Сечения линий выбираются по допустимому нагреву от длительно протекающего тока нагрузки и проверяются по потере напряжения и на соответствие выбранному аппарату защиты.
Выбор сечений по допустимому нагреву
Условие выбора:
Iр ≤ Iq (1)
где Iр – рабочий (расчетный) ток линии, А; Iq – длительно допустимый ток для выбранной марки проводника, А.
Расчетный ток для однофазной групповой линии определяется по формуле:
Iр
= 
,
А (2)
где Рр – расчетная мощность групповой линии, кВт; cosφср – средневзвешенный коэффициент мощности.
В трехфазных групповых линиях ИС распределяются по фазам согласно следующим рекомендациям:
1) при однорядном расположении светильников
– для одиночных светильников:
А – В – С – А – В – С
– для сдвоенных светильников:
АВ – СА – ВС – АВ – СА – ВС
2) при двух и более рядах светильников:
– для одиночных светильников:
первый ряд (и все нечетные) А – В С – А – В – С
второй ряд (и все четные) В – С – А – В – С – А
– для сдвоенных светильников:
первый ряд (и все нечетные) АВ – СА – ВС – АВ – СА – ВС
второй ряд (и все четные) ВС – АВ – СА – ВС – АВ – СА
При выборе рекомендуемого способа фазировки не нужно рассчитывать коэффициент пульсаций освещенности (Кп). При выборе любого другого способа фазировки такой расчет необходим.
Затем определяется расчетная мощность каждой фазы.
Расчетный ток определяется по формулам:
– для линий с одинаковой нагрузкой фаз по формуле (2), в которой Рр – расчетная мощность одной фазы групповой линии, кВт;
– для линии с различной нагрузкой фаз
Iр
= 
,
А (3)
где Рр max – расчетная мощность максимально загруженной фазы, кВт.
При использовании однофазных групповых линий для выбора сечения питающей (распределительной) линии по допустимому нагреву необходимо:
а) распределить однофазные групповые линии по фазам питающей, обеспечивая минимальную неравномерность загрузки фаз (нагрузку фаз определить суммированием расчетных мощностей групповых линий, запитанных от фазы);
б) определить расчетный ток самой загруженной фазы питающей линии по формуле (3);
в) выбрать сечение питающей (распределительной) линии по условию (1).
При трехфазных групповых линиях для выбора сечения питающей линии определить нагрузку фаз по формулам:
РРА = Ргр.1А + Ргр.2А + … + Ргр.nА, кВт
РРВ = Ргр.1В + Ргр.2В + … + Ргр.nВ, кВт (4)
РРС = Ргр.1С + Ргр.2С + … + Ргр.nС, кВт
где Ргр.1А, Ргр.2А, Ргр.nА и т. д. – расчетные мощности соответствующих фаз групповых линий.
Далее выполнить пункты б) и в).
Для распределительных и питающих линий расчетную мощность необходимо определять с учетом коэффициента спроса:
Рр = Кс (Ру + Δ РПРА), кВт (5)
где Кс принимается равным 1 при питании по линии одного щитка; при большем числе щитков Кс = 0,9 ÷ 0,95.
По условию (1) выбираются сечения фазных проводников. Сечения нулевых проводников выбираются согласно ПУЭ.
Сечение нулевых рабочих проводников (N) трехфазных питающих, распределительных и групповых линий с газоразрядными лампами при одновременном отключении всех фазных проводов линии должно выбираться:
– для участков сети, по которым протекает ток от ламп с компенсированными пускорегулирующими аппаратами, равный фазному независимо от сечения;
– для участков сети, по которым протекает ток от ламп с некомпенсированными ПРА, равным фазному при сечении фазных проводников менее или равному 16 мм2 для медных и 25 мм2 для алюминиевых проводников, и не менее 50 % сечения фазных проводников при больших сечениях, но не менее 16 мм2 для медных и 25 мм2 для алюминиевых проводников.
Сечение нулевых защитных проводников (РЕ) должно равняться сечению фазных при сечении последних до 16 мм2, 16 мм2 при сечении фазных проводников от 16 до 35 мм2 и 50 % сечения фазных проводников при больших сечениях.
Сечение РЕ проводников, не входящих в состав кабеля, должно быть не мене 2,5 мм2 – при наличии механической защиты и 4 мм2 – при ее отсутствии.
Сечение PEN-проводников (совмещены функции нулевого рабочего и нулевого защитного проводника) должно быть не менее сечения N-проводников и не менее 10 мм2 по меди и 16 мм2 по алюминию независимо от сечения фазных проводников.
Проверка сечений по потере напряжения
Напряжение, подводимое к лампе, значительно влияет на ее световой поток, поэтому в ПУЭ регламентируется максимально допустимое снижение напряжения на источниках света.
В осветительных сетях рабочего освещения производственных и общественных зданий на наиболее электрически удаленных от источника питания лампах должно быть напряжение не ниже 97,5 % от номинального, для аварийного освещения – не ниже 95 % от Uн. Под наиболее электрически удаленной лампой понимается ИС, для которого потери напряжения окажутся максимальными. Потери напряжения зависят не только от удаленности ИС, но и от единичной мощности лампы. Для люминесцентных трубчатых ламп потери напряжения определяются не для самой удаленной лампы, а для точки, находящейся в середине самого удаленного от источника питания ряда светильников с ЛЛ при условии, что к этой точке подключена нагрузка всех ламп этого ряда с учетом потерь в ПРА.
Для проверки сечений по потере напряжения необходимо привести схему группового щитка с указанием конфигурации только одной групповой линии (количество, тип и мощность ИС, расстояния между точками их подключения к линии), для остальных групповых линий указать их расчетные нагрузки (для трехфазных – пофазно), для питающей – длину.
Условие проверки сечений по потере напряжения:
ΔUΣ = ΔUтр + Δ Uпл + ΔUрл + ΔUгр.л ≤ Δ Uдоп, (6)
где ΔUтр – потери напряжения во вторичной обмотке цехового трансформатора, от которого запитан групповой щиток; ΔUпл – потери напряжения в питающей линии, %; ΔUрл– потери напряжения в распределительной линии, % ; ΔUгр.л – потери напряжения в групповой линии, %; ΔUдоп – допустимые потери напряжения, равные 7,5%.
ΔUтр зависит от типа трансформатора и коэффициента его загрузки, так как, как правило, осветительная и силовая нагрузка цеха запитываются от общего трансформатора.
Для однофазных групповых линий потери напряжения для самой удаленной лампы или середины самого удаленного ряда ЛЛ определяют по формуле:
ΔUгр.л
= 
,
% (7)
где М – момент нагрузки, кВт·м; S – выбранное сечение линии, мм2; С – коэффициент, зависящий от напряжения сети, материала проводника и конфигурации линии.
Для однофазных линий с медными жилами С = 12, с алюминиевыми – С = 7,4. Для трехфазных линий с равномерной нагрузкой фаз с медными жилами С = 72, с алюминиевыми – С = 44. Для трехфазных неравномерно нагруженных линий коэффициент С выбирается как для однофазных линий.
Момент нагрузки определяется по формуле:
М = ΣРРili, кВт ·м, (8)
где Ррi – расчетная мощность линии в i-ой точке, кВт; li – длина линии от щитка до точки приложения электрической нагрузки, м.
В трехфазных групповых линиях моменты нагрузки определяются пофазно для самых удаленных ламп каждой фазы по формуле (19): МА – момент нагрузки фазы А, МВ – фазы В, Мс – фазы С. Если моменты нагрузки фаз одинаковы, то такая линия считается равномерно нагруженной. Если моменты нагрузки различны, то определяется неравномерность нагрузки фаз (ΔМ):
ΔМ =
100,
% (9)
Если ΔМ ≤ 15 %, то линия считается условно равномерно нагруженной, если ΔМ > 15 % – неравномерно нагруженной. Степень неравномерности загрузки фаз определяет величину уравнительных токов, которые протекают по фазным проводникам наряду с токами нагрузки, создавая в линии дополнительные потери напряжения. Для равномерно и условно равномерно нагруженных линий потери напряжения для всех фаз одинаковы и определяются по формуле:
ΔUгр.л
= 
=
,
%. (10)
Для неравномерно нагруженных линий потери напряжения определяются пофазно с учетом потерь напряжения от уравнительных токов по формулам:
ΔUА = ΔUФА + ΔUОА – 0,5 (ΔUОВ + Δ UОС), %
ΔUВ = ΔUФВ + ΔUОВ – 0,5 (ΔUОА + Δ UОС), % (11)
ΔUС = ΔUФС + ΔUОС – 0,5 (ΔUОА + Δ UОВ), %
где ΔUФА, ΔUФВ, ΔUФС – потери напряжения в фазах от токов нагрузки; ΔUОА, ΔUОВ, ΔUОС – потери напряжения в фазах от уравнительных токов.
ΔUФА
=
;
ΔUФВ
=
;
ΔUФС
=
,
(12)
ΔUОА
=
;
ΔUОВ
=
;
ΔUОС
=
,
(13)
где S0 – сечение нулевого рабочего проводника.
Для питающей (распределительной) линии момент нагрузки определяют пофазно:
МА = РРАLПЛ, кВт ·м
МВ = РРВLПЛ, кВт ·м (14)
МС = РРСLПЛ, кВт ·м
Затем определяют неравномерность нагрузки фаз по формуле (9) и потери напряжения, ΔUПЛ (ΔUРЛ), либо по формуле (10), либо – (11) в зависимости от значения ΔМ.
Если условие (6) не выполняется, то необходимо увеличить сечения групповой и питающей (распределительной) линии и пересчитать потери напряжения. При этом следует учесть, что сечение групповой линии не следует увеличивать более 6 мм2 из-за ее разветвленности и большого числа соединений.
Проверка сечений на соответствие выбранному аппарату защиты
Т. к. для защиты осветительных линий используются АВ с комбинированными расцепителями, то проверка сечений производится по условию:
Iq / Iнтр ≥ 1, (15)
где Iнтр – номинальный ток теплового расцепителя АВ.
Если условие (15) не выполняется, необходимо увеличить сечение линии.
