Пример выбора сечения кабеля для электродвигателя 380 В

Пример выбора сечения кабеля для электродвигателя 380 В

Требуется определить сечения кабеля в сети 0,4 кВ для питания электродвигателя типа АИР200М2 мощностью 37 кВт . Длина кабельной линии составляет 150 м. Кабель прокладывается в грунте (траншее) с двумя другими кабелями по территории предприятия для питания двигателей насосной станции. Расстояние между кабелями составляет 100 мм. Расчетная температура грунта 20 °С. Глубина прокладки в земле 0,7 м.

Технические характеристики электродвигателей типа АИР приведены в таблице 1.

Таблица 1 — Технические характеристики электродвигателей типа АИР

1. Определяем длительно допустимый ток:

Согласно ГОСТ 31996-2012 по таблице 21 выбираем номинальное сечение кабеля 16 мм2, где для данного сечения допустимая токовая нагрузка проложенного в земле равна Iд.т. = 77 А, при этом должно выполняться условие Iд.т.=77 А > Iрасч. = 70 A (условие выполняется).

Если же у Вас четырехжильный или пятижильный кабель с жилами равного сечения, например АВВГзнг 4х16, то значение приведенной в таблице следует умножить на 0,93.

Предварительно выбираем кабель марки АВВГзнг 3х16+1х10.

2. Определяем длительно допустимый ток с учетом поправочных коэффициентов:

Определяем коэффициент k1, учитывающий температуру среды отличающуюся от расчетной, выбираем по таблице 2.9 [Л1. с 55] и по таблице 1.3.3 ПУЭ. По таблице 2-9 температура среды по нормам составляет +15 °С, учитывая, что кабель будет прокладываться в земле в траншее.

Температура жил кабеля составляет +65°С в соответствии с ПУЭ изд.7 пункт 1.3.10. Так как расчетная температура земли отличается от принятых в ПУЭ. Принимаем коэффициент k1=0,95 с учетом, что расчетная температура земли +20 °С.

Определяем коэффициент k2 , который учитывает удельное сопротивление почвы (с учетом геологических изысканий), выбирается по ПУЭ 7 изд. таблица 1.3.23. В моем случае поправочный коэффициент для песчано-глинистой почвы с удельным сопротивлением 80 К/Вт составит k2=1,05.

Определяем коэффициент k3 по ПУЭ таблица 1.3.26 учитывающий снижение токовой нагрузки при числе работающих кабелей в одной траншее (в трубах или без труб). В моем случае кабель прокладывается в траншее с двумя другими кабелями, расстояние между кабелями составляет 100 мм с учетом выше изложенного принимаем k3 = 0,85.

3. После того как мы определили все поправочные коэффициенты, можно определить фактически длительно допустимый ток для сечения 16 мм2:

4. Определяем длительно допустимой ток для сечения 25 мм2:

Если у вас по-прежнему остались вопросы как определяются температурные поправочные коэффициенты, советую ознакомится со статьей: «Температура окружающей среды при проверке проводов и кабелей по нагреву».

5. Определяем допустимую потерю напряжения для двигателя в вольтах, с учетом что ∆U = 5%:

6. Определяем допустимые потери напряжения для кабеля сечением 25мм2:

• Iрасч. – расчетный ток, А;
• L – длина участка, км;
• cosφ – коэффициент мощности;

Зная cosφ, можно определить sinφ по известной геометрической формуле:

• r0 и x0 — значения активных и реактивных сопротивлений определяем по таблице 2-5 [Л2.с 48].

7. Определяем допустимые потери напряжения для кабеля сечением 35мм2:

8. В процентном соотношении потеря напряжения равна:

9. Определим сечение кабеля по упрощенной формуле:

• Р – расчетный мощность, Вт;
• L – длина участка, м;
• U – напряжение, В;
• γ – удельная электрическая проводимость провода, м/Ом*мм2;
• для меди γ = 57 м/Ом*мм2;
• для алюминия γ = 31,7 м/Ом*мм2;

Как мы видим при определении сечения кабеля по упрощенной формуле, есть вероятность занизить сечение кабеля, поэтому я рекомендую при определении потери напряжения, использовать формулу с учетом активных и реактивных сопротивлений.

