Нормативы электрических и тепловых характеристик силовых кабелей реферат
Обновлено: 03.07.2024
Переходное затухание между цепями абонентских линий ГТС на ближнем конце на частоте 1000 Гц должно быть не менее 69,5 дБ.
Эксплуатационные нормы электрических характеристик на магистральные и зоновые кабельные линии должны соответствовать ОСТ 45.01-98.
Электрические характеристики симметричных ВЧ кабелей (типов МКС, МКСА, МКССт, ЗКА) на постоянном токе должны соответствовать данным таблицы № 6.7
Таблица 6.7
| № п/п | Наименование характеристик | Значение |
| 1 | Электрическое сопротивление шлейфа жил (диаметр 1.2 мм) основной цепи при 20°С, Ом/км, не более: | 32,0 |
| 2 | Разность электрических сопротивлений жил (диаметром 1.2 мм) основной цепи, Ом не более | 0,16√L |
| 3 | Электрическое сопротивление алюминиевой оболочки кабеля, Ом/км не более: МКСА – 4х4х1,2 МКСА – 7х4х1,2 | 0,55 0,25 |
| № п/п | Наименование характеристик | Значение |
| 4 | Электрическое сопротивление изоляции между каждой жилой и всеми другими жилами кабеля, соединенными с металлической оболочкой (экраном), МОм х км, не менее | 10 000 |
| 5 | Электрическое сопротивление изоляции полиэтиленового шлангового защитного покрова кабеля, МОм х км, не менее:а) между металлической оболочкой (экраном) и землей (для кабелей без брони), между броней и землей б) между металлической оболочкой и броней | 5,0 0,1 |
| 6 | Электрическое сопротивление изоляции поливинилхлоридного шлангового покрова кабеля №КВ между экраном и землейКОм х км, не менее | 50 |
| 7 | Испытательное напряжение ВЧ кабелей, В, не менее: - между всеми жилами, соединенными в пучок, и заземленной металлической оболочкой (экраном) - между каждой жилой и всеми остальными жилами кабеля, соединенными в пучок и с заземленной оболочкой (экраном) | 1 500 |
Примечание:
- Если по 5 а) установленная норма не выдерживается и в результате проверки состояния кабеля и устранения сосредоточенных повреждений довести сопротивление до нормы не представляется возможным, то допускается принимать в эксплуатацию кабели по фактически достигнутым значениям, но не менее 100КОм х км.
- При наличии в кабеле избыточного давления воздуха испытательные напряжения необходимо повысить до 60В на каждую 0,01 МПа (0,1клс/см 2 )
- Для кабелей, проложенных в высокогорных районах, испытательные напряжения необходимо уменьшить на 30В на каждые 500м высоты над уровнем моря.
Эксплутационные нормы электрических характеристик абонентских линий сельской сети должны соответствовать ОСТ 45.83-96
Электрические параметры цепей абонентских линий СТС из многопарных кабелей ТПП(З), ТППэп(З), ТГ голых и бронированных аналогичны электрическим параметрам абонентских линий городских телефонных сетей (ОСТ 45.82-96)
Электрические параметры цепей абонентских линий СТС из малопарных кабелей с гидрофобным заполнителем должны соответствовать данным таблицы 6.8
Таблица 6.8
| № п/п | Наименование характеристик | Значение |
| 1 | Электрическое сопротивление 1 км цепи постоянному току при температуре 20°С с диаметром жил 0,64 мм, Ом не более | 117,6 |
| 2 | Ассиметрия сопротивлений жил постоянному току, не более от величины сопротивления цепи | 0,5% |
| 3 | Электрическое сопротивление изоляции 1 Км жил в течении всего срока эксплуатации должно быть не менее: для линий без оконечных устройств для линий с оконечными устройствами | 5 000МОм 1 000МОм |
| 4 | Рабочая электрическая емкость 1 км цепи в течении всего срока эксплуатации не более | 55 нф |
| 5 | Переходное затухание между цепями на ближнем конце линии на частоте 1 000 Гц не менее | 69,5 Дб |
| 6 | Электрическое сопротивление изоляции (оболочки, шланга) 1 км экрана пластмассового кабеля относительно земли в течении всего срока эксплуатации не менее | 1,0 МОм |
Электрические параметры цепей абонентских линий СТС из однопарных кабелей (ПРППМ) должны соответствовать данным таблицы № 6.9
Таблица 6.9
| № п/п | Наименование характеристик | Значение |
| 1 | Электрическое сопротивление 1 км цепи постоянному току при температуре 20°С не более: для кабелей с диаметром жил 0,9 мм для кабелей с диаметром жил 1,2 мм | 56,8 Ом 31,0 Ом |
| 2 | Электрическое сопротивление изоляции 1 км жил кабеля не менее: для линий, находящихся в эксплуатации от 1 до 5 лет для линий, находящихся в эксплуатации от 5 до 10 летдля линий, находящихся в эксплуатации свыше 10 лет | 75 МОм 10 МОм 3 МОм |
| 3 | Переходное затухание между цепями параллельно проложенных линий на частоте 1000 Гц не менее | 69,5 дБ |
Электрические параметры цепей абонентских линий СТС из одночетверочных кабелей связи типа КСПП, КСПЗП (голые и бронированные) должны соответствовать данным таблицы 6.10
Таблица 6.10
| № п/п | Наименование характеристик | Значение |
| 1 | Электрическое сопротивление 1 км цепи постоянному току при температуре 20°С не более: для кабеля с диаметром жил 0,64 мм для кабеля с диаметром жил 0,90 мм для кабеля с диаметром жил 1,20 мм | 116,0Ом 56,8 Ом 31,6 Ом |
| 2 | Ассиметрия сопротивлений жил постоянному току не более от величины сопротивления цепи | 0,5% |
| 3 | Рабочая электрическая емкость 1 км цепи должна быть не более: для кабеля с диаметром жил 0,64 мм для кабеля с диаметром жил 0,90 мм для кабеля с диаметром жил 1,20 мм | 35 нФ 38 нФ |
| 4 | Электрическое сопротивление изоляции (оболочки, шланга) 1 км экрана пластмассового кабеля относительно земли в течении всего срока эксплуатации должно быть не менее | 1,0 Мом |
Электрическое сопротивление изоляции 1 км жил кабельной абонентской линии в зависимости от срока эксплуатации должно соответствовать данным таблицы 6.11
Таблица 6.11
Электрическое сопротивление изоляции 1 км цепи МОм, не менее Срок эксплуатации линий
Примечание:нормы установлены для линий без оконечных устройств
где п — количество жил в кабеле; t=tмакс—20° С.
Мощность, рассеиваемая в изоляции кабеля за счет диэлектрических потерь,
При переменном токе появляются дополнительные потери вследствие поверхностного эффекта в токопроводящих жилах, добавочного увеличения сопротивления из-за эффекта близости, а также потерь в металлических оболочках и бронепокровах.
Тепловое сопротивление кабеля
Удельное тепловое сопротивление численно равно уменьшению температуры на противоположных сторонах 1 см3 вещества при тепловом потоке 1 вт. Удельное тепловое сопротивление принято обозначать буквой а и выражать в град • см/вт. Тепловое сопротивление различных материалов
В табл. 2-7 приведены числовые значения удельных тепловых сопротивлений различных материалов кабеля.
Тепловой поток в кабеле
где tж и tср — температура токопроводящей жилы и окружающей среды, °С.
Сумма тепловых сопротивлений кабеля и окружающей среды
Удельные тепловые сопротивления различных материалов и окружающей среды
Величина теплового сопротивления кабеля зависит в основном от геометрических размеров и конструктивных особенностей кабеля, а также от удельного теплового сопротивления материалов, из которых изготовлен кабель.
Тепловое сопротивление изоляции: одножильного кабеля
трех жильного кабеля с секторными жилами
n-жильного кабеля
—геометрический множитель, который может быть определен по номограмме (рис. 2-7). По той же номограмме вводится поправка на форму жилы для кабелей с секторными жилами; кабеля с жилами в отдельных металлических оболочках
Зависимость удельного теплового сопротивления от толщины изоляции показана на рис. 2–24. При толщине изоляции более 12 мм удельное тепловое сопротивление становится стабильным. С увеличением температуры кабеля удельное тепловое сопротивление уменьшается (рис. 2-25).
Тепловое сопротивление защитных покровов подземных кабелей
где σ 2 — удельное тепловое сопротивление защитных покровов, град*см/вт (по табл. 2-7).
Тепловое сопротивление поверхности кабеля при прокладке его на открытом воздухе (расстояние между центрами кабелей равно двум его внешним диаметрам)
где σ 3 — удельное тепловое сопротивление, град• см/вт (по табл. 2-7), зависящее от характера поверхности кабеля (бронированный, небронированный).
Тепловое сопротивление почвы, окружающей кабель,
где σ 4 — удельное тепловое сопротивление почвы, град • см/вт (табл. 2-7); h — глубина заложения кабеля в земле, см.
