Действующий
 | - площадь поперечного сечения брони, мм  ; | ||||||
 | - коэффициенты (см. 2.4.2); | ||||||
 | - емкость изолированной жилы, Ф/м; | ||||||
 | - наружный диаметр кабеля, м; | ||||||
 | - диаметр по изоляции, мм; | ||||||
 | - наружный диаметр металлической оболочки, мм; | ||||||
 | - диаметр воображаемого соосного цилиндра, касающегося выступов гофрированной оболочки, мм; | ||||||
 | - диаметр воображаемого цилиндра, касающегося внутренней поверхности впадин гофрированной оболочки, мм; | ||||||
 | - коэффициент, определенный в 2.3.5; | ||||||
 | - интенсивность солнечного излучения, Вт/м ; | ||||||
| | - намагничивающая сила (см. 2.4.2), ампер-витки/м; | ||||||
 | - индуктивность оболочки, Гн/м; | ||||||
 | - компоненты индуктивности, определяемые стальными проволоками (см. 2.4.2), Гн/м; | ||||||
 | - ток в одной жиле (среднеквадратичное значение), А; | ||||||
 | - коэффициенты, определенные в 2.3.5; | ||||||
 | - коэффициенты, определенные в 2.3.3, Ом/м; | ||||||
 | - сопротивление жилы переменному току при максимальной рабочей температуре, Ом/м; | ||||||
 | - сопротивление брони переменному току при максимальной рабочей температуре, Ом/м; | ||||||
 | - сопротивление брони переменному току при 20 °С, Ом/м; | ||||||
 | - эквивалентное сопротивление переменному току оболочки и брони, соединенных параллельно, Ом/м; | ||||||
 | - сопротивление оболочки или экрана кабеля переменному току при максимальной рабочей температуре, Ом/м; | ||||||
 | - сопротивление оболочки или экрана кабеля переменному току при 20 °С, Ом/м; | ||||||
 | - сопротивление жилы постоянному току при максимальной рабочей температуре, Ом/м; | ||||||
 | - сопротивление жилы постоянному току при 20 °С, Ом/м; | ||||||
 | - 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 при прокладке кабеля на воздухе с поправкой на солнечное излучение, К·м/Вт; | ||||||
 | - напряжение между жилой и экраном или оболочкой, В; | ||||||
 | - потери в броне на единицу длины, Вт/м; | ||||||
 | - потери в жиле на единицу длины, Вт/м; | ||||||
 | - диэлектрические потери на единицу длины на фазу, Вт/м; | ||||||
 | - потери в оболочке на единицу длины, Вт/м; | ||||||
 | - общие потери в оболочке и броне на единицу длины, Вт/м; | ||||||
 | - реактивное сопротивление оболочки (двухжильные кабели и трехжильные кабели, расположенные треугольником), Ом/м; | ||||||
 | - реактивное сопротивление оболочки (при расположении кабелей в одной плоскости), Ом/м; | ||||||
 | - взаимное реактивное сопротивление между оболочкой одного кабеля и жилами двух других при расположении кабелей в одной плоскости, Ом/м; | ||||||
 | - наиболее короткая малая длина в перекрестно-соединенной электрической секции с неравными малыми длинами, мм; | ||||||
 | - расстояние между осями жил и осью кабеля для трехжильных кабелей (  - для секторных жил), мм; | ||||||
 | - средний диаметр оболочки или экрана, мм; | ||||||
 | - средний диаметр оболочки и усиливающего покрытия, мм; | ||||||
 | - средний диаметр усиливающего покрытия, мм; | ||||||
 | - средний диаметр брони, мм; | ||||||
 | - наружный диаметр жилы, мм; | ||||||
 | - наружный диаметр полой жилы, мм; | ||||||
 | - внутренний диаметр трубы, мм; | ||||||
 | - диаметр стальной проволоки, мм; | ||||||
 | - внутренний диаметр полой 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 такой же степенью уплотнения, что и фасонная жила, мм; | ||||||
 | - частота системы, Гц; | ||||||
 | - коэффициент, используемый в 2.3.6.1; | ||||||
 | - коэффициент, используемый при расчете потерь на гистерезис в броне или усиливающем покрытии (см. 2.4.2.4); | ||||||
 | - коэффициент, используемый при расчете  (эффекта близости); | ||||||
