Назаров А.И. Выбор кабеля для питания силового электроприемника - файл n1.doc

Назаров А.И. Выбор кабеля для питания силового электроприемника
скачать (234.5 kb.)
Доступные файлы (1):
n1.doc235kb.20.11.2012 07:30скачать

n1.doc



ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ
ХИБИНСКИЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ КОЛЛЕДЖ

А.И. Назаров

ВЫБОР КАБЕЛЯ ДЛЯ ПИТАНИЯ СИЛОВОГО ЭЛЕКТРОПРИЕМНИКА
Методическое пособие для выполнения

практической работы
для студентов специальностей 1808, 2913, 0903, 0904

Кировск


2005

РАССМОТРЕНО УТВЕРЖДАЮ


На заседании ЦК ГЭМ Заместитель директора

“_ ” _ ______2005г. по учебной работе
Председатель ЦК ГЭМ В.Ю. Михельсон - Рудова

П.С. Тимофеев “_ ” __ ______2005 г.

Автор: преподаватель ХТК:

А.И.Назаров

Старший методист ХТК:

И.Б. Кузнецова
Рецензент:


Настоящее пособие предназначено для студентов, изучающих электрическое оборудование и системы электроснабжения предприятий, установок и гражданских зданий. Содержит простую и доступную для понимания методику выбора типа и расчета сечения кабелей, применяемых для электроснабжения передвижных и стационарных машин и установок промышленности, а также справочные материалы. Рассчитано на обучение студентов с использованием информационных технологий на базе программы Microsoft Word.


Практическая работа

Выбор кабеля для питания силового электроприёмника

ПОСМОТРИ ЗАДАНИЕ И ДАННЫЕ СВОЕГО ВАРИАНТА (стр. 11)

Примечание: жирным шрифтом напечатаны подсказки, которые необходимо использовать при выполнении задания

  1. Укажите величину рабочего напряжения.

1.1. Рабочее напряжение для кабелей: 500 В, 700 В, 1200 В, 6 кВ, 10 кВ, 35 кВ, 110 кВ.

  1. Укажите вид установки электроприёмника:

  1. Выберите кабель:

3.1. Гибкие кабели применяются для питания передвижных электроприёмников.

3.2. Негибкие кабели применяются для стационарных электроприёмников.

3.3. Бронированные кабели применяются для стационарных электроприёмников при наличии возможности механического повреждения кабеля.

4. Выберите материал жил кабеля и количество жил.

Материал жил:

Количество жил бывает: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7.

4.1. Кабели с медными жилами применяются в пожароопасных, взрывоопасных установках, при подводной прокладке, при питании передвижных электроприёмников. В других случаях их применение должно быть обосновано проектом.

4.2. Кабели с алюминиевыми жилами разрешается применять везде, кроме условий перечисленных в пункте 4.1.

5. Выберите вид изоляции жил кабеля:

5.1. Гибкие кабели имеют резиновую изоляцию жил (Р) и применяются только при напряжении до 6кВ.

5.2. Негибкие и бронированные кабели могут иметь изоляцию жил из пропитанной бумаги (для горизонтальной прокладки), из бумаги пропитанной вязким нестекающим составом (Ц) и с обеднённой пропиткой (В) (для наклонной и вертикальной прокладки).

5.3. Кабели могут иметь пластмассовую изоляцию жил (П), или СПЭ (сшитый полиэтилен).

  1. Выберите материал защитной металлической оболочки кабеля:

6.1. Без защитной металлической оболочки выпускаются только гибкие кабели и кабели с пластмассовой оболочкой.

6.2. Кабели с алюминиевой оболочкой разрешается применять везде, кроме: шахт опасных по газу и пыли, пожароопасных и взрывоопасных помещений, подводной прокладки.

6.3. Кабели с пластмассовой оболочкой применяются при наличии агрессивной среды, однако лучшими считаются оболочки из свинца и алюминия.

7. Выберите тип брони:

7.1. Кабели с бронёй из стальных лент применяются при горизонтальной прокладке.

