/ τ., Σ Π Ο να /ψ ϋ Η Σ : ΣΑΚΑΛΗΣ ΚΩΝΣΤΑΝΤΙΝΟΣ Α.Τ.Ε.Ι ΚΑΒΑΛΑΣ ΣΧΟΛΗ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΩΝ ΕΦΑΡΜΟΓΩΝ ΤΜΗΜΑ ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΙΑΣ ΠΤΥΧΙΑΚΗ ΕΡΓΑΣΙΑ

Transcript

1 Α.Τ.Ε.Ι ΚΑΒΑΛΑΣ ΣΧΟΛΗ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΩΝ ΕΦΑΡΜΟΓΩΝ ΤΜΗΜΑ ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΙΑΣ ΠΤΥΧΙΑΚΗ ΕΡΓΑΣΙΑ ΥΛΙΚΑ ΕΣΩΤΕΡΙΚΩΝ ΗΛΕΚΤΡΙΚΩΝ ΕΓΚΑΤΑΣΤΑΣΕΩΝ ^ Καλώδια - Σωλήνες - Κανάλια Ηλεκτρικοί Πίνακες ^Διατάξεις Προστασίας ΕΙΣΗΓΗΤΗΣ: ΣΤΑΥΡΙΔΗΣ ΔΗΜΟΣΘΕΝΗΣ / τ., Σ Π Ο να /ψ ϋ Η Σ : ΣΑΚΑΛΗΣ ΚΩΝΣΤΑΝΤΙΝΟΣ Λ * # ΚΑΒΑΛΑ 2005

2 ΥΛΙΚΑ ΕΣΩΤΕΡΙΚΩΝ ΗΛΕΚΤΡΙΚΩΝ ΕΓΚΑΤΑΣΤΑΣΕΩΝ * Καλώδια - Σωλήνες - Κανάλια * Ηλεκτρικοί Πίνακες * Διατάξεις Προστασίας ΤΟΥ ΣΑΚΑΛΗ ΚΩΝΣΤΑΝΤΙΝΟΥ ΠΤΥΧΙΑΚΗ ΕΡΓΑΣΙΑ ΠΟΥ ΥΠΟΒΑΛΛΕΤΑΙ ΠΡΟΣ ΜΕΡΙΚΗ ΕΚΠΛΗΡΩΣΗ ΤΩΝ ΑΠΑΙΤΗΣΕΩΝ ΓΙΑ ΤΗΝ ΑΠΟΚΤΗΣΗ ΤΟΥ ΠΤΥΧΙΟΥ Α.Τ.Ε.Ι ΚΑΒΑΛΑΣ

3 J i m M» ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΑΓΩΓΟΙ ΚΑΙ ΚΑΛΩΔΙΑ-ΣΩΛΗΝΕΣ ΚΑΙ ΚΑΝΑΛΙΑ ΒΑΣΙΚΑ ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΑ ΑΓΩΓΩΝ ΚΑΙ ΚΑΛΩΔΙΩΝ Συμβολισμός Καλωδίων Κατηγορίες καλωδίων Μηχανική καταπόνηση των καλωδίων Εγκατάσταση αγωγών και καλωδίων Διακλαδώσεις και συνδέσεις καλωδίων ΠΡΟΣΔΙΟΡΙΣΜΟΣ ΤΩΝ ΚΑΛΩΔΙΩΝ ΚΑΙ ΤΗΣ ΠΡΟΣΤΑΣΙΑΣ ΤΟΥΣ Παράγοντες που προσδιορίζουν το μέγιστο διαρκώς επιτρεπόμενο θερμικό ρεύμα Μέγιστο επιτρεπόμενο θερμικό ρεύμα σε καλώδια και αγωγούς εγκαταστάσεων Χ.Τ κατά τους ΚΕΗΕ Μέγιστο συνεχώς επιτρεπόμενο ρεύμα σε καλώδια Χ.Τ και Μ.Τ κατά VDE 0298 και οδηγία 26 της ΔΕΗ Προστασία γραμμών και καλωδίων ΣΩΛΗΝΕΣ Ε.Η.Ε ΓΕΝΙΚΑ ΕΙΔΗ ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΙΚΩΝ ΣΩΛΗΝΩΝ ΕΠΙΤΡΕΠΟΜΕΝΗ ΔΙΑΜΕΤΡΟΣ ΣΩΛΗΝΩΝ ΕΞΑΡΤΗΜΑΤΑ ΣΩΛΗΝΩΝ ΕΗΕ ΚΑΝΑΛΙΑ ΚΑΙ ΚΑΛΩΔΙΟΔΡΟΜΟΙ ΕΗΕ ΓΕΝΙΚΑ ΒΑΣΙΚΑ ΕΙΔΗ ΚΑΝΑΛΙΩΝ ΕΗΕ ΧΩΡΗΤΙΚΟΤΗΤΑ ΚΑΝΑΛΙΩΝ ΣΕ ΚΑΛΩΔΙΑ... 48

4 4. ΗΛΕΚΤΡΙΚΟΙ ΠΙΝΑΚΕΣ ΠΙΝΑΚΕΣ ΚΑΙ ΔΙΑΝΟΜΗ ΧΑΜΗΛΗΣ ΤΑΣΗΣ ΓΕΝΙΚΕΣ ΑΣΦΑΛΕΙΕΣ ΤΟΥ ΚΕΝΤΡΙΚΟΥ ΠΙΝΑΚΑ ΕΙΔΗ ΠΙΝΑΚΩΝ Τυποποιημένοι χαλύβδινοι πίνακες γενικών καταναλωτών Πίνακες κιβωτίων Πίνακες πεδίου Πίνακες σε διαμερίσματα ή κατοικίες ΔΙΑΝΟΜΗ ΜΕ ΣΥΣΤΗΜΑ ΣΥΝΕΧΟΥΣ ΡΕΥΜΑΤΟΛΗΨΙΑΣ ΔΙΑΤΑΞΕΙΣ ΠΡΟΣΤΑΣΙΑΣ ΔΙΑΤΑΞΕΙΣ ΠΡΟΣΤΑΣΙΑΣ ΑΠΟ ΥΠΕΡΕΝΤΑΣΕΙΣ, ΒΡΑΧΥΚΥΚΛΩΜΑΤΑ Ασφάλειες Μικροαυτόματοι διακόπτες (αυτόματες ασφάλειες) Διακόπτες ισχύος ΔΙΑΤΑΞΕΙΣ ΠΡΟΣΤΑΣΙΑΣ ΑΠΟ ΔΙΑΦΥΓΗ ΕΝΤΑΣΗΣ Διακόπτης διαφυγής έντασης ΑΝΤΙΚΕΡΑΥΝΙΚΑ - ΠΕΡΙΟΡΙΣΤΕΣ ΥΠΕΡΤΑΣΕΩΝ Προστασία από υπερτάσεις ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ... 96

5 ίιρθμιγθ^ Η τελευταία μου υποχρέωση πριν κλείσει ο κύκλος σπουδών μου είναι η συγγραφή της πτυχιακής μου εργασίας. Το αντικείμενο της εργασίας είναι η αναφορά και η παρουσίαση των σύγχρονων ηλεκτροτεχνικών υλικών που χρησιμοποιούνται κατα την κατασκευή μιας ηλεκτρικής εγκατάστασης και πιο συγκεκριμένα παρουσιάζει και αναλύει αγωγούς - καλώδια, σωλήνες και κανάλια, τα είδη των ηλεκτρικών πινάκων και διατάξεις προστασίας των ηλεκτρικών γραμμών. Αναλυτικότερα, στο 1 κεφάλαιο αναλύονται τα βασικά χαρακτηριστικά αγωγών και καλωδίων, ο τρόπος υπολογισμού των διατομών τους, ο συμβολισμός τους σύμφωνα με τους διεθνής κανόνες, καθώς και ο χρωματικός τους κώδικας. Στη συνέχεια αναφέρονται οι κατηγορίες στις οποίες χωρίζονται τα καλώδια και γίνεται μια προσπάθεια να παρουσιαστούν με φωτογραφικό υλικό οι κυριότερες κατηγορίες. Τέλος, αναφορά γίνεται και στον τρόπο προσδιορισμού των καλωδίων και της προστασίας τους. Στο 2 και 3 κεφάλαιο γίνεται λόγος για τα είδη των ηλεκτρολογικών σωλήνων και καναλιών αντίστοιχα που χρησιμοποιούνται για την κάλυψη των αναγκών μιας εσωτερικής ηλεκτρικής εγκατάστασης και παρουσιάζονται επίσης με φωτογραφικό υλικό. Το 4 κεφάλαιο ασχολείται με τους ηλεκτρικούς πίνακες διανομής μέσης και χαμηλής τάσης και γίνεται αναφορά στα είδη των ηλεκτρικών πινάκων σε κατοικίες καθώς επίσης και σε βιομηχανικές μονάδες. Για τις βιομηχανίες αναφέρεται και διαφορετικός τρόπος διανομής, χρησιμοποιώντας συστήματα συνεχούς ρευματοληψίας. Στο 5 και τελευταίο κεφάλαιο η εργασία ααχολείται με τις διατάξεις προστασίας που πρέπει να διακόπτουν έγκαιρα την τροφοδοσία των γραμμών που προστατεύουν από υπερεντάσεις και βραχυκυκλώματα. Αναφέρεται σε ασφάλειες, μικροαυτόματους, αυτόματους κινητήρων, διακόπτες ισχύος, διακόπτες διαφυγής έντασης καθώς και στην αντικεραυνική προστασία και τους περιοριστές υπερτάσεων. Στο σημείο αυτό θα ήθελα να ευχαριστήσω τον καθηγητή μου κ.δημοσθένη Σταυρίδη για την πολύτιμη καθοδήγησή του κατά την συγγραφή του παρόντος καθώς επίσης και την εταιρεία ΣΙΑΦΑΡΑΣ Α.Ε, στην οποία κάνω την πρακτική μου άσκηση, για την συμβολή της στην εύρεση του φωτογραφικού υλικού.

