Почему нет единой таблицы сечений
Поищите таблицу сечений кабеля, и вы найдёте таблицы, ставящие сечение в пару к цифре тока. Эти таблицы верны только для одного способа прокладки, одной температуры среды, одного типа изоляции и одного варианта группировки. Измените любое из этих условий — и ответ меняется. Именно поэтому этот сайт никогда не публикует токовые нагрузки в амперах: нагрузка для данного сечения зависит от того, как проложен кабель, и должна браться из IEC 60364-5-52, BS 7671 или NEC в зависимости от применимости, в применении проектным инженером.
Что может покупатель — понять метод. Выбор сечения кабеля — это наибольшее из трёх результатов, иногда четырёх: сечение, нужное, чтобы нести рабочий ток без перегрева; сечение, удерживающее падение напряжения в пределах; сечение, способное пережить короткое замыкание до отключения защитой; и, во многих правилах монтажа, сечение, удерживающее достаточно низким сопротивление петли замыкания на землю для автоматического отключения. Какая проверка потребует большего проводника — та и задаёт сечение.
Проверка 1: допустимая токовая нагрузка
Первая проверка спрашивает, может ли жила непрерывно нести расчётный ток, не превышая максимальной температуры изоляции. Этот предел зависит от изоляции: XLPE рассчитан на 90 градусов C длительно, PVC — на 70 градусов C, поэтому кабель XLPE того же сечения обычно несёт больше, чем кабель PVC. Разницу разбирает статья XLPE против PVC.
Способ прокладки важен не меньше изоляции. IEC 60364-5-52 определяет опорные способы прокладки — кабели в трубе в утеплённой стене, крепление напрямую, на перфорированном лотке, в свободном воздухе или в земле — и даёт разную нагрузку для каждого. Поправочные коэффициенты затем корректируют на:
- Температуру среды: горячее машинное отделение или крыша на солнце снижают нагрузку.
- Группировку: несколько нагруженных цепей в одном лотке, канале или траншее греют друг друга.
- Грунт: для закопанных кабелей — тепловое сопротивление грунта и глубина укладки.
- Теплоизоляцию: кабели в строительном утеплителе теряют большую часть нагрузки.
- Гармоники: в четырёхжильных кабелях гармонические токи в нейтрали могут требовать большего сечения.
Проверка 2: падение напряжения
У каждой жилы есть сопротивление, поэтому ток, идущий по ней, теряет напряжение на пути. На коротких участках это мало. На длинных — фидеры через площадку, насосные цепи в поле, струны и сборка постоянного тока солнечной станции — падение напряжения часто та проверка, что задаёт сечение, и жила выходит больше, чем требовала бы одна токовая проверка. Предел берётся из правил монтажа или проектной спецификации и обычно задаётся в процентах номинального напряжения цепи или всей установки.
Входные данные — длина трассы, расчётный ток, сопротивление жилы из IEC 60228 или техописания и для больших кабелей переменного тока — реактивное сопротивление. Статья о падении напряжения прорабатывает расчёт с цифрами сопротивления, без токовых нагрузок.
Проверка 3: стойкость к короткому замыканию
Когда случается авария, очень большой ток идёт, пока защита не отключится. За эти миллисекунды или секунды жила греется быстро и не должна превысить температуру короткого замыкания своей изоляции: 250 градусов C для XLPE. Проверка, часто называемая адиабатической, сравнивает энергию, которую пропускает аппарат, с тем, что жила может поглотить, и на цепях рядом с крупным трансформатором может поднять сечение, особенно для проводников земли и экрана.
Для кабелей среднего напряжения та же идея относится к металлическому экрану, который должен нести ток замыкания на землю заданную длительность. Поэтому запросы СН нуждаются в уровне тока замыкания на землю и времени, а не только в фазном токе; конструкцию с медным ленточным экраном, которую поставляют заводы-партнёры, показывает страница силовых кабелей СН.
Входные данные, которые стоит собрать покупателю
Офис не подбирает сечения и не заменяет проектного инженера. Но запрос, уже несущий входные данные для подбора, позволяет заводам-партнёрам подтвердить конструкцию, а инженеру — быстро пересмотреть сечения. Соберите данные из таблицы ниже.
| Входной параметр | Определяет какую проверку | Обычно предоставляет |
|---|---|---|
| Расчётный ток и защитный аппарат | Токовая нагрузка, короткое замыкание | Электротехнический проектировщик |
| Способ прокладки и трасса | Токовая нагрузка | Проектировщик или подрядчик |
| Температура среды или грунта | Токовая нагрузка | Данные площадки |
| Число сгруппированных цепей | Токовая нагрузка | Планировочные чертежи |
| Длина трассы | Падение напряжения, петля замыкания | Планировочные чертежи |
| Предел падения напряжения | Падение напряжения | Правила монтажа или проектная спецификация |
| Ожидаемый ток аварии и время отключения | Короткое замыкание | Сетевая компания или исследование системы |
| Тип изоляции и металл жилы | Все проверки | Спецификация |
Краткий ход метода
- Выберите конструкцию: медь или алюминий, XLPE или PVC, число жил, броня при прокладке в земле.
- Найдите базовую нагрузку: из применимых таблиц для способа прокладки.
- Примените поправочные коэффициенты: температура, группировка, грунт и теплоизоляция, и выберите наименьшее сечение, чья исправленная нагрузка покрывает расчётный ток.
- Проверьте падение напряжения: по сопротивлению и длине; увеличьте сечение, если предел превышен.
- Проверьте короткое замыкание и замыкание на землю: при необходимости увеличьте снова.
- Запишите обоснование: определяющую проверку для каждой цепи, чтобы замены можно было оценить позже.
Три ошибки повторяются в ведомостях, которые офис просматривает. Сечения, скопированные из таблицы для кабелей в свободном воздухе, применяются к кабелям в трубе или закопанным группами. Сечение, проверенное на ток, никогда не проверяется на падение напряжения на длинной трассе. И медная конструкция меняется на алюминиевую или на другой стандарт без повторения проверок. Каждая даёт заниженный кабель, который может пройти все заводские испытания, потому что завод испытывает жилу против её номинала, а не против цепи.
Финальное сечение затем становится частью обозначения в заказе, проверяемой при прибытии испытанием сопротивления жилы. Смена металла меняет каждый шаг: статья медь против алюминия объясняет, почему алюминий обычно выходит крупнее. Для полного метода читайте руководство по подбору кабеля, а когда сечения подтверждены, отправьте их с длинами трасс через форму запроса.