Температура прокладки кабеля | Полезные статьи
Существует определённый температурный режим, при котором допускается прокладка кабеля. Если окружающее воздушное пространство недостаточно прогрето, то необходимо выполнять подогрев изделий. Проводка, изолированная сшитым полиэтиленом, может укладываться при температуре -15°С. Кабели покрытые слоем поливинилхлорида выдерживают -20°С.
Методы подогрева кабеля
Если данные требования не удаётся соблюсти, то выполняется прогрев кабеля при прокладке при низких температурах внутри помещений на протяжении 48 часов. Важно, чтобы окружающий воздух был прогрет, минимум, до +20°С. Разогрев в полевых условиях выполняется под тентом с применением тепловых электрических вентиляторов, имеющих мощность 3кВт.
Прокладка кабеля при низких температурах требует использования грамотной схемы подогрева. Использовать для этого необходимо трёхфазный ток, требуется внимательно следить за состоянием внешних витков, их наружная температура не должна превысить +20°С.
Однако это утверждение верно, только при режиме -10 +30°С. Следует соотнести время прогрева в тепле с внутренней температурой, если она достигает +10°С, то процедура выполняется 72 часа, при повышении до +25°С всего 24 часа. Когда удаётся разогреть воздух в помещении до +40°С, то прогрев не занимает более 18 часов.
Отметим, что это исключительная методика, использование которой чревато перегревом изоляции.
Важно! Обеспечить условия сохранения изделием температуры в ходе укладки на уровне +5°С.
Выполнение работ при пониженных температурах.
Выполнив разогрев, необходимо оперативно завершить работы, в соответствии с установленными временными нормами:
- — 5°С – 120 минут;
- — 10°С – 60 минут;
- — 20°С – 30 минут.
Настоятельно рекомендуется контролировать, чтобы температура прокладки кабеля всегда была положительной, при этом минимальные показатели зависят от типа оболочки.
Изделия имеющие бумажную или пластмассовую изоляцию можно укладывать при температуре 0°С, если используется полиэтиленовый шланг с волокнистой основой, то допускается выполнять работы при -20°С. Выше показатели для проводов с покрытием из поливинилхлоридного пластиката, не имеющего защитного слоя — 15°С. Остальные изделия, могут прокладываться при температуре -7°С.
Внимание! Если воздух прогрет всего до -10°С, то следует с особой осторожностью изгибать проводку.
Меры предосторожности при прокладке кабеля в зимний период
Минимальная температура прокладки кабеля должна строго соблюдаться, так как при нарушении требований, может произойти повреждение изделия. Особенно опасно, если произойдёт внутренний надлом высоковольтного провода, так как это приведёт к серьёзным проблемам в ходе эксплуатации.
Разматывая барабан, следует ограничивать усилия при сматывании смёрзшихся витков. Следует регулярно поддерживать температуру изделия непосредственно на барабанах, для чего подходит электрический ток. Уровень изгибов в процессе прокладки подогретого изделия не должен превышать наружный диаметр более чем в 20 раз. Достичь этого можно, посредством увеличения числа рабочих, отвечающих за укладку линии. Нормативно установлено, что в зимний период число задействованных людей должно быть на 25%.
Температура прокладки кабеля в зимний период должна строго отслеживаться и постоянно поддерживаться на требуемом уровне. Несоблюдение правил приведёт к нарушению технологии, повреждению кабеля и последующим авариям на трассе. Также важно соблюдать условия прогрева изделия, перегрев оболочки является недопустимым.
ГОСТ Р МЭК 60724-2009 Предельные температуры электрических кабелей на номинальное напряжение 1 кВ (U(m)=1,2 кВ) и 3 кВ (U(m)=3,6 кВ) в условиях короткого замыкания, ГОСТ Р от 26 июня 2009 года №МЭК 60724-2009
ГОСТ Р МЭК 60724-2009
Группа Е49
Short-circuit temperature limits of electric cables with rated voltages of 1 kV (1,2 kV) and 3 kV (3,6 kV)
ОКС 29.060.20
ОКП 35 0000
Дата введения 2010-01-01
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 214-ст
4 Настоящий стандарт идентичен международному стандарту МЭК 60724:2000 «Предельные температуры электрических кабелей на номинальное напряжение 1 кВ (1,2 кВ) и 3 кВ (3,6 кВ) в условиях короткого замыкания» [IEC 60724:2000 «Short-circuit temperature limits of electric cables with rated voltages of 1 kV (1,2 kV) and 3 kV (3,6 kV)»] с изменением N 1:2008, которое выделено 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
При выборе параметров кабельной сети в условиях короткого замыкания следует руководствоваться следующими факторами:
a) максимально допустимыми пределами температуры элементов конструкции кабеля (например, токопроводящей жилы, изоляции, экрана или металлической оболочки, подушки, брони и наружной оболочки). Практически энергия, вызывающая повышение температуры, обычно выражается значением, эквивалентным , что позволяет определить максимально допустимую продолжительность заданного тока короткого замыкания;
b) максимальным значением тока, при котором не произойдет механическое повреждение (такое как растрескивание) вследствие возникновения электромагнитных сил. Независимо от расчетов по предельным температурам это значение определяет максимальный ток, который не должен быть превышен;
c) тепловыми рабочими характеристиками соединительных и концевых муфт в диапазонах предельных значений тока и продолжительности его протекания, установленных для рассматриваемого кабеля. Арматура должна также выдерживать термомеханические и электромагнитные нагрузки, создаваемые током короткого замыкания;
d) условиями прокладки, оказывающими влияние на указанные выше факторы.
Фактор а) подробно рассмотрен в настоящем стандарте, и пределы установлены только на основе конструкции кабеля. Предполагается, что действие одного короткого замыкания не вызывает значительного повреждения кабеля, но повторение коротких замыканий может накапливать дефекты. Указания по факторам с) и d) приводятся при необходимости, когда это касается термомеханических нагрузок, возникающих в токопроводящих жилах и металлических оболочках. Фактор b) в настоящем стандарте не учитывается.
Предельные значения температур, рекомендованные настоящим стандартом, следует использовать только для руководства.
Установление предельных значений температур для соединительных и концевых муфт не представляется возможным вследствие того, что их конструкция не стандартизована и поведение различно. В идеальном случае арматура должна быть сконструирована так, чтобы можно было полностью использовать мощность кабеля, но это не всегда оправдано экономически, поэтому возможности кабельной сети в условиях коротких замыканий могут определяться характеристиками ее соединительных и концевых муфт. Насколько возможно, в настоящем стандарте даются рекомендации по характеристикам арматуры, монтируемой на кабелях, рассчитанных на предельные параметры короткого замыкания, приведенные в настоящем стандарте.
1 Область применения
Настоящий стандарт является руководством по максимальным пределам температуры электрических кабелей на номинальное напряжение 1 кВ (1,2 кВ) и 3 кВ (3,6 кВ) в условиях короткого замыкания. В стандарте приведены указания, касающиеся:
— материалов изоляции;
— материалов наружной оболочки и подушки;
— материалов токопроводящей жилы и металлической оболочки и способов их соединения.
Указания стандарта учитывают конструкцию арматуры и влияние условий прокладки на предельно допустимую температуру нагрева.
Расчет допустимого тока короткого замыкания в токопроводящих конструктивных элементах кабеля следует проводить по МЭК 60949.
2 Нормативные ссылки
В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие международные стандарты:
МЭК 60055 (все части) Кабели с бумажной изоляцией в металлической оболочке на номинальное напряжение до 18/30 кВ включительно (с медными или алюминиевыми токопроводящими жилами, исключая маслонаполненные кабели и кабели с газом под давлением)
МЭК 60502-1 Кабели силовые с экструдированной изоляцией и арматура к ним на номинальное напряжение от 1 кВ (1,2 кВ) до 30 кВ (3,6 кВ). Часть 1. Кабели на номинальное напряжение 1 кВ (1,2 кВ) и 3 кВ (3,6 кВ)
_______________
В случае недатированных ссылок следует применять последнее издание нормативного документа.
МЭК 60949:1988 Расчет термически допустимых токов короткого замыкания с учетом неадиабатического нагрева
3 Факторы, определяющие применение предельных температур
3.1 Общие положения
Предельные температуры при токе короткого замыкания, указанные в разделе 4, являются фактическими температурами токопроводящего конструктивного элемента, контактирующего с материалами других элементов конструкции кабеля. Эти температуры действительны для короткого замыкания продолжительностью до 5 с. Они могут быть получены при расчете допустимого тока короткого замыкания, если учитывается рассеяние тепла в изоляции во время короткого замыкания (неадиабатический процесс).
Если рассеяние тепла при токе короткого замыкания не учитывается (адиабатический процесс), эти расчеты дают значение безопасных токовых нагрузок в условиях короткого замыкания.
Примечание — Предельные температуры, указанные в разделе 4, не должны быть превышены и при повторных коротких замыканиях, происходящих за короткий промежуток времени.
Приведенная продолжительность короткого замыкания 5 с является ограничением для установления предельных температур, а не для применения метода расчета при адиабатическом характере нагрева. Временной предел при применении метода расчета при адиабатическом характере нагрева является функцией продолжительности короткого замыкания и площади поперечного сечения токопроводящего элемента конструкции кабеля. Это рассматривается в МЭК 60949.
Указанные значения температуры токопроводящей жилы следует применять с осторожностью для кабелей с оболочкой из низкотемпературного материала, с особой осторожностью в случае жилы сечением 1000 мм и выше. Причиной этого является то, что высокая термическая временная константа этих кабелей приводит к более продолжительному воздействию высоких температур на наружную оболочку. Кроме того, высокие механические напряжения могут приводить к деформации изоляции. Тем не менее, следует подчеркнуть, что для токопроводящей жилы сечением свыше 1000 мм предельно допустимый ток короткого замыкания так высок, что он, как правило, не достигается в обычных сетях.
Допускается устанавливать другие предельные температуры, если известно, что они более приемлемы для материалов или конструкции кабеля.
3.2 Кабели
3.2.1 Кабели с бумажной изоляцией (кабели с пропитанной бумажной изоляцией по МЭК 60055)
Предельные температуры для кабелей с бумажной изоляцией, пропитанной маслоканифольным или нестекающим составом, обусловлены способностью пропиточного к миграции и образованию пустот. Для всех кабелей с бумажной изоляцией имеются также ограничения из-за теплового разрушения элементов кабеля и возможного разрыва бумажных лент вследствие перемещения изолированных жил.
3.2.2 Кабели с полимерной изоляцией по МЭК 60502-1
Для термопластичных изоляционных материалов предельные значения температур следует применять с осторожностью, если кабели проложены непосредственно в грунте или прочно закреплены скобами при прокладке на воздухе. Локальные механические нагрузки при закреплении скобами или при монтаже с радиусом изгиба менее установленного, особенно для жестко закрепленных кабелей, могут вызвать значительные деформирующие усилия в кабелях при коротком замыкании. При невозможности изменить эти условия рекомендуется уменьшить предельное значение температуры на 10 °С.
3.3 Арматура
Следует учитывать конструкцию и способ монтажа соединительных и концевых муфт с тем, чтобы предельные температуры при токах короткого замыкания, установленные в настоящем стандарте, могли быть с безопасностью использованы на практике. Приведенные ниже указания а)-h) не являются исчерпывающими и предназначены только для руководства. Предпочтительно, чтобы характеристики арматуры рассматривались в совокупности с конкретными условиями прокладки кабеля.
a) Продольные силы в токопроводящих жилах кабеля могут быть значительными в зависимости от | |
степени ограничения поперечных перемещений кабеля. Значение возникающего напряжения в жиле может быть порядка 50 Н/мм. Эти силы могут вызвать выпучивание токопроводящих жил, а также | |
повреждения в соединительных и концевых муфтах. |
b) Короткое замыкание вызывает осевое растяжение токопроводящих жил кабеля. Это растяжение может продолжаться в течение весьма длительного времени, особенно если кабель после короткого | |
замыкания нагружен лишь частично. При расчетах конструкций следует использовать минимальное значение напряжения на жиле 40 Н/мм. |
c) В кабелях с пропитанной бумажной изоляцией расширение пропиточного состава может привести к значительному увеличению жидкостного давления. Если пропиточный состав просочится в соединительные и концевые муфты, может произойти размягчение битумного заполнения. Влага может проникнуть в арматуру и кабель в таком количестве, что повлияет на характеристики изоляции.
d) Установление предельного значения температуры подразумевает, что допустимо любое сочетание величины тока и времени, которое обеспечивает температуру, не превышающую это предельное значение. Для токов короткого замыкания этого недостаточно. Во избежание чрезмерных электромагнитных сил должен быть установлен дополнительный предел для пикового значения тока. Эти силы весьма существенны для концевых муфт и требуются соответствующие крепления, чтобы избежать их нежелательных перемещений и повреждений.
e) Если предполагается, что температура жилы будет выше 160 °С, то не следует применять муфты с использованием пайки.
f) Следует проверять конструкцию в отношении стабильности электрического контакта во всех соединениях муфт (таких как соединения токопроводящих жил, соединения брони и металлической оболочки) при коротком замыкании.
g) Проволоки экрана и/или брони, смонтированные вместе в соединительной или концевой муфте, могут иметь более низкие характеристики при коротком замыкании, чем в кабеле. Для таких соединений ожидаемое повышение температуры не должно быть чрезмерным для примененных материалов и должны быть предусмотрены соответствующие механические крепления.
h) Следует учитывать возможность усадки полимерной изоляции в продольном направлении на разделанных концах кабеля после воздействия температуры короткого замыкания.
3.4 Условия прокладки
Для наиболее полного использования характеристик кабеля в условиях короткого замыкания следует проанализировать влияние условий прокладки. Одним из важных факторов является величина и характер механического воздействия на кабель. Увеличение длины кабеля во время короткого замыкания может быть значительным. Когда этому удлинению оказывается противодействие, то возникают значительные силы.
Кабели воздушной прокладки рекомендуется прокладывать так, чтобы удлинение поглощалось в большей степени равномерно по длине (что достигается прокладкой по извилистой трассе), чем в результате повышенной подвижности только лишь нескольких точек. Места крепления должны быть расположены на достаточном расстоянии друг от друга, чтобы не препятствовать боковому смещению многожильных кабелей или групп одножильных кабелей.
Если кабели проложены непосредственно в грунте или места крепления расположены часто, должны быть установлены приспособления у соединительных и концевых муфт, компенсирующие возникающие продольные силы. Следует избегать резких изгибов, т.к. продольные силы трансформируются в радиальное давление в местах изгибов по трассе кабеля, что может вызвать повреждение термопластичных элементов конструкции кабеля, таких как изоляция и оболочки. Рекомендуется, чтобы минимальный радиус изгиба при прокладке отвечал соответствующим правилам по прокладке. Для кабелей воздушной прокладки желательно также избегать закрепления в местах изгиба для предотвращения местного давления на кабель.
4 Максимально допустимые температуры при коротком замыкании для кабелей на номинальное напряжение 1 кВ (U(m)=1,2 кВ) и 3 кВ (U(m)=3,6 кВ)
Таблицы 1-3 следует использовать с учетом пояснений раздела 3. Указанные значения предельных температур являются фактическими значениями температуры токопроводящих элементов. Предельные значения приведены для короткого замыкания продолжительностью не более 5 с.
При выборе предельной температуры для конкретной конструкции кабеля следует учитывать указанное во всех подпунктах 4.1-4.3.
4.1 Материалы изоляции
Предельные температуры для всех типов токопроводящих жил, находящихся в контакте с материалами изоляции, приведены в таблице 1.
Таблица 1 — Предельные температуры нагрева для материалов изоляции
Материал | Температура, °С |
Бумага | 250 |
Поливинилхлоридный пластикат (PVC/A): | |
— жила с сечением до 300 мм включ.; | 160 |
— жила с сечением св. 300 мм | 140 |
Сшитый полиэтилен (XLPE) | 250 |
Этиленпропиленовая резина (EPR и HEPR) | 250 |
Материалы и их обозначение по МЭК 60055 и МЭК 60502-1. | |
4.2 Материалы наружной оболочки и подушки, если отсутствуют электрические и прочие требования
Предельные температуры экрана/металлической оболочки/брони, если они находятся в соприкосновении или утоплены в материал наружной оболочки, но отделены в тепловом отношении от изоляции посредством слоев из соответствующих материалов достаточной толщины, приведены в таблице 2. Если такое тепловое разделение не предусмотрено, следует принимать предельную температуру изоляции, если она ниже предельной температуры наружной оболочки. Таблица 2 — Предельные температуры для материалов наружной оболочки | |||
Материал | Температура, °С | ||
Поливинилхлоридный пластикат (ST и ST) | |||
Полиэтилен: | 200 | ||
— ST; | 150 | ||
— ST | 180 | ||
Полихлоропрен, хлорсульфированный полиэтилен или аналогичные полимеры (SE) | 200 | ||
Материалы и их обозначение по МЭК 60502-1. | |||
4.3 Материалы токопроводящей жилы, металлической оболочки, экрана, брони и способы их соединения
Предельные температуры токопроводящих элементов приведены в таблице 3. Должны быть также учтены ограничения, касающиеся неметаллических материалов, находящихся в соприкосновении с |
материалами токопроводящих элементов.
Таблица 3 — Предельные температуры для токопроводящих элементов |
Материал токопроводящих элементов | Условие | Температура, °С |
Медь, алюминий | Токопроводящий элемент без соединений | |
Сварное соединение | ||
Экзотермическое сварное соединение | 250 | |
Паяное соединение | 160 | |
Соединение сжатием (механическая деформация) | 250 | |
Механическое (болтовое) соединение | ||
Свинец | — | 170 |
Свинцовый сплав | — | 210 |
Сталь | — | |
Температура ограничена материалом, находящимся в контакте с токопроводящим элементом (см. 4.1 и 4.2). Для экранов (за исключением экранов из проволок, утопленных в оболочку), при наличии теплоизоляционного сепаратора, отделяющего экран от другого материала в кабеле, температура не должна быть более 350 °С. | ||
Приложение А (справочное). Сведения о соответствии национальных стандартов Российской Федерации ссылочным международным стандартам
Приложение А
(справочное)
Таблица А.1
Обозначение ссылочного международного стандарта | Обозначение и наименование соответствующего национального стандарта |
МЭК 60055 (все части) | ГОСТ 18410-73 Кабели силовые с пропитанной бумажной изоляцией. Технические условия |
МЭК 60502-1 | ГОСТ 16442-80 Кабели силовые с пластмассовой изоляцией. Технические условия |
МЭК 60949:1988 | ГОСТ Р МЭК 60949-2009 Расчет термически допустимых токов короткого замыкания с учетом неадиабатического нагрева |
В случае недатированных ссылок следует применять последнее издание нормативного документа. | |
Электронный текст документа
подготовлен АО «Кодекс» и сверен по:
официальное издание
М.: Стандартинформ, 2009
Допустимые температуры нагрева изоляции силовых кабелей
- Подробности
- Категория: Кабели
Допустимые температуры нагрева изоляции силовых кабелей при различных режимах работы
Тип кабеля | напряжение | Допустимая температура, °С | ||
длительно | кратковременно при аварийном состоянии сети | при прохождении тока короткого замыкания при расчёте нагрева по выдержке основной защиты | ||
С бумажной изоляцией | 1 6 10 | 80 65 60 | Допускаются токовые нагрузки в течение 5 суток в соответствии с табл. | 200 (150 для кабелей с нестекающей массой) |
| 20 35 | 55 50 | Не допускаются | 175 |
С обедненно-пропитанной изоляцией | 1 | 80 75 | 95 (10%-ная перегрузка в течение | 200 (150 для кабелей с алюминиевыми жилами) |
С резиновой изоляцией | — | 65 | 110 при пусковых режимах | 150 |
С изоляцией из полиэтилена и поливинилхлорида | 1-35 | 70 |
| 120 |
Маслонаполненные и в стальных трубах при прокладке в воздухе | 110 | 80 | 80 при продолжительности непрерывной работы 100 ч. В течение года общая продолжительность — не более 500 ч. Интервал между перегрузками — не менее 10 сут. | 125 (по выдержке резервной зашиты) |
в остальных случаях | 110 | 70 |
| |
В кабелях с бумажной изоляцией, у которых в обозначении марки содержится буква У допускаются температуры 80, 70, 65 °С при напряжениях соответственно 6, 10, 20 и 35 кВ.
Нагрев кабелей при коротком замыкании (часть 1)
В соответствии с ГОСТ Р МЭК 60724-2009 «Предельные температуры электрических кабелей на номинальное напряжение 1кВ в условиях короткого замыкания» температура жил кабеля (до 300 мм2 включительно) с изоляцией из ПВХ пластиката при коротком замыкании не должна превышать 160 градусов. Достижение этой температуры допускается при длительности короткого замыкания до 5 секунд. При такой продолжительности короткого замыкания изоляция кабеля не успевает нагреться до такой же температуры. При более длительных коротких замыканиях предельная температура нагрева жил должна быть уменьшена.
Рассмотрим возникновение подобной ситуации на примере использования автоматического выключателя группы «С». Время – токовая характеристика выключателя приведена на Рис. 1. В приведенных характеристиках выделены зона «a» — тепловой расцепитель и зона «b» — электромагнитный расцепитель. На графике показаны две кривые 1 и 2 зависимости времени срабатывания выключателя от тока, которые показывают пределы технологического разброса параметров выключателя при его изготовлении. Для автоматических выключателей группы «С» в пределах технологического разброса кратность тока срабатывания электромагнитного расцепителя к номинальному току срабатывания теплового расцепителя находится в пределах от 5 до 10. Нас интересует только кривая 2 для переменного тока (АС), показывающая максимальное время срабатывания выключателя. Как видно из графика на Рис. 1, при незначительном уменьшении тока короткого замыкания ниже порога срабатывания электромагнитного расцепителя время срабатывания автоматического выключателя определяется тепловым расцепителем и достигает величины порядка 6 секунд.
Рис. 1 Время – токовая характеристика автоматов группы С.
Попробуем выяснить, что происходит с кабелями за промежуток времени, в течение которого сработает тепловой расцепитель. Для этого необходимо вычислить зависимости температуры жил кабелей от времени прохождения по ним токов, близких к порогу срабатывания электромагнитного расцепителя.
В Таблице 1 даны расчетные значения температур жил кабелей в зависимости от продолжительности короткого замыкания (при разных токах) для кабеля с медными жилами сечением 1,5 кв. мм. Кабель данного сечения повсеместно используется в осветительных групповых сетях жилых и общественных зданий.
Для вычисления температур жил кабелей использована методика расчета из ГОСТ Р МЭК 60949-2009 «Расчет термически допустимых токов короткого замыкания с учетом неадиабатического нагрева».
Температура жил кабеля определяется по формуле:
Θf = (Θi +β)∙exp(IAD2∙t/K2∙S2) – β (1)
где, Θf — конечная температура жил кабеля оС;
Θi– начальная температура жил кабеля оС;
β – величина, обратная температурному коэффициенту сопротивления при 0 °C, К, для меди β=234,5;
K – постоянная, зависящая от материала токопроводящего элемента, А · с1/2/мм2,для меди K=226;
t – длительность короткого замыкания, с;
S – площадь поперечного сечения токопроводящей жилы, мм2;
ISC — известный максимальный ток короткого замыкания (среднеквадратичное значение), А;
IAD=ISC/ε — ток короткого замыкания, определенный на основе адиабатического нагрева (среднеквадратичное значение), А;
ε – коэффициент, учитывающий отвод тепла в соседние элементы;
X, Y — постоянные, используемые в упрощенной формуле для жил и проволочных экранов, (мм2/с)1/2; мм2/с, для кабелей с медными жилами и изоляцией из ПВХ пластиката X=0,29 и Y=0,06;
Вычисления произведены для температуры кабеля до короткого замыкания 55 градусов. Такая температура соответствует рабочему току, проходящему по кабелю до возникновения короткого замыкания порядка 0,5 – 0,7 от предельно допустимого длительного тока при температуре окружающей среды 30 – 35 градусов. В зависимости от предполагаемых условий эксплуатации электроустановки температура жил кабелей до короткого замыкания при проектировании электрической сети может быть изменена.
Таблица 1
№ | Тнач, град | Сеч. жил, мм.кв | Ток к.з., A | Температура медных жил кабеля с изоляцией из ПВХ пластиката град., при коротком замыкании длительностью, сек: | ||||||||||||
1 | 2 | 3 | 4 | 6 | 8 | 12 | 20 | 40 | 60 | 120 | 240 | |||||
1 | 55 | 1,5 | 30 | 57 | 58 | 59 | 61 | 63 | 64 | 67 | 71 | 78 | 82 | 89 | 96 | |
2 | 55 | 1,5 | 50 | 60 | 64 | 68 | 71 | 77 | 81 | 90 | 103 | 123 | 137 | 161 | 183 | |
3 | 55 | 1,5 | 70 | 65 | 73 | 80 | 87 | 99 | 109 | 127 | 156 | 204 | 237 | 298 | 359 | |
4 | 55 | 1,5 | 80 | 68 | 79 | 88 | 97 | 113 | 128 | 153 | 193 | 264 | 314 | 407 | 504 | |
5 | 55 | 1,5 | 90 | 71 | 85 | 98 | 110 | 131 | 150 | 184 | 240 | 342 | 415 | 558 | 713 | |
6 | 55 | 1,5 | 100 | 75 | 93 | 109 | 124 | 151 | 176 | 221 | 298 | 442 | 550 | 770 | — | |
7 | 55 | 1,5 | 110 | 80 | 101 | 121 | 140 | 175 | 208 | 267 | 370 | 575 | 733 | — | — | |
8 | 55 | 1,5 | 120 | 85 | 111 | 136 | 159 | 203 | 245 | 322 | 461 | 749 | 983 | — | — | |
9 | 55 | 1,5 | 130 | 90 | 122 | 152 | 180 | 236 | 288 | 389 | 575 | 982 | — | — | — | |
10 | 55 | 1,5 | 140 | 96 | 134 | 170 | 205 | 273 | 340 | 470 | 720 | — | — | — | — | |
11 | 55 | 1,5 | 150 | 103 | 147 | 190 | 233 | 318 | 402 | 569 | 904 | — | — | — | — | |
12 | 55 | 1,5 | 160 | 110 | 162 | 214 | 265 | 369 | 474 | 691 | — | — | — | — | — | |
Из Таблицы 1 видно, что максимальный ток короткого замыкания (при несрабатывании электромагнитного расцепителя), который не вызывает нагрев жил выше 160 градусов за время 6 секунд равен примерно 100 А. То есть кабель с сечением 1,5 мм2 можно защищать автоматическим выключателем группы «С» с номинальным током не более 10А.
При изготовлении кабелей сечение жил часто занижают. Занижение сечения на 10% обычное явление. На рынках не сложно найти кабели и с большим занижением сечения.
В Таблице 2 даны расчетные значения температур жил кабелей при занижении сечения на 10%. Как видно из таблицы, такой кабель автоматический выключатель С10 защищает не со 100 процентной надежностью.
Для наиболее ответственных объектов, в особенности имеющих строительные конструкции из сгораемых материалов, целесообразно выбор автоматического выключателя при проектировании электроустановки осуществлять по Таблице 3, в которой сечения жил даны с 20% занижением. Защиту таких кабелей обеспечит автоматический выключатель С6, либо В10, у которого кратность тока срабатывания электромагнитного расцепителя к номинальному току срабатывания теплового расцепителя находится в пределах от 3 до 5. Это позволит существенно увеличить надежность электропроводки.