Вибір перерізу проводів та кабелів, які захищаються автоматичними вимикачами, за допустимим нагріванням

Автоматичний вимикач вибирають за наступними параметрами [3 с.87-89; 4 с.87-90; 5 с.29-38; 6 с.32; 8 с.33-42; 9 с.272-280; 10 с.14-36]:

1. Тип автомата.

2. За номінальною напругою автомата:

. (6.14)

3. За номінальним струмом автомата:

. (6.15)

4. За номінальним струмом теплового розчіплювача автомата:

. (6.16)

5. За струмом спрацювання електромагнітного розчіплювача (струмом відсічки):

. (6.17)

, А, визначається за формулами (6.6) або (6.8).

(6.18)

де – кратність відсічки (паспортна характеристика).

При виборі проводів, що захищаються автоматичними вимикачами від короткого замикання та від перевантажень згідно із ПУЕ [2 гл. 1.3] необхідно, щоб виконувалися наступні умови:

1) при захисті автоматами, які мають лише електромагнітний розчіплювач, тривало допустимий струм проводів із полівінілхлоридною та гумовою ізоляцією визначають за умовою:

, (6.19)

де – струм уставки автоматичного вимикача, А.

2) при захисті автоматами, які мають лише електромагнітний розчіплювач і працюють у вибухобезпечних виробничих приміщеннях, допустимий струм проводів із полівінілхлоридною та гумовою ізоляцією допускається визначати за умовою:

(6.20)

Умову (6.20) необхідно також виконувати у наступних випадках:

– для кабелів з паперовою ізоляцією, які захищаються автоматами лише із електромагнітним розчіплювачем;

– для провідників усіх марок та вимикачів з нерегульованими тепловими розчіплювачами, з відсічкою або без неї;

– для проводів із полівінілхлоридною та гумовою ізоляцією з вимикачами, які мають регульований тепловий розчіплювач.

3) для кабелів із паперовою ізоляцією та ізоляцією із вулканізованого поліетилену, які захищаються вимикачами із регульованим тепловим розчіплювачем допустимий струм визначають за умовою:

. (6.21)

На відгалуженнях до електродвигунів з короткозамкненим ротором у вибухобезпечних зонах необхідно виконувати умову:

, (6.22)

а у вибухонебезпечних зонах:

. (6.23)

Якщо проводку необхідно захищати тільки від короткого замикання, то допустимий струм проводів визначають за наступними умовами:

– для автоматів з тепловим нерегульованим розчіплювачем:

; (6.24)

– для автоматів з тепловими регульованим розчіплювачем:

; (6.25)

– для автоматів, які мають лише електромагнітний розчіплювач:

(6.26)

Вибраний переріз проводів повинен задовольняти умови (6.13):

або .

Для відгалужень до електродвигунів:

або .

Вибрані захисні апарати необхідно перевірити за умовами чутливості за наступними співвідношеннями:

– для плавких запобіжників та автоматів з тепловим розчіплювачем:

, . (6.27)

де – струм однополюсного к.з. в кінці лінії, що захищається, А.

Для автоматів з електромагнітним розчіплювачем:

, (6.28)

1,25 – для А; 1,4 – для А.

ЛІТЕРАТУРА

3 c.83-89, 461-468; 4 с.83-89, 503-508; 5 с.25-38; 6 с.24-34; 8 с.32-42, 311; 9 с.26-36; 10 с.7-38.

КОНТРОЛЬНІ ЗАПИТАННЯ

1. Допустимі температури нагрівання проводів.

2. Допустимі температури нагрівання кабелів з паперовою
ізоляцією.

3. Умови вибору плавких запобіжників для захисту одиночного струмоприймача.

4. Умови вибору плавких запобіжників для захисту групи струмоприймачів.

5. Умови вибору автоматичних вимикачів.

6. Як вибирається переріз проводу, що захищається плавкими запобіжниками, за допустимим нагріванням?

7. Як вибирається переріз проводу, що захищається автоматичними вимикачами, за допустимим нагріванням?

8. В яких випадках проводку захищають від перевантаження?

9. Як забезпечується селективність захисту?

10. За якими умовами перевіряється вибраний переріз проводів?

11. Умови перевірки чутливості плавких запобіжників.

12. Умови перевірки чутливості автоматичних вимикачів.

13. Які поправочні коефіцієнти враховуються при розрахунку
проводів за умовами нагрівання?

ЗАДАЧА 6.1

В майстерні встановлені електродвигуни та освітлювальні установки. За технологією можливе перенавантаження двигуна М1. Лінія ТП-РЩІ (рисунок 6.1) прокладена кабелем з паперовою ізоляцією в каналі при °С. На інших ділянках проводка виконана проводом АПВ в трубах. Освітлювальне навантаження та електродвигун М2 захищене плавкими запобіжниками FU1…FU3 та FU4…FU6, інші споживачі – автоматами QF1, QF2. Температура в приміщені майстерні °С. Напруга мережі 380 В. Коефіцієнт одночасності на ділянці ТП-РЩІ прийняти рівним 0,9. Параметри споживачів електроенергії наведені в таблиці 6.1.

Вибрати параметри захисних апаратів та переріз проводів і кабелю за допустимим нагріванням.

Рисунок 6.1 – Розрахункова схема мережі

Таблиця 6.1 – Параметри споживачів електроенергії

Параметр	Споживач
М1	М2	Л1
Р_н, кВт	55,0	15,0	11,0
Тип	фазний ротор	к.з. ротор	-
к_і	1,5	7,0	1,0
	0,84	0,89	1,0
	0,88	0,9	1,0
к_з	0,85	1,0	1,0

РОЗВ’ЯЗАННЯ:

Ділянка мережі РЩ1-М1:

1. Визначаємо номінальний струм електродвигуна М1:

; А.

2. Робочий (розрахунковий) струм лінії:

; А.

3. Вибираємо тип автоматичного вимикача: ВА51.

4. Номінальна напруга автомата:

; В; .

5. Номінальний струм автомата:

; А;

6. Номінальний струм теплового розчіплювача:

– умова 1:

; А; ;

– умова 2:

; А; .

; А.

Остаточно приймаємо А (за умовою 1).

7. Струм спрацювання електромагнітного розчіплювача:

; ;

А; .

8. Допустимий струм для проводу АПВ (три одножильних провода прокладені в трубі) при захисті від короткого замикання та перевантаження:

; А.

9. Вибраний переріз проводу необхідно перевірити за умовою:

Для проводу АПВ При температурі повітря , [1- 5; 10]. Тоді:

Умова виконується.

На ділянці РЩ1-М1 приймаємо до встановлення автоматичний вимикач ВА51-31-34. Лінію виконуємо проводом АПВ 3´50, прокладеним в трубі.

Ділянка мережі РЩІ-М2:

1. А.

2. А.

3. Приймаємо запобіжник типу ПН2-100.

4. В; .

5. А; .

6. А (умова 1);

А (умова 2).

Приймаємо А; .

7. ; А.

; А; .

А.

Умова не виконується. Приймаємо провід більшого перерізу:

; А; .

Умова виконується.

На ділянці РЩ1-М2 приймаємо запобіжник ПН2-100, А. Лінію виконуємо проводом АПВ 3´6, прокладеним в трубі.

Ділянка РЩІ-Л1:

1. А.

2. Вибираємо запобіжник типу НПН2-60.

3. В; .

4. А; .

5. А; .

6. ; А.

; А;

Умова виконується.

На ділянці РЩ1-Л1 приймаємо запобіжник НПН2-60, А. Лінію виконуємо проводом АПВ 4´5, прокладеним в трубі.

Ділянка мережі ТП-РЩ1:

1. ; А.

2. ; А.

3. Приймаємо автомат ВА51.

4. В; .

5. А; .

6. А; (умова 1).

А; (умова 2).

Приймаємо А.

7. ; А.

; .

8. ; А.

; А;

Умова виконується.

На ділянці ТП-РЩ1 приймаємо автоматичний вимикач ВА51-33-34.
Лінію виконуємо кабелем СБ 3´50 + 1´35, який прокладено в каналі.

Задача 6.2 (самостійно)

У виробничому приміщенні встановлені електродвигуни із короткозамкненим ротором та освітлювальні установки. Двигун М1 працює без перевантаження, М2 – з перевантаженням. Лінія ТП-РЩІ (рисунок 6.2) прокладена кабелем в каналі при °С. На інших ділянках проводку виконано проводом ПВ в трубах. Освітлювальне навантаження Л1 та Л2 захищене плавкими запобіжниками, інші споживачі – автоматами. Температура в приміщені °С. Напруга мережі 380 В. Коефіцієнт одночасності на ділянці ТП-РЩІ – . Параметри споживачів електроенергії та вихідні дані для розрахунку наведені в таблиці 6.2. Вибрати параметри захисних апаратів та переріз проводів і кабелю за допустимим нагріванням.

