Электрические нагрузки характеризуются расчетным током. При длительной нагрузке проводника током неизменного значения I установившееся превышение температуры (температура перегрева)
УСТ = Н /(I/IНОМ) (3.10)
где Н — превышение температуры, используемое для расчета длительно допустимых токов нагрузки Iном, указанных в ПУЭ; соответствует каталожным данным проводов и кабелей.
В табл. 3.2 указаны длительно допустимый нагрев Ж.НОРМ для жил проводников в условиях нормальной эксплуатации, максимальное превышение температуры ж.макс, допускаемое в режиме короткого замыкания (к.з.), а также кратковременно допускаемый нагрев пик в моменты пиков нагрузки; в табл. 3.3 — расчетная температура среды c.норм., принятая по нормам для вычисления длительно допустимых нагрузок. По данным табл. 3.2 и 3.3 можно определить допустимые превышения температуры:
Н = ж..норм. - c.норм., (3.11)
Таблица 3.2
Вид проводника | Длительно допустимый нагрев жил по нормам ж. норм. °С | Допустимый кратковременный нагрев жил при перегрузках пик. °С | Максимально до-пустимые превыше-ния температуры жил при токах к.з. ж. макс С | ||||||
мед-ных | алю-миниевых | стальных* | мед-ных | алю- ми- ние- вых | стальных | медных | алю- миниевых | стальных* | |
Шины и голые провода Кабели с бумажной пропитанной изоляцией, кВ: до 3 Кабели и провода с резиновой изоляцией: обычной теплостойкой Провода с полихлор- виниловой изоляцией | 80 65 60 50 50 55 65 | 80 65 60 50 50 55 65 | 70/70 | 125 100 90 100 110 | 125 100 90 100 110 | 125/125 | 200 200 200 125 125 150 200 | 200 200 200 150 150 | 160/300 t |
* Даны для двух случаев: непосредственно не соединенные с аппаратами (числитель); непосредственно соединенные с аппаратами (знаменатель).
Таблица 3.3
Место прокладки проводника | Температура среды C,НОРМ, °С |
Открытая и защищенная прокладка проводов, кабелей и шин в воздухе (внутри помещений) Один кабель с бумажной изоляцией при прокладке непосредственно в земле То же, в земле в трубах Кабели с бумажной изоляцией (независимо от их числа) при прокладке в воде |
Из формулы (3.10) длительно допустимая нагрузка
I = IНОМ. (3.12)
В переходном режиме через любой интервал времени t, отсчитанный от начального времени ty, превышение температуры проводника
t = УСТ(1 - e+ 0е , (3.13)
где 0 - перегрев проводника в момент начала отсчета;Т— постояннаявремени нагрева проводника, мин и с .
При включении нагрузки в момент, когда 0 =0, превышение. температуры (рис. 3.3. кривая 2)
t = УСТ(1 - e (3.14)
Рис. 3.3. Кривые нагрева и охлаждения проводов и кабелей
Значение Т для большинства проводников малого и среднего сечения составляет около 30 мин. Этим объясняется, что для выбора всех элементов системы электроснабжения принят 30-минутный (получасовой) максимум нагрузки, или Рмакс=Р30.
Для проводов и кабелей с алюминиевыми жилами при одинаковом их сечении с медными жилами, одинаковой конструкции изолирующих и защитных покровов и одинаковом способе прокладки постоянная времени нагрева может быть принята:
для голых проводов — Тал=0,7·Тм;
для изолированных проводов — Тал=0,85 Тм;
для кабелей — Тал =0.9·Тм (Тал и Тм — постоянные времени нагрева проводов и кабелей с алюминиевыми и медными жилами).
При изменении предельно допустимой температуры нагрева провода от ДОП до ’ДОП или температуры окружающей среды от 0 до ’0 допустимый ток изменяется:
I= IДОП= IДОП. (3.12)