Определение активных и индуктивных сопротивлений проводов
Доброго времени суток. В данной статье речь пойдет о расчете активных и индуктивных сопротивлений для воздушных и кабельных линий из цветных металлов, таких как медь и алюминий. Данные расчеты обычно приходится выполнять, когда нужно выполнить расчет токов короткого замыкания в распределительных сетях.
Определение активного сопротивления проводов
Активное сопротивлении проводов проще всего определять по справочным данным, составленным на основании ГОСТ 839-80 – «Провода неизолированные для воздушных линий электропередач» таблицы 1 – 4. Данные таблицы вы сможете найти непосредственно в самом ГОСТ, приведу лишь не которые.
Пользоваться всеми известными формулами по определению активного сопротивления — не рекомендуется [Л1. с.18],связано это с тем, что действительное сечение отличается от номинального сечения, провода выпускались в разное время, по разным ГОСТ и ТУ и величины удельной проводимости (ρ) и удельного сопротивления (γ) у них разные:
где:
- γ – значение удельной проводимости для медных и алюминиевых проводов при температуре 20 °С принимается: для медных проводов – 53 м/Ом*мм2; для алюминиевых проводов – 31,7 м/Ом*мм2;
- s – номинальное сечение провода(кабеля),мм2;
- l – длина линии, м;
- ρ – значение удельного сопротивления принимается: для медных проводов — 0,017-0,018 Ом*мм2/м; для алюминиевых проводов – 0,026 — 0,028 Ом*мм2/м, см. таблицу 1.14 [Л2. с.30].
Активные сопротивления стальных проводов математическому расчету не поддаются. Поэтому рекомендую для определения активного сопротивления использовать приложения П23 – П25 [Л1. с.80,81].
Определение индуктивного сопротивления проводов
Индуктивное сопротивление воздушных линий для стандартной частоты f = 50 Гц и относительной магнитной проницаемости для цветных металлов µ = 1, определяется по известной всем формуле [Л1.с.19]:
где:
- Dср. – среднее геометрическое расстояние между проводами, мм;
- dр – расчетный диаметр провода (мм2), определяется по ГОСТ 839-80, таблицы 1 -4;
Среднее геометрическое расстояние между проводами определяется по формуле [Л1.с.19]:
где:
- D1-2 — расстояние между проводами первой и второй фазы;
- D2-3 — расстояние между проводами второй и третей фазой;
- D1-3 — расстояние между первой и третей фазой.
Данные значения определяются по чертежам опор линий электропередачи.
Для упрощения расчетов индуктивного сопротивления проводов рекомендуется использовать приложения П28-П31 [Л1.с.83-85], предварительно определив значение Dср.
Если же нужно выполнить приближенный расчет, то можно использовать в расчетах средние значения сопротивлений:
- для линий 0,4 – 10 кВ х = 0,3 Ом/км;
- для линий 35 кВ х = 0,4 Ом/км;
- для стальных проводов использовать приложение П6 [Л1.с.70];
Индуктивное сопротивление кабелей рассчитать довольно сложно, из-за различной их конструкции. Поэтому активные и индуктивные сопротивления кабелей рекомендуется принимать по справочникам, приложение П7 [Л1.с.70].
Если же нужно выполнить приближенный расчет, можно принять индуктивные сопротивления:
- для кабелей сечением 16 – 240 мм2 х = 0,06 Ом/км для напряжения до 1000 В;
- для кабелей сечением 16 – 240 мм2 х = 0,08 Ом/км для напряжения 6 – 10 кВ;
- для проводов проложенных на роликах х = 0,20 Ом/км;
- для проводов проложенных на изоляторах х = 0,25 Ом/км;
Литература:
1. Расчет токов короткого замыкания в электросетях 0,4-35 кВ, Голубев М.Л. 1980 г.
2. Справочная книга электрика. Григорьева В.И. 2004 г.
Всего наилучшего! До новых встреч на сайте Raschet.info.
индуктивное сопротивление проводов, определение сопротивлений линий, расчет активных сопротивлений проводов, расчет индуктивных сопротивлений проводов
Благодарность:
Если вы нашли ответ на свой вопрос и у вас есть желание отблагодарить автора статьи за его труд, можете воспользоваться платформой для перевода средств «WebMoney Funding» и «PayPal».