Рисунок 6.2 – Розрахункова схема мережі

Таблиця 6.2 – Розрахункові параметри мережі

Параметр	Варіант

М1	М2	М1	Л1	М2	Л2	М1	Л2	М2	Л1	М1	М2	М1	Л2
Приміщ.	Майстерня	Пилорама	Кормоцех	Млин	Пилорама	Млин	Майстерня
Р_н, кВт	7,5	5,5	22,0	8,0	11,0	11,0	18,5	11,0	30,0	2,0	11,0	22,0	4,0	6,0
к_і	7,0	7,0	7,0	1,0	6,5	1,0	7,0	1,0	7,5	1,0	7,5	7,0	7,5	1,0
	0,86	0,86	0,90	1,0	0,90	1,0	0,91	1,0	0,91	1,0	0,88	0,91	0,87	1,0
	0,81	0,86	0,87	1,0	0,83	1,0	0,90	1,0	0,90	1,0	0,87	0,89	0,88	1,0
к_з	0,8	1,0	1,0	1,0	1,0	1,0	0,9	1,0	0,9	1,0	0,7	0,9	0,7	1,0
	0,85	0,9	0,95	0,95	0,85	0,9	0,95
°С
°С

Задача 6.3 (самостійно)

У виробничому приміщенні встановлені електродвигуни із короткозамкненим ротором та освітлювальні установки. Двигуни М1 та М2 працюють без перевантаження. Лінія ТП-РЩІ (рисунок 6.3) прокладена кабелем в землі при °С. На інших ділянках проводку виконано проводом АПВ в трубах. Проводка мережі захищена автоматичними вимикачами. Температура в приміщені °С. Напруга мережі 380 В. Коефіцієнт одночасності на ділянці ТП-РЩІ – . Параметри споживачів електроенергії та вихідні дані для розрахунку наведені в таблиці 6.3. Вибрати параметри захисних апаратів та переріз проводів і кабелю за допустимим нагріванням.

Рисунок 6.3 – Розрахункова схема мережі

Таблиця 6.3 – Розрахункові параметри мережі

Параметр	Варіант

М1	М2	М1	Л1	М2	Л2	М1	Л2	М2	Л1	М1	М2	М1	Л2
Приміщ.	Майстерня	Ферма ВРХ	Кормоцех	Млин	Насосна	Котельня	Свинарник
Р_н, кВт	3,0	2,2	5,5	4,0	30,0	8,0	22,0	7,0	15,0	1,0	4,0	3,0	7,5	4,0
к_і	7,5	6,5	7,0	1,0	7,0	1,0	7,0	1,0	7,0	1,0	7,5	7,0	7,5	1,0
	0,85	0,81	0,85	1,0	0,92	1,0	0,90	1,0	0,90	1,0	0,87	0,85	0,88	1,0
	0,88	0,83	0,80	1,0	0,87	1,0	0,87	1,0	0,89	1,0	0,88	0,88	0,86	1,0
к_з	0,7	1,0	1,0	1,0	1,0	1,0	0,9	1,0	1,0	1,0	0,9	0,9	0,6	1,0
	0,8	0,85	0,9	0,95	0,85	0,85	0,9
°С
°С

Задача 6.4 (самостійно)

У виробничому приміщенні встановлені електродвигуни із короткозамкненим ротором та освітлювальні установки. Двигун М1 працює з перевантаженням, М2 – без перевантаження. Лінія ТП-РЩІ (рисунок 6.4) прокладена кабелем в землі при °С. На інших ділянках проводку виконано проводом ПРН в каналах. Проводка мережі захищена автоматичними вимикачами. Температура в приміщені °С. Напруга мережі 380 В. Коефіцієнт одночасності на ділянці ТП-РЩІ – . Параметри споживачів електроенергії та вихідні дані для розрахунку наведені в таблиці 6.4. Вибрати параметри захисних апаратів та переріз проводів і кабелю за допустимим нагріванням.

Рисунок 6.4 – Розрахункова схема мережі

Таблиця 6.4 – Розрахункові параметри мережі

Параметр	Варіант

М1	М2	М1	Л1	М2	Л2	М1	Л2	М2	Л1	М1	М2	М1	Л2
Приміщ.	Майстерня	Пилорама	Кормоцех	Млин	Пилорама	Млин	Майстерня
Р_н, кВт	11,0	7,5	15,0	6,0	18,5	9,0	30,0	10,0	37,0	7,0	22,0	30,0	18,5	5,0
к_і	7,5	7,5	7,0	1,0	7,0	1,0	7,5	1,0	6,5	1,0	6,5	7,0	6,5	1,0
	0,88	0,88	0,90	1,0	0,91	1,0	0,92	1,0	0,93	1,0	0,90	0,92	0,90	1,0
	0,90	0,86	0,89	1,0	0,89	1,0	0,87	1,0	0,89	1,0	0,83	0,87	0,85	1,0
к_з	0,8	1,0	1,0	1,0	1,0	1,0	0,9	1,0	0,9	1,0	0,7	1,0	0,6	1,0
	0,8	0,85	0,9	0,95	0,85	0,85	0,9
°С
°С

ЗАНЯТТЯ 7.