3, 4 немесе 5 өзек: қуат кабелінің өзектерінің санын қалай таңдауға болады

Желі құрылымын қалай таңдау керек: қысқа жауап

Тарамдар саны жерге қосу жүйесімен және жүктеме түрімен анықталады. TN-C жүйесіндегі 380 В үш фазалы желі үшін төрт тарам жеткілікті: үш фазалық және бір біріктірілген PEN. TN-S және TN-C-S жүйелерінде үш фазалы жүктеме үшін бес тарам алынады: үш фазалық, нөлдік N және қорғаныш PE. TN-S жүйесіндегі 220 В бір фазалы желі үшін үш тарам қажет: фаза, N және PE. Тарамдар саны 1-ден 5-ке дейінгі кабельдер ГОСТ 31996-2012 бойынша 0,66 және 1 кВ кернеуге шығарылады[reference:0].

Басты ереже: тарамдар саны қуатпен емес, желі схемасымен және қорғаныш жерге қосуға қойылатын талаптармен анықталады. Егер TN-C-S жүйесінде нөлдік және қорғаныш функциялары желінің бүкіл ұзындығы бойынша бөлінген болса, бес тарамды кабель қолданылады. Егер TN-C жүйесінде PEN-өткізгіш N және PE функцияларын біріктірсе, төрт тарам жеткілікті. Құрылымдар айырмашылықтары туралы толығырақ бір тарамды және көп тарамды кабель туралы материалда.

Таңдау үшін қандай деректер қажет

Жерге қосу жүйесі — TN-C, TN-S, TN-C-S немесе TT. Жеке қорғаныш PE тарамы қажет пе, соны анықтайды.
Жүктеме фазаларының саны — бір фазалы (220 В) немесе үш фазалы (380 В).
Жүктеменің есептік тогы I_есеп (А) — фазалық тарамдардың қимасын таңдау үшін.
Қысқа тұйықталу тогы (кА) — PE тарамының термиялық төзімділігін тексеру үшін.
Төсеу тәсілі — ашық, құбырда, жерде, науада. Рұқсат етілетін токқа әсер етеді.
Тарам материалы — мыс немесе алюминий.
Оқшаулау түрі — ПВХ немесе тігілген полиэтилен (XLPE).

Жерге қосу жүйелері және тарамдар саны

1-кесте. Жерге қосу жүйесі мен кабель тарамдары санының сәйкестігі
Жерге қосу жүйесі	Бір фазалы 220 В желісі	Үш фазалы 380 В желісі	Тарамдар құрамы
TN-C	2 тарам	4 тарам	L + PEN (бір фазалы); 3L + PEN (үш фазалы)
TN-S	3 тарам	5 тарам	L + N + PE; 3L + N + PE
TN-C-S (TN-C учаскесінде)	2 тарам	4 тарам	L + PEN; 3L + PEN
TN-C-S (TN-S учаскесінде)	3 тарам	5 тарам	L + N + PE; 3L + N + PE

TN-C жүйесі — біріктірілген PEN-өткізгіші бар ескірген жүйе. Ескі желілерде қолданылады. TN-S жүйесі — бүкіл ұзындығы бойынша N және PE бөлінген, үш фазалы тұтынушылар үшін бес сымды[reference:1]. TN-C-S жүйесі — біріктірілген: қосалқы станциядан кіріс құрылғысына дейінгі учаскеде PEN қолданылады, одан кейін — жеке N және PE.

TN-S жүйесіндегі үш фазалы желі үшін тұтынушыға бес сым келеді: үш фазалық, нөлдік және қорғаныш[reference:2]. Үш фазалық және бір нөлдік тарамы бар төрт тарамды кабель қорғаныш жерге қосу жеке өткізгішпен немесе контурмен қамтамасыз етілетін жүйелерде қолданылады. Үш фазалы тұтынушылар үшін бес тарамды кабель TN-S және TN-C-S жүйелерінде қолданылады[reference:3].

Нөлдік және қорғаныш тарамның қимасы

Нөлдік жұмыс тарамы N және қорғаныш тарамы PE қимасы фазалық тарамдардың қимасынан өзгеше болуы мүмкін. Ережелер ПУЭ ҚР және ГОСТ 31996-2012-де келтірілген.

2-кесте. Төрт және бес тарамды кабельдер үшін нөлдік (N) және қорғаныш (PE) тарамдардың ұсынылатын қималары (ГОСТ 31996-2012 бойынша)
Фазалық тарамның қимасы, мм²	N немесе PE қимасы, мм²
16-ға дейін	фазалыққа тең
25	16
35	16
50	25
70	35
95	50
120	70

Тұрғын ғимараттардағы үш фазалы желілер үшін нөлдік өткізгіштердің қимасы фазалық өткізгіштердің қимасына тең қабылданады, егер фазалық өткізгіштердің алюминий бойынша қимасы 25 мм²-ге дейін болса[reference:4]. Бір немесе үш фазалы желілерде нөлдік жұмыс өткізгішінің және PEN-өткізгіштің қимасы мыс тарам үшін 16 мм² және одан төмен, алюминий үшін 25 мм² және одан төмен қима кезінде фазалыққа тең[reference:5].

PE қорғаныш тарамы қорғаныс іске қосылғанға дейінгі ҚТ тогына төзуі тиіс. PE тарамының термиялық төзімділігін тексеру фазалық тарамдар үшін қолданылатын дәл сол формулалар бойынша, тиісті материал мен оқшаулау үшін k коэффициентін ескере отырып орындалады. ВВГ немесе ВВГнг — құрылымы мен тарамдар саны бойынша айырмашылықтар.

Қадамдық мысал: үш фазалы желі үшін құрылымды таңдау

Бастапқы деректер. Тарату қалқанынан қозғалтқышқа дейінгі 380 В үш фазалы желі. Жүктеменің есептік тогы I_есеп = 55 А. Желінің басындағы үш фазалы ҚТ тогы I_п0 = 12 кА. Ажырату уақыты t_ажыр = 0,13 с. Жерге қосу жүйесі — TN-S. Жерде төсеу, топырақ температурасы +15 °C. Тарамдар мыс, оқшаулау ПВХ.

1-қадам. Тарамдар санын таңдау.

TN-S жүйесі, үш фазалы жүктеме — бес тарам қабылдаймыз: 3L + N + PE.

2-қадам. Фазалық тарамдардың қимасын қыздыру бойынша таңдау.

Жерге төсеу кезінде ПВХ оқшаулауы бар мыс тарамдар үшін рұқсат етілетін токтар кестесі бойынша (ПУЭ 1.3.6 кестесі) I_есеп = 55 А үшін 16 мм² қима сәйкес келеді (нормаланған шарттар үшін кестелік ток 90 А: +15 °C, жалғыз кабель).

3-қадам. Термиялық төзімділікті тексеру.

ПВХ оқшаулауы бар мыс үшін k = 115 А·с^1/2/мм². Жылулық импульс: B_k = I_п0² · t_ажыр = 12 000² · 0,13 = 18 720 000 А²·с. Минималды қима: S_min = √18 720 000 / 115 ≈ 4327 / 115 ≈ 37,6 мм². 16 мм² қима термиялық төзімділік бойынша өтпейді. 50 мм² қиманы қабылдаймыз.

4-қадам. Нөлдік және қорғаныш тарамның қимасы.

50 мм² фазалық тарам үшін 2-кесте бойынша N және PE қимасы — 25 мм². 5×50 + 1×25 кабелін қабылдаймыз (немесе N және PE әрқайсысы 25 мм² болатын 5×50).

5-қадам. N және PE үшін қыздыру бойынша тексеру.

N тарамы тек теңгерімсіздік тогын тасымалдайды. Симметриялы үш фазалы жүктеме кезінде N-дегі ток нөлге жақын. 25 мм² қима қормен өтеді. PE тарамы қалыпты режимде ток тасымалдамайды, тексеру — тек ҚТ кезіндегі термиялық төзімділікке ғана, ол 3-қадамда фазалық тарам үшін орындалған. 25 мм² PE тарамы үшін термиялық төзімділік, егер ол арқылы ҚТ тогы ағуы мүмкін болса, жеке тексеріледі. Күштік кабельдің құрылымы мен сипаттамалары жеке материалда сипатталған.

6-қадам. Қорытынды.

Мыс тарамдары және ПВХ оқшаулауы бар 5×50 кабелін қабылдаймыз (N және PE — 25 мм²). TN-S жүйесі бес тарамды талап етеді. Мыс және алюминий тарамдарды салыстыру рұқсат етілетін токтар кестесін және k коэффициенттерін таңдауға әсер етеді.

Нәтижені не өзгертуі мүмкін

3-кесте. Тарамдар саны мен қимасын таңдауға әсер ететін факторлар
Параметр	Таңдауға қалай әсер етеді
Жерге қосу жүйесі	TN-C — үш фазалы желі үшін 4 тарам; TN-S және TN-C-S — 5 тарам. Жеке PE тарамының болуын анықтайды.
Жүктеме түрі	Симметриялы үш фазалы жүктеме (қозғалтқыш) кішірек қималы N тарамына жол береді. Симметриялы емес (жарықтандыру, тұрмыстық тұтынушылар) фазалыққа тең N талап етеді.
ҚТ тогы	PE тарамының минималды қимасын термиялық төзімділік бойынша анықтайды. ҚТ тогы мен ажырату уақыты неғұрлым жоғары болса, қима соғұрлым үлкен.
Төсеу тәсілі	Фазалық тарамдардың рұқсат етілетін тогына, демек, алдын ала қимаға әсер етеді. Топтық төсеу үшін төмендетуші коэффициенттер енгізіледі.
Тарам материалы	Мыс бірдей қимада алюминийге қарағанда үлкенірек токқа жол береді. Мыс пен алюминийді салыстыру.
Оқшаулау түрі	XLPE тарамның +90 °C-қа дейін қызуына жол береді, ПВХ — +70 °C-қа дейін. XLPE үшін рұқсат етілетін токтар жоғары.

Типтік қателер

TN-S жүйесінде төрт тарамды кабельді пайдалану. TN-S-те нөлдік және қорғаныш функциялары бүкіл ұзындығы бойынша бөлінген. N және PE-ні бір тарамда біріктіру электр қауіпсіздігі талаптарын бұзады.
PEN-ді бөлмей TN-C жүйесінде бес тарамды кабельді қолдану. Егер жүйе TN-C болса және PEN-ді бөлу орындалмаса, бесінші тарам пайдаланылмай қалады, бұл функционалдық қажеттіліксіз желінің құнын арттырады.
Симметриялы емес жүктеме үшін төмендетілген қималы N тарамын таңдау. Жоғары гармоникалар (компьютерлер, импульстік қорек көздері) болған кезде N тарамындағы ток фазалық тарамдардың тогына жетуі және одан асуы мүмкін. Мұндай жағдайларда N қимасына қарамастан фазалыққа тең қабылданады.
Тек фазалық тарамдардың термиялық төзімділігін тексеру. PE тарамы да ҚТ тогына төзуі тиіс. Егер PE арқылы ҚТ тогы ақса, оның қимасы фазалық тарамдар сияқты формулалар бойынша тексеріледі.
Қорғаныс селективтілігін елемеу. Кірістегі селективті қорғаныс үшін ажырату уақыты шығыс желілерге қарағанда ұзағырақ. Бұл жылулық импульсті және PE-ді қоса алғанда барлық тарамдардың қажетті қимасын арттырады.

Таңдаудың қысқаша алгоритмі

Жоба немесе желінің нақты схемасы бойынша жерге қосу жүйесін (TN-C, TN-S, TN-C-S) анықтау.
Жүктеме фазаларының санын анықтау: бір фазалы немесе үш фазалы.
1-кесте бойынша тарамдар санын таңдау.
Жүктеменің есептік тогы I_есеп есептеледі.
Түзетулерді ескере отырып, рұқсат етілетін токтар кестесі бойынша фазалық тарамдардың алдын ала қимасын таңдау.
ҚТ кезінде фазалық тарамдар мен PE тарамының термиялық төзімділігін тексеру.
2-кесте бойынша немесе есептеу арқылы N және PE қимасын анықтау.
Кабель типін таңдағанда монтаж шарттарын ескеру. ВВГ немесе ВВГнг — оқшаулау бойынша айырмашылықтар.

Жиі қойылатын сұрақтар

Бес тарамды кабель қашан қажет, ал төрт тарам қашан жеткілікті?

Бес тарамды кабель TN-S және TN-C-S жүйелерінде үш фазалы жүктеме үшін қажет, мұнда нөлдік және қорғаныш функциялары бөлінген. Төрт тарамды кабель PEN-өткізгіш N және PE функцияларын біріктіретін TN-C жүйесінде немесе жеке жерге қосу контуры бар жүйелерде қолданылады.

TN-C-S жүйесінде төрт тарамды кабельді пайдалануға бола ма?

Қосалқы станциядан кіріс құрылғысына дейінгі учаскеде, TN-C-S жүйесі TN-C ретінде жұмыс істейтін жерде — иә. PEN N және PE-ге бөлінген нүктеден кейін — жоқ, бес тарамды кабель қажет. Бөлу орны белгіленуі және жерге қосылуы тиіс.

Нөлдік тарам қандай қимаға ие болуы тиіс?

N тарамының қимасы жүктеменің сипатына байланысты. Симметриялы үш фазалы жүктеме кезінде N тарамы фазалықтарға қарағанда кішірек қимаға ие болуы мүмкін (ГОСТ 31996-2012 2-кестесі бойынша). Симметриялы емес жүктеме және жоғары гармоникалар болған кезде N фазалыққа тең қабылданады.

Төсеу тәсілі тарамдар санын таңдауға әсер ете ме?

Төсеу тәсілі рұқсат етілетін токқа, демек, тарамдардың қимасына әсер етеді, бірақ олардың санына емес. Тарамдар саны жерге қосу жүйесімен және жүктеме түрімен анықталады.

PE тарамының термиялық төзімділігін қалай тексеру керек?

Есептеу фазалық тарамдарды тексеруге ұқсас: S_min = √B_k / k, мұндағы B_k — ҚТ тогының жылулық импульсі, k — PE тарамының материалы мен оқшаулауы үшін коэффициент. Егер PE тарамы фазалықтарға қарағанда кішірек қимаға ие болса, тексеру оның қимасы үшін жеке орындалады.

Егер TN-C жүйесінде бес тарамды кабельге көшу мүмкіндігі болмаса, не істеу керек?

TN-C жүйесінде PEN-ді N және PE-ге бөлу кіріс құрылғысында орындалады. Егер қосалқы станциядан кіріске дейінгі кабель төрт тарамды болса, кірісте PEN қосылатын шина орнатылады, және одан жеке N және PE өткізгіштері тартылады. Әрі қарай ғимарат бойынша бес тарамды кабельдер қолданылады.

Пайдаланылған дереккөздер

Қазақстан Республикасының электр қондырғыларын орнату ережелері 2015 ж., ҚР Энергетика министрінің 31.10.2022 №340 бұйрығымен редакцияланған — ҚР ИИДМ Техникалық реттеу және метрология комитеті — https://base.spinform.ru/show_doc.fwx?rgn=71151
ГОСТ 31996-2012 Пластмасса оқшаулаулы, номиналды кернеуі 0,66; 1 және 3 кВ күштік кабельдер. Жалпы техникалық шарттар — Стандарттау, метрология және сертификаттау жөніндегі мемлекетаралық кеңес — https://docs.cntd.ru/document/1200104301
ГОСТ 24334-2020 Стационарлық емес төсеуге арналған күштік кабельдер. Жалпы техникалық талаптар — Стандарттау, метрология және сертификаттау жөніндегі мемлекетаралық кеңес — https://docs.cntd.ru/document/1200171038
Кеден одағының техникалық регламенті ТР КО 004/2011 «Төмен вольтты жабдықтың қауіпсіздігі туралы» — ЕАЭО — https://docs.eaeunion.org/docs/ru-ru/0145005

Секция с навигацией, мета информацией, заголовком и контентом