3.3.1. Если защитный проводник выполнен из другого металла, нежели фазный, то его сечение должно выбираться из условия обеспечения так называемой эквивалентной проводимости. При пересчете сечения по эквивалентной проводимости кроме величины удельного сопротивления должны также учитываться начальная и конечная температура проводника и изоляции, способ прокладки и характеристики окружающей среды. Ниже приводится методика выбора защитных проводников по условию обеспечения эквивалентной проводимости в соответствии с указаниями стандарта ГОСТ Р 50571-5-54-2011 и ГОСТ Р 50571-4-43-2012. Таблицы с характеристиками проводников, приведенные в главе 1.7 ПУЭ седьмого издания устарели.
3.3.2. Выбор сечения защитных проводников производится в следующей последовательности:
- определяется сечение защитного проводника по отношению к фазному, при условии, что защитный проводник выполнен из того же материала, что и фазный;
- по формуле S2=S1·k1/k2 определяем сечение защитного проводника выполненного из материала, отличного от материала фазного проводника, где
k1 - величина коэффициента к для фазного проводника, рассчитанного по формуле (см. ниже) в соответствие с таблицей 4 (А.54.1 ГОСТ Р 50571-5-54-2011) или взятого из таблицы 5 (43А ГОСТ Р 50571-4-43-2012), в соответствии с материалом проводника и изоляции;
k2 - величина коэффициента к для защитного проводника, выбранного из таблиц 6-10 (А.54.2-А.54.6 ГОСТ Р 50571-5-54-2011), в соответствии с условиями применения.
Расчет коэффициента к
Коэффициент к рассчитывается по следующей формуле:
Таблица 4 (А.54.1) - Величины параметров для различных материалов
Материал |
β
°С |
Qc
Дж/°С·мм3 |
ρ20, Ом-мм |
|
Медь |
234,5 |
3,45·10-3 |
17,241·10-6 |
226 |
Алюминий |
228 |
2,5·10-3 |
28,264·10-6 |
148 |
Свинец |
230 |
1,45·10-3 |
214·10-6 |
41 |
Сталь |
202 |
3,8·10-3 |
138·10-6 |
78 |
Таблица 5 (43А) - Величина к для фазных проводников
|
Материал изоляции
|
ПВХ <300 мм2 |
ПВХ >300 мм2 |
сшитый
полиэтилен |
резина
60 °С |
минеральная |
ПВХ |
неизолированные
|
Начальная температура, °С |
70 |
70 |
90 |
60 |
70 |
105 |
Конечная температура, °С |
160 |
140 |
250 |
200 |
160 |
250 |
Материал проводника: | |
медь
|
115 |
103 |
143 |
141 |
115 |
135/115а |
алюминий |
76 |
68 |
68 |
93 |
- |
- |
паяные соединения меди |
115 |
- |
- |
- |
- |
- |
а - Эта величина применяется для неизолированных проводников, незащищенных от прикосновения
Примечание 1. В стадии рассмотрения находятся значения k для:
- проводников малого сечения (особенно для поперечного сечения меньше 10 мм2);
- продолжительности короткого замыкания более 5 с;
- других типов соединения проводников;
- неизолированных проводников.
Примечание 2. Номинальный ток аппарата защиты от короткого замыкания может быть больше допустимого тока кабеля.
Примечание 3. Вышеуказанные параметры приняты в соответствии МЭК 60724.
Таблица 6 (А.54.2) - Значение коэффициента к для изолированных защитных проводников
Изоляция проводника
|
Температура, °Cb
|
Материал проводника |
медь |
алюминий |
сталь |
начальная |
конечная |
k |
70 °С ПВХ |
30 |
160/140a |
143/133a |
95/88a |
52/49a |
90 °С ПВХ |
30 |
160/140a |
143/133a |
95/88a |
52/49a |
90 °С сшитый полиэтилен |
30 |
250 |
176 |
116 |
64 |
60°С резина
|
30 |
200 |
159 |
105 |
58 |
80°С резина
|
30 |
220 |
166 |
110 |
60 |
Силиконовая резина
|
30 |
350 |
201 |
133 |
73 |
a - Нижнее значение дано для ПВХ изоляции проводников сечением более 300 мм2
b - Предельные температуры для различных типов изоляции даны по МЭК 60724. |
Таблица 7 (А.54.3) - Значение коэффициента к для неизолированных защитных проводников, находящихся в контакте с оболочкой кабеля, но проложенным не в общем пучке с другими кабелями
Оболочка кабеля
|
Температура, °С*
|
Материал проводника |
медь |
алюминий |
сталь |
начальная |
конечная |
k |
ПВХ |
30 |
200 |
159 |
105 |
58 |
Полиэтилен |
30 |
150 |
138 |
91 |
50 |
Резина |
30 |
220 |
166 |
110 |
60 |
* - Предельные температуры для различных типов изоляции даны по МЭК 60724. |
Таблица 8 (А.54.4) - Значение коэффициента к для защитных проводников, являющихся жилой кабеля или проложенных в одном пучке с другими кабелями или изолированными проводами
Изоляция проводника
|
Температура, °Cb
|
Материал проводника |
медь |
алюминий |
сталь |
начальная |
конечная |
k |
70 °С ПВХ |
70 |
160/140а |
115/103а |
76/68а |
42/37а |
90 °С ПВХ |
90 |
160/140а |
100/86а |
66/57а |
36/31а |
90 °С сшитый полиэтилен |
90 |
250 |
143 |
94 |
52 |
60 °С резина |
60 |
200 |
141 |
93 |
51 |
85 °С резина |
85 |
220 |
134 |
89 |
48 |
Силиконовая резина |
180 |
350 |
132 |
87 |
47 |
а - Нижнее значение дано для ПВХ изоляции проводников сечением более 300 мм2. |
ь - Предельные температуры для различных типов изоляции даны по МЭК 60724. |
Таблица 9 (А.54.5) - Значение коэффициента А; для защитных проводников, таких как металлическая основа брони кабеля, металлическая оболочка кабеля, концентрические проводники и т.п.
Изоляция кабеля |
Температура, °Ca
|
Материал проводника |
медь |
алюминий |
свинец |
сталь |
начальная
|
конечная
|
k
|
70 °С ПВХ |
60 |
200 |
141 |
93 |
|
51 |
90 °С ПВХ |
80 |
200 |
128 |
85 |
|
46 |
90 °С сшитый полиэтилен |
80 |
200 |
128 |
85 |
|
46 |
60 °С резина |
55 |
200 |
144 |
95 |
|
52 |
85 °С резина |
75 |
220 |
140 |
93 |
|
51 |
Минеральная поверхность ПВХ изоляцииb |
70 |
200 |
135 |
— |
|
— |
Минеральная неизолированных проводников |
105 |
250 |
135 |
— |
|
— |
а - Предельные температуры для различных типов изоляции даны по МЭК 60724. b - Указанные величины могут использоваться для неизолированных проводников, незащищенных от прикосновения или находящихся в контакте с горючими материалами. |
Таблица 10 (А.54.6)- Значение коэффициента к для неизолированных проводников, когда указанные температуры не создают угрозы повреждения находящимся вблизи материалов
Условия применения
|
Начальная температура, °С |
Медь |
Алюминий |
Сталь |
k |
максимальная температура, °С |
k |
максимальная температура, °С
|
k |
максимальная температура, °С
|
Открыто и на ограниченных участках |
30 |
228 |
500 |
125 |
300 |
82 |
500 |
Нормальные условия
|
30 |
159 |
200 |
105 |
200 |
58 |
200 |
Пожароопасные зоны
|
30 |
138 |
150 |
91 |
150 |
50 |
150 |