Действующий
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
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:
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:
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.
- 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:
где - сопротивление жилы постоянному току при максимальной рабочей температуре, Ом/м;
- коэффициент поверхностного эффекта;
- коэффициент эффекта близости.
- коэффициент поверхностного эффекта;
- коэффициент эффекта близости.
Сопротивление жилы постоянному току , Ом/м, на единицу длины при ее максимальной рабочей температуре определяют следующим образом:
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
- 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. |
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).
- 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).
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
- 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:
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. |
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.
- 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.
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.
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.
Значения приведены в таблице 2.
Приведенная выше формула точна, если не превышает 2,8, и поэтому в большинстве случаев применима на практике.
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:
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
Диэлектрические потери на единицу длины в каждой фазе , Вт/м, определяют по формуле
где ;
- емкость на единицу длины, Ф/м;
- напряжение на землю, В.
Значения , коэффициента диэлектрических потерь изоляции при промышленной частоте и рабочей температуре, приведены в таблице 3.
Таблица 3 - Значения относительной диэлектрической проницаемости и коэффициента диэлектрических потерь для изоляции кабелей на среднее и высокое напряжение промышленной частоты
- емкость на единицу длины, Ф/м;
- напряжение на землю, В.
Значения , коэффициента диэлектрических потерь изоляции при промышленной частоте и рабочей температуре, приведены в таблице 3.
Таблица 3 - Значения относительной диэлектрической проницаемости и коэффициента диэлектрических потерь для изоляции кабелей на среднее и высокое напряжение промышленной частоты
Тип кабеля | |||
Кабели с пропитанной бумажной изоляцией | |||
С вязкой пропиткой, полностью пропитанные, с предварительной пропиткой или с пропиткой нестекающим составом | 4 | 0,01 | |
Кабели маслонаполненные, автономные : | |||
на номинальное напряжение до 36 кВ; | 3,6 | 0,0035 | |
на номинальное напряжение до 87 кВ; | 3,6 | 0,0033 | |
на номинальное напряжение до 160 кВ; | 3,5 | 0,0030 | |
на номинальное напряжение до 220 кВ | 3,5 | 0,0028 | |
Маслонаполненные кабели в трубах под давлением | 3,7 | 0,0045 | |
Газонаполненные кабели с внешним давлением газа | 3,6 | 0,0040 | |
Газонаполненные кабели с внутренним давлением газа | 3,4 | 0,0045 | |
Кабели с другими видами изоляции | |||
Бутилкаучук | 4 | 0,050 | |
Этиленпропиленовая резина (EPR) : | |||
для кабелей на номинальное напряжение до 18/30 (36) кВ включ.; | 3 | 0,020 | |
для кабелей на номинальное напряжение св. 18/30 (36) кВ | 3 | 0,005 | |
Поливинилхлоридный пластикат (PVC) | 8 | 0,1 | |
Полиэтилен (РЕ) высокой (HD) или низкой (LD) плотности | 2,3 | 0,001 | |
Сшитый полиэтилен (XLPE) : | |||
для кабелей на номинальное напряжение до 18/30 (36) кВ включ. (без наполнителей); | 2,5 | 0,004 | |
для кабелей на номинальное напряжение св. 18/30 (36) кВ (без наполнителей); | 2,5 | 0,001 | |
для кабелей на номинальное напряжение св. 18/30 (36) кВ (с наполнителем) | 3,0 | 0,005 | |
Полипропилен (PPL): | |||
для кабелей на номинальное напряжение, равное или св. 63/110 кВ | 2,8 | 0,0014 | |
Обычно для каждого типа кабелей указывают допустимые значения при максимально допустимых температурах, возникающих при самых высоких напряжениях. См. МЭК 60141-1. См. МЭК 60141-4. См. МЭК 60141-3. См. МЭК 60141-2. См. МЭК 60502-1 и МЭК 60502-2. Примечание - Если значения равны значениям, приведенным ниже или более, то в этом случае следует учитывать значение диэлектрических потерь: | |||
Тип кабеля | , кВ | ||
Кабели с пропитанной бумажной изоляцией: | |||
- с вязкой пропиткой; | 38 | ||
- маслонаполненные кабели и кабели с газом под давлением | 63,5 | ||
Кабели с изоляцией других видов: | |||
Бутилкаучук | 18 | ||
Этиленпропиленовая резина (EPR) | 63,5 | ||
Поливинилхлоридный пластикат (PVC) | 6 | ||
Полиэтилен (РЕ) высокой (HD) или низкой (LD) плотности | 127 | ||
Сшитый полиэтилен (XLPE) (без наполнителей) | 127 | ||
Сшитый полиэтилен (XLPE) (с наполнителем) | 63,5 |
где - относительная диэлектрическая проницаемость изоляции;
- наружный диаметр по изоляции (исключая экран), мм;
- диаметр жилы, включая экран, если он имеется, мм.
Формулу (19) можно использовать для овальных жил, подставив вместо и среднегеометрические значения соответствующих максимальных и минимальных диаметров.
Значения приведены в таблице 3.
- наружный диаметр по изоляции (исключая экран), мм;
- диаметр жилы, включая экран, если он имеется, мм.
Формулу (19) можно использовать для овальных жил, подставив вместо и среднегеометрические значения соответствующих максимальных и минимальных диаметров.
Значения приведены в таблице 3.