Кабель СПЭ. Тепловыделение.

Уважаемые Кабельщики, подскажите пож, как расчитать тепловыделение одной кабельной линии (алюминий сечением 500)проложенной треугольником в кабельном полуэтаже при загрузке номинальным током. Заземление экрана кабеля (медь 35)– с двух сторон. Крепление по металлическим конструкциям предусматривается специальными скобами из немагнитного материала.
А может есть инфо от производителей?

В общем, эти вещи считаются на специальном ПО...
Вопрос: а зачем Вам все это? Имею ввиду тепловыделение...что оно Вам даст?

---

Если я правильно понял, на картинке изображены изотермы в масле ?), в которое погружён трёхфазный кабель с током ?

---

Евгений Михайлович, масла здесь нет. В данном случае - кабельная система, уложенная в треугольник в грунте. Темно-синий цвет (и диаметр описаннной окружности) показывает, на каком растоянии от КЛ, окружающий КЛ грунт прогреваться уже не будет (нет влияния тепла КЛ на грунт).
Так что здесь три однофазных кабеля погружены в грунт (или плавают в нем)

---

Зачет по электротехнике. Преподаватель студенту:
- Расскажите мне про трехфазную цепь
Студент:
- Ну, трехфазная цепь состоит из 3-х проводов
- Правильно. Дальше
- По первому проводу течет ток, по второму течет напряжение, а по третьему - косинус фи
- КАК?
- Косинусом вперед.

---

хорошо...а кабель плавает косинусом вверх

---

Не верится, что грунт прогревается на такое расстояние. В одном из недавних журналов кабель-news (вроде, апрельском) была статья про расчет допустимого тока нагрузки. Там были графики и картинки выхода кабеля на стационарный режим и зоны прогрева. Так вот там зона прогрева была несравнимо больше чем на этом рисунке. Поэтому следует сказать, что диаметр описанной окружности ограничен зоной расчета, но никак не зоной прогрева.

Дык это схематически все...Вы же видите, что ни один из показателей не конкретизирован...тем более зона прогрева зависит от многих факторов...
просто по масштабу размеры смотреть - немножко некорректно...

---

Ответ на твёрдую тройку.
-Как работает силовой трансформатор?
-У-у-у-у-у...

У Вовочки учительница спрашивает:
- А кем твой папа работает?
- Трансформатором.
- А это как?
- Получает 220, домой приносит 127, а на остальные гудит.

---

1. Тепловое поле ограничено внешней окружностью. Видимо, с граничным условием Т = 0.

2. Ясно видна ещё одна вложенная в него окружность - внутренняя граница кольца насыщенного синего цвета ( Т чуть больше 0). Это очень похоже на распределение температуры в стальной трубе или чугунной облочке тоннеля.

3. По оси трубы проложен трёхжильный кабель красного цвета - видимо, источник тепла.

4. Если так, то вложенные друг в друга зоны тёплых и холодных тонов вокруг оного - поля с различной температурой, а чёрные линии - изотермы.

4. Геометрия изображённых на рисунке источника тепла в изотропном оркужении должна давать тепловое поле, симметричное относительно поворотов на 120 град.
На рисунке, однако, оно всего лишь зеркально симметрично. И не просто, а относительно оси, которуюназовём здесь вертикалью.

5. Если эта вертикаль параллельна градиенту гравитации, то на рисунке ясно видна тёплая струя, идущая вверх от источника тепла и растекающаяся вниз вдоль стенок трубы.

Если это - не конвективный поток тёплого масла ( жидкости ,газа), то что

---

Евгений Михайлович, не надо скромничать...побольше бы таких незнаек
1) Т=0, этот "ноль" не всегда означает 0С (градусов), а температуру окружающей среды (в данном случае грунта), расчетное значение которой может быть н-р 15С
2) Во внутреннем кольце температура чуть больше "нуля" - это показывает, что окружающая кабель среда разогревается (нормальное явление, да? )
2,3 кабель в трубе "левитировать" не может, то есть четко по оси расположен быть не может (гравитация-с все-таки )
4) Изотермы - да, 100% верно
5) При укладке одножильных кабелей треугольником условия охлаждения средней фазы (В) немного хуже чем "крайних" (А и С). Думаю, это связано с конвекцией (все-таки в грунте - не вакуум), поэтому границы разогрева относительно "верхней" фазы больше чем двух крайних.

---

Тепловыделение кабеля участвует в определении максимального тока кабеля, исходя из максимальной температуры кабеля. Ток производители Вам скажут и количество выделяемого тепла вряд ли, так как это промежуточная величина.

Количество тепла, выделяемое кабелем можно считать самому.

Для одного кабеля, находятся мощность тепловыделений, потом с учетом геометрического фактора теплового поля находится мощность тепловыделений для линии.

Нужно определить: мощность, выделяемую в токопроводящей жиле (исходя из максимального тока нагрузки кабеля и сопротивления жил при максимальной температуре), тепловые сопротивления трехслойной изоляции, полупроводящих лент, экрана и оболочки.
Затем определить мощность тепловыделения одного кабеля и с учетом геометрического фактора определить мощность линии.

Для тепловых сопротивлений и мощности тепловыделения есть соответствующие формулы.
Правда, не знаю для случая трех кабелей, какой применить геометрический фактор.

Затем результат вычислений сравнить с данными, которые удастся найти, так как сами понимаете это теория, ее нужно проверить.

---

В том-то и дело, что определяя максимальную нагрузочную способность КЛ Вы применяете табличные усредненные поправочные коэффициенты по токовой нагрузке для конкретных условий, то есть эти вещи (имею ввиду тепловыделение) уже были кем-то посчитаны и применены.
Уж проектировщику-то тепловыделение силового СПЭ кабеля точно не нужно...может ошибаюсь

---

Т.к. задачка фактически двумерная, то расчеты сводятся к расчетам в поперечном сечении, а коли так, то можно использовать для примерной оценки студенческий (бесплатный) вариант известного отечественного продукта

http://elcut.ru/
http://elcut.ru/appl_r.htm
http://elcut.ru/advanced/index.htm
http://elcut.ru/advanced/Cable_r.htm
http://elcut.ru/feat_r.htm

Может для каких либо других целей нужно, типа можно ли будет увидеть через стену или грунт кабельную трассу тепловизором, достаточнно ли излучение.

Нужно наверно человеку если спрашивает, хотя может быть что и не нужно, сам иногда такое спрашиваю люди смотрят неадекватно. По опыту могу сказать что лишним не окажется.

---

Если для спеццелей с помощью тепловизора виден человек сквозь стену, а это всего навсего 37-25=12 градусов Цельсия превышение температуры источника теплового излучения над температурой окружающей среды, то уж для кабеля с большими температурами, видимо, да. Одна проблема наличие поглощения и отражения в реальных конструкциях.

Ага, стало быть, в грунте существенный вклад в перенос тепла вносят подвижные компоненты. Видимо , грунтовая вода, так как теплоёмкость воздуха на три порядка меньше (впрочем, и вязкость тоже).

Тогда главный вопрос: как получена эта картинка?
Очень похоже на расчёт. Или как-то с помощью тепловизора?

---

Насколько я знаю оптику тепловых ИК-лучей, грунт ( особенно , если в нём есть хотя бы следы влаги) и стены для этих лучей не прозрачны.
Хотя действительно, с помощью тепловизоров можно обнаружить и поземную теплотрассу и кабельную линию ( даже отключённую пару-другую часов назад).
Так как эти устрйоства разогревают грунт и его поверхность.
Дело в том, что такие приборы способны различать тепловой контраст до 0.001 градуса.
Не знаю, можно ли с их помощью увидеть человека за стенкой.
Но вполне допускаю, что его тепловое излучение способно так разгореть лицевую поверхность достаточно тонкой стенки, что на тыльной поверхности можно будет различить характерное тепловое пятно.
А конвективный поток воздуха вверх - к различимому сверху пятну на верхней поверхности потолочного перекрытия.

---

Это визуализация расчета, сделанного на специализированном ПО (компьютерная картинка). Если делать пирометром - немного другая картинка получается...

---

Тепловыделение нужно для расчета вентиляции кабельного полуэтажа.

Всем СПАСИБО за отзывчивость. Представитель производителя рекомендовал расчет по формуле Джоуля-Ленца. Он посчитал ток в экране кабеля в своей программе, а остальное предложил сделать самому,т.е. (Тепло Экрана+Тепло Жилы). Для кабеля 10 кВ в моем расчете получилось 57 Вт/м-это ОДНОЙ жилы. Потом уже нашел данные на кабель 6 кВ (сечение 300) от "МОСКАБЕЛЬ" 90 Вт/м, что соответствует хотя бы порядку цифр. Еще есть на 110 кВ инфо-
42 Вт/м (сечение 1000).

Мда...а мы пофлудили-пофлудили и ничего конкретного Вам не подсказали...
чего-то мне подсказывает, что Вы, применив указанную методику расчета, получите очень приблизительные данные

---

Расчет теплового баланса кабелей с изоляцией из СПЭ при различных способах заземления экранов
//www.ruscable.ru/doc/analytic/teplovoi_balans_kabeley_s_izolaciei_iz_SPE.html

---

Хороший расчет, напомнило студенческие времена

---

Очень впечатлеяет.
Но увы - каменный век.

Сейчас с помощью какого-нибудь ELCUT всё это можно проделать точно и за какие-нибудь 5-10 минут.
Вот, скажем, картинка теплового поля в кабеле, погружённого на половину в лёд, а сверху - конвекция в подвижную среду.

---

Не согласен категорически.
Что такое Ваша Элкат, кто знает как она работает, это черный ящик, и за него необходимо платить.
И она наверняка использует те же расчетные соотношения.
Физику процессов необходимо понимать и считать самому, причем пошагово.

---

Ты хочешь сказать, Lyhokind, что ELCUT - не физика ,а, типа, шарлатанство?

Спешу разочаровать.
ELCUT - это инструмент для моделирования физичеких полей.
Точнее - для решения полевых ( электрических, магнитных ,тепловых, деформационных) уравнений методом конечных элементов. Погрешность порядка 0,001 % .
Лично проверял с помощью задач, для которых те, как ты пишешь, расчётные соотношения явялются точным решением.
Но таких задач и в электричестве, и в теплотехнике - две-три . И все они достаточно далеки от реалий. За исключением, пожалуй, строго коаксиальных структур.
Что, как показывает приложенная выше картинка, на практике реализуется тоже не часто.

Так что твои пресловутые расчётные соотношения - суть приближения. Точнее, оценки , так как их погрешность неизвестна.
Впрочем, в электричестве уже известна: рекомендуемые во всех учебниках, спрваочниках и меточеских указаниях расчётные кабельные формулы дают ошибку и 10%, и 30%, и 100% , а то вовсе на порядок.

Так что будущее - за средвами а-ля ELCUT.

Прошу это учесть, дорогой Lyhokind.
Если не хочешь оказаться в лагере кабельных обскурантов.

---

Полностью согласен с Евгением Михайловичем (cherry) с одной оговоркой.
Невозможно ни в одном расчете, что с помошью инженерных функций-аппроксимаций типа понравившихся Lyhokind'у, ни с помощбю имитационного моделирования, ни с помощью численного интегрирования двух- и даже трехмерных дифуров, написанных из первых принципов и т.д., получить точный и вообще что-то значимый с практической точки зрения результат, без задания исходных значений физических величин, граничных условий и т.п. данных без их экспериментального подучения. А вот тут-то вся загвоздка, т.к. каждый образец кабеля, даже у одного производителя, даже в одном месяце выпущенный весьма существенно отличается от своих собратьев...
Что уж говорить о каких-то константах типа теплового сопротивления железобетона, песка, чернозема, кирпича и т.п.
Из сказанного следует, что оценка с точностью в 20-30% технически значимых величин для обсуждаемой задачи - реальность, выше которой скорее всего никому и в голову не придет потребовать. Собственно, поэтому большинство конструкций советского прошлого имело запас прочности в 200-1000%

Эмпирическим путем доказано, что словесная оптимистическая
дифференциация(у нас все з***ись ) ведет к когнитивному диссонансу
бытия(хотели как лучше, а получилось как всегда)

---

Никто не спорит что эта программа плохая. Необходимо знать, что и как происходит в любой программе.
Любая программа основана на том, какие соотношения в нее заложены. Так вот эти соотношения и нужно себе представлять. То, какими уравнениями выразить те или иные физические процессы большой вопрос, в каждом случае есть свои достоинства и недостатки, и математическим аппаратом необходимо владеть и физические процессы представлять.
Любая программа, считающая в определенном заданном порядке - ограниченный частный случай тех или иных общих для всех законов физики.
Программы создают под определенные цели, не бывает универсальных программ на все случаи жизни. Для своего случаю придется создавать свой ELCUT.

---

http://www.tor.ru/elcut/free_doc_r.htm
Глава 10, "Теоретическое описание" содержит математическое описание всех типов задач, решаемых с помощью ELCUT. Прочтите эту главу, чтобы узнать, может ли ELCUT решить Вашу задачу

В том-то и прелесть программ а-ля ELCUT: они реализуют принцип GIGО ( gag in - gag out - в вольном переводе: что на входе - то и на выходе).
Какой вопрос задал - такой отет и получил.
И практически ничего в довесок.

Чего увы ,нельзя сказать про традиционные расчётные формулы,которые запроста могут внестм в расчёт эффекты, которых нет в природе.

---