ГОСТ Р МЭК 60287-1-1-2009
Группа Е49
НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
КАБЕЛИ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ. РАСЧЕТ НОМИНАЛЬНОЙ ТОКОВОЙ НАГРУЗКИ
Часть 1-1
Уравнения для расчета номинальной токовой нагрузки (100%-ный коэффициент нагрузки) и расчет потерь.
Общие положения
Electric cables. Calculation of the current rating. Part 1-1. Current rating equations (100% load factor) and calculation of losses. General
ОКС 29.060.20
ОКП 35 0000
Дата введения 2010-01-01
Предисловие
Цели и принципы стандартизации в Российской Федерации установлены Федеральным законом от 27 декабря 2002 г. N 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 регулированию и метрологии от 26 июня 2009 г. N 217-ст
4 Настоящий стандарт идентичен международному стандарту МЭК 60287-1-1:2006 "Кабели электрические. Расчет номинальной токовой нагрузки. Часть 1-1. Уравнения для расчета номинальной токовой нагрузки (100%-ный коэффициент нагрузки) и расчет потерь. Общие положения" (IEC 60287-1-1:2006 "Electric cables - Calculation of the current rating - Part 1-1: Current rating equations (100% load factor) and calculation of losses - General").
При применении настоящего стандарта рекомендуется использовать вместо ссылочных международных стандартов соответствующие им национальные стандарты Российской Федерации, сведения о которых приведены в дополнительном приложении А
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 случае 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
Введение
Настоящий стандарт содержит формулы для расчета величин ,
,
и
и содержит методы расчета допустимых токовых нагрузок кабелей по значениям максимально допустимой температуры, электрического сопротивления токопроводящей жилы, потерь и тепловых удельных сопротивлений.
Приведены также формулы для расчета потерь.
В настоящем стандарте формулы содержат величины, изменяющиеся в зависимости от конструкции кабеля и применяемых материалов. Значения, указанные в таблицах, соответствуют установленным международным (например, электрические удельные сопротивления и температурные коэффициенты сопротивления) либо общепринятым в практике (например, тепловые удельные сопротивления и диэлектрические постоянные материалов). В последнем случае некоторые из указанных значений не являются характеристикой качества новых кабелей, а относятся к кабелям после длительного периода эксплуатации. Для того, чтобы можно было получить однородные и сравнимые результаты, необходимо рассчитывать номинальные токовые нагрузки по указанным в настоящем стандарте значениям. Однако, если точно известно, что конкретным материалам и конструкции более соответствуют другие значения, то можно использовать эти значения, при условии, что они, а также соответствующие номинальные токовые нагрузки, будут указаны.
Значения, относящиеся к условиям эксплуатации кабелей, могут значительно отличаться друг от друга в разных странах. Например, что касается температуры окружающей среды и теплового удельного сопротивления почвы, их значения в разных странах определяют, исходя из различных соображений. Поверхностные сравнения значений, используемых в разных странах, могут привести к ошибочным заключениям, если они не основаны на общем критерии, например, могут быть различны предполагаемые сроки службы кабелей, в некоторых странах конструкция основана на максимальных значениях теплового удельного сопротивления почвы, в то время как в других странах используют средние значения. В частности, что касается теплового удельного сопротивления почвы, хорошо известно, что эта величина очень зависит от содержания влаги в почве и может значительно изменяться с течением времени, в зависимости от типа почвы, топографических и метеорологических условий, а также нагрузки кабеля.
Для выбора значений различных параметров необходимо использовать следующую процедуру.
Числовые значения должны основываться, главным образом, на результатах соответствующих измерений. Часто оказывается, что эти результаты уже включены в национальные технические требования в качестве рекомендуемых значений, поэтому расчет может быть основан на значениях, используемых в данной стране; обзор таких значений приведен в [1].
Перечень информации, необходимой для выбора соответствующего типа кабеля, приведен в [1].
1 Общие положения
1.1 Область применения
Настоящий стандарт рассматривает условия установившегося режима работы кабелей при любом переменном напряжении и постоянном напряжении до 5 кВ, проложенных непосредственно в земле, в каналах, лотках или стальных трубах, с частичным осушением почвы или без, а также кабелей, проложенных на воздухе. Термин "установившийся режим" обозначает ток постоянной величины при непрерывном режиме работы (100%-ный коэффициент нагрузки), достаточный для того, чтобы асимптотически создать максимальную температуру жилы при постоянных условиях окружающей среды.
Настоящий стандарт содержит формулы для расчета номинальных токовых нагрузок и потерь.
Формулы настоящего стандарта являются достаточно точными и в то же время позволяют варьировать некоторые важные параметры. Эти параметры можно разделить на три группы:
- параметры, относящиеся к конструкции кабеля (например, тепловое удельное сопротивление изоляционного материала), для которых были выбраны характерные значения, основанные на опубликованных работах;
- параметры, относящиеся к условиям окружающей среды, которые могут быть очень разнообразны, выбор этих параметров зависит от страны, в которой используются или должны использоваться кабели;
- параметры, которые принимаются по соглашению между изготовителем и потребителем и касаются запаса надежности работы кабеля (например, максимальная температура жилы).
