Výpočet kabelu pro přípustné zatěžovací proudy

Přípustné zatížení kabelových nosných systémů je důležitým aspektem návrhu a provozu elektrických sítí. Správné pochopení a dodržování těchto zátěží pomáhá zajistit bezpečnost, účinnost a dlouhou životnost systému. Některé důležité aspekty související s povoleným zatížením kabelových nosných systémů:

1. Mechanické zatížení: U kabelových nosných systémů je mechanické zatížení důležitým faktorem. Může to být hmotnost samotných kabelů, přídavná zařízení, jako jsou světla nebo potrubí, a také vnější vlivy, jako je vítr nebo mechanické namáhání.
2. Tepelná zátěž: V elektrických sítích je tepelná zátěž důležitou součástí. Kabely při provozu produkují teplo a jejich účinnost a bezpečnost může být ohrožena, pokud tepelné zatížení překročí přijatelné limity. Správný tepelný management a odvod tepla hrají důležitou roli při zajišťování spolehlivosti a stability kabelových systémů.
3. Elektrická zátěž: Elektrická zátěž souvisí s povoleným proudem, který může protékat vodiči v kabelážním systému. To je důležité zejména při pokládání elektrických kabelů nebo při použití kabelových tras. Překročení povoleného proudu může způsobit přehřátí, požár nebo poškození vodičů. Proto je nutné při výpočtu dovoleného zatížení a provozu kabelových nosných systémů dodržovat elektrické normy a doporučení výrobce.
4. Dynamické zatížení: Tam, kde jsou kabelové systémy vystaveny dynamickým silám, jako jsou vibrace, gravitační zatížení nebo seismické síly, je třeba vzít v úvahu jejich vliv na nosnost. Použití vhodných kabelových vedení nebo montážních systémů může pomoci zajistit stabilitu a spolehlivost systému v dynamických podmínkách.

Je důležité si uvědomit, že nosnost kabelových žlabů a žlabů se může lišit v závislosti na typu systému, jeho konstrukci, použitých materiálech a zamýšlené aplikaci. Přesné jmenovité zatížení v konkrétním kontextu se doporučuje konzultovat s elektrotechniky a příručkami výrobců.

Jak vypočítat přípustné zatížení kabelových nosných systémů

Výpočet přípustného zatížení kabelových nosných systémů je důležitým krokem při návrhu a instalaci elektrických sítí. Pomáhá definovat hranice, ve kterých bude systém fungovat bezpečně a efektivně. Zde je několik klíčových kroků pro výpočet povoleného zatížení:

1. Studium regulačních požadavků: Prvním krokem je prostudování příslušných předpisů a norem, které upravují povolené zatížení kabelových nosných systémů. Různé země a regiony mohou mít různé předpisy, jako jsou elektrické kódy nebo bezpečnostní normy.
2. Určení typu a velikosti kabelážního systému: V závislosti na konkrétním projektu a požadavcích je nutné určit typ a velikost kabelážního systému. Mohou to být kabelové žlaby, kabelové trasy nebo jiné typy systémů. Správné určení typu a rozměrů vám umožní vybrat vhodné parametry pro výpočet zatížení.
3. Určení provedení: Důležitým faktorem při výpočtu únosnosti je její provedení. Kovové systémy mají obvykle vysokou nosnost a pevnost.
4. Zohlednění mechanického, elektrického a tepelného zatížení: Výpočet přípustného zatížení na kabelovém nosném systému zahrnuje zohlednění různých typů zatížení, jako je mechanické (hmotnost kabelů a zařízení), elektrické (proudy) a tepelné (tepelné zatížení od vodičů) . Každý typ zatížení má své vlastní charakteristiky a omezení, které je třeba vzít v úvahu při výpočtech.
5. Výpočet a porovnání výsledků: Na základě předchozích kroků můžete přistoupit ke konkrétnímu výpočtu přípustných zatížení na kabelový nosný systém. Výsledky výpočtu musí být porovnány s požadovanými parametry a standardními hodnotami, aby bylo zajištěno, že systém bude za specifikovaných podmínek fungovat bezpečně a efektivně.
6. Konzultace se specialisty: V případě složitých projektů nebo nedostatku zkušeností s výpočty zatížení se doporučuje požádat o radu zkušené elektro specialisty nebo inženýry obeznámené s požadavky a vlastnostmi kabelových nosných systémů.

