Η σωστή επιλογή, εγκατάσταση και διαστασιολόγηση καλωδίων μέσης τάσης αποτελεί κρίσιμο παράγοντα για την ασφαλή λειτουργία κάθε σύγχρονης ηλεκτρικής εγκατάστασης.
Άρθρο του κ. Νικόλαου Κορακιανίτη*
Τα ηλεκτρικά καλώδια είναι αναγκαία προκειμένου να υλοποιηθεί και να λειτουργήσει ορθά οποιαδήποτε ηλεκτρική εγκατάσταση, σε οποιοδήποτε επίπεδο παρεχόμενης ισχύος, οικιακών, επαγγελματικών ή βιομηχανικών κτιρίων.
Η ορθή διαδικασία επιλογής, του καταλληλότερου τύπου καλωδίου είναι κρίσιμο ζήτημα, το οποία θα πρέπει να τυγχάνει ιδιαίτερης προσοχής από τους μελετητές μηχανικούς, αφού τόσο η ενεργειακή αποδοτικότητα όσο και η ορθή και ταυτόχρονα ασφαλής λειτουργικότητα μιας ηλεκτρικής εγκατάστασης είναι δυνατό επηρεαστεί δυσμενώς από σφάλματα επιλογών κατά τη εκπόνηση της μελέτης.
Πίνακας 1. Ταξινόμηση ηλεκτρολογικών εγκαταστάσεων, σύντομη περιγραφή και κανονιστικό πλαίσιο.
| Κατηγορίες ηλεκτρολογικών εγκαταστάσεων | Σύντομη τεχνική περιγραφή | Ισχύοντα πρότυπα και οδηγίες κατασκευής |
| Οικιακές | Αφορούν κατοικίες, διαμερίσματα και γενικά χώρους οικιακής χρήσης. Περιλαμβάνουν κυκλώματα φωτισμού, ρευματοδοτών, τροφοδότησης οικιακών συσκευών και βοηθητικών φορτίων. Βασικός στόχος κατά τον σχεδιασμό και την κατασκευή τους είναι η προστασία των χρηστών από ηλεκτροπληξία, υπερεντάσεις και θερμικές επιδράσεις, καθώς και η ασφαλής και αξιόπιστη λειτουργία της εγκατάστασης. | Η μελέτη, η κατασκευή και ο έλεγχος βασίζονται κυρίως στη σειρά ΕΛΟΤ/IEC 60364, η οποία καλύπτει τις ηλεκτρικές εγκαταστάσεις χαμηλής τάσης σε κατοικίες και λοιπά κτίρια. Στην ελληνική πρακτική, η συμμόρφωση της εγκατάστασης τεκμηριώνεται μέσω της Υπεύθυνης Δήλωσης Εγκαταστάτη (ΥΔΕ) και των σχετικών πρωτοκόλλων ελέγχου που αποδέχεται ο ΔΕΔΔΗΕ. Για θέματα παροχών, μετρητών και σύνδεσης με το δίκτυο εφαρμόζονται οι ισχύουσες τεχνικές απαιτήσεις και προδιαγραφές του ΔΕΔΔΗΕ. |
| Κτιριακές / Επαγγελματικές | Αφορούν γραφεία, καταστήματα, ξενοδοχεία, σχολικές μονάδες, χώρους εστίασης και γενικότερα κτίρια παροχής υπηρεσιών. Σε σχέση με τις οικιακές εγκαταστάσεις παρουσιάζουν μεγαλύτερη ποικιλία φορτίων, αυξημένες απαιτήσεις λειτουργικής συνέχειας, καλύτερη οργάνωση κυκλωμάτων και συχνά αυξημένες απαιτήσεις πυροπροστασίας, εφεδρείας και ασφάλειας χρηστών. | Ως βασικό κανονιστικό πλαίσιο εφαρμόζεται επίσης η σειρά ΕΛΟΤ/IEC 60364, ενώ για πίνακες χαμηλής τάσης και assemblies χρησιμοποιούνται τα σχετικά πρότυπα της σειράς IEC 61439. Επιπλέον, για την αποδοχή της εγκατάστασης και τη σύνδεση με το δίκτυο λαμβάνονται υπόψη η ΥΔΕ και οι αντίστοιχες τεχνικές απαιτήσεις του ΔΕΔΔΗΕ ως προς τις παροχές, τις μετρητικές διατάξεις και τις κατασκευαστικές λεπτομέρειες σύνδεσης. |
| Βιομηχανικές | Αφορούν εργοστάσια, βιοτεχνικές μονάδες, αντλιοστάσια, αποθήκες, κέντρα εφοδιαστικής αλυσίδας (logistics) και γενικά χώρους με υψηλά φορτία, κινητήρες, αυτοματισμούς και αυξημένες απαιτήσεις διαθεσιμότητας. Ο σχεδιασμός τους περιλαμβάνει πρόσθετες παραμέτρους, όπως ρεύματα εκκίνησης, επιλεκτικότητα προστασιών, αντοχή σε βραχυκύκλωμα, ποιότητα ισχύος, γειώσεις και συχνά συνδυασμό εγκαταστάσεων χαμηλής και μέσης τάσης. | Εφαρμόζεται το γενικό πλαίσιο ΕΛΟΤ/IEC 60364, σε συνδυασμό με ειδικότερα πρότυπα για πίνακες, καλωδιώσεις, δοκιμές και βιομηχανικές κατασκευές. Παράλληλα, για εγκαταστάσεις που συνδέονται με το δίκτυο ή περιλαμβάνουν ειδικές απαιτήσεις τροφοδότησης και μετρητικών διατάξεων, ισχύουν οι τεχνικές προδιαγραφές και απαιτήσεις του ΔΕΔΔΗΕ1. Στην ελληνική τεχνική βιβλιογραφία συναντάται και αναφορά σε παλαιότερες ειδικές οδηγίες της ΔΕΗ για πρακτικά θέματα καλωδίων, συνδέσεων και παροχών. |
| 1Σημείωση
Η ταξινόμηση των ηλεκτρολογικών εγκαταστάσεων σε οικιακές, επαγγελματικές και βιομηχανικές βασίζεται κυρίως στη χρήση του χώρου, στο είδος και το μέγεθος των ηλεκτρικών φορτίων, καθώς και στο απαιτούμενο επίπεδο λειτουργικής αξιοπιστίας και ασφάλειας. Για όλες τις κατηγορίες, ο σχεδιασμός, η κατασκευή και ο έλεγχος των εγκαταστάσεων πραγματοποιούνται με βάση τα ισχύοντα πρότυπα της σειράς ΕΛΟΤ/IEC 60364 και τις σχετικές διαδικασίες ελέγχου και τεκμηρίωσης μέσω της ΥΔΕ. Παράλληλα, στην ελληνική πρακτική εφαρμόζονται οι τεχνικές απαιτήσεις του ΔΕΔΔΗΕ για θέματα παροχών, μετρητικών διατάξεων και σύνδεσης με το δίκτυο, ενώ σε τεχνικές αναφορές συναντώνται και παλαιότερες οδηγίες της ΔΕΗ, όπως η Οδηγία 26. |
||
Ταξινόμηση Ηλεκτρικών Καλωδίων
Η ταξινόμηση των ηλεκτρικών καλωδίων μπορεί να πραγματοποιηθεί με βάση το επίπεδο της ονομαστικής τάσης λειτουργίας τους, καθώς η τάση αποτελεί βασικό κριτήριο για τον σχεδιασμό, την κατασκευή, τη μόνωση και το πεδίο εφαρμογής τους. Με βάση αυτό το κριτήριο, τα καλώδια διακρίνονται σε καλώδια χαμηλής, μέσης και υψηλής τάσης, όπως παρουσιάζονται στον Πίνακα 2:
Πίνακας 2. Ταξινόμηση ηλεκτρικών καλωδίων βάσει της τάσης λειτουργίας τους.
| Καλώδια χαμηλής τάσης (Low Voltage – LV) | Στη Χαμηλή Τάση (Low Voltage) εντάσσονται εγκαταστάσεις Ε.Ρ. με ονομαστική πολική τάση μέχρι 1000 V τριφασικού συστήματος ή μέχρι των 1400 V Σ.Ρ. Τα καλώδια χαμηλής τάσης χρησιμοποιούνται σε ηλεκτρικές εγκαταστάσεις όπου η ονομαστική τάση δεν υπερβαίνει τα 1000 V (1 kV). Αποτελούν την πλέον διαδεδομένη κατηγορία καλωδίων στις κτιριακές και οικιακές εγκαταστάσεις, καθώς εξυπηρετούν εφαρμογές όπως η τροφοδοσία φωτισμού, ρευματοδοτών, ηλεκτρικών συσκευών, καθώς και συστημάτων ασθενών ρευμάτων και επικοινωνιών.
Επιπλέον, βρίσκουν εφαρμογή και σε ελαφρές βιομηχανικές εγκαταστάσεις, όπου οι απαιτήσεις ισχύος και ηλεκτρικής καταπόνησης παραμένουν σχετικά περιορισμένες. Ο σχεδιασμός τους δίνει έμφαση στην ασφαλή λειτουργία, στην ευκαμψία εγκατάστασης και στην επαρκή ηλεκτρική μόνωση για συνθήκες καθημερινής χρήσης. Γι’ αυτά ισχύουν οι κανονισμοί: r για τάση μέχρι 450/750 V: ΕΛΟΤ 623, ΕΛΟΤ 563, IEC 245, VDE 0250 r για τάση μέχρι 600/1000 V: ΕΛΟΤ 843, IEC 502, VDE 0244/0271/0298
|
| Καλώδια μέσης τάσης (Medium Voltage – MV) | Στη μέση τάση εντάσσονται εγκαταστάσεις Ε.Ρ. με ονομαστική πολική τάση 1000 V και έως 35 kV τριφασικού συστήματος ή άνω των 1400 V και έως 50 kV ονομαστικής τάσης Σ.Ρ. Τα καλώδια μέσης τάσης προορίζονται για ονομαστικές τάσεις από 1 kV έως 35 kV. Χρησιμοποιούνται κυρίως σε δίκτυα διανομής ηλεκτρικής ενέργειας, σε βιομηχανικές εγκαταστάσεις, σε υποσταθμούς, καθώς και σε δημόσιες και ενεργειακές υποδομές όπου απαιτείται μεταφορά μεγαλύτερης ισχύος σε σύγκριση με τα δίκτυα χαμηλής τάσης. Η κατασκευή τους είναι πιο σύνθετη, καθώς πρέπει να εξασφαλίζεται αυξημένη διηλεκτρική αντοχή, βελτιωμένη θερμική συμπεριφορά και υψηλή αξιοπιστία υπό συνθήκες αυξημένων ηλεκτρικών φορτίων. Για τον λόγο αυτό, τα καλώδια μέσης τάσης διαθέτουν ενισχυμένα μονωτικά υλικά και αυστηρότερες τεχνικές προδιαγραφές ως προς την εγκατάσταση και τη λειτουργία τους. Κατασκευάζονται με αγωγούς από χαλκό ή σπανιότερα από αλουμίνιο και περιβάλλονται από μία μαύρη ημιαγώγιμη ταινία που σκοπό έχει την εξομάλυνση του ηλεκτρικού πεδίου που δημιουργείται στο εσωτερικό του καλωδίου, μεταξύ του αγωγού και της θωράκισης. Διαθέτουν μόνωση είτε από δικτυωμένο πολυαιθυλένιο (XLPE), ή ελαστομερή (EPR) ή εμποτισμένου χάρτου (mass impregnated paper-MIND). Οι αγωγοί μπορούν να κατασκευαστούν υδατοστεγείς κατά μήκος, εύκαμπτοι (γυμνοί ή επικασσιτερωμένοι) για καλώδια ορυχείων και άλλες εφαρμογές βαρέως τύπου. Η υδατοστεγανότητα στην μεταλλική θωράκιση μπορεί να είναι διαμήκης ή ακτινική. Οι αγωγοί τους είναι από χαλκό (σπάνια από αλουμίνιο)
Το εξωτερικό τους περίβλημα είναι πάντοτε από κόκκινο PVC για να ξεχωρίζουν από τα καλώδια χαμηλής τάσης Uo/U = 0.6/1 kV που έχουν πάντα μαύρο μανδύα από PVC. Η μόνωσή τους είναι από δικτυωμένο πολυαιθυλένιο (XLPE), δηλαδή ένα πλαστικό μίγμα που έχει πολύ καλές μονωτικές ιδιότητες για να αντέχει στο ισχυρό ηλεκτρικό πεδίο που υπάρχει στο εσωτερικό του καλωδίου. Η μόνωση αυτή αντέχει για συνεχή λειτουργία σε 90°C και για χρόνο 5s (δηλαδή σε περίπτωση βραχυκυκλώματος) τους 250°C. Ισχύουν οι κανονισμοί: ΕΛΟΤ 1099, IEC 502, VDE 0273, VDE 0271
|
| Καλώδια υψηλής τάσης (High Voltage – HV) | Τα καλώδια υψηλής τάσης χρησιμοποιούνται για ονομαστικές τάσεις άνω των 35 kV και αποτελούν κρίσιμο στοιχείο των συστημάτων μεταφοράς ηλεκτρικής ενέργειας. Ο κύριος ρόλος τους είναι η μεταφορά μεγάλων ποσοτήτων ηλεκτρικής ισχύος σε μεγάλες αποστάσεις, όπως για παράδειγμα στη σύνδεση σταθμών παραγωγής με υποσταθμούς μεταφοράς και διανομής ή στη διασύνδεση επιμέρους τμημάτων του ηλεκτρικού δικτύου. Η λειτουργία τους σε τόσο υψηλά επίπεδα τάσης επιβάλλει ειδικές απαιτήσεις ως προς τη γεωμετρία του αγωγού, το πάχος και το είδος της μόνωσης, τη θερμική αντοχή και τη συνολική μηχανική προστασία. Για τον λόγο αυτό, τα καλώδια υψηλής τάσης κατασκευάζονται με εξειδικευμένα υλικά και τεχνολογίες, ώστε να διασφαλίζεται η ασφαλής, αξιόπιστη και αποδοτική μεταφορά της ηλεκτρικής ενέργειας. Χαρακτηριστικά παραδείγματα αποτελούν οι γραμμές μεταφοράς που υποστηρίζονται από μεταλλικούς πυλώνες του δικτύου ηλεκτρικής ενέργειας. |
Δίκτυο Διανομής Ηλεκτρικής Ενέργειας
Ο προορισμός των δικτύων Διανομής είναι να παραλαμβάνουν το ρεύμα από τους
υποσταθμούς υψηλής προς μέση τάση (Υ/Σ Υ.Τ./Μ.Τ.), ή τους σταθμούς τοπικής παραγωγής (Σ.Τ.Π.) και να το μεταφέρουν μέχρι τους μετρητές των καταναλωτών. Το δίκτυο διανομής, αποτελείται γενικά από τα παρακάτω στοιχεία:
- Δίκτυο Μέσης Τάσης (ΜΤ – 20 – 15 – 6,6 kV )
- Εναέρια δίκτυα Μ.Τ.: Είναι τριφασικό δίκτυο χωρίς ουδέτερο με τάση μεταξύ φάσεων 20 Χρησιμοποιείται ακόμη και η τάση 15 kV σε λίγες γραμμές με την προοπτική να αντικατασταθούν σε 20 kV . Η τάση των 6,6 kV χρησιμοποιείται σε ελάχιστες περιπτώσεις πολύ μικρών νήσων και υπάρχει ακόμη σε πολύ μικρή έκταση σε παλαιό υπόγειο δίκτυο στην Αθήνα με προοπτική αντικατάστασης.
- Υπόγεια καλώδια Μ.Τ.: Σήμερα χρησιμοποιείται το καλώδιο 3×240 mm2 Al+25 Al – XLPE . Αποτελείται από τρία μονοπολικά καλώδια με αγωγούς αλουμινίου, μόνωσης XLPE με θωράκιση Al και εξωτερικό προστατευτικό μανδύα PVC, διατομής 240 mm2, συνεστραμμένα γύρω από αγωγό γης Al διατομής 25 mm2 που περιβάλλεται από μολύβδινο μανδύα. Στα υπάρχοντα δίκτυα υπάρχουν και καλώδια τύπου NAHEKBA και NAEKBA 3X240 mm2.
- Μετασχηματιστές Μέσης Προς Χαμηλή Τάση (ΜΤ/ΧΤ)
Οι μετασχηματιστές Μέσης Τάσης (ΜΤ) προς Χαμηλή Τάση (ΧΤ) αποτελούν βασικά στοιχεία του δικτύου διανομής, υποβιβάζοντας την τάση (συνήθως 20kV ή 15kV) σε τάση διανομής 0,4 kV (400V/230V). Οι μετασχηματιστές αυτοί είναι τριφασικοί, συνήθως ελαιόψυκτοι (ή χυτορητίνης ξηρού τύπου σε εσωτερικούς χώρους), με συνδεσμολογία τριγώνου στην πρωτεύουσα πλευρά (ΜΤ) και αστέρα με ουδέτερο στην δευτερεύουσα (ΧΤ), γνωστή ως Dyn11.
Γενικά είναι μετασχηματιστές ισχύος με σχέση μετασχηματισμού 20/0,4 kV ή 20-15/0,4 kV ή 15/0,4 kV σε συνδεσμολογία τριγώνου – αστέρα (Dyn11 ή Dyn5), με φυσική ψύξη λαδιού (ONAN – Oil Natural Air Natural) ή ξηρού τύπου (AN – Air Natural) στα εξής τυποποιημένα μεγέθη σε kVA:
- Παλαιότεροι τύποι: 15, 25, 50, 75, 150, 200, δεν χρησιμοποιούνται κατά κόρον σήμερα για νέες εγκαταστάσεις, ωστόσο ενδέχεται να υπάρχουν σε παλαιότερα δίκτυα ή ως εφεδρικά υλικά σε αποθήκες.
- Σύγχρονοι τύποι: Οι πλέον συνηθισμένες ονομαστικές ισχείς σε νέα δίκτυα διανομής είναι 100, 160, 250, 400, 630 και 1000 kVA.
- Εναέριοι Υποσταθμοί: Μετασχηματιστές μέχρι 160 kVA χρησιμοποιούνται συχνά σε εναέριους υποσταθμούς (μονόστηλοι ή δίστηλοι).
Σήμερα παραγγέλνονται μόνο στη σχέση 20/0,4 kV. Όσον αφορά στην τοποθέτησή τους, αναλόγως του μεγέθους και της εφαρμογής τους, παρουσιάζονται συγκεντρωτικά στον Πίνακα 3:
Πίνακας 3. Τρόποι τοποθέτησης μετασχηματιστών διανομής ανάλογα με την ισχύ, την περιοχή εγκατάστασης και την αντίστοιχη τυπική κατασκευή.
| Μέγεθος Μ/Σ | Τρόπος τοποθέτησης | Περιοχή / συνθήκες εφαρμογής | Τυπική κατασκευή |
| 15–50 kVA | Σε έναν στύλο | Γενική εγκατάσταση μικρών Μ/Σ | Τ-5 |
| 75–630 kVA | Σε δίστυλο | Γενική εγκατάσταση μεγαλύτερων Μ/Σ | Τ-17 |
| 75–630 kVA | Υπαίθριος Υ/Σ συνεπτυγμένου τύπου Compact | Αστικές περιοχές | U-129, U-131 |
| 630 kVA | Σε υπόγεια πολυκατοικιών | Εντός πόλεων | — |
| 2 × 630 kVA | Σε υπόγεια πολυκατοικιών | Εντός πόλεων | — |
| 1000 kVA | Σε υπόγεια πολυκατοικιών | Εντός πόλεων | — |
| ≥ 1000 kVA | Υπαίθριος στο έδαφος | Μη έντονα αστικές περιοχές | Τ-15 |
- Δίκτυα Χαμηλής Τάσης (ΧΤ)
Σύμφωνα με τα πρότυπα της Ευρωπαϊκής Επιτροπής Ηλεκτροτεχνικής Τυποποίησης (CENELEC) και το πρότυπο EN 50160, οι ονομαστικές τιμές τάσης για τα δίκτυα Χαμηλής Τάσης (ΧΤ) είναι:
- Τριφασική Τάση (Φάση προς Φάση – Πολική): 400 V
- Μονοφασική Τάση (Φάση προς Ουδέτερο – Φασική): 230 V
- Έχει πραγματοποιηθεί εναρμόνιση στην ΕΕ σε 400/230 V με επιτρεπόμενη ανοχή
- Συχνότητα: Η ονομαστική συχνότητα λειτουργίας στην Ευρώπη είναι 50 Hz.
- Ασφάλεια: Η Χαμηλή Τάση (ΧΤ) ορίζεται για AC τάσεις έως 1000 V με σκοπό την ασφάλεια των καταναλωτών και των συσκευών.
Τροφοδότηση μιας ηλεκτρικής εγκατάστασης
Η τροφοδότηση μιας οικιακής, κτιριακής ή βιομηχανικής ηλεκτρικής εγκατάστασης συνήθως για ισχύ μέχρι 135KVA γίνεται κατευθείαν από το δίκτυο Χαμηλής Τάσης (Χ.Τ.) της Δ.Ε.Δ.Δ.Η.Ε. (230/400V), ενώ για ισχύ πάνω από 135KVA η τροφοδότηση γίνεται από το δίκτυο Μέσης Τάσης (Μ.Τ.) της Δ.Ε.Δ.Δ.Η.Ε. μέσω Υ/Σ Υποβιβασμού της τάσης.
Παροχές Μέσης Τάσης (Μ.Τ.)
Για την έγκριση και τροφοδότηση μιας εγκατάστασης Μ.Τ. από τον πάροχο ηλεκτρικής ενέργειας Δ.Ε.Η ακολουθείται η παρακάτω διαδικασία:
- Αίτηση από τον ενδιαφερόμενο στην ΔΕΗ που συνοδεύεται από τα απαραίτητα δικαιολογητικά
- Προμελέτη της εγκατάστασης από τη ΔΕΗ
- Μελέτη από τον εγκαταστάτη ηλεκτρολόγο μηχανικό
- Έγκριση μελέτης από τη ΔΕΗ
- Κατασκευή
- Σύνδεση παροχής Μ.Τ.: Έχουν τυποποιηθεί οι παροχές Μ.Τ., σύμφωνα με τον τρόπο εγκατάστασης των οργάνων μέτρησης και των μέσων προστασίας, σε δυο βασικές κατηγορίες:
- α). την παροχή τύπου Α: αν τα όργανα μέτρησης και τα μέσα προστασίας της Δ.Ε.Η. είναι εγκατεστημένα εξωτερικά (υπαίθρια)
- β). την παροχή τύπου Β: αν τα όργανα μέτρησης και τα μέσα προστασίας της Δ.Ε.Η. είναι εγκατεστημένα σε στεγασμένο χώρο, ειδικά διαμορφωμένο, σύμφωνα με οδηγίες της Δ.Ε.Η.
Κάθε παροχή αποτελείται από την εγκατάσταση της ΔΕΗ και την εγκατάσταση του καταναλωτή.
- Τα μέσα προστασίας που θα χρησιμοποιηθούν στην κάθε πλευρά της παροχής εξαρτώνται από το είδος της τυποποιημένης παροχής που έχει επιλέξει η Δ.Ε.Η για να τροφοδοτήσει τον καταναλωτή.
- Στην εγκατάσταση της Δ.Ε.Η υπάρχουν τα μέσα προστασίας και απόζευξης, τα όργανα μέτρησης και οι μετρητές της ενέργειας που καταναλώνει ο καταναλωτής. Η εγκατάσταση του καταναλωτή είναι ο Υποσταθμός ΜΤ του καταναλωτή.
- Στον υποσταθμό (ΥΣ) υπάρχουν επίσης μέσα ζεύξης και προστασίας, μετασχηματιστές ισχύος 20/0,4 kV για τον υποβιβασμό της τάσης από 20kV σε 400V, όργανα μέτρησης και ο κεντρικός πίνακας χαμηλής τάσης (ΧΤ).
Επιλογή είδους αγωγών στα δίκτυα ΜΤ
Οι αγωγοί Αλουμινίου – Χάλυβα (ACSR), οι αγωγοί Χαλκού (Cu) και τα Συνεστραμμένα Καλώδια Μέσης Τάσης (ΣΚ ΜΤ) χρησιμοποιούνται ανάλογα με τις περιβαλλοντικές συνθήκες και τις απαιτήσεις του δικτύου:
- Αγωγοί Αλουμινίου – Χάλυβα (ACSR, Aluminum Conductor Steel Reinforced): Χρησιμοποιούνται σε όλες τις περιπτώσεις τυποποιημένων επιφορτίσεων σε περιοχές φυσιολογικής διαβρωτικότητας.
- Αγωγοί Χαλκού (Cu): Χρησιμοποιούνται σε περιοχές έντονης διαβρωτικότητας, κυρίως παραθαλάσσιες περιοχές αλλά και περιοχές με έντονη βιομηχανική ρύπανση.
- Συνεστραμμένα Καλώδια ΜΤ: Τα ΣΚ ΜΤ χρησιμοποιούνται στις εξής περιπτώσεις κατά σειρά προτεραιότητας:
- Σε δασώδεις περιοχές.
- Σε όσες παραθαλάσσιες περιοχές ή περιοχές με χημική ρύπανση οι γραμμές χαλκού δεν είναι ικανοποιητικές, λόγω υπερπηδήσεων.
- Σε ορεινές περιοχές με συχνές θραύσεις γυμνών αγωγών από επικάθιση πάγου.
- Σε αστικές περιοχές με αξιόλογες δενδροστοιχίες σε συνδυασμό με ΣΚ ΧΤ.
- Για οικολογικούς λόγους ειδικής προστασίας του περιβάλλοντος (βιότοποι κλπ.).
- Σε περιοχές εναερίου δικτύου, όπου ένα τμήμα του θα έπρεπε να αντικατασταθεί με υπόγειο δίκτυο, για λόγους αποστάσεων ασφαλείας ή άλλους.
| (α) μονοπολικό τύπου N2XSY | (β) τριπολικό τύπου 2XSEYFY |
| Σχήμα 1. Δομή καλωδίων Μέσης Τάσης | |
| Υπόμνημα:
1. Χάλκινος αγωγός 2. Ημιαγώγιμη θωράκιση κάτω και πάνω από τη μόνωση από XLPE 3. Μόνωση από δικτυωμένο πολυαιθυλένιο 4. Πλέγμα από χάλκινα συρματίδια 5. Περίβλημα από PVC 6. Θώρακας από πεπλατυσμένα ατσάλινα συρμάτινα |
|
Διαδικασία προσδιορισμού διατομής καλωδίων
Ο προσδιορισμός της κατάλληλης διατομής καλωδίων γίνεται ώστε το καλώδιο να μπορεί να λειτουργεί με ασφάλεια τόσο σε κανονικές συνθήκες λειτουργίας όσο και σε συνθήκες σφάλματος / βραχυκύκλωσης. Συνήθως η τελική διατομή προκύπτει από το δυσμενέστερο από τα ακόλουθα κριτήρια: επιτρεπόμενη ένταση, πτώση τάσης και θερμική αντοχή σε βραχυκύκλωμα. Η IEC 60364-5-52 χρησιμοποιείται ευρέως για τη διαστασιολόγηση καλωδίων ως προς την ικανότητα μεταφοράς ρεύματος και τους διορθωτικούς συντελεστές εγκατάστασης.
Η διατομή καλωδίου δεν επιλέγεται μόνο από το ονομαστικό ρεύμα του φορτίου. Πρέπει να ελεγχθεί ότι το καλώδιο:
- μεταφέρει με ασφάλεια το ρεύμα στάσιμης κατάστασης,
- δεν προκαλεί υπερβολική πτώση τάσης,
- αντέχει θερμικά το ρεύμα βραχυκύκλωσης μέχρι την απόζευξη,
- συνεργάζεται σωστά με τα μέσα προστασίας, όπως ασφάλειες ή αυτόματους διακόπτες.
Η τελική διατομή του καλωδίου επιλέγεται ως η μεγαλύτερη από τις διατομές που προκύπτουν βάσει των κριτηρίων του Πίνακα 4:
Πίνακας 4: Κριτήρια επιλογής διατομής καλωδίου.
| Κριτήριο | Απαίτηση | ||||||||||||||
| Ρεύμα στάσιμης κατάστασης | Το ρεύμα φόρτισης του κυκλώματος (ρεύμα που θα διαρρέει το καλώδιο σε κανονική λειτουργία), υπολογίζεται:
Για τριφασικό φορτίο: Για μονοφασικό φορτίο: Η επιτρεπόμενη ένταση του καλωδίου μετά τους διορθωτικούς συντελεστές πρέπει να είναι μεγαλύτερη ή ίση από το ρεύμα φορτίου: όπου IZ είναι η επιτρεπόμενη ένταση του καλωδίου στις πραγματικές συνθήκες εγκατάστασης. Η ονομαστική ένταση του καλωδίου από τους σχετικούς πίνακες του εφαρμοζόμενου κανονισμού και διορθώνεται με συντελεστές όπως:
|
||||||||||||||
| Πτώση τάσης | ΔU εντός επιτρεπόμενων ορίων
Μετά την επιλογή της διατομής ελέγχεται η πτώση τάσης κατά μήκος του καλωδίου. Για τριφασικό κύκλωμα: Για μονοφασικό κύκλωμα: |
||||||||||||||
| Βραχυκύκλωμα | Η ελάχιστη απαιτούμενη διατομή λόγω βραχυκύκλωσης δίνεται από τη σχέση:
Με βάση την ισχύ βραχυκύκλωσης, το τριφασικό ρεύμα βραχυκύκλωσης δίνεται από τη σχέση:
|
||||||||||||||
| Μηχανική αντοχή | Ελάχιστη επιτρεπόμενη διατομή κατά τους εφαρμοζόμενους κανονισμούς | ||||||||||||||
| Άρα η τελική διατομή S επιλέγεται βάσει του: | |||||||||||||||
Πηγές
- Μπιτζιώνης Β., Βιομηχανικές Ηλεκτρικές Εγκαταστάσεις, 2η έκδοση, Εκδόσεις Τζιόλα, 2015.
- Ντοκόπουλος Π., Ηλεκτρικές Εγκαταστάσεις Καταναλωτών, εκδόσεις Ζήτη, 2005.
- Ξάνθος Β., Παράγωγη, μεταφορά, διανομή, μέτρηση και εξοικονόμηση ηλεκτρικής ενεργείας, εκδόσεις Ζήτη, 1999
- Σχοινάς Ν., Σημειώσεις μαθήματος Ηλεκτρικές Εγκαταστάσεις Ισχύος, ΤΕΙ Πατρών
- ΔΕΗ, Τυποποιημένες κατασκευές διανομής, τόμος 2, 3η έκδοση, Ιανουάριος 1984
- Λαμπρόπουλος Κ., Μελέτη ηλεκτρικών δικτύων διανομής, ΔΕΗ, 2002
- https://oldsite.electricalnews.gr/texnika-arthra/isxyra-reymata/mesi-tasi/item/513-mesi-tasi-meros-8o-kalodia
*Ο κ. Νικόλαος Σ. Κορακιανίτης είναι εκπαιδευτικός, ηλεκτρολόγος μηχανικός & τεχνολογίας υπολογιστών, I.MSc electrical and computer engineering, MSc in microelectronics και υποψήφιος διδάκτορας του Πανεπιστημίου Δυτικής Αττικής.
