Электрические сети. Сила тока электрической сети, какова она и от чего зависит. Значения токов в электросети
Энергетическая система - это совокупность всех звеньев цепочки получения, преобразования, распределения и использования тепловой и электрической энергии . Схематично энергетическая система представлена на рис. 1.1.
Электрическая или электроэнергетическая система представляет собой часть энергетической системы. Из нее исключаются тепловые сети и тепловые потребители.
Общая классификация электрических сетей и характеристика по каждому пункту.
Электрические сети классифицируются:
По роду тока;
По номинальному напряжению;
По конструктивному исполнению;
По расположению;
По конфигурации;
По степени резервированности;
По выполняемым функциям;
По характеру потребителей;
По назначению в схеме электроснабжения;
По режиму работы нейтрали.
По роду тока различают сети переменного и постоянного тока. Основное распространение получили сети трехфазного переменного тока .
Однофазными выполняются внутриквартирные сети. Они выполняются как ответвление от трехфазной четырехпроводной сети.
Сети постоянного тока используются в промышленности (электрические печи , электролизные цеха) и для питания городского электротранспорта.
Постоянный ток используется для передачи энергии на большие расстояния. Но, на постоянном токе работает только ЛЕП: в вначале и конце ЛЕП строятся преобразовательные подстанции, на которых происходит преобразование пере-менного тока в постоянный и обратно. Использование постоянного тока обеспе-чивает устойчивую параллельную работу генераторов ЭС.
Постоянный ток используется для организации связи электроэнергетических систем. При этом отклонение частоты в каждой системе практически не отража-ется на передаваемой мощности.
Существуют передачи пульсирующего тока. В них электроэнергия передает-ся по общей линии одновременно переменным и постоянным токами. У такой передачи увеличивается пропускная способность по отношению к ЛЕП перемен-ного тока и облегчается отбор мощности по сравнению с ЛЕП постоянного тока.
По напряжению согласно ГОСТ сети делятся на сети напряжением до 1000 В и сети напряжением выше 1000 В.
В литературе встречается и такое деление:
Сети низких напряжений (220 - 660 В);
Сети средних напряжений (6 - 35 кВ);
Сети высоких напряжений (110 - 220 кВ);
Сети сверхвысоких напряжений (330 - 750 кВ);
Сети ультравысоких напряжений (более 1000 кВ).
По конструктивному исполнению различают воздушные и кабельные сети, проводки и токопроводы.
Токопровод - это установка для передачи и распределения электроэнергии, которая испльзуется на промышленных предприятиях. Состоит из неизолированных или изолированных проводников, изоляторов, защитных оболочек и опорных конструкций.
Электропроводки предназначены для выполнения сетей в зданиях.
По расположению сети делятся на наружные и внутренние . Наружные выполняются неизолированными (голыми) проводами и кабелями. Внутренние выполняются изолированными проводами.
По конфигурации сети делятся на разомкнутые (см. рис. 2.1) и замкнутые (см. рис. 2.2).
Разомкнутые сети питаются от одного источника питания и передают элект-роэнергию к потребителям только в одном напрявлении.
В замкнутых сетях электроприемники получают по меньшей мере с друх сто-рон. Различают простые замкнутые сети и сложнозамкнутые сети. Простые замкнутые сети имеют один замкнутый контур, сложнозамкнутые - несколько. К простым замкнутым сетям относятся кольцевая сеть и сеть с двухсторонним пита-нием.
 |
По степени резервированности сети делятся на нерезервированные и резервированные . Замкнутые сети всегда резервированные, потому что при отключении любой ЛЕП или любого источника питания ни один из потребителей не потеряет питание. Магистральные сети, выполненные одной цепью, являются нерезервированными, так как часть или все потребители теряют питание в зависимости от места повреждения и мест установки коммутационной аппаратуры. Магистральные сети, выполненные двумя цепями, являются резервированными.
По выполняемым функциям различают системообразующие , питающие и распределительные сети.
Системообразующие сети - это сети напряжением 330 кВ и выше. Выполняют функцию формирования энергосистем, объединяя мощные ЭС и обеспечивая их функционирование как единого объекта управления. Эти сети характеризуются большим радиусом охвата, значительными нагрузками. Сети выполняются по сложнозамкнутым многоконтурным схемам с несколькими ИП.
