Персональные инструменты

Проверка кабелей на нагрев токами короткого замыкания

Материал из Руководство по устройству электроустановок

Перейти к: навигация , поиск
Общие правила проектирования электроустановок
Подключение к распределительной сети высокого напряжения
Подключение к низковольтной распределительной сети
Руководство по выбору архитектуры сети высокого и низкого напряжения
Распределение в системах низкого напряжения
Защита от поражения электрическим током
Выбор сечения и защита проводников
Низковольтная распределительная аппаратура
Защита от перенапряжений в низковольтных сетях
Энергоэффективность в электрических сетях
Компенсация реактивной мощности и фильтрация гармоник
Управление гармониками
Особые источники питания и нагрузки
Электроустановки жилых помещений и коттеджей
Электромагнитная совместимость (ЭМС)


Температурные ограничения

Обычно проверка термической стойкости кабелей не требуется, кроме тех случаев, когда кабели небольшого сечения установлены близко или непосредственно подсоединены к главному распределительному щиту.




Когда ток короткого замыкания непродолжителен (от десятых долей секунды до 5 секунд), производимое тепло остается в проводе, таким образом, он нагревается.

Если принять, что процесс нагревания является адиабатическим, то это предположение упрощает расчеты и приводит к неутешительным результатам, где температура провода получается выше, чем в действительности, т.к. на практике некоторое количество тепла из провода перейдет на изоляционный материал.

Для периода в пять секунд или менее, равенство I2t = k2S2 показывает время в секундах, за которое провод сечением S (мм2) может выдержать ток в 1 ампер, прежде чем температура поднимется настолько, что повредит изоляционный материал.

Коэффициент k2 показан на рис. G54 ниже.

Изоляция Медный провод (Cu) Алюминиевый провод (Al)
ПВХ 13,225 5,776
Сшитый полиэтилен 20,449 8,836


Рис. G54: Значение константы k2


Метод проверки заключается в подтверждении того, что тепловая энергия I2t на 1 Ом в материале провода, которую пропустит защитный автоматический выключатель (из каталога изготовителя), меньше установленной разрешенной энергии для данного провода (как показано на рис. G55 ниже).

S (мм2) PVC XLPE
Медь Алюминий Медь Алюминий
1,5 0,0297 0,0130 0,0460 0,0199
2,5 0,0826 0,0361 0,1278 0,0552
4 0,2116 0,0924 0,3272 0,1414
6 0,4761 0,2079 0,7362 0,3181
10 1,3225 0,5776 2,0450 0,8836
16 3,3856 1,4786 5,2350 2,2620
25 8,2656 3,6100 12,7806 5,5225
35 16,2006 7,0756 25,0500 10,8241
50 29,839 13,032 46,133 19,936


Рис. G55: Максимально допустимая тепловая нагрузка для кабелей (выражено в амперах2 x секунду x 106)


Пример
Может ли автоматический выключатель C60N надежно защитить медный кабель с изоляцией из сшитого полиэтилена
с сечением 4 мм2?

Рисунок G55 показывает, что значение l2t для кабеля составляет 0,3272 x 106, в то время как максимальное «пропускаемое значение» для выключателя, указанное в каталоге производителя, намного ниже (< 0,1·106 А2s).

Таким образом, кабель надежно защищен автоматическим выключателем при полном использовании его отключающей способности.

Ограничения по электродинамической стойкости

Для всех типов цепей (отдельных проводов или шин) важно учитывать электродинамический фактор.

Чтобы выдержать электродинамические перегрузки, провода должны быть прочно закреплены и прочно соединены.

Для шинопроводов и кабелепроводов заводского изготовления, шин и т.д. также важно удостовериться, что характеристики электродинамической стойкости, при прохождении тока короткого замыкания, удовлетворительны. Максимальная величина тока, ограничиваемая автоматическим выключателем или плавким предохранителем, должна быть меньше, чем ток электродинамической стойкости шин. Как правило, производители публикуют таблицы с указанием наиболее адекватных условий защиты и эксплуатации своих товаров, что является основным преимуществом таких систем.zh:电缆短路耐受能力校验