6 Ι^ί^ΑΙΠδΙΠηΙ ο ηλεκτρισμός χρησιμοποιείται σε κάθε ανθρώπινη δραστηριότητα. Την εξάρτησή μας απ αυτόν μπορούμε να την αντιληφθούμε έντονα σε κάθε διακοπή της ηλεκτρικής ενέργειας. Ο χώρος των εφαρμογών αξιοποίησης του ηλεκτρισμού αποτελεί ένα πεδίο διαρκούς ανάπτυξης. Βασικές αρχές Μία εγκατάσταση τροφοδότησης ηλεκτρικής ενέργειας πρέπει να σχεδιάζεται με κριτήρια: την ασφάλεια των ανθρώπων, >την ασφάλεια των συσκευών, >την αξιοπιστία, >την καλή λειτουργικότητα, >την εύκολη επεκτασιμότητα, >την ικανοποιητική εφεδρεία, την υπάρχουσα τεχνολογία υλικών, την οικονομική λειτουργία και, το λογικό, ανταγωνιστικό κόστος. Ιδιαίτερη προσοχή, πρέπει να δοθεί στους τρεις παρακάτω κινδύνους που εγκυμονούν σε ομαλή ή ανώμαλη λειτουργία: > ηλεκτροπληξία, πυρκαγιά προερχόμενη από βραχυκυκλώματα εκρήξεις λόγω σπινθήρων ή υψηλής θερμοκρασίας. Η τροφοδότηση ενός καταναλωτή μπορεί να γίνει από τα δίκτυα διανομής της Δ.Ε.Η. Η τάση τροφοδοσίας προσδιορίζεται από την μελέτη. Συνήθως μέχρι 135 kva, η τροφοδότηση γίνεται κατ ευθείαν από το δίκτυο της χαμηλής τάσης (380 V). Από 135 kva και πάνω, η τροφοδότηση γίνεται κατά κανόνα από το δίκτυο μέσης τάσης (15 kv ή 20 kv). Από 5 MVA - 10 MVA και πάνω μπορεί να συμφέρει η σύνδεση στο δίκτυο με 150 kv, στους καταναλωτές υψηλής τάσης. Επί πλέον ο καταναλωτής μπορεί υπό ορισμένες συνθήκες να παράγει με δικές του εγκαταστάσεις παραγωγής ενέργεια και να

7 Εισαγωγή είναι παραλληλισμένος στον πίνακα του με το δίκτυο χαμηλής ή μέσης τάσης της Δ.Ε.Η. Σε μια ηλεκτρική εγκατάσταση διακρίνουμε συνήθως τα εξής σύνολα κυκλωμάτων: κινητήρων (κίνηση)»υψικαμίνων ή συγκολλήσεων συσκευών με υψηλά ρεύματα εκκίνησης (ακτίνες X) φωτισμού, λοιπών λειτουργιών Τα κυκλώματα κίνησης και συγκολλήσεων παρουσιάζουν βυθίσεις τάσης και πρέπει, όταν αυτό είναι ενοχλητικό, κατά το δυνατόν να διαχωρίζονται από τα κυκλώματα φωτισμού, που πρέπει να έχουν σταθερή κατά δυνατότητα τάση. Αυτό μπορεί να γίνει αν η κίνηση τροφοδοτηθεί από ιδιαίτερο μετασχηματιστή. Οι εγκαταστάσεις διακρίνονται και πρέπει να σχεδιάζονται ανάλογα με το χώρο ή την περιοχή που βρίσκονται. Υπάρχουν ξηροί χώροι, υγροί χώροι, βρεγμένοι χώροι, αγροτικές εγκαταστάσεις, χώροι υποκείμενοι σε εκρήξεις, εύφλεκτοι χώροι, κ.λ.π. Μια μελέτη εγκατάστασης πρέπει να περιλαμβάνει αρκετά στοιχεία ώστε α) ο κατασκευαστής να μπορεί να πάρει την πληροφορία που χρειάζεται για την υλοποίηση της και β) ο καταναλωτής να μπορεί να γνωρίζει πόσο θα του κοστίσει. Γι αυτό μια μελέτη πρέπει να περιλαμβάνει: 1) Τεχνική περιγραφή της εγκατάστασης και ενδεχομένως υπολογισμούς 2) Ηλεκτρολογικά σχέδια των διαφόρων κυκλωμάτων 3) Καταλόγους των υλικών και προδιαγραφές τους 4) Κόστος κατασκευής Κανονισμοί, Πρότυπα Για να υπάρχει μια αναφορά στις κατασκευές, έχουν γίνει πρότυπα που προσδιορίζουν υλικά, τρόπους χαρακτηρισμού τους, τους ελέγχους των, κ.λ.π. Παράδειγμα είναι το πρότυπο ΕΛΟΤ για την κατασκευή καλωδίων χαμηλής τάσης από PVC. Η χρησιμοποίηση ενός προτύπου δεν είναι συχνά άμεσα θεσμοθετημένη και υποχρεωτική αλλά συνίσταται η εφαρμογή της. Μπορεί δηλαδή κάποιος να αποκλίνει, εφ όσον υπάρχει κάτι

8 Εισαγωγή το τεχνικά ισοδύναμο ή καλύτερο. Εκτός αυτού υττάρχουν και οι κανονισμοί που προσδιορίζουν τους τρόπους λειτουργίας και κυρίως ασφαλείας των εγκαταστάσεων, όπου η τήρησή τους επιβάλλεται από την πολιτεία, όπως π.χ. ο κανονισμός ΚΕΗΕ που αναφέρεται στις γειώσεις προστασίας. Έτσι ο μελετητής κινείται μέσα σε ορισμένα πλαίσια. Αυτοί οι νόμοι, υπουργικές αποφάσεις, καθώς και ελληνικά, ευρωπαϊκά ή άλλα εθνικά πρότυπα. Οι διάφοροι κανονισμοί ή πρότυπα που χρησιμοποιούνται για της εγκαταστάσεις χαμηλής τάσης είναι οι εξής: Κανονισμοί Εσωτερικών Ηλεκτρικών Εγκαταστάσεων ΚΕΗΕ Αυτοί καθορίζουν γενικά τον τρόπο εγκατάστασης, την προστασία και την χρήση των υλικών ανάλογα με την κατηγορία του χώρου που γίνεται η εγκατάσταση. Οι ΚΕΗΕ είναι δεσμευτικοί στην Ελλάδα. Σε πολλά τους σημεία όμως δεν είναι ενημερωμένοι, σύμφωνα με την εξέλιξη της τεχνικής, ιδιαίτερα όσον αφορά σε καλώδια, χρόνους, ρεύματα και αποκρίσεις των οργάνων προστασίας. VDE 100 ή DIN Αυτοί είναι γερμανικοί κανονισμοί εσωτερικών ηλεκτρικών εγκαταστάσεων που ενημερώνονται συνεχώς και εναρμονίζονται με άλλους, π.χ. τους ευρωπαϊκούς κανονισμούς. CENELEC (ΟοπιπιίΚθΘ European de Normalization Electrotechnique), Ευρωπαϊκή Επιτροπή Ηλεκτροτεχνικών Κανονισμών. Στην CENELEC ανήκει και η Ελλάδα. Για τα υλικά και τις συσκευές XT υπάρχουν πρότυπα (δηλαδή προδιαγραφές και δοκιμές) μεταξύ των οποίων είναι και οι εξής: > ΕΛΟΤ (Ελληνικός Οργανισμός Τυποποιήσεων) >VDE (κυρίως για εγκαταστάσεις, ηλεκτρολογικά στοιχεία και δοκιμές) > DIN Deutsche Industrie Normen >BS British Standards > NF Γαλλικά πρότυπα!>ove Αυστριακά πρότυπα Για εγκαταστάσεις μέσης και υψηλής τάσης η επιλογή σε κανονισμούς και πρότυπα είναι μικρή. Μπορούμε να αναφέρουμε τον κανονισμό VDE 101 που καλύπτει την περιοχή πάνω από 1000 V, που θεωρείται σαν περιοχή μέσης και υψηλής τάσης.

9 1. ΑΓΩΓΟΙ ΚΑΙ ΚΑΛΩΔΙΑ-ΣΩΛΗΝΕΣ ΚΑΙ ΚΑΝΑΛΙΑ ΓΕΝΙΚΑ Η ανάγκη του σύγχρονου ανθρώπου για αδιάλειπτη, αξιόπιστη, και κυρίως ασφαλή παροχή ηλεκτρικής ενέργειας σε συνδυασμό με τις απαιτήσεις του για άριστη επικοινωνία (μετάδοση δεδομένων, δίκτυα ΗΛέ, internet, κ.α) οδήγησαν στην ραγδαία και αλματώδη ανάπτυξη της τεχνολογίας κατασκευής αγωγών και καλωδίων. 1.1 ΒΑΣΙΚΑ ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΑ ΑΓΩΓΩΝ ΚΑΙ ΚΑΛΩΔΙΩΝ Αγωγοί ονομάζονται τα αγώγιμα σύρματα που διοχετεύουν ηλεκτρικό ρεύμα. Διακρίνονται σε γυμνούς ή μονωμένους (όταν φέρουν μονωτικό περίβλημα). Για την κατασκευή των αγωγών χρησιμοποιούνται δύο αγώγιμα υλικά: α) Ο χαλκός, χρησιμοποιείται κυρίως στις ΕΗΕ, είναι ο καλύτερος αγωγός του ηλεκτρισμού (με εξαίρεση τον άργυρο),είναι εύκαμπτος και παρουσιάζει καλή μηχανική αντοχή, ανθεκτικότητα στη διάβρωση και εύκολη κατεργασία. β) Το αλουμίνιο, χρησιμοποιείται κύρια στα δίκτυα μεταφοράς ηλεκτρικής ενέργειας, είναι υλικό με μικρότερη ηλεκτρική αγωγιμότητα από τον χαλκό, πολύ ελαφρύτερο και πολύ φθηνότερο, αλλά παρουσιάζει δυσκολίες στις συνδέσεις με άλλα υλικά. Δε χρησιμοποιείται στις εγκαταστάσεις κλειστού χώρου, λόγω της οξείδωσής του, (με το οξυγόνο του αέρα και σχηματίζει επιφανειακό στρώμα οξειδίου, που είναι κακός αγωγός του ηλεκτρισμού) αλλά και της ηλεκτρολυτικής του διάβρωσης όταν συνδέεται με χάλκινσυς ή ορειχάλκινους ακροδέκτες (όταν υπάρχει υγρασία σχηματίζεται κλειστό γαλβανικό στοιχείο με αρνητικό πόλο το αλουμίνιο και έτσι με την ροή του ηλεκτρικού ρεύματος προκαλείται η λεγόμενη ηλεκτρολυτική διάβρωση του αλουμινίου, που το φθείρει σταδιακά και το καταστρέφει στα σημεία επαφής).

10 Ηλεκτρικές Γραμμές Χαλκός (Cu) Αλουμίνιο (ΑΙ) Ειδικό Βάρος ε (Kg/dm) Ειδική Αντίσταση ρ (Ω πίγ Οι γυμνοί αγωγοί χρησιμοποιούνται κυρίως στα δίκτυα μεταφοράς ηλεκτρικής ενέργειας, όπου ο κίνδυνος ηλεκτροπληξίας, λόγω της θέσης τους, είναι πολύ μικρός αλλά όχι ανύπαρκτος. Μπορούν να χρησιμοποιηθούν και σε ορισμένες εγκαταστάσεις κλειστών βιομηχανικών χώρων, ωστόσο είναι καλύτερα να αποφεύγεται η χρήση τους σε κλειστούς χώρους. Οι μονωμένοι αγωγοί χρησιμοποιούνται κατά κανόνα στις εγκαταστάσεις κλειστών χώρων. Τα βασικά μονωτικά υλικά των μονωμένων αγωγών ανήκουν σε δύο κατηγορίες: ί) Θερμοπλαστική ύλη με βάση συνήθως το χλωριούχο πολυβινύλιο (P.V.C) και το πολυαιθυλένιο (Ρ.Ε). Τα θερμοπλαστικά υλικά έχουν την ικανότητα να μαλακώνουν στις υψηλές θερμοκρασίες και να σκληραίνουν στις χαμηλές, χωρίς να χάνουν την μονωτική τους ικανότητα. Το P.V.C αντέχει στην επίδραση του νερού, των λαδιών και της βενζίνης, αλλά προσβάλλεται από βενζόλιο. Δεν προσβάλλεται από τα αραιά οξέα και τα αλκάλια, δεν παρουσιάζει ευαισθησία στο όζον, στο ηλιακό φως και την υπεριώδη ακτινοβολία και σε ειδικές συνθέσεις μπορεί να γίνει άφλεκτο. ίί) Ελαστικό (γόμα), συνθετικό ή φυσικό, χρησιμοποιείται σπάνια αφού το P.V.C χρησιμοποιείται πλέον σχεδόν αποκλειστικά. Ανάλογα με τον αριθμό των κλώνων ή συρμάτων από τα οποία αποτελούνται οι αγωγοί τους διακρίνουμε: Σε μονόκλωνους αγωγούς (αποτελούνται από ένα μόνο σύρμα) -» Σε πολύκλωνους αγωγούς (αποτελούνται από συνεστραμμένα συρματίδια) και Σε λεπτοπολύκλωνους αγωγούς (πολύ εύκαμπτοι αγωγοί, αποτελούμενοι από πολύ λεπτά συρματίδια). Οι πολύκλωνοι αγωγοί είναι πιο εύκαμπτοι από τους μονόκλωνους και γγ αυτό οι κανονισμοί προβλέπουν, όλοι οι μονωμένοι αγωγοί διατομής μεγαλύτερης των 10 πιπι^ να κατασκευάζονται πολύκλωνοι. Γενικά θα μπορούσαμε να πούμε ότι οι αγωγοί χαρακτηρίζονται:

11 Ηλεκτρικές Γραμμές Από το χρώμα της μόνωσης τους, π.χ. μαύρος, καφέ, μπλε. ^ Από το αν φέρουν μόνωση, π.χ. γυμνοί ή μονωμένοι. ^ Από το είδος της μόνωσής τους, π.χ. πλαστικοί, ελαστικοί κ.τ.λ. Από το υλικό κατασκευής τους, π.χ. χάλκινοι, αλουμινίου. Από τον αριθμό των κλώνων, π.χ. μονόκλωνοι, πολύκλωνοι. Από τη διατομή του πυρήνα τους, π.χ, 10 πιτη^, 6 πιιπ^. Η διατομή των αγωγών υπολογίζεται ως εξής: Για μονόκλωνους αγωγούς: S = = 0.758d' 4 όπου: d = διάμετρος πυρήνα του αγωγού σε πιπι S = διατομή σε πιπι^ Γ ια πολύκλωνους αγωγούς: S = πά^ n = 0.785d"n όπου: d = διάμετρος κλώνου η = αριθμός κλώνων S = διατομή σε πιπι^ Η αντίσταση R που παρουσιάζει ένας αγωγός που έχει μήκος I (σε πι) και διατομή S (σε πιτη ) είναι: R = p όπου: ρ = η ειδική αντίσταση του υλικού του αγωγού σε Ω πιπιππι. Γενικά μπορούμε να πούμε ότι οι διατομές των αγωγών καθορίζονται με βάση: * Τη θερμική τσυς καταπόνηση (εξαρτάται βασικά από την ένταση τσυ ρεύματος που τους διαρρέει και της συνθήκες εγκατάστασης). Την πτώση τάσης που εμφανίζεται πάνω στη γραμμή. Οι βασικές σχέσεις υπολογισμού γραμμών φαίνεται στον πίνακα 1. Καλώδιο ονομάζουμε το σύνολο δύο τουλάχιστον μονωμένων αγωγών (μονόκλωνων ή πολύκλωνων) μέσα στο ίδιο περίβλημα (μανδύα). Ανάλογα με τον αριθμό των μονωμένων αγωγών διακρίνουμε τα καλώδια σε διπολικά (δύο αγωγοί), τριπολικά (τρεις αγωγοί) κ.λ.π. Κατ εξαίρεση τα υπόγεια καλώδια μπορεί να είναι και μονοπολικά (ένας αγωγός με διπλή μόνωση). Υπάρχουν και τα τηλεφωνικά καλώδια π.χ. του δικτύου του Ο.Τ.Ε.

12 Πτώση τάσης u σε Volts Ελάχιστη διατομή αγωγού Δίκτυο Σ.Ρ. αγωγών Επειδή έχουμε 2 ενεριγοός αγωγούς, προσαγωγή - επιστροφή του ρεύματος, σε όλο το κύκλωμα προκαλείται πτώση τάσης:, 2ρ 1 1 _ 2ρ 1 Ρ U U-U Ρ = υ Ι υ 2 e ± l - S. ρ ± ± για Cu : ρ = 0,017Qmm /m για ΑΙ ; ρ = 0,0294 Omm'/m Μονοφασικό Δίκτυο Ρ = υ / συνφ / = ^ υ -σ υ ν φ Τριφασικό δίκτυο τριών ενεργών αγωγών Ρ = 3υφΙφσυνφ Ρ = λ/ Ϊ Uf 4 συνφ κ = ii/p - συνφ Ρ I, - 43U ^ ^ ^ ρ -ίίσ υ ν φ _ ^ ρ ί Ρ S ~ S U _ ρ ΐ Ι ^ συνφ ρ ( Ρ _ J l p ^ In ου νρ _ ρ ί Ρ S " S-U Ισ χ ύ ε ι: u,^= ^ / ΐ υ,^,, ρ I συνφ _ 2ρ ί Ρ ~ ~u U u S = ^ ± f - 3U-U ριρ όπου: Ρ=ισχύς (W), 1=ένταση (Α), ϋ=τάση (V), ρ=ειδική αντίσταση (OrrimViTi), 8=διατομή (mm'), υ =φασικήτάση(230ν), ΙΙ^=πολική τάση (400V), υ=πτώσιι τάσης (V)

13 Ηλεκτρικές Γραμμές 8 στα οποία το πλήθος των μονωμένων αγωγών τους, μπορεί να φτάσει τους Σειρίδα (ή κορδόνι ΕΗΕ) ονομάζεται το εύκαμπτο καλώδιο, το οποίο αποτελείται από δύο τουλάχιστον μονωμένους αγωγούς που είτε είναι απλώς συνεστραμμένοι μεταξύ τους, είτε βρίσκονται μέσα σε ένα κοινό περίβλημα. Τα ευρύτερα χρησιμοποιούμενα καλώδια είναι: -> τα εύκαμπτα καλώδια, για την κατασκευή σειρίδων -> τα καλώδια ΝΥΜ, για ορατές ηλεκτρικές εγκαταστάσεις -> τα υπόγεια ή ανθυγρά καλώδια ΝΥΥ, για υπόγειες γραμμές Συμβολισμός Καλωδίων Οι αγωγοί και τα καλώδια φέρουν χαρακτηριστικές σημάνσεις των κανονισμών, σύμφωνα με τους οποίους έχουν κατασκευαστεί. Τα πρότυπα που διέπουν καλώδια μπορεί να είναι διαφόρων τύπων: >Εθνικά, όχι αναγνωρισμένα από την CENELEC πρότυπα, φέρουν το χαρακτηριστικό κατά CENELEC "CC-N. >Εθνικά, από την ευρωπαϊκή επιτροπή της CENELEC αναγνωρισμένα πρότυπα, φέρουν το χαρακτηριστικό Α. Αυτά είναι τεχνικά ισοδύναμα με εναρμονισμένα πρότυπα, συμφωνούν δηλαδή σε ουσιαστικά σημεία με τα παρακάτω εναρμονισμένα πρότυπα. >Εναρμονισμένα πρότυπα, φέρουν το χαρακτηριστικό Ή. Στην ουσία χρησιμοποιούνται από πολλές χώρες και περιγράφονται σε έγγραφα εναρμόνισης, HD. >Πρότυπα της IEC, είναι πρότυπα που εκδίδει η International Electrotechnical Commission. >Πρότυπα ενός κατασκευαστή. Είναι πρότυπα που λόγω έλλειψης εθνικών ή άλλων πρότυπων αναγκάστηκε ο κατασκευαστής να τα δημιουργήσει. Τα καλώδια που διατίθενται στο εμπόριο κατά κανόνα, προσδιορίζονται από (κανονισμούς) πρότυπα, που συνοπτικά μερικοί κανονισμοί οι οποίοι αφορούν συνήθη καλώδια είναι οι εξής: Μέση τάση kv: ΕΛΟΤ 1099, IEC 502, VDE 0273, VDE 0271 Χαμηλή τάση [ 1 kv : ΕΛΟΤ 623, ΕΛΟΤ 563, IEC 245, VDE 0250 για τάση μέχρι 450/750 V και

14 Ηλεκτρικές Γραμμές ΕΛΟΤ 843, IEC 502, VDE 0244/0271/0298 για τάσεις μέχρι 600/1000 V. Στην ουσία οι κανονισμοί του ΕΛΟΤ έχουν παρθεί αττό τους αντίστοιχους κανονισμούς IEC ή προέρχονται από έγγραφα εναρμόνισης, ΗατπιοηίζαΙίοη Documents, (HD) της CENELEC. Οι κανονισμοί προσδιορίζουν όλα τα κατασκευαστικά χαρακτηριστικά, τους τρόπους δοκιμής και χρήσης τους όπως: > μείγματα ή υλικά που χρησιμοποιούνται σαν κύρια μονωτικά, υλικά αγωγών, > μείγματα ή υλικά που χρησιμοποιούνται στο μανδύα, >διαστάσεις, >μηχανικές, θερμικές και ηλεκτρικές ιδιότητες, >χρώμα και τρόπος συμβολισμού και σήμανσης των καλωδίων, >προτεινόμενες χρήσεις, πεδία εφαρμογών, >φόρτιση ρεύματος, > δοκιμές. Οι κανονισμοί σύμφωνα με τους οποίους έχει κατασκευασθεί το καλώδιο είναι γραμμένοι ή ανάγλυφοι στο μανδύα (αν υπάρχει). Ορισμένες σημάνσεις (σημάνσεις ποιότητας), π.χ. ΕΛΟΤ <]HAR> ή VDE <HARD>" σημαίνουν, ότι γίνεται συνεχής έλεγχος του κατασκευαστή καλωδίων από ΕΛΟΤ ή VDE ότι πληρεί τους κανονισμούς. Οπότε, τα καλώδια τα οποία είναι κατασκευασμένα σύμφωνα με τους κανονισμούς, ιδιαίτερα αυτά με συγκεκριμένες σημάνσεις, εξασφαλίζουν μία ορισμένη ποιότητα και πρέπει οπωσδήποτε να προτιμούνται, από άποψη ποιότητας, άλλων, τα οποία δεν έχουν κατασκευασθεί σύμφωνα με τους κανονισμούς. Υπάρχουν όμως και καλώδια ειδικών χρήσεων, όχι ευρείας κατανάλωσης για τα οποία δεν υπάρχουν διεθνή ή άλλα πρότυπα αλλά μόνο τα πρότυπα του κατασκευαστή. Ωστόσο τα καλώδια αυτά μπορεί να πληρούν υψηλές απαιτήσεις, όπως π.χ. το υποβρύχιο καλώδιο TGK, Hydro ίίγπ, της SIEMENS.

15 Ηλεκτρικές Γραμμές Εναρμονισμένα καλώδια (χαμηλής τάσης) Η ηλεκτροτεχνική επιτροπή της Ευρωπαϊκής Κοινότητας CENELEC έχει εναρμονίσει τους διάφορους κανονισμούς και έχει βάλει τυποποιήσεις που αναγνωρίζονται σε όλα τα κράτη μέλη της κοινότητας. Στη χώρα μας κυκλοφορούν στο εμπόριο τέτοια καλώδια. Έχουν το χαρακτηριστικό ΕΛΟΤ <1HARI>. Η σήμανση μπορεί επίσης να φέρει και το όνομα του κατασκευαστεί, π.χ. SIEMENS VDE <1HAR[>, ALCATEL ΕΑΟΤ <3HAR>. Η σήμανση ΕΛΟΤ <HARt> σημαίνει εναρμονισθείς γραμμή ή καλώδιο κατά CENELEC και ότι η κατασκευή τους ελέγχεται συνεχώς. Ο κώδικας σήμανσης καλωδίων και μεμονωμένων αγωγών Χ.Τ. σύμφωνα με την CENELEC, HD 361 S 2 φαίνεται στον πίνακα και ο χρωματικός τους κώδικας στο σχήμα Παραδείγματα επεξήγησης συμβολισμού καλωδίων με βάση τον πίνακα Αγωγός Η 07 V-U1,5ΒΚ - παλαιότερα ΝΥΑ (re) μονόκλωνος Η -»Κατασκευή βάσει εναρμονισμένου προτύπου 07 - Για τάση συστήματος μέχρι 750 V V Κύρια μόνωση από PVC υ Ένας αγωγός 1,5 Διατομή 1,5 mm^ ΒΚ Μαύρου χρώματος - Καλώδιο A05W-R ,5 - παλαιότερα ΝΥΜ (rm) A - Κατασκευή βάσει ευρωπαϊκού προτύπου (CENELEC) 05 V V R ,5 Για ονομαστική τάση 300/500 V Υλικό μόνωσης PVC Υλικό μανδύα PVC Πολύκλωνος αγωγός Τρεις αγωγοί των 10 πιηη^ και ο βοηθητικός 1,5 mm^

16 Ηλεκτρικές Γραμμές 11 Πίνακας Σύστημα συμβολισμού εναρμονισμένων καλωδίων σύμφωνα με το πρότυπο ΕΛΟΤ 410 (αφορά καλώδια Χ.Τ. για εγκαταστάσεις εσωτερικών κυρίως χώρων). Παράδειγμα Συμβολισμού Καλωδίου π.χ Η03 WH2-F 2X1 1. Συσχετισμός με πρότυπα Η Αναγνωρισμένο στις χώρες της Ε.Ε A Κατασκευή βάσει ευρωπαϊκού προτύπου (CENELEC) J Κατασκευή βάσει προτύπου IEC 3. Υλικό μόνωσης V PVC, R Φυσικό ή συνθετικό ελαστικό, S Ελαστικό σιλικόνης 4. Υλικό μανδύα V PVC, R Φυσικό ή συνθετικό ελαστικό, Ν Ελαστικό νεοπρένιο, J Πλέγμα γυάλινων ινών, Τ Υφασμάτινο πλέγμα, Τ2 Υφασμα με αντιπυρικό υλικό 5. Ειδική κατασκευή Η Πλακέ, αποχωριζόμενων πόλων, Η2 Πλακέ, μη αποχωριζόμενων πόλων, Ds Κορδόνια για συμπλήρωση των κενών 6. Είδος Αγωγού υ μονόκλωνος, R πολύκλωνος, Κ Εύκαμπτος αγωγός για μόνιμες εγκαταστάσεις (λεπτοπολύκλωνος), F Εύκαμπτος αγωγός εύκαμπτου καλωδίου, Η Υπερεύκαμπτος αγωγός, Υ: Αγωγός τύπου tinsel (πολύ λεπτοπολύκλωνος γυμνός αγωγός 7. Αριθμός Αγωγών 8. Αγωγός προστασίας X Χωρίς κιτρινοπράσινο αγωγό προστασίας, G Με κιτρινοπράσινο αγωγό προστασίας ). Ονομαστική διατομή του αγωγού 10. Χρώμα αγωγού

17 Ηλεκτρικές Γραμμές Πίνακας 1.1.2: χρωματικός κώδικας καλωδίων - Καλώδια βαρέως τύπου Τα καλώδια κατά ΕΛΟΤ 843, ΕΛΟΤ 1099, IEC 502, λέγονται καλώδια βαρέως τύπου. Τα χαρακτηριστικά τους είναι ότι κατασκευάζονται για τάσεις μεγαλύτερές ή ίσες του 1 kv και αντέχουν στον ενταφιασμό, στο νερό ή σε συνθήκες εξωτερικού χώρου. Τα καλώδια αυτά κυκλοφορούν επίσης στο εμπόριο και με ονομασίες που αντιστοιχούν στους γερμανικούς VDE Η τάση του δικτύου στην οποία μπορεί να εφαρμοσθούν τα καλώδια είναι κατά IEC 502, γενικά, όχι ίση με την ονομαστική τάση των καλωδίων. Εξαρτάται από την προστασία του δικτύου σε σφάλματα γης. Στην περίπτωση που τα σφάλματα γης αποφεύγονται μέσα σε 8 ώρες, τότε η τάση του συστήματος είναι ίση με την τάση του καλωδίου. Στα δικά μας δίκτυα ισχύει: Ονομαστική τάση δικτύου = Ονομαστική τάση καλωδίου Dm = 1,2 Β υ (μέγιστη τάση = 1,2 Β ονομαστική τάση)

18 Ηλεκτρικές Γ ραμμές 13 Τα καλώδια 12/20 kv δοκιμάζονται κατά IEC 502 με εναλλασσόμενη τάση 36 kv 4 ώρες, μεταξύ αγωγού φάσης και θωράκισης. Δηλαδή η τάση δοκιμής είναι 3 φορές μεγαλύτερη από την φασική τάση λειτουργίας (12 kv). Κατά VDE η τάση δοκιμής είναι 50 kv 15 min. Η κρουστική τάση δοκιμής είναι 125 kv Κατηγορίες καλωδίων Υπάρχουν 10 κατηγορίες καλωδίων και μεγάλο πλήθος τύπων καλωδίων, που μερικά από αυτά φαίνονται στα σχήματα που ακολουθούν, για τους οποίους περισσότερες πληροφορίες παρέχουν οι κατάλογοι των βιομηχανιών παραγωγής τους. Οι κατηγορίες είναι: > Εσωτερικών Ηλεκτρικών Εγκαταστάσεων > Καλώδια Ισχύος Χαμηλής Τάσης Μέσης Τάσης Υψηλής Τάσης Οπλισμένα Υποβρύχια > Τηλεπικοινωνιακά > Τηλεφωνικά > Ειδικού τύπου Ηλεκτροσυγκολλήσεων Σημάνσεων και Βιομηχανικών Αυτοματισμών > Ναυτικού τύπου > Σύρματα περιελίξεων > Τηλεόρασης > Μεταφοράς ήχου, Δεδομένων και Εικόνας (Η.Δ.Ε) Καλώδια χαλκού Καλώδια οπτικών ινών (FIBER OPTIC)

19 Ηλεκτρικές Γραμμές H05V-U, H 0 7 V m 7 ϋα A05VV ( υ,η) ΑΝΤαΤΟΚΑ: ΝΥΜ ΤΥΠΟΙ ΚΑΛΩΔΙΟΥ: H05V-U(ΜΟΝΟΚΛΩΝΟΣ ΑΓΩΓΟΣ) ΟΝΟΜΑΣΤΚΗΤΑΣΗ; 300/500 V ΤΥΠΟΣ ΚΑΛΩΔΙΟΥ: H07V-U(ΜΟΝΟΚΛΩΝΟΣ ΑΓΩΓΟΣ) H07V-H(ΠΟΛΥΚΛΩΝΟΣ ΑΓΩΓΟΣ) ΟΝΟΜΑΣΤΙΚΗΤΑΣΗ: 450/750 V ΠΡΟΔΙΑΓΡΑΦΕΙ* ΕΛΟΤ553 ΗΟ2U μώπσε XCRμώηr new φωτιστκύν. Τύπος HOTVOμε μονύκαδπο κα H07V-f1 με κλύκλύμαγωγό, m iu ^ (κσολφΐςπάμήμέσολτο^,οεπκκς ή κλειστούς χάρους. ΤΥΠΟΣ ΚΑΛΩΔΙΟΥ: A05W-U (ΜΟΝΟΚΛΩΝΟΣ ΑΓΩΓΟΣ) A05W-R (ΠΟΛΥΚΛΩΝΟΣ ΑΓΩΓΟΣ) ΟΝΟΜΑΣΤΙΚΗ ΤΑΣΗ: 300/500 V ΠΡΟΔΙΑΓΡΑΦΕΣ: ΕΛΟΤ 563 Η 0 21,4 ΧΡΗΣΕΙΣ: Ά αφ ρύ κ α ίιίή ο με δύσκαμπτο αγωγό κ α τ ά /ύ φ για τοποθέτηστι σε σταθερέτ; εγκαταστάσεις σε ξηρούς ή αγρούς χώρους. NYIFY ΤΥΠΟΣ ΚΑΑΟΔΙΟΥ: NYIFY-0 (ΧΠΡΙΧ ΚΙΤΡΙΝΟΠΡΑΣΙΝΟ) NYIFY,J (ΜΕ ΚΙΤΡΙΝΟΠΡΑΣΙΝΟ) ΕΑοφρύ κααώ&ο με OumqinTO αγωγό ΤΥΠΟΣ ΚΑΑΠΑ10Υ: J1WT) (ΜΟΝΟΚίΟΝΟΣΑΓΟΓΟΣ) ϋίνντιΐηοαυκαπνοσαγογοσ) J1W,8 (ΑΓΟΓΟΣΚΥΚΑΙΚΟν ΤΟΜΕΑ) ΟΝΟΜΑΣΠΚΝΤΑΙΗ:βΟΟίΙΙΚΙθν ΠΡΟΑΙΑΓΡΑ*εΣ:ΕΑΟΤ 43 ΚαΙύΙααχύοςίηαπβφήη/^ύίππαηχ «ορα;

20 Ηλεκτρικές Γραμμές H 0 5 V V 5 - F N YSLYO ΤΥΠΟΙ ΚΑΜΙΑΙΟέ Ιΐνν «η0αυκα1μ0σαπ1τ0σ1 jm4i(mokokaqnoiariiroi ΟΝΟΝΑπΝΙΤΑΙΗ: (00/1000 V npowfatdeaotooo H 0 3 V \ N F NYLHY ΓαηιΙΐΟβ syιmιιmιιί(xτm;tttη rάl<xη H05V-K, H07V-K H07RN-F ΤΥΠΟΣ ΚΑΛΟΔΙΟΥ: H07RN-F ΟΝΟΜΑΣΤΙΚΗ ΤΑΣΗ: V ΠΡΟΔΙΑΓΡΑΦΕΣ: ΕΛΟΤ 523.4, HD 22.4 ΤΥΠΟΣ ΚΑΛηΔΙΟΥ; H05V-K ΟΝΟΜΑΠΙΚΗ ΤΑΣΗ: 300/500 V ΠΡΟΔΙΑΓΡΑΦΕΣ: ΕΛΟΤ563, HD 21J ΧΡΗΣΕΙΣ: Κατάλληλα για σταθερές προστατευμένες εγκαταστάσεις μέσα σε συσκευές και μέσα ή πάνω σε βάσεις φωτιστικών.

21 Ηλεκτρικές Γραμμές H01N2-D ΑΚΤΤΠΟΙΧΑ; NSLF JYYe ΤΥΠΟΣ ΚΑΛΩΔΙΟΥ: H01N2-D ΟΝΟΜΑΠΙΚΗ ΤΑΣΗ: 100 V ΠΡΟΔΙΑΓΡΑΦΕΣ: ΕΛΟΤ023, HD XSY A 02YS(ST)2Y pet ΤΥΠΟΣ ΚΑΛΟΔΙΟΥ:2Χ5Υ ΟΝΟΜΑΠΙΚΗ ΤΑΣΗ: 12/20 Κν ΠΡΟΔΙΑΓΡΑΦΕΣ: IEC UTP-FTP-SFTP ΤΥΠΟΣ ΚΑΛΩΔΙΟΥ: UTP CATEGORY 5.5*, 6 (J-2YY) FTP CATEGORY 5«(J-2Y(SI)Y) SFTP CATEGORY 5 (J-2Y(SI)CY) ΟΝΟΜΑΣΠΚΗ ΤΑΣΗ: 225 V ΠΡΟΔΙΑΓΡΑΦΕΣ: ISO/IEC11801, ΕΙΑ/ΠΑ568Α,(Τ8Β36) ΧΡΗΣΕΙΣ: Καλώδια ym Τηλεφωνικά Δκτυα κα Δίκτυα Υπολογιστών.

22 Ηλεκτρικές Γραμμές ΝΚΒΑ, ΝΑΚΒΑ (χαρτί με μηχανική ενίσχυση) VDE αγωγός, 2. μολύβδινος μανδύας, 3. χαλύβδινες ταινίες, 4. μανδύας από γιούτα με άσφαλτο, 5. εμποτισμένη μόνωση χαρτιού, 6. συμπληρωματικό υλικό, 7. μονουτικός εσωτερικός μανδύας περίζαιμα, 8. εσυπερικό προστατευτικό στρώμα. Τάσεις : Uq/U = 0,6/1 kv... 6/10 kv, = 2,5xU (15 min). Θερμοκρασία : 06 = 8O CviaO,6/lkV, 65 C για 6/10 kv, Opg = 180 C για 0,6/1 kv, 165 C για 6/lOkV Χρήση : Για εγκαταστάσεις σε εσωτερικούς ή εξωτερικούς χώρους στο έδαφος ή νερό. Δεν αντέχει σε πολύ μεγάλες καταπονήσεις εφελκυσμού, π.χ. σε πόντιση μεγάλου βάθους. ΝΕΚΕΒΑ - 12/20 kv (χαρτί) VDE 0255 I. μολύβδινος μανδύας, 3. γιούτα-άσφαλτος, 5. εμποτισμένη μόνωση. 2. μηχανική ενίσχυση 4. αγωγός, 6, συμπληρωματικά υλικά. Τάσεις : Uq/U = 6/10,12/20,18/30 kv, U6 = 2,5 U (15 min). Θερμοκρασίες ; θδ = 70,65, 60 C, θρρ = 170, 155, 140 C. Χρήση : Καλώδια διανομής και βιομηχανικών εγκαταστάσεων. Επιτρέπεται ο ενταφιασμός τους. Παρατήρηση. Η διαφορά των ΝΕΚΕΒΑ από τα ΝΚΒΑ είναι ότι στα πρώτα έχουμε τρεις ξεχωριστές θωρακίσεις. N(A)2XSY 6/10 kv, VDE 273, lec 502, ΕΛΟΤ 1029 I. αγωγός αλουμινίου, 2. εοιβτερικό αγιόγιμο στρώμα 3. πολυαιθυλένιο. XLPE, 4. εξωτερικό αγώγιμο στρώμα, 5. αγώγιμο χαρτί, 6. θωράκιση από χάλκινα σύρματα, 7. εγκάρσια ένωση από αγωγό χαλκού, 8. πλαστικό φύλλο, 9. μανδύας PVC. Χαρακτηριστικά και ιδιότητες όπως στο επόμενο καλώδιο N2XSEY

23 Ηλεκτρικές Γραμμές N2XSEY 3/6 και 6/10 kv, VDE IEC 502, ΕΛΟΤ 1029 (Τριπολικό καλώδιο Μ.Τ) I. αγωγός, 3. XLPE, 5. αγωγίσιμη ταινία, 7. υλικό πλήρωσης, 9. μανδύας PVC. Τάσεις Θερμοκρασίες Χρήση 2. αγώγιμο στρώμα 4. αγώγιμο στρώμα, 6. θωράχιση, 8, μονωτικό φύλλο. Uo/U = 3/6, 6/10, υδοκ = 2,5 υ (15 min) θ* = 90 C, θβρ = 250 C για δικτ. πολυαιθυλένιο 2Χ. Καλώδιο διανομής, βιομηχανικές εγκαταστάσεις. Επιτρέπεται ο ενταφιασμός τους. Είναι τα περισσότερο διαδεδομένα τριπολικά καλώδια μέσης τάσης με πλαστική μόνωση. Το N2XSEY χρησιμοποιείται σε κινητήρες 6 kv Μηχανική καταπόνηση των καλωδίων Τα καλώδια μπορεί να καταπονούνται σε ειδικές περιπτώσεις μηχανικά και να καταστραφούν αν δεν έχουν κατάλληλη μηχανική ενίσχυση. Οι καταπονήσεις εμφανίζονται κυρίως κατά την εγκατάσταση και λειτουργία: - όταν τραβιέται το καλώδιο από μηχανές έλξης μέσα σε σωλήνες ή χαντάκια σε μεγάλα μήκη (>20 m), - όταν το καλώδιο κινείται συνεχώς ή φέρει δυνάμεις και το ίδιο βάρος του (π.χ. καλώδια ανελκυστήρων, γερανών συγκολλήσεων, κ.λ.π) - όταν ποντίζεται στη θάλασσα σε μεγάλα βάθη, - όταν αναρτάται σε μεγάλες αποστάσεις. Σε όλες τις περιπτώσεις πρέπει να εξασφαλιστεί από τον κατασκευαστή ότι, το καλώδιο είναι κατάλληλο για τέτοιες καταπονήσεις. Για καλώδια μόνιμης εγκατάστασης η μηχανική προστασία επιτυγχάνεται, συνήθως, με χαλύβδινες ταινίες ή, για καλώδια που ποντίζονται, με χαλύβδινα σύρματα. Τα καλώδια με πλαστική μόνωση, σε αντίθεση από τα καλώδια με μόνωση χαρτιού, είναι συνήθως ανθεκτικά και ενισχύονται μόνο για την περίπτωση υψηλών καταπονήσεων. Τα καλώδια με εναλλασσόμενες καταπονήσεις κατασκευάζονται από αγωγούς με υψηλή ευκαμψία και φέρουν ένα χαλύβδινο συρματόσχοινο που παραλαμβάνει το μηχανικό φορτίο (π.χ. σε ανελκυστήρες).

24 Ηλεκτρικές Γραμμές Αν χρειαστεί σε μόνιμη εγκατάσταση να κρεμαστεί ένα καλώδιο σε μεγάλο άνοιγμα, π.χ. 8 m, τότε πρέπει να ελεγχθεί η μηχανική καταπόνηση. Αν το καλώδιο δεν αντέχει, θα πρέπει να αναρτηθεί επάνω σε άλλο συρματόσχοινο από χάλυβα Εγκατάσταση αγωγών και καλωδίων Οι μονωμένοι αγωγοί των ΕΗΕ πρέπει να υποχρεωτικά εγκαθίστανται μέσα σε σωλήνες. Τα καλώδια μπορούμε να τα τοποθετούμε απ ευθείας πάνω στον τοίχο ή στην οροφή, με τη βοήθεια ειδικών στηριγμάτων, είτε κάτω από το επίχρισμα (σουβά). Κάθε ηλεκτρική γραμμή (αγωγοί, καλώδια), που είναι εκτεθειμένη σε μηχανική φθορά ή που μπορεί να έλθουμε σε τυχαία επαφή μ' αυτή, πρέπει να τοποθετείται σε σωλήνα που παρουσιάζει ανάλογη μηχανική αντοχή. Οι τρόποι εγκατάστασης φαίνονται στο σχήμα 1.1. Η εγκατάσταση των καλωδίων γίνεται με τους εξής τρόπους: => Χωνευτή (εντοιχισμένη ή ενδοδαπέδια) Στον τοίχο μέσα σε πλαστικούς σωλήνες (ευθείς ή σπιράλ). Στο δάπεδο μέσα σε πλαστικό ή χαλύβδινο σωλήνα ι=>εξωτερική (επίτοιχη): Πάνω στους τοίχους και την οροφή. Μέσα σε χαλυβδοσωλήνες ή πλαστικούς βαρέως τύπου (αν και οι χαλύβδινοι παρέχουν μεγαλύτερη μηχανική προστασία). Μέσα σε κλειστά πλαστικά κανάλια. Με ειδικά στηρίγματα, αν πρόκειται για καλώδια A05W-U (ΝΥΜ), J1W-U (ΝΥΥ). Πάνω σε σχάρες. <=>Εναέρια, απ ευθείας (οι κατάλληλοι τύποι) ή με μηχανική υποστήριξη (συρματόσχοινο). Ελεύθερα μέσα στο νερό (π.χ. σε υποβρύχιες αντλίες). >=> Στο έδαφος μέσα σε γαλβανιζέ ή πλαστικούς σωλήνες, σε τσιμεντοσωλήνες, σε οχετούς ή και απ ευθείας (για ορισμένους τύπους καλωδίων) ανάλογα με τον απαιτούμενο βαθμό προστασίας.

25 Ηλεκτρικές Γραμμές Με βάση το άρθρο 170 των ΚΕΗΕ, οι όμοιοι αγωγοί που βρίσκονται μέσα σε έναν σωλήνα πρέπει να ανήκουν στο ίδιο κύκλωμα και να προστατεύονται από την ίδια ασφάλεια. Στις περιπτώσεις εγκατάστασης στο έδαφος, στο νερό ή υπαίθρια πρέπει να βεβαιωθούμε από τις προδιαγραφές του κατασκευαστή ότι το καλώδιο κάνει για τη χρήση που θέλουμε. Καλώδια κατάλληλα για συνεχή παραμονή στο νερό είναι τα καλώδια PVC J1W ή ΝΥΥ, τα καλώδια με μολύβδινο μανδύα ΝΚΒΑ, ΝΗΚΒΑ ΝΕΚΕΒΑ και τα καλώδια πολυαιθυλενίου μέσης τάσης N2XSY N2XSEY. Δεν κάνουν για εγκαταστάσεις στο χώμα ή στο νερό τα καλώδια ελαφρού τύπου A05W-R, H05W-R κ.λ,π, (παλιά ΝΥΜΗΥ NYLHY). Ιδιαίτερη προσοχή χρειάζεται κατά το δέσιμο των καλωδίων. Αν αυτό γίνεται με σύρματα σε καλώδια με μεγάλο ρεύμα τότε μπορεί να επαχθούν στα σύρματα ρεύματα και να καταστραφεί το καλώδιο. ΓΓ αυτό το λόγο τα δεσίματα γίνονται κατά κανόνα με μονωτικά υλικά (μονωτικούς συνδέσμους). Σε περιπτώσεις εγκατάστασης καλωδίων στον ελεύθερο αέρα και έκθεσης στον ήλιο προτιμούνται καλώδια με μανδύα από νεοπρένιο, πολυχλωροπρένιο, μείγμα ΕΜ2 κατά IEC γιατί παρουσιάζει ευστάθεια στην ηλιακή ακτινοβολία. Εάν υπάρχει κίνδυνος να χτυπηθούν τα καλώδια όπως π.χ. σε εργοστάσια και λεβητοστάσια τότε αυτά μπαίνουν σε χαλυβδοσωλήνες. ΓΓ αυτό το λόγο σε βιομηχανικές εγκαταστάσεις μηχανημάτων, στο δάπεδο ή στους τοίχους μέχρι ενός ύψους 2-3 m μπαίνουν τα καλώδια μέσα σε χαλυβδοσωλήνες. Ο ενταφιασμός των καλωδίων γίνεται όπως φαίνεται στο σχήμα 1.2. Η τοποθέτηση των καλωδίων μέσα σε σωλήνα παρέχει πρόσθετη μηχανική προστασία αλλά παρέχει και την ευκολία να μπορεί αλλαχθεί το καλώδιο αργότερα. Αν όμως γίνει προσεκτικά ο ενταφιασμός, δεν χρειάζεται σωλήνας. Σε μονοπολικά καλώδια, ενδείκνυται να υπάρχει μεταξύ τους μια απόσταση 20 m. Αν είναι δύσκολη η αντικατάσταση του καλωδίου, πρέπει να υπάρχουν ένα ή περισσότερα πρόσθετα εφεδρικά καλώδια, έτσι ώστε αν υπάρξει σφάλμα να μη χρειαστεί να τοποθετηθεί νέο καλώδιο. Γενικά οι τρόποι εγκατάστασης καλωδίων φαίνεται στο σχήμα 1.3.

26 Ηλεκτρικές Γραμμές

27 Ηλεκτρικές Γραμμές Διακλαδώσεις και συνδέσεις καλωδίων Αφού εγκατασταθεί το καλώδιο γίνονται οι κατάλληλες διακλαδώσεις και συνδέσεις, οι οποίες μπορούν να γίνουν ως εξής: 1. Με χρήση χυτοσιδήρων ακροκιβωτίων και πίσσα. Η διακλάδωση ή σύνδεση των καλωδίων γίνεται μέσα σε ακροκιβώτια είτε σχήματος Τ (ταυ για διακλάδωση) είτε ευθύγραμμου σχήματος (μούφα για σύνδεση). Οι αγωγοί του καλωδίου συνδέονται ή διακλαδώνονται με ειδικά μεταλλικά εξαρτήματα (σωληνάκια) Στη συνέχεια ολόκληρο το ακροκιβώτιο συμπληρώνεται με ειδική πίσσα, η οποία μονώνει και συγχρόνως στεγανοποιεί. Πρόκειται για μια ειδική ηλεκτρολογική πίσσα που προηγουμένως θερμαίνεται στη φωτιά, για να γίνει υγρή. Η μέθοδος αυτή χρησιμοποιείται σήμερα ελάχιστα, κυρίως για υπόγεια καλώδια με μεταλλικό μανδύα προστασίας και έχει αντικατασταθεί στις περισσότερες περιπτώσεις από τα ακροκιβώτια χυτορητίνης. 2. Με χρήση πλαστικών ακροκιβωτίων και χυτορητίνη. Η διακλάδωση ή σύνδεση των καλωδίων γίνεται μέσα σε πλαστικά διαφανή ακροκιβώτια είτε σχήματος Τ (ταυ για διακλάδωση) είτε ευθύγραμμου σχήματος (μούφα για σύνδεση). Η διακλάδωση ή η σύνδεσή των αγωγών γίνεται με ειδικά μεταλλικά εξαρτήματα. Το ακροκιβώτιο συμπληρώνεται με ειδική υγρή χυτορητίνη δύο συστατικών (χυτορητίνη και σκληρυντής) που μετά από λίγα λεπτά πήζει και συγχρόνως μονώνει και στεγανοποιεί. 3. Με θερμοσυστελλόμενους μανδύες. Η σύνδεση γίνεται με μανδύες, οι οποίοι τοποθετούνται γύρω από τους συνδετήρες και τα μεταλλικά μέρη των αγωγών. Οι μανδύες αυτοί είναι κατασκευασμένοι από ειδικό πλαστικό υλικό που έχει την ιδιότητα να συρρικνώνεται, όταν θερμαίνεται ελαφρά με φλόγα καμινέτου. Καθώς συστέλλονται, προσκολλούνται μόνιμα επάνω στη μόνωση του αγωγού και έτσι αποκαθίσταται η συνέχεια της μόνωσης. Στα πολυπολικά καλώδια ένα πλήρες σετ θερμοσυστελλόμενων μανδυών αποτελείται από ένα κομμάτι μεγάλης διαμέτρου (που προορίζει να καλύψει τον εξωτερικό μανδύα) και από

28 Ηλεκτρικές Γραμμές 23 κομμάτια μικρότερης διαμέτρου, ισάριθμα με τους αγωγούς του καλωδίου (που προορίζονται για τη μόνωση των συνδέσεων των αγωγών). Η σύνδεση δύο καλωδίων δηλαδή οι μούφες ή διακλαδώσεις στο έδαφος θα πρέπει να αποφεύγονται, γιατί είναι σημεία υψηλού κινδύνου, αφού εκεί συνήθως καταστρέφει το καλώδιο). Σε περίπτωση σύνδεσης ή διακλάδωσης ενός καλωδίου, πρέπει να εξασφαλιστεί η στεγανότητα στην είσοδο υγρασίας ή νερού και η αντοχή στην τάση. Τόσο για χαμηλή όσο και μέση τάση γίνεται πλέον χρήση μουφών από ρητίνες. Δηλαδή γίνεται η σύνδεση και ακολούθως εκχύνονται οι ρητίνες σε ειδικά καλούπια που περιβάλλουν τον σύνδεσμο, όπου γίνεται η στερεοποίηση. Στη μέση τάση έχουμε ακροκεφαλές που προσδίδουν ηλεκτρική αντοχή στην άκρη του καλωδίου και απαγορεύουν την είσοδο υγρασίας στο καλώδιο. Αυτές φαίνονται στα σχήματα 1.4, 1.5, 1.6 και αποτελούνται: από ελαστικό σιλικόνης για εσωτερικούς χώρους από πορσελάνη για εξωτερικούς χώρους. από ρητίνες για εσωτερικούς ή και εξωτερικούς χώρους. Πρέπει να εξασφαλιστεί, ότι τόσο στους εσωτερικούς όσο και στους εξωτερικούς χώρους δεν μπαίνει υγρασία ή νερό στο καλώδιο από τον ακροδέκτη ή την ακροκεφαλή. Σε υπαίθριες εγκαταστάσεις περισσότερη αξιοπιστία και διάρκεια ζωής έχουν οι ακροκεφαλές από πορσελάνη. Είναι όμως, ακριβότερες αν συγκριθούν με ακροκεφαλές σιλικόνης ή ρητίνης. f V fit

29 Ηλεκτρικές Γραμμές ϊ III Υ J - Σχήμα ΠΡΟΣΔΙΟΡΙΣΜΟΣ ΤΩΝ ΚΑΛΩΔΙΩΝ ΚΑΙ ΤΗΣ ΠΡΟΣΤΑΣΙΑΣ ΤΟΥΣ Για να εττιλέξουμε τον κατάλληλο τύπο καλωδίου για μία ΕΗΕ, πρέπει να λάβουμε υπόψη τα παρακάτω: Μηχανική καταπόνηση, συνθήκες εγκατάστασης και χρήσης. Περιβαλλοντική καταπόνηση, π.χ. το χώμα, την ηλιακή ακτινοβολία κ.λ.π. Θερμική καταπόνηση στις κανονικές συνθήκες λειτουργίας, μέγιστο συνεχώς επιτρεπόμενο ρεύμα.

30 Ηλεκτρικές Γραμμές 25 Θερμική καταπόνηση σε βραχυκυκλώματα, μέγιστο ρεύμα βραχυκυκλώματος, Πτώση τάσης. Η μηχανική καταττόνηση, οι συνθήκες εγκατάστασης και χρήσης και οι συνθήκες περιβάλλοντος προσδιορίζουν την κατασκευή ή τον τύπο των καλωδίων, τον εξωτερικό μανδύα και τη ζώνη της μηχανικής ενίσχυσης. Οι συνθήκες εγκατάστασης και χρήσης επιβάλλουν π.χ., εύκαμπτα ή όχι καλώδια. Για να διευκολυνθεί η εγκατάσταση, ήδη από 150 mm^ διατομές μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε μονοπολικά καλώδια. Οι κανονισμοί στους οποίους υπάγονται τα καλώδια ΕΛΟΤ, CENELEC, IEC, VDE, προτείνουν συνήθως για τις διάφορες χρήσεις το κατάλληλο καλώδιο. Ενδεικτικά μπορούμε να αναφέρουμε: -* Σαν καλώδια 380 V, ενταφιασμένα στο έδαφος, χωρίς ιδιαίτερη μηχανική καταπόνηση εκλέγονται οι τύποι ΝΥΥ κατά VDE 0271 ή J1W-R κατά IEC 502 ή ΕΛΟΤ Σαν καλώδια μόνιμων εσωτερικών εγκαταστάσεων εκλέγονται οι τύποι ΝΥΜ κατά VDE 0250 ή H05W-R ή A05W-R κατά CENELEC ή ΕΛΟΤ -* Σαν καλώδια εύκαμπτων συνδέσεων εκλέγονται οι τύποι H05RN-F ή H07RN-F κατά CENELEC Για μηχανικούς λόγους κυρίως, οι ΚΕΗΕ καθώς και οι άλλοι, π.χ. οι γερμανικοί κανονισμοί VDE, έχουν καθορίσει τις ελάχιστες διατομές αγωγών που παρουσιάζονται στον πίνακα Οι θερμικές καταπονήσεις σε συνθήκες λειτουργίας, σε βραχυκυκλώματα και η πτώση τάσης προσδιορίζουν τη διατομή του αγωγού του καλωδίου.

31 Ηλεκτρικές Γραμμές Πίνακας Ελάχιστες εττιτρεπόμενες διατομές αγωγών χαλκού σε mm I Χρήση του αγωγού Παροχές καταναλωτών Χ.Τ (ΔΕΗ) ' Κινητήρες (ΚΕΗΕ) Γραμμές μόνιμης εγκατάστασης σε τοίχους κ.λ.ττ (ΚΕΗΕ) I Αιωρούμενες γραμμές, I < 20 m (VDE) ' Αιωρούμενες γραμμές, I = m I Συνδέσεις μέσα σε συσκευές (VDE) Ι<2,5Α I 2,5-16 A > 16Α, Σύνδεση φωτιστικών (ΚΕΗΕ) Εύκαμπτα καλώδια για συσκευές με ρευματολήπτες Αγωγοί γείωσης προστασίας: Γείωση μετρητή Ανεξάρτητοι μονωμένοι αγωγοί προστασίας Ανεξάρτητοι γυμνοί αγωγοί γείωσης 9 I Γείωση-Ουδέτερου ΜΣ, Αγωγός χωρίς μηχανική προστασία Ισοδυναμικές συνδέσεις Ενταφιασμένοι ή απρόσιτοι αγωγοί γείωσης προστασίας 10 I Αγωγοί καθόδου της εγκατάστασης αλεξικέραυνων Παράγοντες ττου ττροσδιορίζουν το μέγιστο διαρκώς εττιτρεπόμενο θερμικό ρεύμα Η μέγιστη διαρκώς επιτρεπόμενη ένταση (το θερμικό οριακό ρεύμα) σε μονωμένους αγωγούς ή καλώδια περιορίζεται ουσιαστικά μόνο από τη μέγιστη διαρκώς επιτρεπόμενη θερμοκρασία της μόνωσης. Η φόρτιση των καλωδίων πρέπει να περιορίζεται, έτσι ώστε σε κάθε θέση της εγκατάστασης η θερμότητα των απωλειών να μπορεί να απάγεται στο περιβάλλον χωρίς υπέρβαση των επιτρεπόμενων μέγιστων θερμοκρασιών. Η μόνωση για τα συνηθισμένα μονωτικά (ελαστικό, PVC, πολυαιθυλένιο) αντέχει συνεχώς στους C και σε βραχυκυκλώματα, δηλαδή παροδικά και για λίγα δευτερόλεπτα, στους C. Σε μεγάλες συνεχείς θερμοκρασίες (π.χ. 80 C για PVC) η μόνωση χάνει σταδιακά την ελαστικότητα της και τη μηχανική της αντοχή. Σε πολύ υψηλές θερμοκρασίες (π.χ. 200 C για PVC) η θερμοπλαστική μόνωση ρευστοποιείται και καταστρέφεται η μορφή της.

32 Ηλεκτρικές Γραμμές 27 Σε γυμνούς αγωγούς εναέριων γραμμών η μεγίστη διαρκώς επιτρεπόμενη θερμοκρασία είναι συνήθως 80 C, για λόγους μηχανικής αντοχής. Σε βραχυχρόνιες καταπονήσεις επιτρέπονται θερμοκρασίες μέχρι 200 C περίπου. Αυτό ισχύει για να αποφευχθεί ο κίνδυνος πυρκαγιάς. Σε ζυγούς υποσταθμών, η διαρκής επιτρεπόμενη θερμοκρασία είναι 65 C συνεχώς και μέχρι 200 C, όταν δεν υπάρχει κίνδυνος ανάφλεξης ή καταστροφής των μονωτήρων. Η βραχυχρόνια επιτρεπόμενη θερμοκρασία μπορεί να είναι 300 C. Όταν όμως υπάρχουν κασσιτεροκολλήσεις η μέγιστη θερμοκρασία είναι 160 C. Το επιτρεπόμενο ρεύμα προσδιορίζεται ως εξής: Στους αγωγούς εκλύεται θερμότητα Joule (=R-I^) που οδηγείται στον περιβάλλοντα αέρα μέσω της μόνωσης ή και μέσω του εδάφους, αν πρόκειται για ενταφιασμένα καλώδια. Δηλαδή, για να προσδιορίσουμε την επιτρεπόμενη ένταση τσυ ρεύματος, σ ένα καλώδιο παίζουν ρόλο η διατομή του αγωγού, σε συνδυασμό με τις συνθήκες ψύξης. Έτσι, οι παράγοντες που προσδιορίζουν το μέγιστο συνεχώς επιτρεπόμενο θερμικό ρεύμα είναι: =>Η διατομή και το υλικό του αγωγού. =>Η θερμική αντοχή της μόνωσης. =>Η θερμοκρασία του περιβάλλοντος. ^ Η ύπαρξη άλλων γειτονικών αγωγών ή πηγών θερμότητας, (π.χ. ηλιακή ακτινοβολία) ^ Η θερμική αντίσταση της μόνωσης. c> Η ειδική θερμική αντίσταση του εδάφους, για καλώδια στο έδαφος. =>Ο συντελεστής φόρτισης τη, για καλώδια στο έδαφος. (όπου m = Μέση / Μέγιστη φόρτιση) Για τον ακριβή προσδιορισμό της επίδρασης των παραπάνω παραγόντων θα πρέπει να γίνουν πολλές μετρήσεις, κυρίως της ειδικής θερμικής αντίστασης του εδάφους και της θερμοκρασίας του περιβάλλοντος κατά μήκος της διαδρομής των καλωδίων, τουλάχιστον για ένα κύκλο ετήσιων μεταβολών. Επειδή όμως αυτή η διαδικασία είναι χρονοβόρα, έχουν συνταχθεί πρότυπα που περιλαμβάνουν τις μέγιστες θερμικές εντάσεις. Τα

33 Ηλεκτρικές Γραμμές 28 πρότυπα αυτά είναι: ΚΕΗΕ και VDE 100, που είναι σχεδόν ίδια, VDE 0298 και ΔΕΗ-οδηγία 26, Οι ΚΕΗΕ και VDE 100 αναφέρονται σε καλώδια και μονωμένους αγωγούς Χ.Τ που δεν είναι ενταφιασμένοι. Αναφέρονται κυρίως σε μονώσεις PVC ή ελαστικού με μέγιστη επιτρεπόμενη θερμοκρασία 60 C Μέγιστο εττιτρεττόμενο θερμικό ρεύμα σε καλώδια και αγωγούς εγκαταστάσεων Χ.Τ κατά τους ΚΕΗΕ. Στον πίνακα φαίνεται το μέγιστο συνεχώς επιτρεπόμενο ρεύμα σε αγωγούς ΕΗΕ, δηλαδή αγωγούς μονωμένους σε σωλήνες, καλώδια ελεύθερα ή εντοιχισμένα και εύκαμπτα καλώδια συνδέσεων (σειρίδες ή κορδόνια). Η θερμοκρασία περιβάλλοντος είναι 30 C και η μέγιστη επιτρεπόμενη θερμοκρασία στον αγωγό είναι 60 C. Ο αριθμός των ενεργών αγωγών που βρίσκονται κοντά μεταξύ τους είναι το πολύ τρεις. Για άλλες θερμοκρασίες και διαφορετικό αριθμό αγωγών που γειτνιάζουν χρησιμοποιούνται συντελεστές διόρθωσης. Οι αγωγοί κατατάσσονται σε τρεις ομάδες: Ομάδα I - Ορατές ή χωνευτές στον τοίχο εγκαταστάσεις με: α) Καλώδια με τρεις το πολύ ενεργούς αγωγούς ή β) τρεις το πολύ ενεργοί αγωγοί σε σωλήνα. Ομάδα II Μόνο ορατές εγκαταστάσεις: α) Μονοπολικά καλώδια, β) Μονωμένοι αγωγοί (μονοπολικοί) γ) Πολλά μονοπολικά καλώδια ή μονωμένοι αγωγοί, όταν η απόστασή τους είναι μεγαλύτερη από την διάμετρο τους. Ομάδα III - Εύκαμπτα καλώδια για σύνδεση φορητών ή κινητών συσκευών, (σειρίδες ή κορδόνια), με τρεις το πολύ ενεργούς αγωγούς. Ενεργός αγωγός είναι αυτός που φέρει ρεύμα στη στάσιμη κατάσταση. Δεν προσμετρώνται στους ενεργούς αγωγούς ο αγωγός γείωσης και σε τριφασικές παροχές ο ουδέτερος.

34 Ηλεκτρικές Γραμμές Πίνακας 1.1.4: Μέγιστο επιτρεπόμενο θερμικό ρεύμα Ιο σε χάλκινους αγωγούς σύμφωνα με το άρθρο 126 των ΚΕΗΕ Οι τιμές του ρεύματος ισχύουν για θερμοκρασία περιβάλλοντος 30 C και μέγιστη θερμοκρασία αγωγού 60 C. ΑπιρθΓβ Ομάδα Γΐ Ομάδα III Ομάδα I Ορατές Εύκαμπτα καλώδια Ορατές ή χωνευτές εγκαταστάσεις εγκαταστάσεις για σύνδεση πολυπολικών καλωδίων ή πολλών μονοπολικών φορητών ή κινητών αγωγών σε σωλήνες αγωγών συσκευών ; 0, ί 18 il,;..,, 1, [ ; 2, ' 31 15! !! 6 Γ Γ ^ 1 * π ' i Γ i 234 Τ ο i 181 [ 287 ί W Γ ! i ί 515 ; : ΜΟ Γ ' 1 7'ΪΟ 500! » Επίδραση της θερμοκρασίας περιβάλλοντος στη μέγιστη επιτρεπόμενη ένταση φόρτισης των αγωγών ΕΗΕ. Στον πίνακα ισχύει για θερμοκρασία περιβάλλοντος 0 =3O C και οι τιμές είναι υπολογισμένες κατά τέτοιο τρόπο ώστε η θερμοκρασία του μονωτικού να μην υπερβαίνει τους 60 C (θπ= 60 C). Για άλλες θερμοκρασίες οι τιμές του πίνακα πολλαπλασιάζονται με ένα συντελεστή θερμσκρασίας fe που φαίνεται στον πίνακα

35 Ηλεκτρικές Γραμμές Πίνακας 1.1.5; Συντελεστής διόρθωσης της έντασης του ρεύματος fe για διάφορες θερμοκρασίες, σύμφωνα με το άρθρο 126 των ΚΕΗΕ. Θερμοκρασία ( C) I Συντελεστής fj 0,91 j Στην γενική περίπτωση που θέλουμε να βρούμε την επιτρεπόμενη ένταση ρεύματος Γ για τελική θερμοκρασία θτ' και θερμοκρασία περιβάλλοντος θπ', εφαρμόζουμε τον τύπο: 11' = I fe I, ό π ο υ fe lej'-ej i θτ -θ. Οι θερμοκρασίες θτ και θπ αντιστοιχούν στην ένταση I και οι θχ' και θπ' στην ένταση I'. Η θερμοκρασία περιβάλλοντος εξαρτάται από την θερμοκρασία του εξωτερικού χώρου και από την εγκατάσταση. Αν υπάρχουν συσκευές, π.χ. κινητήρες τότε ανυψώνεται η θερμοκρασία του περιβάλλοντος. Επίσης αν στην περιοχή εργάζονται άνθρωποι, τότε, αν δεν υπάρχουν άλλες εκτιμήσεις, μπορεί να ληφθεί σαν δυσμενέστερη θερμοκρασία οι 35 C, γιατί πρέπει με αερισμό ή κλιματισμό να διατηρηθεί η θερμοκρασία σε ανεκτά επίπεδα. -» Επίδραση του αριθμού των αγωγών στη μεγίστη επιτρεπόμενη ένταση φόρτισής τους. Αν οι ενεργοί αγωγοί (δηλαδή οι ρευματοφόροι αγωγοί) που βρίσκονται μέσα στο ίδιο περίβλημα είναι περισσότεροι από τρεις, τότε λαμβάνουμε μέρος των αναγραφόμενων στον πίνακα τιμών επιτρεπόμενης έντασης φόρτισης. Στην περίπτωση αυτή πολλαπλασιάζουμε τις τιμές του πίνακα με τον συντελεστή διόρθωσης Κα του πίνακα που φαίνεται παρακάτω. Στα προαναφερθέντα υπάρχουν κάποιες ειδικές περιπτώσεις οι οποίες αναφέρονται παρακάτω: -> Γυμνοί αγωγοί, μπάρες, ζυγοί. Για διατομές μέχρι 50 πιπι^ ισχύουν οι τιμές της ομάδας II. Για διατομές μεγαλύτερες των 50 mm^, π.χ. σε χάλκινες μπάρες, παίρνουμε φόρτιση που αντιστοιχεί σε 1,5 Α/πιτη^. Η μέγιστη επιτρεπόμενη θερμοκρασία γυμνών

36 Ηλεκτρικές Γραμμές 31 αγωγών είναι 80 C και σε σημεία σύνδεσης με συσκευές 65 C. (Κατά τους ΚΕΗΕ) Γραμμές κινητήρων. Οι γραμμές τροφοδοσίας κινητήρων υπολογίζονται με ρεύμα αυξημένο κατά παράγοντα 1,25 του ονομαστικού, για να ληφθεί υπόψη το αυξημένο ρεύμα στην εκκίνηση του κινητήρα. Η ελάχιστη διατομή είναι εδώ ίση με 2,5 Γτιπι^. -> Γραμμές πυκνωτών. Οι γραμμές πυκνωτών υπολογίζονται για ρεύμα αυξημένο κατά παράγοντα 1,6 του ονομαστικού. Πίνακας 1.1.6: Συντελεστής διόρθωσης Κ, της επιτρεπόμενης έντασης για περισσότερους από 3 αγωγούς σε καλώδιο ή σωλήνα, σύμφωνα με το άρθρο 126 των ΚΕΗΕ. Για αριθμό αγωγών Ποσοστό τιμών πίνακα Συντελεστής Διόρθωσης Κ 0, Μέγιστο συνεχώς επιτρεπόμενο ρεύμα σε καλώδια Χ.Τ και Μ.Τ κατά VDE 0298 και οδηγία 26 της ΔΕΗ Τα καλώδια στα οποία θα αναφερθούμε έχουν τάσεις 0,6/1 kv, 3,6/6 kv, 6/10 kv, 12/20 kv και 18/30 kv. Αντιστοιχούν στα πρότυπα IEC 502, VDE 0273, ΕΛΟΤ 843, ΕΛΟΤ Οι τιμές της θερμικής είναι εκείνες που προτείνονται από τους γερμανικούς κανονισμούς VDE Διακρίνουμε δύο περιπτώσεις: - Καλώδια εγκατεστημένα στον αέρα και - Καλώδια ενταφιασμένα Οι κανονισμοί αυτοί επικαλύπτουν την οδηγία 26 της ΔΕΗ που οι τιμές τους διαφέρουν το πολύ 5%. Οι κανονισμοί αυτοί καλύπτουν επακριβώς καλώδια κατά VDE 0255, 0271, Μπορούν επίσης να χρησιμοποιηθούν και για καλώδια αντιστοίχου κατασκευής κατά IEC 502, ΕΛΟΤ 843, και ΕΛΟΤ 1099.

37 Ηλεκτρικές Γραμμές 32 Οι απώλειες σε καλώδια προέρχονται από τα ρεύματα των φάσεων, από τα επαγόμενα ρεύματα στους μανδύες και στις μηχανικές ενισχύσεις και σε καλώδια Υ.Τ κατά ένα μικρό ποσοστό, από τις διηλεκτρικές απώλειες. Η επιτρεπόμενη φόρτιση στο συνεχές ρεύμα είναι μεγαλύτερη μέχρι και 25% γιατί δεν υπάρχουν δινορεύματα. Οι κανονισμοί VDE 0298 περιλαμβάνουν όχι μόνο απώλειες λόγω των ρευμάτων φορτίου στους αγωγούς φάσεων, αλλά και πρόσθετες απώλειες των δινορευμάτων στους μανδύες και στις μηχανικές ενισχύσεις. Οι μανδύες θεωρήθηκαν ότι είναι και στα δυο άκρα τους συνδεδεμένοι και γειωμένοι το οποίο μπορεί να αυξήσει τις απώλειες κατά 10-20%. Οι υπολογισμοί της επιτρεπόμενης έντασης γίνονται με τον τρόπο που φαίνεται στον πίνακα Πίνακας Υπολογισμός της μέγιστης επιτρεπόμενης διαρκούς φόρτισης καλωδίων Καλώδια στον ελεύθερο αέρα nax= iobriibnabns Ιο= μέγιστο συνεχώς επιτρεπόμενο ρεύμα για θερμοκρασία περιβάλλοντος 30 C, ένα μόνο τριφασικό σύστημα με ελεύθερη διακίνηση αέρα η,= συντελεστής διόρθωσης για διάφορες θερμοκρασίες περιβάλλοντος Π2= συντελεστής διόρθωσης για πολλά γειτνιάζοντα συστήματα Π3= συντελεστής διόρθωσής για καλώδια XT με περισσότερους των 4 αγωγών Ενταφιασμένα καλώδια ί χ= lobf, BfjBfjBfaBfs ίο= μέγιστο συνεχώς επιτρεπόμενσ ρεύμα για: θερμοκρασία εδάφους θ=20 C, συντελεστή φόρτισης m = 0,7 (μέση / μέγιστη ισχύ), ειδική θερμική αντίσταση εδάφους σ = 1,0 ΚιπΛ/ν, ένα ενταφιασμένο τριφασικό σύστημα, τα καλώδια είναι γειωμένα στα δυο τους άκρα fi= συντελεστής για διαφσρετικά θ, m, σ f2= συντελεστής για περισσότερα του ενός συστήματα, f3= 0,85 όταν το καλώδιο βρίσκεται σε σωλήνα πάνω από 6 m μήκος. Αν όχι f3= 1 f4= 0,9 αν υπάρχουν προστατευτικά τούβλα ή σκεπάσματα που εγκλείουν αέρα. fs= συντελεστής για πολυπολικά καλώδια XT με περισσότερους των τριών αγωγών. - Καλώδια εγκατεστημένα στον αέρα Οι διαρκώς επιτρεπόμενες φορτίσεις καλωδίων στον αέρα λαμβάνονται για τις παρακάτω συνθήκες: Θερμοκρασία περιβάλλοντος 30 C Ένα τριφασικό σύστημα, δηλαδή τρία μονοπολικά ή ένα τριπολικό καλώδιο.

38 Ηλεκτρικές Γ ραμμές 33 Ελεύθερη κυκλοφορία αέρα. Δηλαδή: 2 cm από τοίχους και οροφές ή πάτωμα. Καμία πρόσθετη ακτινοβολία θερμότητας (ηλιακή ακτινοβολία). Ενωμένοι, γειωμένοι μανδύες στα δύο άκρα. Έχουν ληφθεί υπόψη διηλεκτρικές απώλειες για καλώδια PVC 6/10 kv. Για διαφορετικές συνθήκες από τις κανονικές το ρεύμα υπολογίζεται με τον τρόπο που παρουσιάζει ο πίνακας Καλώδια ενταφιασμένα Οι σημαντικές διαφορές στη θερμική συμπεριφορά μεταξύ καλωδίων στον αέρα και στο έδαφος είναι οι εξής: Η ειδική θερμική αντίσταση του εδάφους υπεισέρχεται στους υπολογισμούς. Αυτή εξαρτάται από το έδαφος και την υγρασία του. Σε πολύ μεγάλες εντάσεις, όταν η θερμοκρασία του εδάφους γύρω από το καλώδιο ξεπεράσει τους 40 C, ξηραίνεται το έδαφος και αυξάνεται η αντίστασή του. Αυτό μπορεί να επιφέρει υπερθέρμανση του καλωδίου. Ο συντελεστής φόρτισης m (=μέσο/μέγιστο φορτίο) επιδρά στη θερμοκρασία του εδάφους και στη μέγιστη φόρτιση. Η ψύξη του καλωδίου ευνοείται από μικρούς συντελεστές φόρτισης, επιτρέπουν δηλαδή μεγαλύτερη ένταση. Αυτό συμβαίνει, επειδή το θερμικό σύστημα εδάφους έχει μεγάλη χρονική σταθερά. Το έδαφος γύρω από το καλώδιο χρειάζεται αρκετές ώρες για να αποκτήσει τη θερμική του ισορροπία, μετά από μια αύξηση ή ελάττωση του ρεύματος. Το βάθος του ενταφιασμού επηρεάζει τη θερμική αντίσταση που παρουσιάζεται στη μεταφορά της θερμότητας. Όσο μεγαλύτερο είναι το βάθος τόσο μεγαλύτερη είναι και η αντίσταση και τόσο μικρότερη είναι η επιτρεπόμενη φόρτιση Προστασία γραμμών και καλωδίων Οι γραμμές και τα καλώδια πρέπει να προστατευθούν: - σε βραχυκυκλώματα και - σε συνεχή υπερφόρτιση. Τα βραχυκυκλώματα μπορούν να οδηγήσουν σε απαράδεκτα υψηλές θερμοκρασίες, καταστροφή της μόνωσης ή και πυρκαγιά. Ηλεκτρομαγνητικές Υλικά ΕΗΕ

39 Ηλεκτρικές Γραμμές 34 δυνάμεις μττορούν, σε κεντρικούς πίνακες μεγάλης ισχύος βραχυκύκλωσης, να προκαλέσουν ζημιές. Η συνεχής υπερφόρτιση οδηγεί σε επιτάχυνση της γήρανσης του μονωτικού ή και του αγωγού. Αν π.χ. είχαμε 10% συνεχής υπερφόρτιση πέραν του διαρκώς επιτρεπόμενου ρεύματος, θα μπορούσε να ημιδιπλασιάσει τη διάρκεια της ζωής του μονωτικού, κάνοντάς το ψαθυρό με αποτέλεσμα να σπάει. Επίσης σε περίπτωση υπερφόρτισης μπορεί να προκληθεί και πυρκαγιά. > Όργανα προστασίας σε καλώδια μέσης τάσης. Σε συνδέσεις με εναέρια δίκτυα και υπόγεια δίκτυα τα καλώδια παροχετεύσεων μέσης τάσης βρίσκονται στην περιοχή υπευθυνότητας του καταναλωτή. Συνήθως είναι από δικτυωμένο πολυαιθυλένιο και προστατεύονται σε βραχυκυκλώματα από τα όργανα προστασίας της γραμμής μέσης τάσης της ΔΕΗ. Σε υπερφόρτιση τα καλώδια μέσης τάσης δεν είναι ανάγκη να προστατευθούν στην αναχώρησή τους, αφού αρκεί να υπάρχει αυτόματος στην άφιξή τους ή επιμέρους αυτόματοι στους κλάδους αναχώρησης, οπότε εμμέσως προστατεύονται σε υπερφόρτιση. Σε διανομές των 6 ή 10 kv τα καλώδια προστατεύονται σε υπερφόρτιση ή βραχυκύκλωμα στην αναχώρησή τους από κοινού με τον μετασχηματιστή, με αυτόματους και ηλεκτρονόμους στο πρωτεύον ή δευτερεύον του μετασχηματιστή. > Προστασία γραμμών χαμηλής τάσης. Η προστασία των γραμμών και των καλωδίων χαμηλής τάσης τόσο σε βραχυκύκλωμα όσο και σε υπερφόρτιση γίνεται με τα παρακάτω μέσα: ασφάλειες τήξης, μέχρι 1000 A περίπου, μικροαυτόματους προστασίας γραμμών, μέχρι 64 Α, διακόπτες ισχύος με θερμική διέγερση για υπερφόρτιση και ηλεκτρομαγνητική διέγερση για βραχυκυκλώματα, μέχρι 5000 Α. Πρέπει εδώ να σημειώσουμε ότι, οι ασφάλειες ή οι μικροαυτόματοι ανοίγουν το κύκλωμα σε ρεύματα 160%-210% του ονομαστικού ρεύματός τους. Συγκεκριμένα μια ασφάλεια 16 Α δεν καταστρέφεται (δεν λιώνει) στα 16 Α, ούτε καν στα 20 Α, αλλά στα 28 Α περίπου, για χρόνους πάνω της μιας ώρας. Υλικά ΕΗΕ