ГОСТ Р МЭК 60287-1-1-2009 | Стройсоветы

Кабели электрические. Вычисление номинальной токовой нагрузки. Часть 1-1. Уравнения для расчета номинальной токовой нагрузки (100 %-ный коэффициент нагрузки) и расчет потерь. Общие положения

На нашем сайте можно бесплатно скачать Руководящий документ ГОСТ Р МЭК 60287-1-1-2009 в удобном формате. Узнать актуальный статус документа «Кабели электрические. Вычисление номинальной токовой нагрузки. Часть 1-1. Уравнения для расчета номинальной токовой нагрузки (100 %-ный коэффициент нагрузки) и расчет потерь. Общие положения» на 2016 год.

Скрыть дополнительную информацию

Дата введения: 01.01.2010 26.06.2009 Утвержден

Страница 1

Страница 2

Страница 3

Страница 4

Страница 5

Страница 6

Страница 7

Страница 8

Страница 9

Страница 10

Страница 11

Страница 12

Страница 13

Страница 14

Страница 15

Страница 16

Страница 17

Страница 18

Страница 19

Страница 20

Страница 21

Страница 22

Страница 23

Страница 24

Страница 25

Страница 26

Страница 27

Страница 28

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ТЕХНИЧЕСКОМУ РЕГУЛИРОВАНИЮ И МЕТРОЛОГИИ

НАЦИОНАЛЬНЫЙ

СТАНДАРТ

РОССИЙСКОЙ

ФЕДЕРАЦИИ

ГОСТ Р мэк 60287-1-1-

2009

КАБЕЛИ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ. РАСЧЕТ НОМИНАЛЬНОЙ ТОКОВОЙ НАГРУЗКИ

Часть 1-1

Уравнения для расчета номинальной токовой нагрузки (100 %-ный коэффициент нагрузки) и расчет потерь. Общие положения

IEC 60287-1-1:2006

Electric cables — Calculation of the current rating — Part 1-1: Current rating equations (100 % load factor) and calculation of losses — General

(IDT)

Издание официальное

‘Г

<*>

Москва

Стаидартинформ

2009

ГОСТ Р МЭК 60287-1-1-2009

Предисловие

Цели и принципы стандартизации в Российской Федерации установлены Федеральным законом от 27 декабря 2002 г. Ne 184-ФЗ «О техническом регулировании», а правила применения национальных стандартов Российской Федерации — ГОСТ Р 1.0-2004 «Стандартизация в Российской Федерации. Основные положения»

Сведения о стандарте

1 ПОДГОТОВЛЕН Открытым акционерным обществом «Всероссийский научно-исследовательский, проектно-конструкторский и технологический институт кабельной промышленности» (ОАО «ВНИИКП») на основе собственного аутентичного перевода стандарта, указанного в пункте 4

2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 46 «Кабельные изделия»

3 УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 26 июня 2009 г. № 217-ст

4 Настоящий стандарт идентичен международному стандарту МЭК 60287-1-1:2006 «Кабели электрические. Расчет номинальной токовой нагрузки. Часть 1-1. Уравнения для расчета номинальной токовой нагрузки (100 %-ный коэффициент нагрузки) и расчет потерь. Общие положения» (IEC 60287-1-1:2006 «Electric cables — Calculation of the current rating — Part 1-1: Current rating equations (100 % load factor) and calculation of losses — General»).

При применении настоящего стандарта рекомендуется использовать вместо ссылочных международных стандартов соответствующие им национальные стандарты Российской Федерации, сведения о которых приведены в дополнительном приложении А

5 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодно издаваемом информационном указателе «Национальные стандарты». а текст изменений и поправок — в ежемесячно издаваемых информационных указателях «Национальные стандарты». В случав пере-смотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ежемесячно издаваемом информационном указателе «Национальные стандарты». Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования — на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет

Настоящий стандарт не может быть полностью или частично воспроизведен, тиражирован и распространен в качестве официального издания без разрешения Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии

ГОСТ Р МЭК 60287-1-1-2009

Содержание

1 Общие положения………………………………………1

1.1 Область применения…………………………………..1

1.2 Нормативные ссылки…………………………………..1

1.3 Обозначения……………………………………….2

1.4 Допустимая номинальная токовая нагрузка кабелей……………………5

2 Расчет потерь…………………………………………7

2.1 Сопротивление жилы переменному току…………………………7

2.2 Диэлектрические потери (только для кабелей на переменное напряжение)……….10

2.3 Коэффициент потерь для оболочки и экрана (только для кабелей на переменное напряжение

промышленной частоты)………………………………..11

2.4 Коэффициент потерь для брони, усиливающего покрытия и стальных труб (только для кабелей на переменное напряжение промышленной частоты)………………..18

Приложение А (справочное) Сведения о соответствии национальных стандартов Российской

Федерации ссылочным международным стандартам……………. . 23

Библиография…………………………………………24

ill

ГОСТ Р МЭК 60287-1-1-2009

Введение

Настоящий стандарт содержит формулы для расчета величин R. W_d, а, и и содержит методы расчета допустимых токовых нагрузок кабелей по значениям максимально допустимой температуры, электрического сопротивления токопроводящей жилы, потерь и тепловых удельных сопротивлений.

Приведены также формулы для расчета потерь.

В настоящем стандарте формулы содержат величины, изменяющиеся в зависимости от конструкции кабеля и применяемых материалов. Значения, указанные в таблицах, соответствуют установленным международным (например, электрические удельные сопротивления и температурные коэффициенты сопротивления) либо общепринятым в практике (например, тепповые удельные сопротивления и диэлектрические постоянные материапов). В последнем случае некоторые из указанных значений не являются характеристикой качества новых кабелей, а относятся к кабелям после длительного периода эксплуатации. Для того, чтобы можно было получить однородные и сравнимые результаты. необходимо рассчитывать номинальные токовые нагрузки по указанным в настоящем стандарте значениям. Однако, если точно известно, что конкретным материалам и конструкции более соответствуют другие значения, то можно использовать эти значения, при условии, что они, а также соответствующие номинальные токовые нагрузки, будут указаны.

Значения, относящиеся к условиям эксплуатации кабелей, могут значительно отличаться друг от друга в разных странах. Например, что касается температуры окружающей среды и теплового удельного сопротивления почвы, их значения в разных странах определяют, исходя из различных соображений. Поверхностные сравнения значений, используемых в разных странах, могут привести к ошибочным заключениям, если они не основаны на общем критерии, например, могут быть различны предполагаемые сроки службы кабелей, в некоторых странах конструкция основана на максимальных значениях теплового удельного сопротивления почвы, в то время как в других странах используют средние значения. В частности, что касается теплового удельного сопротивления почвы, хорошо известно, что эта величина очень зависит от содержания влаги в почве и может значительно изменяться с течением времени, в зависимости от типа почвы, топографических и метеорологических условий, а также нагрузки кабеля.

Для выбора значений различных параметров необходимо использовать следующую процедуру.

Числовые значения должны основываться, главным образом, на результатах соответствующих измерений. Часто оказывается, что эти результаты уже включены в национальные технические требования в качестве рекомендуемых значений, поэтому расчет может быть основан на значениях, используемых в данной стране: обзор таких значений приведен в [1].

Перечень информации, необходимой для выбора соответствующего типа кабепя. приведен в [1].

ГОСТ Р МЭК 60287-1-1-2009 НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

КАБЕЛИ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ. РАСЧЕТ НОМИНАЛЬНОЙ ТОКОВОЙ НАГРУЗКИ

Часть 1-1

Уравнения для расчета номинальной токовой нагрузки (100 %-ный коэффициент нагрузки)

и расчет потерь. Общие положения

Electric cables. Calculation of the current rating. Part 1-1. Current rating equations (100 % load factor) and calculation

of losses. General

Дата введения — 2010—01—01

1 Общие положения

1.1 Область применения

Настоящий стандарт рассматривает условия установившегося режима работы кабелей при любом переменном напряжении и постоянном напряжении до 5 кВ. проложенных непосредственно в земле, в каналах, лотках или стальных трубах, с частичным осушением почвы или без. а также кабелей, проложенных на воздухе. Термин «установившийся режим» обозначает ток постоянной величины при непрерывном режиме работы (100 %-ный коэффициент нагрузки), достаточный для того, чтобы асимптотически создать максимальную температуру жилы при постоянных условиях окружающей среды.

Настоящий стандарт содержит формулы для расчета номинальных токовых нагрузок и потерь.

Формупы настоящего стандарта являются достаточно точными и в то же время позволяют варьировать некоторые важные параметры. Эти параметры можно разделить на три группы:

— параметры, относящиеся к конструкции кабеля (например, тепловое удельное сопротивление изоляционного материала), для которых были выбраны характерные значения, основанныо на опубликованных работах;

— параметры, относящиеся к условиям окружающей среды, которые могут быть очень разнообразны. выбор этих параметров зависит от страны, в которой используются или должны использоваться кабели;

— параметры, которые принимаются по соглашению между изготовителем и потребителем и касаются запаса надежности работы кабеля (например, максимапьная температура жилы).

1.2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие международные стандарты:

МЭК 60028:1925 Международные нормы на электрическое сопротивление меди

МЭК 60141 (все части) Испытания маспоиапопненных кабелей и кабелей с газом под давпением и арматуры к ним

МЭК 60228 Токопроводящие жилы изолированных кабелей

МЭК 60287-2-1 Кабели электрические. Расчет номинальной токовой нагрузки. Часть 2-1. Тепловое сопротивление. Расчет теплового сопротивления

МЭК 60502-1 Силовые кабели с экструдированной изоляцией и арматура к ним на номинальное напряжение от 1 кВ {U_m = 1,2 кВ) до 30 кВ (U_m = 36 кВ). Часть 1. Кабепи на номинальное напряжение 1 кВ (U_m = 1,2 кВ) и 3 кВ (U_m = 3,6 кВ)

МЭК 60502-2 Силовые кабели с экструдированной изоляцией и арматура к ним на номинальное напряжение от 1 кВ (U_m = 1,2 кВ) до 30 кВ (U_m = 36 кВ). Часть 2. Кабели на номинальное напряжение от 6 кВ {U_m = 7,2 кВ) до 30 кВ (U_m = 36 кВ)

Издание официальное

ГОСТ Р МЭК 60287-1-1-2009

МЭК 60889 Твердотянутая алюминиевая проволока для проводов воздушных линий передачи

Примечание — Для датированных ссылок используют только указанное в ссылке издание. Для недатированных ссылок используют самое последнее издание (включая изменения).

1.3 Обозначения

В настоящем стандарте применены следующие обозначения:

— площадь поперечного сечения брони, мм²;

В₂

о;

D, D,

^Hs

н₂

«з

N Р О R

*л

R_Ao

R,.

R’

Я,

‘2

“о

ил

— коэффициенты (см. 2.4.2):

— емкость изолированной жилы, Ф/м;

— наружный диаметр кабеля, м:

— диаметр по изоляции, мм:

— наружный диаметр металлической оболочки, мм;

— диаметр воображаемого соосного цилиндра, касающегося выступов гофрированной оболочки, мм;

— диаметр воображаемого цилиндра, касающегося внутренней поверхности впадин гофрированной оболочки, мм;

— коэффициент, определенный в 2.3.5;

— интенсивность сопнечного излучения. Вт/м²;

— намагничивающая сила (см. 2.4.2). ампер-витки/м;

— индуктивность обопочки. Гн/м;

— компоненты индуктивности, определяемые стальными провопоками (см. 2.4.2), Гн/м;

— ток в одной жиле {среднеквадратичное значение). А;

— коэффициенты, опредепенные в 2.3.5;

— коэффициенты, опредепенные в 2.3.3. Ом/м;

— сопротивление жилы переменному току при максимальной рабочей температуре. Ом/м;

— сопротивление брони переменному току при максимальной рабочей температуре. Ом/м;

— сопротивление брони переменному току при 20 “С, Ом/м;

— эквивалентное сопротивпение переменному току оболочки и брони, соединенных параллельно, Ом/м:

— сопротивление оболочки или экрана кабеля переменному току при максимальной рабочей температуре. Ом/м:

— сопротивление оболочки или экрана кабеля переменному току при 20 °С. Ом/м;

— сопротивление жилы постоянному току при максимальной рабочей температуре. Ом/м;

— сопротивление жилы постоянному току при 20 °С, Ом/м:

— тепловое сопротивление на фазу между жилой и оболочкой. К • м/Вт;

— тепловое сопротивление между оболочкой и броней, К м/Вт;

— тепловое сопротивление наружного защитного покрытия, К • м/Вт;

— тепловое сопротивление окружающей среды (отношение превышения температуры поверхности кабеля над температурой окружающей среды к потерям на единицу длины), К ■ м/Вт;

— тепловое сопротивление окружающей среды при прокладке кабеля на воздухе с поправкой на солнечное излучение. К ■ м^Вт;

— напряжение между жилой и экраном или оболочкой. В;

— потери в броне на единицу длины. Вт/м;

ГОСТ Р МЭК 60287-1-1-2009

W_e	— потери в жиле на единицу длины. Вт/м:
W„	— диэлектрические потери на единицу длины на фазу. Вт/м;
W.	— потери в оболочке на единицу длины, Вт/м;
	— общие потери в оболочке и броне на единицу длины. Вт/м;
X	— реактивное сопротивление оболочки (двухжильные кабели и трехжильные кабели, расположенные треугольником), Ом/м;
X,	— реактивное сопротивление оболочки (при расположении кабелей в одной плоскости). Ом/м;
х_т	— взаимное реактивное сопротивление между оболочкой одного кабеля и жилами двух других при расположении кабелей в одной плоскости, Ом/м;
а	— наиболее короткая малая длина в перекрестно-соединенной электрической секции с неравными малыми длинами, мм;
с	— расстояние между осями жил и осью кабеля для трехжильных кабелей (0.55 г, ♦ + 0,29 t — для секторных жил), мм;
d	— средний диаметр оболочки или экрана, мм;
d‘	— средний диаметр оболочки и усиливающего покрытия, мм;
d₂	— средний диаметр усипивающего покрытия, мм;
^dA	— средний диаметр брони, мм;
^dc	— наружный диаметр жилы, мм;
dc	— наружный диаметр полой жилы, мм;
d_a	— внутренний диаметр трубы, мм;
d_f	— диаметр стальной провопоки. мм;
d,	— внутренний диаметр полой жилы, мм;
d_M	— максимальный диаметр экрана или оболочки при овапьной жипе, мм;
dm	— минимальный диаметр экрана или оболочки при овальной жиле, мм;
d_x	— диаметр эквивалентной круглой жилы с такой же площадью поперечного сечения и такой же степенью уплотнения, что и фасонная жила, мм;
f	— частота системы, Гц;
9_S	— коэффициент, используемый в 2.3.6.1;
к	— коэффициент, используемый при расчете потерь на гистерезис в броне или усиливающем покрытии (см. 2.4.2.4);
k_p	— коэффициент, используемый при расчете х_р (эффекта бпизости);
	— коэффициент, используемый при расчете x_s (поверхностного эффекта);
1	— длина кабельной секции (общее обозначение, см. 2.3 и 2.3.4). м;
In	— натуральный логарифм (логарифм по основанию е).
m	_—10~⁷; R_s
n	— число жил в кабеле;
ⁿ^	— число стальных проволок в кабеле (см. 2.4.2);
P	— длина шага наложения стальной проволоки вдоль кабеля (см. 2.4.2), мм;
3	— коэффициенты, используемые в 2.3.6.2;
‘l	— радиус окружности, описанной вокруг двух или трех фасонных жил. мм;
s	— расстояние между осями жил. мм;
^si	— расстояние между осями двух соседних кабелей, расположенных в группе из трех, не соприкасающихся друг с другом кабелей, проложенных горизонтально, мм;
«2	— расстояние между осями кабелей (см. 2.4.2), мм;
t	— толщина изоляции между жилами, мм;
h	— толщина защитного покрытия, мм;
t,	— толщина оболочки, мм;

ГОСТ Р МЭК 60287-1-1-2009

v — отношение тепловых удельных сопротивлений сухой и влажной почвы (v — p_rf /р_ж);

