Ruch ładunków wewnątrz przewodnika powoduje jego nagrzewanie. Kable elektryczne pracują w trudnych warunkach, dobierane są odpowiednio do obciążenia i długookresowego dopuszczalnego prądu. Istnieją metody, które pozwalają samodzielnie obliczyć parametry rdzeni, drutów i osłon przewodów. W praktyce często sięgają po tabele zalecane przez przepisy UEP - instalacje elektryczne.
Zadowolony
- Kryteria wyboru
- Wyznaczanie prądu granicznego
- Wartości tabeli
Kryteria wyboru
Projekt sieci elektroenergetycznej rozpoczyna się od charakterystyki urządzeń i obiektów przesyłowych przeznaczonych do instalacji. Główne z nich to sznury i druty. Aby zapobiec zniszczeniu kabla w wyniku długotrwałej pracy pod obciążeniem, konieczne jest prawidłowe dobranie jego parametrów.
Główne kryteria oceny wydajności obwodu:
- wartości prądu roboczego i długotrwałego dopuszczalnego;
- odbiorniki energii elektrycznej;
- napięcie sieciowe.
Źródłem ciepła przewodników jest rodzaj tarciapowstające w wyniku kontaktu poruszających się elektronów z siecią krystaliczną metalu. Zaletą jest zastosowanie zasady wytwarzania ciepła w różnych urządzeniach grzewczych: żelazkach, czajnikach i grzejnikach. Wadą jest prawdopodobieństwo zniszczenia osłony kabla w wysokich temperaturach i jej pożaru, co uniemożliwia korzystanie ze sprzętu i sprzętu elektrycznego.
Przyczyn przegrzania jest wiele, ale częściej występuje z powodu złego doboru przekroju przewodu i słabe styki na urządzeniach łączących. W pierwszym przypadku działają zgodnie z następującym schematem.
Gdy w obwodzie znajduje się kilku odbiorców, ich obciążenie jest sumowane z marginesem 30-40% dla prawidłowego doboru przekroju linii przesyłowych na każdym odcinku i na wejściu ze źródła wytwórczego. Zgodnie z zainstalowaną mocą i napięciem sieci określa się długoterminowy dopuszczalny prąd kabla, od tego zależy wybór przekroju poszczególnych rdzeni. Następnie dowiadują się o warunkach pracy sieci: temperaturze otoczenia i sposobie układania - w ziemi, w pudełku lub na otwartej przestrzeni.
Kolejny czynnik przejawia się w szafach rozdzielczych, panelach, odłącznikach i wyłącznikach. Jeśli zaciski i przewody nie są całkowicie dopasowane, następuje nagrzewanie do stopnia zniszczenia urządzenia. Powód ten jest eliminowany przez okresowe monitorowanie stanu i dokręcanie połączeń za pomocą specjalnych listew zaciskowych.
Długotrwałe dopuszczalne obciążenie prądowe w przekroju kabla to wartość prądu, przy której temperatura osiąga maksymalną dopuszczalną wartość. Dla różnych marek produktów, warunków zewnętrznych i trybu pracy ustawiana jest odpowiednia wielkość dopuszczalnego obciążenia.
Wyznaczanie prądu granicznego
Prawidłowo dobrany przekrój żył kabla wyklucza przegrzanie spowodowane poruszającymi się elektronami przy najmniejszym zużyciu metali nieżelaznych. Przewody miedziane są stosowane w elektrotechnice częściej niż inne, ponieważ mają lepszą przewodność.
Dopuszczalny prąd określa wzór: I = P / U, gdzie P to całkowita moc odbiorców, U to napięcie w sieci. Dla miedzi wartość I wynosi 10 A na 1 mm2 przekroju, aluminium - 8.
Przepływ 10 A przez przewodnik o powierzchni 1 mm / kw. Jest możliwy tylko przez krótki czas - w momencie włączenia urządzenia. Obciążenie 12 amperów na tym samym przekroju doprowadzi do wzrostu temperatury i stopienia izolacji. Podczas instalowania ukrytej sieci elektrycznej (w kanale rurowym lub ścianie) maksymalna dozwolona wartość jest zmniejszana o współczynnik 0,8. Ze względu na wytrzymałość mechaniczną dobierane są przewody zasilające o przekroju ≥4 mm/kw.
Pojęcie ciągłego dopuszczalnego prądu (Idd) do nagrzewania oznacza obciążenie kabla przez długi czas, gdy osiągnięta zostanie nominalna temperatura przewodnika. Wzór obliczeniowy: Idd = √Kdd x S x Tdd / R, gdzie:
- Kdd - współczynnik przenikania ciepła;
- S = 3,14 x d x L - powierzchnia chłodzona;
- Тдд - dopuszczalny wzrost temperatury;
- R - opór.
Przy obliczaniu Idd stosuje się wskaźniki najgorętszego środowiska, ponieważ w niskich temperaturach wydajność wymiany ciepła jest znacznie wyższa. W przypadku kabli układanych w ziemi na 70-80 cm, weź 15 ºС, w pomieszczeniach - do 25 ºС. Obliczenia formuł są dość skomplikowanedlatego w praktyce stosują zalecane tabele PUE dopuszczalnych prądów dla przekrojów przewodów i kabli. Przyjmuje się, że nominalna temperatura przewodów w izolacji gumowej, plastikowej i ołowianej wynosi +65 ºС.
Wartości tabeli
Podczas wykonywania prac elektrycznych w życiu codziennym często stosuje się przewody o przekroju 1,5; 2,5; 4,0; 6,0 mm / kw. Na podstawie normatywnych wskaźników zasad PUE sporządzono tabelę doboru Idd produktów kablowych i prądów ochronnych dla sieci jednofazowej.
| Rodzaje obciążeń elektrycznych | Oświetlenie i sygnalizacja | Gniazda do sprzętu AGD | Podgrzewacze wody, klimatyzatory | Piec, piekarnik | Wejście do mieszkania |
| Moc maksymalna przy napięciu 220 V, kW | 4,1 | 5,9 | 8,3 | 10,1 | 15,4 |
| Przekrój żył przewodów i kabli miedzianych, mm2 | 1,5 | 2,5 | 4,0 | 6,0 | 10,0 |
| Ilość prądu, A | |||||
| -długo dopuszczalne | 19 | 27 | 38 | 46 | 70 |
| - limit ochronny | 16 | 20 | 32 | 40 | 63 |
| -nominalne bezpieczeństwo | 10 | 16 | 25 | 50 | 52 |
Parametry techniczne kabli są zróżnicowane i różnią się oznakowaniem, liczbą żył, konstrukcją osłon izolacyjnych. Przegrzanie przewodów jest wykluczone przez prawidłowy dobór długoterminowej dopuszczalnej siły prądu.