Данный проект поддерживается и развивается исключительно на средства от добровольных пожертвований.
Проявив лояльность к сайту, Вы можете перечислить любую сумму денег, тем самым вы поможете улучшить данный сайт, повысить регулярность появления новых интересных статей и оплатить регулярные расходы, такие как: оплата хостинга, доменного имени, SSL-сертификата, зарплата нашим авторам.
Активное сопротивление проводов и кабелей из цветных металлов определяется по одной из следующих формул:
где r — расчетное удельное сопротивление провода или жилы кабеля, ом⋅мм2/м;
g — расчетная удельная проводимость провода или жилы кабеля, м/ом⋅мм2;
F — номинальное сечение провода или кабеля, мм2.
Значения удельного сопротивления и удельной проводимости для медных проводов и кабелей:
для алюминиевых проводов и кабелей
| Таблица 5-1 Активные сопротивления проводов и кабелей, ом/км | |||
|---|---|---|---|
| Сечение провода, мм кв. | Медные провода и кабели | Алюминиевые провода и кабели | Сталеалюминиевые провода |
| 1 | 18,9 | – | – |
| 1.5 | 12,6 | – | – |
| 2,5 | 7,55 | 12,6 | – |
| 4 | 4,65 | 7,90 | – |
| 6 | 3,06 | 5,26 | – |
| 10 | 1,84 | 3,16 | 3,12 |
| 16 | 1,20 | 1,98 | 2,06 |
| 25 | 0,74 | 1,28 | 1,38 |
| 35 | 0,54 | 0,92 | 0,85 |
| 50 | 0,39 | 0,64 | 0,65 |
| 70 | 0,28 | 0,46 | 0,46 |
| 95 | 0,20 | 0,34 | 0,33 |
| 120 | 0,158 | 0,27 | 0,27 |
| 150 | 0,123 | 0,21 | 0,21 |
| 185 | 0,103 | 0,17 | 0,17 |
| 240 | 0,078 | 0,132 | 0,132 |
| 300 | 0,062 | 0,106 | 0,107 |
| 400 | 0,047 | 0,08 | 0,08 |
Индуктивное сопротивление трехфазной линии с проводами из цветных металлов при частоте переменного тока 50 Гц определяется по формуле
где d — внешний диаметр провода, мм;
D — среднее геометрическое расстояние между проводами линии, вычисляемое по формуле
где D — расстояния между проводами у каждой пары проводов трехфазной линии, мм.
Активные сопротивления 1 км провода или жилы кабеля приведены в табл. 5-1, индуктивные сопротивления 1 км линии — в табл. 5-2 и 5-4.
Для стальных проводов активное и внутреннее индуктивное сопротивления зависят от протекающего по проводу переменного тока. Общее индуктивное сопротивление воздушной линии, выполненной стальными проводами, определяется как сумма внешнего х’ и внутреннего х» индуктивных сопротивлений:
х=х’+х», ом/км (5-5)
| Таблица 5-2 Индуктивные сопротивления воздушных лм/км | |||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Среднее геометрическое расстояние между проводами, мм | Сечение проводов, мм2 | ||||||||||
| 6 | 10 | 16 | 25 | 35 | 50 | 70 | 95 | 120 | 150 | 185 | |
| Медные провода | |||||||||||
| 400 | 0,371 | 0,355 | 0,333 | 0,319 | 0,308 | 0,297 | 0,283 | 0,274 | – | – | – |
| 600 | 0,397 | 0,381 | 0,358 | 0,345 | 0,336 | 0,325 | 0,309 | 0,300 | 0,292 | 0,287 | 0,280 |
| 800 | 0,413 | 0,399 | 0,377 | 0,363 | 0,352 | 0,341 | 0,327 | 0,318 | 0,310 | 0,305 | 0,298 |
| 1000 | 0,429 | 0,413 | 0,391 | 0,377 | 0,366 | 0,355 | 0,341 | 0,332 | 0,324 | 0,319 | 0,313 |
| 1250 | 0,443 | 0,427 | 0,405 | 0,391 | 0,380 | 0,369 | 0,355 | 0,346 | 0,338 | 0,333 | 0,327 |
| 1500 | – | 0,438 | 0,416 | 0,402 | 0,391 | 0,380 | 0,366 | 0,357 | 0,349 | 0,344 | 0,338 |
| 2000 | – | 0,457 | 0,435 | 0,421 | 0,410 | 0,398 | 0,385 | 0,376 | 0,368 | 0,363 | 0,357 |
| 2500 | – | – | 0,449 | 0,435 | 0,424 | 0,413 | 0,399 | 0,390 | 0,382 | 0,377 | 0,371 |
| 3000 | – | – | 0,460 | 0,445 | 0,435 | 0,423 | 0,410 | 0,401 | 0,393 | 0,388 | 0,382 |
| Алюминиевые провода | |||||||||||
| 600 | – | – | 0,358 | 0,345 | 0,336 | 0,325 | 0,315 | 0,303 | 0,297 | 0,288 | 0,279 |
| 800 | – | – | 0,377 | 0,363 | 0,352 | 0,341 | 0,331 | 0,319 | 0,313 | 0,305 | 0,298 |
| 1000 | – | – | 0,391 | 0,377 | 0,366 | 0,355 | 0,345 | 0,334 | 0,327 | 0,319 | 0,311 |
| 1250 | – | – | 0,405 | 0,391 | 0,380 | 0,369 | 0,359 | 0,347 | 0,341 | 0,333 | 0,328 |
| 1500 | – | – | – | 0,402 | 0,391 | 0,380 | 0,370 | 0,358 | 0,352 | 0,344 | 0,339 |
| 2000 | – | – | – | 0,421 | 0.410 | 0,398 | 0,388 | 0,377 | 0,371 | 0,363 | 0,355 |
| Сталеалюминиевые провода | |||||||||||
| 2000 | – | – | – | – | 0,403 | 0,392 | 0,382 | 0,371 | 0,365 | 0,358 | – |
| 2500 | – | – | – | – | 0,417 | 0,405 | 0,396 | 0,385 | 0,379 | 0,272 | – |
| 3000 | – | – | – | – | 0,429 | 0,413 | 0,403 | 0,397 | 0,391 | 0,384 | 0,377 |
| Таблица 5-4 Индуктивные сопротивления трехжильных кабелей и изолированных проводов, проложенных на роликах и изоляторах, ом/км | ||||||
|---|---|---|---|---|---|---|
| Сечение, мм кв. | Трехжильные кабели с медными жилами | Изолированные провода | ||||
| до 1 кв | 3 кв | 6 кв | 10 кв | на роликах | на изоляторах | |
| 1,5 | – | – | – | 0,28 | 0,32 | |
| 2,5 | – | – | – | – | 0,26 | 0,30 |
| 4 | 0,095 | 0,111 | – | – | 0,25 | 0,29 |
| 6 | 0,090 | 0,104 | – | – | 0,23 | 0,28 |
| 10 | 0,073 | 0,0825 | 0,11 | 0,122 | 0,22 | 0,26 |
| 16 | 0,0675 | 0,0757 | 0,102 | 0,113 | 0,22 | 0,24 |
| 25 | 0,0662 | 0,0714 | 0,091 | 0,099 | 0,20 | 0,24 |
| 35 | 0,0637 | 0,0688 | 0,087 | 0,095 | 0,19 | 0,24 |
| 50 | 0,0625 | 0,0670 | 0,083 | 0,09 | 0,19 | 0,23 |
| 70 | 0,0612 | 0,0650 | 0,08 | 0,086 | 0,19 | 0,23 |
| 95 | 0,0602 | 0,0636 | 0,078 | 0,083 | 0,18 | 0,23 |
| 120 | 0,0602 | 0,0626 | 0,076 | 0,081 | 0,18 | 0,22 |
| 150 | 0,0596 | 0,0610 | 0,074 | 0,079 | – | – |
| 185 | 0,0596 | 0,0605 | 0,073 | 0,077 | – | – |
| 240 | 0,0587 | 0,0595 | 0,071 | 0,075 | – | – |
| Таблица 5-6 Активные (омические) и индуктивные сопротивления шин прямоугольного сечения из алюминия и меди | |||||
|---|---|---|---|---|---|
| Размеры шин, мм | Активное (омическое) сопротивление при температуре шины +30° С, ом/км | Индуктивное сопротивление при расстоянии между центрами шин 250 мм, ом/км | |||
| Алюминиевые шины | Медные шины | ||||
| при постоянном токе | при переменном токе | при постоянном токе | при переменном токе | ||
| 25X3 | 0,410 | 0,413 | 0,248 | 0,263 | 0,253 |
| 30X4 | 0,256 | 0,269 | 0,156 | 0,175 | 0,240 |
| 40X4 | 0,192 | 0,211 | 0,117 | 0,138 | 0,224 |
