6.7.  ВЫБОР СЕЧЕНИЙ ПРОВОДОВ И жил КАБЕЛЕЙ

Сечения проводов питающей и распределительной сетей системы электропитания приборов и средств автоматизации выбираются по условиям нагрева электрическим током и механической прочности с последующей проверкой в необходимых случаях по потере напряжения.

Правила устройства электроустановок различают электрические сети, в которых требуется только защита от коротких замыканий, и сети, которые должны быть защищены не только от коротких замыканий, но и от перегрузки.

Питающая и распределительная сети системы электропитания относятся, как правило, к сетям, не требующим заіциты от перегрузки, и защищаются только от коротких замыканий (для взрыво- и пожароопасных зон, см. разд. 15).

Отдельные электроприемники, такие как электродвигатели исполнительных механизмов и электроприводов задвижек, которые по характеру своей работы могут подвергаться технологическим перегрузкам, рекомендуется защищать от коротких замыканий и перегрузки, если это не противоречит другим требованиям, например обязательности действия исполнительного механизма или задвижки даже ценой их выхода из строя.

Сечение проводов и кабелей в соответствии с условием нагрева электрическим током определяется по таблицам допустимых длительных токовых нагрузок на провода и кабели с учетом условий их прокладки.

В табл. 6.11—6.15 приведены длительно допустимые токи нагрузок некоторых наиболее употребительных в системах автоматизации проводов и кабелей [15]. В табл. 6.11 и 6.12 даны также допустимые токовые нагрузки для новьк перспективных сечений проводов - 1,2; 2; 3; 5; 8 мм2, которые позволят повысить эффективность

использования меди и алюминия в кабельной продукции. Эти новые сечения проводов будут со временем вводиться в стандарты на конкретные марки проводов.

 

 

 

Расчетный ток, по которому производится выбор сечения проводов, должен приниматься как большее значение тока, определяемое двумя условиями: нагревом проводников длительным током и соответствием выбранному аппарату защиты, т. е. допустимым отношением (кратностью) номинального тока или тока срабатывания защитного аппарата к длительно допустимому току проводов и кабелей.

Для линий, защищаемых только от короткого замыкания, допустимая кратность номинального тока или тока срабатывания защитного аппарата к длительно допустимому току проводов и кабелей согласно [15] должна быть не более:

300% номинального тока плавких вставок предохранителей;

450% тока уставки автоматического выключателя, имеющего только максимальный мгновенно действующий расцепитель (отсечку);

100% номинального тока расцепителя автоматического выключателя с нерегулируемой обратно зависимой характеристикой (независимо от наличия или отсутствия отсечки);

125% тока трогания распепителя автоматического выключателя с регулируемой обратнозависимой от тока характеристикой; при наличии на автоматическом выключателе отсечки ее кратность срабатывания не ограничивается.

Для взрьшоопасных зон (кроме зон классов В-Іб и В-1г), а также для пожароопасных зон в помещениях, в которых питающая и распределительная сети системы электропитания относятся к сетям, защищаемым от перегрузки, допустимые кратности номинальных токов или токов срабатывания защитных аппаратов к длитель

но допустимым токам проводов и кабелей имеют другие значения (см. разд. 15).

Для практических расчетов условие нагревания проводов длительным расчетным током имеет вид

а условие соответствия выбранному аппарату защиты

где /длит.доп ~ допустимый длительный ток для провода или кабеля при нормальных условиях прокладки, определяемый по таблицам допустимых токовых нагрузок на провода и кабели (см. табл. 6.11—6.15); /расч — длительный расчетный ток линии; /з~ номинальный ток или ток срабатывания защитного аппарата; К^— кратность допустимого длительного тока для провода или кабеля по отношению к номинальному току или току срабатывания защитного аппарата.

При условиях прокладки, отличных от указанных в табл. 6.11 — 6.15, в знаменатели правьк частей выражений (6.8) и (6.9) вводится АГп — поправочный коэффициент на условия прокладки проводов и кабелей. Например, при прокладке на лотках пучков полностью нагруженных по току проводов или отдельных кабелей необходимо допустимые токовые нагрузки на них принимать в соответствии с табл. 6.11 — 6.15 как для проводов и кабелей, проложенных открыто (на воздухе), с введением следующих поправочных коэффициентов: 1,00 — при числе пучков проводов или кабелей до 6; 0,7 — при 12 —15 и 0,6 — при числе пучков проводов и кабелей 21 и более.

Значения коэффициентов АТ, в зависимости от характера сети, типа изоляции проводов и кабелей и условий их прокладки приведены в табл. 6.16.

Сечение проводов и кабелей для ответвления к электродвигателям исполнительных механизмов и электроприводов задвижек во всех случаях выбирается в соответствии с выражением (6.8), в котором длительный расчетный ток линии равен номинальному току двигателя (во взрывоопасных помещениях — 125 % номинального тока двигателя, см. разд. 15). Выбранное сечение провода или кабеля ответвления к электродвигателю должно быть проверено по (6.9).

По условию механической прочности провода и кабели должны иметь сечения не менее минимально допустимых сечений проводов в электроустановках систем автоматизации, указанных в § 11.3.

При проверке проводов и кабелей на допустимые потери напряжения необходимо убедиться в том, что отклонение напряжения на зажимах электроприемников не превышает допустимых значений. Отметим, что в большинстве случаев сечения проводов системы электропитания, выбранные по условию нагрева электрическим током (когда длина сети сравнительно невелика и проводка выполнена кабелями или проводами в защитных трубах), удовлетворяют и требованию допустимой потери напряжения. Но может также оказаться, что при длинных мало- натруженных линиях решающим условием при выборе сечений проводов будет допустимое значение потери напряжения.

Потерей напряжения на каком-либо участке сети называется разность напряжений в начале и конце данного участка.

Отклонением напряжения называется разность напряжений на зажимах электроприемника и номинального напряжения сети. Для электроприемников системы электропитания допустимые отклонения напряжений лежат в пределах, указанных в § 6.2.

Зная напряжения питающей сборки (источника питания), к которой присоединена система электропитания, и допустимое отклонение напряжения на зажимах электро- приемников; легко определить допустимые потери напряжения в линии, питающей эти электроприемники. Например, если в нормальном режиме работы напряжение питающей сборки равно номинальному напряжению сети С/„ом.сі а допустимое отклонение напряжения на зажимах электродвигателей исполнительных механизмов и электроприводов задвижек, питающихся от этой сборки, лежит в пределах от —5 до -1-10% номинального, то допустимые потери напряжения в линии составляют 5% номинального (при напряжении питания электродвигателей 380 В в линии может быть потеряно в данном случае не более 19 В).

Однако надо также учитывать, что питающая сборка (источник питания) системы электропитания сама входит в схему электроснабжения автоматизируемого объекта и в зависимости от режимов работы сети электроснабжения напряжение не остается постоянным. В режимах максимальньк нагрузок, когда работают все потребители электроэнергии данного объекта, напряжение питающей сборки может быть меньше номинального, а в режиме минимальных нагрузок, когда часть потребителей отключена, ее напряжение может оказаться выше номинального. Эти возможные колебания напряжения питающих сборок в отдельных случаях

приходится учитывать (например, когда от этих сборок питаются и силовые потребители), так как определение допустимых потерь напряжения на каком-либо участке сети только по номинальным данным без учета нагрузочных режимов сети электроснабжения автоматизируемого объекта может привести к ненормальной работе электроприемников системы электропитания, поскольку отклонения напряжений на их зажимах окажутся в недопустимьк пределах.

Сечения проводов должны проверяться по потерям напряжения в наихудшем режиме работы сети, когда напряжение питающей сборки может быть весьма заниженным или превышающим номинальное.

Ранее отмечалось, что в качестве источника питания системы должны использоваться цеховые распределительные подстанции, распределительные щиты, питающие сборки системы электроснабжения автоматизируемого объекта, к которым не подключена резкопеременная нагрузка (крупные электродвигатели, электропечи и т. п.). Обычно в проектной практике при правильном выборе источника питания системы расчеты потерь напряжения с учетом режимов работы сети электроснабжения выполнять не приходится (достаточно в большинстве случаев проверить потери напряжения в нормальном режиме — при номинальном напряжении).

Расчет потерь напряжения в системе электропитания (если в нем возникает необходимость) может быть выполнен в соответствии с рекомендациями, приведенными в [6].

Сечения нулевых проводов в питающей и распределительной сетях системы электропитания выбираются следующим образом ;

а)   в однофазных двухпроводных сетях — равными фазному;

б)   в трехфазньк четырехпроводньк сетях, питающих смешанную нагрузку (однофазные и трехфазные электроприемники),— не менее 50% сечения фазных проводов (при медных или алюминиевых проводах); однофазная нагрузка при этом должна быть равномерно распределена между фазами;

в)   в трехфазньк четырехпроводных сетях, питающих трехфазную нагрузку, — не менее 50 % сечения фазных проводов (при медных и алюминиевых проводах).

В заключение, подводя итог сказанному

о    выборе аппаратов защиты и сечений проводов и кабелей, укажем общий порядок их выбора:

1)   определяются расчетные токи линий —

длительные и кратковременные (например, при пуске двигателей);

2)   по значениям расчетных токов линий проводится выбор защитных ашіаратов;

3)   по значениям расчетных токов линий и по условию их соответствия выбранным аппаратам защиты производится выбор сечений проводов;

4)   проверяется надежность действия за-

щитньк аппаратов при коротком замыкании в наиболее удаленной точке сети;

5)   проверяется соответствие сечений выбранньк проводов и кабелей максимально допустимым сечениям проводов по механической прочности, а в необходимых случаях (например, при длинных линиях) производится проверка сечений проводов по потере напряжения.