х_р — аргумент функции Бесселя, используемый при расчете эффекта близости;

x_s — аргумент функции Бесселя, используемый при расчете поверхностного эффекта;

у_р — коэффициент эффекта близости (см. 2.1).

y_s — коэффициент поверхностного эффекта (см. 2.1);

a_2Q — температурный коэффициент удельного электрического сопротивления при 20 °С, 1/К;

р — угол между осью провопок брони и осью кабеля (см. 2.4.2);

р, — коэффициент, используемый в 2.3.6.1;

Y — угловая временная задержка (см. 2.4.2);

Al A₂j

коэффициенты, используемые в 2.3.6.1;

ft — эквивалентная толщина брони или усиливающего покрытия, мм;

tgft — коэффициент потерь для изоляции;

с — относительная диэлектрическая проницаемость изоляции;

0 — максимальная рабочая температура жипы, ^вС;

0_а — температура окружающей среды, ^вС;

0_af — максимальная температура брони. ^вС;

— максимальная температура экрана или оболочки кабеля. °С;

0^ — критическая температура почвы — это температура на границе между сухой и впажной

зонами. ^вС;

ДО — допустимое превышение температуры жилы над температурой окружающей среды. К;

Д«_х — превышение критической температуры почвы — это превышение температуры на гра

нице между сухой и влажной зонами по сравнению с температурой окружающей почвы. К;

Xq — коэффициент, используемый в 2.3.6.1;

X,, >.₂ — соответственно, отношение общих потерь в металлических оболочках и отношение общих потерь в броне к общим потерям в жилах (или потерь в одной оболочке или броне к потерям в одной жиле);

X’, — отношение потерь в одной оболочке, обусловленных циркулирующими токами в

оболочке, к потерям в одной жиле;

X* — отношение потерь в одной оболочке, обусловленных вихревыми токами, к потерям в одной жиле;

к\_т — коэффициент потерь для среднего кабе- , ля;

Ц, — коэффициент потерь для внешнего кабе- ^Т‘^{>и кабеп}”- Расположенные в одной г} плоскости без транспозиции, с оболочка-ля с наибольшими потерями, _ми соединенными на обоих концах

X’,, — коэффициент потерь для внешнего кабе

ля с наименьшими потерями; и — относительная магнитная проницаемость материала брони;

ц_е — продольная относительная магнитная проницаемость;

ц, — поперечная относительная магнитная проницаемость;

р — удельное электрическое сопротивпение материала жилы при 20 “С.Ом м;

p_d — удельное тепловое сопротивление сухой почвы. К м/Вт;

Pw — удельное тепловое сопротивление влажной почвы. К ■ м/Вт;

p_s — удельное электрическое сопротивление оболочки при 20 °С. Ом ■ м;

о — коэффициент поглощения солнечного излучения поверхностью кабеля;

ш — угловая частота системы (2л/)-

ГОСТ Р МЭК 60287-1-1-2009

1.4 Допустимая номинальная токовая нагрузка кабелей

При расчете допустимой токовой нагрузки в условиях частичного высыхания почвы необходимо также рассчитать токовую нагрузку для условий, когда высыханио почвы не происходит. Используют меньшую из двух полученных нагрузок.

1.4.1 Кабели, проложенные в почве, когда высыханио почвы не происходит, или на воздухе

1.4.1.1 Кабели на переменное напряжение

Допустимая токовая нагрузка кабелей на переменное напряжение может быть получена из формулы превышения температуры жипы над температурой окружающей среды

до = (l²R + ±W_d )Г, ♦ [l²R( 1 ♦ >.,) + W_d]nr₂ + [/²Ж1 + л, + >*) + W_d]n(7₃ + Г₄),

где / — ток, проходящий по одной жиле. А:

ДО — превышение температуры жилы над температурой окружающей среды. К;

Примечание — Имеется в виду средняя температура окружающей среды при нормальных условиях в случае, когда кабели прокладываются или будут проложены с учетом влияния любого местного источника тепла, но без учета повышения температуры от кабелей, расположенных в непосредственной близости, вследствие выделяющейся в них теплоты.

R — сопротивление жилы переменному току на единицу длины при максимальной рабочей температуре. Ом/м;

— диэлектрические потери изоляции жилы на единицу длины. Вт/м;

Г, — тепловое сопротивпение между жилой и оболочкой на единицу длины. К ■ м/Вт;

Т₂ — тепловое сопротивление подушки между обопочкой и броней на единицу длины. К м/Вт;

Г₃ — тепловое сопротивление наружного защитного покрытия кабеля на единицу длины, К • м/Вт;

Т_л — тепловое сопротивление между поверхностью кабеля и окружающей средой, полученное по МЭК 60287-2-1 (подраздел 2.2), на единицу длины. К ■ м/Вт;

п — число несущих нагрузку жил в кабеле (жилы одинакового размера и несущие одну и ту же нагрузку);

— отношение потерь в металлической оболочке к общим потерям во всех жилах кабеля;

\₂ — отношение потерь в броне к общим потерям во всех жилах кабеля.

Из вышеприведенной формулы получают допустимое значение токовой нагрузки

,.’ ДО — W_tf[ОДГ, ♦ л(Г₂ — 7₃ 4 Г₄ Ц V⁰⁵ (2)

¹ + r)R(1 + )7j + nR( 1 + Xj + **2 )(7з + J4) J

Если кабель подвергается воздействию прямых солнечных лучей, следует применять формулу по МЭК 60287-2-1 (подпункт 2.2.1.2).

Номинальная токовая нагрузка четырехжильного кабеля на низкое напряжение может быть принята равной номинальной токовой нагрузке трехжильного кабеля на то же напряжение, с тем же размером жил и аналогичной конструкции, при усповии, что кабель будет использоваться в трехфазной системе, в которой четвертая жила является нейтральным либо защитным проводником. В случае нейтрального проводника номинальная токовая нагрузка относится к симметричной нагрузке.

1.4.1.2 Кабели на постоянное напряжение до 5 кВ

Допустимое значение номинальной токовой нагрузки кабелей при постоянном напряжении попу-чают по следующей упрощенной формуле по отношению к формуле для переменного напряжения:

до I⁰⁶ (3)

лЛ’Г₂ * лЯ'(Г₃ Г T₄)J ’

где R’ — сопротивление жилы постоянному току на единицу длины при максимальной рабочей температуре. Ом/м.

1.4.2 Кабели, проложенные в условиях частичного высыхания почвы

1.4.2.1 Кабели на переменное напряжение

Нижеприведенный метод применим только для одиночных изолированных кабелей или цепей, проложенных на обычной глубине. Этот метод основан на простой двухзоновой модели почвы, когда одна зона, прилегающая к кабелю, высушена, в то время как другая сохраняет тепловое удельное

ГОСТ Р МЭК 60287-1-1-2009

сопротивление местной среды, при этом граница между этими зонами изотермическая¹). Метод считается приемлемым для тех областей применения, где влияние почвы учитывают лишь по упрощенной форме.

Примечание — Прокладка более одной цепи, а также необходимое расстояние между цепями находится в стадии рассмотрения.

Изменения внешнего теплового сопротивления, за счет образования сухой зоны вокруг одиночного изолированного кабеля или цепи, учтены в спедующей формуле [см. формулу (2)]:

_/= ДО — ^(0.57, т п{Т₂ г Т₃ , у Г,)) . (у — 1)Л(1, ]^0,6 <⁴>

i. Я1Г, + п( 1 ₊ )Т₂ + n(1 + X, 4 Х₂>(Г₃ + vT_A )} J ’

где v — отношение тепповых удепьных сопротивпений сухой и влажной зон почвы (v = p_d /p_w);

R — сопротивление токопроводящей жипы переменному току при максимальной рабочей температуре жипы. Ом/м; p_d — удельное тепловое сопротивление сухой почвы. К • м/Вт;

— удепьное тепповое сопротивпение впажной почвы. К • м/Вт;

0_Х — критическая температура почвы и температура границы между сухой и влажной зонами, °С; в_а — температура окружающей среды, °С:

ДО, — превышение критической температуры почвы — это превышение температуры на границе между сухой и влажной зонами над температурой окружающей почвы (0, — 0_а), К.

Примечание — Г₄ опредепяют. испопьзуя удепьное тепловое сопротивление впажной почвы ) и МЭК 60287-2-1 (подпункт 2.2.3.2). Не следует применять расчет с изменением превышения температуры за счет взаимного нагрева кабепей по МЭК 60287-2-1 (подпункт 2.2.3.1).

0_Х и p_d определяют на основе имеющейся информации о характеристиках почвы.

Примечание — Выбор соответствующих характеристик почвы находится а стадии рассмотрения. Эти значения могут быть согласованы между изготовитепем и потребитепем.

1.4.2.2 Кабели на постоянное напряжение до 5 кВ

Допустимую токовую нагрузку кабеля на постоянное напряженно определяют по спедующей упрощенной формуле:

_r I АЦт(у-1)Л0, ^!°^$ <⁵>

[*1Г, . пТ₂ +п(Т₃ Г vT_A )|J ‘

где R‘ —■ сопротивление жилы постоянному току на единицу длины при максимальной рабочей температуре, Ом/м.

1.4.3 Кабели, проложенные в условиях, когда не следует допускать высыхания почвы

1.4.3.1 Кабели на переменное напряжение

Если не следует допускать миграцию влаги, ограничив превышение температуры поверхности кабеля до значения не более А0_Х, соответствующую токовую нагрузку определяют по формуле

, Г АО °\

[л/?Г₄(1+ X, ■* Х₂>;

Однако в зависимости от значения Д0_Х, такое ограничение может отразиться на температуре жилы, которая может превысить максимально допустимое значение. Используемое значение токовой нагрузки должно быть меньшим из двух значений, полученных по формуле (6) либо по формупв (2).

Сопротивление жилы R вычисляют для соответствующей температуры жилы, которая может быть меньше максимально допустимого значения. Проводят оценку рабочей температуры и при необходимости ее корректируют.

Примечание — Для четырехжипьных низкоаопьтных кабепей см. 1.4.1.1.

1.4.3.2 Кабепи на постоянное напряжение до 5 кВ

Допустимую токовую нагрузку для кабелей на постоянное напряжение получают по спедующей упрощенной формуле по отношению к формупе для кабелей на переменное напряжение:

¹¹ См. [2] (в частности, раздел 3 и приложение 1).

ГОСТ Р МЭК 60287-1-1-2009

I 1<>.5

(?)

I — ‘ ^д0* ‘

Сопротивление жилы R’ следует принять таким, как указано в 1.4.2.2.

1.4.4 Кабели, подверженные прямому солнечному излучению

Допустимые токовые нагрузки

Учитывая действие сопнечного излучения на кабель, допустимую токовую нагрузку определяют по следующим формулам.

1.4.4.1 Кабели на переменное напряжение

I.! д» — w_a[oST, г п{т₂, т_г — г;)} — ао;нг; I⁰‘⁵ <⁸>

j R7″i *■ ⁺ л^(1 + + Гд )

1.4.4.2 Кабели на постоянное напряжение до 5 кВ

0.5

(9)

ДО — аОдНГ/

I-

RT, + nR’T₂ — nR-(Tj — т; )

где а— коэффициент поглощения солнечного излучения поверхностью кабеля (см. таблицу 4);

Н — интенсивность солнечного излучения, которую принимают для большинства широт равной 10³ Вт/м²; рекомендуется, по возможности, использовать местное значение:

Г₄* — тепловое сопротивление окружающей среды при прокладке кабеля на воздухе с поправкой на солнечное излучение (см. МЭК 60287-2-1). К — м/Вт;

D_e* — наружный диаметр кабеля для гофрированных оболочек D_e* = (D^ + 2*_а)10^-3, м;

/₃ — толщина защитного покрытия, мм.

2 Расчет потерь

2.1 Сопротивление жилы переменному току

Сопротивление жилы переменному току R, Ом/м, на единицу длины при ее максимальной рабочей температуре во всех случаях, за исключением кабелей, пропоженных в трубопроводах (см. 2.1.5). определяют по следующей формуле:

Я = Я(1 +у, + у_р). (Ю)

где R’ — сопротивление жилы постоянному току при максимальной рабочей температуре. Ом/м; y_s — коэффициент поверхностного эффекта; у_р — коэффициент эффекта близости.

2.1.1 Сопротивление жилы постоянному току

Сопротивление жилы постоянному току R’, Ом/м. на единицу длины при ее максимальной рабочей температуре 0 определяют следующим образом:

R’*R_e[1 ♦о₂₀(0-20)], (11)

где R₀ — сопротивление жилы постоянному току при 20 ⁵С. Ом/м. Значение R_a указано в МЭК 60228.

Если жила не соответствует МЭК 60228. то значение R₀ может быть установлено по соглашению между изготовителем и потребитепем. Сопротивление жилы опредепяют, используя значения удельного сопротивления, приведенные в таблице 1;

“20 ~ температурный коэффициент при 20 °С на Кельвин (см. стандартные значения в таблице 1);

0 — максимальная рабочая температура в градусах Цельсия (определяется типом используемой изоляции), установленная в стандарте или технических условиях на кабель конкретного типа.

Таблица 1 — Электрическое удельное сопротивление и температурные коэффициенты используемых металлов

Материал	Удельное сопротивление при 20 *С р. Ом м	Температурный коэффициент при 20 ‘С «₂₀.1/К
а) Жилы
Медь	1,7241 -10-⁸	3.93 10-³
Алюминий	2.8264 10′⁸	4.03 10“³

ГОСТ Р МЭК 60287-1-1-2009

Окончание таблицы 1

Материал	Удельное сопротивление при 20 «С р. Оы м	Температурный коэффициент при 20 ’С «20, 1М
Ь) Оболочка и броня Свинец или свинцовые сплавы	21,4 . 10-*	4.0 10-³
Сталь	13.8-10 ^е	4.5 10-³
Бронза	3,5 • 10^-8	з.о ю-³
Нержавеющая сталь	70-10′⁸	Можно пренебречь
Алюминий	2.84 10-*	4.03 Ю-з
Примечание — Значения для медных токопроводящих жил взяты из МЭК 60028. Значения дпя алю
миниевых токопроводящих жил взяты из МЭК 60889

2.1.2 Коэффициент поверхностного эффекта у,

Коэффициент поверхностного эффекта y_s определяют по формуле

_у — «*⁴ (12> ⁵ 192 + 0j8x*

где xl = 5^.10 ‘?k_s\

Г\

f— частота. Гц.

Значения k_s приведены в таблице 2.

Формула (12) точна, если x_s не превышает 2,8, и поэтому в большинстве случаев применима на практике.

При отсутствии соответствующей формулы для жил секторного и овального сечения рекомендуется использовать формулу (12).

2.1.3 Коэффициент эффекта близости у_р для двухжильных кабелей и двух одножильных кабелей

Коэффициент эффекта близости опредепяют по формуле

у= < ⁽¹³⁾

^р 192 + ОЙХр I s )

где Хр =

d_c — диаметр жилы, мм; s — расстояние между осями жил, мм.

Значения к приведены в таблице 2.

Формула (13) точна, если х_р не превышает 2,8. и поэтому в большинстве случаев применима на практике.

Таблица 2 — Поверхностный эффект и эффект близости. Экспериментальные знамения коэффициентов к, и к_Й

Тип жилы	Пропитанная или нет
Медная: — круглая, многопроволочная;	Да	1	0.8
— круглая, многопроволочная;	Нет	1	1
— круглая сегментная»;		0.435	0.37
— полая.скрученная по спирали;	Да	2)	0.8
— секторная;	Да	1	0.8
— секторная;	Нет	1	1
Алюминиевая: — круглая, многопроволочная;	Да.нет	1	«)
— круглая. 4-сегментная;	Да. нет	0.28
— круглая. 5-сегмемтная:	Да.нет	0.19
— круглая. 6-сегментная;	Да.нет	0.12
— сегментная с повивами стренг по периферии:	Да. нет	3)

ГОСТ Р МЭК 60287-1-1-2009

Окончание таблицы 2

¹¹ Приведенные значения относятся к жилам, состоящим из четырех сегментов (с центральным каналом или без него), площадь каждого из которых составляет до 1600 мм². Эти значения применимы к тем жилам кабелей, в которых все повивы проволок имеют одинаковое направление скрутки. Эти