ГОСТ Р МЭК 60287-2-1-2009 Кабели электрические. Расчет номинальной токовой нагрузки. Часть 2-1. Тепловое сопротивление. Расчет теплового сопротивления.
ГОСТ Р МЭК 60287-2-1-2009
Группа Е49
НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Кабели электрические. Расчет номинальной токовой нагрузки
Часть 2-1
ТЕПЛОВОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ. РАСЧЕТ ТЕПЛОВОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ
Electric cables. Calculation of the current rating. Part 2-1. Thermal resistance. Calculation of thermal resistance
ОКС 29.060.20
ОКП 35 0000
Дата введения 2010-01-01
Предисловие
Цели и принципы стандартизации в Российской Федерации установлены Федеральным законом от 27 декабря 2002 г. N 184-ФЗ "О техническом регулировании", а правила применения национальных стандартов Российской Федерации - ГОСТ Р 1.0-2004 "Стандартизация в Российской Федерации. Основные положения"
Сведения о стандарте
1 ПОДГОТОВЛЕН Открытым акционерным обществом "Всероссийский научно-исследовательский, проектно-конструкторский и технологический институт кабельной промышленности (ОАО "ВНИИКП") на основе собственного аутентичного перевода стандарта, указанного в пункте 4
2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 46 "Кабельные изделия"
3 УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 26 июня 2009 г. N 218-ст
4 Настоящий стандарт идентичен международному стандарту МЭК 60287-2-1:1994 "Кабели электрические. Расчет номинальной токовой нагрузки. Часть 2-1. Тепловое сопротивление. Расчет теплового сопротивления" (IEC 60287-2-1:1994 "Electric cables - Calculation of the current rating - Part 2-1: Thermal resistance - Calculation of thermal resistance") с Изменениями N 1 (2001 г.), N 2 (2006 г.) и поправкой N 1 (2008 г.), которые выделены в тексте слева двойной вертикальной линией.
При применении настоящего стандарта рекомендуется использовать вместо ссылочных международных стандартов соответствующие им национальные стандарты Российской Федерации, сведения о которых приведены в дополнительном приложении А
5 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ
Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодно издаваемом информационном указателе "Национальные стандарты", а текст изменений и поправок - в ежемесячно издаваемых информационных указателях "Национальные стандарты". В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ежемесячно издаваемом информационном указателе "Национальные стандарты". Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет
Введение
Стандарт МЭК 60287 разделен на три части для того, чтобы при его пересмотре или внесении изменений с этим документом было удобно работать.
Каждая часть состоит из разделов, опубликованных в виде отдельных стандартов:
Часть 1 - Формулы для расчета номинальных токовых нагрузок и потерь энергии;
Часть 2 - Формулы для расчета теплового сопротивления;
Часть 3 - Разделы по условиям эксплуатации.
Настоящий стандарт содержит методы расчета внутреннего и внешнего тепловых сопротивлений кабелей, проложенных на воздухе, в каналах и земле.
Формулы, рекомендуемые в стандартах серии МЭК 60287, содержат величины, изменяющиеся в зависимости от конструкции кабеля и применяемых материалов. Указанные в таблицах данных стандартов значения соответствуют установленным международным (например, электрические удельные сопротивления и температурные коэффициенты сопротивления) либо общепринятым в практике значениям (например, тепловые удельные сопротивления и диэлектрические постоянные материалов). Если указанные в таблицах значения относятся к общепринятым в практике, то некоторые из них не являются характеристикой качества новых кабелей, а относятся к кабелям после длительного периода эксплуатации. Для того чтобы можно было получить однородные и сравнимые результаты, необходимо рассчитывать номинальные токовые нагрузки по значениям, указанным в стандартах данной серии. Если точно известно, что конкретным материалам и конструкциям соответствуют другие значения, то можно использовать эти значения, при условии, что они, а также соответствующие номинальные токовые нагрузки, будут указаны.
Значения, относящиеся к условиям эксплуатации кабелей, могут значительно отличаться друг от друга в разных странах. Например, что касается температуры окружающей среды и удельного теплового сопротивления почвы, их значения в разных странах определяют, исходя из различных соображений. Поверхностные сравнения значений, применяемых в разных странах, могут привести к ошибочным заключениям, если они не основаны на общем критерии (например, могут быть различными предполагаемые сроки службы кабелей, в некоторых странах конструкция основана на максимальных значениях теплового удельного сопротивления почвы, в то время как в других странах используют средние значения). В частности, что касается теплового удельного сопротивления почвы, известно, что эта величина очень зависит от содержания влаги в почве и может значительно изменяться с течением времени в зависимости от типа почвы, топографических и метеорологических условий, а также нагрузки кабеля.
Для выбора значений различных параметров необходимо использовать следующую процедуру.
Числовые значения должны основываться, главным образом, на результатах соответствующих измерений. Часто оказывается, что эти результаты уже включены в национальные технические требования в качестве рекомендуемых значений, так что расчет может быть основан на значениях, используемых в данной стране (обзор таких значений приводится в [1]).
Перечень информации, необходимой для выбора соответствующего типа кабеля, приведен в [1].
1 Общие положения
1.1 Область применения
Настоящий стандарт рассматривает условия установившегося режима работы кабелей при любом переменном напряжении и постоянном напряжении до 5 кВ, проложенных непосредственно в земле, в каналах, желобах или стальных трубах, с частичным осушением почвы или без, а также кабелей, проложенных на воздухе. Термин "установившийся режим" означает ток постоянной величины при непрерывном режиме работы (100%-ный коэффициент нагрузки), достаточный для того, чтобы асимптотически создать максимальную температуру жилы при постоянных условиях окружающей среды.
Настоящий стандарт содержит формулы для расчета теплового сопротивления.
Формулы, приведенные в настоящем стандарте, являются достаточно точными и в то же время позволяют варьировать некоторые важные параметры. Эти параметры можно разделить на группы:
- параметры, относящиеся к конструкции кабеля (например, удельное тепловое сопротивление изоляционного материала), для которых были выбраны характерные значения, основанные на опубликованных работах;
- параметры, относящиеся к условиям окружающей среды, которые могут быть очень разнообразны, выбор этих параметров зависит от страны, в которой используются или должны использоваться кабели;
- параметры, которые принимают по соглашению между изготовителем и потребителем, и которые касаются запаса надежности работы кабеля (например, максимальная температура жилы).
1.2 Обозначения
В настоящем стандарте применены следующие обозначения:
|
|
|
|
|
- наружный диаметр брони, мм; | ||||
- внутренний диаметр канала, мм; | ||||
- наружный диаметр кабеля или эквивалентный диаметр группы изолированных жил в кабеле, проложенном в трубе, мм; | ||||
- наружный диаметр кабеля, используемый в 2.2.1, м; | ||||
- наружный диаметр канала, мм; | ||||
- наружный диаметр металлической оболочки, мм; | ||||
- диаметр воображаемого соосного цилиндра, касающегося выступов гофрированной оболочки, мм; | ||||
- диаметр воображаемого соосного цилиндра, касающегося наружной поверхности впадин гофрированной оболочки, мм, ; | ||||
- диаметр воображаемого цилиндра, касающегося внутренней поверхности выступов гофрированной оболочки, мм, ; | ||||
- диаметр воображаемого цилиндра, касающегося внутренней поверхности впадин гофрированной оболочки, мм; | ||||
- константа, используемая в 2.2.1.1; | ||||
- коэффициент для кабелей с поясной изоляцией, определенный в 2.1.1.2.2; | ||||
- коэффициент для кабелей с поясной изоляцией, определенный в 2.1.1.2.5; | ||||
- геометрический фактор для кабелей с поясной изоляцией; | ||||
- геометрический фактор для кабелей с отдельно освинцованными изолированными жилами (кабели типа SL) и для кабелей с отдельными алюминиевыми оболочками по каждой изолированной жиле (кабели типа SA); | ||||
- интенсивность солнечного излучения (см. 2.2.1.2), Вт/м ; | ||||
- коэффициент экранирования для теплового сопротивления экранированных кабелей; | ||||
- коэффициент, используемый в 2.2.1; | ||||
- глубина прокладки до оси кабеля или центра треугольника (при расположении кабелей треугольником), мм; | ||||
- расстояние от поверхности земли до центра группы каналов, мм; | ||||
- число кабелей под нагрузкой в группе каналов (см. 2.2.7.3); | ||||
- тепловое сопротивление на фазу между жилой и оболочкой, К·м/Вт; | ||||
- тепловое сопротивление между оболочкой и броней, К·м/Вт; | ||||
- тепловое сопротивление наружного защитного покрытия, К·м/Вт; | ||||
- тепловое сопротивление окружающей среды (отношение превышения температуры поверхности кабеля над температурой окружающей среды к потерям на единицу длины), К·м/Вт; | ||||
- тепловое сопротивление окружающей среды с поправкой на солнечное излучение, К·м/Вт; | ||||
- тепловое сопротивление между кабелем и каналом (трубой), К·м/Вт; | ||||
- тепловое сопротивление канала (трубы), К·м/Вт; | ||||
- тепловое сопротивление среды, окружающей канал (трубу), К·м/Вт; | ||||
- константы, используемые в 2.2.7.1; | ||||
- диэлектрические потери на единицу длины на фазу, Вт/м; | ||||
- потери, рассеиваемые в кабеле , Вт/м; | ||||
- общая энергия, рассеиваемая в желобе, на единицу длины, Вт/м; | ||||
- константа, используемая в 2.2.7.1; | ||||
- константа, используемая в 2.2.1.1; | ||||
- наружный диаметр поясной изоляции, мм; | ||||
- наружный диаметр жилы, мм; | ||||
- минимальный диаметр овальной жилы, мм; | ||||
- максимальный диаметр овальной жилы, мм; | ||||
- максимальный диаметр экрана или оболочки при овальной жиле, мм; | ||||
- минимальный диаметр экрана или оболочки при овальной жиле, мм; | ||||
- диаметр эквивалентной круглой жилы с такой же площадью поперечного сечения и степенью уплотнения, что и фасонная жила, мм; | ||||
- константа, используемая в 2.2.1.1; | ||||
- коэффициент теплового рассеяния, Вт/м К ; | ||||
- натуральный логарифм (логарифм по основанию ); | ||||
- число жил в кабеле; | ||||
- часть периметра кабельного желоба, эффективного в части рассеяния тепла (см. 2.2.6.2), м; | ||||
- радиус окружности, описанной вокруг двух или трех фасонных жил, мм; | ||||
- расстояние между осями соседних кабелей, расположенных в группе из трех не соприкасающихся друг с другом кабелей, проложенных горизонтально, мм; | ||||
- толщина изоляции между жилами, мм; | ||||
- толщина изоляции между жилами и оболочкой, мм; | ||||
- толщина подушки, мм; | ||||
- толщина защитного покрытия, мм; | ||||
- толщина изоляции жилы, включая экранирующие ленты плюс половина толщины любых неметаллических лент поверх скрученных жил, мм; | ||||
- толщина оболочки, мм; | ||||
- (см. 2.2.2); | ||||
- (см. 2.2.7.3); | ||||
, | - стороны группы каналов ( ) (см. 2.2.7.3), мм; | |||
- средняя температура среды между кабелем и каналом (трубой), °С; | ||||
- допустимое превышение температуры жилы над температурой окружающей среды, К; | ||||
- коэффициент, характеризующий диэлектрические потери при определении для кабелей, проложенных на воздухе, К; | ||||
- коэффициент, характеризующий диэлектрические потери и прямое солнечное излучение при определении для кабелей, проложенных на воздухе, с использованием рисунка 8, К; | ||||
- разность между средней температурой воздуха в канале и температурой окружающей среды, К; | ||||
- разность между температурой поверхности кабеля на воздухе и температурой окружающей среды, К; | ||||
- повышение температуры воздуха в кабельном желобе, К; | ||||
| - соответственно, отношение общих потерь в металлических оболочках и отношение общих потерь в броне к общим потерям в жилах (или потерь в одной оболочке или броне к потерям в одной жиле); | |||
- коэффициент потерь для среднего кабеля;
- коэффициент потерь для внешнего кабеля с наибольшими потерями;
- коэффициент потерь для внешнего кабеля с наименьшими потерями; | Три кабеля, расположенные в одной плоскости без транспозиции, с оболочками, соединенными на обоих концах. | |||
| - удельное тепловое сопротивление изоляции, К·м/Вт; | |||
| - удельное тепловое сопротивление материала заполнителя, К·м/Вт; | |||
- удельное тепловое сопротивление земли, окружающей группу каналов, К·м/Вт; | ||||
- удельное тепловое сопротивление бетона, используемого для группы каналов, К·м/Вт; | ||||
- удельное тепловое сопротивление металлических экранов многожильных кабелей, К·м/Вт; | ||||
- удельное тепловое сопротивление материала, К·м/Вт; | ||||
- коэффициент поглощения солнечного излучения поверхностью кабеля. |
2 Расчет тепловых сопротивлений
При выполнении расчетов тепловых сопротивлений принято, что экран из металлических лент является составной частью жилы или оболочки, а электропроводящие слои (включая ленты из электропроводящей бумаги) считаются составной частью изоляции. В этой связи следует изменить определенные размеры элементов кабеля.
2.1.1.1 Одножильные кабели
2.1.1.2 Кабели с поясной изоляцией
2.1.1.2.1 Двухжильные кабели с круглыми жилами и поясной изоляцией
2.1.1.2.2 Двухжильные кабели с сегментными жилами и поясной изоляцией
2.1.1.2.3 Трехжильные кабели с круглыми жилами и поясной изоляцией
|
|
| Для трехжильных кабелей с круглыми жилами и поясной изоляцией определяют по формуле |
| , (4) |
| где - удельное тепловое сопротивление изоляции, К·м/Вт; - удельное тепловое сопротивление материала заполнителя, К·м/Вт. Геометрический фактор приведен на рисунке 3. Примечание - Для кабелей с бумажной пропитанной изоляцией , следовательно, второй член в правой части вышеприведенного уравнения можно не учитывать. Для кабелей с экструдированной изоляцией удельное тепловое сопротивление материала заполнителя может находиться в пределах от 6 до 13 К·м/Вт, в зависимости от материала заполнителя и его уплотнения. Для волокнистого полипропиленового заполнителя рекомендуется значение 10 К·м/Вт.
Вышеприведенное уравнение применяется для кабелей с экструдированной изоляцией, в которых каждая изолированная жила имеет отдельный проволочный экран, и для кабелей с общим металлическим экраном по трем изолированным жилам. |
2.1.1.2.4 Трехжильные кабели с овальными жилами и поясной изоляцией
2.1.1.2.5 Трехжильные кабели с секторными жилами и поясной изоляцией
2.1.1.3 Трехжильные кабели, экранированные металлической лентой
|
|
| 2.1.1.3.1 Экранированные кабели с круглыми жилами
Кабели с бумажной изоляцией данного типа можно рассматривать как кабели с поясной изоляцией, для которых 0,5. |
|
|
| Трехжильные кабели с экструдированной изоляцией и отдельными экранами из медных лент по каждой изолированной жиле следует рассматривать как кабели типа SL (см. 2.1.1.5, 2.1.2.2).
Для трехжильных кабелей с экструдированной изоляцией и отдельными экранами из медных проволок по каждой изолированной жиле или общим металлическим экраном по трем изолированным жилам см. 2.1.1.2.3. |
2.1.1.3.2 Экранированные кабели с овальными жилами
2.1.1.3.3 Экранированные кабели с секторными жилами
2.1.1.4 Маслонаполненные кабели
2.1.1.4.1 Трехжильные кабели с круглыми жилами, с экранами из металлизированных бумажных лент по изолированным жилам, с маслопроводящими каналами между жилами
Для формулы (8) предположено, что металлические каналы и масло, находящееся в них, имеют очень высокую по сравнению с изоляцией теплопроводность, и поэтому формулу применяют независимо от металла, из которого изготовлен канал, и от его толщины.
2.1.1.4.2 Трехжильные кабели с круглыми жилами, с экранами из металлических лент по изолированным жилам, с маслопроводящими каналами между жилами
Примечание - Данную формулу применяют независимо от используемых металлов ленточных экранов и маслопроводящих каналов.
2.1.1.4.3 Трехжильные кабели с круглыми жилами с экранами из металлических лент по изолированным жилам, без заполнителей и маслопроводящих каналов, с обмоткой плетеной медной лентой по скрученным изолированным жилам и в алюминиевой гофрированной оболочке
Примечание - Формулу (10) применяют независимо от используемого металла ленточных экранов.
2.1.1.5 Кабели типов SL и SA
2.1.2.1 Одножильные, двухжильные и трехжильные кабели, имеющие общую металлическую оболочку
2.1.2.2 Кабели типов SL и SA
Тепловое сопротивление заполнителя и подушки под броней определяют по формуле
2.1.4 Кабели в трубопроводах
Для трехжильных кабелей данного типа имеет место следующее:
2.2.1 Кабели, проложенные на воздухе
2.2.1.1 Кабели, защищенные от прямого солнечного излучения
где
Для кабелей в незаполненных желобах см. 2.2.6.
Затем проводят расчет по формуле
2.2.1.2 Кабели, подвергающиеся прямому воздействию солнечного излучения
При этом:
Альтернативный графический метод приведен на рисунке 8.
2.2.2 Одиночные изолированные кабели, проложенные в земле
2.2.3 Группы кабелей, проложенных в земле (не соприкасающихся)
Для указанного способа прокладки расчет проводят, используя принцип наложения, исходящий из допущения, что каждый кабель действует как линейный источник и не искажает свое тепловое поле из-за присутствия других кабелей.
Эти случаи прокладки подразделяются на два основных вида:
- первый и наиболее общий случай - это группа неодинаково нагруженных кабелей разной конструкции. Для этого случая могут быть даны только общие указания по методу расчета;
- второй, частный случай - это группа одинаково нагруженных идентичных кабелей, для этого случая расчеты могут быть проведены достаточно просто.
2.2.3.1 Неодинаково нагруженные кабели
Этот расчет проводится для всех кабелей данной группы и выполняется повторно в тех случаях, когда необходимо исключить возможность перегрева какого-либо кабеля.
2.2.3.2 Одинаково нагруженные идентичные кабели
Для простых конфигураций кабелей эта формула может быть значительно упрощена. Нижеприведенные примеры упрощения были получены с использованием принципа наложения.
2.2.3.2.1 Два кабеля с одинаковыми потерями, расположенные в горизонтальной плоскости, на расстоянии друг от друга
2.2.3.2.2 Три кабеля с приблизительно равными потерями, расположенные в горизонтальной плоскости, равноудаленные друг от друга
2.2.3.2.3 Три кабеля с разными потерями в оболочке, расположенные в горизонтальной плоскости, равноудаленные друг от друга
2.2.4 Группы кабелей, проложенных в земле и одинаково нагруженных (соприкасающихся)
|
|
| 2.2.4.1 Два одножильных кабеля, расположенных в одной плоскости
2.2.4.1.1 Кабели с металлической оболочкой
Примечание - Кабели с металлической оболочкой относят к кабелям, для которых можно сделать допущение, что у них имеется металлический слой, обеспечивающий изотерму на или непосредственно под наружной оболочкой.
|
|
при 5. (31) |
| 2.2.4.1.2 Кабели с неметаллической оболочкой
Примечание - Кабели с неметаллической оболочкой относят к кабелям, в которых металлический слой недостаточен для обеспечения изотермы на или непосредственно под наружной оболочкой.
|
| при 5. (32) |
| Формула (32) используется для кабелей с неметаллической оболочкой, имеющих экран из медных проволок, и для внешнего теплового сопротивления неметаллических соприкасающихся каналов (см. 2.2.7.3).
2.2.4.2 Три одножильных кабеля, расположенных в одной плоскости
2.2.4.2.1 Кабели с металлическими оболочками
Примечание - Кабели с металлической оболочкой относят к кабелям, для которых можно сделать допущение, что у них имеется металлический слой, обеспечивающий изотерму на или непосредственно под наружной оболочкой.
|
| при 5. (33) |
| 2.2.4.2.2 Кабели с неметаллическими оболочками
Примечание - Кабели с неметаллической оболочкой относят к кабелям, в которых металлический слой недостаточен для обеспечения изотермы на или непосредственно под наружной оболочкой.
|
| при 5. (34) |
| Формула (34) используется для кабелей с неметаллической оболочкой, имеющих экран из медных проволок, и для внешнего теплового сопротивления неметаллических соприкасающихся каналов (см. 2.2.7.3). |
2.2.4.3 Трехжильные кабели, расположенные треугольником
2.2.4.3.1 Кабели с металлическими оболочками
2.2.4.3.2 Кабели с несплошным металлическим покрытием (когда спирально наложенная броня или экранирующие проволоки покрывают от 20% до 50% поверхности кабеля)
|
|
| - для для кабелей до 35 кВ на 1,07; для кабелей от 35 до 150 кВ на 1,16; |
2.2.4.3.3 Кабели с неметаллическими оболочками
|
|
| Формула (37) используется для кабелей с неметаллической оболочкой, имеющих экран из медных проволок, разделенных расстоянием, и для внешнего теплового сопротивления соприкасающихся каналов (см. 2.2.7.3). |
2.2.5 Трубопроводы, проложенные в земле
2.2.6 Кабели в закрытых желобах
2.2.6.1 Закрытые желоба, заполненные песком
При прокладке кабелей в желобах, заполненных песком, которые могут быть полностью покрыты землей или могут быть закрыты крышкой вровень с поверхностью земли, есть вероятность того, что песок высохнет и будет оставаться сухим в течение продолжительного времени. В этом случае внешнее тепловое сопротивление кабеля может стать очень высоким, а его температура может значительно повыситься. При расчете номинальной токовой нагрузки кабеля рекомендуется за значение теплового сопротивления песка принимать 2,5 К·м/Вт. Если используется другой заполнитель, то должно быть известно значение его теплового сопротивления в сухом состоянии.
2.2.6.2 Незаполненные желоба любого типа с крышкой, располагающейся вровень с поверхностью земли и находящейся в непосредственном контакте с воздухом
По формуле (38) определяют превышение температуры воздуха в желобе над температурой окружающей среды:
2.2.7 Кабели в каналах или трубах
Внешнее тепловое сопротивление кабеля, проложенного в канале, складывается из трех компонентов:
Примечание - Кабели, проложенные в каналах, полностью заполненных материалом, обладающим сыпучестью, удельное тепловое сопротивление которого не превышает удельного теплового сопротивления окружающей земли (в сухом или влажном состоянии), можно рассматривать как кабели, проложенные непосредственно в земле.
Для кабелей диаметром от 25 до 100 мм, проложенных в каналах, должна применяться формула (40). Она используется также для определения теплового сопротивления промежутка между изолированными жилами и поверхностью трубы кабеля в трубопроводе [см. 2.1.4, перечисление b)], если эквивалентный диаметр трех изолированных жил в трубе находится в пределах от 75 до 125 мм. Эквивалентный диаметр определяют, как указано ниже.
Для однониточных каналов (труб), проложенных не в бетоне, внешнее тепловое сопротивление каналов (труб) определяют так же, как для кабелей с использованием соответствующих формул, приведенных в 2.2.1, 2.2.2, 2.2.3 или 2.2.4, но с заменой наружного радиуса кабеля на наружный радиус канала или трубы, включая любое защитное покрытие. При прокладке каналов в бетоне расчет их внешнего теплового сопротивления проводится, исходя из принимаемого допущения, что окружающая среда каналов однородна, а удельное тепловое сопротивление каналов равно удельному тепловому сопротивлению бетона. Затем алгебраически вносится поправка (если необходимо) на разность между удельными тепловыми сопротивлениями бетона и земли для той части тепловой цепи, которая находится вне кабельного блока.
Поправку к внешнему тепловому сопротивлению определяют следующим образом:
3 Цифровой расчет величин, приведенных графически
3.1 Общие положения
где
где
3.1.3 Тепловое сопротивление трехжильных экранированных кабелей с круглыми жилами по сравнению с тепловым сопротивлением соответствующих неэкранированных кабелей (рисунок 4)
|
|
|
0 6 | 0,998095-0,123369 +0,0202620 -0,00141667 , | |
| 0,999452-0,0896589 +0,0120239 -0,000722228 , | |
| 0,997976-0,0528571 +0,00345238 . | (52) |
|
|
|
6 25 | 0,824160-0,0288721 +0,000928511 -0,0000137121 , | |
| 0,853348-0,0246874 +0,000966967 -0,0000159967 , | |
| 0,883287-0,0153782 +0,000260292 . | (53) |
Максимальное расхождение рассчитанных значений поправочного коэффициента составляет менее 0,5% по сравнению со значениями, полученными графически.
3.1.4 Тепловое сопротивление трехжильных экранированных кабелей с секторными жилами по сравнению с тепловым сопротивлением соответствующих неэкранированных кабелей (рисунок 5)
|
|
|
0 3 | 1,00169-0,0945 +0,00752381 , | |
| 1,00171-0,00769286 +0,00535714 , | |
| . | (55) |
|
|
|
3 6 (т.е. при 0 3) | и определяют по формулам, приведенным выше | |
| 1,00117-0,0752143 +0,00533334 . | (56) |
|
|
|
6 25 | 0,811646-0,0238413 +0,000994933 -0,0000155152 , | |
| 0,833598-0,0223155 +0,000978956 -0,0000158311 , | |
| 0,842875-0,0227255 +0,00105825 -0,0000177427 . | (57) |
Максимальное расхождение рассчитанных значений поправочного коэффициента составляет менее 1% по сравнению со значениями, полученными графически.
Обозначим через X толщину материала между оболочками и броней, выраженную как часть наружного диаметра оболочки.
Нижняя кривая дана при:
|
|
|
0 0,03, | , | |
0,03 0,15 | . | ( 60) |
Верхняя кривая дана при:
|
|
|
0 0,03 | , | |
0,03 0,15 | . | (61) |
1) кабели, защищенные от солнечного излучения
2) кабели, подвергающиеся солнечному излучению
Таблица 1 - Удельное тепловое сопротивление материалов
|
|
Материал | Удельное тепловое сопротивление , К·м/Вт |
Изоляционные материалы* |
|
Бумажная изоляция в кабелях с пропитанной изоляцией | 6,0 |
Бумажная изоляция в маслонаполненных кабелях | 5,0 |
Бумажная изоляция в кабелях с внешним давлением газа | 5,5 |
Бумажная изоляция в кабелях с внутренним давлением газа: |
|
а) с предварительной пропиткой; | 5,5 |
b) с вязкой пропиткой | 6,0 |
Полиэтилен (РЕ) | 3,5 |
Сшитый полиэтилен (XLPE) | 3,5 |
II Полипропилен (PPL) | 5,5 |
Поливинилхлоридный пластикат (PVC): |
|
для кабелей на напряжение до 3 кВ включ.; | 5,0 |
для кабелей на напряжение св. 3 кВ | 6,0 |
Этиленпропиленовая резина (EPR): |
|
для кабелей на напряжение до 3 кВ включ.; | 3,5 |
для кабелей на напряжение св. 3 кВ | 5,0 |
Бутилкаучук | 5,0 |
Резина | 5,0 |
Защитные покрытия |
|
Компаундированный джут и волокнистые материалы | 6,0 |
Резиновое покрытие, наложенное послойно | 6,0 |
Полихлоропрен | 5,5 |
ПВХ: |
|
для кабелей на напряжение до 35 кВ включ.; | 5,0 |
для кабелей на напряжение св. 35 кВ | 6,0 |
Покрытие из поливинилхлоридного пластиката и битума по гофрированной алюминиевой оболочке | 6,0 |
Полиэтилен (РЕ) | 3,5 |
Материалы, используемые в конструкции каналов |
|
Бетон | 1,0 |
Волокна | 4,8 |
Асбест | 2,0 |
Керамика | 1,2 |
Поливинилхлоридный пластикат (PVC) | 6,0 |
Полиэтилен (РЕ) | 3,5 |
* Для расчета номинальных токовых нагрузок принято допущение, что экранирующие электропроводящие материалы имеют те же тепловые характеристики, что и примыкающие к ним диэлектрические материалы. В тех случаях, где в качестве защитных покрытий используются эластомеры или пластмассы, их удельные тепловые сопротивления следует считать идентичными удельным тепловым сопротивлениям соответствующих изоляционных материалов, приведенных в настоящей таблице. |
|
|
|
|
|
Способ прокладки | Конфигурация | |||
Одиночный кабель | 0,21 | 3,94 | 0,60 | |
Два соприкасающихся кабеля, проложенные в горизонтальной плоскости | 0,29 | 2,35 | 0,50 | |
Три кабеля, расположенные треугольником | 0,96 | 1,25 | 0,20 | |
Три соприкасающихся кабеля, проложенные в горизонтальной плоскости | 0,62 | 1,95 | 0,25 | |
Два соприкасающихся кабеля, проложенные в вертикальной плоскости | 1,42 | 0,86 | 0,25 | |
Два несоприкасающихся кабеля, проложенные в вертикальной плоскости с зазором | 0,75 | 2,80 | 0,30 | |
Три соприкасающихся кабеля, проложенные в одной вертикальной плоскости | 1,61 | 0,42 | 0,20 | |
Три несоприкасающихся кабеля, проложенные в одной вертикальной плоскости с зазором | 1,31 | 2,00 | 0,20 | |
1) Значения для одиночного кабеля также применимы к каждому из кабелей группы, если они проложены горизонтально с зазором между ними не менее 0,75 от наружного диаметра кабеля. |
|
|
|
|
|
Одиночный кабель | 1,69 | 0,63 | 0,25 | |
Три кабеля, расположенные треугольником | 0,94 | 0,79 | 0,20 |
Таблица 3 - Коэффициент поглощения солнечной радиации поверхностью кабеля
|
|
Материал | |
Битумно-джутовое покрытие | 0,8 |
Полихлоропрен | 0,8 |
Поливинилхлоридный пластикат (PVC) | 0,6 |
Полиэтилен (РЕ) | 0,4 |
Свинец | 0,6 |
|
|
|
|
|
|
Условия прокладки | |||||
|
| В металлическом трубопроводе | 5,20 | 1,40 | 0,0110 |
|
| В волокнистом канале в воздухе | 5,20 | 0,83 | 0,0060 |
|
| В волокнистом канале в бетоне | 5,20 | 0,91 | 0,0100 |
|
| В асбоцементе: |
|
|
|
|
| канал в воздухе; | 5,20 | 1,20 | 0,0060 |
|
| канал в бетоне | 5,20 | 1,10 | 0,0110 |
|
| Газонаполненный кабель в трубе | 0,95 | 0,46 | 0,0021 |
|
| Маслонаполненный кабель в трубе | 0,26 | 0,0 | 0,0026 |
|
| Пластмассовые каналы | 1,87 | 0,312 | 0,0037 |
|
| Керамические каналы | 1,87 | 0,28 | 0,0036 |
|
|
|
|
Рисунок 4 - Тепловое сопротивление трехжильных экранированных кабелей с круглыми жилами по сравнению с тепловым сопротивлением соответствующих неэкранированных кабелей (см. 2.1.1.3.1)
|
Рисунок 5 - Тепловое сопротивление трехжильных экранированных кабелей с секторными жилами по сравнению с тепловым сопротивлением соответствующих неэкранированных кабелей (2.1.1.3.3)
|
|
Рисунок 7а - Коэффициент теплового рассеяния для кабелей с черной поверхностью, проложенных на воздухе
|
Рисунок 7b - Коэффициент теплового рассеяния для кабелей с черной поверхностью, проложенных на воздухе
|
Рисунок 7с - Коэффициент теплового рассеяния для кабелей с черной поверхностью, проложенных на воздухе
|
Рисунок 8 - График расчета внешнего теплового сопротивления кабелей, проложенных на воздухе
Приложение А
(справочное)
Сведения о соответствии национальных стандартов Российской Федерации ссылочным международным стандартам
Таблица А.1
|
|
Обозначение ссылочного международного стандарта | Обозначение и наименование соответствующего национального стандарта |
МЭК 60287-1-1:2006 | ГОСТ Р МЭК 60811-1-1-2009 Кабели электрические. Расчет номинальной токовой нагрузки. Часть 1-1. Уравнение для расчета номинальной токовой нагрузки (100%-ный коэффициент нагрузки) и расчет потерь. Общие положения |
Библиография
|
|
[1] МЭК 60287-3-1:1995 | Электрические кабели. Расчет номинальной токовой нагрузки. Часть 3-1. Разделы, касающиеся условий эксплуатации. Стандартные условия эксплуатации и выбор типа кабеля |
(IEC 60287-3-1:1995) | (Electric cables - Calculation of the current rating - Part 3-1: Sections on operating conditions - Reference operating conditions and selection of cable type) |