(Действующий) ГОСТ Р МЭК 60287-1-1-2009 Кабели электрические. Расчет номинальной...

Докипедия просит пользователей использовать в своей электронной переписке скопированные части текстов нормативных документов. Автоматически генерируемые обратные ссылки на источник информации, доставят удовольствие вашим адресатам.

Действующий
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).

1.4.2 Кабели, проложенные в условиях частичного высыхания почвы

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)]:
358 × 55 пикс.     Открыть в новом окне
, (4)
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:
229 × 55 пикс.     Открыть в новом окне
, (5)
где - сопротивление жилы постоянному току на единицу длины при максимальной рабочей температуре, Ом/м.

1.4.3 Кабели, проложенные в условиях, когда не следует допускать высыхания почвы

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
. (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:
. (7)
Сопротивление жилы следует принять таким, как указано в 1.4.2.2.

1.4.4 Кабели, подверженные прямому солнечному излучению

Допустимые токовые нагрузки
Учитывая действие солнечного излучения на кабель, допустимую токовую нагрузку определяют по следующим формулам.
1.4.4.1 Кабели на переменное напряжение
356 × 60 пикс.     Открыть в новом окне
. (8)
1.4.4.2 Кабели на постоянное напряжение до 5 кВ
243 × 60 пикс.     Открыть в новом окне
, (9)
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.

2 Расчет потерь

2.1 Сопротивление жилы переменному току

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:
, (10)
где - сопротивление жилы постоянному току при максимальной рабочей температуре, Ом/м;
- коэффициент поверхностного эффекта;
- коэффициент эффекта близости.

2.1.1 Сопротивление жилы постоянному току

Сопротивление жилы постоянному току , 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
Материал Удельное сопротивление при 20 °С , Ом·м Температурный коэффициент при 20 °С , 1/К
а) Жилы
Медь1,7241·10 3,93·10
Алюминий2,8264·10 4,03·10
b) Оболочка и броня
Свинец или свинцовые сплавы21,4·10 4,0·10
Сталь13,8·10 4,5·10
Бронза3,5·10 3,0·10
Нержавеющая сталь70·10 Можно пренебречь
Алюминий2,84·10 4,03·10
Примечание - Значения для медных токопроводящих жил взяты из МЭК 60028. Значения для алюминиевых токопроводящих жил взяты из МЭК 60889.

2.1.2 Коэффициент поверхностного эффекта \

Коэффициент поверхностного эффекта определяют по формуле
, (12)
где ;

- частота, Гц.
Значения приведены в таблице 2.
Формула (12) точна, если не превышает 2,8, и поэтому в большинстве случаев применима на практике.

При отсутствии соответствующей формулы для жил секторного и овального сечения рекомендуется использовать формулу (12).

2.1.3 Коэффициент эффекта близости для двухжильных кабелей и двух одножильных кабелей

Коэффициент эффекта близости определяют по формуле
2,9, (13)
где ;
- диаметр жилы, мм;
- расстояние между осями жил, мм.
Значения приведены в таблице 2.
Формула (13) точна, если не превышает 2,8, и поэтому в большинстве случаев применима на практике.
Таблица 2 - Поверхностный эффект и эффект близости. Экспериментальные значения коэффициентов и
Тип жилы Пропитанная или нет
Медная:
- круглая, многопроволочная;Да 1 0,8
- круглая, многопроволочная;Нет 1 1
- круглая сегментная ;0,435 0,37
- полая, скрученная по спирали;Да 0,8
- секторная;Да 1 0,8
- секторная;Нет 1 1
Алюминиевая:
- круглая, многопроволочная;Да, нет 1
- круглая, 4-сегментная;Да, нет 0,28
- круглая, 5-сегментная;Да, нет 0,19
- круглая, 6-сегментная;Да, нет 0,12
- сегментная с повивами стренг по периферии;Да, нет
Приведенные значения относятся к жилам, состоящим из четырех сегментов (с центральным каналом или без него), площадь каждого из которых составляет до 1600 мм . Эти значения применимы к тем жилам кабелей, в которых все повивы проволок имеют одинаковое направление скрутки. Эти значения окончательно не утверждены, т.к. сам вопрос находится в стадии рассмотрения.
Для определения следует использовать следующую формулу: , (14)
где - внутренний диаметр полой жилы (центрального канала), мм;

- наружный диаметр полой жилы, мм.

Для кабелей, имеющих токопроводящую жилу, которая состоит из центральной сегментной части и одного или нескольких повивов стренг, при определении следует использовать следующую формулу:
529 × 28 пикс.     Открыть в новом окне
, (15)
где - отношение общего сечения периферийных стренг к общему сечению готовой жилы;
- отношение общего сечения сегментной части жилы к общему сечению готовой жилы, .
, ,
где - число сегментов.

Формула (15) применима для алюминиевых токопроводящих жил сечением до 1600 мм .

Если общее сечение периферийных стренг составляет более 30% общего сечения жилы, тогда значение принимают равным 1.

Несмотря на то, что в настоящее время нет утвержденных данных, относящихся непосредственно к коэффициенту для алюминиевых жил, рекомендуется использовать для многопроволочных алюминиевых жил те же значения, которые приведены для медных жил аналогичной конструкции.

2.1.4 Коэффициент эффекта близости для трехжильных кабелей и трех одножильных кабелей

2.1.4.1 Кабели с круглыми жилами

Коэффициент эффекта близости определяют по формуле
397 × 117 пикс.     Открыть в новом окне
, (16)
где ;
- диаметр жилы, мм;
- расстояние между осями жил, мм.
Примечание - Для кабелей, расположенных в одной плоскости, - расстояние между соседними фазами.Если расстояния между соседними фазами не одинаковые, то .
Значения приведены в таблице 2.
Формула (16) точна, если не превышает 2,8, и поэтому в большинстве случаев применима на практике.
2.1.4.2 Кабели с фасонными жилами
Для многожильных кабелей с фасонными жилами значение должно составлять 2/3 значения, определенного в соответствии с 2.1.4.1.
При этом - диаметр эквивалентной круглой жилы с такой же площадью поперечного сечения и такой же степенью уплотнения, мм.
, мм,
где - толщина изоляции между жилами, мм.
Значения приведены в таблице 2.
Приведенная выше формула точна, если не превышает 2,8, и поэтому в большинстве случаев применима на практике.

2.1.5 Поверхностный эффект и эффект близости в кабелях, проложенных в трубопроводах

Для кабелей, проложенных в трубопроводах, поверхностный эффект и эффект близости, определенные в соответствии с 2.1.2, 2.1.3 и 2.1.4, следует увеличить на коэффициент 1,5. Для этих кабелей:
. (17)

2.2 Диэлектрические потери (только для кабелей на переменное напряжение)

Диэлектрические потери зависят от напряжения и становятся значительными при определенных уровнях напряжения, соответствующих применяемому изоляционному материалу. В таблице 3 указаны значения для общепринятых изоляционных материалов, при которых необходимо учитывать диэлектрические потери для трехжильных экранированных или одножильных кабелей. Нет необходимости рассчитывать диэлектрические потери для неэкранированных многожильных кабелей или кабелей на постоянное напряжение.
Диэлектрические потери на единицу длины в каждой фазе , Вт/м, определяют по формуле