Výpočet přípustného zatížení na kabelových nosných systémech vyžaduje pečlivost a přesnost. Správné výpočty zajišťují bezpečnost, spolehlivost a účinnost elektrických sítí. Dodržování norem a doporučení výrobců, stejně jako konzultace se specialisty, pomůže dosáhnout optimálních výsledků při výpočtu přípustného zatížení kabelových nosných systémů.

Výpočet přípustného zatížení kabelových nosných systémů vyžaduje použití vhodných vzorců, které nám umožňují určit hranice, ve kterých bude systém bezpečně a efektivně fungovat. Zde je několik základních vzorců, které lze při výpočtu použít:

Vzorce pro výpočet přípustného zatížení kabelových nosných systémů

1. Mechanické zatížení:

— Vzorec pro stanovení hmotnostního zatížení: Hmotnostní zatížení (W) kabelových žlabů nebo tras lze vypočítat vynásobením hmotnosti kabelů (w) délkou tahu (L): W = w * L.

— Vzorec pro stanovení rovnoměrně rozloženého zatížení: Rovnoměrně rozložené zatížení (UDL) na kabelových systémech lze vypočítat jako sílu na jednotku délky (P) vynásobenou délkou tahu (L): UDL = P * L.

1. Elektrická zátěž:

— Vzorec pro určení proudu: Přípustný proud (I) v kabelovém systému lze vypočítat pomocí Ohmova zákona, kde proud (I) se rovná napětí (V) děleno odporem vodiče (R): I = V / R.

— Vzorec pro určení výkonu: Výkon (P) v kabelovém systému lze vypočítat vynásobením napětí (V) proudem (I): P = V * I.

— Vzorec pro stanovení tepelného zatížení: Tepelné zatížení (Q) v kabelovém systému lze vypočítat pomocí zákona zachování energie, kde Q se rovná výkonu (P) krát čas (t): Q = P * t.

Je důležité si uvědomit, že vzorce a metody výpočtu se mohou lišit v závislosti na typu a vlastnostech kabelového nosného systému a také na požadavcích předpisů a norem. Pro získání přesných vzorců a výpočtů pro konkrétní projekty a systémy se doporučuje konzultovat elektrotechnického odborníka nebo inženýra.

Správná aplikace vzorců a výpočtů přípustného zatížení na kabelových nosných systémech pomáhá zajistit bezpečnost, spolehlivost a efektivitu provozovaných sítí. Je důležité použít vhodné vzorce a vyhledat pomoc specialistů, aby při výpočtu přípustného zatížení vzali v úvahu všechny potřebné parametry a regulační požadavky.

Pochopení a udržení nosnosti kabelážních systémů hraje důležitou roli při zajišťování bezpečnosti, účinnosti a dlouhé životnosti elektrických sítí. Dodržování příslušných předpisů a směrnic, stejně jako konzultace se zkušenými odborníky, pomůže zajistit správný návrh, instalaci a provoz systémů pro správu kabelů.

• Ed. Marshev V.Z. Montáž technologických zařízení. Builder’s Handbook // Stroyizdat, 1983
• Panteleev E. G. Instalace a opravy kabelových vedení: Příručka pro elektrikáře // ENERGOATOMIZDAT, 1990
• Šingarov V.P. Instalace kabelových vedení: Učebnice // UlSTU, 2002

Maximální přípustné proudové zatížení kabelu závisí na přípustné teplotě ohřevu kabelu nebo drátu během provozu, při kterém izolace nepodléhá rychlému stárnutí a nesnižuje se její mechanická pevnost a pružnost. Za přípustnou teplotu se považuje teplota vodivého jádra, která nepřekročí přípustnou teplotu ohřevu izolace (tabulka 4-2). Tepelný výpočet kabelů se proto omezuje na určení teploty vodivého jádra s přihlédnutím ke ztrátám v žilách, izolaci, pláštích a pancíři. V tomto případě se berou v úvahu tepelné odpory kabelu a prostředí a také kolísání okolní teploty v důsledku sezónních teplotních změn a externích zdrojů tepla.

Pro vizualizaci výpočtu přípustného zatížení se uchylují ke konstrukci obvodu pro ekvivalentní tepelné odpory a průtoky pro konkrétní návrhy kabelů a podmínky instalace. Na obr. 4-7 jsou znázorněna ekvivalentní schémata zapojení jednožilového kabelu ve vzduchu, třížilového kabelu v ocelové trubce s tlakovým olejem pro uložení do země a třížilového kabelu s pásovou izolací v blokovém kanálu. Ztráty ve vodivém jádru na jednotku délky kabelu při stejnosměrném proudu

a se střídavým proudem

kde R_ж — aktivní odpor jádra (vůči střídavému proudu) s ohledem na kožní efekt a efekt přiblížení.

Dielektrické ztráty v izolaci kabelu

Nárůst teploty vodivého jádra nad okolní teplotu v jednožilovém kabelu položeném ve vzduchu,

Dovolený zatěžovací proud jednožilového kabelu

kde T_další — maximální přípustná teplota jádra (tabulka 4-2); k_р — poměr ztrát v plášti ke ztrátám v jádře.

Nárůst teploty jádra třížilového nízkonapěťového kabelu nad povrchovou teplotu T bloku_bl, položené v zemi:

Přípustný zatěžovací proud tohoto kabelu je

Teplota jader vysokotlakého kabelu naplněného olejem v potrubí překračuje teplotu země obklopující potrubí,

Přípustný zatěžovací proud

kde k_ak — poměr ztrát stíněním ke ztrátám jádra; k_т — poměr ztrát v potrubí ke ztrátám ve třech žilách kabelu. Poměr přípustného zatěžovacího proudu kabelu položeného ve vzduchu k zatěžovacímu proudu kabelu položeného v zemi,

kde je přípustný zatěžovací proud kabelu při položení ve vzduchu

Typ podzemní instalace je uložení kabelů do betonových bloků nebo azbesto-břidlicových trubek umístěných v zemi. Při určování přípustného zatěžovacího proudu se v tomto případě bere v úvahu ohřev kabelu vzhledem ke vzduchu v bloku a ohřev samotného bloku vzhledem k vrstvě zeminy, která jej obklopuje. Vzhledem k excentrické poloze kabelu v blokovém kanálu jsou teploty vnějšího povrchu kabelového pláště v horní a spodní části odlišné, ale rozdíl zřídka přesahuje 1 °C.

Zatěžovací proud kabelu v bloku závisí na tvaru bloku, počtu kanálů v něm a vzájemné poloze kanálů a kabelů v nich umístěných. Při uspořádání kabelů ve dvou řadách jsou všechny kabely v bloku ochlazovány stejně dobře a při uspořádání do čtverce jsou dobře chlazeny pouze kabely ležící na obvodu. Kromě toho vnitřní kabely ohřívají vnější kabely, čímž se snižuje jejich přípustné zatížení. Betonový blok s kabely má velkou časovou konstantu ohřevu, takže se zahřívá dlouho. Když se zátěž sníží, teplota kabelu se nezmění (neklesne) úměrně druhé mocnině proudu v žilách, protože vyhřívaný blok bude kabel zahřívat. Poměr teplotního rozdílu mezi vnitřní stěnou kanálu a zeminou obklopující blok k průměrné denní tepelné ztrátě ve všech kabelech bloku se nazývá tepelná konstanta kanálu bloku:

Tepelnou konstantu při zatěžovacím faktoru 50 % lze vypočítat pomocí vzorce

kde N je počet kanálů nebo trubek podél výšky bloku; M je počet vnějších kanálů bloku.

Ve většině případů je hodnota H pro bloky různých tvarů v rozmezí 20-40 stupňů o cm/W; Obvykle se bere jako 30 stupňů cm/W. Při výpočtu průměrných denních ztrát se hodnota zatěžovacího proudu rovná střední kvadratické hodnotě denního zatížení. Blokovat teplotu

Při určování špičkového zatížení kabelu se tepelná konstanta vynásobí poměrem průměrných denních ztrát k maximálním ztrátám, který se obvykle rovná 0,5-0,65 pro lineární kabely a 0,8-0,9 pro kabely generátoru. Přetěžovací proud se vypočítá pomocí přibližného vzorce

kde m=I/I_další; I — proud v kabelu, A; já_další — trvalý přípustný proud v kabelu, A.

Ustálená teplota od přetěžovacího proudu I_biskupa

Ustálená teplota od zátěžového proudu

Přípustný proud přetížení pro daný čas

Nabíjecí proud třížilových pásem izolovaných kabelů

kde a_л — jmenovité síťové napětí, V.

Zvýšení propustnosti kabelů s napětím 220 kV a vyšším zvětšením průřezu vodivých jader je možné pouze do určité hranice a poté – s použitím umělého chlazení. To je vysvětleno skutečností, že se zvětšováním průřezu vodičů se zvyšuje objem izolace a tím i dielektrické ztráty v nich. Kabel lze chladit olejem nebo vodou. Při chlazení olejem se používá kanál v jádru kabelu nebo prostory mezi žilami v potrubí; Zpětný tok oleje prochází přídavným potrubím procházejícím výměníkem tepla pro chlazení. Při chlazení vodou se potrubí pokládá v těsné blízkosti kabelů, kterými voda cirkuluje; To má za následek snížení efektivního tepelného odporu prostředí obklopujícího kabel a objevuje se možnost zvýšení jeho zatížení.

Pokud jste nenašli informace o produktech, o které máte zájem, kontaktujte fórum a určitě dostanete odpověď na svůj dotaz. Nebo použijte formulář pro kontaktování administrace portálu.

Pro informaci: Sekce „Adresář“ na webu RusCable.Ru je určena pouze pro informační účely. Adresář byl sestaven na základě vzorkování dat z otevřených zdrojů a informací pocházejících od výrobců kabelů. Sekce je neustále aktualizována o nová data a vylepšována pro snadné použití.

Seznam použité literatury:

Elektrické kabely, dráty a šňůry.
Adresář. 5. vydání, přepracované a rozšířené. Autoři: N.I. Belorussov, A.E. Sahakyan, A.I. Editoval N.I.
(M.: Energoatomizdat, 1987, 1988)

„Optické kabely. Výrobní závody. Obecné informace. Konstrukce, zařízení, technická dokumentace, certifikáty“
Autoři: Larin Yuri Timofeevich, Ilyin Anatoly Aleksandrovich, Nesterko Victoria Aleksandrovna
Rok vydání 2007. Nakladatelství „Prestige“ LLC.

Adresář „Kabely, dráty a šňůry“.
Nakladatelství VNIIKP v sedmi svazcích, 2002.

Kabely, dráty a materiály pro kabelový průmysl: Technická referenční kniha.
Comp. a editace: Kuzenev V.Yu., Krekhova O.V.
M.: Nakladatelství „Oil and Gas“, 1999

Kabelové výrobky. Adresář
Autor: Aliev I.I., 2. vydání, 2004

Montáž a opravy kabelových vedení. Příručka pro elektrikáře
Editoval A.D. Smirnová, B.A. Sokolová, A.N. Trifonová
2. vydání, přepracované a rozšířené, Moskva, Energoatomizdat, 1990