Большая Энциклопедия Нефти и Газа
Условия — охлаждение — кабель
Условия охлаждения кабеля ухудшаются при прокладке в одной траншее нескольких кабелей. Чем больше кабелей проложено в одной траншее и чем меньше расстояние между кабелями, тем хуже условия их охлаждения, что учитывается поправочным коэффициентом Каз-При числе кабелей в одной траншее более 6 поправочный коэффициент принимается равным коэффициенту при прокладке 6 кабелей. [1]
При других расстояниях ухудшаются условия охлаждения кабелей . [3]
При прокладке кабельных линий в блоках учитывают условия охлаждения кабелей . [5]
При пользовании термопарами или термосопротивлениями важно сохранить неизменными условия охлаждения кабелей . [6]
При температуре почвы, отличной от 15 С, условия охлаждения кабелей изменяются. Поправки на температуру почвы производятся умножением токовых нагрузок, приведенных в приложении 10, на коэффициенты приложения И. [7]
Для теплопровода указанное сближение составляет 2 м, чтобы довести до минимума вредное влияние тепла, выделяемого теплопроводом, на условия охлаждения кабеля . Трамвай, электрифицированные железные дороги, линии метрополитена являются источником распространения в земле блуждающих токов, которые при отсутствии надлежащей защиты разрушающе — действуют на броню и металлическую оболочку кабеля. Таким образом, каждое ограничение при сближениях и пересечениях имеет свое обоснование и должно быть соблюдено при прокладке кабелей. [9]
В городах и на территории промпредприятий в стесненных условиях применяют иногда прокладку кабелей в блоках. Условия охлаждения кабелей при их прокладке в блоках значительно ухудшаются как из-за добавочного сопротивления теплового блока и находящегося в нем воздуха, так и из-за большого количества прокладываемых в блоке кабелей. [10]
Расстояние от кабельной линии до параллельно проложенных труб водопровода и канализации 0 5 м обеспечивает нормальную работу при раскопках, связанных с ремонтом трубопроводов. Для теплопровода указанное сближение составляет не менее 2 м во избежание вредного влияния тепла на условия охлаждения кабеля . В стесненных условиях это расстояние может быть уменьшено, если теплоизоляция теплопровода исключает нагрев земли в месте прохождения кабеля 10 — кВ более чем на 10 С, а кабеля 20 и 35 кВ — 5 С. [11]
По этим же таблицам определяют допустимые длительные токовые нагрузки на одиночные кабели, прокладываемые в трубах в земле, так как в этом случае охлаждающей средой для кабелей ( так же как и для кабелей, проложенных в помещениях) является воздух. Материал, из которого сделаны трубы, при определении допустимых нагрузок по этим таблицам не учитывается, так как условия охлаждения кабеля зависят в основном не от материала трубы, а от толщины слоя воздуха между кабелем и внутренними стенками трубы. [12]
Как при внутренней, так и при наружной прокладке кабели должны быть путем надлежащего выбора трассы или экранирования защищены от непосредственного действия солнечных лучей и различного рода теплоизлучений. При прокладке по стенам в бороздах последние закрывают сеткой или листовой перфорированной сталью; борозды не следует заштукатуривать, поскольку это ухудшает условия охлаждения кабеля . [13]
На основании тепловых расчетов составлены таблицы допустимых токовых нагрузок для одиночных кабелей, проложенных в земле, воде и воздухе. Таблицы приведены в Правилах устройства электроустановок. При прокладке в воде, когда условия охлаждения кабеля наиболее благоприятны, токовые нагрузки наибольшие. При прокладке в земле нагрузки ниже и значения нагрузок при прокладке в воздухе наименьшие. Рекомендуется применять в таких случаях кабельные вставки большего сечения. [14]
Эти ограничения введены для того, чтобы создать нормальные условия для эксплуатации кабелей и свести к минимуму вредное влияние указанных устройств на них. Минимально допустимое сближение 1 м при параллельной прокладке трубопроводов необходимо для того, чтобы при раскопках, связанных с ремонтом трубопровода, не был поврежден кабель. Для теплопровода указанное сближение составляет 2 м во избежание вредного влияния теплоты теплопровода на условия охлаждения кабеля . Трамвай, электрифицированные железные дороги, линии метрополитена являются источником распространения в земле блуждающих токов, которые при отсутствии надлежащей защиты разрушающе действуют на броню и металлическую оболочку кабеля. Поэтому к таким объектам допустимое приближение составляет уже 10 м, а при необходимости уменьшения этого расстояния кабели прокладывают в изолирующих трубах. Таким образом, каждое ограничение при сближениях и пересечениях имеет свое обоснование и должно быть соблюдено при прокладке кабелей. [15]
Источник
Выбор кабелей с учетом поправочных коэффициентов
При выборе сечения кабельной лини основным условием является: длительно допустимый ток кабеля должен быть больше расчетного тока. Но при всем этом не следует забывать про поправочные коэффициенты при выборе сечения кабеля и про защиту кабельной линии.
