Nashidvery.ru

Наши Двери
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Кабели для установок погружных электронасосов — ГОСТ Р 51777-2001 — Расчет длительно допустимых токов нагрузки кабелей

Кабели для установок погружных электронасосов — ГОСТ Р 51777-2001 — Расчет длительно допустимых токов нагрузки кабелей

Б.1 Исходные данные для расчета
Б.1.1 Конструктивные размеры:
— номинальный диаметр токопроводящей жилы d, мм;
— номинальный наружный диаметр первого слоя изоляции жилы d1,мм;
— номинальный наружный диаметр второго слоя изоляции жилы d2,мм;
— номинальный наружный диаметр оболочки жилы d0,мм;
— номинальный наружный диаметр бандажа поверх оболочки жилы , мм;
— номинальный диаметр по скрутке жил Dc, мм;
— номинальный наружный диаметр подушки под броней Dп, мм;
— максимальный наружный диаметр круглого кабеля D, мм;
— максимальные наружные размеры плоского кабеля: толщина Н и ширина В, мм.
Примечания
1 Размеры указаны для основных жил кабеля.
2 Для плоского кабеля значения Dc и Dп определяют через отношения к числу p соответственно периметра поверх уложенных вместе жил и наружного периметра подушки под броней.

Б.1.2 Тепловые параметры
Б.1.2.1 Удельное тепловое сопротивление, °С · см · Вт-1:
— материала первого слоя изоляции sи1;
— материала второго слоя изоляции sи2;
— материала оболочки s0;
— материала бандажа поверх оболочки sб;
— материала подушки под броней sп.
Б.1.2.2 Удельное тепловое сопротивление, °С · см2 · Вт-1:
— теплоперехода от поверхности кабеля в воду и от воды к обсадной трубе скважины sж;
— теплоперехода от поверхности кабеля в скважинную жидкость (нефть) и от скважинной жидкости к обсадной трубе скважины sн;
— теплоизлучению от поверхности кабеля в воздушную среду sв.
Б.1.2.3 Температурные параметры:
— длительно допустимая температура нагрева жил кабеля Т, °С;
— температура окружающей среды Тср, °С;
температурный коэффициент электрического сопротивления материала токопроводящей жилы a, °С-1.
Рекомендуемые значения удельного теплового сопротивления основных материалов и сред приведены в таблице БД.
Б.1.3 Прочие данные:
— электрическое сопротивление токопроводящей жилы по 4.2.2.1 R, Ом;
— внутренний диаметр обсадной трубы скважины Dтр, мм.
Рекомендуемые значения внутреннего диаметра обсадной трубы нефтяной скважины приведены в таблице Б.2.

Удельное тепловое сопротивление материала sи1, sи2, s0, sб, sп, °С · см · Вт-1:

— полиэтилен, композиции полипропилена и сополимеры пропилена

— материалы оплеток и лент для наложения бандажей и подушек

— свинец и его сплавы

Удельное тепловое сопротивление теплоперехода от поверхности кабеля в воду и от воды к обсадной трубе скважины sж, °С · см2 · Вт-1

Удельное тепловое сопротивление теплоперехода от поверхности кабеля в скважинную жидкость (нефть) и от скважинной жидкости к обсадной трубе скважины sн, °С · см2 · Вт-1

Удельное тепловое сопротивление теплоизлучению от поверхности кабеля в воздушную среду sв, °С · см2 · Вт-1

Номинальное сечение токопроводящих жил кабеля, мм2

Внутренний диаметр обсадной трубы скважины, мм

Св. 16 до 25 включ.