7.2. Кабели с бронёй из круглых или плоских стальных проволок применяются при вертикальной и наклонной прокладке.

8. Выберите вид наружного покрова:

8.1. Кабели с горючим джутовым покровом применяются только при прокладке в земле и воде. Во всех остальных случаях применяются кабели без покрова, либо с покровом из негорючего состава.

  1. Выберите вид экранирования:

  1. Выберите наименование марки кабеля, состоящее из букв, обозначающих все элементы конструкции кабеля.

10.1. Буквенное обозначение материалов и конструктивных элементов негибких и бронированных кабелей:

Таблица 1 – Маркировка негибких кабелей

Буква, сочетание букв

Значение буквы или сочетания букв

А

Алюминиевая жила

АС

Алюминиевая жила и свинцовая оболочка

АА

Алюминиевая жила и алюминиевая оболочка

Б

Броня из двух стальных лент с антикоррозионным защитным покровом

Бн

То же. но с негорючим защитным покровом (не поддерживающим горение)

Г

Отсутствие защитных покровов поверх брони или оболочки (голый)

л(2л)

В подушке под броней имеется слой (два слоя) из пластмассовых лент

в(к)

В подушке под броней имеется выпрессованный шланг из поливинилхлорида (полиэтилена)

Шв(Шн)

Защитный покров в виде выпрессованного шланга (оболочки) из поливинилхлорида (полиэтилена)

К

Броня из круглых оцинкованных стальных проволок, поверх которых наложен защитный покров

Н

Не поддерживающий горение защитный покров

М

Маслонаполненный

П

Броня из оцинкованных плоских проволок, поверх которых наложен защитный покров

С

Свинцовая оболочка

О

Отдельные оболочки поверх каждой фазы

В - в конце обозначения через черточку

Обедненно-пропитанная бумажная изоляция

Ц

Бумажная изоляция, пропитанная нестекающим составом, содержащим церезин

HP

Резиновая изоляция и оболочка из резины, не поддерживающей горение

В

Изоляция или оболочка из поливинилхлорида

П

Изоляция или оболочка из термопластичного полиэтилена

Нс

Изоляция или оболочка из самозатухающего полиэтилена (не поддерживающего горение)

Бб

Броня из профилированной стальной ленты



10.2. Буквенные обозначения гибких кабелей:

К – кабель

Р – резиновая изоляция жил

П – повышенной гибкости

Н – негорючая резина

Т – термостойкая изоляция

Г – гибкий

Ш – шланговый (или шахтный)

К (в конце обозначения) – повышенной гибкости с резиновой изоляцией с заполнителями

В – высоковольтный (до 10 кВ)

Э – экранированный

ХЛ – холодостойкий

Количество жил: 3 основных +1 заземляющая; в некоторых кабелях имеются 1,2 или 3 контрольные жилы.

10.3. Примеры обозначения марок кабеля, количество и сечение жил.

