Gc-helper.ru

ГК Хелпер
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Аварийно допустимый ток кабеля

§ 50. Допустимые токовые нагрузки на кабельные линии

При прохождении электрического тока по кабелю в нем выделяется значительное количество теплоты за счет потерь мощности в токопроводящих жилах, изоляции, металлических оболочках и броне. Для трехжильных кабелей с бумажной пропитанной изоляцией напряжением до 10 кВ основным источником потерь являются потери мощности в токопроводящих жилах.

Мощность, переходящая в теплоту, за счет нагрева токопроводящих жил током пропорциональна квадрачу его силы и сопротивлению жилы кабеля. Распространение теплоты от жилы кабеля через изоляцию, оболочку и наружные покровы будет происходить за счет теплопроводности этих материалов.

Через некоторый промежуток времени, после включения кабеля под нагрузку, в нем устанавливается тепловое равновесие, когда выделяемое в единицу времени количество теплоты равно количеству теплоты, отдаваемой кабелем в окружающую среду. Установившемуся равновесию соответствует определенное превышение температуры кабеля над температурой окружающей среды.

В установившемся режиме тепловой расчет кабеля можно выразить следующим соотношением:

где Θ — превышение температуры токопроводящей жилы над температурой окружающей среды, °С, ΣS — общее тепловое сопротивление кабеля, град • см/Вт, которое состоит из теплового сопротивления элементов кабеля и окружающей почвы, tж, tcp — температура жилы и среды, град.

Чем меньшее сопротивление оказывается тепловому потоку, тем интенсивнее происходит отдача теплоты в окружающую среду и тем большую нагрузку можно допустить на силовой кабель. Зная допустимую температуру tдоп нагрева жил, можно определить допустимый на кабель ток: _

где R — сопротивление одной фазы линии, Ом, n — количество жил.

В наилучших условиях по отдаче теплоты в окружающую среду находится кабель, проложенный в воде, так как вода обеспечивает хороший отвод теплоты с наружной поверхности кабеля.

При прокладке кабеля в земле отдача теплоты зависит от состава грунта и его способности удерживать влагу.

Токовые нагрузки, приведенные в ПУЭ для кабелей, проложенных в земле, рассчитаны для грунта с удельным тепловым сопротивлением 120 Ом • град/Вт (нормальная почва и песок с влажностью 7—9 % или песчано-глинистая почва с влажностью 12—14%).

Изменение удельного сопротивления земли значительно сказывается на допустимой нагрузке кабеля. Применительно к принятому сопротивлению земли пересчет токовой нагрузки для удельных сопротивлений 80, 200 и 300 Ом град/Вт будет соответственно равен 1,05; 0,87; 0,75. Удельное тепловое сопротивление земли главным образом зависит от ее химической и физической структур, плотности засыпки траншеи и способности удерживать влагу. Поэтому утрамбовывание земли является обязательным технологическим процессом прокладки силового кабеля.

Кабель, проложенный в воздухе, имеет более низкие допустимые нагрузки, чем при прокладке в земле из-за большего сопротивления тепловому излучению от кабеля в воздух. Из-за действия ряда дополнительных тепловых сопротивлений (воздух в канале блока, взаимный подогрев кабелей) в очень неблагоприятных условиях (в отношении нагрева) находится кабель, проложенный в блочной канализации. Чтобы обеспечить правильный температурный режим работы кабеля, необходимо для каждой находящейся в эксплуатации кабельной линии определить и установить допустимые токовые нагрузки для нормального длительного и аварийных режимов.

Допустимые токовые нагрузки для одиночных кабелей, проложенных в земле, воздухе и воде, определяются по таблицам, приведенным в ПУЭ. Таблицы составлены в зависимости от вида изоляции (резина или пластмасса, пропитанная бумага) и материала жилы (медь, алюминий). Токовые нагрузки в таблицах приводятся в зависимости от сечения токопроводящих жил кабеля, поэтому по ним можно решать и обратную задачу, т. е., зная расчетную токовую нагрузку, можно выбрать сечение проводника. Различные условия прокладки и эксплуатации кабельных линий учитываются поправочными коэффициентами, которые также приводятся в ПУЭ.

Для кабелей, проложенных в земле, допустимые длительные токовые нагрузки приняты из расчета прокладки в траншее на глубине 0,7—1 м не более одного кабеля при температуре земли 15°С. Аналогичные условия приняты для кабелей, проложенных в воде.

Для кабелей, проложенных в воздухе, внутри и вне зданий, допустимые длительные токовые нагрузки приняты из расчета температуры воздуха 25 °С. При этом расстояния между параллельно уложенными кабелями должно быть не менее 35 мм в свету. Если температура окружающей среды существенно отличается от принятых температур при расчете токовых нагрузок для кабелей, проложенных в земле и на воздухе, необходимо ввести поправочные коэффициенты, которые приведены в таблице ПУЭ.

В зимних условиях температура земли на глубине прокладки кабелей близка к 0 °С. В соответствии с этим допустимые длительные нагрузки на кабельные линии могут быть увеличены.

Как правило, в траншее прокладывают не один, а несколько кабелей, которые, выделяя теплоту при нагрузках, взаимно нагревают друг друга. Для снижения взаимного влияния кабелей, проложенных в одной траншее (включая прокладку в трубах), необходимо вводить поправочные коэффициенты на количество кабелей, лежащих рядом, которые приводятся в ПУЭ.

Допустимые длительные токи для кабелей, прокладываемых в блоках, определяются по формуле / = abcl, где I — допустимый длительный ток для трехжильного кабеля напряжением 10 кВ с медными или алюминиевыми жилами, который определяется по таблице ПУЭ; а, Ь, с — коэффициенты, выбираемые в зависимости от сечения и расположения кабеля в блоке, напряжения кабеля и среднесуточной нагрузки всего блока.

Читать еще:  Провод для кабельного телевидения ростелеком

В большинстве случаев кабельные линии на отдельных участках трассы прокладывают в земле, эстакаде, блоке и т. п. В этих случаях допустимые длительные токовые нагрузки должны быть определены по участку трассы с наихудшими условиями охлаждения, если участок имеет протяженность более 10 м.

Для кабелей напряжением до 10 кВ с бумажной пропитанной изоляцией, несущих нагрузки меньше номинальных, допускаются кратковременные перегрузки, приведенные в табл. 18.

Таблица 18.
Допустимые перегрузки кабельных линий напряжением до 10 кВ

Установленные в этой таблице значения перегрузок по току и времени не вызывают перегрева токопроводящих жил сверх допустимых значений. Во время аварийных режимов в кабельных сетях возникает необходимость в кратковременных перегрузках работающих кабелей, нормы которых приведены в ТЭ.

Для кабелей с полиэтиленовой изоляцией допускают перегрузки до 10 % в течение 5 сут продолжительностью до 6 ч в сутки, а для кабелей с ПВХ изоляцией — до 15%. В остальное время суток нагрузка на кабели не должна превышать номинальных значений.

Во время ликвидации аварий для кабелей напряжением до 10 кВ с бумажной изоляцией допускаются перегрузки в течение 5 сут в пределах, указанных в табл. 19.

Таблица 19.
Допустимые нагрузки кабельных линии напряжением до 10 кВ на время ликвидации аварии

Для кабельных линий, находящихся в эксплуатации более 15 лет, перегрузки должны быть понижены на 10%, а для кабельных линий напряжением 20—35 кВ перегрузки не допускаются.

В процессе эксплуатации кабельных линий необходимо осуществлять контроль за нагрузками стационарными амперметрами в установленные сроки и записывать показания приборов в ведомость.

Для наглядности на стационарных щитовых амперметрах красной чертой отмечается предельно допустимый ток кабельной линии, что дает возможность обслуживающему персоналу принимать соответствующие меры при превышении этого значения.

Измерение нагрузок кабельных линий и напряжений в различных точках сети должны производиться не менее двух раз в год, в том числе в период максимума нагрузок. Первое измерение следует производить в декабре — январе, т. е. в период годового максимума нагрузок. Эти измерения служат основанием для составления плана работ по разгрузке кабельных линий и улучшению режима их работы. По замерам определяют потери электрической энергии в сети и другие технико-экономические показатели кабельных линий. Второе измерение нагрузок кабельных линий целесообразно производить в мае, т. е. в период годового минимума нагрузок.