| 40X5 | 0,154 | 0,173 | 0,0935 | 0,112 | 0,222 |
| 50X5 | 0,123 | 0,140 | 0,0749 | 0,0913 | 0,210 |
| 50X6 | 0,102 | 0,119 | 0,0624 | 0,0780 | 0,208 |
| 60X6 | 0,0855 | 0,102 | 0,0520 | 0,0671 | 0,198 |
| 80X6 | 0,0640 | 0,0772 | 0,0390 | 0,0507 | 0,182 |
| 100X6 | 0,0510 | 0,0635 | 0,0312 | 0,0411 | 0,169 |
| 60X8 | 0,0640 | 0,0772 | 0,0390 | 0,0507 | 0,196 |
| 80X8 | 0,0481 | 0,0595 | 0,0293 | 0,0395 | 0,179 |
| 100X8 | 0,0385 | 0,0488 | 0,0234 | 0,0321 | 0,168 |
| 120X8 | 0,0320 | 0,0410 | 0,0195 | 0,0271 | 0,156 |
| 80X10 | 0,0385 | 0,0495 | 0,0234 | 0,0323 | 0,179 |
| 100X10 | 0,0308 | 0,0398 | 0,0187 | 0,0260 | 0,165 |
| 120X10 | 0,0255 | 0,0331 | 0,0156 | 0,0218 | 0,156 |
Активное и реактивное сопротивление кабеля
Содержание
- 1 Кабель и провод
- 2 Активное сопротивление
- 3 Определение индуктивного сопротивления
- 4 Греющий кабель
- 5 Видео по теме
Передача электроэнергии от источника до электроустановок осуществляется с помощью проводов и кабелей. Неизбежные потери энергии связаны с наличием сопротивления протекающему электрическому току, что характерно для всех металлических токопроводящих жил. При использовании постоянного тока сопротивление кабелей имеет только активную (омическую) компоненту. В случае переменного тока необходимо учитывать как активную, так и реактивную составляющие сопротивлений.
Кабель и провод
Часто оба эти термина используются как синонимичные для обозначения похожих видов электротехнической продукции. Однако некоторая разница всё-таки имеется. На картинке ниже продемонстрировано, чем отличаются кабеля и изолированные провода друг от друга.
Провод состоит из одной токопроводящей жилы, которая может быть моножилой, либо набором тонких жил, сплетённых в одно целое. Провод имеет защитное, диэлектрическое покрытие. Кабель — это несколько проводов, сгруппированных под общей изоляционной оболочкой.
Общепринятая терминология приведена в разделе 2 ПУЭ (данная аббревиатура означает «Правила устройства электроустановок»). Она касается:
- проводов;
- токопроводов;
- кабельных линий напряжением от 0 до 220 кВ;
- воздушных линий электропередач до 1 кВ и выше 1 кВ.
Активное сопротивление
В качестве исходных проводников для изготовления токопроводящих жил могут использоваться различные металлы. При производстве массовой кабельной продукции чаще всего применяются:
- Медь.
- Алюминий.
- Сталеалюминевые комбинации.
Однонаправленный ток в металлах создаётся свободными электронами под действием приложенного электрического поля. Беспрепятственное движение электронов ограничивается атомами и ионами кристаллической решётки, которые непрерывно совершают тепловые колебания. Дополнительное сопротивление могут оказывать структурные дефекты и примеси. Потеря электрической энергии электронами приводит к тепловому нагреву металла.
Активное или омическое сопротивление проводов определяется по формуле:
где:
- ρ — удельное сопротивление металла (Ом*мм2/м);
- l — длина провода (м);
- S — сечение провода (мм2).
Удельное сопротивление металлических проводников можно узнать из справочной литературы.
Полезной величиной, используемой на практике, является удельное активное сопротивление равное сопротивлению 1.0 км кабеля. Для некоторых часто применяемых марок этот параметр равен:
- Провод АС 70 (одна стальная жила, обвитая алюминиевой проволокой) —0.42 Ом/км.
- Провод АПвП (алюминиевая токопроводящая жила) — 0.160 Ом/км.
- Кабель 1х70 (медная жила) — 0.28 Ом/км.
- Провод СИП-3 1х50 (самонесущий изолированный провод с сечением 50 мм2) — 0.923 Ом/км.
Определение индуктивного сопротивления
Полное сопротивление электрического кабеля при его использовании в электроцепях постоянного тока складывается из омических сопротивлений проводов, входящих в его состав. При работе с переменным током возникает реактивное сопротивление, которое разделяется на емкостное и индуктивное. Полное сопротивление — это корень квадратный из суммы квадратов этих составляющих. Графически оно отображается гипотенузой прямоугольного треугольника, катетами которого являются активное и реактивное сопротивление кабелей.
Для кабелей существенно индуктивное сопротивление. Физический механизм его возникновения заключается в том, что движущиеся электроны создают магнитное поле. При постоянном токе магнитное поле не меняется. Но как только происходит периодическое изменение тока, возникает эффект самоиндукции, открытый английским физиком М. Фарадеем. Самоиндукция тормозит ток, то есть, появляется дополнительная составляющая сопротивления.
Значение индуктивного сопротивления зависит от нескольких параметров:
- Расстояния между электропроводами.
- Диаметра электропровода (жилы).
- Величины тока.
- Частоты.
Определить величину реактивного сопротивления кабельной линии можно с помощью формул, учитывающих данные факторы. Чтобы быстро определить активное и реактивное сопротивление провода или кабеля, понадобится таблица с указанием основных характеристик самых распространенных видов электрокабелей.
Зачастую возникает необходимость в определении индуктивного сопротивления кабельной линии определенной протяженности. В данном случае следует воспользоваться довольно простой формулой:
ХL определяется с помощью такой формулы:
Чтобы самому не напрягаться с расчетом сопротивления, можно воспользоваться онлайн-калькулятором.
Греющий кабель
Интересной разновидностью кабельной продукции является греющий кабель (ГК). Его целевое назначение — эффективное преобразование электрической энергии в тепловую. Ток, проходя по всей длине кабеля, равномерно нагревает кабельное пространство. Примеры применения ГК:
- Тёплые полы.
- Системы подогрева бетона в осенне-зимний период.
- Антиоблединительные системы, предотвращающие сходы льда и снега в жилищно-коммунальном хозяйстве.
- Подогрев почвы в теплицах.
Сопротивление греющего кабеля можно легко измерить обычным мультиметром, имеющим такую опцию. Одним из паспортных параметров ГК является выделяемая тепловая мощность на погонный метр. Зная общую длину уложенного ГК, можно вычислить общую выделяемую мощность Р по общеизвестной формуле:
Из этой формулы можно найти сопротивление:
Если измеренное сопротивление ГК близко к тому, что рассчитано с помощью формулы, то в целостности и работоспособности кабеля можно не сомневаться.
Пользуясь формулой сопротивления, можно рассчитать сечение кабеля. Такой расчет необходим в связи с тем, что электропроводка является наиболее уязвимым местом в системе, обеспечивающей электроэнергией дома. Если сечение кабеля не будет соответствовать мощности электроприборов, то это может стать причиной довольно серьезных последствий. Ведь чем меньше диаметр провода, тем выше его сопротивление и, следовательно, провод будет нагреваться сильнее. Выделяемое тепло спровоцирует повреждение изоляции, что в свою очередь может стать причиной выхода из строя домашней проводки и даже пожара.
Видео по теме
В любых электрических сетях имеет место потеря напряжения под влиянием различных факторов. В основном это такие параметры, как проводимость и сопротивление, которые следует учитывать при выполнении расчетов. Для цепей постоянного тока можно обойтись обычными характеристиками. Однако, при использовании переменного тока потребуется вычислить активное и индуктивное сопротивление кабелей. Для того чтобы правильно ориентироваться в этих параметрах, необходимо хорошо представлять себе особенности каждого из них.
Особенности активного сопротивления
Сопротивление в электротехнике является важнейшим параметром, с помощью которого какая-то часть электрической цепи оказывает противодействие проходящему по ней току. Образованию данной величины способствуют изменения электроэнергии и ее переход в другие виды энергетических состояний.
Подобное явление характерно лишь для переменного тока, под действием которого образуются активные и реактивные сопротивления кабелей. Этот процесс представляет собой необратимые изменения энергии или передачу и распределение ее между отдельными элементами цепи. Если изменения электроэнергии принимают необратимый характер, то такое сопротивление будет активным, а если имеют место обменные процессы, оно становится реактивным. Например, электрическая плита выделяет тепло, которое обратно в электрическую энергию уже не превращается.
Данное явление в полной мере затрагивает любые виды провода и кабеля. При одинаковых условиях, они будут по-разному сопротивляться прохождению постоянного и переменного тока. Подобная ситуация возникает из-за неравномерного распределения переменного тока по сечению проводника, в результате чего образуется так называемый поверхностный эффект.
Таблица и расчет по формуле
Как показывает таблица, поверхностный эффект не критично влияет на проводники, состоящие из цветных металлов и работающие при переменном напряжении с частотой 50 Гц. Поэтому для выполнения расчетов, сопротивления таких кабелей под действием постоянного и переменного тока принимаются условно равными.
Кроме таблицы, для расчетов проводников из алюминия и меди используется специальная формула r = (l * 103)/ γ3 * S = r * l, в которой l – длина (км), γ – удельное значение проводимости конкретного материала (м/ом * мм2), r – активное сопротивление 1 км кабеля (Ом/км), S – поперечное сечение (мм2).
Значение активного сопротивления кабелей зависит также от температуры окружающей среды. Для того чтобы вычислить r при точной температуре Θ, необходимо воспользоваться еще одной формулой r = r20 * [l + α * (Θ — 20)] = (l * 103)/ γ20 * S * [l + α * (Θ — 20)]. Здесь α является температурным коэффициентом сопротивления, r20 – активное сопротивление при t 20C, γ20 – удельная проводимость при этой же температуре. Эти расчеты необходимы, когда определяется точное активное и индуктивное сопротивление какого-либо проводника.
Активное сопротивление стальных проводов существенно превышает аналогичный показатель проводников из цветных металлов. Это связано с более низкой удельной проводимостью и наличием поверхностного эффекта, выраженного намного ярче по сравнению с медными и алюминиевыми проводами. Кроме того, в линиях со стальными проводами активная энергия значительно теряется на перемагничивание и вихревые токи, поэтому такие потери становятся дополнительным компонентом активного сопротивления.
У стальных проводников существует зависимость активного сопротивления от величины протекающего тока, поэтому в расчетах неприемлемо использование постоянного значения удельной проводимости.
Действие индуктивного сопротивления кабельных линий
Полное сопротивление электрической цепи разделяется на активное и индуктивное сопротивление. Из них последнее является составной частью реактивного сопротивления, возникающего во время прохождения переменного тока через элементы, относящиеся к реактивным. Индуктивность считается основной характеристикой катушек, не учитывая активное сопротивление их обмоток. Как правило, реактивное сопротивление возникает под влиянием ЭДС самоиндукции. При ее росте, в зависимости от частоты тока, происходит одновременное увеличение сопротивления.
Таким образом, активное и реактивное сопротивление кабелей образуют полное сопротивление, которое есть ни что иное, как сумма квадратов каждой составляющей. Графически это отображается в виде прямоугольного треугольника, в котором гипотенуза является полным сопротивлением, а катеты – его составными элементами.
Очень быстро вычислить активное и индуктивное сопротивление кабелей помогает таблица, в которой отражаются основные характеристики наиболее распространенных проводников. Однако довольно часто требуется определить индуктивное сопротивление Х кабельной линии с определенной протяженностью. Для этого применяется простая первоначальная формула Х = Хl, где Х является индуктивным сопротивлением 1 км проводника, а l – длина этого проводника. Полученный результат измеряется в единицах Ом/км.