Б.2 Порядок расчета
Б.2.1 Тепловое сопротивление кабеля Sk, °С · см · Вт-1
Б.2.1.1 Тепловое сопротивление кабеля с двухслойной изоляцией жил, оболочками, бандажами поверх оболочек, с подушкой под броней в виде обмоток лентами и/или оплеток:
(Б.1)
При отсутствии в кабеле одного или нескольких элементов конструкции их формулы исключают соответствующие слагаемые. При применении в бандажах или подушке нескольких материалов с различным удельным тепловым сопротивлением значения sб или sп устанавливают по материалу с наибольшим удельным тепловым сопротивлением.
Б.2.1.2 Тепловое сопротивление кабеля по Б.2.1.1, если слои изоляции выполнены из материалов с равным удельным тепловым сопротивлением:
(Б.2)
Б.2.1.3 Тепловое сопротивление кабеля по Б.2.1.1, если слои изоляции и оболочки выполнены из материалов с равным удельным тепловым сопротивлением:
(Б.3)
Б.2.1.4 Тепловое сопротивление кабеля с контрольными жилами или заполнением между основными жилами, с подушкой под броней в виде обмоток лентами и/или оплеток:
(Б.4)
где — наружный диаметр основной жилы под подушкой, мм, численно равный dl,d2,d0или в зависимости от конструкции кабеля.
При применении для изоляции, оболочек, бандажей или заполнения материалов с различным удельным тепловым сопротивлением значение sи1 устанавливают по материалу с наибольшим удельным тепловым сопротивлением.
При отсутствии подушки под броней из формулы исключают второе слагаемое.
Б.2.1.5 Тепловое сопротивление кабеля по Б.2.1.4, если подушка под броней выполнена в виде общей оболочки:
(Б.5)
При применении для изоляции, оболочек, бандажей или подушки материалов с различным удельным тепловым сопротивлением значение sи1 устанавливают по материалу с наибольшим удельным тепловым сопротивлением.
Б.2.2 Тепловое сопротивление окружающей среды Sср, °С · см · Вт-1
Б.2.2.1 Тепловое сопротивление при теплопередаче в воде скважины:
а) для круглого кабеля
(Б.6)
б) для плоского кабеля
(Б.7)
Б.2.2.2 Тепловое сопротивление по Б.2.2.1 в воде резервуара или водоема:
а) для круглого кабеля
(Б.8)
б) для плоского кабеля
(Б.9)
Б.2.2.3 Тепловое сопротивление по Б.2.2.1 в скважинной жидкости нефтяной скважины:
а) для круглого кабеля
(Б.10)
б) для плоского кабеля
(Б.11)
Б.2.2.4 Тепловое сопротивление при теплоизлучении в воздушной среде:
а) для круглого кабеля
(Б.12)
б) для плоского кабеля
(Б.13)
Б.2.2.5 Тепловое сопротивление при теплоизлучении в газовоздушной среде скважины:
а) для круглого кабеля
(Б.14)
б) для плоского кабеля
(Б.7)
Б.2.3 Электрическое сопротивление токопроводящей жилы Rт, Ом, при длительно допустимой температуре нагрева жилы:
(Б.16)
Б.2.4 Длительно допустимый ток I, А, нагрузки кабеля:
(Б.17)

Читайте так же:
Выключатели для света 3 режима

Ключевые слова: кабели, установки погружных электронасосов, общие технические условия

ВВГ 5х25 — кабель силовой с 5 медными жилами, сечением 25 миллиметров квадратных, в пластмассовой изоляции и оболочке. ВВГ 5*25 соответствует требованиям ГОСТ Р 53769-2010 и ГОСТ Р 53315-2009.

Кабель силовой ВВГ 5х25 является устаревшей кабельной маркой и не соответствует современным требованиям пожарной безопасности, более современной заменой (аналогом) является кабель ВВГнг(А) 5*25

Технические характеристики кабеля ВВГ 5х25

Вид климатического исполнения кабелей УХЛ, категории размещения 1 и 5 по ГОСТ 15150-69.
Температура эксплуатации кабеля ВВГ от -50 °С до +50 °С.
Прокладка и монтаж кабеля ВВГ 5*25 без предварительного подогрева производится при температуре не ниже -15 градусов Цельсия.
Допустимый радиус изгиба при прокладке ВВГ 5х25 составляет не менее 252 миллиметров.
Допустимое растягивающее усилие при монтаже кабеля ВВГ 5х25 не должно превышать 6250 Ньютонов.
Длительно допустимая температура нагрева жил при эксплуатации кабеля ВВГ не должна превышать 70 °С.
Максимально допустимая температура нагрева жил ВВГ 5*25 при токах короткого замыкания, составляет +150 градусов Цельсия.
Продолжительность короткого замыкания не должна превышать 5 секунд.
Предельная температура нагрева жил по условиям невозгорания при коротком замыкании, не более +350 градусов по Цельсию.
Класс пожарной опасности кабеля ВВГ 5х25 ГОСТ Р 53315-2009: О1.8.2.5.4.
Код ОКП: 35 2122.
Срок службы кабеля силового ВВГ 5х25 не менее 30 лет с даты изготовления.
Расчетная масса кабеля ВВГ 5х25 — 1,81 килограмм в метре.
Наружный диаметр ВВГ 5*25 — 28 миллиметров.

Токовые нагрузки кабеля ВВГ 5х25

Допустимый ток при прокладке ВВГ 5х25 в воздухе — 112 А.
Допустимый ток при прокладке в земле — 133 А.
Допустимый ток односекундного короткого замыкания — 2780 А.
Активное сопротивление жилы кабеля ВВГ 5*25 — 0,74 Ом на километр.

Читайте так же:
Какого цвета провод дальнего света приора

Расшифровка маркировки ВВГ 5х25

В — Изоляция из ПВХ пластиката.
В — Оболочка из ПВХ пластиката.
Г — Не имеет брони.
5 — Количество токопроводящих жил.
25 — Сечение жил в квадратных миллиметрах.

Конструкция кабеля ВВГ 5х25

1. Токопроводящая жила – медная однопроволочная или многопроволочная, круглой или секторной формы, 1 или 2 класса по ГОСТ 22483-77.
2. Изоляция – из поливинилхлоридного пластиката.
3. Оболочка – из поливинилхлоридного пластиката.

Применение кабеля ВВГ 5х25

Кабель силовой медный ВВГ 5*25 предназначен для передачи и распределения электроэнергии в неподвижных электротехнических установках с номинальным переменным напряжением до 1000 Вольт и частотой 50 Герц.
Прокладывают ВВГ 5х25 без ограничения разности уровней по трассе прокладки, в том числе на вертикальных участках.
Применяют кабели ВВГ в электрических сетях переменного напряжения с заземлённой или изолированной нейтралью, в которых продолжительность работы в режиме однофазного короткого замыкания на землю не превышает 8 ч, а общая продолжительность работы в режиме однофазного короткого замыкания на землю не превышает 125 ч за год.
Кабелем ВВГ 5х25 прокладывают одиночные кабельные линии в кабельных сооружениях и помещениях, при групповой прокладке обязательно применение средств огнезащиты.

Допустимый длительный ток: что это такое, особенности, как выбирается

Допустимый длительный ток (continuous current-carrying capacity ampacity) (Iz) — это максимальное значение электрического тока, который проводник, устройство или аппарат способен проводить в продолжительном режиме без превышения его установившейся температуры определенного значения (определение согласно ГОСТ 30331.1-2013) [1].

Данный термин в некоторой нормативной документации некорректно называют «допустимой токовой нагрузкой проводника», «токопроводящей способностью проводника» или «номинальным током проводника». По сути эти 3 термина тождественны между собой, но корректно использовать именно термин «допустимый длительный ток проводника», так как он получил более широкое распространение.

Особенности.

Харечко Ю.В., проведя всесторонний анализ нормативной документации заключил следующее [2]:

« В национальной нормативной документации термин «допустимый длительный ток», как правило, используют в качестве характеристики проводников, посредством которой устанавливают максимальный электрический ток, который проводник способен проводить в продолжительном режиме (неделями, месяцами, годами), не перегреваясь при этом. Допустимый длительный ток проводника фактически является его номинальным током. »

« Сечение проводников, используемых в электроустановках зданий, всегда выбирают с учетом электрических токов, которые могут по ним протекать при нормальных условиях. Электрический ток, протекающий по любому проводнику, не должен превышать его допустимый длительный ток. При соблюдении этого условия установившаяся температура проводника не будет превышать предельно допустимую температуру, заданную нормативными документами. »

Читайте так же:
Двойной выключатель легранд со светодиодом подключить

« В противном случае, если электрический ток, протекающий в проводнике, превышает его допустимый длительный ток, проводник будет перегреваться. Его изоляция будет подвержена ускоренному старению. При очень больших электрических токах проводник, разогретый до нескольких сотен градусов, может стать причиной пожара. Для исключения перегрева проводников в электроустановках зданий применяют специальную защиту, именуемую защитой от сверхтока, с помощью которой сокращают до безопасного значения продолжительность протекания по проводникам электрических токов, превышающих их допустимые длительные токи. »

В разделе 523 «Допустимые токовые нагрузки» 1 ГОСТ Р 50571.5.52-2011, который цитируется дальше, в частности, указано, что «В качестве допустимой токовой нагрузки для заданного периода времени при нормальных условиях эксплуатации принимается нагрузка, при которой достигается допустимая температура изоляции. Данные для разных типов изоляции приведены в таблице 52.1. Значение тока должно быть выбрано в соответствии с 523.2 или определено в соответствии с 523.3».

Примечание 1:

« В ГОСТ Р 50571.5.52-2011 вместо словосочетания «допустимая токовая нагрузка» следовало использовать термин «допустимый длительный ток проводника». Поэтому раздел 523 должен быть назван иначе: «Допустимые длительные токи». »

Первое требование в стандарте МЭК 60364‑5‑52 сформулировано иначе: «Ток, проводимый любым проводником для длительного периода при нормальном оперировании, должен быть таким, чтобы не была превышена предельная температура изоляции.»

То есть в требованиях международного стандарта упомянут ток, протекающий по проводнику, измеряемый в амперах, а не нагрузка на проводник, которую измеряют в киловаттах.

В таблице 52.1 ГОСТ Р 50571.5.52-2011 приведены максимально допустимые температуры, которые могут иметь проводники с разной изоляцией.

Извлечения из таблицы 52.1 «Максимальные рабочие температуры для типов изоляции» ГОСТ Р 50571.5.52-2011:

Тип изоляцииМаксимальная температура, °С
Термопласт (PVC 1 )70 проводника
Реактопласт (XLPE 2 или резина EPR 3 )90 проводника
Минеральная (оболочка термопласт (PVC), или голая 4 , доступная прикосновению)70 оболочки
Минеральная (голая, не доступная прикосновению и не в контакте с горючими веществами)105 оболочки

Пояснения к таблице:

1) PVC – поливинилхлорид (ПВХ).
2) Cross-linked polyethylene – сшитый полиэтилен.
3) Ethylene-propylene rubber – этиленпропиленовая резина.
4) В стандарте МЭК 60364-5-52 указано иначе: Минеральная без оболочки.

Как выбирается допустимый длительный ток проводника?

Для изолированных проводников и кабелей без брони требования п. 523.2 ГОСТ Р 50571.5.52-2011 предписывают выбирать допустимые длительные токи проводников по таблицам приложения В:

  • в таблице В.52.2 которого приведены допустимые длительные токи проводников при разных вариантах монтажа электропроводки, имеющей два нагруженных медных или алюминиевых проводника с изоляций из поливинилхлорида;
  • в таблице В.52.4 – три нагруженных проводника.
  • В таблицах В.52.3 и В.52.5 приложения В указаны допустимые длительные токи проводников соответственно для двух и трех нагруженных медных и алюминиевых проводников с изоляцией из сшитого полиэтилена и этиленпропиленовой резины.

В приложении В имеются также другие таблицы.