Питающие сети предназначены для передачи электроэнергии от подстанций системообразующей сети и от шин 110 - 220 кВ ЭС к районным подстанциям. Питающие сети обычно замкнуты. Их напряжение - 110 - 220 кВ.
Распределительная сеть предназначена для передачи электроэнергии на не-большие расстояния от шин низшего напряжения районных ПС непосредственно к потребителям. Такие сети выполняют по разомкнутым схемам. Различают расп-ределительные сети высокого напряжения (более 1000 В) и низкого напряжений (до 1000В).
По характеру потребителей сети делятся на городские , промышленные и сельские .
Городские сети характеризуются высокой плотностью электрических нагрузок (до 12 МВ·А/км 2) и большим количеством разнородных потребителей.
К промышленным сетям относятся сети промышленных предприятий. Эти сети делятся на сети внешнего и внутреннего электроснабжения. Напряжение зависит от близости к питающей ПС. Если она расположена вблизи предприятия, то напряжение внешнего электроснабжения - 6 - 10 кВ, а внутреннего - до 1000 В. Если питающая ПС расположена далеко, то напряжение внешнего электроснабжения повышается. Для промышленных сетей существует понятие “глубокого ввода”, когда высокое напряжение (220 -330 кВ) заводится на территорию завода, минуя дополнительные трансформации. В этом случае в схеме внутреннего элект-роснабжения используется напряжение 6 - 35 кВ.
Сельские сети - сети напряжением 0,4 - 110 кВ. Они предназначены для питания небольших населенных пунктов, сельскохозяйственных предприятий. Отличаются большой протяженностью и малой плотностью нагрузки (до 15 кВ·А/км 2). Сельские сети выполняются, в основном, воздушными ЛЕП по разомкнутым схемам.
По назначению в схеме электроснебжения сети делятся на местные и районные .
Местные сети охватывают площади радиусом до 30 км. Они имеют малую плотность нагрузки и напряжение до 35 кВ включительно. Это сельские, комму-нальные и фабрично-заводские сети. К местным сетям относятся “глубокие вводы” напряжением 110 кВ.
Районные сети охватывают большие районы и имеют напряжение 110 кВ и выше. По районным сетям осуществляется передача электроэнергии от ЭС в места ее потребления. К районным сетям относятся основные сети системы, магистральные ЛЕП внутрисистемной связи и межсистемные связи.
По режиму работы нейтрали сети делятся:
На сети с изолированной нейтралью;
На сети с компенсированной нейтралью;
На сети с эффективно - заземленной нейтралью;
На сети с глухозаземленной нейтралью.
Режим работы нейтрали определяется способом соединения нейтрали с землей. В сетях с изолированной нейтралью электроустановки не имеют связи з землей. В сетях с компенсированной нейтралью имеется связь через дугогасительную катушку. В сетях с глухозаземленной нейтралью - непосредственная связь с землей. В сетях с эффективно-заземленной нейтралью - часть нейтралей трансформаторов заземлена, часть - разземлена (в нейтраль включены разъединитель и разрядник).
Выбор режима работы нейтрали в сети до 1000 В определяется безопасностью работ. В сети выше 1000 В - двумя причинами:
Стоимостью изоляции оборудования;
Величиной токов однофазного короткого замыкания на землю.
В соответствии с “Правилами устрой ства электроустановок” электроуста-новки до 1000 В работают либо с глухозаземленной, либо с изолированной нейтралью.
В первом случае имеем четырехпроводную сеть. Замыкание любой фазы на землю приводит к короткому замыканию в сети (ток повреждения большой). Предохранитель поврежденной фазы перегорает, а две здоровые фазы остаются в работе при фазном напряжении.
Во втором случае имеем трехпроводную сеть. В такой сети замыкание фазы на землю не приводит к значительному росту тока в месте повреждения, фаза не отключается. Фазные напряжения неповрежденных фаз возрастают до линейных значений, т.е. возрастают в раз.
В обоих случаях изоляция рассчитывается на линейное напряжение.
Сети напряжением 6 - 35 кВ считаются сетями с малыми токами замыкания на землю (до 500 А). Работают такие сети либо с изолированной, либо с компенсированной нейтралью.
В сети с изолированной нейтралью при касании фазы землю напряжение этой фазы становится равным нулю, а на здоровых фазах возрастает до линейного значения (см. рис. 2.1 а). Поэтому изоляция должна быть рассчитана на линейное напряжение. Емкостный ток в поврежденной фазе равен нулю, а в неповреж-денных фазах увеличивается в раз (см. рис. 2.1 б). Суммарный емкостный ток, равный 3 I 0 , будет протекать через место замыкания фазы на землю и источник питания. Если величина этого тока в сети 6 - 10 кВ превышает 30 А, а в сети 35 кВ - 10 А, то в нейтраль трансформаторов необходимо включить дугогасительную катушку. Ее индуктивный ток складывается с емкостным током замыкания на землю, который может быть скомпенсирован частично или полностью.
Сети 6 - 35 кВ не требуют немедленного отключения и могут работать несколько часов. Но повреждение можно обнаружить только при поочередном отключении потребителей.
Сети напряжением 110 кВ и выше считаются сетями с большими токами замыкания на землю (свыше 500 А). Они не могут работать с изолированной нейтралью, так как изоляция в этом случае должна рассчитываться на линейное напряжение. А это дорого. Сети работают с заземленной нейтралью. При этом ток однофазного короткого замыкания может превышать ток трехфазного к.з. В этом случае коммутационная аппаратура должна выбираться по большему току, т.е. однофазному.
 |
В месте повреждения в таких сетях возникает электрическая дуга с большим током. Дуга гасится при отключении повреждения. Так как большинство к.з являются самоустраняющимися, то для проверки линия включается вновь под действием АПВ. Если к.з. самоустранилось, то ЛЕП остается в работе, если нет, то повреждение отключается вновь. В переходном режиме и при коммутациях в сети возникают внутренние перенапряжения. Величина перенапряжения влияет на выбор изоляции. Величину перенапряжения стараются ограничить. Для этого заземляют нейтрали оборудования. Но чем больше заземленных нейтралей, тем меньше величина перенапряжения, но тем больше величина тока однофазного к.з.
В сетях 110 кВ поступают следующим образом. Часть нейтралей разземляют, чтобы величина токов однофазного к.з. не превышала величину токов трехфазного кз. Заземляют нейтрали трансформаторов на электростанциях, узловых подстанциях и на тупиковых потребительских подстанциях. Напряжение на неповрежденных фазах по отношению к земле в установившемся режиме не должно быть больше 0,8 U ном (линейного). Такие сети называются сетями с эффективно-заземленной нейтралью.
В сетях 220 кВ и выше применяют глухое заземление нейтрали всех трансформаторов. В этом напряжение на неповрежденных фазах по отношению к земле в установившемся режиме не превышает фазное. Коммутационная аппаратура выбирается по большему току к.з.
Как мы помним электрический ток это упорядоченное движение заряженных частиц внутри электрического проводника. Сила тока характеризует, какое количество этих самых заряженных частиц будет протекать через определённое сечение провода в единицу времени. Проще говоря, если сравнивать с обычной водой, то это будет похоже на количество и интенсивность воды, которая протекает внутри трубы определённого диаметра. Естественно, что на силу тока электрической сети действуют определённые факторы, которые её могут ограничивать.
Итак, откуда берётся вообще сила тока в электрической сети? Всё начинается с источника питания. Именно в нём возникают электрофизические процессы, что заставляют электрически заряженные частицы перемещаться по проводнику, совершая при этом определённую работу. По причине воздействия электромагнитных сил, электрохимических реакций, фотоэффектов и т.д., в источнике тока заряженные частицы разделяются на два полюса. Внутри источника они уже не могут выровнять свой электрический потенциал, и единственным путём для них становится внешняя электрическая цепь.
Стоит учесть, что чем мощнее источник электрического питания, тем больше силу тока он способен обеспечить электрической сети и конечному потребителю. Но сама электросеть будет являться неким препятствием для движения электронов (электрически заряженных частиц). Известно, что любые проводники обладают определённым внутренним сопротивлением, что затрудняет движение электрического тока. Следовательно, чем будет больше это самое электрическое сопротивление, тем меньше будет сила тока электрической сети.
Сила тока электрической сети ещё зависит от самой нагрузки, что подключается к сети, ведь она также обладает своим собственным электрическим сопротивлением. Чем сопротивление нагрузки меньше, тем большая сила тока будет протекать через данное устройство. В итоге получаем, сама электростанция, питающая городскую электрическую сеть изначально способна обеспечить достаточным количеством электрической энергии (поскольку она на это и рассчитана). Некоторое количество электроэнергии (силы тока) теряется в самих распределительных электросетях. А та, электроэнергия, которая дошла к Вам в дом будет зависит от подключаемой нагрузки.
Сила тока электрической сети может специально ограничиваться с целью защиты от перегрузки этой самой сети. Известно, что если произойдёт соединение двух токонесущих проводов сети (фазы и нуля, плюса и минуса) произойдёт короткое замыкание. Это значит что сопротивление в данной цепи оказалось близко к нулю, следовательно сила тока при этом возрастает до максимального (критического) своего значения. Будет равна напряжению сети делённое на сумму сопротивления проводов до места КЗ и внутреннее сопротивление источника питания.
Когда такое происходит, данная сила тока может нанести значительный вред самой электросети. Что бы этого избежать делают различные электрические защиты. Самой простой является установка автоматических выключателей и плавких предохранителей в вводные щитки, шкафы управления электротехническими системами и т.д.. У данных защитных устройств имеется определённый ток срабатывания, в результате чего они просто размыкают электрическую цепь, предотвращая последующее его протекание и возрастание.
Электрическая сеть можно классифицировать по ряду признаков. Так, по назначению различают: питающие и распределительные сети, служащие соответственно для передачи и распределения электрической энергии от узловых подстанций до электроприёмников (городских, промышленных, с.-х. и других потребителей). В зависимости от напряжения Электрическая сеть делят на две группы: до 1 кв и выше 1 кв. Кроме того, различают Электрическая сеть по роду тока - сети переменного и постоянного тока, по исполнению - воздушные и кабельные сети: по конфигурации - кольцевые и радиальные; по режиму нормальной работы - разомкнутые и замкнутые и т. д. Кроме линий электропередачи, в состав Электрическая сеть входят подстанции электрические для преобразования, распределения электроэнергии и управления режимом работы сети (повышения и понижения напряжения, преобразования трёхфазного переменного тока в постоянный и наоборот, изменения числа отходящих линий по сравнению с числом подходящих и т. д.). Понижение (или повышение) напряжения происходит обычно несколькими ступенями. Каждой ступени напряжения соответствует своя сеть линий электропередачи и электрических подстанций, через которые электрическая энергия поступает в сеть следующей ступени напряжения. Электрическая сеть получаются как бы многоярусными, состоящими из ряда взаимосвязанных сетей различного напряжения.
Преимущественное распространение получили Электрическая сеть переменного тока. В СССР приняты номинальные напряжения для таких Э с.: 12, 24, 36, 48, 60, 127, 220, 380, 660 в ; 3, 6, 10, 20, 35, 110, 150, 220, 330, 500, 750 кв. Электрическая сеть напряжением до 220 в применяют для питания электроприёмников малой мощности (осветительные бытовые приборы, электрические аппараты и др.). В условиях повышенной опасности, например для местного освещения рабочих мест на промышленных предприятиях, используют напряжение не выше 36 в , а в шахтах - 12 в. Электрическая сеть напряжением 380 в-10 кв предназначаются для питания более мощных электроприёмников, главным образом крупных электродвигателей. Электрическая сеть напряжением 6 кв и выше используют в основном для передачи и распределения электроэнергии с последующим понижением напряжения. Питающие сети и большая часть распределит, сетей выполняются воздушными линиями электропередачи. Однако в плотно застроенной местности, в районах с тяжёлыми климатическими условиями (часты гололёд, ветры, грозы), с ценными с.-х. угодьями и т. п. получили распространение кабельные Электрическая сеть , которые выполняются главным образом подземными, а также подводными, в некоторых случаях - надземными. Максимальное напряжение питающих кабельных Электрическая сеть переменного тока в СССР - 500 кв, пропускная способность 0,5 Гвт. Известны также кабельные Электрическая сеть напряжением 750 кв (например, во Франции). Распределительные Электрическая сеть постоянного тока служат главным образом для электроснабжения городского и частично ж.-д. электротранспорта и некоторых электрохимических предприятий. Питающие Электрическая сеть постоянного тока применяют: для сверхдальней передачи потоков электроэнергии более 5 Гвт без промежуточных отборов на расстояния свыше 1500 км (например, линия Экибастуз - Центр в СССР напряжением 750 кв, протяжённостью 2500 км, с передаваемой мощностью 6 Гвт ), для связи электрических систем переменного тока с разными частотами (принято в Японии, Канаде); для связи (при ограниченной пропускной способности) между крупными объединениями энергосистем (например, линия Волгоград - Донбасс напряжением ± 400 кв, Тихоокеанская передача в США напряжением ± 400 кв ), для передачи электроэнергии по кабельным линиям через водные пространства (линия Швеция - о. Готланд напряжением 100 кв , линия Великобритания - Франция напряжением ± 100 кв ). Общая длина питающих линий постоянного тока во всём мире менее 1% длины питающих линий переменного тока.
Рост единичной мощности электростанций и размещение крупнейших электростанций в Азиатской части СССР вызывают необходимость интенсивного роста пропускной способности Электрическая сеть , увеличения расстояний передачи электроэнергии. Эти положения определяют основные направления в развитии Электрическая сеть Высшее номинальное напряжение воздушной Электрическая сеть переменного тока в СССР и США в 70-е гг. 20 в. достигло 750 кв (пропускная способность 2,5 Гвт на одну цепь). Ближайшая следующая ступень напряжения - 1150 кв (около 6 Гвт ), а в перспективе - 1500 кв (до 15 Гвт ). Сооружение воздушных линий и открытых подстанций переменного тока ещё более высоких напряжений сдерживается главным образом резким возрастанием при этом габаритов опорных конструкций, ограниченными возможностями воздушной изоляции, экологическими факторами. Предполагаемое максимально возможное напряжение воздушной Электрическая сеть постоянного тока ± 1100 кв при пропускной способности до 15 Гвт. Дальнейшее повышение пропускной способности Электрическая сеть требует принципиально новых технических решений, например создания ЛЭП новых видов с проводами, имеющими газовую изоляцию (элегаз, фреон) и прокладываемыми в герметизированных трубах диаметром до 3 м. Пропускная способность таких Электрическая сеть переменного тока напряжением 500 кв к 1977 составила 6,5 Гвт. Принципиально возможно создание линий с газовой изоляцией напряжением до 3000 кв с пропускной способностью 180 Гвт.
Лит.: Электрические системы, т. 1-7, М., 1970-77; Холмский В. Г., Расчёт и оптимизация режимов электрических сетей, М., 1975; Тиходеев Н. Н., Передача электроэнергии сегодня и завтра, Л., 1975.
Д. В. Холмский.
Статья про слово "Электрическая сеть " в Большой Советской Энциклопедии была прочитана 6082 раз
Электрическая сеть представляет собой систему специализированного взаимосвязанного оборудования, с помощью которого осуществляется распределение электроэнергии от источников (в основном промышленных электростанций) до конечных потребителей.
В ее составе предусмотрены также подстанции, распределительные устройства, и соединяющие их линии электропередач.
Общепринятая классификация
Электрические сети могут различаться:
1. По назначению электроснабжения:
Общие (обеспечение электроэнергией промышленных, транспортных, сельскохозяйственных и бытовых потребителей);
Автономные (используются в автономных объектах – начиная от простого автомобиля и заканчивая космической техникой);
Специальные технологические;
Контактные (для передачи электроэнергии на подвижный состав: трамваи, троллейбусы, локомотивы, метро);
2. По сфере обслуживания:
Магистральные;
Региональные;
Районные;
Внутренние.
3. По форме и виду используемого тока:
Переменный одно- или трехфазовый;
Постоянный.
Источники электроэнергии (в большинстве случаев это электростанции), используют для преобразования самых разнообразных источников энергии в электричество генераторы переменного тока. Это позволяет широко применять , которые преобразовывают в самых широких диапазонах.
Сегодня в качестве мирового стандарта принято использование трехфазного переменного тока напряжением 380 В, который в постсоветских и европейских странах представлен промышленной 50 . В Соединенных Штатах, Японии и еще ряде стран принят иной стандарт - 60 . Широко используемый в бытовых приборах однофазный в 220 В получается за счет использования только одной из трех фаз.
Передача электричества на достаточно большие расстояния ведет к определенным потерям за счет внутреннего сопротивления проводников. Причем здесь прямая зависимость, в соответствии с законом Ома, от силы тока. Для снижения потерь приходиться использовать повышенное .