1.2 Нормативные ссылки
В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие международные стандарты:
МЭК 60028:1925 Международные нормы на электрическое сопротивление меди
МЭК 60141 (все части) Испытания маслонаполненных кабелей и кабелей с газом под давлением и арматуры к ним
МЭК 60228 Токопроводящие жилы изолированных кабелей
МЭК 60287-2-1 Кабели электрические. Расчет номинальной токовой нагрузки. Часть 2-1. Тепловое сопротивление. Расчет теплового сопротивления
МЭК 60502-1 Силовые кабели с экструдированной изоляцией и арматура к ним на номинальное напряжение от 1 кВ (
1,2 кВ) до 30 кВ (
36 кВ). Часть 1. Кабели на номинальное напряжение 1 кВ (
1,2 кВ) и 3 кВ (
3,6 кВ)
МЭК 60502-2 Силовые кабели с экструдированной изоляцией и арматура к ним на номинальное напряжение от 1 кВ (
1,2 кВ) до 30 кВ (
36 кВ). Часть 2. Кабели на номинальное напряжение от 6 кВ (
7,2 кВ) до 30 кВ (
36 кВ)
МЭК 60889 Твердотянутая алюминиевая проволока для проводов воздушных линий передачи
Примечание - Для датированных ссылок используют только указанное в ссылке издание. Для недатированных ссылок используют самое последнее издание (включая изменения).
1.3 Обозначения
В настоящем стандарте применены следующие обозначения:
- площадь поперечного сечения брони, мм | |||
| - коэффициенты (см. 2.4.2); | ||
- емкость изолированной жилы, Ф/м; | |||
- наружный диаметр кабеля, м; | |||
- диаметр по изоляции, мм; | |||
- наружный диаметр металлической оболочки, мм; | |||
- диаметр воображаемого соосного цилиндра, касающегося выступов гофрированной оболочки, мм; | |||
- диаметр воображаемого цилиндра, касающегося внутренней поверхности впадин гофрированной оболочки, мм; | |||
- коэффициент, определенный в 2.3.5; | |||
- интенсивность солнечного излучения, Вт/м | |||
- намагничивающая сила (см. 2.4.2), ампер-витки/м; | |||
- индуктивность оболочки, Гн/м; | |||
| - компоненты индуктивности, определяемые стальными проволоками (см. 2.4.2), Гн/м; | ||
- ток в одной жиле (среднеквадратичное значение), А; | |||
| - коэффициенты, определенные в 2.3.5; | ||
| - коэффициенты, определенные в 2.3.3, Ом/м; | ||
- сопротивление жилы переменному току при максимальной рабочей температуре, Ом/м; | |||
- сопротивление брони переменному току при максимальной рабочей температуре, Ом/м; | |||
- сопротивление брони переменному току при 20 °С, Ом/м; | |||
- эквивалентное сопротивление переменному току оболочки и брони, соединенных параллельно, Ом/м; | |||
- сопротивление оболочки или экрана кабеля переменному току при максимальной рабочей температуре, Ом/м; | |||
- сопротивление оболочки или экрана кабеля переменному току при 20 °С, Ом/м; | |||
- сопротивление жилы постоянному току при максимальной рабочей температуре, Ом/м; | |||
- сопротивление жилы постоянному току при 20 °С, Ом/м; | |||
- тепловое сопротивление на фазу между жилой и оболочкой, К·м/Вт; | |||
- тепловое сопротивление между оболочкой и броней, К·м/Вт; | |||
- тепловое сопротивление наружного защитного покрытия, К·м/Вт; | |||
- тепловое сопротивление окружающей среды (отношение превышения температуры поверхности кабеля над температурой окружающей среды к потерям на единицу длины), К·м/Вт; | |||
- тепловое сопротивление окружающей среды при прокладке кабеля на воздухе с поправкой на солнечное излучение, К·м/Вт; | |||
- напряжение между жилой и экраном или оболочкой, В; | |||
- потери в броне на единицу длины, Вт/м; | |||
- потери в жиле на единицу длины, Вт/м; | |||
- диэлектрические потери на единицу длины на фазу, Вт/м; | |||
- потери в оболочке на единицу длины, Вт/м; | |||
| - общие потери в оболочке и броне на единицу длины, Вт/м; | ||
- реактивное сопротивление оболочки (двухжильные кабели и трехжильные кабели, расположенные треугольником), Ом/м; | |||
- реактивное сопротивление оболочки (при расположении кабелей в одной плоскости), Ом/м; | |||
- взаимное реактивное сопротивление между оболочкой одного кабеля и жилами двух других при расположении кабелей в одной плоскости, Ом/м; | |||
- наиболее короткая малая длина в перекрестно-соединенной электрической секции с неравными малыми длинами, мм; | |||
- расстояние между осями жил и осью кабеля для трехжильных кабелей ( | |||
- средний диаметр оболочки или экрана, мм; | |||
- средний диаметр оболочки и усиливающего покрытия, мм; | |||
- средний диаметр усиливающего покрытия, мм; | |||
- средний диаметр брони, мм; | |||
- наружный диаметр жилы, мм; | |||
- наружный диаметр полой жилы, мм; | |||
- внутренний диаметр трубы, мм; | |||
- диаметр стальной проволоки, мм; | |||
- внутренний диаметр полой жилы, мм; | |||
- максимальный диаметр экрана или оболочки при овальной жиле, мм; | |||
- минимальный диаметр экрана или оболочки при овальной жиле, мм; | |||
- диаметр эквивалентной круглой жилы с такой же площадью поперечного сечения и такой же степенью уплотнения, что и фасонная жила, мм; | |||
- частота системы, Гц; | |||
- коэффициент, используемый в 2.3.6.1; | |||
- коэффициент, используемый при расчете потерь на гистерезис в броне или усиливающем покрытии (см. 2.4.2.4); | |||
- коэффициент, используемый при расчете | |||
- коэффициент, используемый при расчете | |||
- длина кабельной секции (общее обозначение, см. 2.3 и 2.3.4), м; | |||
- натуральный логарифм (логарифм по основанию | |||
- | |||
- число жил в кабеле; | |||
- число стальных проволок в кабеле (см. 2.4.2); | |||
- длина шага наложения стальной проволоки вдоль кабеля (см. 2.4.2), мм; | |||
| - коэффициенты, используемые в 2.3.6.2; | ||
- радиус окружности, описанной вокруг двух или трех фасонных жил, мм; | |||
- расстояние между осями жил, мм; | |||
- расстояние между осями двух соседних кабелей, расположенных в группе из трех, не соприкасающихся друг с другом кабелей, проложенных горизонтально, мм; | |||
- расстояние между осями кабелей (см. 2.4.2), мм; | |||
- толщина изоляции между жилами, мм; | |||
- толщина защитного покрытия, мм; | |||
- толщина оболочки, мм; | |||
- отношение тепловых удельных сопротивлений сухой и влажной почвы ( | |||
- аргумент функции Бесселя, используемый при расчете эффекта близости; | |||
- аргумент функции Бесселя, используемый при расчете поверхностного эффекта; | |||
- коэффициент эффекта близости (см. 2.1); | |||
- коэффициент поверхностного эффекта (см. 2.1); | |||
- температурный коэффициент удельного электрического сопротивления при 20 °С, 1/К; | |||
- угол между осью проволок брони и осью кабеля (см. 2.4.2); | |||
- коэффициент, используемый в 2.3.6.1; | |||
- угловая временная задержка (см. 2.4.2); | |||
| - коэффициенты, используемые в 2.3.6.1; | ||
- эквивалентная толщина брони или усиливающего покрытия, мм; | |||
- коэффициент потерь для изоляции; | |||
- относительная диэлектрическая проницаемость изоляции; | |||
- максимальная рабочая температура жилы, °С; | |||
- температура окружающей среды, °С; | |||
- максимальная температура брони, °С; | |||
- максимальная температура экрана или оболочки кабеля, °С; | |||
- критическая температура почвы - это температура на границе между сухой и влажной зонами, °С; | |||
- допустимое превышение температуры жилы над температурой окружающей среды, К; | |||
- превышение критической температуры почвы - это превышение температуры на границе между сухой и влажной зонами по сравнению с температурой окружающей почвы, К; | |||
- коэффициент, используемый в 2.3.6.1; | |||
| - соответственно, отношение общих потерь в металлических оболочках и отношение общих потерь в броне к общим потерям в жилах (или потерь в одной оболочке или броне к потерям в одной жиле); | ||
- отношение потерь в одной оболочке, обусловленных циркулирующими токами в оболочке, к потерям в одной жиле; | |||
- отношение потерь в одной оболочке, обусловленных вихревыми токами, к потерям в одной жиле; | |||
- коэффициент потерь для среднего кабеля; - коэффициент потерь для внешнего кабеля с наибольшими потерями; - коэффициент потерь для внешнего кабеля с наименьшими потерями; |
| Три кабеля, расположенные в одной плоскости без траснпозиции, с оболочками, соединенными на обоих концах | |
- относительная магнитная проницаемость материала брони; | |||
- продольная относительная магнитная проницаемость; | |||
- поперечная относительная магнитная проницаемость; | |||
- удельное электрическое сопротивление материала жилы при 20 °С, Ом·м; | |||
- удельное тепловое сопротивление сухой почвы, К·м/Вт; | |||
- удельное тепловое сопротивление влажной почвы, К·м/Вт; | |||
- удельное электрическое сопротивление оболочки при 20 °С, Ом·м; | |||
- коэффициент поглощения солнечного излучения поверхностью кабеля; | |||
- угловая частота системы ( | |||
- для секторных жил), мм;
;
);
Попробуйте «Техэксперт: Базовые нормативные документы» бесплатно