 | - коэффициент, используемый при расчете  (поверхностного эффекта); | ||||||
 | - длина кабельной секции (общее обозначение, см. 2.3 и 2.3.4), м; | ||||||
 | - натуральный логарифм (логарифм по основанию  ); | ||||||
 | -  ; | ||||||
 | - число жил в кабеле; | ||||||
 | - число стальных проволок в кабеле (см. 2.4.2); | ||||||
 | - длина шага наложения стальной проволоки вдоль кабеля (см. 2.4.2), мм; | ||||||
 | - коэффициенты, используемые в 2.3.6.2; | ||||||
 | - радиус окружности, описанной вокруг двух или трех фасонных жил, мм; | ||||||
 | - расстояние между осями жил, мм; | ||||||
 | - расстояние между осями двух соседних кабелей, расположенных в группе из трех, не соприкасающихся друг с другом кабелей, проложенных горизонтально, мм; | ||||||
 | - расстояние между осями кабелей (см. 2.4.2), мм; | ||||||
 | - толщина изоляции между жилами, мм; | ||||||
 | - толщина защитного покрытия, мм; | ||||||
 | - толщина оболочки, мм; | ||||||
 | - отношение тепловых удельных сопротивлений сухой и влажной почвы (  ); | ||||||
| | - аргумент функции Бесселя, используемый при расчете эффекта близости; | ||||||
| | - аргумент функции Бесселя, используемый при расчете поверхностного эффекта; | ||||||
 | - коэффициент эффекта близости (см. 2.1); | ||||||
 | - коэффициент поверхностного эффекта (см. 2.1); | ||||||
 | - температурный коэффициент удельного электрического сопротивления при 20 °С, 1/К; | ||||||
 | - угол между осью проволок брони и осью кабеля (см. 2.4.2); | ||||||
 | - коэффициент, используемый в 2.3.6.1; | ||||||
 | - угловая временная задержка (см. 2.4.2); | ||||||
 | - коэффициенты, используемые в 2.3.6.1; | ||||||
 | - эквивалентная толщина брони или усиливающего покрытия, мм; | ||||||
 | - коэффициент потерь для изоляции; | ||||||
 | - относительная диэлектрическая проницаемость изоляции; | ||||||
 | - максимальная рабочая температура жилы, °С; | ||||||
 | - температура окружающей среды, °С; | ||||||
 | - максимальная температура брони, °С; | ||||||
 | - максимальная температура экрана или оболочки кабеля, °С; | ||||||
 | - критическая температура почвы - это температура на границе между сухой и влажной зонами, °С; | ||||||
 | - допустимое превышение температуры жилы над температурой окружающей среды, К; | ||||||
 | - превышение критической температуры почвы - это превышение температуры на границе между сухой и влажной зонами по сравнению с температурой окружающей почвы, К; | ||||||
 | - коэффициент, используемый в 2.3.6.1; | ||||||
 ,  | - 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); | ||||||
 | - отношение потерь в одной оболочке, обусловленных циркулирующими токами в оболочке, к потерям в одной жиле; | ||||||
 | - отношение потерь в одной оболочке, обусловленных вихревыми токами, 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 траснпозиции, с оболочками, соединенными на обоих концах | ||||
 | - относительная магнитная проницаемость материала брони; | ||||||
 | - продольная относительная магнитная проницаемость; | ||||||
 | - поперечная относительная магнитная проницаемость; | ||||||
 | - удельное электрическое сопротивление материала жилы при 20 °С, Ом·м; | ||||||
 | - удельное тепловое сопротивление сухой почвы, К·м/Вт; | ||||||
 | - удельное тепловое сопротивление влажной почвы, К·м/Вт; | ||||||
 | - удельное электрическое сопротивление оболочки при 20 °С, Ом·м; | ||||||
 | - коэффициент поглощения солнечного излучения поверхностью кабеля; | ||||||
 | - угловая частота системы (  ). | ||||||
При расчете допустимой токовой нагрузки в условиях частичного высыхания почвы необходимо также рассчитать токовую нагрузку для условий, когда высыхание почвы не происходит. Используют меньшую из двух полученных нагрузок.
1.4.1.1 Кабели на переменное напряжение
Допустимая токовая нагрузка кабелей на переменное напряжение может быть получена из формулы превышения температуры жилы над температурой окружающей среды
Допустимая токовая нагрузка кабелей на переменное напряжение может быть получена из формулы превышения температуры жилы над температурой окружающей среды
где - ток, проходящий по одной жиле, А;
- превышение температуры жилы над температурой окружающей среды, К;
Примечание - Имеется в виду средняя температура окружающей среды при нормальных условиях в случае, когда кабели прокладываются или будут проложены с учетом влияния любого местного источника тепла, но без учета повышения температуры от кабелей, расположенных в непосредственной близости, вследствие выделяющейся в них теплоты.
- сопротивление жилы переменному току на единицу длины при максимальной рабочей температуре, Ом/м;
- диэлектрические потери изоляции жилы на единицу длины, Вт/м;
- тепловое сопротивление между жилой и оболочкой на единицу длины, К·м/Вт;
- тепловое сопротивление подушки между оболочкой и броней на единицу длины, К·м/Вт;
- тепловое сопротивление наружного защитного покрытия кабеля на единицу длины, К·м/Вт;
- тепловое сопротивление между поверхностью кабеля и окружающей средой, полученное по МЭК 60287-2-1 (подраздел 2.2), на единицу длины, К·м/Вт;
- число несущих нагрузку жил в кабеле (жилы одинакового размера и несущие одну и ту же нагрузку);
- отношение потерь в металлической оболочке к общим потерям во всех жилах кабеля;
- отношение потерь в броне к общим потерям во всех жилах кабеля.
Из вышеприведенной формулы получают допустимое значение токовой нагрузки
- ток, проходящий по одной жиле, А; - превышение температуры жилы над температурой окружающей среды, К;Примечание - Имеется в виду средняя температура окружающей среды при нормальных условиях в случае, когда кабели прокладываются или будут проложены с учетом влияния любого местного источника тепла, но без учета повышения температуры от кабелей, расположенных в непосредственной близости, вследствие выделяющейся в них теплоты.
- сопротивление жилы переменному току на единицу длины при максимальной рабочей температуре, Ом/м; - диэлектрические потери изоляции жилы на единицу длины, Вт/м; - тепловое сопротивление между жилой и оболочкой на единицу длины, К·м/Вт; - тепловое сопротивление подушки между оболочкой и броней на единицу длины, К·м/Вт; - тепловое сопротивление наружного защитного покрытия кабеля на единицу длины, К·м/Вт; - тепловое сопротивление между поверхностью кабеля и окружающей средой, полученное по МЭК 60287-2-1 (подраздел 2.2), на единицу длины, К·м/Вт; - число несущих нагрузку жил в кабеле (жилы одинакового размера и несущие одну и ту же нагрузку); - отношение потерь в металлической оболочке к общим потерям во всех жилах кабеля; - отношение потерь в броне к общим потерям во всех жилах кабеля.Из вышеприведенной формулы получают допустимое значение токовой нагрузки
Если кабель подвергается воздействию прямых солнечных лучей, следует применять формулу по МЭК 60287-2-1 (подпункт 2.2.1.2).
Номинальная токовая нагрузка четырехжильного кабеля на низкое напряжение может быть принята равной номинальной токовой нагрузке трехжильного кабеля на то же напряжение, с тем же размером жил и аналогичной конструкции, при условии, что кабель будет использоваться в трехфазной системе, в которой четвертая жила является нейтральным либо защитным проводником. В случае нейтрального проводника номинальная токовая нагрузка относится к симметричной нагрузке.
Номинальная токовая нагрузка четырехжильного кабеля на низкое напряжение может быть принята равной номинальной токовой нагрузке трехжильного кабеля на то же напряжение, с тем же размером жил и аналогичной конструкции, при условии, что кабель будет использоваться в трехфазной системе, в которой четвертая жила является нейтральным либо защитным проводником. В случае нейтрального проводника номинальная токовая нагрузка относится к симметричной нагрузке.
1.4.1.2 Кабели на постоянное напряжение до 5 кВ
Допустимое значение номинальной токовой нагрузки кабелей при постоянном напряжении получают по следующей упрощенной формуле по отношению к формуле для переменного напряжения:
Допустимое значение номинальной токовой нагрузки кабелей при постоянном напряжении получают по следующей упрощенной формуле по отношению к формуле для переменного напряжения:
где - сопротивление жилы постоянному току на единицу длины при максимальной рабочей температуре, Ом/м.
Если кабель подвергается воздействию прямых солнечных лучей, следует применять формулу по МЭК 60287-2-1 (подпункт 2.2.1.2).
- сопротивление жилы постоянному току на единицу длины при максимальной рабочей температуре, Ом/м.Если кабель подвергается воздействию прямых солнечных лучей, следует применять формулу по МЭК 60287-2-1 (подпункт 2.2.1.2).
1.4.2.1 Кабели на переменное напряжение
Нижеприведенный метод применим только для одиночных изолированных кабелей или цепей, проложенных на обычной глубине. Этот метод основан на простой двухзоновой модели почвы, когда одна зона, прилегающая к кабелю, высушена, в то время как другая сохраняет тепловое удельное сопротивление местной среды, при этом граница между этими зонами изотермическая*. Метод считается приемлемым для тех областей применения, где влияние почвы учитывают лишь по упрощенной форме.
* См. [2] (в частности, раздел 3 и приложение 1).
Примечание - Прокладка более одной цепи, а также необходимое расстояние между цепями находится в стадии рассмотрения.
Изменения внешнего теплового сопротивления, за счет образования сухой зоны вокруг одиночного изолированного кабеля или цепи, учтены в следующей формуле [см. формулу (2)]:
, (4)
Нижеприведенный метод применим только для одиночных изолированных кабелей или цепей, проложенных на обычной глубине. Этот метод основан на простой двухзоновой модели почвы, когда одна зона, прилегающая к кабелю, высушена, в то время как другая сохраняет тепловое удельное сопротивление местной среды, при этом граница между этими зонами изотермическая*. Метод считается приемлемым для тех областей применения, где влияние почвы учитывают лишь по упрощенной форме.
* См. [2] (в частности, раздел 3 и приложение 1).
Примечание - Прокладка более одной цепи, а также необходимое расстояние между цепями находится в стадии рассмотрения.
Изменения внешнего теплового сопротивления, за счет образования сухой зоны вокруг одиночного изолированного кабеля или цепи, учтены в следующей формуле [см. формулу (2)]:
|
|
| 358 × 55 пикс. Открыть в новом окне | |
где - отношение тепловых удельных сопротивлений сухой и влажной зон почвы ( );
- сопротивление токопроводящей жилы переменному току при максимальной рабочей температуре жилы, Ом/м;
- удельное тепловое сопротивление сухой почвы, К·м/Вт;
- удельное тепловое сопротивление влажной почвы, К·м/Вт;
- критическая температура почвы и температура границы между сухой и влажной зонами, °С;
- температура окружающей среды, °С;
- превышение критической температуры почвы - это превышение температуры на границе между сухой и влажной зонами над температурой окружающей почвы ( 
), К.
Примечание - определяют, используя удельное тепловое сопротивление влажной почвы ( ) и МЭК 60287-2-1 (подпункт 2.2.3.2). Не следует применять расчет с изменением превышения температуры за счет взаимного нагрева кабелей по МЭК 60287-2-1 (подпункт 2.2.3.1).
и определяют на основе имеющейся информации о характеристиках почвы.
Примечание - Выбор соответствующих характеристик почвы находится в стадии рассмотрения. Эти значения могут быть согласованы между изготовителем и потребителем.
1.4.2.2 Кабели на постоянное напряжение до 5 кВ
Допустимую токовую нагрузку кабеля на постоянное напряжение определяют по следующей упрощенной формуле:
- отношение тепловых удельных сопротивлений сухой и влажной зон почвы ( ); - сопротивление токопроводящей жилы переменному току при максимальной рабочей температуре жилы, Ом/м; - удельное тепловое сопротивление сухой почвы, К·м/Вт; - удельное тепловое сопротивление влажной почвы, К·м/Вт; - критическая температура почвы и температура границы между сухой и влажной зонами, °С; - температура окружающей среды, °С; - превышение критической температуры почвы - это превышение температуры на границе между сухой и влажной зонами над температурой окружающей почвы ( ), К.Примечание -
определяют, используя удельное тепловое сопротивление влажной почвы ( ) и МЭК 60287-2-1 (подпункт 2.2.3.2). Не следует применять расчет с изменением превышения температуры за счет взаимного нагрева кабелей по МЭК 60287-2-1 (подпункт 2.2.3.1). и определяют на основе имеющейся информации о характеристиках почвы.Примечание - Выбор соответствующих характеристик почвы находится в стадии рассмотрения. Эти значения могут быть согласованы между изготовителем и потребителем.
1.4.2.2 Кабели на постоянное напряжение до 5 кВ
Допустимую токовую нагрузку кабеля на постоянное напряжение определяют по следующей упрощенной формуле:
где - сопротивление жилы постоянному току на единицу длины при максимальной рабочей температуре, Ом/м.
- сопротивление жилы постоянному току на единицу длины при максимальной рабочей температуре, Ом/м.
1.4.3.1 Кабели на переменное напряжение
Если не следует допускать миграцию влаги, ограничив превышение температуры поверхности кабеля до значения не более , соответствующую токовую нагрузку определяют по формуле
Если не следует допускать миграцию влаги, ограничив превышение температуры поверхности кабеля до значения не более
, соответствующую токовую нагрузку определяют по формуле
. (6)
Однако в зависимости от значения , такое ограничение может отразиться на температуре жилы, которая может превысить максимально допустимое значение. Используемое значение токовой нагрузки должно быть меньшим из двух значений, полученных по формуле (6) либо по формуле (2).
Сопротивление жилы вычисляют для соответствующей температуры жилы, которая может быть меньше максимально допустимого значения. Проводят оценку рабочей температуры и при необходимости ее корректируют.
Примечание - Для четырехжильных низковольтных кабелей см. 1.4.1.1.
1.4.3.2 Кабели на постоянное напряжение до 5 кВ
Допустимую токовую нагрузку для кабелей на постоянное напряжение получают по следующей упрощенной формуле по отношению к формуле для кабелей на переменное напряжение:
, такое ограничение может отразиться на температуре жилы, которая может превысить максимально допустимое значение. Используемое значение токовой нагрузки должно быть меньшим из двух значений, полученных по формуле (6) либо по формуле (2).Сопротивление жилы
вычисляют для соответствующей температуры жилы, которая может быть меньше максимально допустимого значения. Проводят оценку рабочей температуры и при необходимости ее корректируют.Примечание - Для четырехжильных низковольтных кабелей см. 1.4.1.1.
1.4.3.2 Кабели на постоянное напряжение до 5 кВ
Допустимую токовую нагрузку для кабелей на постоянное напряжение получают по следующей упрощенной формуле по отношению к формуле для кабелей на переменное напряжение:
. (7)
Допустимые токовые нагрузки
Учитывая действие солнечного излучения на кабель, допустимую токовую нагрузку определяют по следующим формулам.
Учитывая действие солнечного излучения на кабель, допустимую токовую нагрузку определяют по следующим формулам.
где - коэффициент поглощения солнечного излучения поверхностью кабеля (см. таблицу 4);
- интенсивность солнечного излучения, которую принимают для большинства широт равной 10 
Вт/м ; рекомендуется, по возможности, использовать местное значение;
- тепловое сопротивление окружающей среды при прокладке кабеля на воздухе с поправкой на солнечное излучение (см. МЭК 60287-2-1), К·м/Вт;
- наружный диаметр кабеля для гофрированных оболочек 
, м;
- толщина защитного покрытия, мм.
- коэффициент поглощения солнечного излучения поверхностью кабеля (см. таблицу 4); - интенсивность солнечного излучения, которую принимают для большинства широт равной 10 Вт/м ; рекомендуется, по возможности, использовать местное значение; - тепловое сопротивление окружающей среды при прокладке кабеля на воздухе с поправкой на солнечное излучение (см. МЭК 60287-2-1), К·м/Вт; - наружный диаметр кабеля для гофрированных оболочек , м; - толщина защитного покрытия, мм.
Сопротивление жилы переменному току , Ом/м, на единицу длины при ее максимальной рабочей температуре во всех случаях, за исключением кабелей, проложенных в трубопроводах (см. 2.1.5), определяют по следующей формуле:
, Ом/м, на единицу длины при ее максимальной рабочей температуре во всех случаях, за исключением кабелей, проложенных в трубопроводах (см. 2.1.5), определяют по следующей формуле:
, (10)
где - сопротивление жилы постоянному току при максимальной рабочей температуре, Ом/м;
- коэффициент поверхностного эффекта;
- коэффициент эффекта близости.
- сопротивление жилы постоянному току при максимальной рабочей температуре, Ом/м; - коэффициент поверхностного эффекта; - коэффициент эффекта близости.
Сопротивление жилы постоянному току , Ом/м, на единицу длины при ее максимальной рабочей температуре определяют следующим образом:
, Ом/м, на единицу длины при ее максимальной рабочей температуре определяют следующим образом:
, (11)
где 
- сопротивление жилы постоянному току при 20 °С, Ом/м. Значение указано в МЭК 60228. Если жила не соответствует МЭК 60228, то значение может быть установлено по соглашению между изготовителем и потребителем. Сопротивление жилы определяют, используя значения удельного сопротивления, приведенные в таблице 1;
- температурный коэффициент при 20 °С на Кельвин (см. стандартные значения в таблице1);
- максимальная рабочая температура в градусах Цельсия (определяется типом используемой изоляции), установленная в стандарте или технических условиях на кабель конкретного типа.
Таблица 1 - Электрическое удельное сопротивление и температурные коэффициенты используемых металлов
- сопротивление жилы постоянному току при 20 °С, Ом/м. Значение указано в МЭК 60228. Если жила не соответствует МЭК 60228, то значение может быть установлено по соглашению между изготовителем и потребителем. Сопротивление жилы определяют, используя значения удельного сопротивления, приведенные в таблице 1; - температурный коэффициент при 20 °С на Кельвин (см. стандартные значения в таблице1); - максимальная рабочая температура в градусах Цельсия (определяется типом используемой изоляции), установленная в стандарте или технических условиях на кабель конкретного типа.Таблица 1 - Электрическое удельное сопротивление и температурные коэффициенты используемых металлов
| Материал | Удельное сопротивление при 20 °С , Ом·м | Температурный коэффициент при 20 °С , 1/К |
| а) Жилы | ||
| Медь | 1,7241·10  | 3,93·10  |
| Алюминий | 2,8264·10 | 4,03·10 |
| b) Оболочка и броня | ||
| Свинец или свинцовые сплавы | 21,4·10 | 4,0·10 |
| Сталь | 13,8·10 | 4,5·10 |
| Бронза | 3,5·10 | 3,0·10 |
| Нержавеющая сталь | 70·10 | Можно пренебречь |
| Алюминий | 2,84·10 | 4,03·10 |
| Примечание - Значения для медных токопроводящих жил взяты из МЭК 60028. Значения для алюминиевых токопроводящих жил взяты из МЭК 60889. | ||
, (12)
;
2,9, (13)
;