Кабель, проложенный в проточной воде, находится в наилучших условиях. Вода обеспечивает хороший отвод тепла с наружной поверхности кабеля. Благодаря наличию в воде течений и конвекционных токов теплового поля вокруг кабеля в воде практически не существует. В этом случае при расчете допустимой нагрузки на кабель тепловое сопротивление окружающей среды приравнивают нулю. При наличии отдельных участков кабеля, не находящихся в воде, расчет их производят по условиям с наивысшим тепловым сопротивлением. Прокладку кабеля до дну водных преград с заглублением в грунт для предохранения кабеля от механических повреждений приравнивают к прокладке во влажной почве.
Тепловые сопротивления блоков S5, применяемых для прокладки кабелей, когда все
отверстия блоков заполнены работающими кабелями и потери в отдельных кабелях различаются не более чем на 20%:
где σ 4 удельное тепловое сопротивление почвы, град*см/вт;
А — высота блока, см; В—ширина блока, см; Н — глубина центра блока от поверхности земли, см.
Кабели нагреваются до максимальной допустимой температуры через значительное время после включения нагрузки. При прерывистой нагрузке, когда кабель подвергается охлаждению, максимальная температура нагрева достигается при более высокой нагрузке. В установившемся тепловом режиме тепловое состояние кабеля не изменяется во времени, его температура постоянна и выделяющееся в кабеле тепло полностью отводится в окружающую среду. Если выделяемое в кабеле тепло больше отводимого, то кабель нагревается и его температура повышается, и наоборот.
где tуст установившаяся температура, °С; T = cS — постоянная времени — время, необходимое для нагрева кабеля до максимально допустимой температуры, соответствующей нормальному току нагрузки при отсутствии отдачи тепла в окружающую среду; с — теплоемкость, вт • ч/см3 • град. Нагрев кабеля будет тем медленнее, чем больше постоянная времени Т, и наоборот. Постоянная времени для кабелей, прокладываемых в воздухе:
а для кабелей, прокладываемых в земле:
где сж—теплоемкость токопроводящей медной жилы, равная 0,93*10–3 вт*ч/см3 • град; алюминиевой жилы 0,69 • 10–3 вт*ч/см3Х град; ссв — теплоемкость свинца, равная 0,39 • 10–3 вт• ч/см3 Хград; сиз — удельная теплоемкость пропитанной бумажной изоляции, равная 0,422*10–3 вт • ч/см3 • град; полиэтилена при 20° С — 0,595 • 10–3 вт*ч/см3 • град, при 80° С — 0,906 • 10–3 вт • ч/см3 • град; поливинилхлоридного пластиката — 0,5 • 10–3 вт • ч/см3 • град; спокр— удельная теплоемкость защитных покровов, равная 0,4 • 10–3 вт X ч/см3*град.
После несложной процедуры регистрации Вы сможете пользоваться всеми сервисами и создать свой веб-сайт.
Моя заявка.
всего позиций: 0.
Допустимые токи даны для температуры окружающей среды 15 °С при прокладке в земле и 25 °С при прокладке в воздухе. При других расчетных температурах окружающей среды необходимо применять следующие поправочные коэффициенты:
Поправочные коэффициенты на температуру окружающей среды
| Расчетная температура | Температура жилы | Температура окружающей среды | |||||||||||
| -5 | 0 | 5 | 10 | 15 | 20 | 25 | 30 | 35 | 40 | 45 | 50 | ||
| 90 | 15 | 1,13 | 1,10 | 1,06 | 1,03 | 1,00 | 0,97 | 0,93 | 0,89 | 0,86 | 0,82 | 0,77 | 0,73 |
| 90 | 25 | 1,21 | 1,18 | 1,14 | 1,11 | 1,07 | 1,04 | 1,00 | 0,96 | 0,92 | 0,88 | 0,83 | 0,78 |
Поправочные коэффициенты на количество работающих кабелей и расстояние между ними (при расположении кабелей в плоскости)
| Расстояние между кабелями "в свету", мм | Число кабельных линий | ||||
| 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | |
| 100 | 0,90 | 0,85 | 0,80 | 0,78 | 0,75 |
| 200 | 0,92 | 0,87 | 0,84 | 0,82 | 0,81 |
| 300 | 0,93 | 0,90 | 0,87 | 0,86 | 0,85 |
Допустимые значения тока кабеля в режиме перегрузки могут быть рассчитаны путем умножения значений длительно допустимых токовых нагрузок кабелей на коэффициент 1,23 (при прокладке в земле) и на 1,27 (при прокладке на воздухе).
Допустимые токи односекундного короткого замыкания по жиле
| Сечение жилы, мм 2 | Допустимый ток односекундного короткого замыкания в кабеле, кА | |
| с медной жилой | с алюминиевой жилой | |
| 50 | 7,15 | 4,70 |
| 70 | 10,0 | 6,60 |
| 95 | 13,6 | 8,90 |
| 120 | 17,2 | 11,3 |
| 150 | 21,5 | 14,2 |
| 185 | 26,5 | 17,5 |
| 240 | 34,3 | 22,7 |
| 300 | 42,9 | 28,2 |
| 400 | 57,2 | 37,6 |
| 500 | 71,5 | 47,0 |
| 630 | 90,1 | 59,2 |
| 800 | 114,4 | 75,2 |
Токи короткого замыкания рассчитаны при температуре жилы до начала короткого замыкания 90 °С и предельной температуры жилы при коротком замыкании 250 °С.
Предельная температура нагрева жилы при коротком замыкании по условиям невозгораемости кабеля – 400 °С при протекании тока короткого замыкания в течении до 4 сек.
Допустимые токи односекундного короткого замыкания по экрану
| Сечение медного экрана | Допустимый ток односекундного короткого замыкания, кА |
| 16 | 3,3 |
| 25 | 5,1 |
| 35 | 7,1 |
| 50 | 10,2 |
| 70 | 14,2 |
Токи короткого замыкания рассчитаны при температуре экрана до начала короткого замыкания 70 °С и предельной температуры экрана при коротком замыкании 350 °С.
Для продолжительности короткого замыкания, отличающейся от 1с, значения допустимого тока односекундного короткого замыкания (по жиле или по экрану) необходимо умножить на поправочный коэффициент:
Какие технические характеристики кабелей и проводов важно учитывать для надежной эксплуатации
Любые промышленные изделия, включая кабельную и проводную продукцию для энергетики, принято классифицировать и описывать строго по определённым критериям, которые называют техническими характеристиками. Они позволяют оптимально выбрать конкретную модель из большого разнообразия имеющихся изделий, обеспечить ее длительную и бесперебойную работу.
Кабели и провода создаются для передачи электрической энергии на расстояния с минимально возможными потерями. Чтобы наиболее эффективно передавать мощность от источника к потребителям их создают с:
1. максимальной проводимостью токопроводящих магистралей:
2. исключением образования случайных, несанкционированных путей стекания энергии токами утечек.
Только одновременное выполнение этих условий позволяет надежно и длительно передавать и получать электрическую энергию.
Как обеспечивается высокая проводимость токопроводящих жил
Потери мощности, происходящие при прохождении токов по металлам, напрямую связаны с величиной их электрического сопротивления. Они возрастают при его увеличении.
Чтобы улучшить прохождение электрического тока по проводам и кабелям снижают величину сопротивления их жил за счет:
подбора материала токопроводящих проводников по величине удельного сопротивления металлов и сплавов;
изготовления поперечного сечения жилы по допустимой величине токовой нагрузки;
учета температуры рабочей среды;
влияния времени протекания технологических процессов;
ограничения общей протяженности магистралей электрической цепи.
В процессе эксплуатации состояние проводимости и электрического сопротивления токопроводящих жил постоянно контролируется различными измерительными и защитными устройствами в ручном или автоматическом режиме.
Выбор проводника по удельному сопротивлению материала жил
По этому показателю медные проводники используют там, где требуется максимально снизить потери тока на преодоление внутреннего сопротивления цепи. Как правило, их чаще всего применяют в кабелях или шнурах питания с многопроволочными жилами.
Показатели алюминия и его сплавов несколько хуже по проводимости, но они дешевле в производстве и обладают меньшим весом. Поэтому алюминиевые проводники используют на протяженных магистралях, которые дополнительно подняты на большую высоту посредством специальной конструкции опор и системы изоляторов.
Проволоку из стальных сплавов или латуни добавляют для повышения жесткости и прочности протяженных трасс чтобы исключить обрывы проводов при увеличенных нагрузках, создаваемых порывами мощного ветра, наносами снега и другими аномальными действиями природных явлений.
Выбор токопроводящих жил по площади поперечного сечения
Для проведения электротехнических расчетов при проектирования систем электроснабжения все оборудование создается с едиными стандартизированными показателями, сведенными в таблицы.
Жилы проводов и кабелей изготавливают с калиброванной площадью поперечного сечения. Например, для средств связи и телефонных линий диаметр круглого сечения одной проволоки может быть 1,2; 0,9; 0,7; 0,64; 0,5; 0,4; 0,32 мм, а у многопроволочной жилы — от 0,52 до 0,1 мм.
Для промышленных целей выпускают провода и кабели с жилами 1,5; 2,5; 4; 6 мм кв и другими стандартизированными площадями сечений.
Допустимая нагрузка, создаваемая мощностями, проходящими по жилам кабеля, зависит от марки металла, площади его сечения и условий эксплуатации, обеспечивающих баланс между нагревом провода и отводом тепла в окружающую среду.
По виду протекающей по кабелю нагрузки их классифицируют на:
силовые, передающие электрическую энергию повышенных мощностей;
контрольные, работающие в цепях измерения, защит, автоматики;
управления, используемые для коммутации автоматических устройств;
связи и телекоммуникаций;
Способы предотвращения токов утечек
Движение электрических зарядов всегда происходит по замкнутой цепи от потенциала генераторного конца к приемному по двум изолированным жилам. Если ее разомкнуть, то ток прекращается.
Когда же между жилами нарушается диэлектрический слой, то часть тока, в зависимости от создавшегося сопротивления перехода, начинает стекать через место повреждения и может создать короткое замыкание. В результате происходит бесполезная потеря энергии, которая могла бы приносить пользу.
Чтобы исключить подобные случаи оголенные металлические провода на ВЛ отделяют друг от друга воздушным зазором, обладающим свойствами надежного диэлектрика.
В кабелях токопроводящие жилы располагают максимально близко друг к другу, а предотвращение токов утечек и коротких замыканий возлагают на слой органической или пластиковой изоляции, покрывающей поверхности металлических проволок.
Ее диэлектрические свойства рассчитаны на то, чтобы надежно выдерживать только определенный уровень напряжения, которое создается между жилами под нагрузкой кабеля. Если его допустимая величина будет превышена, то вполне возможен электрический пробой слоя изоляции и протекание тока утечки через место образовавшегося дефекта.
Эта особенность конструкций кабелей и проводов диктует необходимость их применения в строгом соответствии с границами напряжений, на которое рассчитана изоляция. Другими словами, телефонный кабель с медными жилами, например, 1 мм кв нельзя использовать для слаботочных цепей управления 380 или 220 вольт даже в том случае, когда создан большой запас по токам нагрузки. Иначе повышенное для него напряжение просто пробьет слой изоляции.
При монтаже и эксплуатации кабели подвергаются механическим и тепловым нагрузкам, действующим в разных направлениях. Для предохранения от их разрушительного воздействия создается защита — внешняя оболочка или дополнительная броня различных конструкций.
Защитные оболочки создаются в герметичном исполнении. Они дополнительно предотвращают разрушительное действие грунтовых вод, кислот и щелочей, содержащихся в почве, куда чаще всего помещаются кабели.
Нарушение герметичности оболочки кабеля приводит к образованию внутри него влаги, которая уменьшает сопротивление диэлектрического слоя и может стать причиной пробоя изоляции.
Важной характеристикой изоляции и защитной оболочки кабеля является ее свойство противостоять возгоранию. В нормальных условиях эксплуатации диэлектрический слой подвергается только действию рабочей температуры, создаваемой нагрузкой. Она не является критической для его применения.
Однако, при аварийных ситуациях одни материалы, такие как бумага и масло, подвержены возгоранию и сами являются после этого источниками распространения огня.
Они подразделяются на две группы, которые не поддерживают процесс горения при:
1. одиночной прокладке:
2. групповом размещении.
Выбором кабельной продукции для промышленных целей занимаются инженеры проектных организаций. Рассмотрим, как самостоятельно выполнить этот вопрос для бытовых целей.
Как подобрать кабель и провод для домашней проводки
Сразу заметим, что старые правила, разрешающие использовать алюминий и его сплавы для проводов и кабелей жилых зданий, уже не действуют. Причина этого: низкие механические нагрузки и склонность к излому при деформациях и изгибах.
По этой причине старые алюминиевые провода, смонтированные в советское время, постепенно дорабатывают свой ресурс. В современной же электропроводке разрешено прокладывать только медь.
Чтобы постоянно не заниматься сложными электротехническими расчетами соответствия жил проводов допустимому температурному нагреву от протекающих нагрузок создана следующая таблица.
Соотношения площадей медных проводов по допустимым токам нагрузок и мощностям потребителей для бытовой проводки.
Ассортимент кабельной продукции очень обширен. Для бытовых целей пользуются популярностью:
Читайте также: