Выбор конструктивного выполнения внутренних сетей, определение сечения проводов и кабелей

В производственных помещениях применяют преимущественно открытую электропроводку, проложенную по поверхности потолков, стен, по фермам и другим строительным элементам зданий и сооружений. Применяются следующие способы прокладки кабелей: непосредственно по поверхности стен, потолков и т.п., свободной подвеской и в стальных трубах.

Кабель ВВГ используется во внутренних сетях освещения. Во взрывоопасной зоне (в участке зарядки аккумуляторов) в целях безопасности используем проложенный в стальной трубе кабель ВВГ.

По способу прокладки используем сравнительно недорогой способ выполнения сети - тросовые проводки, выполняемые кабелем ВВГ, подвешиваемым к предварительно натянутому тросу. Данный способ применяют в любых условиях среды, включая взрывоопасные зоны отдельных классов. При пролётах между подвесками троса 6 и 12 м стрелы провеса троса должны быть соответственно 100…150 и 200…250 мм. Трос натягивается поперёк ферм. Способ прокладки креплением к стене применяем в местах, где тросовая проводка не может быть использована. Провода и кабели к строительным основаниям крепят при помощи стальных полос, скоб, лент или струн.

Ввод в здание выполнен кабелем марки ВВГ в стальной трубе, проложенным непосредственно по строительным конструкциям. Высокую надёжность сети обеспечивает способ прокладки в стальных трубах.

Электропроводка проводом типа ПРГД выполняется от сварочного трансформатора к электродержателю. Применяем кабель КГ4х2,5 для питания электропривода (при передвижении тельфера) кран-балки.

Определение сечения и выбор марки проводов и кабелей является основной задачей расчёта электрических сетей.

Произведём расчёт и выбор сечения проводов и кабелей для силовой и осветительной сети.

Расчёт можно вести несколькими методами: по нагреву, по потере напряжения, по механической прочности, по экономической плотности тока, по экономическим нагрузкам.

По допустимой потере напряжения ΔU = 3% на одном из участков осветительной сети рассчитаем площадь сечения проводов, схема которой показана на рисунке 3.5. Стрелками показаны мощности электроприёмников.

 

Рис. 3.5. Расчётная схема осветительной сети

2. Определяем на каждом участке электрические моменты по формуле (3.60):

(3.60)

На вводе:

На группе 1 определяется по формуле (3.61):

(3.61)

На группе 2:

На группе 3:

На группе 4:

На группе 5:

На группе 6:

2. Рассчитаем сечение проводов на каждом участке по формуле (3.62):

На вводе:

, (3.62)

принимаем сечение S = 1,5 мм².

Сечение проверяем на нагрев: I_Н = P/3U = 4780/3·220 = 7,2 А.

Для выбранного сечения I_ДОП = 19 А, т.е. I_ДОП > I_Н, условие выполняется, следовательно сечение S = 1,5 мм² удовлетворяет всем условиям выбора.

Определяем потери напряжения на первом участке по формуле (3.63):

(3.63)

Допустимые потери напряжения оставшейся сети ΔU = 3 – 0,2 = 2,8%.

На группе 1: принимаем сечение с запасом S = 1,5 мм².

Проверяем сечение на нагрев: I_Н1 = P/U = 970/220 = 4,4 А.

Для выбранного сечения I_ДОП = 19 А, т.е. I_ДОП > I_Н1, следовательно, сечение S = 1,5 мм² удовлетворяет всем условиям выбора.

Определяем потери напряжения на группе 1:

На группе 2: принимаем сечение S = 1,5 мм².

Проверяем сечение на нагрев: I_Н2 = P/U = 650/220 = 3 А.

Для выбранного сечения I_ДОП = 19 А, т.е. I_ДОП > I_Н2, следовательно сечение S = 1,5 мм² удовлетворяет всем условиям выбора.

Определяем потери напряжения на группе 2:

На группе 3: принимаем сечение S = 1,5 мм².

Проверяем сечение на нагрев: I_Н3 = P/U = 820/220 = 3,7 А.

Для выбранного сечения I_ДОП = 19 А, т.е. I_ДОП > I_Н3, следовательно сечение S = 1,5 мм² удовлетворяет всем условиям выбора.

Определяем потери напряжения на группе 3:

На группе 4: принимаем сечение S = 1,5 мм².

Проверяем сечение на нагрев: I_Н3 = P/U = 780/220 = 3,5 А.

Для выбранного сечения I_ДОП = 19 А, т.е. I_ДОП > I_Н3, следовательно сечение S = 1,5 мм² удовлетворяет всем условиям выбора.

Определяем потери напряжения на группе 4:

На группе 5 и 6: принимаем сечение S = 1,5 мм².

Проверяем сечение на нагрев: I_Н3 = P/U = 780/220 = 3,5 А.

I_ДОП > I_Н3, следовательно сечение S = 1,5 мм² удовлетворяет всем условиям выбора.

Определяем потери напряжения на группе 5 и 6:

Аналогично рассчитываем сечение проводов осветительной сети для других участков, и результаты расчётов заносим в расчётную схему-таблицу 3.2.

Расчёт сечения кабелей для питания силового оборудования проведём по длительно допустимому току и по потере напряжения.

Расчёт сечения кабеля участка произведём от распределительного устройства ШР-11 до силового распределительного шкафа ШРС-1, расположенного в токарном участке.

Рассчитывают сечение, исходя из допустимой потери напряжения, по формуле (3.64):

, (3.64)

где s – сечение проводов, мм²;

Р – нагрузка линии, кВт;

l – длина линии, м;

g - удельная проводимость материала провода, м/(0м мм²). Для меди g = 53, для алюминия g = 32;

U – номинальное напряжение линии, В; DU% - допустимая потеря напряжения, %.

Таблица 3.2 – Расчётная схема-таблица осветительной сети

 

,

Принимаем ближайшее стандартное сечение S =4 мм². Проверяем по длительно допустимому току выбранное сечение.

Для магистралей сечение рассчитываем по формуле (3.65):

; (3.65)

где к _о – коэффициент одновременности (к _о = 0,75);

Σ I _н – сумма номинальных токов потребителей;

I_ДОП = 41 А, условие I_ДОП > I_Н не выполняется, следовательно выбираем сечение S =10 мм². Для данного сечения I_ДОП = 80 А, т.е. условие I_ДОП > I_Н выполняется.

Произведём расчёт сечения кабеля участка 2-2, предназначенного для питания токарного станка 16К20.

.

Принимаем сечение с запасом S =2,5 мм².

Проверяем по длительно допустимому току выбранное сечение.

Для трехфазных электроприёмников сечение рассчитывается по формуле (3.66):

; (3.66)

I_ДОП = 30 А, условие I_ДОП > I_Н выполняется, следовательно выбираем сечение S =2,5 мм².

Рассчитываем сечение кабелей для других участков силовой сети аналогично, и результаты расчётов заносим в расчётную схему-таблицу 3.3, а на плане расположения силового оборудования (лист 4 графического материала) обозначаем марку кабеля, длину участка, число и сечение жил, расчётный ток, расчётную мощность и способ прокладки.