10. Расчет сети электроосвещения Расчет сечения жил и выбор проводов и кабелей

Расчет электрической сети освещения заключается в определении сечения проводов и кабелей на всех участках групповой и питающей сети. Рассчитанное и выбранное сечение жил проводов и кабелей должно удовлетворять условиям механической прочности, нагревания, потерь напряжения, соответствию току выбранного аппарата защиты, условиям окружающей среды.

Действующие в настоящее время нормативные документы, разработанные на основе международного стандарта МЭК 364 «Электрические установки зданий», содержат ряд обязательных требований к выбору сечений нулевых рабочих (N), совмещенных нулевых рабочих и защитных (РЕN) и защитных (РЕ) проводников. Правильный выбор этих проводников обеспечивает электрическую и пожарную безопасность электроустановок.

Для однофазных, а также трехфазных сетей при питании по ним однофазных нагрузок сечение нулевого рабочего N – проводника во всех случаях должно быть равно сечению фазных проводников, если те имеют сечение до 16 мм² по меди или 25 мм² по алюминию. При больших сечениях фазных проводников он может иметь сечение, составляющее не менее 50 % сечения фазных проводников.

Для однофазных линий групповой сети (сети до светильников, штепсельных розеток и других стационарных однофазных электроприемников) не допускается объединение N и РЕ – проводников с целью образования PEN-проводника. Такие линии всегда необходимо выполнять трехпроводными: фазным проводником L, нулевым рабочим N, и защитным РЕ. Кроме того, в однофазных линиях групповой сети не допускается:

объединять как нулевые рабочие проводники N, так и защитные РЕ различных групповых линий;

подключать нулевой рабочий проводник N и защитный РЕ на щитках под общий контактный зажим (на таких щитках должны быть выполнены отдельные шинки: N – изолированная и РЕ – неизолированная).

Сечение защитного РЕ – проводника должно равняться:

– сечению фазных проводников при сечении их до 16 мм²;

– 16 мм² при сечении фазных проводников от 16 до 35 мм²;

– не менее 50% сечения фазных проводников при больших сечениях проводников. Сечение нулевых защитных проводников, не входящих в состав кабеля, должны быть не менее 2,5 мм² – при наличии механической защиты и 4 мм² – при ее отсутствии.

Выбор сечений проводов по механической прочности

По механической прочности расчет проводов и кабелей внутренних электрических сетей не производится. В практике проектирования электрических сетей соблюдают установленные стандартом [4] минимальные сечения жил проводов по механической прочности. Наименьшие сечения проводов по механической прочности для медных жил не менее 1,5 мм², а для алюминиевых жил не менее 2,5 мм².

Выбор сечений проводов по нагреву

Электрический ток нагрузки, протекая по проводнику, нагревает его. Нормами приведенными в [1] установлены наибольшие допустимые температуры нагрева жил проводов и кабелей. Исходя, из этого определены длительно допустимые токовые нагрузки для проводов и кабелей в зависимости от материала их изоляции, оболочки и условий прокладки.

Сечения проводов и кабелей выбираются по условиям нагрева длительным расчетным током в нормальном режиме и проверяют по потере напряжения, соответствию току выбранного аппарата защиты, условиям окружающей среды.

Сечение жил проводов и кабелей для сети освещения можно определить по табл. 1.3 [1] в зависимости от расчетного длительного значения токовой нагрузки при нормальных условиях прокладки по условию

, (10.1)

где – допустимый ток на стандартное сечение провода, а (длительно допустимые токовые нагрузки на провода и кабели;

– расчетное значение длительного тока нагрузки, А;

– поправочный коэффициент на условия прокладки определяется по табл. 10.1 (при нормальных условиях прокладки )

Таблица 10.1

Поправочные коэффициенты на токовые нагрузки проводников в зависимости от температуры окружающей среды

Проводники		Провода и кабели с резиновой и пластмассовой изоляцией при прокладке
		по воздуху	в земле
Расчетная температура среды, С		25	15
Поправочные коэффициенты при фактической температуре среды, С	-5 0 +5 +10 +15 +20 +25 +30 +35 +40 +45 +50	1,29 1,24 1,20 1,15 1,11 1,05 1,00 0,94 0,88 0,81 0,74 0,67	1,18 1,14 1,10 1,05 1,00 0,95 0,89 0,84 0,77 0,71 0,63 0,55

Для выбора сечений проводов и кабелей по допустимому нагреву необходимо определить расчетные токовые нагрузки линий в амперах.

Расчетные максимальные токовые нагрузки определяют по формулам:

для однофазной сети

; (10.2)

для трехфазной (четырехпроводной) сети

; (10.3)

для двухфазной сети с нулем, при равномерной загрузке фаз

. (10.4)

Коэффициент мощности (cos ) следует принимать:

1,0 – для ламп накаливания;

0,85 – для одноламповых светильников с люминесцентными лампами низкого давления;

0,92 – для много ламповых светильников с люминесцентными лампами низкого давления;

0,5 – для светильников с разрядными лампами высокого давления (ДРЛ, ДРИ);

0,85 – для светильников с разрядными лампами высокого давления, имеющими ПРА с конденсатором.

Пример 1. Рассчитать сечение жил и выбрать провода для прокладки групповой сети электроосвещения производственного участка с нормальными условиями окружающей среды. Электрическая сеть однофазная трехпроводная напряжением 220 В. Провода прокладываются открыто. Групповая линия состоит из ламп накаливания мощностью Вт. Коэффициент спроса освещения .

Решение:

Определим расчетную мощность

;

.

Определим расчетный ток

.

По механической порочности определено минимальное сечение жил проводов и составляет 2,5 мм².

Из табл. 1.3.5 [1] выбираем провод с алюминиевыми жилами сечением 2,5 мм² имеющего длительно допустимый ток 20 А и подставим в условие 10.1.

.

Выбранное сечение удовлетворяет условию, следовательно, выбираем провод с алюминиевыми жилами марки АППВ 3х2,5 мм².