Допустимый по условиям нагрева ток I доп – это такой ток, при длительном протекании которого проводник нагревается до допустимой температуры.
Исходя из определения допустимый ток определяется из выражения (4.54):
.
Отсюда выразим значение допустимого тока:
.
Подставив значение сопротивления проводника единичной длины R = r/F, получим
. (4.57)
Формула (4.57) не является расчетной, так как в ней не раскрыто значение тепловой проводимости. В то же время по ней можно судить о зависимости I допот ряда факторов, числовые значения которых входят в формулу в явном виде. Этот ток тем больше, чем меньше удельное сопротивление провода. Увеличение нормированной температуры, равно как и уменьшение температуры окружающей среды, позволяет повысить величину допустимого тока. Чем выше теплопроводность, тем больше допустимый ток.
Зависимость I доп от сечения более сложная, чем это следует из уравнения (4.57), так как от сечения зависит и теплопроводность l. Совместное рассмотрение этих зависимостей показывает, что допустимый ток для неизолированного провода пропорционален сечению в степени 3/4.
|
|
В практических расчетах уравнением (4.57) не пользуются, и определяют допустимые токипо таблицам, составленным для большинства конкретных случаев применения проводов и кабелей, приведенным в ПУЭ и прил. 4.8. Значения допустимых токов по условиям нагрева определены для стандартных сечений проводов и кабелей F ст и заданных условий прокладки по формуле
(4.58)
Все величины в формуле (4.58) с индексом "т" соответствуют табличным условиям. Для кабелей проложенных в грунте θ 0т= = +15 оС, для проводов ВЛ θ 0т= +25 оС. Максимальные допустимые температуры проводников θ max.т, принятые в расчетах табличных значений токов, приведены в прил. 4.8.
Условием выбора сечения провода по допустимому току нагрева является
I м £ I доп.т , (4.59)
где I м– расчётный ток, соответствующий 30-минутному максимуму нагрузки.
Реальные условия прокладки проводника, как правило, отличаются от табличных. Используя уравнения (4.57) и (4.58), можно получить поправочные коэффициенты, учитывающие отличие реальных условий от табличных. Так, например, если температура окружающей среды θ 0, а максимальная температура проводника θmах, то, разделив (4.57) на (4.58) и считая F, l и r одинаковыми в двух формулах, получаем
, (4.60)
где Кq – поправочный коэффициент, учитывающий температуру окружающей среды.
Этой расчетной формулой можно пользоваться не только при изменившихся от расчетных температурных условиях, но и в расчетах срока службы проводника, когда температура жил может быть выше табличной. Иcходным для такого рода расчетов является свойство изоляции ускорять вдвое старение при повышении рабочей температуры на 8 °С ("восьмиградусное правило"). В практических расчетах поправочные коэффициенты Кq определяются по таблице (прил. 4.9) или ПУЭ.
|
|
Аналогично Кq могут вычисляться коэффициенты, учитывающие сопротивление проводникового материала Кr:
.
Коэффициент Кr показывает, что допустимый ток алюминиевого провода составляет 77 %от тока для соответствующего по конструкции медного.
Прокладка рядом нескольких кабелей в земляной траншее ухудшает условия теплоотдачи в грунт из-за теплового влияния кабелей друг на друга. В этих случаях допустимые по нагреву нагрузки, указанные в справочных таблицах, должны быть уменьшены введением поправочного коэффициента на число кабелей Кn. Этот коэффициент указан в табл. 4.5.
Таким образом, допустимый по нагреву ток определяется следующим выражением:
I доп = I доп.т × Кθ × К п. (4.61)
Таблица 4.5
Поправочные коэффициенты К п на число работающих кабелей, лежащих