В свою очередь создание высоковольтных линий электропередач также сопряжено с определенными проблемами (в частности с обустройством электрических изоляторов), да и доставка электроэнергии в таком виде до конечного потребителя далеко не всегда является оптимальным вариантом.
Впрочем, преобразование в «удобоваримый для потребителя вид» легко решается с помощью традиционных , расположенных на соответствующих подстанциях.
Структура электрической сети может быть достаточно сложной. В ее составе могут находиться как источники, так и потребители, которые могут быть расположены на достаточной удаленности друг от друга. Кроме того, возможны и дополнительные требования к надежности и защищенности.
Как правило, в структуре электрических сетей отдельно выделяются линии, соединяющиеся посредством подстанций. Последние представляют собой электроустановки для приема сразу по нескольким линиям электроэнергии, с дальнейшем ее распределением в доступном для конкретного потребителя виде.
Оперативное соединение предполагает также широкое использование различных конструкций электрических (в том числе и дистанционно управляемых) коммутаторов, других распределительных и вспомогательных силовых устройств.
Как известно электрическая сеть предназначена для передачи электрической энергии от поставщика получателю. В качестве электрической энергии используется переменный ток.Электрическая энергия имеет следующие характеристики:
Мощность, которую может использовать потребитель, назначает (по договору) поставщик электроэнергии. Обычно, в зависимости от потребителя, эта мощность колеблется от 10000 до 50000 Ватт или 10 - 50 КВт (Киловатт).
Частота бытовой электрической сети F = 50 Гц (Hz), а напряжение U = 220 В (V).
По правилам электромонтажа, все электрические приборы подключаются к сети только параллельно.
Каждый электрический прибор имеет потребляемую мощность. Производители обычно указывают потребляемую мощность на корпусе электроприбора.
Как видно из рисунка, лампа имеет мощность 13 Ватт (W).
Некоторые производители указывают диапазон питающих напряжений прибора, и ток потребляемы нагрузкой.
Далее будем называть электроприборы нагрузкой.
Зная напряжение сети и ток, потребляемый нагрузкой можно вычислить потребляемую мощность.
Для этого воспользуемся формулой: P = I * U.
В данном случае мощность будет равна: P = 220 V * 0.9 A = 198 W (Ватт) = 0,198 КВт.
Так как все электроприборы подключаются к сети параллельно, то суммарная мощность вычисляется как сумма
мощностей нагрузок. Этот параметр очень важен при разработке электрической сети, так как он определяет
общую мощность потребителя.
Например, если предполагается смонтировать электрическую сеть на кухне, то нужно учесть мощность нагрузки
всех электроприборов находящихся в этом помещении, с учётом того, что они могут быть включены одновременно.
Для расчёта возьмём типовой вариант:
Холодильник - 350 Вт
Моечная машина - 450 Вт
Вытяжка - 100 Вт
Тостер - 1000 Вт
Чайник электрический - 1200 Вт
Освещение - 200 Вт
Сложим все эти значения: 350 + 450 + 100 + 1000 + 1200 + 200 = 3300 Вт или 3,3 КВт.
Полученную величину округляют в большую сторону до целого числа (в данном случае - 4 КВт), а если получилось
целое число, то прибавляют 1. Это связано с тем, что, в будущем есть вероятность увеличения нагрузки, скажем с
приобретением электромясорубки.
Рассчитав, таким образом, мощность определённого помещения, для монтажа в нём электропроводки,
в последующем можно будет подобрать соответствующий кабель и устройства защиты.
Если помещений несколько, то расчёт делается для каждого помещения, а затем результаты суммируются.
Полученная суммарная мощность как раз и есть та мощность, которую потребляет пользователь электроэнергии.
Выбор кабеля для сети
Кабель электрической сети выбирается из расчёта номинального тока в сети - такого тока, при котором не
происходит нагрев кабеля и не падает напряжение в сети. Зная мощность, потребляемую определённым
помещением, мы можем рассчитать ток, проходящий в сети: I = P / U. В нашем предыдущем примере
потребляемая мощность равнялась 4 КВт. Тогда, I = 4000 / 220 = 18,2 А.
При выборе кабеля, производители обычно указывают номинальный ток нагрузки. Ток нагрузки кабеля напрямую
зависит от площади поперечного сечения токоведущей жилы кабеля.
При электротехнических расчетах принято использовать соотношение 4 ампера на 1мм 2 поперечного сечения.
Рассчитаем площадь поперечного сечения для нашего случая: 18,2 А / 4 = 4,55 мм 2 . Очевидно, что найти и
приобрести кабель с сечением 4,55 мм 2 довольно сложно, поэтому следует подбирать кабель из стандартного
списка, причём площадь следует выбирать больше, а не меньше.
Стандартными считаются следующие площади сечения токоведущих жил кабеля (мм 2):
0,5; 0,75; 1,0; 2,5; 4,0; 6,0; 10; 16; 25; 35; 50; 70; 95; 120; 150; 185; 240; 400; 500.
Из списка видно, что нам подходит провод сечением 6 мм 2 .
Так как для монтажа электрической сети требуется как минимум два проводника (Фаза и Нуль), то современную
электропроводку делают кабелем.
Кабель
- два и более проводника изолированные друг от друга и заключённые в изолирующую оболочку.
Кабели с одним проводником практически не используются.
Для бытовой электропроводки используются кабели с 2-я или 3-я проводниками (жилами).
Третий проводник используется в качестве заземления. Для 3-х фазных сетей используются кабели с 4-я жилами.
Для удобства монтажа, производители окрашивают изоляцию жил разными цветами.
При монтаже принято подключать жилы следующим образом: Красный (или оттенки красного, например
коричневый, жёлтый) - фаза; Синий (или оттенки синего, иногда белый) - нуль; Зелёный (или оттенки зелёного) -
заземление. Некоторые кабели, особенно плоской конструкции не имеют окраски.
Жилы кабеля выполняют обычно из меди или алюминия. Медные проводники предпочтительней,
так как они выдерживают большие токи при одинаковом поперечном сечении, нежели алюминиевые.
Однако, медные кабели дороже алюминиевых.
Современные отечественные кабели имеют маркировку, состоящую из букв, например ПРДШ, ПГВ, ПРТО, АПР.
Если в обозначении первая (или вторая) буква П, то это означает, что это изделие - провод.
Если первая буква А, то проводник изготовлен из алюминия, если буквы А нет, то проводник изготовлен из меди.
Последующие буквы обозначают:
Например, кабель АПР означает - кабель с алюминиевыми жилами и резиновой изоляцией.
Выбор защитных устройств
Рассчитав токи, потребляемые участками электрической сети и выбрав соответствующий кабель,
следует, позаботься о безопасности электрической сети. Для защиты участка и всей сети от перегрузок
используются электрические автоматы.
Суть защитного автомата состоит в том, чтобы разорвать электрическую цепь в случае превышения тока в цепи.
Фактором превышения тока может быть: неисправность какого нибудь прибора; чересчур большое количество
приборов, подключенное к сети; неисправность электропроводки - замыкание между токоведущими жилами
(короткое замыкание).
Основным параметром, при выборе автомата, является ток срабатывания.
Существует стандартный ряд токов срабатывания для электрических автоматов:
4; 6; 8; 10; 13; 16; 20; 25; 32; 40; 50; 63; 80; 100.
Класс автомата обозначается буквой из ряда B C D K Z. Наиболее распространённым, для бытовой
электропроводки, считается класс С. Класс автомата определяет кратковременный ток, который выдерживает
(не выключается) автомат. Это нужно для того, что бы автомат не отключился при пуске какого нибудь бытового
прибора, например двигателя стиральной машины. Как известно, электродвигатели при включении,
кратковременно потребляют ток на порядок больше чем в рабочем режиме. Автоматы класса С допускают
кратковременные токи в 10 - 15 больше номинального значения.
Ток срабатывания автомата должен быть не ниже расчётного тока для данной сети.
Ток срабатывания автомата выбирается больше тока сети, но не более чем в два раза.
Так, ток сети из нашего примера равен 18,2 А. Следовательно, автомат следует выбрать с током срабатывания
20 или 25 ампер.
Существует так же класс защитных устройств типа УЗО (Устройство защитного отключения).
УЗО способно оградить от таких проблем, как поломка электроприборов из-за перебоев энергопитания, пожар в
доме от электрической проводки, поражение человека током. Принцип действия УЗО основан на измерении
разницы токов - идущего к нагрузке и идущего от нагрузки. Если эта разница превышает определённое значение
(обычно несколько миллиампер), то происходит отключение сети.
Более подробно о монтаже сети, автоматов и выборе конфигурации сети будет рассказано в следующих разделах.