10. Определяем потерю напряжения для кабеля сечением 35мм2 при пуске двигателя:

• cosφ = 0,3 и sinφ = 0,95 средние значения коэффициентов мощности при пуске двигателя, принимаются при отсутствии технических данных, согласно [Л6. с. 16].
• kпуск =7,5 – кратность пускового тока двигателя, согласно технических характеристик двигателя.

Согласно [Л7, с. 61, 62] условие пуска двигателя определяется остаточным напряжением на зажимах электродвигателя Uост.

Считается, что пуск электродвигателей механизмов с вентиляторным моментом сопротивления и легкими условиями пуска (длительность пуска 0,5 — 2c) обеспечивается при:

Пуск электродвигателей механизмов с постоянным моментом сопротивления или тяжелыми условиями пуска (длительность пуска 5 – 10 с) обеспечивается при:

В данном примере длительность пуска электродвигателя составляет 10 с. Исходя из тяжелого пуска электродвигателя, определяем допустимое остаточное напряжение:

Uост.≥0,8*Uн.дв. = 0,8*380В = 304 В

10.1 Определяем остаточное напряжение на зажимах электродвигателя с учетом потери напряжения при пуске.

Uост.≥ 380 – 44,71 = 335,29 В ≥ 304 В (условие выполняется)

Выбираем трехполюсный автоматический выключатель типа C120N, кр.С, Iн=100А.

11. Проверяем сечение кабеля по условию соответствия выбранному аппарату максимальной токовой защите, где Iд.т. для сечения 35 мм2 равен 123А:

• Iзащ. = 100 А – ток уставки при котором срабатывает защитный аппарат;
• kзащ.= 1 – коэффициент кратности длительно допустимого тока кабеля (провода) к току срабатывания защитного аппарата.

Данные значения Iзащ. и kзащ. определяем по таблице 8.7 [Л5. с. 207].

Исходя из всего выше изложенного, принимаем кабель марки АВВГзнг 3х35+1х25.

Кабель АВВГ 4х240

Ваша заявка на кабель АВВГ 4х240 успешно отправлена. Представитель компании «Эксперт-Кабель» свяжется с вами в ближайшее время!

Технические характеристики АВВГ 4*240

Вес кабеля АВВГ 4х240

Теоретический вес 1 километра АВВГ 4х240: 3848,00 килограмм

Вес кабеля зависит от ТУ конкретного завода-производителя. Для расчета массы кабеля АВВГ 4х240 с барабаном воспользуйтесь нашим калькулятором веса.

Кабели должны быть намотаны на барабаны. Допускается кабели с жилами номинальным сечением до 16 мм 2 включительно сматывать в бухты.

Масса бухты не должна превышать 50 килограмм.

Таблица намотки кабеля на барабан

Диаметр кабеля АВВГ 4х240

Наружный диаметр кабеля АВВГ 4х240: 46,0 миллиметров

Внешний диаметр сечения зависит от ТУ конкретного завода, в конце страницы вы можете ознакомиться с производителями, у которых можно уточнить информацию.

Размеры кабеля учитываются при расчёте и правильном подборе кабеленесущих систем.

Электрические характеристики АВВГ 4х240

Токовая нагрузка АВВГ 4х240

Длительно-допустимые токовые нагрузки

Мощность АВВГ 4х240

Максимальная мощность при прокладке:

Расчет допустимых токовых нагрузок выполняют при следующих расчетных условиях:

• переменный ток;
• температура окружающей среды при прокладке кабелей на воздухе 25 °C, при прокладке в земле – 15 °C;
• глубина прокладки кабелей в земле 0,7 м;
• удельное термическое сопротивление грунта 1,2 км/Вт.

Ток короткого замыкания АВВГ 4х240

Допустимый ток односекундного короткого замыкания АВВГ 4х240: 17,54 кА (килоампер)

При продолжительности короткого замыкания, отличающейся от 1 секунды, значение будет равно 0.18*K, где: K=1/√r, r – продолжительность короткого замыкания в секундах.

Максимальная продолжительность короткого замыкания не должна превышать 5 секунд.

Общие технические характеристики АВВГ 4х240

Допустимые температуры нагрева токопроводящих жил кабеля:

Расшифровка АВВГ 4х240

площадь поперечного сечения силовой жилы (мм 2 ).

АВВГ-ХЛ 4х240 — холодостойкое исполнение (температура эксплуатации до -60 °С)

АВВГ-Т 4х240 — тропическое исполнение (стойкость к воздействию плесневых грибов)

Маркировка АВВГ 4х240

Изолированные жилы кабелей должны иметь отличительную расцветку. Расцветка должна быть сплошной или в виде продольной полосы шириной не менее 1 мм. Цвет изоляции жил многожильных кабелей должен соответствовать ГОСТ 31996-2012.

Расцветка жил возможна в 2-х вариантах

Цвет жил: Серый * или Белый * Коричневый или Красный Черный Синий

Цвет жил: Серый * или Белый * Коричневый или Красный Черный Зеленый-Желтый **

(** — по согласованию с заказчиком)

Конструкция АВВГ 4х240

1. 1. Четыре алюминиевых токопроводящих жилы с площадью поперечного сечения 240 мм 2

Минимальное число проволок (круглая) жила 30 шт

Диаметр жилы (макс.) 19,2 мм

Электрическое сопротивление 1 км жилы при температуре 20 °С 0,125 Ом

Масса алюминия в 1 метре жилы 0,640 кг

Минимальное число проволок (круглая) жила 1 шт

Диаметр жилы (мин.-макс.) 16,7-17,6 мм

Электрическое сопротивление 1 км жилы при температуре 20 °С 0,125 Ом

Масса алюминия в 1 метре жилы 0,640 кг

Номинальная толщина изоляции 2,2 мм

Минимальная толщина изоляции 1,88 мм

Сопротивление изоляции 3,6 МОм

Номинальная толщина внутренней оболочки 1,2 мм

Минимальная толщина внутренней оболочки 0,6 мм

Толщина наружной оболочки 2,3 мм

Минимальная толщина наружной оболочки 1,855 мм

Применение АВВГ 4х240

• Кабели предназначены для передачи и распределения электроэнергии в стационарных электротехнических установках на номинальное переменное напряжение 0,66 и 1 кВ номинальной частотой 50 Гц
• Для прокладки без ограничения разности уровней по трассе прокладки, в том числе на вертикальных участках
• Для эксплуатации в электрических сетях переменного напряжения с заземлённой или изолированной нейтралью, в которых продолжительность работы в режиме однофазного короткого замыкания на землю не превышает 8 часов, а общая продолжительность работы в режиме однофазного короткого замыкания на землю не превышает 125 часов за год
• Для одиночной прокладки в кабельных сооружениях и производственных помещениях. Групповая прокладка разрешается только в наружных электроустановках и производственных помещениях, где возможно лишь периодическое присутствие обслуживающего персонала, при этом необходимо применять пассивную огнезащиту
• Класс пожарной опасности по ГОСТ 31565-2012: О1.8.2.5.4

ГОСТ АВВГ 4х240

Ниже представлены государственные стандарты для АВВГ 4х240, в соответствии с которыми мы собрали технические характеристики, представленные на данной странице.

Длительно-допустимые токовые нагрузки кабелей

Токи, протекающие по кабелю, нагревают проводник. Это не относится к полезному действию тока, как например, нагревание спирали лампочки или электрической плитки. Поэтому мы и не учитываем это действие, когда рассчитываем общую мощность потребления. Однако забывать о расходе энергии на нагревание проводов не следует, так как это может привести к печальным последствиям.

Величина тока, протекающего по проводам, зависит от мощности устройств-потребителей, так как мощность, выделяемая на самих проводах, пренебрежимо мала — в связи с малым удельным сопротивлением металлов, используемых для провода и в кабеле проводки. Ток течет только тогда, когда мы включаем в сеть приборы. При этом суммарный ток в каждый момент времени определяется только мощностью приборов (связанной с сопротивлением), потребляющих энергию в сети именно в этот момент времени. Но при расчете сети по току и мощности всегда необходимо брать только ситуации, когда одновременно включены все потребляющие устройства. Только такой подход дает возможность застраховаться от всех возможных перегрузок. Но и это еще не все. В момент включения многие устройства потребляют так называемый стартовый ток, который может быть процентов на 10–20 выше по потреблению от стационарной работы данного устройства. Это связано у некоторых устройств с трудностью запуска — разгона массивных роторов, создания рабочих перепадов давления и так далее. Поэтому при выполнении расчета требуется делать поправку еще и на это.

Допустимый длительный ток для кабелей

Токонесущие провода под действием тока нагреваются всегда. Весь вопрос только в количестве выделяемой теплоты. С одной стороны, она зависит от протекающего тока, удельного сопротивления материала проводника, его сечения, с другой — от факторов отведения тепла в условиях прохождения проводов: от количества проводов и их близости, изоляции, которая препятствует теплоотводу, наличия коробов или каналов, в которые заправлен кабель, скрытности проводки. И вообще, от климатических факторов, действующих на кабель в местах прохождения проводов: вентиляции, открытого пространства и так далее.

Качество проводки и старение

В результате действия всех этих многочисленных факторов провод, систематически нагревающийся от проходящего по нему тока, с точки зрения безопасности может быть:

• Надежным носителем тока и напряжения. У такого провода срок будущей безаварийной работы можно считать неограниченным.
• Старым или стареющим носителем электроэнергии. Качество провода за время эксплуатации снизилось, ухудшилась изоляция, стыки и соединения проводов потеряли часть проводимости. Старение провода имеет склонность со временем накапливаться и способствовать увеличению скорости старения и возрастанию отрицательных факторов.
• Опасной проводкой электроэнергии. Режим работы таков, что аварии вероятны. Это выражается в увеличении нагрева проводов на обычном токе, неравномерности нагрева из-за ухудшения изоляции, окислении контактов, ухудшении равномерности сечения проводов из-за естественного для металлов окисления. Неравномерности тоже имеют свойство усиливать старение и локально ухудшать качество.

Температура, таким образом, является очень важным показателем безопасности работы электрической проводки. Кроме того, температурный режим сам по себе способен ухудшать проводку, а в случаях превышения предельного порога приводить к авариям. В результате допустимые токовые нагрузки кабелей должны быть уменьшены.

Например, есть такое правило, что каждые 8° лишнего нагрева кабеля по току ускоряют процессы (и химические, и физические) в материале в два раза. Это отражается на характеристиках проводника (особенно алюминиевого) и ухудшает характеристики изолятора.

Изоляция и температура

Изоляция в результате нагрева сама может стать источником опасных и вредных факторов. Например, ПВХ при увеличении температуры ведет себя так:

• 80 °С — размягчение;
• 100 °С — выделение HCl (летучего вредного газа, хлористого водорода, который при растворении в воде становится соляной кислотой). С повышением температуры процесс усиливается. При 160 °С его уже выделится 50%, при 300 °С — 85%;
• 210 °С — плавление;
• 350 °С — начинается возгорание углеродной основы ПВХ.

Это касается твердого ПВХ, мягкий содержит много добавок-пластификаторов, которые улетучиваются и способны загореться уже при 200 °С.

Размягчение, тем более плавление, кроет в себе другую опасность — могут сблизиться несущие ток провода, что обычно приводит к КЗ и возгоранию.

По соображениям безопасности верхней границей температуры проводов, по которым проходит электрический ток, установили 65 °С. Это при окружающей температуре воздуха 25 °С, земли — 15 °С.

Задача выдержать такую норму нагрева состоит в том, чтобы для всего разнообразия условий подобрать сечения для проводов из разных материалов, применяемых в электротехнике, достаточные для безопасного, то есть без накопления тепла, прохождения тока.

Обязательным условием является то, что имеется в виду допустимый длительный ток для кабелей, а не кратковременные перегрузки.

От внезапных перегрузок по току провода и кабели должны защищать автоматы на щите питания.

Причем их номиналы подбираются так, чтобы они были выше токов, возникающих при кратковременных, но допустимых перегрузках, но ниже опасных для сети перенапряжений.

Структура проводки потребляющей сети

Потребляющая сеть состоит из нескольких групп потребителей. В каждой из них свой характер нагрузок и режим токов, следовательно, и проводка должна соответствовать правилам безопасности. Самое главное правило: должна быть обеспечена высокая нагружаемость там, где нагружено. То есть вводные провода, несущие всю тяжесть потребления в сети, должны быть самыми большими по сечению, поскольку через них идет расход энергии на всю мощность нагрузок в рассматриваемой сети.

Пример. Расчет сечения кабеля для квартирной потребляющей сети

В таблице приведены приборы потребления

Номинальная мощность,
кВт

Ток шины из формулы суммарной мощности

при K_И , коэффициенте использования, равном 75% и cos j = 1,

получается в диапазоне I = 41–81 А. Для проводки, учитывающей любые возможные варианты мощностей подключаемых электроприборов, следует брать верхнее значение и запас на будущее порядка 10–20%. Поэтому принимаем максимальный ток, равный 100 А.

Возможно, такая нагрузка ляжет на шины домовой сети тяжким бременем, и электроснабженческая организация не разрешит иметь столько потребителей сразу, однако выбор проводов не должен зависеть от таких «политических» вопросов. Тем более что проводка в старых домах уже демонстрирует недальновидность прежних ограничений.

Сечение шин, подведенных к квартирам, надо принимать как данность. Если мы делаем разводку в квартире сами, то делим ее на несколько подсетей по группам по току потребляющих устройств. От шин щитка питания каждая подсеть будет запитана отдельно. И выполнять ее нужно с расчетом на максимальное потребление именно в этой подсети.

ПУЭ — правила устройства электроустановок

Для регламентации безопасности, касающейся всего, что связано с электроэнергией, существует система правил, которые начали разрабатываться с самого начала использования электроэнергии (1899 год, Первый всероссийский электротехнический съезд) и приводиться в систему, близкую к современной, сразу после Великой Отечественной войны в 1946–1949 годах. И существуют и продолжают разрабатываться и сейчас — в России, Белоруссии и на Украине.

Электробезопасность — это очень серьезно, несмотря на расхождения во взглядах где-то еще. У нас, например, предусматриваются и штрафы за несоблюдение правил устройства электроустановок для граждан, должностных лиц и предпринимателей и для юридических лиц.

То, что касается безопасности электропроводки, собрано в 1 разделе в 3 главе.

В таблицах отображен допустимый длительный ток для кабелей для множества вариантов проводов, металлов (разное удельное сопротивление), изоляции, характера (одножильный – многожильный), сечения провода, а также способов прокладки кабеля.

Полный текст 3 главы из 1 раздела 7-го издания ПУЭ имеется в следующем файле. Допустимый длительный ток для кабелей в них представлен в таблицах 3.1.7.4 – 3.1.7.11.

Для нашего примера построим таблицу, разбив всех потребителей на группы, в каждой группе посчитаем суммарную мощность, ток и найдем по ПУЭ соответствующее ему сечение кабеля для меди и алюминия.

В нашем случае выделим подсети и просчитаем для каждой из них суммарную мощность и максимальный ток. Из ПУЭ сделаем выбор сечения провода для медных проводов и алюминия:

Кабель ВВГнг 3х2,5

Кабель ВВГнг(А) 3х2,5 соответствует всем требованиям ГОСТ, проходит любые проверки и содержит все необходимые сертификаты и паспорта.

Купить силовой негорючий, медный кабель ВВГнг(А) 3*2.5 могут юридические и физические лица по безналичному и наличному расчету, отгрузка производится в течение одного — двух дней с даты поступтения оплаты.
Государственным и муниципальным организациям предоставляется отсрочка платежа не более 30 дней с даты поставки товара.
Доставка по Москве и Московской области производится прямым транспортом со склада, доставки в другие регионы РФ производятся независимыми транспортными компаниями по желанию покупателя.

Цена кабеля ВВГнг 3х2,5 зависит от текущей стоимости меди на бирже LME и курса валюты в которой торгуется металл ($), качественный кабель не может стоить дешевле меди используемой в нем.
Размер скидки на ВВГнг 3*2.5 зависит от общего объема закупки, окончательную стоимость можно узнать в корзине сайта разместив полный заказ включая сопутствующий товар.

ВВГнг 3х2.5 — кабель силовой медный с 3 медными токонесущими жилами сечением 2,5 квадратных миллиметров, в изоляции и оболочке из негорючего поливинилхлоридного пластиката.

ВВГнг 3х2,5 — является сокращенной маркировкой кабеля силового медного с изоляцией и оболочкой из ПВХ пластиката пониженной горючести, полная маркировка: ВВГнг(А) 3*2,5 .
Кабель ВВГнг(А) 3х2.5 соответствует требованиям ГОСТ Р 53769-2010 и ГОСТ Р 53315-2009.
Кабель силовой ВВГнг(А) 3х2,5 является аналогом (заменой) импортных кабелей: NYY-J 3*2,5 , NYY-O 3х2.5 , CYKY 3х2,5 , NYM 3*2,5 .

Технические характеристики кабеля ВВГнг 3х2.5

Вид климатического исполнения кабелей — УХЛ, категории размещения 1 и 5 по ГОСТ 15150-69.
Температура эксплуатации от -50 до +50 градусов Цельсия.
Монтаж кабеля ВВГнг 3х2,5 без предварительного подогрева производится при температуре не ниже -15 градусов.
Минимально допустимый радиус изгиба кабеля ВВГнг(А) 3*2.5 составляет 91,8 миллиметров.
Растягивающее усилие при прокладке кабелей ВВГнг 3х2,5 не должно превышать 375 Ньютонов.
Кабели ВВГнг(А) не распространяют горение при групповой прокладке по категории (А).
Температура нагрева жил при эксплуатации не должна превышать +70 градусов.
Температура жил при токах короткого замыкания не должна превышать +150 градусов.
Предельная температура нагрева жил по условиям невозгорания составляет 350 градусов Цельсия.
Расчетная масса кабеля ВВГнг 3х2.5 составляет 0,18 килограмм в метре.
Наружный диаметр кабеля ВВГнг 3х2,5 — 10,2 миллиметров.
Код ОКП: 35 3371.
Класс пожарной опасности кабеля ВВГнг(А) 3*2,5 по ГОСТ Р 53315-2009: П1б.8.2.5.4.
Срок службы кабеля ВВГнг 3х2.5 не менее 30 лет с даты изготовления.

Токовые нагрузки кабеля ВВГнг 3х2,5

Допустимый ток при прокладке ВВГнг 3*2.5 на воздухе — 27 Ампер.
Допустимый ток при прокладке в земле — 36 Ампер.
Допустимый ток односекундного короткого замыкания — 270 Ампер.
Активное сопротивление жилы — 7,55 Ом на километр.

Расшифровка маркировки ВВГнг(А) 3х2,5

В — Изоляция из поливинилхлоридного пластиката.
В — Оболочка из поливинилхлоридного пластиката.
Г — Не имеет брони.
нг — ПВХ пластикат пониженной пожарной опасности.
(А) — Индекс пожарной опасности, означает что кабель не распространяет горение при групповой прокладке (прокладке в пучках).
3 — Количество токонесущих жил.
2,5 — Сечение жил в мм2.
Также в маркировке встречаются следующие обозначения:
(ок) или (ож) — Жила выполнена в однопроволочном (монолитном) исполнении.
(мк) или (мж) — Жила выполнена в многопроволочном исполнении.
(0,66) — Кабель рассчитан на напряжение до 660 Вольт.
(1,0) — Кабель рассчитан на напряжение до 1000 Вольт.

Конструкция кабеля ВВГнг 3х2,5

1. Токопроводящая жила – медная однопроволочная или многопроволочная, круглой или секторной формы, 1 или 2 класса по ГОСТ 22483-77.
2. Изоляция – из ПВХ пластиката пониженной горючести.
3. Заполнение — из ПВХ пластиката пониженной пожарной опасности или мелонаполненной резины.
4. Оболочка — из негорючего ПВХ пластиката.

Применение кабеля ВВГнг 3х2,5

Кабель силовой медный негорючий ВВГнг 3*2.5 предназначен для передачи и распределения электричества в неподвижных электротехнических установках с напряжением до 1000 Вольт номинальной частотой 50 Герц, с токовой нагрузкой до 36 Ампер.
Кабелем ВВГнг 3х2,5 прокладывают линии без ограничения разности уровней по трассе прокладки, в том числе на вертикальных участках.
Кабель ВВГнг 3*2.5 применяют для эксплуатации в электрических сетях переменного напряжения с заземлённой или изолированной нейтралью, в которых продолжительность работы в режиме однофазного короткого замыкания на землю не превышает 8 часов, а общая продолжительность работы в режиме однофазного короткого замыкания на землю не превышает 125 часов за год. Кабели ВВГнг(А) разрешено прокладывать пучками, в открытых кабельных сооружениях (кабельных эстакадах, галереях), для прокладки в помещениях ВВГнг(А) не проходит современные требования пожарной безопасности.