Categories: Articles destacats » Secrets d'electricista
Nombre de visualitzacions: 390289
Comentaris sobre l'article: 29
Com triar una secció de cable: consells per al dissenyador
L'article considera els criteris principals per triar una secció de cable, dóna exemples de càlculs.
Als mercats, sovint podeu veure signes escrits a mà que indiquen quins cable ha de ser adquirit pel comprador en funció del corrent de càrrega previst. No cregueu aquests signes, ja que us enganyen. La secció de cable es selecciona no només mitjançant el corrent de funcionament, sinó també per diversos paràmetres.
En primer lloc, cal tenir en compte que quan s’utilitza un cable en el límit de les seves capacitats, els nuclis de cable escalfen diverses desenes de graus. Els valors actuals mostrats a la figura 1 suggereixen escalfar els nuclis de cable a 65 graus a una temperatura ambiental de 25 graus. Si hi ha diversos cables col·locats en una canonada o safata, a causa del seu escalfament mutu (cada cable escalfa la resta de cables), el corrent màxim admès es redueix entre un 10 i un 30 per cent.
A més, disminueix el màxim de corrent possible a temperatures ambientals elevades. Per tant, en una xarxa de grups (una xarxa des dels blindatges fins als accessoris, les preses d’endolls i altres receptors elèctrics), normalment s’utilitzen cables a corrents que no superin 0,6 - 0,7 dels valors mostrats a la figura 1.
Fig. 1. Corrent continu admissible de cables amb conductors de coure
Sobre aquesta base, és perillós l’ús generalitzat d’interruptors de circuit amb un corrent nominal de 25A per protegir les xarxes de sortida col·locades amb cables amb conductors de coure amb una secció de 2,5 mm2. Les taules de reducció de coeficients en funció de la temperatura i el nombre de cables d’una safata es poden trobar a les normes d’instal·lació elèctrica (PUE).
Resten restriccions addicionals quan el cable és llarg. Al mateix temps, les pèrdues de tensió del cable poden assolir valors inacceptables. Per regla general, quan es calculen els cables, les pèrdues màximes de la línia no són superior al 5%. No és difícil calcular les pèrdues si coneixeu el valor de resistència dels nuclis de cable i el corrent de càrrega estimat. Però normalment per al càlcul de pèrdues s’utilitzen taules de dependència de pèrdues en el moment de la càrrega. El moment de càrrega es calcula com el producte de la longitud del cable en metres i la potència en quilowatts.
Les dades per calcular les pèrdues a una tensió monofàsica de 220 V es mostren a la taula 1. Per exemple, per a un cable amb conductors de coure amb una secció de 2,5 mm2 amb una longitud de cable de 30 metres i una potència de càrrega de 3 kW, el moment de càrrega és de 30x3 = 90 i la pèrdua serà del 3%. Si el valor calculat de pèrdues supera el 5%, cal escollir un cable amb secció més gran.
Taula 1. El moment de càrrega, kW x m, per als conductors de coure en una línia de dos fils a una tensió de 220 V per a una secció determinada del conductor
Segons la taula 2, podeu determinar la pèrdua en una línia trifàsica. Comparant les taules 1 i 2, es pot notar que en una línia trifàsica amb conductors de coure amb secció de 2,5 mm2, una pèrdua del 3% correspon a un moment de càrrega sis vegades més gran.
Un triple augment del moment de càrrega es produeix a causa de la distribució de la potència de càrrega en tres fases, i un doble augment pel fet que el corrent del conductor neutre és zero en una xarxa trifàsica amb una càrrega simètrica (corrents idèntics en conductors de fase). Amb una càrrega desequilibrada, augmenten les pèrdues del cable, que s’han de tenir en compte a l’hora d’escollir la secció de cables.
Taula 2. El moment de càrrega, kW x m, per als conductors de coure en una línia trifàsica de quatre fils amb tensió zero de 380/220 V per a una secció determinada del conductor (per ampliar la taula, feu clic a la figura)
Les pèrdues del cable es veuen fortament afectades quan s'utilitzen llums de baixa tensió, per exemple, les làmpades halògenes. Això és comprensible: si 3 Volts cauen sobre els conductors de fase i neutres, llavors a una tensió de 220 V, molt probablement no ens adonarem, i a una tensió de 12 V, la tensió de la làmpada baixarà a la meitat fins a 6 V.Per això, els transformadors per alimentar làmpades halògenes s’han d’apropar el més a prop possible de les làmpades. Per exemple, amb una longitud de cable de 4,5 metres amb una secció de 2,5 mm2 i una càrrega de 0,1 kW (dues làmpades de 50 W cadascuna), el moment de càrrega és de 0,45, cosa que correspon a una pèrdua del 5% (taula 3).
Taula 3. El moment de càrrega, kW x m, per als conductors de coure en una línia de dos fils a una tensió de 12 V per a una secció determinada del conductor
Les taules anteriors no tenen en compte l’augment de la resistència dels conductors a la calefacció a causa del flux de corrent que els travessa. Per tant, si s’utilitza el cable a corrents de 0,5 o més del corrent de cable màxim permès d’una secció determinada, caldrà fer una modificació. En el cas més senzill, si espereu rebre pèrdues superiors al 5%, calculeu la secció segons les pèrdues del 4%. A més, les pèrdues poden augmentar amb un gran nombre de connexions del conductor de cable.
Els cables amb conductors d’alumini tenen una resistència d’1,7 vegades major en comparació amb els cables amb conductors de coure, respectivament, i les pèrdues en ells són 1,7 vegades majors.
