дифференциальный ток, без встроенной защиты от сверхтоков. Отсюда следует современное наименование данных устройств: «Выключатель дифференциального тока» или «Дифференциальный выключатель».

Дифференциальный выключатель должен включаться в схему последовательно с устройством защиты от сверхтоков (автоматическим выключателем или предохранителем).

Дифференциальный автомат – дифференциальный выключатель со встроенной защитой от сверх токов или комбинация двух защитных устройств в одном корпусе (дифференциального и автоматического выключателей).

Устройства обеспечивают:

· защиту людей от поражения электрическим током при прямом однофазном прикосновении к токоведущим частям;

· защиту людей от поражения электрическим током при косвенном контакте с доступными проводящими частями электроустановок, оказавшимися под напряжением при поврежденной изоляции;

· защиту от пожаров, возникающих вследствие длительного протекания токов утечки на землю.

Таким образом, одно устройство защитного отключения выполняет три вида защиты (от перегрузки, короткого замыкания и дифференциальных токов).

Примеры обязательного применения УЗО на объектах приведены в таблице 7.

Обратите внимание на отношение длительно допустимых токов проводников и номинальных токов защитных аппаратов.

Сечения проводов выбранных по нагреву должны проверяться по ПУЭ на соответствие выбранному аппарату защиты [33, с 182,183], [18, п.3.1.8-3.1.13, 7.3.139].

 

Таблица 7 – Обязательное применение устройств защитного отключения на объектах

 

Область применения	Отключающий дифференциальный ток, мА	Нормативные документы
Жилые и общественные здания:		ПУЭ, 7-е издание
· штепсельные розетки	30£300
· общие цепи
Ванные и душевые помещения		ГОСТ Р 50571.11-96
· отдельная линия
· совмещенные цепи
Строительные площадки:		ГОСТ Р 50571.23-00
· штепсельные розетки	£30
Промышленные объекты:		ГОСТ Р 50571.17-2000 ПУЭ, 7-е издание
· штепсельные розетки	£30
· общие цепи	£500
Мобильные торговые точки	£30	ГОСТ Р 50669.94
Сельскохозяйственные объекты:		ПУЭ, 7-е издание
· штепсельные розетки	£30
· общие цепи	³100
Передвижные электроустановки	£30	ПУЭ, 7-е издание
Переносные электроприемники	£30	ПУЭ, 7-е издание
Розетки наружной установки	£30	ГОСТ Р 50571.8-94
Освещение фасадов, наружная реклама	£30	ПУЭ, 7-е издание
Освещение помещений с повышенной опасностью	£30	ПУЭ, 7-е издание

 

Вопросы для самоконтроля

 

1. Что называют аппаратом защиты?

2. От каких ненормальных режимов работы должны быть защищены электрические сети?

3. Где согласно требований ПУЭ следует располагать аппараты защиты?

4. Расскажите о конструкции плавких предохранителей ПР и ПН. Запишите условия выбора номинального тока плавкой вставки предохранителей для защиты электродвигателя.

5. Как определить пиковый ток станка, на котором установлены три электродвигателя?

6. Объясните назначение и принцип действия электромагнитного и теплового расцепителей автоматического выключателя.

7. Запишите выбора уставок теплового и электромагнитного расцепителей автоматического выключателя.

8. Объясните назначение устройства защитного отключения (УЗО) и порядок подключения устройства в схему.

9. Какие виды защит выполняет дифференциальный автоматический выключатель?

10. Для каких объектов применение УЗО обязательно?

11. Запишите условие проверки участка сети на защищаемость автоматическим выключателем с комбинированным расцепителем (нерегулируемым).

12. Запишите условие проверки участка сети на защищаемость плавкими предохранителями.

В результате изучения темы студент должен:

знать

· устройство и принцип действия предохранителей и автоматических выключателей;

· понятия селективность срабатывания защиты, зона и надежность действия защиты, время срабатывания защиты;

уметь

· определять пиковый ток для электроустановок;

· выбирать аппараты защиты из справочной литературы.