3.6. Wyznaczanie przekroju przewodów ze względu na dopuszczalny spadek napięcia.

Po dobraniu zabezpieczenia obwodu (zagadnienie omówione w dalszej części kursu) i po dobraniu odpowiedniego przekroju przewodów kabla należy sprawdzić dopuszczalne spadki napięcia. Jeżeli długość obwodu jednofazowego jest mniejsza niż 15 ma obwodu trójfazowego mniejsza od 20 m, to nie ma potrzeby sprawdzenia przekroju przewodów na dopuszczalny spadek napięcia według uproszczonych wzorów:

s³ - w obwodach jednofazowych , oświetleniowych , o przewodach aluminiowych o dopuszczalnym spadku napięcia 2%

s³ -  w obwodach jednofazowych zasilających silniki i urządzenia grzejne o przewodach aluminiowych, o dopuszczalnym spadku napięcia 3%

(przewody aluminiowe nie stosuje się obecnie stosowane są jedynie kable)

s³ -w obwodach trójfazowych zasilających silniki i urządzenia grzejne , o przewodach aluminiowych, o dopuszczalnym spadku napięcia 3%

(dla przewodów miedzianych stosuje się o jeden stopień niżej)

s- przekrój przewodu (mm2)

In –prąd znamionowy odbiornika pojedynczego (A)(gdy jest to prąd zasilający grupę  odbiorników, to nazywa się prądem obciążenia Ibm

L – długość obwodu (m)

Spadek napięcia od transformatora do rozdzielni odbiorczej nie powinien przekraczać 3-5%

W sieciach rozdzielczych niskiego napięcia, w układzie sieci promieniowych, spadek napięcia od rozdzielnicy początkowej do rozdzielnicy końcowej oblicza się jako suma spadków napięcia na poszczególnych odcinkach sieci, według wzoru i schematu:

              n-1

DU1n=å DUi(i+1)

              i=1

Przykład wykonania sieci rozdzielczej A) sieć promieniowa wielostopniowa B)schemat do obliczania spadków napięcia

Procentowy spadek napięcia DU% dla obwodów jednofazowych

              DU% = IBm(Rcosj + X sinj)

gdzie: R= Rezystancja przewodu (g –konduktywność przewodu)

g=56m/W*mm2 dla żył miedzianych

g=33m/W*mm2 dla żył aluminiowych

X=x’*L*10-3      x’- reaktancja jednostkowa przewodów (mW/m)

x’=0.07¸0.08 mW/m dla instalacji w rurkach

x’=0.25¸0.30 mW/m  dla kabli x’ = 0.1 dla linii napowietrznych niskiego napięcia.

W obliczeniach reaktancje można pominąć dla przewodów i kabli ułożonych w rurkach o przekroju nie większym niż 50 mm2 dla przewodów miedzianych. Wówczas DU% obliczamy ze wzorów :

DU% = - dla obwodów jednofazowych

DU% = - dla obwodów trójfazowych gdzie P – moc czynna (W)

Przykład

Dla toru 3-fazowego o napięciu 380/220V pokazanego na poniższym rysunku dobrać przekroje przewodów o żyłach miedzianych na dopuszczalny spadek napięcia, stosując trzy metody obliczeń. Dopuszczalny spadek napięcia wynosi DU%= 7%

Rozwiązanie.

Dopuszczalny spadek napięcia

DUd =DUd% = *7 =  26.6 V

!. Metoda stałego przekroju

s=åIxcLAx==

s=22.4mm2

              Ud-(DUd)

Dobrano przekrój s =25mm2

Sprawdzenie spadku napięcia

DU = å=*=23.8<DUd

2.Metoda stałej gęstości prądu

J=

              (cosj)=1

J==2.15A/mm2

Sxy=

SAL=mm2   dobrano przekrój SAL = 35mm2

S12==16.3 mm2 dobrano przekrój S12=16mm2

S23==7mm2   dobrano przekrój S23=10mm2

Sprawdzenie spadku napięcia

DU=+22.3V<DUd

3. Metoda minimalnego zużycia materiału przewodowego(dotyczy prądu gałęziowego)

C = SLxy=

C = 3.16

Sxy = C

SAL = 3.16* = 24.48 mm2 dobrano przekrój SAL = 25mm2

S12=3.16*=18.69 mm2 dobrano przekrój S23= 16mm2

Sprawdzenie spadku napięcia

DU=+26.7V>DUd

Warunek spadku napięcia nie jest spełniony, dobieramy przekrój o jeden stopień większy : S12=25mm2 , pozostałe przekroje przewodów bez zmian .

Sprawdzenie spadku napięcia

DU=+24.34 V<DUd

Dobrano przekroje: SA1=25mm2 , S12=25mm2 , S23=16mm2

Sprawdzenie zużycia materiału przewodowego w trzech stosowanych metodach

1.      Vp +SL = 25*400 +100 000

2.      VJ= 35*250 +16*100 +10*50+10850

3.      VM=25*250+25*100+16*50+9550

Minimalne zużycie materiału przewodowego wypadło przy trzeciej metodzie ostatecznie dobieramy przekroje przewodów SA1=25mm2, S12=25mm2 , S23=16mm2