El segon factor limitant per a grans longituds de cable és l'excés del valor admissible de la resistència del circuit fase-zero. Per protegir els cables de sobrecàrregues i curtcircuits, per regla general, utilitzeu interruptors de circuit amb una sortida combinada. Aquests interruptors tenen alliberaments tèrmics i electromagnètics.
L’alliberament electromagnètic proporciona l’apagada instantània (dècimes i fins i tot centèsimes de segon) de la secció d’emergència de la xarxa durant un curtcircuit. Per exemple, un interruptor de circuit anomenat C25 té un alliberament tèrmic de 25 A i un alliberament electromagnètic de 250A. Els interruptors de circuit del grup "C" tenen una multiplicitat de corrent de trencament de l’alliberament electromagnètic a tèrmic de 5 a 10. Però a càlcul de la línia per a corrent de curtcircuit es pren el valor màxim
La resistència general del circuit fase-zero inclou: la resistència del transformador abaix de la subestació del transformador, la resistència del cable des de la subestació fins al dispositiu de distribució d’entrada (ASU) de l’edifici, la resistència del cable posat des de l’ASU al commutador (RU) i la resistència del cable de la pròpia línia de grup, la secció necessària de la mateixa. determinar.
Si la línia té un gran nombre de connexions de conductor de cable, per exemple, una línia de grups d’un gran nombre d’aparells connectats per un bucle, també s’ha de tenir en compte la resistència de les connexions de contacte. Per a càlculs molt precisos, es té en compte la resistència d’arc a la ubicació de la falla.
A la taula 4. es mostra la impedància del circuit de fase zero per a cables de quatre fils. La taula té en compte les resistències tant dels conductors de fase com dels neutres. Els valors de resistència es donen a una temperatura de nucli de cable de 65 graus. La taula també és vàlida per a línies de dos fils.
Taula 4. La resistència total del circuit de fase zero per a cables de 4 nuclis, Ohm / km a una temperatura central de 65sobreAmb
En les subestacions de transformadors urbans, per regla general, s’instal·len transformadors amb una capacitat de 630 kV. I més, amb una impedància de sortida Rtp inferior a 0,1 Ohm. A les zones rurals, es poden utilitzar transformadors de 160 - 250 kV. I té una resistència de sortida de l’ordre de 0,15 Ohms, i fins i tot transformadors a 40 - 100 kV. I té una impedància de sortida de 0,65 - 0,25 Ohms.
Els cables d’alimentació elèctrica des de les subestacions de transformació urbana fins a l’ASG de les cases s’utilitzen generalment amb conductors d’alumini amb una secció de conductors de fase d’almenys 70 - 120 mm2. Quan la longitud d’aquestes línies és inferior a 200 metres, la resistència del circuit de fase zero del cable d’alimentació (Rpc) es pot assolir igual a 0,3 Ohm. Per un càlcul més precís, cal conèixer la longitud i la secció del cable, o mesurar aquesta resistència. Un dels instruments per a aquestes mesures (el vector instrument) es mostra a la fig. 2
Fig. 2. El dispositiu per mesurar la resistència del circuit de fase zero "Vector"
La resistència de la línia ha de ser tal que amb un curtcircuit es garanteix que el corrent al circuit superi el corrent de funcionament de l’alliberament electromagnètic.D’acord amb l’interruptor C25, el corrent de curtcircuit a la línia hauria de superar 1,15 × 10 × 25 = 287 A, aquí 1,15 és el factor de seguretat. Per tant, la resistència de fase de zero de l’interruptor C25 no ha de ser superior a 220V / 287A = 0,76 Ohm. En conseqüència, per a un interruptor C16, la resistència del circuit no hauria de superar els 220V / 1,15x160A = 1,19 ohms i per a un interruptor C10: no més de 220V / 1,15x100 = 1,91 ohms.
Així, per a un edifici d'apartaments urbans, prenent Rtp = 0,1 Ohm; Rpc = 0,3 Ohm quan s’utilitza un cable amb conductors de coure amb secció de 2,5 mm2 protegits per un interruptor C16 a la xarxa de sortida, la resistència del cable Rgr (conductors de fase i neutre) no hauria de sobrepassar Rgr = 1,19 Ohm - Rtp - Rpk = 1,19 - 0,1 - 0,3 = 0,79 Ohms. Segons la taula 4 trobem la seva longitud: 0,79 / 17,46 = 0,045 km, o 45 metres. Per a la majoria dels apartaments aquesta longitud és suficient.
Quan s'utilitza un interruptor C25 per protegir un cable amb secció de 2,5 mm2, la resistència del circuit ha de ser inferior a 0,76 - 0,4 = 0,36 Ohm, que correspon a una longitud màxima de cable de 0,36 / 17,46 = 0,02 km, o 20 metres.
Quan s’utilitza un interruptor de circuit C10 per protegir una línia d’il·luminació per grups feta amb un cable amb conductors de coure d’1,5 mm2, obtenim la màxima resistència de cable permesa d’1,91 - 0,4 = 1,51 Ohms, que correspon a una longitud màxima de cable d’1,51 / 29, 1 = 0,052 km, o 52 metres. Si protegeixes aquesta línia amb un interruptor C16, la longitud màxima de la línia serà de 0,79 / 29,1 = 0,027 km, o 27 metres.
Víctor Ch
Consulteu també a electro-ca.tomathouse.com
: