Нулевые рабочие проводники ( N )

Для однофазных, а также трехфазных сетей при питании по ним однофазных нагрузок сечение нулевого рабочего N-проводника во всех случаях должно быть равно сечению фазных проводников.

Для варианта питания трехфазных симметричных нагрузок (в т. ч. и многоламповых светильников, включаемых в трехфазную сеть):

– нулевой рабочий N-проводник должен иметь сечение, равное сечению фазных проводников, если те имеют сечение до 16 мм² по меди или до 25 мм² по алюминию;

– при больших сечениях фазных проводников он может иметь сечение, составляющее не менее 50 % сечения фазных проводников.

Совмещенные нулевые рабочие и защитные проводники (PEN)

Для совмещенного PEN-проводника можно принимать его сечение равным 10 мм² и выше по меди и 16 мм² и выше по алюминию, при этом сечение PEN-проводника должно быть не менее требуемого сечения N-проводника.

Защитные проводники (РЕ)

Сечение защитного РЕ-проводника должно равняться:

– сечению фазных проводников при сечении последних до 16 мм²;

– 16 мм², при сечении фазных проводников от 16 до 35 мм²;

– не менее 50 % сечение фазных проводников при больших сечениях последних.

В качестве защитных проводников наряду с жилами кабелей, проводников, отдельных проводников могут использоваться металлические покровы кабелей, металлические трубы.

3.1.6. Расчет электрических нагрузок узлов электрической сети и всего цеха

Расчет электрических нагрузок узлов электрической сети при магистральной схеме электроснабжения выполняется аналогично разделу 3.1.3.

Расчетный коэффициент определяется по таблице 3.7.

Таблица 3.7

Значения коэффициентов расчетной нагрузки  на шинах НН цеховых трансформаторов и для ШМА до 1 кВ

	Коэффициент использования
	0,1	0,15	0,2	0,3	0,4	0,5	0,6	0,7
1	8,00	5,33	4,00	2,67	2,00	1,60	1,33	1,14
2	5,01	3,44	2,69	1,9	1,52	1,24	1,11	1,0
3	2,94	2,17	1,8	1,42	1,23	1,14	1,08	1,0
4	2,28	1,73	1,46	1,19	1,06	1,04	1,0	0,97
5	1,31	1,12	1,02	1,0	0,98	0,96	0,94	0,93
6-8	1,2	1,0	0,96	0,95	0,94	0,93	0,92	0,91
9-10	1,1	0,97	0,91	0,9	0,9	0,9	0,9	0,9
10-25	0,8	0,8	0,8	0,85	0,85	0,85	0,9	0,9
25-50	0,75	0,75	0,75	0,75	0,75	0,8	0,85	0,85
Более 50	0,65	0,65	0,65	0,7	0,7	0,75	0,8	0,8

Общая нагрузка цеха определяется с учетом осветительной нагрузки

.

3.1.7. Выбор конструктивного исполнения электрической сети, марки проводов, кабелей и типа шинопроводов и способов их прокладки

Способы выполнения внутрицеховых электрических сетей изменяются в направлении повышения их экономичности, надежности, эксплуатационных устройств. Подземная прокладка кабелей в каналах, туннелях, блоках и трубах уступает место открытой прокладке проводников на металлических конструкциях, лотках, тросах и струнах; кабельные сети заменяют магистральными и распределительными шинопроводами.

Основные требования, предъявляемые к внутрицеховым электрическим сетям, заключается в обеспечении:

– надежности, т.е. минимальной повреждаемости сети при механических воздействиях окружающего оборудования и обслуживающего персонала и вредном воздействии окружающей среды;

– универсальности, т.е. способности к подключению новых нагрузок без замены, перекладки или усиления проводников;

– гибкости, т.е. возможности легко и просто вносить изменения в действующую сеть и приспосабливать ее к новым условиям работы при увеличении количества цеховых электроприемников, изменении их характера и размещения.

Этим требованиям наиболее удовлетворяют шинопроводы, состоящие из сборных элементов, пригодных для быстрого монтажа и демонтажа с многократным использованием их.

Для подключения электроприемников используют провода АПВ, проложенные в трубах. Шинопроводы, силовые пункты и ВРУ подключаются кабелями АВВГ и ААШВ. Питающая линия от ТП до ВРУ выполняется кабелем.

3.1.8. Выбор типа сетевых объектов (ШР, ШРА ШМА и ВРУ) и типа защитных аппаратов в них

Шкафы и распределительные шинопроводы выбираются по номинальному току и количеству присоединений.

, .

Если распределительный шинопровод подключается не в начале, то он выбирается по расчетному току наиболее нагруженного плеча от точки присоединения питающей линии до конца шинопровода. Для этого предварительно вычисляется ток нагрузки на 1 м шинопровода по выражению:

,

где  – полная мощность расчетной группы электроприемников, питающихся от шинопровода;

 – длина распределительного шинопровода.

Расчетный ток плеча шинопровода, имеющий длину l определяется как .

При присоединении питающей линии в начале шинопровода .

Технические характеристики шинопроводов приведены в табл.3.8 – 3.10.

Таблица 3.8

Основные технические характеристики шинопроводов
ШРА 73 и ШРА 5

Показатели	Для шинопровода на номинальный ток, А
	250	400	630
Электродинамическая стойкость, кА	15	25	35
Размеры шин, мм	35´5	50´5	80´5
Сопротивление на фазу, Ом/км
Активное	0,21	0,15	0,10
Индуктивное	0,21	0,17	0,13
Сопротивление петли фаза-нуль (полное), Ом/км	0,55	0,49	0,29
Линейная потеря напряжения на длине 100м при равномерно распределенной нагрузке и	8,5	7,5	8,5

Таблица 3.9

Номенклатура прямых секций шинопроводов

Наименование	Тип шинопровода		Кол–во ответвлений
	ШРА 5	ШРА 73
Номинальный ток 250А
Секция прямая 1000 мм	У 5020	У 2020	2
Секция прямая 3000 мм	У 5018	У 2018	2
Секция прямая 3000 мм	У 5022	У 2022	4
Номинальный ток 400А
Секция прямая 1000 мм	У 5040	У 2040	2
Секция прямая 3000 мм	У 5054	У 2054	2
Секция прямая 3000 мм	У 5042	У 2042	4
Номинальный ток 400А
Секция прямая 1000 мм	У 5060	У 2060	2
Секция прямая 3000 мм	У 5074	У 2074	2
Секция прямая 3000 мм	У 5062	У 2062	4

 

Таблица 3.10

Номенклатура ответвительных коробок

Тип	Наименование	Номинальная сила тока защитного аппарата, А	Номинальный ток шинопровода, А
У 2031 У 5031	Коробка ответвительная с предохранителями ПН 2–100	100	250 400 630
У 2032 У 5032	Коробка ответвительная с разъединителем на 160А	–
У 2033 У 5033	Коробка ответвительная с разъединителем на 250А	–	400 630
У 2038 У 5038	Коробка ответвительная с автоматическим выключателем	100	250 400 630
У 2039 У 5039	Коробка ответвительная с автоматическим выключателем	160
У 2051 У 5051	Коробка ответвительная с автоматическим выключателем	250	400 630

Технические характеристики распределительных пунктов приведены в табл. 3.11.

Таблица 3.11

Основные параметры и характеристики ПР 85–Ин1 и ПР 88–Ин1

Наименование показателя	Значение
	ПР 85	ПР 88
Номинальное напряжение, В	380	380
Номинальная частота, Гц	50	50
Номинальный ток ввода, А, не более	630	250
Номинальный ток аппарата распределения, А, не более	250	63
Номинальный ударный ток к.з. на шинах, кА при Iн шкафа до 250А при Iн шкафа до 630А	10 40
Номинальный режим работы	продолжительный
Исполнение по способу установки	(1) утопленные
	(3) навесные
	7 напольные	–
Степень защиты	IP 21. IP 54

 

Таблица 3.12

Техническая характеристика ПР 85–Ин1

Номер схемы			I н шкафа, А	Автоматические выключатели, , А
Исполнение				Ввод			Распределение
Утопленное	навесное	Напольное		160, 250	400	630	1пол.	3-х полюсные
							до 63	до 63	до 100	до 200
001	001		225/200						6
002	002		360/ 320				12	8
004	004						18	6
003	003						24	4
005	005							4	2	2
006	006							4	4
007	007							6	4
008	008		550/ 500				6	4
009	009							6
010	010							8
011	011							12
012	012								2	2
013	013								2	4
014	014								4	2
015	015								4	4
016	016								6	2
017	017								8	2
018	018								12	6
100	100		225/ 200	1			6	4
101	101			1			12	6
	102	102		1			12	8
103	103			1					6	1
104	104								8
200	200		360/ 320		1		12	6
	201	201			1		12	8
	202	202			1			4	2	2
203	203				1			4	4
	204	204	360/ 320		1			6	4
205	205				1			12
206					1				2	2
	207	207			1				2	4
	208				1				4	2
	209	209			1				4	4
	210				1				6	2
211	211				1				8
	212	212			1				8	2
	213	213			1				10
	214				1					6

 

Окончание табл. 3.12

Номер схемы			I н шкафа, А	Автоматические выключатели, , А
Исполнение				Ввод			Распределение
Утопленное	навесное	Напольное		160, 250	400	630	1пол.	3-х полюсные
							до 63	до 63	до 100	до 200
	300	300	550/ 500			1	18	6
	301	301				1	24	4
302	302					1		8
	303	303				1		12
	304					1			2	2
	305					1			4	4
306	306					1			6
	307	307				1			8	2
	308	308				1			12
	309	309				1				6

Таблица 3.13

Техническая характеристика ПР 88–Ин1

Номер схемы	шкафа, А	Аппараты учета		ТТ, 3 шт, А	УЗО, А	Автоматические выключатели, , А
		сч-к однофаз.	сч-к отрехфаз			ввод	распределение
							1 пол 10÷63 А	3-х полюсные 10÷63 А
001	250	+	+	300/5	250	250	8	4
002	200			200/5		200
003	160			200/5		160
004	125			200/5		125
005	100			100/5	100	100
006	80			100/5		80
007	63			75/5		63
008	50			75/5		50
009	250	+	+	300/5	–	250	8	4
010	200			200/5		200
011	160			200/5		160
012	125			200/5		125
013	100			100/5		100
014	80			100/5		80
015	63			75/5		63
016	50			75/5		50
017	250	–	+	300/5	250	250	–	8
018	200			200/5		200
019	160			200/5		160
020	125			200/5		125
021	100			100/5	100	100
022	80			100/5		80
023	63			75/5		63
024	50			75/5		50

Окончание табл. 3.13

025	63	–	+	–		63	–	6
026	50	–	+	–		50
027	63	+	–	–		63	18	–
028	50	+	–	–		50
029	250	–	+	300/5	–	250	–	8
030	200	–	+	200/5		200
031	160	–	+	200/5		160
032	125	–	+	200/5		125
033	100	–	+	100/5		100
034	80	–	+	100/5		80
035	63	–	+	75/5		63
036	50	–	+	75/5		50
037	63	–	+	–	–	63	–	6
038	50	–	+	–	–	50
039	63	+	–	–	–	63	18	–
040	50	+	–	–	–	50
	63	+	+	–	100	63	8	4
	50	+	+	–		50
	63	+	+	–	–	63	8	4
	50	+	+	–	–	50

Таблица 3.14

Технические характеристики ящиков

Тип ящика	Номинальный ток ящика, А	Номинальный ток расцепителя авт. выключателя, А
Я 5110 Я5111 Я 5410 Я5411 Я5141 Я5441	0,6	1,6
	1	1,6
	1,6	2,0
	2,5	3,15
	4	5,0
	6	8,0
	8	10,0
	10	12,5
	12,5	16,0
	16	20,0
	25	31,5
	32	40,0
	40	50,0
	50	63,0
	63	80,0
	80	100,0
	100	125,0
	125	160,0
	160	160,0

 

3.1.9. Расчет защитных аппаратов ЭС и ЭП

Защиту электродвигателей целесообразно выполнять предохранителями или автоматическими выключателями серии ВА.

Многие производственные механизмы и установки, например, обрабатывающие станки, мощные электрические печи, выпускаются со встроенной аппаратурой управления и защиты. Поэтому при проектировании электрооборудования выбор такой аппаратуры не осуществляется.

Вентиляционные установки, насосы и грузоподъемные механизмы (кран–балки, подъемники и др.) поставляются без коммутационных и защитных аппаратов. Для этих установок выбор коммутационной и защитной аппаратуры должен осуществляться.

Для управления электродвигателями рекомендуется применять магнитные пускатели серии ПМЛ или ПМА.

Выбор магнитных пускателей осуществляется из соотношения

,

где  – номинальный ток нагревательного элемента теплового реле.

Технические характеристики магнитных пускателей приведены в табл. 3.15.

Таблица 3.15

Технические характеристики магнитных пускателей

Тип в зависимости от степени защиты		Номинальный ток, А при степени защиты
IP 00	IP54	IP 00	IP54
ПМЛ 110004	ПМЛ 121002	10	10
ПМЛ 210004	ПМЛ 221002	25	22
ПМЛ 310004	ПМЛ 321002	40	36
ПМЛ 410004	ПМЛ 421002	63	60
ПМЛ 510004	ПМЛ 521002	80	80
ПМЛ 610004	ПМЛ 621002	125	100
ПМЛ 710004	ПМЛ 721002	200	160

Защиту электродвигателей целесообразно выполнять предохранителями или автоматическими выключателями серии ВА.

Многие производственные механизмы и установки, например, обрабатывающие станки, мощные электрические печи, выпускаются со встроенной аппаратурой управления и защиты. Поэтому при проектировании электрооборудования выбор такой аппаратуры не осуществляется.

Вентиляционные установки, насосы и грузоподъемные механизмы (кран–балки, подъемники и др.) поставляются без коммутационных и защитных аппаратов. Для этих установок выбор коммутационной и защитной аппаратуры должен осуществляться.

Условия выбора предохранителей:

;

,

где  – пиковый ток линии или ответвления;

 – коэффициент кратковременной тепловой перегрузки, который при легких условиях пуска двигателя принимается равным 2,5, при тяжелых – 1,6÷2,0, для ответственных электроприемников – 1,6.

Технические характеристики предохранителей приведены в табл. 3.16.

Таблица 3.16

Технические параметры предохранителей на напряжение до 1 кВ

Наименование	Номинальный ток, А		Предельный отключающий ток, кА
	предохранителя	плавкой вставки
НПН2–60	63	6; 10; 16; 20; 25; 31; 40; 63	10
ПН2–100	100	31,5; 40; 50; 63; 80; 100	100
ПН2–250	250	80; 100; 125; 160; 200; 250	100
ПН2–400	400	200; 250; 315; 355; 400	40
ПН2–600	630	315; 400; 500; 630	25

Условия выбора автоматических выключателей

;

;

.

Номинальные токи уставок автоматических выключателей и плавких вставок предохранителей следует выбирать по возможности наименьшими по расчетным токам защищаемых участков сети.

Расчетный ток трехфазного электродвигателя определяется по выражению:

.

Пусковой ток двигателя

.

Номинальный ток плавкой вставки предохранителя или расцепителя автоматического выключателя, защищающих ответвления к сварочному аппарату, выбирается из соотношения:

,

где  – номинальный ток сварочного аппарата при паспортной продолжительности включения ПВ.

