Ufass.ru

Стройка и ремонт
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Технические характеристики кабеля ВВГ

Технические характеристики кабеля ВВГ

vvg

Когда заходит речь про кабель ВВГ, технические характеристики могут в значительной степени варьироваться в зависимости от того, какого типа данный провод, какую он имеет маркировку, какое количество жил в него входит и иных параметров. Тем не менее, можно выделить ряд ключевых характеристик, что в той или иной степени относятся к каждому из силовых кабелей подобного типа.

Кабель ВВГ изготовляется по ГОСТ 16442-80.Код ОКП 352100.

Описание и техническая документация

Размеры кабеля во многом зависят от количества и типа жил, которые в него входят. Минимальный диаметр жилы даёт 1,5 мм 2 в площади её сечения. Максимальная же площадь сечения жилы равняется 240 мм 2 в одножильном кабеле, 95 мм 2 в двух-, четырёх- жильном и до 50 мм 2 в пятижильном. Сечения нулевых жил (в случае меньшего сечения, чем основные) и жил заземления в зависимости от сечения основных жил до 50 мм 2 приведены ниже.

Основные жилы1,52,5461016253550
Нулевая жила1,51,52,54610161625
Жила заземления1,01,52,52,546101616

Гораздо реже встречаются и более крупные варианты. Наибольшее распространение среди кабелей ВВГ с жилами неодинакового сечения имеют кабели с тремя основными и одной нулевой жилой (так называемые «три с плюсом»).

Схема кабеля ВВГ

Наружный диаметр электропровода прямо пропорционален числу жил и номинальному сечению. При площади в 1,5 мм 2 диаметр кабеля начинается от размера в 5 мм и может доходить до 53,5 мм в четырёхжильных вариантах. Таким же образом увеличивается и масса одного килограмма кабеля, начинаясь с 39 кг/км и доходя до нескольких тонн, так что вес провода необходимо учитывать, когда проектируется его прокладка.

Номинальные и минимальные значения радиальной толщины изоляции для кабелей ВВГ сечением до 50 мм 2 на рабочее напряжение 0,66 кВ и 1 кВ приведены в таблице.

Напряжение кабеля, квНоминальное сечение жил, ммНоминальная толщина изоляции, ммМинимальная толщина изоляции,мм
0,661 — 2,50,60,44
4 и 60,70,53
10 и 160,90,71
25 и 351,10,89
501,07
1-2,50,80,621,3
4-161,00,8
25 и 351,20,98
501,41,16

Толщина защитной оболочки электропровода ВВГ зависит от диаметра по скрутке изолированных жил под оболочкой. Номинальные и минимальные значения толщины оболочки приведены в таблице.

Диаметр под оболочкой, ммНоминальная толщина изоляции, ммМинимальная толщина изоляции,мм
До 61,20,92
6 – 151,51,18
15 – 201,71,35
20 – 301,91,52
30 – 402,11,69

Длительно-допустимый ток ВВГ

Длительно-допустимый ток, который поддерживает данный кабель, варьируется от количества жил, от их сечения, а также от того, где пролегает электропровод – в земле или на воздухе. Минимальный ток равен 19 А, в любом случае, лучше уточнить спецификации конкретного кабеля, что вы приобретаете. Допустимые токи нагрузки для электропровода сечением до 50мм 2 , проложенных на воздухе, указаны в таблице.

Номинальное сечение жил, мм2Допустимый ток нагрузки, А
С двумя основными жиламиС тремя основными жиламиС четырьмя основными жилами
1,5242119
2,5332826
4443734
6564945
10766661
161018781
25134115107
35166141131
50208177165

Номинальный ток, при этом, может быть 0,66 или 1 киловатт, а его частота равняется 50 герц. Мощность при минимальной площади сечения кабеля достигает 3,5 кВт. Что касается сопротивления, то оно варьируется от площади сечения жил. Когда оно равно 1,5 мм2, то сопротивление равно 12 МОм/км, когда оно менее 4 мм2 – 10 МОм/км, когда равно 5 мм2 – 9 МОм/км, а от 10 до 240 мм2 данный показатель равняется 7 МОм/км. Принято брать в расчёт сопротивление при температуре, равной +20 градусов Цельсия.

Технические характеристики силового кабеля ВВГ

Электрическое сопротивление токопроводящих жил кабеля до 50 мм 2 на постоянном токе должно быть не более указанного в таблице.

Номинальное сечение,мм 21,52,5461016253550
Сопротивление жилы, Ом/км12,17,414,613,081,831,150,7270,5240,387

Электрическое сопротивление изоляции на 1 км длины при температуре 20 0 С составляет не менее 7 – 12 МОм в зависимости от сечения жил.

Готовые кабели должны выдерживать испытания переменным напряжением частотой 50 Гц в течение 10 мин. Напряжение прикладывается между жилами и составляет 3 кВ для кабелей на номинальное напряжение 0,66 кВ и 3,5 кВ для кабелей на номинальное напряжение 1 кВ.

Читайте так же:
Как разбирается выключатель света с крутилкой

Условия хранения силового кабеля

kabel_nye_barabany

Провода хранятся под навесами, либо в помещениях закрытого типа. Также разрешено хранение кабеля на барабанах на открытых площадках в обшитом виде. При этом изменяется срок хранения: в помещениях закрытого типа срок хранения составит 10 лет, под навесом на открытом воздухе — 5 лет, на барабанах на открытых площадках — всего 2 года.

Масса и габариты: основные параметры

Примерные наружные размеры и массы отдельных кабелей сечением до 50 мм 2 для целей упаковки и транспортировки приведены в таблице ниже. В зависимости от производителя указанные цифры могут варьироваться с 10% отклонением.

Сечение кабеляЗначение наружного размера для целей упаковки и транспортировки, ммЗначение массы для целей упаковки и транспортировки, кг/км
Плоские кабели(а х в)
2х1,55 х 7,570
2х2,55,5 х 890
2х46 х 9,5140
2х67 х 10,5180
3х1,55 х 9,595
3х2,55,5 х 11135
3х46 х 13200
Кабели со скрученными жиламиДиаметр
3х1,5890
3х2,59,5135
3х411200
3х612260
3х1014,5410
3х1617590
3х2520,5810
3х35231300
3х50271700
3х4+1х2,512230
3х6+1х414310
3х10+1х616480
3х16+1х1019650
4х1,58,5110
4х2,510170
4х412240
4х613320
4х1016510
4х1619750
4х25231150
4х35261550
4х50312200
5х1,59,5135
5х2,511205
5х413300
5х614405
5х1017,5630
5х1621950
5х25261450
5х35291900
5х50352700

Температурный режим и условия эксплуатации

Особое внимание стоит уделить температурному режиму, под который приспособлены данные кабели. Температура, при которой происходит прокладка электрокабеля, не должна быть ниже -15 С. Эксплуатация допускается в более широких температурных диапазонах, которые начинаются на отметке в -50 С и доходят до +50 С. Впрочем, при возникновении нестандартных ситуаций температура может подниматься до +70 С без каких-либо проблем, а в аварийной ситуации кабель может выдержать и краткосрочный нагрев до +80 С. Влажность при этом не должна превышать 98%. Минимальный радиус изгиба — не менее 7,5 диаметра кабеля. Срок службы — 30 лет.

Выбор сечения кабеля на напряжение до 1000 В

Выбор сечения кабеля на напряжение до 1000 В независимо это электродвигатель или другая нагрузка. Сводится к определению длительно допустимых токов, то есть подбирается такое сечение кабеля, которое позволяет выдерживать длительно расчетные токи для заданного участка, без нанесения ущерба кабелю. Значения допустимых длительных токов для кабелей и проводов указаны в ПУЭ таблицы 1.3.4 – 1.3.30, ГОСТ 31996-2012, либо использовать каталожные данные завода-изготовителя.

Длительно допустимый ток:

  • для электроприемников:

Длительно допустимый ток для электроприемников

  • для электродвигателя:

Длительно допустимый ток для электродвигателя

При выборе сечения кабеля нужно учитывать поправочные коэффициенты на землю и воздух при прокладке кабеля, см ПУЭ таблицы 1.3.3, 1.3.23, 1.3.26.

Определение фактического длительно допустимого тока с учетом поправочных коэффициентов в соответствии с ПУЭ определяется по формуле:

фактически допустимый ток

  • Iд.т. – длительно допустимый ток для выбранного сечения кабеля, выбирается по ГОСТ 31996-2012 или определяется по каталогам завода-изготовителя.
  • k1 – поправочный коэффициент учитывающий температуру среды отличающуюся от расчетной, выбирается по таблице 1.3.3 ПУЭ.

ПУЭ таблица 1.3.3 выбирается коэффициент k1

  • k2 – поправочный коэффициент, который учитывает удельное сопротивление почвы (с учетом геологических изысканий), выбирается по ПУЭ таблица 1.3.23.

ПУЭ таблица 1.3.23 выбирается коэффициент k2

  • k3 – поправочный коэффициент, учитывающий снижение токовой нагрузки при числе работающих кабелей в одной траншее (в трубах или без труб), выбирается по ПУЭ таблица 1.3.26.

ПУЭ таблица 1.3.26 выбирается коэффициент k3

При этом должно выполняться условие:

Проверка сечения по условию соответствия выбранному аппарату максимальной токовой защите:

Сечение кабеля (провода), по условию соответствия выбранному аппарату максимальной токовой защите, определяется по формуле:

Проверка сечения по условию соответствия выбранному аппарату максимальной токовой защите

  • Iзащ. – ток уставки при котором срабатывает защитный аппарат;
  • kзащ. – коэффициент кратности длительно допустимого тока кабеля (провода) к току срабатывания защитного аппарата.

Данные значения Iзащ. и kзащ. Можно определить по таблице 8.7 [Л5. с. 207].

Таблица 8.7 определения Iзащ. и kзащ.

Проверка сечения на механическую прочность

Выбранное сечение кабеля (провода) должно быть не менее приведенного в ПУЭ таблица 2.1.1.

ПУЭ таблица 2.1.1 выбирается сечение кабеля по механической прочности

Проверка сечения по потере напряжения

После того как Вы выбрали сечение кабеля по длительно допустимому току, нужно проверить кабель на допустимые потери напряжения. То есть отклонение напряжения присоединенного к этой сети токоприемников не выходило за пределы допустимого.

Читайте так же:
Как называется светящийся провод

Согласно нормам допускаются следующие пределы отклонений напряжения на зажимах токоприемников [Л1. с 144].

Пределы отклонений напряжения на зажимах токоприемников

Потеря напряжения ∆U для трехфазной линии определяется по формулам [Л1. с 144]:

1. В конце линии присоединена одна нагрузка:

Пределы отклонений напряжения в конце линии

2. По длине линии присоединено несколько (n) нагрузок:

Пределы отклонений напряжения по длине линии

  • Iрасч. – расчетный ток, А;
  • L – длина участка, км;
  • cosφ – коэффициент мощности;
  • r0 и x0 — значения активных и реактивных сопротивлений определяем по таблице 2-5 [Л2.с 48].

Значения активных и реактивных сопротивлений определяем по таблице 2-5

Потерю напряжения ∆U для трехфазной линии, можно определить по упрощенным формулам:

1. В конце линии присоединена одна нагрузка:

Потеря напряжения по упрощенной формуле в конце линии

2. По длине линии присоединено несколько (n) нагрузок:

Потеря напряжения по упрощенной формуле по длине линии

  • Р –расчетный мощность, Вт;
  • L – длина участка, м;
  • U – напряжение, В;
  • γ – удельная электрическая проводимость провода, м/Ом*мм2;
  • для меди γ = 57 м/Ом*мм2;
  • для алюминия γ = 31,7 м/Ом*мм2;

Потерю напряжения ∆U для постоянного и однофазного переменного тока, можно определить по упрощенным формулам:

1. В конце линии присоединена одна нагрузка:

Потеря напряжения для постоянного и однофазного переменного тока в конце линии

2. По длине линии присоединено несколько (n) нагрузок:

Потеря напряжения для постоянного и однофазного переменного тока по всей длине линии

где:
s – сечение кабеля, мм2;

1. Справочная книга электрика. Под общей редакцией В.И. Григорьева. 2004 г.
2. Проектирование кабельных сетей и проводок. Хромченко Г.Е. 1980 г.
3. ГОСТ 31996-2012 Кабели силовые с пластмассовой изоляцией на номинальное напряжение 0,66, 1 и 3 кВ.
4. Правила устройства электроустановок (ПУЭ). Седьмое издание. 2008г.
5. Расчет и проектирование систем электроснабжения объектов и установок. Издательство ТПУ. Томск 2006 г.

Допустимые токовые нагрузки на провода и кабели

где I нд — допустимая длительная токовая нагрузка на провод, кабель или шину при нормальных условиях прокладки (см. табл.);
Кп — поправочный коэффициент, учитывающий изменения условий прокладки проводов и кабелей и равный произведению отдельных поправочных коэффициентов:

Поправочные коэффициенты учитывают:
К 1 — фактическую температуру окружающей среды;
К 2 — число проложенных в траншее рабочих кабелей;
К 3 — условия кратковременного или повторно-кратковременного режима работы электроприемников;
К 4 — сечение кабеля и его месторасположение при прокладке в блоке;
К 5 — напряжение кабеля при прокладке в блоке;
К 6 — общую среднесуточную нагрузку кабелей при прокладке в блоке;
K 7 — прокладку кабелей ,в двух параллельных блоках одинаковой конфигурации;
К 8 — прокладку проводов в коробах и лотках;
К 9 — увеличение допустимой нагрузки на кабели до 10 кв при аварийном режиме;
К 10 — расположение шин на изоляторах.
Допустимые длительные токовые нагрузки на провода и кабели приведены в таблицах для условий нагревания при получасовом максимуме токовой нагрузки, который представляет собой наибольшую из средних получасовых токовых нагрузок данного элемента сети.

Поправка на температуру окружающей среды.
Нормальной температурой окружающей среды при прокладке проводов и кабелей на воздухе считается +25°С и при прокладке кабелей в земле или воде +15° С. При фактической температуре воздуха или земли, отличной от указанных выше значений, вводится поправочный коэффициент К 1 , определяемый из табл. 4-32 в зависимости от нормированной температуры проводов, шин или жил кабелей, указанной в табл. 4-33. Этот коэффициент рекомендуется применять только в случаях значительного отклонения температуры от нормальной (районы Крайнего Севера, вечной мерзлоты, тропики и т. п.).
Для голых проводов воздушных линий электропередачи напряжением выше 1000 В поправочный коэффициент на температуру воздуха не применяется.

Таблица 4-32 Поправочный коэффициент К1 на температуры земли и воздуха для токовых нагрузок на кабели, неизолированные и изолированные провода и шины
Расчетная температура среды °СНормированная температура жил °СПоправочный коэффициент при фактической температуре среды °С
-5+5+10+15+20+25+30+35+40+45+50
15
25
25
15
25
15
25
15
25
15
25
80
80
70
65
65
60
60
55
55
50
50
1,14
1,24
1,29
1,18
1,32
1,20
1,36
1,22
1,41
1,25
1,48
1,11
1,20
1,24
1,14
1,27
1,15
1,31
1,17
1,35
1,20
1,41
1,08
1,17
1,20
1,10
1,22
1,12
1,25
1,12
1,29
1,14
1,34
1,04
1,13
1,15
1,05
1,17
1,06
1,20
1,07
1,23
1,07
1,26
1,00
1,09
1,11
1,00
1,12
1,00
1 ,13
1,00
3,15
1,00
1,18
0,96
1,04
1,95
0,95
1,06
0,94
1,07
0,93
1,08
0,93
1,09
0,92
1,00
1,00
0,89
1,00
0,88
1,00
0,86
1,00
0,84
1,00
0,88
0,95
0,94
0,84
0,94
0,82
0,93
0,79
0,91
0,76
0,89
0,83
0,90
0,88
0,77
0,87
0,75
0,85
0,71
0,82
0,66
0,78
0,78
0,85
0,81
0,71
0,79
0,67
0,76
0,61
0,71
0,54
0,63
0,73
0,80
0,74
0,63
0,71
0,57
0,66
0,50
0,58
0,37
0,45
0,68
0,74
0,67
0,55
0,61
0,47
0,54
0,36
0,41

Таблица 4-33 Допустимые температуры нагревания проводов, кабелей и шин
НаименованиеНаибольшая допустимая температура проводов, кабелей и шин при нагревании длительной токовой нагрузкой, °С
Голые провода и шины+70
Провода и кабели с резиновой или пластмассовой (полихлорвиниловой или полиэтиленовой) изоляцией на:
напряжение до 6 кв+65
Кабели с пластмассовой изоляцией на напряжение 10 кв+60
Кабели с бумажной изоляцией, пропитанной маслоканифольной или нестекающей массой на напряжение, кв:
до 3+80
6+65
10+60

Поправка на количество кабелей, проложенных в общей траншее.
При прокладке в общей траншее более одного кабеля вводится поправочный коэффициент К2, определяемый по табл. 4-21. Ненагруженные резервные кабели при этом не учитываются.
Если часть кабелей, проложенных в общей траншее, загружена полностью, а другая часть — только на 50%, то при определении нагрузки, допустимой для полностью загруженных кабелей, принимаются коэффициенты согласно табл. 4-35.
Поправка на повторно-кратковременный и кратковременный режимы работы.
При повторно-кратковременном или кратковременном режиме работы электроприемников вводится поправочный коэффициент, равный:

где ПВ — относительная продолжительность рабочего периода, равная отношению времени tр включения электроприемника к общему времени длительности цикла повторно-кратковременного режима tц:

Коэффициент Кз, учитывающий повторно-кратковременный режим работы электроприемников, вводится для медных проводников сечением не меньше 10 мм2 и алюминиевых сечением не меньше 16 мм2 при условии, что продолжительность рабочего периода не превышает 4 мин, а продолжительность последующей паузы не менее 6 мин.

Поправка для кабелей, проложенных в блоках.
Допустимые длительные токовые нагрузки для прокладываемых в блоках медных трехжильных кабелей сечением 95 мм2 на напряжение 10 кв в зависимости от конфигурации блока и месторасположения кабеля в блоке. Для других условий прокладки медных кабелей в блоке вводятся поправочные коэффициенты: на сечение кабеля — К 4 , на напряжение — К 5 по табл. 4-24, на среднесуточную нагрузку кабелей, проложенных в блоке, — К 6 по табл. 4-25 и на условие прокладки в двух блоках одинаковой конфигурации — К 7 по табл. 4-26.

Поправка на прокладку проводников в коробах и лотках.
При прокладке проводников в коробах, а также лотках пучками допустимые длительные токовые нагрузки принимаются при числе проводов до 4 по табл., как для проводников, проложенных в трубах.
При числе одновременно нагруженных проводников более 4, проложенных в трубах, коробах, а также лотках пучками, нагрузки на проводники должны приниматься для открытой прокладки (в воздухе) с введением поправочного коэффициента K 8 , равного для пяти-шести проводников 0,68, для семи — девяти проводников 0,63 и для 10-12 проводников 0,6.
Токовые нагрузки на провода, проложенные в лотках при однорядной прокладке (не в пучках), следует принимать, как для проводов, проложенных в воздухе.

Поправка для кабелей с бумажной изоляцией, работающих в аварийных условиях.
Для кабелей с бумажной пропитанной изоляцией напряжением до 10 кв включительно, работающих в нормальном длительном режиме с нагрузкой, не превышающей 80% допустимого длительного тока по нагреванию, на время ликвидации аварии (не более 5 суток) допускается в часы максимума (длительностью не более б ч) перегрузка до 130%, что учитывается введением коэффициента К 9 =1,3.

Поправка для шин при их креплении на изоляторах плашмя.
Допустимые токовые нагрузки для шин прямоугольного сечения при вертикальном расположении их на изоляторах приведены в табл. 4-30. При расположении шин на изоляторах плашмя к допустимой нагрузке вводится поправочный коэффициент К 10 , равный для шин с шириной полос до 60 мм 0,95 и для шин с шириной полос более 60 мм 0,92.
Для кабелей, проложенных на воздухе, допустимые длительные токовые нагрузки приняты для расстояний в свету между кабелями при прокладке их внутри и вне зданий и в туннелях не менее 35 мм и при прокладке в каналах не менее 50 мм при любом числе проложенных кабелей. Допустимые длительные токовые нагрузки на одиночные кабели, прокладываемые в земле в трубах без искусственной вентиляции, должны приниматься, как для тех же кабелей, прокладываемых в воздухе.
При смешанной прокладке кабелей допустимые длительные токовые нагрузки принимаются для участка трассы с наихудшими тепловыми условиями, если длина этого участка более 10 м. В указанном случае при большой общей протяженности кабельной трассы рекомендуется применять кабельную вставку большего сечения, чтобы не увеличивать сечение кабеля на всем протяжении.

От чего зависит длительно допустимый ток кабеля

От чего зависит длительно допустимый ток кабеля? Для ответа на этот вопрос нам придется рассмотреть переходные тепловые процессы, происходящие в условиях когда про проводнику течет электрический ток. Нагрев и охлаждение проводника, его температура, связь с сопротивлением и сечением, — все это станет предметом данной статьи.

Переходный процесс

Для начала рассмотрим обычный цилиндрический проводник длиной L, диаметром d, площадью поперечного сечения F, сопротивлением R, объемом V, равным, очевидно, F*L, по которому течет ток I, удельная теплоемкость металла, из которого изготовлен проводник — C, масса проводника равна

где Ω — плотность металла проводника, S = пи*d*L – площадь боковой стенки, через которую происходит охлаждение, Тпр — текущая температура проводника, Т0 — температура окружающей среды, и, соответственно, T = Тпр — Т0 — изменение температуры. Ктп — коэффициент теплопередачи, численно характеризующий количество теплоты, передаваемое с единицы поверхности проводника за 1 секунду при разности температур в 1 градус.

На рисунке показаны графики изменения тока и температуры в проводнике с течением времени. С момента времени t1 до момента времени t3, по проводнику протекал ток I.

Здесь можно видеть, как после включения тока температура проводника постепенно повышается, и в момент времени t2 она перестает нарастать, стабилизируется. Но после отключения тока в момент времени t3, температура начинает постепенно спадать, и в момент времени t4 она снова становится равна исходному значению (T0).

Так, можно записать для процесса нагрева проводника уравнение теплового баланса, дифференциальное уравнение, где будет отражено, что тепло, выделившееся на проводнике, частично поглощается самим проводником, а частично — отдается окружающей среде. Вот это уравнение:

В левой части уравнения (1) — количество теплоты, выделившееся в проводнике за время dt, прохождения по нему тока I.

Первое слагаемое в правой части уравнения (2) — количество теплоты, поглощенное материалом проводника, от которого температура проводника увеличилась на dT градусов.

Второе слагаемое правой части уравнения (3) — количество теплоты, которое было передано от проводника окружающей среде за время dt, и оно связано с площадью поверхности проводника S и с разницей температур Т через коэффициент теплопроводности Ктп.

Сначала, при включении тока, все выделяющееся в проводнике тепло идет на нагрев непосредственно проводника, что и приводит к росту его температуры, и это связано с теплоемкостью С материала проводника.

С ростом температуры разность температур Т между самим проводником и окружающей средой соответственно увеличивается, и выделяющееся тепло частично идет уже и на повышение температуры окружающей среды.

Когда температура проводника достигает установившегося стабильного значения Туст, в этот момент все выделяющееся с поверхности проводника тепло передается окружающей среде, поэтому температура проводника больше не растет.

Решением дифференциального уравнения теплового баланса будет:

На практике сей переходный процесс длится не более трех постоянных времени (3*τ), и через это время температура достигает 0,95*Туст. Когда переходный процесс нагрева прекращается, уравнение теплового баланса упрощается, и установившуюся температуру можно легко выразить:

Длительно допустимый ток

Теперь можно подойти к тому, какого именно значения ток представляется длительно допустимым током для проводника или кабеля. Очевидно, для каждого проводника или кабеля есть определенная нормальная длительная температура, согласно его документации. Это такая температура, при которой кабель или провод может без вреда для себя и для окружающих находиться непрерывно и долго.

Из приведенного выше уравнения становится ясно, что такой температуре ставится в соответствие конкретное значение тока. Этот ток и называется длительно допустимым током кабеля. Это такой ток, который при прохождении по проводнику в течение длительного времени (более трех постоянных времени) нагревает его до допустимой, то есть нормальной температуры Тдд.

Здесь: Iдд — длительно допустимый ток проводника; Тдд — допустимая температура проводника.

Для решения практических задач удобнее всего длительно допустимый ток определять по специальным таблицам из ПУЭ.

Вид проводникаДлительно допустимая температураКратковременно допустимая температура
Голый проводник или шина70 о СМедь — 300 о С
Голый проводник или шина70 о САлюминий — 200 о С
Кабель в бумажной изоляции до 3 кВ80 о С200 о С
Кабель в бумажной изоляции до 6 кВ65 о С200 о С
Кабель в бумажной изоляции до 10 кВ60 о С200 о С
Кабель в бумажной изоляции до 35 кВ50 о С125 о С
Кабель в резиновой изоляции до 1 кВ65 о С150 о С
Кабель в ПВХ изоляции до 1 кВ65 о С150 о С
Кабель в изоляции из сшитого полиэтилена до 1 кВ90 о С250 о С

В случае короткого замыкания через проводник течет значительный ток короткого замыкания, который может существенно нагреть проводник, превысив его нормальную температуру. По этой причине для проводников характерно минимальное сечение исходя из условия кратковременного нагрева проводника током короткого замыкания:

Здесь: Iк — ток короткого замыкания в амперах; tп — приведенное время действия тока короткого замыкания в секундах; С — коэффициент, который зависит от материала и конструкции проводника, и от кратковременно допустимой температуры.

Электрический кабель в магазине

Связь с сечением

Теперь посмотрим, как зависит длительно допустимый ток от сечения проводника. Выразив площадь боковой стенки через диаметр проводника (формулы в начале статьи), приняв, что сопротивление связано с площадью сечения и удельным сопротивлением материала проводника, и подставив всем известную формулу для сопротивления в формулу для Iдд, приводимую выше, получим для длительно допустимого тока Iдд формулу:

Легко видеть, что связь длительно допустимого тока проводника Iдд с сечением F отнюдь не прямо пропорциональная, здесь площадь сечения возведена в степень ¾, а это значит, что длительно допустимый ток возрастает медленнее, чем сечение проводника. Остальные константы, такие как удельное сопротивление, коэффициент теплопередачи, допустимая температура — для каждого проводника индивидуальны по определению.

На самом деле, так и есть, зависимость не может быть прямой, ведь чем сечение проводника оказывается больше, тем более ухудшаются условия охлаждения внутренних слоев проводника, потому и допустимая температура достигается при меньшей плотности тока.

Если во избежание перегрева использовать проводники увеличенного сечения, это приведет к перерасходу материала. Гораздо выгоднее применять несколько проводников небольшого сечения, уложенных параллельно, то есть использовать многожильные проводники или кабели. А связь длительно допустимого тока и площади сечения в целом получается вот такой:

F124
I дд11,682,83

Ток и температура

Для расчета температуры проводника при известном токе и заданных внешних условиях, рассматривают установившийся режим, когда температура проводника достигла значения Туст, и больше не растет. Исходные данные — ток I, коэффициент теплопередачи Ктп, сопротивление R, площадь боковой стенки S, температура окружающей среды Т0:

Аналогичный расчет для длительно допустимого тока:

Здесь за Т0 принимают расчетную температуру окружающей среды, например +15°C для прокладки под водой и в земле, или +25°C для прокладки на открытом воздухе. Результаты таких расчетов приводятся в таблицах длительно допустимых токов, и для воздуха принимают температуру в +25°C, поскольку это средняя температура наиболее жаркого месяца.

Разделив первое уравнение на второе, и выразив температуру проводника, можно получить формулу для нахождения температуры проводника при токе, отличном от длительно допустимого, и при заданной температуре окружающей среды, если длительно допустимый ток и длительно допустимая температура известны, и не нужно прибегать к использованию других констант:

Из данной формулы видно, что превышение температуры оказывается пропорционально квадрату тока, и если ток возрастет в 2 раза, то превышение температуры возрастет в 4 раза.

Электрический кабель в электрощите

Если внешние условия отличаются от расчетных

В зависимости от реальных внешних условий, которые могут отличаться от расчетных в зависимости от способа прокладки, например несколько параллельно расположенных проводников (кабель) или прокладка в земле при другой температуре, требуется корректировка предельно допустимого тока.

Тогда вводят поправочный коэффициент Кт, на который домножают длительно допустимый ток при известных (табличных) условиях. Если внешняя температура ниже расчетной, то коэффициент больше единицы, если выше расчетной, то, соответственно, и Кт меньше единицы.

При прокладке нескольких параллельных проводников очень близко друг к другу, они станут друг друга дополнительно подогревать, но только при условии неподвижной внешней среды вокруг. Реальные условия зачастую располагают к тому, что окружающая среда подвижна (воздух, вода), и конвекция приводит к охлаждению проводников.

Если же среда почти неподвижна, например при прокладке в трубе под землей или в коробе, то взаимный подогрев вызовет снижение длительно допустимого тока, и тут нужно снова ввести поправочный коэффициент Кn, который приводится в документации к кабелям и проводам.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector