Теоретические основы электрических кабелей

4-2. Тепловое сопротивление кабеля

Тепловое сопротивление кабеля

Удельное тепловое сопротивление численно равно падению температуры на противоположных сторонах 1 см ³ образца вещества при тепловом потоке 1 вт. Удельное тепловое сопротивление принято обозначать буквой а и выражать в град o см/вт.

Тепловое сопротивление различных материалов

В табл. 4-1 приведены численные значения удельных тепловых сопротивлений различных материалов, применяемых для изготовления кабелей.

Величина теплового сопротивления кабеля зависит в основном от геометрических размеров и конструктивных особенностей кабеля, а также от удельных тепловых сопротивлений материалов, из которых изготовлен кабель.

Тепловое сопротивление изоляции:

одножильного кабеля

двухжильного кабеля

где а=r+∆; R≈2(r+∆)=2а;

трехжильного кабеля с круглыми жилами

трехжильного кабеля с секторными жилами

где

п-жильного кабеля

где

- геометрический множитель, который может быть определен по номограмме (см. рис. 1-4); по этой же номограмме вводится поправка на форму жилы для кабелей с секторными жилами.

При вычислении теплового сопротивления изоляции кабеля с секторными жилами можно воспользоваться формулой

где R _ск - радиус по скрутке секторных жил.

Тепловое сопротивление изоляции такого кабеля будет на 10-20% меньше, чем тепловое сопротивление, вычисленное по формуле (4-13).

Зависимость удельного теплового сопротивления от толщины изоляции показана на рис. 4-1. При толщине изоляции более 12 мм удельное тепловое сопротивление становится стабильным. С увеличением температуры кабеля удельное тепловое сопротивление уменьшается (рис. 4-2).

Перепад температур в изоляции, обусловленный диэлектрическими потерями, равен половине произведения потерь в изоляции на ее тепловое сопротивление. Так как теплопроводность токопроводящих жил и металлической оболочки во много раз больше теплопроводности изоляции, то делается допущение, что поверхности жил и оболочки являются изотермическими.

При наличии экранов поверх каждой жилы трехжильного кабеля уменьшение теплового сопротивления можно вычислить с помощью кривых (рис. 4-3) в зависимости от параметра Р:

где ∆ _э и σ _э - толщина и удельное тепловое сопротивление экрана.

где S_п определяется по кривым (рис. 4-4) путем умножения величины, найденной по ординате, на величину σ₂, принятую для защитных покровов по табл. 4-1.

Тепловое сопротивление защитных покровов подземных кабелей

где R₁ - радиус кабеля по свинцовой оболочке, мм; R₂ - наружный радиус кабеля, мм; σ₂ - удельное тепловое сопротивление защитных покровов, град o см/вт (табл. 4-1).