Технические характеристики автоматических выключателей приведены в табл. 3.17.

Таблица 3.17

Технические данные автоматических выключателей серий ВА51 и ВА52 с комбинированным расцепителем

Тип выключателя	Номинальный ток, А		Кратность тока отсечки, I отс
	выключателя	расцепителя
Однополюсные
ВА51-29	63	6,3; 8,0; 10; 12,5; 16; 20; 25; 31,5; 40; 63	3; 7; 10
ВА51-31-1	100	6,3; 8,0; 10; 12,5; 16; 20; 25; 31,5; 40; 63; 80; 100
Трехполюсные
ВА51Г-25	25	0,3; 0,4; 0,5; 0,6; 0,8; 1,0; 1,25; 1,6; 2,0; 2,5; 3,15; 4,0; 5,0; 6,3; 8,0; 10; 12,5; 16; 20; 25	14
ВА51-25	25	6,3; 8,0; 10; 12,5; 16; 20; 25	7; 10
ВА51-31	100	6,3; 8,0; 10; 12,5; 16; 20; 25; 31,5; 40; 50; 63; 80; 100	7; 10
ВА52-31	100	16; 20; 25; 31,5; 40; 50; 63; 80; 100	3; 7; 10
ВА51-33 ВА52-33	160	80; 100; 125; 160	10
ВА51-35 ВА52-35	250	80; 100; 125; 160; 200; 250	12
ВА51-37 ВА52-37	400	250;320;400	10
ВА51-39 ВА52-39	630	400;500;630	10

3.1.10. Выбор сечения проводов и жил кабелей, шинопроводов для подключения ЭП и сетевых объектов

Сечение жил проводников и кабелей напряжением до 1 кВ по нагреву определяется по таблицам длительно-допустимых токов, составленных для нормальных условий прокладки.

Определение допустимых токов проводников осуществляется по формулам:

,

где  – допустимый ток выбираемого проводника, А;

 – поправочный коэффициент, учитывающих условия прокладки проводов и кабелей (при нормальных условиях прокладки ).

Таблица 3.18

Длительно допустимые токовые нагрузки для проводов с
резиновой или поливинилхлоридной изоляцией с алюминиевыми жилами

Сечение жил, мм^2	Длительно допустимый ток, А для проводов проложенных
	открыто	в трубе
		Два одножильных	три одножильных	четыре одножильных	Одного двухжи-льного	Одного трехжи-льного
2,0 2.5 3,0 4,0 5,0 6,0 8,0 10 16 25 35 50 70 95 120 150	21 24 27 32 36 39 46 60 75 105 130 165 210 255 295 340	19 20 24 28 32 36 43 50 60 85 100 140 175 215 245 275	18 19 22 28 30 32 40 47 60 80 95 130 165 200 220 255	15 19 21 23 27 30 37 39 55 70 85 120 140 175 200 -	17 19 22 25 28 31 38 42 60 75 95 125 150 190 230 -	14 16 18 21 24 28 32 38 55 65 75 105 135 165 190 -

 

Таблица 3.19

Длительно допустимые токовые нагрузки для кабелей с резиновой или поливинилхлоридной изоляцией с алюминиевыми жилами

Сечение жил, мм^2	Длительно допустимый ток, А
	Одножильный в воздухе	Двухжильный		Трехжильный
		в воздухе	в земле	в воздухе	в земле
2,5	23	21	34	19	29
4,0	31	29	42	27	38
6,0	38	38	55	32	46
10	60	55	80	42	70
16	75	70	105	60	90
25	105	90	135	75	115
35	130	105	160	90	140
50	165	135	205	110	175
70	210	165	245	140	210
95	250	200	295	170	255
120	295	230	340	200	295
150	340	270	390	235	335
185	390	310	440	270	385

Таблица 3.20

Поправочный коэффициент на количество работающих кабелей, лежащих рядом в земле (в трубе)

Расстояние между кабелями в свету, мм	Коэффициент при количестве кабелей
	1	2	3	4	5	6
100	1,0	0,9	0,85	0,8	0,78	0,75
200	1,0	0,92	0,87	0,84	0,82	0,81
300	1,0	0,93	0,90	0,87	0,86	0,85

 

Таблица 3.21

Поправочные коэффициенты на токи для проводов и кабелей в
зависимости от температуры земли и воздуха

Условная температура среды, ºС	Нормированная температура жил, ºС	Поправочные коэффициенты на токи при расчетной температуре среды, ºС
		–5	0	+5	+10	+15	+20	+25	+30	+35	+40	+45
15	80	1,14	1,11	1,08	1,04	1,00	0,96	0,92	0,88	0,83	0,78	0,73
25	80	1,24	1,20	1,17	1,13	1,09	1,04	1,00	0,95	0,90	0,85	0,80
25	70	1,29	1,24	1,20	1,15	1,11	1,05	1,00	0,94	0,88	0,81	0,74
15	65	1,18	1,14	1,10	1,05	1,00	0,95	0,89	0,84	0,77	0,71	0,63
25	65	1,32	1,27	1,22	1,17	1,12	1,06	1,00	0,94	0,87	0,79	0,71
15	60	1,20	1,15	1,12	1,05	1,00	0,94	0,88	0,82	0,75	0,67	0,57
25	60	1,36	1,31	1,25	1,20	1,13	1,07	1,00	0,93	0,85	0,75	0,66
15	55	1,22	1,17	1,12	1,07	1,00	0,93	0,85	0,79	0,71	0,61	0,50
25	55	1,41	1,35	1,29	1,23	1,15	1,08	1,00	0,91	0,82	0,71	0,58
15	50	1,25	1,20	1,14	1,07	1,00	0,93	0,84	0,76	0,66	0,54	0,37
25	50	1,48	1,41	1,34	1,26	1,10	1,09	1,00	0,89	0,78	0,63	0,45

Таблица 3.22

Поправочный коэффициент на допустимый длительный ток для кабелей, проложенных в земле, в зависимости от удельного
сопротивления земли

Характеристика земли	Удельное сопротивление, Ом·К/Вт	Поправочный коэффициент
Песок влажностью более 9%, песчано-глинистая почва влажностью более 1%	80	1,05
Нормальная почва и песок влажностью 7÷9, песчано–глинистая почва влажностью 12÷14%	120	1,00
Песок влажностью более 4 и менее 7%, песчано–глинистая почва влажностью 8÷12%	200	0,87
Песок влажностью до 4%, каменистая	300	0,75

Выбранные проводники должны согласовываться с защитным аппаратом:

,

где  – кратность длительно допустимого тока проводника по отношению к номинальному току защитного аппарата (I _з), принимается по табл. 3.23.

Таблица 3.23

Соотношение меду допустимыми токами проводов  и номинальными
токами аппаратов защиты  и значение коэффициента защиты

Помещения, здания	Тип провода при любом способе прокладки	Длительно допустимый ток провода  при аппарате защиты
		Предохранители	Автоматы с обратно зависимой от тока характеристикой
			нерегулируемый расцепитель	регулируемый расцепитель
Сети, не защищаемые от перегрузки
Всех назначений	Всех типов		, ,
Сети, защищаемые от перегрузки
Производственные	Открыто проложенные, с горючей наружной оболочкой или изоляцией
Служебно-бытовые промышленных предприятий	С ПВХ, резиновой или аналогичной по тепловым характеристикам изоляцией
Пожароопасные	Всех типов
Взрывоопасные	Всех типов

Ответвления к электроприемникам прокладываются в трубах.

Трассы участков трубных прокладок условно делятся на три степени сложности в зависимости от их длины и числа углов.

Характеристика трассы по сложности приведена в табл. 3.24.

Таблица 3.24

Характеристика трассы

Примерная длина участков, м