23715 Obraz (1727)

Element urządzenia elektroenergetycznego	Temperatura graniczna dopuszczalna, w [°C]
	długotrwale tdd	przy zwarciu xpz
Przewody o izolacji z gumy etylenowo-propylenowej EPR	90	250
Przewody o izolacji z polietylenu sieciowanego XLPE	90	280
Przewody o izolacji z gumy silikonowej	180	250

W tabeli 4.4. zostały przedstawione wartości dopuszczalnej jednosekundowej gęstości prądu zwarciowego „k" dla przewodów nieizolowanych.

Tabela 4.4. Wartości dopuszczalnej jednosekundowej gęstości prądu zwarciowego „k” dla przewodów

nieizolowanych [9]

		Warunki użytkowania przewodów
Materiał przewodu	Temperatura maksymalna i współczynnik k	Przewody widoczne i w ograniczonych obszarach	Normalne	Niebezpieczeństwo pożarowe
Miedź	Tmax t°C]	500	200	150
	k	228	159	138
Aluminium	T(ra, rei	300	200	150
	k	125	105	91
Stal	Tma* rei	500	200	150
	k	82	58	50

Uwaga!

1 s,

W przypadku konieczności wyznaczenia dopuszczalnej gęstości prądu zwarciowego dla innego czasu niż lecz nie dłuższego niż 5s, należy skorzystać z zależności:

gdzie:

T_k - rzeczywisty czas trwania zwarcia, w [s].

Zależność dopuszczalnej jednosekundowej gęstości prądu zwarciowego „k" od temperatury początkowej x_pz i temperatury dopuszczalnej przy zwarciu x_dz, dla przewodów aluminiowych, miedzianych i stalowych przedstawiono na rysunku 4.2.

Rysunek 4.2. Zależność dopuszczalnej jednosekundowej gęstości prądu > od temperatury roboczej przewodu r_pz i temperatury dopuszczalnej przy zwarciu r_l(/ dln przewodów mlod/mnych, aluminiowych i stalowych według PN-EN 60865-1:2002 Ohllc/uum aklitków/w/i/du /winylowych Część I: Definicje, metody obliczeń

Przykład 4.1.    t    _m ,

Dla przewodów aluminiowych | Y₂o = 35 _mm21 ■ P^y c=2,45, w [J/(cm¹-K)], izolacja - polietylen sieciowany;

i_pz=90°C, T_dz=250°C, a=0,004K'², T_k = 1 s, należy obliczyć dopuszczalną jednosekundową gęstość prądu zwai eiowego, a następnie dopuszczalną gęstość prądu zwarciowego, dla czasu trwania zwarcia T_k=0,1 s.

dla T,= 1 s:

_ 250 i 90 2 2 35

=170°C

y _    72o __35_— 2188 ^ ^m

^T* 1 + (v(x_ś,-20)    1 + 0,004(170 20)    ' mm³

: =    = ^2X88 2.45-

1    mm'

dla T_k=0,1 s:

kn,=k.^ = 92,61.J-=22,85

Przykład 4.2.

Należy sprawdzić kabel dobrany w przykładzie 3.2. na warunki zwarciowe, jeżeli spodziewany prąd zwarcia syme trycznego w miejscu przyłączenia kabla wynosi l_k3 = 17,5 kA. Na podstawie charakterystyki czasowo-prądowoj bezpiecznika topikowego WTN2gG250 spodziewany początkowy prąd zwarciowy l_K3 17,5 kA spowoduje przepa lenie się bezpiecznika w czasie krótszym od 0,1 s. Zatem do wyznaczenia wymaganego przekroju kabla należy posłużyć się wzorem (4.1.) i za podstawę obliczeń przyjąć całkę Joule’a wyłączenia dla bezpiecznika topikowego o prądzie znamionowym 250A, która zgodnie z tabelą 4.1. wynosi l\ = 557000 A's, oraz dopuszczalną jednoso

kundową gęstość prądu zwarciowego k 94—_T (tab. 4.2.).

mm'

Zatem wymagana minimalna wartość przekroju kabla na warunki zwarciowe wyniesie:

: 7,94 mm³ <185 mm³

^s>-\ — k V I

1557000 94 ’

1

Kabel ten przy temperaturze t₀=5°C (zgodnie z normą IEC 60287-1/A1:1999 - patrz tabela 1.1.), właściwej dla zimy, przy obciążeniu prądem l₂=l_n w warunkach wymiany ciepła z otoczeniem, nagrzeje się do temperatury¹:

^xp=(^Tdo-^To)

(90-5)

( 250-1 j³ 1253.411

82,73°C

Natomiast przy przepływie prądu zwarciowego l!!₃ =17,5 kA, gdzie nagrzewanie odbywa się w warunkach nagrzo wania adiabatycznego, tj. bez wymiany ciepła z otoczeniem, jego temperatura wzrośnie do wartości:

t_z = (x_dz-T_dd)- ^ltw = (250 90)• ^557Q°^ »0,3°C z * ,id/ (_k._S)?.-|    ^    (185 94)³ 1

Wymagany przekrój kabla wynosi:

>-J5,1/

k V 1    94 V

557000

1

^ 7,94 mm³

Zatem w przypadku kabli układanych w ziemi, gdzie przy doborze ich długotrwałej obciążalności prądowej zgod nie z normą N SEP-E-004 nie uwzględnia się warunku przeciążalności, przy zabezpieczeniu bezpiecznikiem topikowym warunek obciążalności zwarciowej jest również spełniony.

250 -1.6 I

= 211,78°C»t,_kl = 130^<’C

1

(90 5)

2

Gdyby kabel ten stanowił część instalacji elektrycznej, gdzie musi być spełniony warunek przeciążalności określony wzorom (3.10.), przekrój kabla musiałby ulec zwiększeniu. Temperatura dobranego kabla przy przeciążeniu uzyskałaby wartość nlodopimz

3

ozalną: