65
Тепловой расцепитель представляет собой термобиметаллическую
пластину (ТБ), которая изгибается при превышении тока, протекающего по
пластине (прямой нагрев) или по специальной нагревательной обмотке
(косвенный нагрев), заданного значения. Преодолевая усилие БП приводит
через тягу в действие механизм свободного расцепления. Настройка тока
срабатывания производится с помощью регулировочного винта.
Подпружинивание неподвижного конца ТБ осуществляется за счет
держателей, а именно их упругих свойств, как консольно-закрепленных
пружин. Исключением является расцепитель фирмы Moeller конструкция,
которого применена цилиндрическая пружина. Это является
преимуществом данной конструкции, т.к. в других конструкциях при
чрезмерном прокручивании винтов возможна потеря упругих свойств
держателя и следствием нарушения функциональных свойств
регулировочного механизма (винт и держатель).
Автоматические выключатели выбираются по трем условиям:
по номинальному напряжению (16);
по динамической стойкости к токам КЗ (17);
по термической стойкости к токам КЗ (18);
по номинальному току отключения (19).
сетином
UU
;
(16)
уддин
ii
;
(17)
кт
2
т
BtI
.
(18)
откл.ном
II
.
(19)
Расчетный максимальный ток одной группы розеток с
установленной мощностью 1 кВт:
рмакс
р
ном
А
66
Принимаем к установке дифференциальный автоматический
выключатель Acti 9 A9D31616, таблица 3.
Таблица 3
Проверка подбора автоматического выключателя
Условия выбора
Паспортные данные
Расчётные данные
Проверка
ном сети
UU
ном
В220U
сети
В220U
220 220В
ном р.ав
II
ном
16 АI
р.ав
4, 6 АI
16 4, 6 А
дин уд
ii
дин
6 кАi
уд
1045 Аi
8 1,04 5 кА
2.7. Выбор проводников и способов прокладки
Задачей выбора проводниковой продукции является определения
вида проводника, его марки, количества жил и способов прокладки.
Кабели – один из самых распространенных видов проводниковой
продукции. Кабели могут прокладываться открыто, в трубах, в земле. Они
имеют изоляцию токоведущих жил, пластмассовую или резиновую
оболочку, для защиты от химических воздействий свинцовую оболочку,
для защиты от механических повреждений – броню, поверх которой при
прокладке кабелей в земле накладывается оплетка из хлопчатобумажной
пряжи пропитанной противогнилостным составом. Если такой кабель
необходимо проложить в помещении то необходимо срезать оплетку и
тогда в обозначении кабеля добавить букву (Г).
Основное преимущество кабелей – их высокая защищённость
практически от всех видов воздействий. Недостаток – высокая стоимость
по сравнению с др. проводниками. Кабели выпускаются одно, двух и трех
жильные. Четырех жильные кабели выпускаются только при напряжении
0,4 кВ и 4-я жила используется для зануления электроустановок и поэтому
сечение ее всегда меньше чем основной жилы. Материал жил кабелей медь
или алюминий.
67
Провода – самый распространенный вид проводников в сетях
напряжением до 1кВ. Провода имеют изоляцию, которая может быть
однослойной или многослойной. Главный недостаток проводов –
практически отсутствует защита от механических повреждений. Если
такая защита необходима, то как правило провод затягивают в стальные
или пластмассовые трубы, причем стальные трубы используются в
качестве 4-го нулевого провода. Провода могут быть одножильные и
многожильные. Жилы могут быть однопроволочные (для не гибких
проводов) и много проволочные. Сечение жил проводов такое же по
сортаменту, как и кабелей. Провода подразделяют:
голые, применяют для ВЛ электропередачи;
монтажные, применяют при не подвижной установке
электрооборудования, а также при монтаже панелей автоматики и
управления;
установочные провода и шнуры применяются в основном для
переносных и бытовых электроприемников. Они имеют высокую
механическую прочность на изгиб и выполняются чаще всего из меди.
Материал жил проводов весьма разнообразен, их изготавливают из
алюминия, меди, стали и из их сплавов.
Согласно требований ПУЭ проводники выбранные по условию
нагрева должны быть проверены на величину допустимой потери
напряжения в электрической сети. Величина допустимой потери
напряжения согласно требованиям ПУЭ составляет 5% от номинального
для силовых электрических приемников в сетях напряжением 0.4 кВ, и
2.5% в осветительных сетях.
