Рис. 9.1. Кривые нагрева (а) лаждения (б) проводника

и ох-

Таблица 9.1. Постоянная времени иагрева Т для проводов с резиновой изоляцией и алюминиевыми жилами (приближенные значения)

Таблица 9.2. Значения е-*/ и 1~е~ при различных Т

~tlT

0.1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1

0,905

0,82

0,742

0,671

0,607

0,55

0,497

0,45

0,407

0,368

0,095

0,18

0,258

0,329

0,393

0,45

0,503

О,.55

0,593

0,632

1,1 1,2 1,3 1,4 1,5 2

2,5 3 4 5

0,333

0,273

0,248

0,224

0,136

0,082

0,05

0,015

0,006

0.667

0,727

0,752

0,776

0,864

0,918

0,95

0,985

0,994

ра проводника достигает установившегося значения. Таким образом, принимая по табл. 9.1 постоянную времени нагрева, можно сразу определить, за какое время темпера-

Рис. 9.2. Изменение перегрева при переменной нагрузке

тура проводника данного сечения при данных условиях прокладки достигнет установившегося значения, после чего нагрев проводника прекратится. Так, например, три провода марки АПРТО сечением 6 мм, проложенных в одной трубе, достигнут перегрева через 12-16 мин, а сечением 95 мм- через 82-109 мин. Более подробно этот вопрос рассмотрен в примере 9.1.

При переменной нагрузке, когда требуется определить температуру перегрева, начинающегося с некоторого значения То, процесс нагрева можно рассматривать как сумму двух процессов: нагрева с т-О до т=туст и охлаждения с т=то до т=0.

Этот процесс может быть выражен уравнением

==ЬсЛ\-е-П + г,е- (9.5)

и иллюстрируется рис. 9.2.

9.3. длительно допустимые нагрузки проводников

Определенному значению длительно проходящего тока при неизменных температурах окружающей среды и условиях прокладки соответствует и определенная температура проводника. Соответственно наибольшей допустимой температуре нагрева проводника устанавливается значение длительно допустимого тока, нормируемое ПУЭ. Это значение зависит от материала, сечения проводника, температуры окружающей среды, материала изоляции и способа прокладки.

Длительно допустимые нагрузки могут определяться иа основе теплового расчета, однако, в особенности для изолированных проводов и кабелей, формулы получаются сложными, и поэтому в ПУЭ даются готовые таблицы допустимых токовых нагрузок, которые получены как расчетным, так и экспериментальным путем. В ПУЭ приведены средние температуры окружающей среды, для которых составлены

таблицы. Если температура окружающей среды существенно отличается от нормированной, то допустимые токовые нагрузки следует пересчитать, умножая нормированную нагрузку на коэффициенты, приведенные в ПУЭ.

Допустимые нагрузки на изолированные провода и кабели с алюминиевыми жилами для различных условий прокладки, а также поправочные коэффициенты на температуру воздуха даны в табл. 9.6 и в ПУЭ. В гл. 10 даны необходимые указания по выбору плавких вставок предохранителей и расцепителей автоматических выключателей.

При наличии данных о допустимых токовых нагрузках и установившейся температуре (перегреве) проводника можно решать с достаточной для практики точностью задачи по определению установившейся температуры (перегрева) при токовых нагрузках, отличающихся от допустимых. Так, перегрев п, °С, при токе /i связан с длительно допустимым током /доп и допустимым перегревом Тдоп следующим выражением:

S-JIU- (9-6)

При выводе формулы (9.6) не учитывалось изменение сопротивления проводника в зависимости от его температуры, так как при реально возможных перегревах проводов сети оно не имеет существенного значения. Строго говоря, формула (9.6) отражает закономерность нагрева голых проводников. Однако несмотря на различные условия охлаждения неизолированных и изолированных проводов, можно считать, что пересчет температур перегрева для последних по формуле (9.6) не дает заметных ошибок.

Выбор сечений проводов по допустимому нагреву при длительном режиме работы производится по формуле

яоп> ImnJKn, (9.7)

где Irnax - расчетный ток нагрузки, А; Кп - поправочный коэффициент на температуру окружающей среды (по ПУЭ). Расчетный ток нагрузки. А, определяется по формулам:

а) для трехфазной четырехпроводной и трехпроводной сетей

107(-ГЗ/номСО5(р); (9.8)

б) для двухфазной сети с нулевым проводом при включении электроприемников на фазное напряжение

Uax = Ртах 10=/(2/ф COS ф); (9.9)