4.3. Нагревание аппаратов в продолжительном режиме

Способность аппарата к проведению рабочего тока заводы-изготовители ха­рактеризуют номинальным то­ком, т. е. наибольшим током (дей­ствующим значением), который аппарат может проводить в течение неограни­ченного времени при нормированной температуре воздуха; при этом темпе­ратура его частей не должна превышать соответствующих допустимых значений.

Заводы-изготовители устанавливают номинальные токи на основании тепло­вых испытаний. В целях унификации оборудования установлены ряды номи­нальных токов (ГОСТ 6827 - 76*). Пред­почтительными являются следующие значения:

1,0; 1,6; 2,5; 4,0; 6,3 А, а также десятичные кратные и дольные значения этих токов.

(4.10)

Чтобы температура частей аппарата не превышала допустимых значений, наибольший рабочий ток присоедине­ния не должен превышать номиналь­ного тока аппарата

где — наибольший рабочий ток

присоединения.

Читатель, вероятно, заметил, что для проводников принят термин допустимый ток, а для аппаратов — номинальный ток. По существу это одно и то же. Не будет ошибкой назвать табличные зна­чения допустимых токов для проводни­ков и кабелей номинальными токами, поскольку эти токи определяются теми же условиями.

4.4. Нагревание кабелей в продолжительном режиме

В кабелях 6-35 кВ помимо джоуле­вых потерь в жилах имеются потери в оболочках свинцовых, алюминиевых и в броне. В кабелях более высокого напряжения значительную часть потерь составляют потери в диэлектрике.

Отдача тепла, выделяемого в кабеле, зависит от его конструкции и способа прокладки. Если кабель проложен в земле, то теплоотдача обусловлена теп­лопроводностью изоляции, оболочки, брони, защитного покрова, земли. Если кабель проложен в канале или бетонных блоках, в передаче тепла участвует слой воздуха. Теплота от наружной поверх­ности кабеля к стенкам канала или бло­ка передается конвекцией и излучением. То же относится к одножильным ка­белям, заключенным в стальную трубу, заполненную маслом. Теплопередача че­рез слой масла также осуществляется конвекцией и обусловлена теплопровод­ностью стальной трубы и земли.

где R - тепловое сопротивление соот­ветствующего элемента цепи, °С/Вт. Тепловое сопротивление цилиндри-

При тепловом расчете кабелей ис­пользуют аналогию теплового и элект­рического полей. При этом вводят по­нятия сопротивлений теплово­му потоку элементов кабеля и ок­ружающей среды. Для теплового пото­ка может быть записан закон Ома следующим образом:

ческого слоя изоляции на длине l

где а₁ и а₂ — наружный и внутренний радиусы;— коэффициент теплопровод­ности изоляции.

Тепловое сопротивление земли мо­жет быть определено из следующего приближенного выражения:

где h — глубина прокладки кабеля; а — наружный радиус кабеля.

Тепловое сопротивление земли, в ко­торой проложен кабель, существенно влияет на допустимый ток. Таблицы до­пустимых токов для кабелей, рекомен­дованные ПУЭ, составлены исходя из удельного теплового сопротивления зем­ли 1200 °С/(м∙Вт). Температура земли принята равной 15°С. Если в одной траншее уложено несколько кабелей, необходимо учитывать увеличение тем­пературы оболочек вследствие влияния соседних кабелей. Допустимый ток дол­жен быть уменьшен в соответствии с числом кабелей и расстояниями между ними.

Наименее благоприятны условия теплоотдачи при прокладке кабелей в бетонных блоках и каналах. Допусти­мый ток зависит в рассматриваемых условиях от размеров блока, числа кабелей, их нагрузки и других _> фак­торов.

В практике проектирования и экс­плуатации сетей, электроустановок ис­пользуют таблицы допустимых токов, соответствующих нормированной темпе­ратуре, для кабелей стандартных кон­струкций и определенных условий про­кладки (приложение 2).

При неизменной в течение суток нагрузке ток в кабеле не должен пре­вышать допустимое значение, установ­ленное для рассматриваемых условий прокладки.