Утвержден и введен в действие
Приказом Ростехрегулирования
от 26 июня 2009 г. N 215-ст
НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
РАСЧЕТ ТЕРМИЧЕСКИ ДОПУСТИМЫХ ТОКОВ КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ
С УЧЕТОМ НЕАДИАБАТИЧЕСКОГО НАГРЕВА
IEC 60949:1988
Calculation of thermally permissible short-circuit
currents, taking into account non-adiabatic heating effects
(IDT)
ГОСТ Р МЭК 60949-2009
Группа Е49
ОКС 29.060.20;
ОКП 35 0000
Дата введения
1 января 2010 года
Предисловие
Цели и принципы стандартизации в Российской Федерации установлены Федеральным законом от 27 декабря 2002 г. N 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. N 215-ст.
4. Настоящий стандарт идентичен международному стандарту МЭК 60949:1988 "Расчет термически допустимых токов короткого замыкания с учетом неадиабатического нагрева" (IEC 60949:1988 "Calculation of thermally permissible short-circuit currents, taking into account non-adiabatic heating effects") с Изменением N 1:2008, которое выделено в тексте слева двойной вертикальной линией.
При применении настоящего стандарта рекомендуется использовать вместо ссылочных международных стандартов соответствующие им национальные стандарты Российской Федерации, сведения о которых приведены в дополнительном Приложении B.
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 случае пересмотра (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.
Введение
Метод расчета номинальных характеристик любого токопроводящего элемента кабеля при коротком замыкании обычно основывается на предположении, что тепло сохраняется внутри токопроводящего элемента в течение времени короткого замыкания (т.е. имеет место адиабатический характер нагрева). Однако во время короткого замыкания происходит частичная передача тепла в соседние конструкционные материалы, и это следует учитывать. В настоящем стандарте приведен простой метод учета неадиабатического характера нагрева при расчете номинальных характеристик в условиях короткого замыкания, обеспечивающий получение одинаковых значений различными разработчиками. Существуют методы расчета с использованием компьютера, но они не намного точнее и слишком сложны для стандартизации.
В приведенных формулах содержатся величины, которые зависят от вида используемых в кабелях материалов. Значения величин указаны в таблицах 1 - 3. Эти значения являются стандартизованными (например, удельное электрическое сопротивление и коэффициенты теплового сопротивления) либо общеприняты в практике (например, удельная теплоемкость).
Для получения сопоставимых результатов расчетные характеристики при коротком замыкании должны быть определены посредством настоящего метода с использованием значений констант, указанных в настоящем стандарте. Однако могут быть использованы и другие значения констант, более приемлемые для некоторых материалов, в таких случаях в перечне характеристик кабеля изготовитель приводит соответствующие дополнительные номинальные характеристики при коротком замыкании со ссылкой на эти значения констант.
В настоящем стандарте приняты наиболее неблагоприятные условия короткого замыкания, поэтому определяемые номинальные характеристики являются предельными.
Метод расчета при неадиабатическом характере нагрева применим для любой длительности короткого замыкания. По сравнению с методом расчета при адиабатическом характере нагрева этот метод дает значительное увеличение допустимых токов короткого замыкания для экранов, оболочек и, в некоторых случаях, для жил сечением менее 10 мм2 (особенно при наличии проволочных экранов). Для наиболее широко применяемых жил силовых кабелей 5% - это минимальное увеличение допустимого тока короткого замыкания, которое может быть использовано на практике. При этом для соотношения длительности короткого замыкания и сечения жилы менее 0,1 с/мм2 увеличение тока незначительно, и может быть использован метод расчета при адиабатическом характере нагрева. Это характерно для большинства практических случаев.
Настоящий стандарт устанавливает следующую методику расчета:
a) вычисление адиабатического тока короткого замыкания;
b) вычисление поправочного коэффициента, учитывающего неадиабатический характер нагрева;
c) перемножение результатов вычислений по перечислениям a) и b) и получение допустимого тока короткого замыкания.
1. Обозначения
В настоящем стандарте применены следующие обозначения:
A, B - постоянные, основанные на тепловых характеристиках окружающих или соседних материалов, ; мм2/с;
- постоянные, используемые в формуле неадиабатического метода расчета для жил и проволочных экранов, мм/м; К x м x мм2/Дж;
- диаметр воображаемого соосного цилиндра, вписанного по внутренней поверхности впадин гофрированной оболочки, мм;
- диаметр воображаемого соосного цилиндра, описанного по наружной поверхности выступов гофрированной оболочки, мм;
F - коэффициент учета неполного теплового контакта;
I - допустимый ток короткого замыкания (среднеквадратичное значение), А;
- ток короткого замыкания, определенный на основе адиабатического нагрева (среднеквадратичное значение), А;
- известный максимальный ток короткого замыкания (среднеквадратичное значение), А;
K - постоянная, зависящая от материала токопроводящего элемента, ;
M - коэффициент теплового контакта, ;
S - площадь поперечного сечения токопроводящего элемента, мм2;
X, Y - постоянные, используемые в упрощенной формуле для жил и проволочных экранов, ; мм2/с;
d - средний диаметр по оболочке, экрану или броне, мм;
n - число лент или проволок;
t - длительность короткого замыкания, с;
w - ширина ленты, мм;
- величина, обратная температурному коэффициенту сопротивления при 0 °C, К;
- толщина оболочки, экрана или брони, мм;
- коэффициент, учитывающий отвод тепла в соседние элементы;
- конечная температура, °C;
- начальная температура, °C;
- удельное тепловое сопротивление окружающих или соседних неметаллических материалов, К x м/Вт;
- удельные тепловые сопротивления среды с каждой стороны оболочки, экрана или брони, К x м/Вт;
- удельное электрическое сопротивление токопроводящего элемента при 20 °C, Ом x м;
- удельная объемная теплоемкость токопроводящего элемента при 20 °C, Дж/К x м3;
- удельная объемная теплоемкость окружающих или соседних неметаллических материалов, Дж/К x м3;
- удельная объемная теплоемкость экрана, оболочки или брони, Дж/К x м3;
- удельные объемные теплоемкости среды с каждой стороны экрана, оболочки или брони, Дж/К x м3.
2. Допустимый ток короткого замыкания
Допустимый ток короткого замыкания определяют по формуле
, (1)
где I - допустимый ток короткого замыкания;
- ток короткого замыкания, определенный на основе адиабатического нагрева;
- коэффициент, учитывающий отвод тепла в соседние элементы (см. разделы 5 и 6). Для расчетов методом при адиабатическом характере нагрева .
3. Расчет тока короткого замыкания
при адиабатическом характере нагрева
Формула для адиабатического характера нагрева при любой начальной температуре имеет следующий общий вид:
, (2)
где - ток короткого замыкания (среднеквадратичное значение), определенный на основе адиабатического нагрева, А;
t - длительность короткого замыкания, с;
K - постоянная, зависящая от материала токопроводящего элемента, , приведена в таблице 1 и вычисляется по формуле
; (3)
S - площадь поперечного сечения токопроводящего элемента, мм2, для жил, соответствующих МЭК 60228, используют номинальное сечение;
- конечная температура, °C;
- начальная температура, °C;
- величина, обратная температурному коэффициенту сопротивления токопроводящего элемента при 0 °C, К, приведена в таблице 1;
ln - ;
- удельная объемная теплоемкость токопроводящего элемента при 20 °C, Дж/К x м3, приведена в таблице 1;
- удельное электрическое сопротивление токопроводящего элемента при 20 °C, Ом x м, приведено в таблице 1.
Таблица 1
Для просмотра документа целиком скачайте его >>>