Расчет сети по потери напряжения достаточно сложен и требует
большого количества дополнительных данных по проводниковым
материалам. Для облегчения расчета были рассчитаны таблицы для
68
определения величины потери напряжения в электрических сетях для всех
видов проводников.
Согласно требований ПУЭ проводники выбранные по условию
нагрева должны быть проверены на величину допустимой потери
напряжения в электрической сети. Величина допустимой потери
напряжения согласно требованиям ПУЭ составляет 5% от номинального
для силовых электрических приемников в сетях напряжением 0.4 кВ, и
2.5% в осветительных сетях.
Розетки имеют защитное устройство, автоматически закрывающее
гнезда при вынутой вилке, согласно п. 7.1.49 ПУЭ.
Групповые электрические сети выполняются трех и
пятипроводными. Электропроводка обеспечивает возможность легкого
распознания по всей длине проводников по цветам, согласно п. 1.1.29
ПУЭ. Проводники групповых электрических сетей имеют цветовую
маркировку в соответствии с ГОСТ Р 50462-92.
Прокладка групповых электрических сетей рабочего освещения
выполнена силовым кабелем с медными жилами в ПВХ оболочке с ПВХ
изоляцией, пониженной пожароопасности с низким дымо-и
газовыделением марки ППГнг(А)-HF, сетей аварийного освещения - марки
ВВГнг(А)-FRHF по кабельным конструкциям и в ПВХ трубах.
Для прокладки групповых сетей используются перфорированные
кабельные лотки производства фирмы «DKC».
Для розеточной сети в кабинетах используются кабельные короба
105х50 с фронтальной крышкой производства фирмы «legrand»,
проложенные на уровне 0,8м от уровня чистого пола.
В местах прохода кабелей через строительные конструкции с
нормируемым пределом огнестойкости предусматриваются кабельные
проходки с пределом огнестойкости не ниже данных конструкций. В
проекте применен огнестойкий материал "производства "DKC". Для
69
монтажа проходок в местах пересечения кабельными лотками стен,
устанавливаются огнестойкие подушки с пределом огнестойкости 120мин.
Для одиночных проходок используется огнестойкий герметик DS1201.
На каждом этаже предусматривается установка этажных щитов
ЩЭ*, в каждой квартире предусматривается установка квартирных щитов
ЩК**, рисунок 11.
Электроснабжение каждой секции жилого дома осуществляется по
двум взаиморезервируемым кабельным линиям. Распределение
электроэнергии осуществляется от вводно-распределительных устройств
ВРУ1, ВРУ2, ВРУЗ, ВРУ4, ВРУ5 установленных в электрощитовых.
Распределительные сети предусматриваются пятипроводными,
групповые сети предусматриваются трех- и пяти- проводными.
Проводка выполняется кабелями ВВГнг-LS и ВВГнг-FRLS - в
металлических лотках, в стальных и ПВХ трубах, ПВХ кабель-канале, и
скрыто в штрабе.
Рисунок 11 - Схема типового этажного щита
70
Для обеспечения надежной эксплуатации электросетей все элементы
электроцепей выполняются в соответствии с ГОСТ Р50462-92,
устанавливающего требования по применению определенных цветов для
идентификации как отдельных изолированных жил кабелей, так и
изолированных проводников:
- Голубого цвета - для обозначения нулевого рабочего проводника;
- Желто-зеленого для обозначения защитного проводника;
- Черного, коричневого, красного, фиолетового, розового, белого -
для обозначения фазного проводника.
Металлические части электроустановок, нормально не находящиеся
под напряжением, подлежат заземлению. Для обеспечения безопасности от
поражения электрическим током, в следствии нарушения изоляции,
металлические корпуса щитков, труб и т.д., следует заземлить, для
заземления используются нулевые защитные (РЕ) проводники.
Запрещается подключать нулевые рабочие (N) и нулевые защитные (РЕ)
проводники под один контактный зажим.
Рисунок 12 – Однолинейная схема квартирного щита
71
От квартирных щитов прокладка кабелей осуществляется в
железобетонных перекрытиях, в заранее заложенных каналах, опуски
осуществляются в штробах. Соединение кабелей осуществляется в
распределительных коробках внутри стен и потолков. План прокладки
кабелей на типовом этаже представлен на рисунке 13.
Рисунок 13 – План прокладки сетей по типовому этажу
2.8. Расчет заземления и молниезащиты
В соответствии с ПУЭ, ПТБ и ПТЭ производится расчёт
заземляющего устройства для трансформаторной подстанции 10/0,4 кВ.
Удельное сопротивление земли при нормальной влажности [12]:
ρн = 40 Ом·м
Габариты трансформаторной подстанции с трансформаторами
мощностью 1000 кВА: 4х9 м.
72
Согласно п.1.7.62 [1] сопротивление заземляющего устройства для
электроустановок 0,4 кВ должно быть не более 4 Ом. Отсюда
сопротивление заземляющего устройства должно быть:
Rз ≤ 4 Ом (16)
Заземляющее устройство выполняется в виде контура из полосы 40 х
4мм на глубине 0,7 м вокруг трансформаторной подстанции и стержнем
длиной 1=3 м, диаметром d=16мм на расстоянии друг от друга 2,5м.
Рисунок 14 – Схема заземляющего контура ТП
Сопротивление одного стержня [12]:
rв = 0,366 ·ρрасч / l · (ln2 · l / d + 1 / 2 · ln (4t + l) / (4t – l)), Ом
(17)
где ρрасч – расчетное сопротивление грунта, Ом·м
l – длина стержня, м;
d – диаметр стержня, м;
73
t – глубина заложения, равная расстоянию от поверхности земли до
середины электрода, м;
rв = 0,366·66/3·( ln(2·3/0,016)+1/2 ln((4·2,2+3)/(4·2,2-3)))=50,58Ом
где ρрасч = Кс · ρи = 1,65 · 40 = 66 Ом·м
Кс = 1,65 – определяется в соответствии с таблицей 11.2 [12].
Необходимое количество стержней:
nв = rв / Rз · n
в
, шт (18)
где nв – коэффициент использования вертикальных заземлителей.
Определяется согласно данным из таблицы 11.5 [12]. Для а/ l = 1; n
в
= 0,5.
а – расстояние между заземлителями.
nв = 50,58 / 4 · 0,54 = 23,41 шт
Определяем расчетное сопротивление растеканию горизонтальных
электродов (шина полосовая 408 мм) по формуле [12]:
г
р
К
иг
, (19)
где К
и.г.
– коэффициент использования горизонтальных соединительных
электродов в контуре из вертикальных электродов, определяемый по
таблицы 11.5 [12]. К
и.г.
=0,25;
l – общая длина горизонтальных электродов, для принятого типа ТП
l=50 м;
t – расстояние до поверхности земли, t=0,7 м;
b – ширина полосы, b=0,08 м.
ρр = ρ · Кз = 40 · 4 = 160 Ом ·м
где Кз = 4 определяется в соответствии с [12].
г
Ом.
Необходимое сопротивление вертикальных заземлителей:
Rв = Rг · Rз / Rг – Rз = 23,23 · 4 / 23,23 – 4 = 4,83 Ом
Уточненное количество стержней:
nв = rв / Rв · n
в
= 50,58 / 4,83 · 0,54 = 19,4 шт
74
Таким образом, окончательно принимается количество стержней –
20шт.
Уточненное сопротивление вертикальных заземлителей:
Rв = rв / n · n
в
= 50,58 / 20 · 0,54 = 4,68 Ом
Тогда сопротивление заземления:
Rз = Rв · Rг / Rв + Rг, Ом (20)
R'з = 4,68 · 23,23 / 4,68 + 23,23 = 3,89 Ом
Условие, что общее сопротивление заземляющего устройства не
должно превышать 4 Ом, выполняется.
R'з < Rз = 4Ом.
Во второй главе проведено проектирование системы
электроснабжения жилого дома, получены следующие выводы:
на основе собранной информации проведен расчет электрических
нагрузок объекта, которые составили 880,25 кВт;
выбрана двухтрансформаторная комплектная подстанция 1000
кВА, а также, рассчитаны две линии 10 кВ, выполненные кабелем АПвПг
3x50 мм
2
для ее питания;
для защиты типовой группы розеточной, на основании расчета
выбраны автоматические выключатели Acti 9 A9D31616;
расчет защитного заземления трансформаторной подстанции
показал необходимость применения 20 вертикальных заземлителей.
Теперь можно переходить к расчету экономической эффективности
проекта.