ppłk w st. sp. mgr inż. Julian WIATR
WOJSKOWE BIURO STUDIÓW PROJEKTÓW BUDOWLANYCH I LOTNISKOWYCH
W WARSZAWIE
miesięcznik elektro.info
DOBÓR PRZEWODÓW I ICH ZABEZPIECZEŃ
Przewody w sieciach i instalacjach elektrycznych nN dobiera się na następujące warunki:
a) wytrzymałość mechaniczną,
b) obciążalność długotrwałą,
c) przeciążalność,
d) spadek napięcia,
e) warunki zwarciowe,
f) samoczynne wyłączenie dla celów ochrony przeciwporażeniowej.
Dopuszczalne najmniejsze przekroje przewodów ze względu na wytrzymałość mechaniczną zostały przedstawione w tabeli 1.
Tab.1: Najmniejsze przekroje przewodów wymagane ze względu na wytrzymałość mechaniczną wg. DIN VDE 0100: 2002
Rodzaje przewodów sposób ułożenia
Najmniejszy przekrój żyły w [mm2]
Cu
Al
Przewody ułożone na stałe, chronione przed uszkodzeniami
1,5
2,5 1)
Przewody umieszczone na zewnątrz pomieszczeń na izolatorach; odległość miedzy punktami mocowania:
- do 20 m
- do 40 m
4
6
16
Przewody do połączeń w rozdzielnicach o zastępczym prądzie obciążenia długotrwałego
- IB ≤ 2,5 A
- 2,5 A < IB ≤ 16 A
- IB > 16 A
0,5
0,75
1,0
-
Przewody do odbiorników ruchomych i przenośnych o prądzie znamionowym In:
-1,5 A < In ≤ 10 A
- In > 10 A
Gołe przewody napowietrzne
na izolatorach przy rozpiętości
przęsła a
10
25
1) – w budynkach nieprzemysłowych przekroje żył przewodów aluminiowych nie powinny być mniejsze niż 16 mm2
1.1 Dobór przewodów na długotrwałą obciążalność i przeciążalność prądową
Przy doborze przewodów na długotrwałą obciążalność i przeciążalność prądową pierwszym krokiem jest obliczenie prądu obciążenia, który należy wyznaczyć z poniższych wzorów w zależności od rodzaju obwodu:
- dla obwodów jednofazowych: (1),
- a obwodów trójfazowych: (2),
gdzie:
IB – obliczeniowy prąd obciążenia przewodu lub kabla, w [A]
Unf – napięcie fazowe, w [V]
Un – napięcie międzyfazowe, w [V]
cosj - współczynnik mocy, w [-]
S – moc pozorna obciążenia przewodu lub kabla, w [kVA]
P – moc czynna obciążenia przewodu lub kabla, w [kW].
hn - sprawność znamionowa, w [-]
Na podstawie obliczonego prądu obciążenia IB, należy dobrać zabezpieczenie przewodu o prądzie znamionowym In, którego wartość ze względu na wahania napięcia zasilającego powinna spełniać następujący warunek:
(3)
Na podstawie obliczonego prądu obciążenia IB oraz dobranego zabezpieczenia o prądzie znamionowym In, należy wyznaczyć wymaganą minimalną długotrwałą obciążalność prądową przewodu Iz.
Wyznaczenie prądu Iz należy przeprowadzić wg. poniższych zależności:
(4)
w praktycznych zastosowaniach układ nierówności (4), przyjmuje następującą postać:
(5)
In – prąd znamionowy lub prąd nastawienia zabezpieczenia przewodu, w [A]
IZ – wymagana minimalna długotrwała obciążalność prądowa przewodu, w [A
I2 – wartość prądu obciążenia powodująca zadziałanie urządzenia zabezpieczającego w określonym umownym czasie, w [A]
k2 – współczynnik krotności prądu powodującego zadziałanie urządzenia zabezpieczającego w określonym umownym czasie, przyjmowany jako równy:
- 1,6 - 2,1 dla wkładek bezpiecznikowych (tabela 2)
- 1,45 dla wyłączników nadprądowych o charakterystyce B,C,D
- 1,2 dla wyłączników nadprądowych selektywnych
- 1,2 dla przekaźników termobimetalicznych
Wyznaczona z zależności wartość Iz stanowi podstawę doboru określonego przewodu lub kabla na podstawie katalogu producentów. Dobierany przewód musi spełnić następującą zależność:
(6)
Gdzie:
Idd – długotrwała obciążalność przewodu, w[A]
I’z – długotrwała obciążalność przewodu odczytana z katalogu producenta, w [A]
kp – współczynnik poprawkowy uwzględniający sposób ułożenia przewodu lub kabla, w[-]
Uwaga
Wartości prądów I’z oraz wartości współczynników poprawkowych zostały zamieszczone w załączniku Z1.
Interpretację graficzną zależności (4) przedstawia rysunek 1.
Rys. 1: Relacja pomiędzy prądami w obwodach zabezpieczonych od skutków przeciążeń
Tab.2: Wartości współczynnika k2 dla różnych typów wkładek topikowych
Typ wkładki
Zakres prądu
znamionowego
wkładki, w [A]
Współczynnik k2
gG
...
morny