Длительно допустимый ток кабеля зависит от материала токопроводящей жилы, изоляции и способа прокладки кабеля. Медные кабели проводят больший ток, однако они уступают в цене алюминиевым кабелям. Например, кабели с изоляцией из сшитого полиэтилена проводят больший ток, по сравнению с кабелями, у которых изоляция из ПВХ пластика. Способ прокладки кабеля влияет на охлаждение кабеля. Чем хуже условия охлаждения, тем меньше допустимый ток кабеля.
Если проанализировать таблицу завсисимости сечения кабеля от длительно допустимого тока, то можно заметить, что с увеличением сечения проводов и кабелей отношение длительно допустимого тока к сечению (плотность тока) Iдоп/S уменьшается. Это можно объяснить тем, что сечение кабеля пропорционально квадрату диаметра, а поверхность проводника пропорциональна диаметру в первой степени. С увеличением сечения условия охлаждения ухудшаются, т.к. площадь поверхности проводника, приходящаяся на единицу сечения уменьшатся. Учитывая это явление иногда целесообразнее прокладывать вместо одной линии несколько параллельных с меньшим сечением.
А сейчас хочу проанализировать несколько примеров. Сравним медные и алюминиевые кабели. Сечения кабелей я взял от 50 до 185.
Плотность алюминия 2710 кг/м3.
Плотность меди 8710—8900 кг/м3. Для расчета цветного металла в кабеле я принял плотность меди 8800 кг/м3.
Сравним кабели АВВГ и ВВГнг. Дело в том, что кабеля АВВГнг в прайсе, который скачал с интеренета, я не нашел. Их стоимость будет отличаться в районе 5-10%.
Таблица 1 – Характеристики кабеля АВВГ
| Кабель АВВГ | Цена, $ | Ток, А | Масса 1м кабеля, кг | Масса Al в 1м, кг |
| 1 (4×185) | 13,1 | 270 | 3,0 | 2,0 |
| 1 (4×150) | 9,9 | 235 | 2,5 | 1,6 |
| 1 (4×120) | 8,4 | 200 | 2,1 | 1,3 |
| 2 (4×95) | 6,9×2=13,8 | 170×0,9×2=306 | 1,8×2=3,6 | 1,0×2=2,0 |
| 2 (4×70) | 5,5×2=11,0 | 140×0,9×2=252 | 1,3×2=2,6 | 0,8×2=1,6 |
| 2 (4×50) | 3,6×2=7,2 | 110 х0,9×2=198 | 1,0×2=2,0 | 0,5×2=1,0 |
Например, по расчетному току подходит кабель АВВГ 1 (4×185) — 270А. Автоматический выключатель для этого кабеля будет установлен на 250А. Как вариант можно проложить кабельную линию из двух кабелей меньшего сечения. Длительно допустимый ток двунитки АВВГ 2 (4×70) – 252А. По стоимости двунитка в нашем случае получилась немного дешевле, однако не всегда двунитка выходит дешевле одиночного кабеля. Масса 1м кабельной линии будет примерно одинакова, а вот по расходу цветного металла у двунитки преимущество. В нашем случае мы сэкономили 0,4кг на 1м.
Таблица 2 – Характеристики кабеля ВВГнг
| Кабель ВВГнг | Цена, $ | Ток, А | Масса 1м кабеля, кг | Масса меди в 1м, кг |
| 1 (4×185) | 86,3 | 350 | 7,7 | 6,5 |
| 1 (4×150) | 70,5 | 305 | 6,2 | 5,3 |
| 1 (4×120) | 56,3 | 260 | 5,1 | 4,2 |
| 2 (4×95) | 44,9×2=89,8 | 220×0,9×2=396 | 4,1×2=8,2 | 3,3×2=6,6 |
| 2 (4×70) | 34,4×2=68,8 | 180×0,9×2=324 | 3,1×2=6,2 | 2,5×2=5,0 |
| 2 (4×50) | 24,7×2=49,4 | 145×0,9×2=261 | 2,2×2=4,4 | 1,8×2=3,6 |
Вместо кабельной линии АВВГ 1 (4×185), можно взять медный кабель ВВГнг 1 (4×120) либо двунитку ВВГнг 2 (4×50). По стоимости медный кабель обойдется нам примерно в 4 раза дороже и нагрузка на кабельные конструкции будет больше.
Аналогично можно сравнить бронированные кабели АВБбШв и ББбШнг.
Таблица 3 – Характеристики кабеля АВБбШв
| Кабель АВБбШв | Цена, $ | Ток, А | Масса 1м кабеля, кг | Масса Al в 1м, кг |
| 1 (4×185) | 15,1 | 270×0,92=248 | 3,9 | 2,0 |
| 1 (4×150) | 13,2 | 235×0,92=216 | 3,3 | 1,6 |
| 1 (4×120) | 10,5 | 200×0,92=184 | 2,8 | 1,3 |
| 2 (4×95) | 8,8×2=17,6 | 170×0,92×0,9×2=281 | 2,4×2=4,8 | 1,0×2=2,0 |
| 2 (4×70) | 7,1×2=14,2 | 140×0,92×0,9×2=231 | 1,9×2=3,8 | 0,8×2=1,6 |
| 2 (4×50) | 5,1×2=10,2 | 110 х0,92×0,9×2=182 | 1,6×2=3,2 | 0,5×2=1,0 |
0,92 – снижающий коэффициент для четырехжильных бронированных алюминиевых кабелей.
Таблица 4 – Характеристики кабеля ББбШнг
| Кабель ВБбШнг | Цена, $ | Ток, А | Масса 1м кабеля, кг | Масса меди в 1м, кг |
| 1 (4×185) | 93, | 350 | 7,7 | 6,5 |
| 1 (4×150) | 75,8 | 305 | 6,2 | 5,3 |
| 1 (4×120) | 60,1 | 260 | 5,1 | 4,2 |
| 2 (4×95) | 48,8×2=97,6 | 220×0,9×2=396 | 4,1×2=8,2 | 3,3×2=6,6 |
| 2 (4×70) | 36,1×2=72,2 | 180×0,9×2=324 | 3,1×2=6,2 | 2,5×2=5,0 |
| 2 (4×50) | 25,5×2=51,0 | 145×0,9×2=261 | 2,2×2=4,4 | 1,8×2=3,6 |
У одиночного кабеля и двунитки есть свои достоинства и недостатки. К недостаткам одиночного кабеля можно отнести радиус изгиба кабеля, особенно при больших сечениях. В свою очередь, в параллельно проложенных кабелях, ток делится поровну и в случае выхода из строя одного кабеля, второй кабель может вылететь сразу же, т.к. окажется перегружен.
Согласно ПУЭ (таблица 1.3.26) при параллельной прокладке кабелей в земле в трубах или без труб следует учитывать поправочный коэффициент.
Таблица 5 – Поправочный коэффициент при прокладке кабелей в земле
| Расстояние между кабелями в свету, мм 2 | Коэффициент при количестве кабелей | |||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | |
| 100 | 1,00 | 0,90 | 0,85 | 0,80 | 0,78 | 0,75 |
| 200 | 1,00 | 0,92 | 0,87 | 0,84 | 0,82 | 0,81 |
| 300 | 1,00 | 0,93 | 0,90 | 0,87 | 0,86 | 0,85 |
Есть еще один очень интересный снижающий поправочный коэффициент для проводов и кабелей, прокладываемых в коробах (ПУЭ, таблица 1.3.12).
Таблица 6 – Поправочный коэффициент при прокладке кабелей в коробах
| Способ прокладки | Количество проложенных проводов и кабелей | Снижающий коэффициент для проводов и кабелей, питающих | ||
| одно- жильных | много- жильн. | отдельные ЭП с Ки до 0,7 | группы ЭП и отдельные ЭП с Ки более 0,7 | |
| Многослойно и пучками | — | До 4 | 1,0 | — |
| 2 | 5-6 | 0,85 | — | |
| 3-9 | 7-9 | 0,75 | — | |
| 10-11 | 10-11 | 0,7 | — | |
| 12-14 | 12-14 | 0,65 | — | |
| 15-18 | 15-18 | 0,6 | — | |
| Однослойно | 2-4 | 2-4 | — | 0,67 |
| 5 | 5 | — | 0,6 | |
Стоит иметь ввиду, что если кабельная линия имеет смешанную прокладку, то сечение кабеля выбирается по допустимому току нагрузкии для участка трассы с наихудшими условиями охлаждения, если длина его превышает 10м (ПУЭ, п.1.3.17).
При выборе снижающих коэффициентов контрольные и резервные провода и кабели не учитываются.
В стесненных условиях, например в городах, кабели часто прокладывают в блоках. В таких условиях охлаждение кабеля хуже и длительно допустимый ток кабеля можно посчитать по эмпирической формуле (ПУЭ, п.1.3.20).
Примерно так следует выбирать кабели с учетом поправочных коэффициентов =)
Источник
