Как се определя правилното сечение на проводниците вътре в електрическо табло

Въведение

Еднакво сечение може да има различна допустима токова натоварваемост при различни условия. В затворено табло топлинният режим е съществен фактор.

Как работи

Загубите приблизително следват P = I²R, а съпротивлението зависи от материала, дължината и сечението. По-малкото сечение означава по-високо съпротивление при еднакви материал и дължина.

Кога се използва

При проектиране и проверка на силовите връзки между прекъсвачи, контактори, клеми, шини и други компоненти в таблото.

Практически съвети

• Започнете от проектния ток.
• Отчетете температурата и групирането.
• Проверете падa на напрежение.
• Проверете късото съединение.
• Проверете клемите и накрайниците.

Чести грешки

• Избор само по ампераж.
• Игнориране на температурата.
• Игнориране на групирането.
• Неправилни накрайници.
• Липса на проверка при късо съединение.

Предимства

Правилното оразмеряване намалява нагряването, загубите и падa на напрежение и подобрява надеждността на таблото.

Ограничения и недостатъци

Няма универсално сечение за даден ампераж. Резултатът зависи от конкретния проводник и реалните условия.

Как се определя правилното сечение на проводниците вътре в електрическо табло

Сечението на проводника в едно електрическо табло не трябва да се избира само по номиналния ток на прекъсвача. Реалното оразмеряване зависи едновременно от проектния ток, материала и изолацията на проводника, температурата в таблото, начина на полагане, групирането, дължината, допустимия пад на напрежение, условията при късо съединение и клемите на използваната апаратура.

Основният принцип

Проводникът трябва безопасно да пренася проектния ток при реалните условия в таблото, без да се превишава допустимата температура на проводника и изолацията. Защитният апарат трябва да бъде координиран с проводника така, че да го защитава при претоварване и късо съединение.

Затова универсални правила от типа „16 A = 1,5 mm²“ или „32 A = 4 mm²“ не са достатъчни за професионално оразмеряване.

1. Определяме проектния ток

Първо се определя токът, който реално ще преминава през конкретната връзка. При отделен изходящ кръг това е токът на товара. При главна вътрешна връзка трябва да се отчете общото натоварване на захранваните вериги и приложимата едновременност.

2. Проверяваме защитния апарат

Номиналният ток на MCB, MCCB или стопяемия предпазител трябва да бъде съгласуван с допустимото натоварване на проводника. Не трябва да се допуска защитата да позволява продължителен ток, който би довел до недопустимо нагряване на проводника.

3. Материалът има значение

Медта и алуминият имат различно специфично електрическо съпротивление. Затова еднакво сечение от различен материал не трябва автоматично да се приема като еквивалентно. В компактните електрически табла често се използват медни проводници поради добрата им проводимост и удобството при свързване.

4. Изолацията има значение

Допустимата работна температура зависи и от типа на изолацията. Два проводника с еднакво медно сечение могат да имат различни допустими режими. Винаги се проверяват характеристиките на конкретния проводник.

5. Температурата вътре в таблото

Това е един от най-често пропусканите фактори. Прекъсвачи, контактори, захранвания, трансформатори, честотни регулатори и самите проводници отделят топлина. При плътно оборудвано табло температурата около проводниците може да бъде значително по-висока от температурата извън него.

По-високата температура влошава охлаждането и може да наложи по-голямо сечение, промяна в разположението или подобряване на топлоотвеждането.

6. Групиране на проводниците

Когато много натоварени проводници са поставени в общ кабелен канал или сноп, те се нагряват взаимно. Проводник, който е достатъчен при свободно полагане, не е задължително да има същата допустима токова натоварваемост при плътно групиране.

7. Начинът на полагане

Свободно положен проводник, проводник в кабелен канал и проводник в плътен сноп имат различни условия за охлаждане. Затова начинът на монтаж е част от оразмеряването.

8. Дължина и пад на напрежение

Вътрешните връзки обикновено са къси, но при големи табла, високи токове и нисковолтови DC системи падът на напрежение може да стане съществен.

R = ρ × L / S

Съпротивлението R зависи от специфичното съпротивление ρ, дължината L и сечението S. Увеличаването на сечението намалява съпротивлението, падa на напрежение и загубите.

9. Загубите се превръщат в топлина

P = I² × R

Тази зависимост показва защо токът има толкова силно влияние върху нагряването. При неизменно съпротивление удвояването на тока води до четирикратно увеличение на I²R загубите.

10. Проверка при късо съединение

Освен за продължителен ток проводникът трябва да бъде проверен и за термичното въздействие на тока на късо съединение за времето до изключване на защитата. Това е отделна проверка и не трябва да се заменя с проверката за нормален работен режим.

11. Клемите могат да определят границата

Избраното сечение трябва да бъде допустимо за клемите на прекъсвачите, контакторите, релетата, клеморедите и шините. Проверяват се минималното и максималното допустимо сечение, видът проводник, подготовката на края и предписаният момент на затягане.

12. Гъвкави проводници и кабелни накрайници

При многожилни гъвкави проводници се използва подходящо крайно оформяне според изискванията на конкретната клема. Неподходящият накрайник или неправилното кримпване може да увеличи контактното съпротивление и локалното нагряване.

13. AC и DC табла

Трябва да се знаят видът на тока, системното напрежение и токът през конкретната връзка. При нисковолтови DC системи с голям ток съпротивлението и падът на напрежение могат да бъдат особено важни. При трифазни AC системи трябва да се разглеждат натоварването на фазите, неутралният проводник и евентуалните хармонични токове.

14. Неутралният проводник

Неутралният проводник не трябва механично да се намалява. При определени нелинейни товари хармоничните токове могат да доведат до значително натоварване на неутралата и това трябва да бъде отчетено при оразмеряването.

15. Защитният PE проводник

Защитният проводник се оразмерява според приложимите правила за защитни проводници и трябва да издържа условията при повреда до изключването на защитата.

Практическа последователност за избор

1. Определяме проектния ток.
2. Определяме защитния апарат.
3. Избираме материал, конструкция и изолация на проводника.
4. Определяме температурата около проводника.
5. Отчитаме начина на полагане и групирането.
6. Определяме необходимото сечение според допустимата токова натоварваемост.
7. Проверяваме падa на напрежение.
8. Проверяваме термичната устойчивост при късо съединение.
9. Проверяваме съвместимостта с клемите.
10. Проверяваме температурния режим на цялото табло.

Защо таблица „ампераж → сечение“ не е достатъчна

Таблицата може да бъде начална справка само ако са ясни условията, за които е съставена. Едно и също сечение може да има различна допустима токова натоварваемост при различна температура, изолация, групиране и начин на монтаж.

Правилният въпрос не е „Колко ампера издържа 6 mm²?“, а „Какъв ток може безопасно да пренася конкретният 6 mm² проводник при конкретните условия в това табло?“

Температурният режим на цялото табло

Проводниците са само част от топлинния баланс. Загубите в прекъсвачите, контакторите, шините, захранванията и останалите устройства също повишават вътрешната температура. Затова при проектирането на нисковолтово комплектно устройство трябва да се разглежда цялата сглобка, а не всеки проводник изолирано.

Чести грешки

• избор на сечение само по номиналния ток на прекъсвача;
• използване на универсална таблица без отчитане на условията;
• пренебрегване на температурата в таблото;
• прекалено плътно групиране на силови проводници;
• липса на проверка на падa на напрежение;
• липса на проверка при късо съединение;
• използване на проводник, който не е подходящ за клемата;
• неправилен кабелен накрайник или кримпване;
• пренебрегване на общия температурен режим на таблото.

Заключение

Правилното сечение на проводниците вътре в електрическо табло се определя чрез комплексна проверка. Амперажът е само началото. Трябва да се отчетат материалът, изолацията, температурата, групирането, начинът на полагане, дължината, падът на напрежение, късото съединение, клемите и топлинният режим на цялото табло.

Добре проектираното табло не е това, в което проводникът просто „издържа тока“, а това, в което всички компоненти работят в допустимите си електрически и температурни граници.

Технически характеристики