В свою очередь Х определяется по другой формуле X = 0,145lg * (2Dср/d) + 0,0157 μт, в которой 2Dср является средним расстоянием между проводниками или центрами кабельных жил, d – диаметр этих проводников или жил, μт – отражает относительную магнитную проницаемость металла проводника. Таким образом, при увеличении сечения проводника реактивное сопротивление Х будет незначительно уменьшаться.
Доброго времени суток. В данной статье речь пойдет о расчете активных и индуктивных сопротивлений для воздушных и кабельных линий из цветных металлов, таких как медь и алюминий. Данные расчеты обычно приходится выполнять, когда нужно выполнить расчет токов короткого замыкания в распределительных сетях.
Определение активного сопротивления проводов
Активное сопротивлении проводов проще всего определять по справочным данным, составленным на основании ГОСТ 839-80 – «Провода неизолированные для воздушных линий электропередач» таблицы 1 – 4. Данные таблицы вы сможете найти непосредственно в самом ГОСТ, приведу лишь не которые.
Пользоваться всеми известными формулами по определению активного сопротивления — не рекомендуется [Л1. с.18],связано это с тем, что действительное сечение отличается от номинального сечения, провода выпускались в разное время, по разным ГОСТ и ТУ и величины удельной проводимости (ρ) и удельного сопротивления (γ) у них разные:
где:
- γ – значение удельной проводимости для медных и алюминиевых проводов при температуре 20 °С принимается: для медных проводов – 53 м/Ом*мм2; для алюминиевых проводов – 31,7 м/Ом*мм2;
- s – номинальное сечение провода(кабеля),мм2;
- l – длина линии, м;
- ρ – значение удельного сопротивления принимается: для медных проводов — 0,017-0,018 Ом*мм2/м; для алюминиевых проводов – 0,026 — 0,028 Ом*мм2/м, см. таблицу 1.14 [Л2. с.30].
Активные сопротивления стальных проводов математическому расчету не поддаются. Поэтому рекомендую для определения активного сопротивления использовать приложения П23 – П25 [Л1. с.80,81].
Определение индуктивного сопротивления проводов
Индуктивное сопротивление воздушных линий для стандартной частоты f = 50 Гц и относительной магнитной проницаемости для цветных металлов µ = 1, определяется по известной всем формуле [Л1.с.19]:
где:
- Dср. – среднее геометрическое расстояние между проводами, мм;
- dр – расчетный диаметр провода (мм2), определяется по ГОСТ 839-80, таблицы 1 -4;
Среднее геометрическое расстояние между проводами определяется по формуле [Л1.с.19]:
где:
- D1-2 — расстояние между проводами первой и второй фазы;
- D2-3 — расстояние между проводами второй и третей фазой;
- D1-3 — расстояние между первой и третей фазой.
Данные значения определяются по чертежам опор линий электропередачи.
Для упрощения расчетов индуктивного сопротивления проводов рекомендуется использовать приложения П28-П31 [Л1.с.83-85], предварительно определив значение Dср.
Если же нужно выполнить приближенный расчет, то можно использовать в расчетах средние значения сопротивлений:
- для линий 0,4 – 10 кВ х = 0,3 Ом/км;
- для линий 35 кВ х = 0,4 Ом/км;
- для стальных проводов использовать приложение П6 [Л1.с.70];
Индуктивное сопротивление кабелей рассчитать довольно сложно, из-за различной их конструкции. Поэтому активные и индуктивные сопротивления кабелей рекомендуется принимать по справочникам, приложение П7 [Л1.с.70].
Если же нужно выполнить приближенный расчет, можно принять индуктивные сопротивления:
- для кабелей сечением 16 – 240 мм2 х = 0,06 Ом/км для напряжения до 1000 В;
- для кабелей сечением 16 – 240 мм2 х = 0,08 Ом/км для напряжения 6 – 10 кВ;
- для проводов проложенных на роликах х = 0,20 Ом/км;
- для проводов проложенных на изоляторах х = 0,25 Ом/км;
Литература:
1. Расчет токов короткого замыкания в электросетях 0,4-35 кВ, Голубев М.Л. 1980 г.
2. Справочная книга электрика. Григорьева В.И. 2004 г.
Источник: https://raschet.info
