Тепловое сопротивление кабеля

Тепловое сопротивление кабеля рассчитывается по следующей формуле:

Одним из необходимых расчетных параметров является удельное тепловое сопротивление кабеля, определяющееся падением температуры точек противоположных сторон изделия объемом 1 см³ при значении потока тепла 1 Вт. Данная величина обозначается символом «а», единицей измерения является град?см/Вт.

Тепловое сопротивление других различных материалов определяется:

Удельные тепловые сопротивления для разных типов материала, используемых при изготовлении кабелей, приведены в таблице.

Тепловое сопротивление кабеля определяется чаще всего из расчета геометрических параметров и конструкции кабельного изделия. На этот параметр также влияет материал проводника, влияющий на удельный параметр.

Тепловое сопротивление изоляции кабеля рассчитывается следующим образом:

Одножильное исполнение:

Двухжильное исполнение:

где a = r +?; R ? 2(r+?)=2a;

Трехжильное исполнение кабелей с круглой формой жил:

Трехжильное исполнение кабелей с секторной формой жил:

где
.

Многожильное исполнение:

где

— коэффициент или множитель, определяющий геометрию проводника. Множитель определяется из графика кривой (рисунок 1.4). С помощью этого же графика рассчитывается введение поправочного коэффициента, учитывающего форму жил при расчете параметров проводника с секторной формой жил.

Тепловое сопротивление изоляции кабеля с жилами секторной формой также возможно вычислить по следующей формуле.

где R_ck – радиус скручивания жил секторной формы.

Величина теплового сопротивления изоляции кабельного проводника, рассчитанная по формуле (4-13), получится на 10-20% больше, чем при вышеуказанном расчете.

Рисунок 4-1 представляет собой кривую зависимости величины теплового сопротивления от толщины изоляции. Если толщина изолирующего материала превышает 12 мм, то тепловое сопротивление кабеля сохраняет постоянный характер. Из рисунка 4.2 видно, что при увеличении температуры проводника, значение удельного теплового сопротивления начинает уменьшаться.

Резкое изменение температуры изоляции, возникающее вследствие диэлектрических потерь, рассчитывается из произведения потерь и теплового сопротивления, разделенного пополам. Токоведущие жилы и металлоболочка имеют теплопроводность, в несколько раз превышающая аналогичный параметр изоляции, на основании которого принимают поверхность жил и оболочек изотермическими.

Если трехжильный кабель имеет защитный экран на каждой жиле, то зависимость величины Р на графике кривых рисунка 4.3 позволит определить, насколько уменьшилось тепловое сопротивление:

где ?_Э и ?_Э – соответственно толщина и удельное тепловое сопротивление экранов.

Рисунок 4.3 – Зависимость теплового сопротивления кабеля с пофазно экранированными жилами и жил без экранов (а – круглые жилы, б – секторные жилы).

Значение теплового сопротивления проводника с наличием металлической оболочки для каждой жилы:

где S_п рассчитывается с помощью зависимости графика рисунка 4.4, умножая параметр, определенной на оси ординат, на значение ?₂ для защитной оболочки согласно таблице.

Для расчета теплового сопротивления защитного покрова кабелей, прокладываемых под землей, используется выражение:

где R₁ – величина радиуса проводника с оболочкой из свинца, мм; R₂ – значение внешнего радиуса кабеля, мм; ?₂ – значение удельного теплового сопротивления защитной оболочки, град?см/Вт (таблица).