Помимо указанных планируемых измерений нагрузок кабельных линий производят внеочередные измерения, когда изменяют схему или присоединяют дополнительные токоприемники, в связи с чем меняют режим работы кабельной линии. Результаты измерений нагрузок кабельных линий служат основанием для проведения мероприятий, обеспечивающих их безаварийную работу.

От чего зависит длительно допустимый ток кабеля

Для того чтобы определить, какие параметры оказывают влияние на длительно допустимый ток кабеля, следует для начала рассмотреть происходящие в условиях протекания электрического тока переходные тепловые процессы. Как известно, после включения тока происходит постепенное повышение температуры проводника, причем, в определенный момент времени нарастание тепловых показателей прекращается. В результате температура стабилизируется. Но как только ток будет отключен, температура начнет спадать до исходных значений.

Как этот процесс проистекает и какие факторы оказывают на его влияние? Прежде всего, выделяющееся в проводнике тепло при включении тока направлено непосредственно на нагрев самого проводника. Это и является первопричиной роста температуры, что, в свою очередь, связанно с теплоемкостью материала.

В процессе роста температуры между проводником и окружающей средой увеличивается разность температурных показателей. В связи с этим в определенный момент часть выделяемого тепла тратится на нагрев окружающей среды. В момент достижения температуры проводника установившегося стабильного значения окружающей среде начинает передаваться уже все выделяющееся тепло. Вместе с этим проводник перестает нагреваться.

Длительно допустимый ток

Итак, какое же значение следует присвоить длительно допустимому току для проводника или кабеля? Очевидно, каждый проводник или кабель обладает собственной нормальной длительной температурой, в соответствии с указанными в документации данными. При этой температуре кабель или провод может функционировать непрерывно долго, без риска нанести вред себе или окружающей среде.

Известно, что значению такой температуры соответствует определенное значение тока, который и называют длительно допустимым током проводника. При прохождении по проводнику силы тока с таким значением он будет нагреваться не выше рабочей температуры, т. е. такой, что является безопасной, как дл самого кабеля, так и для окружающей среды.

Если же возникает короткое замыкание, через проводник протекает ток короткого замыкания, под воздействием которого температура достигает критических значений. Поэтому при выборе проводника необходимо рассчитывать его сечение таким образом, чтобы он был способен выдержать кратковременное превышение нормальной температуры.

Влияние сечения кабеля на длительно допустимый ток

Изменение значений длительно допустимого тока вовсе не прямо пропорционально изменениям сечения проводника. Напротив, по сравнению с площадью поперченного сечения кабеля его длительно допустимый ток возрастает гораздо медленнее. Что касается остальных констант, которые должны быть известны при расчете длительно допустимого тока (удельное сопротивление, коэффициент теплопередачи и допустимая температура), то они индивидуальны для каждого проводника.

Читать еще:  Msav3220 zc26 02 b уменьшить ток подсветки

Практика лишь подтверждает вышеприведенное суждение: зависимость длительно допустимого тока от сечения проводника не может быть прямой. Ведь с увеличением сечения условия охлаждения внутренних слоев материала только ухудшаются. В связи с этим для достижения допустимой температуры приходится прикладывать ток меньшей плотности.

Учитывая сказанное, применение проводников увеличенного сечения с целью предотвращения перегрева крайне не рационально, поскольку такое решение приведет к значительному перерасходу материала. Более целесообразно использовать сочетание определенного количества параллельно уложенных проводников небольшого сечения. Именно в таком исполнении представлены многожильные провода.

Изменение длительно допустимого тока при отличии внешних и расчетных условий

В процессе прокладки в различных условиях (место и температура прокладки) может возникнуть необходимость в корректировке предельно допустимого тока. В этом случае принято использовать поправочный коэффициент, на который домножается длительно допустимый ток в соответствии с известными условиями.

Если несколько проводников прокладываются параллельно и располагаются очень близко друг к другу, возникнет эффект взаимного подогрева. Однако это возможно только в том случае, когда внешняя среда неподвижна. В реальных же условиях воздух или вода находятся в процессе постоянного движения, за счет чего, проводники постоянно охлаждаются.

При создании условий с действительно неподвижной внешней средой, к примеру, когда кабель прокладывают в трубе под землей, из-за взаимного подогрева значение длительно допустимого тока снижается. В данном случае также потребуется коррекция с использованием поправочного коэффициента, данные о котором содержатся в документации к проводам и кабелям.

Допустимый длительный ток (проводника)

Смотреть что такое «Допустимый длительный ток (проводника)» в других словарях:

допустимый длительный ток (проводника) — 3.2 допустимый длительный ток (проводника): По ГОСТ Р 50571.1. Источник: ГОСТ Р 53311 2009: Покрытия кабельные огнезащитные. Методы определения огнезащитной эффективности … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

допустимый длительный ток кабеля (провода) — [Интент] допустимый длительный ток (проводника) Максимальный электрический ток, который проводник способен проводить в продолжительном режиме без превышения его установившейся температурой определённого значения. Допустимый длительный ток… … Справочник технического переводчика

Допустимый длительный ток — (проводника) ток, который может длительно протекать по проводнику, причем установившаяся температура проводника не должна превышать заданное значение при определенных условиях … Российская энциклопедия по охране труда

ГОСТ 30331.1-95: Электроустановки зданий. Основные положения — Терминология ГОСТ 30331.1 95: Электроустановки зданий. Основные положения оригинал документа: 2.4 Аварийные источники питания Источники питания (тип, характеристики); цепи, питаемые от аварийного источника. Определения термина из разных… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

ГОСТ Р 50571.1-93: Электроустановки зданий. Основные положения — Терминология ГОСТ Р 50571.1 93: Электроустановки зданий. Основные положения оригинал документа: 3.16 Допустимый длительный ток (проводника) ток, который может длительно протекать по проводнику, причем установившаяся температура проводника не… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

ГОСТ Р 53311-2009: Покрытия кабельные огнезащитные. Методы определения огнезащитной эффективности — Терминология ГОСТ Р 53311 2009: Покрытия кабельные огнезащитные. Методы определения огнезащитной эффективности оригинал документа: 3.2 допустимый длительный ток (проводника): По ГОСТ Р 50571.1. Определения термина из разных документов: допустимый … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

сверхток — Любой ток, превышающий номинальный МЭК 60050(441 11 06). [ГОСТ Р 50030.1 2000 (МЭК 60947 1 99)] [ГОСТ Р 50345 99 (МЭК 60898 95)] сверхток Электрический ток, превышающий номинальный электрический ток. Сверхток представляет собой любой… … Справочник технического переводчика

сверхток — Любой ток, превышающий номинальный МЭК 60050(441 11 06). [ГОСТ Р 50030.1 2000 (МЭК 60947 1 99)] [ГОСТ Р 50345 99 (МЭК 60898 95)] сверхток Электрический ток, превышающий номинальный электрический ток. Сверхток представляет собой любой… … Справочник технического переводчика

ГОСТ Р МЭК 60050-826-2009: Установки электрические. Термины и определения — Терминология ГОСТ Р МЭК 60050 826 2009: Установки электрические. Термины и определения оригинал документа: ( длительный ) допустимый ток ((continuous) current carrying capacity ampacity (US)): Максимальное значение электрического тока, который… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

номинальный — 3.7 номинальный: Слово, используемое проектировщиком или производителем в таких словосочетаниях, как номинальная мощность, номинальное давление, номинальная температура и номинальная скорость. Примечание Следует избегать использования этого слова … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

Допустимые токовые нагрузки

Длительно допустимые токовые нагрузки (токи) в А на провода и шнуры с резиновой и поливинилхлоридной изоляцией, а также на неизолированные провода воздушных линий

ндартная площадь сечения провода, мм2Медные изолированные проводаАлюминиевые изолированные проводаНеизолированные провода вне помещения
Открытая проводкаТри провода в трубеОткрытая проводкаТри провода в трубеМедные марки МАлюминиевые марки АСтальные марки ПО
0,511
0,7515
1,01715
Читать еще:  Таблица с током кабелей пуэ
Стандартная площадь сечения провода, мм 2Медные изолированные проводаАлюминиевые изолированные проводаНеизолированные провода вне помещения
Открытая проводкаТри провода в трубеОткрытая проводкаТри провода в трубеМедные марки МАлюминиевые марки АСтальные марки ПО
1.52317
2,530242419
4,04135322850
6,05042393270
10,08060554795
16100808060130105
251401001058018013560
351701251309522017075
5021517016513027021590
70270210210165340265125
95330225225200415320135
120385290295220485375

Допустимые токовые нагрузки на алюминиевые провода с резиновой и поливинилхлоридной изоляцией в А

Сечение токопрово- дящей жилы, мм 2Провода, проложенные в одной трубе
Провода, проложенные открытоДва одножильныхТри одножильныхЧетыре одножильныхОдин двухжильныйОдин трех-жильный
2,0211918151714
2,5242019191916
3272422212218
4322828232521
5363230272824
6393632303126
со464340373832
10605047394238

Допустимые токовые нагрузки в А на медные провода с резиновой изоляцией в металлических защитных оболочках и кабели с медными жилами, с резиновой изоляцией в свинцовой, поливинилхлоридной, наиритовой или резиновой оболочках, бронированные и небронированные, с заземляющей жилой и без нее

Сечение токопро-водящей жилы, мм 2Провода и кабели _
ОдножильныеДвухжильныеТрехжильные__
При прокладке _____
в воздухев воздухев землев воздухев земле
123456
1,52319331927
Сечение токопро-водящей жилы, мм 2Провода и кабели
ОдножильныеДвухжильныеТрехжильные
При прокладке
в воздухев воздухев землев воздухев земле
2,53027442538
44138553549
65050704260
1080701055590

Допустимые токовые нагрузки в А на медные провода и шнуры с резиновой или поливинилхлоридной изоляцией

Сечение токопрово- дящей жилы, мм 2Провода, проложенные в одной трубе
Провода, проложенные открытоДва одножильныхТри одножильныхЧетыре одножильныхОдин двухжильныйОдин трех-жильный
0,511
0,7515
1171615141514
1,2201816151614,5
1.5231917161815
2,0262422202319
2,5302725252521
3343228262824
4413835303227
5464239343731
6504642404034
со625451464843
10807060505550

Допустимые токовые нагрузки в А на кабели с алюминиевыми жилами, с резиновой или пластмассовой изоляцией в алюминиевой, свинцовой, поливинилхлоридной или резиновой оболочках, бронированные и небронированные

Сечение токопро-водящей жилы, мм 2Провода и кабели
ОдножильныеДвухжильныеТрехжильные
При прокладке
в воздухев воздухев землев воздухев земле
123456
2,52321341929
43129422738
63838553246
106055804270

Кабель обычно состоит из Сечение (точнее, площадь поперечного сечения) жилы определяется ее диаметром. Исходя из практических соображений при малых значениях силы тока сечение медной жилы берут не менее 1 мм 2 , а алюминиевой — 2 мм 2 . При достаточно больших токах сечение провода выбирают по подключаемой мощности. Обычно исходят из расчета, что нагрузка величиной 1 кВт требует 1,57 мм 2 сечения жилы. Отсюда следуют приближенные значения сечений провода, которых следует придерживаться при выборе его диаметра. Для алюминиевых проводов это 5 А на 1 мм 2 , для медных — 8 А на 1 мм 2 .

Проще говоря, если у вас стоит проточный водонагреватель на 5 кВт, то подключать его надо проводом, рассчитанным не менее чем на 25 А, и для медного провода сечение должно быть не менее 3,2 мм 2 .

Учтите, из ряда предпочтительных величин сечений (0,75; 1; 1,5; 2,5; 4; б мм 2 и т. д.) для алюминиевых проводов сечение выбирают на ступень выше, чем для медных, так как их проводимость составляет примерно 62% от проводимости медных. Например, если по расчетам для меди нужна величина сечения 2,5 мм 2 , то для алюминия следует брать 4 мм 2 , если же для меди нужно 4 мм 2 , то для алюминия — б мм 2 и т. д.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector