Сечение нулевой шины в кабеле (6 видео)

Из-за недостатка технической информации проектировщику зачастую приходится самостоятельно делать выбор в пользу того или иного оборудования. Ему приходится самостоятельно проводить необходимые при проектировании электроустановки расчеты, беря на себя ответственность за последствия своего выбора. Например, возьмем нулевую шину. Правильный выбор этой незначительной, на первый взгляд, части электрощита имеет важное значение для надежной и безопасной работы всего электрооборудования.

В настоящее время в низковольтных комплектных устройствах (НКУ) широкое распространение получили сборки (сборные шинки) на базе латунных и бронзовых шин прямоугольного сечения (шины «0»), которые могут устанавливаться непосредственно на корпус НКУ, на стальные скобы, угловые изоляторы и изоляторы для установки на DIN-рейку. Предлагаемая изготовителями номенклатура этих шин вполне достаточна для удовлетворения запросов потребителей. Основное применение таких шин – сборки N, PE в НКУ и сборки систем уравнивания потенциалов, в том числе – главные заземляющие шины (ГЗШ) в небольших электроустановках жилых и общественных зданий. Практика показала достаточную надежность этих шин, удобство монтажа и эксплуатации, особенно при установке на DIN-рейку сбоку от модульной аппаратуры. Однако в практике проектирования НКУ с такими шинами обнаружилась следующая проблема.

В техническом циркуляре Росэлектромонтажа № 6/2004 «О выполнении основной системы уравнивания потенциалов на вводе в здания» содержится требование соответствия минимального эквивалентного (то есть приведенного к проводимости материала присоединяемых жил) сечения шины РЕ (и, соответственно, ГЗШ) сечению присоединяемых жил проводов (кабелей). Аналогичное требование содержится также в п. 1.7.119 и в табл. 1.7.5 ПУЭ (7-е издание). Однако в каталожных материалах изготовителей данные об эквивалентном сечении шин отсутствуют; указываются лишь габаритные размеры шин, количество присоединяемых жил и диапазон их сечений, способ крепления к корпусу НКУ. Отдельные производители также указывают максимально допустимые токи нагрузки и/или предельно допустимый ток короткого замыкания. Можно найти и весьма общую характеристику материала шины (например, никелированная латунь или высококачественная электротехническая бронза – без указания удельной проводимости или хотя бы марки по ГОСТ).

Таким образом, проектировщики оказываются перед выбором: самостоятельно рассчитывать эквивалентное сечение применяемых шин, применять шины без расчета или использовать альтернативные технические решения.

Для расчета эквивалентного сечения шины необходимо знать не только ее геометрические размеры (габариты поперечного сечения, диаметр отверстий для присоединяемых жил и прижимных винтов), но и удельную проводимость материала (латуни или бронзы соответствующей марки), которая, в свою очередь, существенно зависит от химического состава сплава и характера термообработки металлопроката. Например, удельная проводимость электротехнических бронз может составлять от 95% проводимости электротехнической меди (отожженная кадмиевая бронза) до 10% (оловяно-фосфористая бронза). Недоступность достоверных сведений об удельной проводимости материала шин, выпускаемых конкретным производителем, делает возможность самостоятельного расчета эквивалентного сечения шин проектировщиками чисто гипотетической. Ситуация еще более осложняется тем, что в нормативных документах явно не указано, какое поперечное сечение шины является нормируемым: наименьшее геометрическое (с учетом уменьшения за счет отверстий) или усредненное по длине (среднее квадратическое). Решение последнего вопроса зависит от того, какой электрический режим принят расчетным для нормирования указанного сечения: режим относительно длительной (5 мин. и более) перегрузки по току (тогда перегрев в наиболее узком месте шины снижается за счет теплопроводности в продольном направлении) или режим короткого замыкания (тогда тепловые процессы из-за их кратковременности можно с достаточной точностью считать адиабатическими и локализованными в самом узком месте шины). Из анализа нормативных документов и каталогов различных производителей можно сделать вывод, что расчетным является режим короткого замыкания. Соответственно, нормируется поперечное сечение шины в наиболее узком ее месте. Но для корректного применения в проектной практике этот вывод должен быть подтвержден органом, имеющим соответствующую компетенцию.

Видео:Почему отгорает ноль в щите? Как это исправить? Как правильно подключить нулевой проводСкачать

В случае применения шин без проверки на соответствие требованию по эквивалентному сечению проектировщик принимает на себя дополнительную ответственность за возможные последствия в аварийных ситуациях, включая несчастные случаи с людьми, что вряд ли можно признать разумным и обоснованным. Поэтому опытный проектировщик постарается избежать столь щекотливой ситуации и предпочтет принять иное, пусть и менее экономичное, но более безопасное в правовом отношении техническое решение. Таким образом, для проектировщиков было бы весьма удобно иметь официальные данные о том, какому сечению присоединяемой жилы соответствует нормируемое поперечное сечение той или иной применяемой шины, а тот производитель, который предоставит им дополнительные удобства, получит, в свою очередь, дополнительные конкурентные преимущества.

Чтобы проверить, действительно ли актуальна затронутая проблема, рассмотрим в качестве примера нулевую шину одного из российских производителей. Материал (согласно каталогу) – высококачественная электротехническая бронза. Габариты поперечного сечения (ширина х высота) – 6х9 мм. Прижимной винт – М4. Диаметр отверстия под присоединяемые жилы – 6 шт. по 4 мм, 2 шт. по 5,2 мм (по краям шины). Максимальное сечение присоединяемой жилы – 10 и 16 мм 2 соответственно.

Наименьшее поперечное сечение определим в диаметральной плоскости свободного отверстия диаметром 4 мм под отходящую жилу сечением до 10 мм 2 в предположении, что прижимной винт в отверстие не ввернут (случай, достаточно часто встречающийся в практике монтажа и эксплуатации) (см.рис.1).

Согласно приведенному рисунку площадь поперечного сечения шины с учетом треугольного профиля метрической резьбы, нарезанной в отверстии под прижимной винт, составляет:

6 x 2,5 + 2 x (1 x 2,5 + 0,5 x 0,3 x 2,5) = 20,75 мм 2 .

Видео:Почему чаще отгорает ноль, а не фаза? #энерголикбезСкачать

Чтобы рассчитанное по рис. 1 наименьшее сечение рассматриваемой шины соответствовало по проводимости присоединяемой медной жиле сечением 10 мм 2 , удельная проводимость материала шины должна быть не менее 48 процентов проводимости электротехнической меди. Однако следует отметить, что расчет был выполнен по каталожным данным производителя. В то же время, в распоряжении автора имеется экземпляр рассматриваемой шины той же торговой марки, у которой диаметр отверстий под присоединяемые жилы составляет не 5,2 и 4 мм, а соответственно 6 и 4,3 мм. При этом фактическое наименьшее попереч ное сечение шины оказывается несколько меньше рассчитанного по каталожным данным, а именно:

6 x 2,35 + 2 x (1 x 2,35 + 0,5 x 0,3 x 2,35) = 19,5 мм 2 .

Таким образом, если принимать в расчет не каталожные, а фактические геометрические параметры изделия, то относительная удельная проводимость его материала должна быть не менее 51 процента.

Если ориентироваться на справочные данные из литературы по электротехническим материалам, этому требованию отвечают твердые кадмиевые (0,9% Cd) и оловянно-кадмиевые (0,8% Cd и 0,6% Sn) бронзы с относительной удельной проводимостью 83-90 и 50-55 процентов соответственно. Аналогичные по химсоставу отожженные бронзы имеют удельную проводимость примерно на 5 процентов выше, но при этом прочность нарезанной в них резьбы в 2,5-3,4 раза ниже по сравнению с твердыми. Оловянно-алюминиевые (2,5% Al и 2% Sn) и оловянно-фосфористые (7% Sn и 0,1% P) бронзы имеют относительную удельную проводимость 15-18 и 10-15 процентов соответственно, поэтому для изготовления рассматриваемой шины непригодны. Аналогично непригодна для изготовления шины с такими геометрическими параметрами и эксплуатационными характеристиками латунь (30% Zn), поскольку ее относительная удельная проводимость составляет лишь 25 процентов. В случае же применения латунных шин (например, торговой марки ЭКФ) сечение присоединяемых медных жил должно быть ограничено величиной 4 мм 2 .

В приведенном примере рассматривался вариант присоединения к шине медных жил. При присоединении алюминиевых жил требования к эквивалентному сечению и, соответственно, к удельной проводимости материала шины, снижаются в 1,63 раза. Однако этот вариант практического значения не имеет, поскольку применение проводов и кабелей с алюминиевыми жилами сечением менее 16 мм 2 в настоящее время резко ограничено, а для присоединения жил большего сечения используются другие конструкции шин.

Для корректного применения рассматриваемых нулевых шин в НКУ и в качестве отдельно устанавливаемых шин систем уравнивания потенциалов изготовителям следует дополнительно указывать в каталожных материалах эквивалентное сечение шин (по меди) для каждого их типоисполнения.
Службам технического контроля предприятий-изготовителей шин следует осуществлять жесткий входной контроль качества каждой партии цветного металлопроката, применяемого для изготовления шин, поскольку даже незначительные отклонения в химсоставе сплава существенно влияют на его электрические характеристики.
При изготовлении рассматриваемых шин из латуни их поперечные сечения следует увеличивать, по сравнению с аналогичными бронзовыми, примерно в два раза.
При отсутствии каталожных данных по эквивалентному сечению шин или иных гарантий изготовителя можно рекомендовать, при необходимости присоединения к рассматриваемым шинам медных жил сечением свыше 4 мм 2 , применение сборок из сдвоенных шин (см. рис. 2). Такое техническое решение, кроме практически гарантированного выполнения требований к эквивалентному сечению шинной сборки, дополнительно обеспечит также повышенную надежность контактных соединений, что немаловажно в линиях N (линиях рабочего нуля) с длительно протекающими рабочими токами, близкими к максимально допустимым по условиям нагрева, особенно в электроустановках медицинских учреждений с круглосуточным пребыванием пациентов.

источники:

Видео:Автомат на 16А для кабеля 2,5мм! Дурные советы электрикаСкачать