Лента новостей RSSRSS КалькуляторыКалькуляторы Вопросы экспертуВопросы эксперту Перейти в видео разделВидео

ГОСТ Р МЭК 60949-2009

Расчет термически допустимых токов короткого замыкания с учетом неадиабатического нагрева

Предлагаем прочесть документ: Расчет термически допустимых токов короткого замыкания с учетом неадиабатического нагрева. Если у Вас есть информация, что документ «ГОСТ Р МЭК 60949-2009» не является актуальным, просим написать об этом в редакцию сайта.

Скрыть дополнительную информацию

Дата введения: 01.01.2010
26.06.2009 Утвержден Федеральное агентство по техническому регулированию и метрологии
Издан Стандартинформ
Разработан ОАО ВНИИКП
Статус документа на 2016: Актуальный

Страница 1

Страница 2

Страница 3

Страница 4

Страница 5

Страница 6

Страница 7

Страница 8

Страница 9

Страница 10

Страница 11

Страница 12

Страница 13

Страница 14

Страница 15

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ТЕХНИЧЕСКОМУ РЕГУЛИРОВАНИЮ И МЕТРОЛОГИИ

НАЦИОНАЛЬНЫЙ

СТАНДАРТ

РОССИЙСКОЙ

ФЕДЕРАЦИИ

ГОСТ Р мэк 60949-

2009


РАСЧЕТ ТЕРМИЧЕСКИ ДОПУСТИМЫХ ТОКОВ КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ С УЧЕТОМ НЕАДИАБАТИЧЕСКОГО НАГРЕВА

IEC 60949:1988

Calculation of thermally permissible short-circuit currents, taking into account non-adiabatic heating effects (IDT)

Издание официальное

ГОСТ Р МЭК 60949-2009

Предисловие

Цели и принципы стандартизации в Российской Федерации установлены Федеральным законом от 27 декабря 2002 г. № 184-ФЗ «О техническом регулировании», а правила применения национальных стандартов Российской Федерации — ГОСТ Р 1.0-2004 «Стандартизация в Российской Федерации. Основные положения»

Сведения о стандарте

1    ПОДГОТОВЛЕН Открытым акционерным обществом «Всероссийский научно-исследовательский. проектно-конструкторский и технологический институт кабельной промышленности» (ОАО «ВНИИКП») на основе собственного аутентичного перевода стандарта, указанного в пункте 4

2    ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 46 «Кабельные изделия»

3    УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Приказом Федерального агентства по техническому регупированию и метрологии от 26 июня 2009 г. Np 215-ст

4    Настоящий стандарт идентичен международному стандарту МЭК 60949:1988 «Расчет термически допустимых токов короткого замыкания с учетом неадиабатического нагрева» (IEC 60949:1988 «Calculation of thermally permissible short-circuit currents, taking into account поп-adiabatic heating effects») с Изменением Nq 1:2008, которое выделено в тексте слева двойной вертикальной линией.

При применении настоящего стандарта рекомендуется использовать вместо ссылочных международных стандартов соответствующие им национальные стандарты Российской Федерации, сведения о которых приведены в дополнительном приложении В

5    ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодно издаваемом информационном указателе «Национальные стандарты», а текст изменений и поправок — в ежемесячно издаваемых информационных указателях «Национальные стандарты». В случав пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ежемесячно издаваемом информационном указателе «Национальные стандарты». Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования — на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет

© Стандартинформ. 2009

Настоящий стандарт не может быть полностью или частично воспроизведен, тиражирован и распространен в качестве официального издания без разрешения Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии

ГОСТ Р МЭК 60949-2009

Содержание

Введение............................................................1

1    Обозначения........................................................2

2    Допустимый ток короткого замыкания........................................2

3    Расчет тока короткого замыкания при адиабатическом характере нагрева.................2

4    Расчет температуры при коротком замыкании...................................3

5    Расчет коэффициента г. для токопроводящих жил и экранов из проволок, расположенных с зазором, при неадиабатическом характере нагрова..................................4

5.1    Общие положения..................................................4

5.2    Токопроводящие жипы однопроволочные или многопроволочные...................5

5.3    Изолированные друг от друга проволоки экрана...............................5

6    Расчет коэффициента г. для оболочек, экранов и брони при неадиабатическом характере нагрева. . . 6

6.1    Общие положения..................................................6

6.2    Трубчатые оболочки................................................6

6.3    Ленты..........................................................6

6.4    Контактирующие друг с другом провопоки...................................8

6.5    Проволочная оплетка...............................................8

Приложение А (справочное) Пояснения к рекомендуемым методам учета неадиабатического нагрева при расчете допустимых токов короткого замыкания....................9

Приложение В (справочное) Сведения о соответствии национальных стандартов Российской Федерации ссылочным международным стандартам........................11

Библиография........................................................11

ill

ГОСТ Р МЭК 60949-2009

НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

РАСЧЕТ ТЕРМИЧЕСКИ ДОПУСТИМЫХ ТОКОВ КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ С УЧЕТОМ НЕАДИАБАТИЧЕСКОГО НАГРЕВА

Calculation of thermally permissible short-circuit currents, taking Into account non-adiabatlc heating effects

Дата введения — 2010—01—01

Введение

Метод расчета номинальных характеристик любого токопроводящего элемента кабеля при коротком замыкании обычно основывается на предположении, что теппо сохраняется внутри токопроводящего элемента в течение времени короткого замыкания (т. е. имеет место адиабатический характер нагрева). Однако во время короткого замыкания происходит частичная передача тепла в соседние конструкционные материалы, и это следует учитывать. В настоящем стандарте приведен простой метод учета неадиабатического характера нагрева при расчете номинальных характеристик в условиях короткого замыкания, обеспечивающий получение одинаковых значений различными разработчиками. Существуют методы расчета с использованием компьютера, но они не намного точнее и слишком сложны для стандартизации.

В приведенных формулах содержатся величины, которые зависят от вида используемых в кабелях материалов. Значения величин указаны в таблицах 1—3. Эти значения являются стандартизованными (например, удепьное электрическое сопротивление и коэффициенты теплового сопротивления) либо общеприняты в практике (например, удельная теплоемкость).

Для получения сопоставимых результатов расчетные характеристики при коротком замыкании допжны быть определены посредством настоящего метода с использованием значений констант, указанных в настоящем стандарте. Однако могут быть использованы и другие значения констант, более приемлемые для некоторых материалов, в таких случаях в перечне характеристик кабепя изготовитель приводит соответствующие дополнительные номинальные характеристики при коротком замыкании со ссылкой на эти значения констант.

В настоящем стандарте приняты наиболее неблагоприятные условия короткого замыкания, поэтому определяемые номинальные характеристики являются предельными.

Метод расчета при неадиабатическом характере нагрева применим для любой длительности короткого замыкания. По сравнению с методом расчета при адиабатическом характере нагрева этот метод дает значительное увеличение допустимых токов короткого замыкания для экранов, оболочек и. в некоторых случаях, для жил сечением менее 10 мм2 (особенно при наличии проволочных экранов). Для наиболее широко применяемых жил силовых кабелей 5 % — это минимальное увеличение допустимого тока короткого замыкания, которое может быть использовано на практике. При этом для соотношения длительности короткого замыкания и сечения жилы менее 0,1 с/мм2 увеличение тока незначительно, и может быть использован метод расчета при адиабатическом характере нагрева. Это характерно для большинства практических случаев.

Настоящий стандарт устанавливает следующую методику расчета:

a)    вычисление адиабатического тока короткого замыкания;

b)    вычисление поправочного коэффициента, учитывающего неадиабатический характер нагрева;

c)    перемножение результатов вычислений по перечиспениям а) и Ь) и получение допустимого тока короткого замыкания.

Издание официальное

1

ГОСТ Р МЭК 60949-2009

1    Обозначения

В настоящем стандарте применены следующие обозначения:

А. В — постоянные, основанные на тепловых характеристиках окружающих или соседних материалов. (мм2/с)1/2; мм2/с;

С,.С2 — постоянные, используемые в формуле неадиабатического метода расчета для жил и проволочных экранов, мм/м: Км- мм2/Дж;

Dx — диаметр воображаемого соосного цилиндра, вписанного по внутренней поверхности впадин гофрированной оболочки, мм;

Doc — диаметр воображаемого соосного цилиндра, описанного по наружной поверхности выступов гофрированной оболочки, мм;

F — коэффициент учета неполного теплового контакта;

/ — допустимый ток короткого замыкания (среднеквадратичное значение). А;

1АП — ток короткого замыкания, определенный на основе адиабатического нагрева (среднеквадратичное значение). А;

lsc — известный максимальный ток короткого замыкания (среднеквадратичное значение). А:

К — постоянная, зависящая от материала токопроводящего элемента. А с1/2/мм2;

М — коэффициент теплового контакта. с-;

S — площадь поперечного сечения токопроводящего элемента, мм2;

X. У — постоянные, используемые в упрощенной формуле для жил и проволочных экранов. (мм2/с); мм^с;

d — средний диаметр по оболочке, экрану или броне, мм; п — число лент или проволок; t — длительность короткого замыкания, с; w — ширина ленты, мм;

0 — величина, обратная температурному коэффициенту сопротивления при 0 °С. К;

8— толщина оболочки, экрана или брони, мм;

»: — коэффициент, учитывающий отвод тепла в соседние элементы:

0, — конечная температура. “С;

О, — начальная температура. °С;

р, — удельное тепловое сопротивление окружающих или соседних неметаллических материалов. К м/Вт;

р2,рз — удельные тепловые сопротивления среды с каждой стороны оболочки, экрана или брони. К м/Вт;

р20 — удельное электрическое сопротивление токопроводящего элемента при 20 °С. Ом м; стс — удельная объемная теплоемкость токопроводящего элемента при 20 °С. Дж/К - м3; а, — удельная объемная теплоемкость окружающих или соседних неметаллических материалов. ДжЖ-м3;

<т, — удельная объемная теплоемкость экрана, оболочки или брони. Дж/К м3; а2, а3 — удельные объемные теплоемкости среды с каждой стороны экрана, оболочки или брони. Дж/Км3.

2    Допустимый ток короткого замыкания

Допустимый ток короткого замыкания определяют по формуле

/=е/до.    (1)

где / — допустимый ток короткого замыкания;

/Аа — ток короткого замыкания, определенный на основе адиабатического нагрева; с — коэффициент, учитывающий отвод тепла в соседние элементы (см. разделы 5 и 6). Для расчетов методом при адиабатическом характере нагрева е = 1.

3    Расчет тока короткого замыкания при адиабатическом характере нагрева

Формула для адиабатического характера нагрева при любой начальной температуре имеет следующий общий вид:

2

ГОСТ Р МЭК 60949-2009

lint = K*S2

где lAD — ток короткого замыкания (среднеквадратичное значение), определенный на основе адиабатического нагрева. А;

(2)

/ — длительность короткого замыкания, с;

К — постоянная, зависящая от матери ала токопроводящего элемента, А.с"2/мм2, приведена в таблице 1 и вычисляется по формупе

к= |о.(р + 20)10 I Р20

(3)

S — площадь поперечного сечения токопроводящего элемента, мм2, для жил. соответствующих МЭК 60228, используют номинальное сечение;

0, — конечная температура. °С;

в, — начальная температура, °С;

0 — величина, обратная температурному коэффициенту сопротивления токопроводящего элемента при 0 еС, К. приведена в табпице 1;

In — loga;

пс — удельнаяобъемная теппоемкость токопроводящего элемента при 20 °С, Дж/К м3. приведена в таблице 1;

Рго — удельное электрическое сопротивление токопроводящего элемента при 20 “С. Ом м. приведено в табпице 1.