Таблица 2 – Обозначение некоторых марок негибких кабелей





Обозначение марок

Число жил

Номинальное сечение жилы при номинальном напряжении кабеля, кВ

1

3

6

10

35

ААГ, АСГ, СГ, ААШв, ААШп


1

10-800

10-625

-

-

120-300

ААБлГ, ААБл, ААБ2л, ААБ2лШв, ААБЗлШп, АСБ, СБ,

АСБл, СБл, АСБ2л, СБ2л, АСБн, СБн, АСБлн, СБлн, АСБГ,СБГ

1

10-800

10-625

-

-

-

ААПл, ААП2л, ААПлГ, АСП, СП, АСПл, СПл, АСП2л,

СП2л, АСПлн, СПлн, АСПГ, СПГ, ААПлШв


1

50-800

35-625

-

-

-

ААШв-В, ААП2лШв-В, ААБл-В, ААБ2л-В, АСБ-В, СБ-В,

АСБл-В, СБл-В, СБн-В, АСБн-В, АСБлн-В, АСБ2л-В, СБ2л-В

АСБГ-В, СБГ-В

1

10-500

10-500

-

-

-

АСБ2лГ-В, СБ2лГ-В, АСП2лГ-В, СП2лГ-В

1

10-625

-

-

-

-

СП2л-В, ААПл-В, ААПлГ-В, АСП-В, СП-В, АСПл-В, СПл-В,

АСП2л-В, АСПлн-В, СПлн-В, АСПГ-В, СПГ-В

1

-

140-625

-

-

120-300

АСКл, СКл

1

50-500

35-500

-

-

-

ААБл, ААБл-В, АСБ, СБ, АСБ-В, СБ-В, АСБл, СБл,

1*

240-800+2х1

-

-

-

-

АСБл-В, СБл-В, АСП2л, СП2л, АСПл, СПл, СКл, АСКл

АСГ, СГ, АСБ, СБ, АСБл, СБл, АСБ2л, СБ2л, АСБн, СБн,

АСБлн, СБлн, АСБГ, СБГ

2

6-150

-

-

-

-

АСП, СП, АСПл, СПл, АСП2л, СП2л, АСПГ, СПГ

2

25-150

-

-

-

-

АСБ-В, СБ-В, АСБл-В, СБл-В, АСБн-В, СБн-В, АСБлн-В.

СБлн-В, АСБГ-В, СБГ-В, АСБ2л-В, СБ2л-В

2

6-120

-

-

-

-

АСП-В, СП-В, АСПл-В, СПл-В, АСПГ-В, СПГ-В, АСП2л-В,

СП2л-В

2

25-120

-

-

-

-

ААГ, ААШв, ААШп, ААБл, ААБ2лШв, ААБ2лШп, ААБлГ,

ААБ2л, СГ, АСГ, АСШв, АСБ, СБ, АСБл, СБл, АСБн, СБн,

АСБлн, АСБГ, СБГ, АСБ2л, СБ2л, АСБ2лШв, СБ2лШв,

АСБ2лГ, СБ2лГ

3

6-240

6-240

10-240

16-240

-

СШв, СБШв

3

16-240

-

10-240

16-240

-

ААПл, ААП2л, ААПлГ, ААГЕлШв, ААП2лГ, АСП, СП, АСПл, СПл, АСП2л, .СП2л, АСПлн, СПлн, АСПГ, СПГ, АСКл, СКл, АСП2лГ, СП2лГ

3

25-240

25-240

16-240

16-240

-

СПШв

3

25-240

-

16-240

16-240

-

АОСБ, ОСБ, АОСБн, ОСБн, АОСБГ, ОСБГ

3

-

-

-

-

120-150

ААШв-В, ААП2лШв-В, ААБл-В, ААБ2л-В, АСБ-В, СБ-В, АСБл-В, СБл-В, АСБн-В, СБн-В, ААГ-В, АСБлн-В, СБлн-В, АСБГ-В, СБГ-В, АСБ2л-В, СБ2л-В, ААШп-В, ААБлГ-В

3

6-240

6-120

16-120

-

-

ААБв, ААБвГ

3

-

-

10-240

16-240

-

ААПл-В, ААПлГ-В, АСП-В, СП-В, АСПл-В, СПл-В, АСПлн-В, СПлн-В, АСП2л-В, СП2л-В

3

25-150

25-150

25-150

-

-

АОСК, ОСК

3

-

-

-

-

120

АСПГ-В, СПГ-В, АСП2лГ-В, СП2лГ-В


3

185-240

-

-

-

-

ААГ, ААШп, ААШв, ААБлГ, ААП2лШв, ААБл, ААБ2л, АСГ, СГ, АСБ, СБ, АСБл, СБл, АСБн, СБн, АСБлн, СБлн, АСБГ, СБГ, АСБ2л, СБ2л, АСШв, СШв, СБШв


4

10-185**

-

-

-




ААПл, ААП2л, ААПлГ, АСП, СП, АСПл, СПл, АСПлн,

СПлн, АСПГ, СПГ, АСП2л, СПШв


4

16-185**

-

-

-




АСКл, СКл


4

25-185**

-

-

-




ААШв-В, ААП2лШв-В, ААБл-В, ААБ2л-В, СБ-В, АСБл-В, СБл-В, АСБн-В, СБн-В, АСБлн-В, АСБ2л-В, СБ2л-В, АСБ-В

4

10-120

-

-

-




ААБлГ-В

4

16-120

-

-

-




АСБГ-В, СБГ-В

4

10-185

-

-

-




ААПл-В, ААПлГ-В, СП-В, АСП-В, АСПл-В, СПл-В,

АСПлн-В, АСПГ-В, СПГ-В, АСП2л-В, СП2л-В, СПлн-В

4

16-120

-

-

-




* Для сетей электрифицированного транспорта

** Четырёхжильные кабели с жилами одинакового сечения до 120мм2 включительно

10.4. Марки и сечения кабелей с бумажной изоляцией, пропитанной нестекающим составом.

Таблица 3 – Негибкие кабели с пропиткой нестекающим составом


Марка кабеля

Число жил

Номинальное сечение жилы кабеля при номинальном напряжении кабеля, кВ

6

10

35

ЦААШв, ЦСШв, ЦАСШв

1

-

-

120-400

ЦААБл, ЦААБ2л, ЦААБШв, ЦААБШп,

ЦААБлГ, ЦААБлн, ЦААПл, ЦААП2л,

ЦААПлГ, ЦААПлн, ЦААПлШв, ЦААШв, ЦАСБ, ЦСБ, ЦАСБГ, ЦСБГ, ЦАСБн,

ЦСБн, ЦСШв, ЦАСШв, ЦАСБШв,

ЦСПШв, ЦСБШв, ЦАСП, ЦАСБл, ЦСБл,

ЦСП, ЦАСПГ, ЦАСПн, ЦСПн, ЦАСПШв,

ЦАСПл, ЦОПл, ЦАСКл, ЦСКл, ЦААБв, ЦААБвГ

3

25-185

25-185

-

ЦАОСБ, ЦОСБ, ЦАОСБГ, ЦОСБГ

3

-

-

120-150



10.4 Силовые одножильные кабели с изоляцией из сшитого полиэтилена на напряжение 10 кВ (АПвП, АПвПу, АПвВ, АПвВнг – LS, ПвП, ПвПу, ПвВ, ПвВнг – LS)
10.5 Силовые четырехжильные кабели на напряжение до 1 кВ с изоляцией из сшитого полиэтилена (СПЭ) (АПвВГ, ПвВГ, АПвВГнг, ПвВГнг, АПвБбШв, ПвБбШв, АПвБбШнг, ПвБбШнг, АПвБбШп, ПвБбШп) небронированные
10.6 То же, но от одно- до пятижильные бронированные: АПвБбШв, ПвБбШв, АПвБбШнг, ПвБбШнг, АПвБбШп, ПвБбШп

Таблица 4- Допустимые нагрузки на трёх- и четырёхжильные кабели с БПИ при напряжении до 1кВ.





Номинальное сечение токопроводящей жилы

Токовые нагрузки кабеля, А

С медной жилой

С алюминиевой жилой

В земле

На воздухе

В земле

На воздухе

6

10

16

25

35

50

70

95

120

150

185

240

70

95

120

160

190

235

285

340

390

435

490

570

50

70

90

125

150

185

235

290

335

385

440

515

55

75

90

125

145

180

220

260

300

335

380

440

40

55

70

95

115

140

175

215

250

295

335

395






Таблица 5 -Допустимые нагрузки на кабели с бумажной изоляцией при напряжении 6 и 10кВ.





