Apa yang menentukan aliran kabel jangka panjang yang dibenarkan

Apakah yang menentukan aliran kabel jangka panjang yang dibenarkan? Untuk menjawab soalan ini, kita perlu mempertimbangkan proses haba sementara yang berlaku di bawah keadaan semasa arus elektrik mengalir melalui konduktor. Pemanasan dan penyejukan konduktor, suhunya, hubungan dengan rintangan dan keratan rentas - semua ini akan menjadi subjek artikel ini.

Proses peralihan

Untuk memulakan, pertimbangkan konduktor silinder konvensional panjang L, diameter d, kawasan keratan rentas F, rintangan R, volum V, jelas sama dengan F * L, yang mana arus saya mengalir, haba khusus logam yang konduktor dibuat - C, jisim konduktor sama dengan

m = V * Ω,

di mana Ω ialah ketumpatan logam konduktor, S = pi * d * L ialah dinding dinding sebelah yang mana penyejukan berlaku, Tpr adalah suhu semasa konduktor, T0 ialah suhu ambien, dan, dengan itu, T = Tpr - T0 ialah perubahan suhu. KTP ialah pekali perpindahan haba, yang menyatakan jumlah haba yang dipindahkan dari permukaan unit konduktor dalam 1 saat pada perbezaan suhu 1 darjah.

Angka ini menunjukkan graf arus dan suhu dalam konduktor dari masa ke masa. Dari masa t1 hingga t3 masa, arus saya mengalir melalui konduktor.

Di sini anda dapat melihat bagaimana, selepas menghidupkan arus, suhu konduktor secara beransur-ansur meningkat, dan pada masa t2 ia berhenti meningkat, menstabilkan. Tetapi selepas mematikan arus pada masa t3, suhu mula menurun secara beransur-ansur, dan pada masa t4 lagi menjadi sama dengan nilai awal (T0).

Oleh itu, adalah mungkin untuk menuliskan persamaan keseimbangan haba, persamaan kebezaan untuk proses pemanasan konduktor, di mana ia akan dapat dilihat bahawa haba yang dikeluarkan pada konduktor sebahagiannya diserap oleh konduktor itu sendiri, dan sebahagiannya diberikan kepada alam sekitar. Inilah persamaan:

Di sebelah kiri persamaan (1) ialah jumlah haba yang dikeluarkan dalam konduktor semasa dt masa, laluan semasa saya.

Istilah pertama di sebelah kanan persamaan (2) ialah jumlah haba yang diserap oleh bahan konduktor, dari mana suhu konduktor meningkat darjah dT.

Istilah kedua di sebelah kanan persamaan (3) ialah jumlah haba yang dipindahkan dari konduktor ke persekitaran pada masa dt, dan ia berkaitan dengan kawasan permukaan konduktor S dan perbezaan suhu T melalui pekali kekonduksian termal Ktp.

Pertama, apabila arus dihidupkan, semua haba yang dibebaskan dalam konduktor digunakan untuk memanaskan konduktor secara langsung, yang menyebabkan kenaikan suhunya, dan ini disebabkan oleh kapasiti haba C bahan konduktor.

Dengan suhu yang semakin meningkat, perbezaan suhu T antara konduktor itu sendiri dan alam sekitar, masing-masing, meningkat, dan haba yang dijana sebahagiannya sudah dapat meningkatkan suhu ambien.

Apabila suhu konduktor mencapai nilai stabil Tust, pada masa ini semua haba yang dikeluarkan dari permukaan konduktor dipindahkan ke persekitaran, maka suhu konduktor tidak lagi meningkat.

Penyelesaian kepada persamaan kira-kira haba pembezaan adalah:

Dalam amalan, proses sementara ini tidak melebihi tiga kali pemalar (3 * τ), dan selepas ini suhu mencapai 0.95 * Tust. Apabila proses peralihan pemanasan berhenti, persamaan imbangan haba dipermudahkan, dan suhu keadaan stabil boleh dengan mudah dinyatakan:

Semasa dibenarkan

Kini kita boleh sampai ke nilai sebenar arus yang nampaknya merupakan arus yang dibenarkan jangka panjang untuk konduktor atau kabel. Jelas sekali, bagi setiap konduktor atau kabel terdapat suhu berterusan biasa, mengikut dokumentasinya.Ini adalah suhu di mana kabel atau wayar boleh berterusan dan untuk masa yang lama tanpa bahaya kepada dirinya sendiri dan kepada orang lain.

Dari persamaan di atas, menjadi jelas bahawa nilai semasa tertentu dikaitkan dengan suhu sedemikian. Arus ini dipanggil semasa kabel yang dibenarkan. Ini adalah arus yang, apabila melewati konduktor untuk masa yang lama (lebih daripada tiga pemalar masa), memanaskannya kepada yang dibenarkan, iaitu suhu biasa Tdd.

Di sini: Idd - semasa konduktor yang dibenarkan jangka panjang; TDD - suhu konduktor yang dibenarkan.

Untuk menyelesaikan masalah praktikal, adalah paling mudah untuk menentukan arus yang dibenarkan jangka panjang mengikut jadual khas dari PUE.

Jenis konduktor

Suhu yang dibenarkan

Suhu yang dibenarkan jangka pendek

Konduktor atau bas kosong

70^kira-kiraDengan

Tembaga - 300^kira-kiraDengan

Konduktor atau bas kosong

70^kira-kiraDengan

Aluminium - 200^kira-kiraDengan

Kabel dalam penebat kertas sehingga 3 kV

80^kira-kiraDengan

200^kira-kiraDengan

Kabel dalam penebat kertas sehingga 6 kV

65^kira-kiraDengan

200^kira-kiraDengan

Kabel dalam penebat kertas sehingga 10 kV

60^kira-kiraDengan

200^kira-kiraDengan

Kabel dalam penebat kertas sehingga 35 kV

50^kira-kiraDengan

125^kira-kiraDengan

Kabel penebat getah sehingga 1 kV

65^kira-kiraDengan

150^kira-kiraDengan

Kabel dalam penebat PVC sehingga 1 kV

65^kira-kiraDengan

150^kira-kiraDengan

XLPE kabel terlindung sehingga 1 kV

90^kira-kiraDengan

250^kira-kiraDengan

Sekiranya berlaku litar pintas, arus litar pintas yang besar mengalir melalui konduktor, yang boleh memanaskan konduktor dengan ketara, melebihi suhu biasa. Atas sebab ini, konduktor dicirikan oleh keratan rentas minimum berdasarkan keadaan pemanasan jangka pendek konduktor dengan arus litar pintas:

Di sini: Ik - litar pintas semasa di amperes; tp ialah jangka masa litar pintas yang dikurangkan dalam beberapa saat; C adalah pekali yang bergantung kepada bahan dan pembinaan konduktor, dan pada suhu yang dibenarkan jangka pendek.

Seksyen Sambungan

Sekarang mari kita lihat bagaimana arus yang dibenarkan jangka panjang bergantung pada bahagian silang konduktor. Setelah menyatakan kawasan dinding sisi melalui diameter konduktor (rumus pada permulaan artikel), dengan anggapan bahawa rintangan itu berkaitan dengan luas keratan rentas dan rintangan spesifik bahan konduktor, dan menggantikan rumus yang terkenal untuk rintangan ke dalam formula untuk Idd, yang diberikan di atas, kita memperolehi formula Idd semasa yang dibenarkan jangka panjang :

Adalah mudah untuk melihat bahawa hubungan antara arus konduktif jangka panjang Idd dan bahagian silang F tidak berkadar terus, di sini kawasan keratan rentas dinaikkan kepada kuasa ¾, yang bermaksud bahawa arus yang dibenarkan jangka panjang lebih perlahan daripada keratan rentas konduktor. Pemalar lain, seperti resistivity, pekali pemindahan haba, suhu yang dibenarkan, adalah individu mengikut takrif bagi setiap konduktor.

Sebenarnya, pergantungan tidak boleh langsung, kerana semakin besar bahagian silang konduktor, semakin teruk keadaan penyejukan lapisan dalam konduktor, suhu yang lebih diterima dapat dicapai pada ketumpatan arus yang lebih rendah.

Jika anda menggunakan konduktor seksyen salib yang lebih besar untuk mengelakkan terlalu panas, ini akan mengakibatkan penggunaan bahan yang berlebihan. Lebih banyak menguntungkan untuk menggunakan beberapa konduktor seksyen kecil yang diletakkan selari, iaitu, menggunakan konduktor multicore atau kabel. Dan hubungan antara arus yang dibenarkan jangka panjang dan kawasan keratan rentas secara keseluruhan ternyata seperti ini:

F

1

2

4

Sayadd

1

1,68

2,83

Semasa dan suhu

Untuk mengira suhu konduktor dengan keadaan luaran dan keadaan luaran yang diketahui, pertimbangkan keadaan mantap apabila suhu konduktor mencapai Tust dan tidak lagi meningkat. Data awal - semasa I, pekali pemindahan haba Ktp, rintangan R, kawasan dinding sisi S, suhu ambien T0:

Pengiraan yang sama untuk arus berterusan:

Di sini, T0 diambil sebagai suhu ambien yang dikira, contohnya + 15 ° C untuk meletakkan di bawah air dan di dalam tanah, atau + 25 ° C untuk meletakkan di udara terbuka. Keputusan pengiraan tersebut diberikan dalam jadual arus berterusan, dan untuk udara mereka mengambil suhu + 25 ° C, kerana ini adalah suhu purata bulan paling hangat.

Membahagikan persamaan pertama dengan yang kedua, dan menyatakan suhu konduktor, kita boleh mendapatkan formula untuk mencari suhu konduktor pada arus selain daripada jangka panjang yang dibenarkan, dan pada suhu persekitaran yang diberikan, jika arus yang dibenarkan jangka panjang dan suhu yang dibenarkan jangka panjang diketahui, dan anda tidak perlu menggunakan lain-lain pemalar:

Daripada formula ini dapat dilihat bahawa kenaikan suhu adalah berkadar dengan kuadrat semasa, dan jika arus meningkat sebanyak 2 kali, maka peningkatan suhu akan meningkat sebanyak 4 kali.

Jika keadaan luaran berbeza dari reka bentuk

Bergantung pada keadaan luaran yang sebenarnya, yang mungkin berbeza daripada yang dikira bergantung kepada kaedah meletakkan, contohnya, beberapa konduktor (kabel) yang terletak secara selari atau berteduh di tanah pada suhu yang berbeza, suatu pelarasan arus maksimum yang dibenarkan diperlukan.

Kemudian, faktor pembetulan Kt diperkenalkan, di mana arus yang dibenarkan jangka panjang didarab di bawah keadaan (tabular) yang diketahui. Sekiranya suhu luaran lebih rendah daripada yang dikira, maka pekali lebih besar dari satu, jika lebih tinggi daripada yang dikira, maka, dengan itu Kt kurang dari satu.

Apabila meletakkan beberapa konduktor selari sangat rapat antara satu sama lain, mereka juga akan memanaskan satu sama lain, tetapi hanya jika persekitaran di sekeliling tidak bergerak. Keadaan sebenar sering membawa kepada hakikat bahawa alam sekitar adalah mudah alih (udara, air), dan perolakan membawa kepada penyejukan konduktor.

Sekiranya medium hampir tidak bergerak, sebagai contoh, apabila meletakkan di dalam paip di bawah tanah atau dalam salur, maka pemanasan bersama akan menyebabkan pengurangan dalam arus jangka panjang yang dibenarkan, dan di sini anda perlu memasukkan faktor pembetulan Kn lagi, yang diberikan dalam dokumentasi untuk kabel dan wayar.

Comments

[#1]

Secara umumnya, setiap pembekal wayar atau kabel yang menghormati diri menyediakan jadual yang mengiringi hari ini, di mana untuk dawai tertentu dalam pelbagai keadaan, anda boleh dengan mudah mencari arus yang dibenarkan jangka panjang, dan tidak boleh disalah anggap. Pengilang itu sendiri membuat semua perhitungan dan pengiraan yang diperlukan, dan pengguna hanya dapat memilih dari meja kabel atau kabel dari seksyen yang sesuai dan pengubahsuaian yang diperlukan.

[#2 Anatoly]

Tetapi, bukan sahaja apabila meletakkan kabel di dalam tanah, tetapi juga apabila meletakkannya secara langsung di dalam pagar di bawah plaster, syarat-syarat untuk meletakkan kabel mungkin berbeza daripada yang dikira (malangnya, dalam dokumen pengawalan dan teknikal, termasuk PUE, isu ini tidak diberikan perhatian yang sewajarnya), Oleh yang demikian, menurut PUE, arus nominal kabel apabila meletakkannya di dalam paip, dan korahan PVC pada dasarnya adalah paip PVC yang fleksibel, arus nominal kabel, dengan pekali pengisian beralun dengan kabel 0.3 - 0.5, adalah 21 ampere, dan di dalam pasir - Sekiranya anda menggunakan GOST RM EK 60287-2-1-1 2009, maka mengetahui bahawa rintangan haba plaster pasir simen, secara purata, adalah 1 (m * darjah Celsius / Watt), dan rintangan haba paru-paru daripada konkrit berudara bersamaan dengan 10 (m * darjah Celcius / Watt), kita dapati arus arus yang diberi nilai dalam konkrit berudara adalah 20 * 20/10 = 40, kita mengeluarkan akar kuadrat dan mendapatkan kira-kira 7.1 ampera, amalan operasi menunjukkan bahawa dalam keadaan sebenar satu sisi ditutup dengan gipsum, arus pengadar kabel adalah kira-kira 10 ampere, dua kali dan kurang daripada pasir dan plaster simen Sama seperti bahan binaan lain Jika kabel merentangi seksyen yang dilanjutkan dengan konkrit berudara, gypsum, dan lain-lain, mengikut PUE, arus kabel yang diberi nilai mesti dipilih mengikut syarat-syarat yang paling teruk untuk meletakkannya atau semasa pada 10 amper dan pemutus litar 6 amp amp cayuel. TETAPI, jika anda meletakkan kabel, dan juga kabel, supaya sarung itu tidak menghalangnya daripada penyejukan yang lebih baik, maka arus nominal kabel adalah 21 amperes, kerana persekitaran peletakannya tidak berubah.Oleh itu, tujuan yang paling penting adalah korelasi adalah untuk memelihara arus arus penarafan tanpa mengira keadaan peletakannya, iaitu, tanpa mengira rintangan termal bahan-bahan di mana kabel diletakkan. Pelarutan direka khas untuk memenuhi keperluan ini memelihara arus penarafan kabel, tenaga haba yang dilepaskan oleh kabel diserap oleh udara dalam korutan dan bahan korekasi itu sendiri oleh radiasi konveksi dan haba, dan pemindahan haba tidak memainkan peranan penting peranan penyejukan kabel, kerana rintangan haba yang sangat besar di udara dan korekasi itu sendiri, tentu saja, apabila meletakkan bahan-bahan dengan rintangan haba yang rendah, suhu koronasi berkurang dan ia dapat menyerap lebih banyak tenaga haba, tetapi pengurangan ini tidak penting. Walaupun memasang kabel dalam korosi dalam konkrit berudara , rintangan haba konkrit berudara tidak lebih dari 18 - 20% daripada rintangan haba udara dalam korekasi.Yang, walaupun dengan rintangan terhingga besar persekitaran luaran meletakkan korunan, kabel pada arus undian tidak dipanaskan Suhu akan lebih tinggi daripada suhu yang dibenarkan, dan dalam persekitaran yang mempunyai rintangan haba yang rendah, kabel akan mempunyai suhu apabila meletakkannya dalam korunan yang lebih rendah daripada yang dibenarkan maksimum. Corrugation dicipta dan bukannya paip keluli, apabila pelbagai bahan dengan rintangan haba yang berlainan di sepanjang laluan pelapisan kabel mula digunakan dalam pembinaan .

[#3 Nikolay]

Mana-mana arus yang terus menerus mengalir di bawah keadaan luaran yang tetap adalah sepadan dengan suhu konduktor yang ditetapkan dengan baik konduktor. Besarnya arus jangka panjang di mana suhu menjadi maksimum yang dibenarkan untuk jenama wayar atau kabel yang diberi dipanggil beban semasa yang dibenarkan jangka panjang.

Besarnya arus permissible jangka panjang bergantung pada bahan dan keratan rentas konduktor, suhu ambien, bahan penebat dan kaedah peletakan. Cara pengendalian wayar dan kabel juga penting. Dalam operasi sekejap, beban semasa yang dibenarkan boleh ditingkatkan. Untuk menentukan nilai arus yang dibenarkan jangka panjang, adalah penting untuk mengetahui suhu ambien positif tertinggi, kerana pada suhu rendah pada keadaan kerja yang lebih baik semasa wayar dan kabel disediakan.

[#4 Alex]

Ia tidak jelas - seperti dawai dengan seksyen salib persegi 2 mm, kekuatan semasa hanya 1.68 A ???

25A Anda boleh ringan, saya tidak faham apa-apa ...