Таблица 1

«Л

Д*'К м3


К1',

А сЛш*


Рго

Он


Материал


К


а) токопроводящей жилы:

-    медь;

-    алюминий


3.45-10“ 2.50-10“


226

148


234.5

228.0


1.7241 ■ 10 2.8264 10 “


Ь) оболочки, экрана, брони:

-    свинец или его сплав;

-    сталь;

-    бронза:

-    алюминий


1.45-10“

3.80-10“

3.40-10“

2.50-10“


230.0

202.0

313.0

228.0


21.40-10 13.80 10 а 3.50-10"4 2.84 Ю-*


41

78

180

148


" Значения получены по формуле (3). 11 Значения по МЭК 60287-1-1.

11 Значения из журнала (1].

4 Расчет температуры при коротком замыкании

В некоторых спучаях (например, для систем с нейтралью, заземленной через импеданс) известен максимальный ток короткого замыкания, и температуру жилы в конце короткого замыкания можно определить следующим образом:

/ -

(4)

АО ~

О, = (0, -р) ехр

(5)

[k’s* J *

где /sc — известный максимальный ток короткого замыкания (среднеквадратичное значение).

Если кабель имеет несколько элементов, например экран, оболочку, броню, соединенных параллельно таким образом, что они распределяют между собой ток короткого замыкания, достаточно учесть, что отношение токов в любых двух элементах равно обратному отношению их сопротивлений. Предполагается. что каждый элемент будет иметь разную температуру. Поскольку материалы, прилегающие к каждому элементу, могут быть разными, максимально допустимые температуры каждого эпемента

з

ГОСТ Р МЭК 60949-2009

могут отличаться. Исходную температуру для каждого элемента определяют по уравнениям по МЭК 60287-2-1.

5 Расчет коэффициента»; для токопроводящих жил и экранов из проволок, расположенных с зазором, при неадиабатическом характере нагрева

5.1 Общие положения Общий вид эмпирического уравнения для коэффициента г. следующий:

где F — коэффициент учета неполного теплового контакта между жилой ил и проволоками и окружающими или соседними неметаллическими материалами, рекомендуемое значение — 0.7(1.0 — для маслонаполненных кабелей); А. В — эмпирические постоянные, основанные на тепловых характеристиках окружающих или соседних неметаллических материалов, вычисляются по формулам:

A К, (ммг/ср.    <7>

"с V*1»

В = —<8> где С, = 2464 мм/м; С2 = 1.22 К м мм2/Дж; ас — удельная объемная теплоемкость токопроводящего элемента при 20 °С, Дж/К м3; а, — удельная объемная теплоемкость окружающих или соседних неметаллических материалов. Дж/К м3; р, — удельное тепловое сопротивление окружающих или соседних неметаллических материалов. К м/Вт.

Примечание — Значения постоянных для этих материалов приведены в таблице 2.

Таблица 2 — Тепловые постоянные материалов

Материал

Удельна тепловое сопротивление р1\ К м.'Вт

Удельная объемная теплоемкость <г\ Дж/К - М3

Изоляционные материалы:

- пропитанная бумага в кабелях с однопроволочными жилами с бумажной пропитанной изоляцией:

6.0

2.0 • 10е

- пропитанная бумага в маслонаполненных кабелях.

5.0

2.0 10“

- бумажная изоляция в кабелях с газом под давлением, а) предварительно пропитанная;

6.5

2.0 -10е

- У

Ь) пропитанная нестекающим составом;

6.0

2.0-10е

- масло;

7.0

1.7 10й

- полиэтилен;

3.5

2.4 . 10в

- сшитый полиэтилен;

3.5

2.4 10“

- поливинилхлоридный пластикат:

в кабелях на напряжение до 3 кВ включ.;

5.0

1.7 10е

в кабелях на напряжение св. 3 кВ;

6.0

1.7 10е

- этиленпропиленовая резина:

в кабелях на напряжение до 3 кВ включ.;

3.5

2.0 -10“

в кабелях на напряжение св. 3 кВ;

5.0

2.0-10"

- бутилкаучук;

5.0

2.0-10“

- каучук (натуральный)

5.0

2.0 10"

Защитные покрытия:

- пропитанные джутовые и волокнистые материалы;

6.0

2.0-10“

- резиновое слоистое покрытие;

6.0

2.0 -10“

- полихлоролрен;

5.5

2.0-10“

4

ГОСТ Р МЭК 60949-2009

Окончание таблицы 2

Материал

Удельное тепловое сопротивление р1*. К miBt

Удельная объемная теплоемкость <г\ Дж.'К ■ М3

- поливинилхлоридный пластикат:

а кабелях на напряжение до 35 кВ включ;

5.0

1,7 10*

в кабелях на напряжение св. 35 кВ;

6.0

1,7 10е

- попивинилхлоридный ппастикат/битум на гофрированных алюминиевых оболочках;

6.0

1.7 10°

- попиэтилен

3.5

2.4 10е

Другие элементы кабеля:

- электропроводящий сшитый полиэтилен и попиэтилен,>;

2.5

2.4-10"

- электропроводящая этиленпропипеновая резина

3.5

2.1 -10е

" Значения по МЭК 60287-2-1. *' Значения из журнала [1].

Sl Значения из отчета [2].

5.2 Токопроводящие жилы однопроволочные или многопроволочные

Для обычных комбинаций материалов общая формула может быть упрощена следующим образом: где Хи Y, включающие коэффициенты учета неполного теплового контакта, равные 0.7 (1.0 для маслонаполненных кабелей), приведены в таблице 3.

Таблица 3- Постоянные, используемые в упрошенных формулах расчета для жил и экранов из проволок, расположенных с зазором

Материал изоляции

Для меди

Для алюминия

X. (мм2/с)

У. ММ-’.'с

X. (ММ;.'с)‘‘г

У. MMJ/c

Поливинилхлоридный пластикат:

S 3 кВ

0.29

0.06

0.40

0.08

> 3 кВ;

0.27

0.05

0.37

0.07

сшитый попиэтилен;

0.41

0.12

0,57

0.16

этиленпропипеновая резина:

£ 3 кВ

0.38

0,10

0.52

0,14

> 3 кВ;

0.32

0,07

0.44

0,10

бумага:

- маслонапопненные кабели.

0.45

0,14

0.62

0.20

- другие

0.29

0.06

0.40

0.08

Примечание — Коэффициент учета неполного теплового контакта — 0,7, для маслонаполненных кабелей — 1.0.

5.3 Изолированные друг от друга проволоки экрана 5.3.1 Полностью утопленные проволоки экрана

Формула применима к проволокам экрана, расположенным на расстоянии не менее одного диаметра проволоки друг от друга и полностью окруженным неметаллическими материалами. Влияние тонких спирально наложенных выравнивающих лент не учитывают. Для обычных сочетаний материалов можно использовать упрощенную формулу, приведенную в 5.2: в иных случаях следует применять общую формулу, приведенную в 5.1, при F-0.7. Ток рассчитывают для одной проволоки и затем умножают на число проволок п, в результате чего попучают значение полного тока короткого замыкания. Таким образом, во всех формулах используется сечение одной проволоки.

5

ГОСТ Р МЭК 60949-2009

5.3.2 Не полностью утопленные проволоки экрана

Рассматриваемый метод можно применить к проволокам экрана, расположенным под экструдированной трубкой, при этом между проволоками имеется воздушный зазор. Влияние тонких спирально наложенных выравнивающих пент не учитывают. Используют общую формулу, приведенную в 5.1. при F = 0,5. Если проволоки расположены между двумя различными материалами, следует использовать среднеарифметическое значение удельных тепловых сопротивлений и удельных объемных теплоемкостей двух материапов. Ток определяют для одной проволоки и затем умножают на число проволок, в результате чего получают значение полного тока короткого замыкания. Таким образом, во всех формулах используется сечение одной проволоки.

6 Расчет коэффициента*, для оболочек, экранов и брони при неадиабатическом характере нагрева

Примечание — Важно правильно определить значение площади поперечного сечения обопочки или экрана. ислопьзуеыое в формуле расчета для адиабатического характера нагрева [см. формулу (2)]. Этот вопрос рассмотрен в 6.2—6.5.

6.1 Общие положения

Коэффициент с для оболочек, экранов и брони определяют по формуле

с = 1 + 0.61 М*Ц - 0.069 (Мл/Г)2 + 0.0043 (Мл/Г)3. Коэффициент М. с-ш, определяют по формуле

(10)

(11)

гдест2,ст3 — удельные объемные теплоемкости среды с каждой стороны экрана, обопочки или брони. Дж/Км3:

р23 — удельные тепловые сопротивления среды с каждой стороны экрана, оболочки или брони,

К м/Вт:

ст, — удельная объемная теплоемкость экрана, оболочки или брони. Дж/К м3:

8— толщина экрана, оболочки или брони, мм.

Значения тепловых постоянных дня различных материалов приведены в таблице 2.

Рекомендуется использовать значение F= 0.7 за исключением случаев, когда металлический элемент полностью контактирует одной стороной с соседней средой, в этом случае можно испопьзовать значение F = 0,9.

Значение и можно также определить по рисунку 1 после того, как получено значение M-Jt.

6.2 Трубчатые оболочки

Сечение, используемое в формуле расчета для адиабатического характера нагрева, определяют следующим образом:

S = rxJS,

(12)

где d — средний диаметр оболочки, мм.

Примечание — Для гофрированных оболочек d ■ 0< r

2

8— толщина оболочки, мм.

Там. где предполагается полный тепловой контакт, коэффициент учета неполного теплового контакта F можно принять за единицу.

6.3 Ленты

6.3.1 Ленты, наложенные продольно

Площадь, используемая в формуле расчета для адиабатического характера нагрева, является площадью поперечного сечения ленты при условии, что перекрытие кромок составляет не более 10 % ее

ширины:

S = wS.

(13)

где w — ширина ленты, мм; 8— толщина ленты, мм.

6

ГОСТ Р МЭК 60949-2009

6.3.2 Ленты, наложенные спирально

Трудно определить степень контакта между витками одной ленты и между лентами, особенно после определенного периода эксплуатации, поэтому рекомендуется считать, что ток протекает по спирали и. таким образом, должна испопьзоваться общая площадь поперечного сечения лент:

S-nw6,    (14)

гдеп — число лент;

w — ширина ленты, мм,

5— толщина ленты, мм.

6.4    Контактирующие друг с другом проволоки

В формуле расчета для адиабатического характера нагрева испопьзуют общую площадь поперечного сечения провопок. За s принимают диаметр отдельной проволоки.

6.5    Проволочная оплетка

Считают, что проволочная оплетка имеет площадь поперечного сечения, равную числу проволок в оппетке, умноженному на площадь поперечного сечения отдельной проволоки. За S принимают удвоенный диаметр одной проволоки.

8

ГОСТ Р МЭК 60949-2009

Приложение А (справочное)

Пояснения к рекомендуемым методам учета неадиабатического нагрева при расчете допустимых токов короткого замыкания

Тепловые потери в диэлектрике могут быть учтены через коэффициент, изменяющий подводимую энергию при коротком замыкании, либо максимально допустимую температуру. Выбран первый вариант, т. к. он позволяет сохранять постоянный предел температуры дпя материала, что предпочтительнее, чем его изменение из-за тепловых потерь в диэлектрике. Коэффициент копределяется отношением подводимых энергий в адиабатическом и неадиабатическом режимах и. таким образом. непосредственно влияет на величину тока в жиле, поскольку продолжительность в обоих случаях одинакова.

В некоторых конкретных случаях (например, для систем с нейтралью, заземленной через импеданс) максимальный ток короткого замыкания известен, и рекомендуемый метод может быть преобразован для оценки максимальной температуры, которая будет достигнута при коротком замыкании.

(А) Токопроводящие жилы

Проведено значительное количество теоретических и экспериментальных исследований в области кабелей с медными токопроводящими жилами и поливинилхлоридной изоляцией, в то время как по кабелям с медными токопроводящими жилами и бумажной изоляцией имеется небольшое количество данных. Рекомендуемый в настоящем стандарте метод был основан на данных по кабелям с медными токопроводящими жилами и поливинилхлоридной изоляцией и затем экстраполирован на кабели другого типа. Такая экстраполяция была подтверждена имеющимися результатами нескольких испытаний кабелей с бумажной изоляцией.

Получено достаточное соответствие между результатами вычислений при помощи четырех независимых теоретических методов, метода расчета переходных характеристик при помощи компьютера (этот метод принят СИГРЭ дпя расчета номинальных характеристик в переходном режиме') и данными экспериментальных исследований.

Теоретические формулы имели следующий вид:

(А.1)

Полученная эмпирическим путем формула аналогичного вида соответствовала рассчитанной при помощи компьютера кривой для поливинилхлоридного пластиката. Эмпирические постоянные А и В включали удельные теплоемкости жилы и изоляции, а также удельное тепловое сопротивление изоляции. Путем модификации этих постоянных (используя значения, опубликованные в (1))были получены кривые для других комбинаций материалов жилы и диэлектрика.

На практике имел место большой разброс результатов экспериментальных исследований, который объясняется неполным тепловым контактом между жилой и диэлектриком. Для учета данного обстоятельства в формулу (А.1) был введен коэффициент F. что также согласовывалось с теоретическими исследованиями. Коэффициент Я = 0.7 соответствовал всем имеющимся экспериментальным данным для поливинилхлоридного пластиката и затем был использован для всех комбинаций материалов жилы и диэлектрика (за исключением маслонаполнвнных кабелей, для которых вследствие хорошего теплового контакта можно использовать коэффициент, равный 1.0). Возможные погрешности расчета учтены таким образом, чтобы повышалась безопасность кабелей.

Коэффициент к в некоторой степени зависит от температуры, но в диапазоне температур, которые обычно имеют место на практике, эту зависимость можно не учитывать (она учтена в коэффициенте, равном 0.7).

Было принято, что 5 % — это минимальное увеличение допустимого тока короткого замыкания, которое может быть использовано на практике. При US <0.1 с/мм2 увеличение тока в жиле незначительное и неадиабатический метод не рекомендуется применять при данном соотношении, которое, вероятно, наиболее часто встречается в практике.

(В)Экраны и оболочки

Экраны и оболочки являются элементами конструкции кабелей, для которых увеличение допустимых токов короткого замыкания возможно в наибольшей степени в условиях неадиабатического характера нагрева.

Рассматривалось несколько методов расчета: аналитические и с использованием компьютера. Был выбран метод, представляющий собой упрощение теоретически наиболее точного метода, который непосредственно учитывает изменение потерь в зависимости от температуры.

* Electra. № 87. март 1983. стр. 41 (3).

9

ГОСТ Р МЭК 60949-2009

Основной проблемой было недостаточное количество результатов экспериментальных исследований, необходимых для сравнения с данными расчета при помощи теоретического метода. Получено приемлемое соответствие с несколькими имеющимися результатами испытаний, особенно при введении коэффициента, учитывающего неполный тепловой контакт (так же. как для жилы). Кроме того, результаты испытаний, полученные методом с использованием компьютера (в соответствии с подразделом А), также соответствовали теоретическим данным.

Коэффициент си в этом случае в некоторой степени зависит от температуры, но в уравнении представлен наиболее неблагоприятный случай, и на практике эту зависимость можно не учитывать.

Коэффициент учета неполного теплового контакта выбран для различных конструкций оболочки и экрана в соответствии со степенью теплового контакта. Например, кабели с бумажной изоляцией, свинцовой оболочкой и битумным слоем под наружной оболочкой имеют весьма хороший контакт, а гофрированные алюминиевые оболочки кабелей с бумажной изоляцией, пропитанной нестекающим составом, имеют плохой контакт с изоляцией. Все допущения делались с уметом повышения безопасности кабелей.

Наиболее сложно было определить сопротивление и площадь поперечного сечения ленточных экранов, наложенных с перекрытием и многослойных. Сопротивление значительно зависит от степени контакта между витками ленты, который может случайным образом изменяться в течение сроке службы кабеля и даже во время короткого замыкания. Поэтому принято допущение, обеспечивающее определенный запас, а именно: ток протекает вдоль ленты по спирали вокруг кабеля, а между витками нет электрического контакта. Поэтому используется геометрическая площадь поперечного сечения ленты (или лент). В этом случае получают заниженные номинальные значения характеристик кабеля для условий короткого замыкания, но они все же выше тех. которые определены на основе метода расчета при адиабатическом характере нагрева экранов при том же допущении отсутствия контакта между витками.

Аналогично допускается, что экраны в виде оплетки из проволок имеют трубчатую форму и не имеют контакта между проволоками. Площадь поперечного сечения в этом случае опредепяют как площадь поперечного сечения одной проволоки, умноженную на общее число проволок в оплетке, а за толщину принимают удвоенный диаметр одной проволоки.

10

ГОСТ Р МЭК 60949-2009

Приложение В (справочное)

Сведения о соответствии национальных стандартов Российской Федерации ссылочным международным стандартам

Таблица В.1

Обозначение ссылочного международного стандарта

Обозначение и наименование соответствующего национальною стандарта

МЭК 60228”

ГОСТ 22483-77 Жилы токопроводящие медные и апюминиевые для кабелей, проводов и шнуров. Основные параметры. Технические требования

МЭК 60287-1 -Г>

ГОСТ Р МЭК 60287-1-1-2009 Кабели электрические. Расчет номинальной токовой нагрузки. Часть 1—1. Уравнения для расчета номинальной токовой нагрузки (100 %-ный коэффициент нагрузки) и расчет потерь. Общие положения

МЭК 60287-2-Г’

ГОСТ Р МЭК 60287-2-1-2009 Кабели электрические. Расчет номинальной токовой нагрузки. Часть 2—1. Тепловое сопротивпение. Расчет теппового сопротив-пения

" В случае недатированных ссылок следует применять последнее издание нормативного документа.

Библиография

(1]    Журнал Electra № 24. октябрь 1972

(2]    Отчет EPRI N9 EL-3014

(3]    Журнал Electra № 87. март 1983

11

ГОСТ Р МЭК 60949-2009

УДК621.315.2.001.4:006.354    ОКС 29.060.20    Е49    ОКП    350000

Ключевые слова: расчет, допустимый ток короткого замыкания, неадиабатический нагрев

Редактор H.O Грач Технический редактор Н.С. Гришамооа Корректор Е Д. Дульмева Компьютерная верстка И.А. Напейкиной

Сдано о набор 09.09.2009 Подписано о печать 29.10.2009. Формат 60 ■ 84 Бумага офсетная. Гарнитура Ариал. Печать офсетная. Уел. печ. я. 1.86. Уч.-изд. л. 1,30. Тираж 151 Мз. Зак. 747

ФГУП «СТАНДАРТИНФОРМ», 123995 Москва. Гранатный пер.. 4 www.90sbni0.ruinf0@90st1nf0.ru Набрано во ФГУП «СТАНДАРТИНФОРМ» на ПЭВМ.

Отпечатано а филиале ФГУП «СТАНДАРТИНФОРМ» — тип. «Московский печатник», 105062 Москва. Лялин пер , 6.

Сохраните страницу в соцсетях:
Другие документы раздела "Прочие"
РАЗДЕЛЫ САЙТА

НОРМАТИВНЫЕ
ДОКУМЕНТЫ

ПРИСОЕДИНЯЙТЕСЬ