Номинальное сечение токопроводящей жилы

Токовые нагрузки кабеля, А

С медной жилой

С алюминиевой жилой

В земле

На воздухе

В земле

На воздухе

6 кВ

10 кВ

6 кВ

10 кВ

6 кВ

10 кВ

6 кВ

10 кВ

10

16

25

35

50

70

95

120

150

185

240

85

115

145

175

220

270

325

375

430

480

560

-

105

130

165

195

235

290

340

390

440

500

70

90

125

150

80

235

285

330

380

430

500

-

80

110

135

165

210

255

295

335

385

455

65

85

115

135

170

210

245

285

330

З75

430

-

80

100

125

155

180

225

265

300

340

390

55

70

95

115

140

175

215

250

285

325

385

-

60

85

105

125

155

190

220

250

285

335

Таблица 6 - Длительно допустимые токи нагрузки на кабели с бумажной изоляцией, прокладываемые на воздухе.


Сечение жилы мм2

Токовые нагрузки (А) на кабель

С медными жилами

С алюминиевыми жилами

Одножильные до 1 кВ

Двухжильные до 1 кВ

Трёхжильные

Четырёхжильные до 1 кВ

Одножильные до 1 кВ

Двухжильные до 1 кВ

Трёхжильные

Четырёхжильные до 1 кВ

До 3 кВ

6 кВ

10 кВ

До 3 кВ

6 кВ

10 кВ

2,5

4

6

10

16

25

35

50

70

95

120

150

185

240

40

55

75

95

120

160

200

245

305

360

415

470

525

610

30

40

55

75

95

130

150

185

225

275

320

375

-

-

28

37

45

60

80

105

125

155

200

245

285

330

375

430

-

-

-

55

65

90

ПО

145

175

215

250

290

325

375

-

-

-

55

65

90

ПО

145

175

215

250

290

325

375

-

35

45

60

80

100

120

145

185

215

260

300

340

-

31

42

55

75

90

125

155

190

235

275

320

360

405

470

23

31

42

55

75

100

115

140

175

210

245

290

-

-

22

29

35

46

60

80

95 120 155

190

220 255 290 330

-

-

-

42

50

70

85

ПО

135

165

190

225

250

290

-

-

-

-

46

65

80

105

130

155

185

210

235

270

-

27

35

45

60

75

95

ПО

140

165

200

230

260

-


Таблица 7 - Допустимые нагрузки на кабели с отдельно освинцованными жилами (3-х фазные) при напряжении 635кВ.


Сечение жилы, мм2

Токовые нагрузки на кабель напряжением

6 кВ

10 кВ

35 кВ

В земле

В воздухе

В земле

В воздухе

В земле

В воздухе

16

25

35

50

70

95

120

150

90

125

155

185

225

270

310

355

80

105

125

150

190

230

265

310

-

110

130

160

200

250

290

335

-

100

120

145

180

220

255

295

-

-

-

-

195

235

270

310

-

-

-

-

145

180

205

230


Таблица 8 - Допустимый длительный ток для шланговых кабелей с медными жилами с резиновой изоляцией для питания передвижных электроприемников.


Сечение токопроводя-щей жилы, мм2

Ток*, А, для кабелей напряжением, кВ

Сечение токопроводя-щей жилы, мм2

Ток*, А, для кабелей напряжением, кВ

3

6

3

6

16

85

90

70

215

220

25

115

120

95

260

265

35

140

145

120

305

310

50

175

180

150

345

350

* Токи относятся к кабелям с нулевой жилой и без нее.


Таблица 9 – Экономическая плотность тока для проводников

Проводники


Экономическая плотность тока (А/мм) при числе часов использования максимума нагрузки в год.

более 1000

до 3000

более 3000

до 5000

более 5000

до 8760

Неизолированные провода и шины:

медные

алюминиевые



2,5

1,3



2,1

1,1



1,8

1,0

Кабели с бумажной и провода с резиновой и поливинилхлоридной изоляцией с жилами:

медными

алюминиевыми


3,0

1,6


2,5

1,4


2,0

1,2

Кабели с резиновой и пластмассовой изоляцией с жилами:

медными

алюминиевыми


3,5

1,9


3,1

1,7


2,7

1,6


Таблица 10 - Поправочные коэффициенты на температуру окружающей среды


Вид прокладки

Значение коэффициента в зависимости от температуры окружающей среды.

0

5

10

15

20

25

30

35

40

50

В земле

1,1

1,08

1,04

1

0,96

0,92

0,88

0,83

0,78

0,65

На воздухе

1,2

1,17

1,13

1,09

1,04

1

0,94

0,88

0,81

0,67


11. Выполните расчёты и выберите сечение жил кабеля.
11.1. По длительно допустимому току нагрузки (по таблицам 4,5,6,7,8)

11.2. По допустимым потерям напряжения: в общем случае Uдоп. = 5 % от Uном., (если нет других условий задания)



Iраб – рабочий ток электроприёмника, А

l – длина кабеля, м

 = 32 для алюминия

 =53 для меди

Sрасч – сечение кабеля, мм2.

11.3. По экономической плотности тока (только для кабелей со сроком службы более 5 лет).

Sэк=Iраб. : j, мм2

где j , А/мм - экономическая плотность тока ( по таблице 9 ).

11.4 По механической прочности для гибких кабелей (вспомните минимально допустимое сечение)

11.5. Выполните корректировку сечения кабеля с учётом температуры окружающей среды.

Производится с учётом данных, приведённых в таблице 10. Поправочные коэффициенты, учитывающие уменьшение допустимого тока нагрузки при увеличении температуры свыше 25(и наоборот).
11.6. Проверка сечения жил по термическому действию тока к.з. (только для кабелей напряжением свыше 1000В).



где - установившееся значение 3-хфазного тока к.з., А

tф – фактическое время срабатывания защиты, учитывает время срабатывания защиты, реле и собственное время отключения выключателя, с. При отсутствии данных можно принимать tф=0,2с

С – термический коэффициент (при напряжении до 10 кВ).

С = 165 - для меди

С = 90 - для алюминия

11.7. Из полученных в пунктах 11.1.11.5. величин выберите наибольшее стандартное сечение S, мм2.

12. Произведите маркировку наименования выбранного кабеля, которая учитывает принятые Вами решения по конструкции, типу, количеству жил и сечению жил кабеля. Расшифруйте наименование кабеля в соответствии с примером.

Пример:

КШВГЭ-6-395+150

сечение заземляющей жилы

количество вспомогательных жил

сечение токоведущей жилы

количество токоведущих жил

рабочее напряжение кабеля, кВ

экран на каждой жиле

гибкий, резиновая изоляция

высоковольтный

шланговый

кабель

буквы А нет, значит жилы медные
ЗАДАНИЕ

Таблица 11 - Варианты задания.

Выбор кабеля для силового электроприёмника.

Вариант


1/2

3/4

5/6

7/8

9/10

11/12

13/14

15/16

Uраб, кВ

6/10

0,4/0,69

0,69/1,2

35/10

6/10

1,2/6

3/6

0,69/1,2

Руст, кВт

800

75

97

1400

500

300

600

250

cos 

0,9

0,85

0,87

0,91

0,9

0,86

0,93

0,84

Lк, м

1900

110

180

23 км/900м

2700

2500

1500

150

Тmax, час в год

1400

1900

2500

3000

4000

5000

6000

5500

Способ прокладки кабеля

Траншея

На подвесах в шахте

Наклонная галерея подз.

Горизонтальная эстакада

Наклонная эстакада

Вертикальный ствол

На козлах по поверхности

Кабельный туннель

город

Характер работы установки(передвижная, стационарная)

С/С

П/С

С/П


С/С

П/С

С/П

П/С

С/П

tСокр. среды

+2

+12

+28

+35

+20

+5

+15

+10

, кА

9,6

-

-

5,2

12,1

6,3

8,1

5,9

Наличие взрыво- и пожароопасной среды

-

В

П

-

-

В/-

-

-/П

В – взрывоопасная среда

П – пожароопасная среда
Допустимая потеря напряжения Uдоп в данном кабеле – 1,5 % для нечетных вариантов и

2,2 % для четных вариантов



Учебный материал
© bib.convdocs.org
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации