Характеристики и конструкция провода и троса
Расчет сечения и выбор провода по экономической плотности тока
С уменьшением сечения затраты уменьшаются, но возрастает стоимость потерь электроэнергии, величина которой прямо пропорциональна потерям активной мощности () и обратно пропорциональна площади поперечного сечения проводника. В таблице 1 представлены значения экономической плотности тока А/мм.
Таблица 1. Экономическая плотность тока А/мм2
Проводники | Экономическая плотность тока А/мм2 при заданном числе часов использования максимума нагрузки | ||
1000–3000 | 3000–5000 | Более 5000 | |
Неизолированные провода и шины | |||
Медные | 2.5 | 2.1 | 1.8 |
Алюминиевые (сталеалюминевые) | 1.3 | 1.1 | |
Кабели в бумажной и провода в резиновой и ПВХ изоляции | |||
Медные | 2.5 | ||
Алюминиевые | 1.6 | 1.4 | 1.2 |
На основе анализа всех факторов, влияющих на величину экономического сечения и технико–экономических расчетов ПУЭ, рекомендуют в практических расчетах экономическое сечение определять в зависимости от экономической плотности тока
Для выбора проводов по экономической плотности тока используют формулу:
Выберем неизолированные алюминиевые провода и шины с коэффициентом экономической плотности отсюда находим сечение провода:
Исходя из полученного сечения, выбираем провод марки АС 35/6.2.
Технические и физико–механические характеристики провода АС 35/6.2, необходимые в дельнейших расчетах (указать источник данных):
– площадь сечения всего провода, мм2 – 43.05;
– диаметр провода, мм – 8.4;
– максимальный длительный ток, А:
а) вне помещения – 175;
б) внутри помещения – 135; (не обязательно)
– максимальная мощность, МВА – 10;
|
– сопротивление постоянному току при 20 °С, Ом/км –0.790;
– удельное активное сопротивление при 20 °С, Ом/км –0.84;
– допустимое напряжение, кгс/мм2:
а) при наибольшей нагрузке sк = 10.5;
б) при низшей температуре s- = 9.25;
в) при среднегодовой температуре sэ = 6.25;
– модуль упругости Е, кгс/мм2 – 8250;
– температурный коэффициент линейного удлиненияa, 1/град–
– масса 1 км провода, кг – 148.
Расчет сечения провода по допустимому нагреву
Электрический ток, протекая по проводнику, оказывает на него определенное термическое действие – осуществляет его нагрев. Одним из условий долгой и безаварийной работы линии является правильный выбор проводников по длительно допустимой температуре нагрева. Выбор производится исходя из значений максимального рабочего тока линии и максимально допустимого тока длительной работы для конкретной марки провода. Максимальная температура нагрева проводов ЛЭП, принятая в ПУЭ, составляет семьдесят градусов.
Надежная длительная работа проводов и кабелей определяется длительностью допустимой температурой их нагрева, величина которой зависит от вида изоляции. Учитывая условия надежности, безопасности и экономичности, ПУЭ устанавливают предельную температуру нагрева проводников в зависимости от длительности прохождения тока, материала токоведущей части и изоляции провода или кабеля.
Выбор сечения проводника по нагреву длительным током нагрузки сводится к сравнению расчетного тока с допустимым табличным значением для принятых марок проводов и условий их прокладки. При выборе должно соблюдаться условие:
|
Для принятого за оптимальный в результате предварительного электрического расчета провода марки АС – 35/6.2 длительно допустимый ток
Длительно допустимые токи нагрузки проводов, кабелей и шин указаны в таблицах ПУЭ, составленных для температур окружающего воздуха +25 °С, почвы +15 °С и приведены в приложениях.
При отклонении температуры от нормируемых параметров для определения длительно допустимого тока вносится поправочный температурный коэффициент и используется формула:
где – поправочный температурный коэффициент.
В таблице 2 представлены значения поправочных температурных коэффициентов для определения токовых нагрузок при различных температурах.
Таблица 2. Значения поправочных температурных коэффициентов для определения токовых нагрузок при различных температурах
Температура, °С | –5 | +5 | +10 | +15 | +20 | +25 | +30 | +35 | +40 | +45 | +50 | |
Поправочный коэффициент | 1.29 | 1.24 | 1.2 | 1.15 | 1.11 | 1.05 | 1.0 | 0.94 | 0.88 | 0.81 | 0.74 | 0.61 |
Для определения длительно допустимого тока линии при заданных температурных условиях воспользуемся формулой (3), подставив значение :
следовательно условие выбора проводника по допустимому нагреву выполняется. следовательно условие по экономическому сечению выполняется. Проводник выбран корректно.