Харечко Ю.В. при этом дополняет [2]:

« При этом два нагруженных проводника могут быть в составе двухпроводной электрической цепи переменного тока, выполненной фазным и нейтральным проводниками или двумя фазными проводниками, а также двухпроводной электрической цепи постоянного тока, выполненной полюсным и средним проводниками или двумя полюсными проводниками. Три нагруженных проводника могут быть в трех- или четырехпроводной электрической цепи переменного тока, выполненной соответственно тремя фазными проводниками или тремя фазными и нейтральным проводниками. В последнем случае током, протекающим по нейтральному проводнику, пренебрегают. »

Пункт 523.3 ГОСТ Р 50571.5.52-2011 предусматривает следующие альтернативные способы определения значений допустимых длительных токов проводников: или в соответствии с требованиями комплекса МЭК 60287 «Электрические кабели. Вычисление номинального тока», в состав которого входит 8 стандартов, или в результате испытаний, или вычислением по методике, утвержденной в установленном порядке. Причем там, где это необходимо, должно быть уделено внимание характеристике нагрузки проложенных в земле кабелей с учетом теплового сопротивления почвы.

Читайте так же:
Замена выключателя света своими руками

Почему разные токи в ПУЭ и ГОСТ?

Дата3 августа 2018 Авторk-igor

Почему разные токи в ПУЭ и ГОСТ?

Важнейшая тема при проектировании электроснабжения – выбор кабелей по расчетному току. Я уже не раз касался данной темы и многие знают мою позицию, кто-то согласен, кто-то нет, однако, сегодня мне хочется копнуть немного глубже…
А все началось с этого:

В общем, я решил проверить слова Александра Шалыгина. Кстати, должен сказать, что я очень признателен Александру за его ответы на спорные ответы по проектированию, однако, порой я с ним не согласен.
Есть у меня статья: По какому нормативному документу необходимо выбирать сечение кабеля?
В ней я недавно разместил ответ Шалыгина по выбору кабелей.

В вопросе и ответе упоминают лишь ПУЭ и ГОСТ Р 50571.5.52-2011, ни слова не сказано про ГОСТ 31996-2012.

ГОСТ 31996-2012 – это ведь документ, которому должна соответствовать кабельная продукция. Есть еще другие документы, но мы их не будем касаться, т.к. проверять будем на примере кабеля с ПВХ изоляцией.

Должен сказать, что ответ его был опубликован в 2017г, после того как вышел ГОСТ 31996-2012.

Основная мысль в том, что в разных документах приводятся разные значения токов из-за разных температур воздуха, земли, а также удельного сопротивления земли.

ТНПАТемп. жилТемп. воздухаТемп. землиУдельное сопротивление земли, К*м/Вт
ПУЭ+65+25+151,2
ГОСТ Р 50571.5.52-2011+70+30+202,5
ГОСТ 31996-2012+70+25+151,2

Первое что бросается в глаза, так это то, что в ПУЭ и ГОСТ 31996-2012 приняты одни и те же температуры воздуха, земли и удельного сопротивления земли. Следовательно, в этих документах должны быть одни и те же длительно допустимые токи.

В вопросе речь идет о кабеле АПвБШвнг 4×120. При этом ток определяют по таблице 1.3.7 ПУЭ. В ПУЭ вообще нет таблицы для кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена.

Чтобы сделать наш эксперимент более чистым, заменим кабель АПвБШвнг 4×120 на АВБбШв 4×120 и посмотрим токи в разных документах при прокладке в земле.

ТНПАДопустимый ток АВБбШв-4×120 в земле, А
ПУЭ (таблица 1.3.7)295*0,92=271,4
ГОСТ Р 50571.5.52-2011 (таблица В.52.4)169
ГОСТ 31996-2012 (таблица 21)244*0,93=226,92

Если у нас формулы одни и те же, то почему в ПУЭ и ГОСТ 31996-2012 представлены разные токи? Почему у нас токи не совпали до третьего знака?

271,4-226,92=44,48А – а это около 16%.

Поскольку в ПУЭ и ГОСТ Р 50571.5.52-2011 токи приведены для разных условий, то давайте попытаемся привести токи к одним и тем же условиям.

Читайте так же:
Выключатель с регулятором света принцип работы

1 Посчитаем допустимый ток кабеля АВБбШв-4×120 при прокладке в земле при температуре земли +15 градусах и удельном сопротивлении 1,2 К*м/Вт по ГОСТ Р 50571.5.52-2011.

Согласно таблице В.52.16 методом интерполяции определим поправочный коэффициент для удельного сопротивления 1,2 К*м/Вт:

Удельного сопротивления 1,2 К*м/Вт

Удельного сопротивления 1,2 К*м/Вт

169*1,412=238,6А – ток с учетом удельного сопротивления земли 1,2 К*м/Вт.

Однако, температуру земли мы должны принять +15 градусов. Согласно таблице В.52.15 – поправочный коэффициент 1,05. Единственный нюанс в том, что этот коэффициент для прокладки кабелей в трубах в земле. На мой взгляд, при прокладке непосредственно в земле мы должны принимать этот же коэффициент.

238,6*1,05=250,5А – ток с учетом температуры земли +15 градусов.

271,4-250,5=20,9А – а это около 8%.

2 Посчитаем допустимый ток кабеля АВБбШв-4×120 при прокладке в земле при температуре земли +20 градусах и удельном сопротивлении 2,5 К*м/Вт по ПУЭ.
Согласно таблице 1.3.23 методом интерполяции определим поправочный коэффициент:

Удельном сопротивлении 2,5 К*м/Вт

Удельном сопротивлении 2,5 К*м/Вт

271,4*0,81=219,8А – ток с учетом удельного сопротивления земли 2,5 К*м/Вт.

Согласно таблице 1.3.3 – поправочный коэффициент 0,95 при температуре земли +20 градусов.

219,8А*0,95=208,8А – ток с учетом температуры земли +20 градусов.

208,8-169=39,8А – а это около 19%.

Что я этим хотел показать?

Если привести все документы к одним условиям, то в ПУЭ и ГОСТ Р 50571.5.52-2011 представлены более высокие допустимые токи для кабелей и отличаются от ГОСТ 31996-2012, тем самым можно манипулировать разными документами при обосновании сечения кабеля.

На практике редко обращают внимание на температуру воздуха, земли, а также на удельное сопротивление земли. Возможно, где-то на севере либо в жарких тропиках к этому нужно относиться серьезнее.

Я вам категорически не советую использовать ПУЭ при выборе сечения кабеля, особенно при прокладке кабелей в земле.

Если кабели выбирать по ГОСТ Р 50571.5.52-2011, то сети у нас получаются более защищенными. Зачастую у нас не известны значения удельного сопротивления земли, поэтому можно воспользоваться рекомендациями Шалыгина.

В идеале нужно знать удельное сопротивления земли, чтобы правильно выбрать кабель, если речь идет о прокладке кабелей в земле. При этом вы должны понимать, что не так просто увеличить сечение кабеля. Для проектировщика это просто цифра, а для заказчика — деньги, с которыми он не очень торопится расставаться.

Практически всегда я выбираю кабели по ГОСТ 31996-2012, тем более что в РБ ГОСТ Р 50571.5.52-2011 не действует =)

1 Правила устройства электроустановок.

2 ГОСТ Р 50571.5.52-2011 (Выбор и монтаж электрооборудования. Электропроводки).

3 ГОСТ 31996-2012 (Кабели силовые с пластмассовой изоляцией на номинальное напряжение 0,66, 1 и 3кВ).

P.S. Надеюсь ничего не напутал =)

Письмо от 21.07.2014 № 10-00-12/1188 (РОСТЕХНАДЗОР)

О внесении изменений в Правила устройства электроустановок

Выбор того, каким документом руководствоваться (ГОСТ или ПУЭ) зависит от конкретной ситуации.
Одновременно сообщаем, что необходимость применения вышеуказанных документов в конкретных условиях определяется проектировщиком, который несет ответственность за ненадлежащее составление технической документации, включая недостатки в ходе строительства, а также в процессе эксплуатации объекта (ст. 761 Гражданского кодекса).

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector