hosseinassar
مدیر ارشد
عوامل مؤثر در ظرفیت نامی جریان کابل
عوامل مهم مؤثر در ظرفیت نامی جریان کابل را می توان به گروه های زیر تقسیم نمود:
الف) دما
دما از عوامل مهم تعیین ظرفیت نامی جریان کابل می باشد که شامل دمای محیط ، دمای محل نصب و نیز دمای مجاز برای عایق کابل و ساختار آن می باشد.
ب) طرح کابل
علاوه بر دمای مجاز عایق کابل ، نوع طراحی کابل و لایه های مختلف به کار رفته در آن ، در تعیین جریان مجاز دارای اهمیت می باشند. این لایه ها چگونگی انتقال حرارت از هادی به سطح بیرونی کابل را مشخص می کنند.
پ) شرایط نصب
شرایط نصب از قبیل نصب در هوا ، دفن شده در زمین ، در مجرا ، نوع خاک و ... از عوامل مؤثر بر جریان دهی کابل ها می باشند.
ت) اثرات کابل های مجاور
در صورت همجواری کابل با سایر کابل ها یا لوله ها بایستی ضرایب مناسب برای کاهش جریان مجاز کابل در نظر گرفت.
الف) دما
1- دمای محیط
متوسط دمای محیط برای هر کشور و هر منطقه متفاوت می باشد که به شرایط آب و هوایی منطقه ، شرایط نصب کابل بستگی دارد. در استاندارد IEC-287 دمای محیط اطراف کابل برای چندین کشور آمده است ، در این استاندارد برای سایر کشورها به طور تقریبی اعداد جدول 3-1 پیشنهاد شده است.
شرایط آب و هوا درجه حرارت محیط درجه حرارت در عمق یک متری
حداقل حداکثر حداقل حداکثر
حاره ای 25 55 25 40
نیمه حاره ای 10 40 15 30
معتدل 0 25 10 20
جدول 3-1 دمای محیط و زمین بر حسب درجه سانتیگراد
مقادیر جدول فوق تقریبی بوده و بایستی به هنگام استفاده از آن دقت کافی به عمل آورد. حدود نامی جریان کابل بایستی برای بدترین شرایط در سرتاسر سال محاسبه شود.
دمای کار کابل
حداکثر دمای کار کابل مطابق استاندارد IEC-287 برای کابل های مختلف بایستی مطابق جدول 3-2 باشد:
عایق حداکثر درجه حرارت هادی
PVC 70
PE 70
XLPE 90
جدول 3-2 حداکثر دمای کار هادی برای کابل های مختلف
تأثیر شرایط نصب بر حد نامی جریان کابل
عمق دفن کابل
حداقل کردن آسیب وارده به کابل علت تعیین کننده عمق دفن کابل می باشد که هر چقدر ولتاژ کابل بیشتر باشد عمق دفن کابل بیشتر می گردد. با افزایش یافته و مقدار رطوبت بیشتر می گردد ، در این حالت با افزایش دما ظرفیت جریان دهی کابل کمتر شده ولی با افزایش رطوبت این مقدار بیشتر می گردد.
مقاومت مخصوص حرارتی خاک
وجود رطوبت اثر تعیین کننده ای در مقاومت مخصوص هر نوع خاک دارد ، برای هر منطقه این مقدار بایستی اندازه گیری شود ، در صورتی که این عدد در دسترس نباشد طبق استاندارد IEC-287 مقادیر زیر پیشنهاد می شود.
وضعیت آب و هوا شرایط خاک مقاومت حرارتی KM/W
پیوسته مرطوب خیلی مرطوب 7/0
بارانی مرطوب 1
به ندرت بارانی خشک 2
بدون باران و یا کم باران خیلی خشک 3
جدول 3-2 مقاومت مخصوص حرارتی خاک
از کابل های توزیع عموماً به طور دائم در بار کامل استفاده نمی شود ، لذا مسئله خشک شدن خاک زیاد مطرح نمی باشد ، در شرایطی که بتوان خاک را مرطوب فرض کرد مقدار مقاومت حرارتی خاک را می توان بین 0.8-1Km/W در نظر گرفت. در محل هایی که خاک همواره کاملاً مرطوب نمی باشد اما نوع آن مخلوطی از خاک رس و خاک باغچه باشد مقدار 1.2Km/W رقم مناسبی می باشد. در صورتی که خاک از شن و ماسه تشکیل شده باشد ، بعد از خشک شدن مقداری هوا در فضای خالی شن و ماسه به وجود می آید. اگر این حالت در چند ماه از سال اتفاق بیفتد مقدار مقاومت حرارتی خاک را می توان بین 2-3Km/W با توجه به توضیحات زیر در نظر گرفت:
نوع الف: کابل هایی که در طول سال بار ثابتی حمل می کنند.
در حالی که بار دائمی یا دوره ای باشد ، مقدار حداکثر مقاومت حرارتی خاک باید در نظر گرفته شود ، اگرچه این مقدار در بعضی از سال ها و برای مدت کوتاهی در تابستان یا پائیز به وجود آید ، مقادیر پیشنهادی عبارتند از :
تمام خاک ها به جز خاک های زیر 1.5Km/W
خاک گچی با قطعات ریز گچ 1.2Km/W
خاک با ترکیبی از گیاهان پوسیده 1.2Km/W
خاک سنگلاخی 1.5Km/W
عوامل مهم مؤثر در ظرفیت نامی جریان کابل را می توان به گروه های زیر تقسیم نمود:
الف) دما
دما از عوامل مهم تعیین ظرفیت نامی جریان کابل می باشد که شامل دمای محیط ، دمای محل نصب و نیز دمای مجاز برای عایق کابل و ساختار آن می باشد.
ب) طرح کابل
علاوه بر دمای مجاز عایق کابل ، نوع طراحی کابل و لایه های مختلف به کار رفته در آن ، در تعیین جریان مجاز دارای اهمیت می باشند. این لایه ها چگونگی انتقال حرارت از هادی به سطح بیرونی کابل را مشخص می کنند.
پ) شرایط نصب
شرایط نصب از قبیل نصب در هوا ، دفن شده در زمین ، در مجرا ، نوع خاک و ... از عوامل مؤثر بر جریان دهی کابل ها می باشند.
ت) اثرات کابل های مجاور
در صورت همجواری کابل با سایر کابل ها یا لوله ها بایستی ضرایب مناسب برای کاهش جریان مجاز کابل در نظر گرفت.
الف) دما
1- دمای محیط
متوسط دمای محیط برای هر کشور و هر منطقه متفاوت می باشد که به شرایط آب و هوایی منطقه ، شرایط نصب کابل بستگی دارد. در استاندارد IEC-287 دمای محیط اطراف کابل برای چندین کشور آمده است ، در این استاندارد برای سایر کشورها به طور تقریبی اعداد جدول 3-1 پیشنهاد شده است.
شرایط آب و هوا درجه حرارت محیط درجه حرارت در عمق یک متری
حداقل حداکثر حداقل حداکثر
حاره ای 25 55 25 40
نیمه حاره ای 10 40 15 30
معتدل 0 25 10 20
جدول 3-1 دمای محیط و زمین بر حسب درجه سانتیگراد
مقادیر جدول فوق تقریبی بوده و بایستی به هنگام استفاده از آن دقت کافی به عمل آورد. حدود نامی جریان کابل بایستی برای بدترین شرایط در سرتاسر سال محاسبه شود.
دمای کار کابل
حداکثر دمای کار کابل مطابق استاندارد IEC-287 برای کابل های مختلف بایستی مطابق جدول 3-2 باشد:
عایق حداکثر درجه حرارت هادی
PVC 70
PE 70
XLPE 90
جدول 3-2 حداکثر دمای کار هادی برای کابل های مختلف
تأثیر شرایط نصب بر حد نامی جریان کابل
عمق دفن کابل
حداقل کردن آسیب وارده به کابل علت تعیین کننده عمق دفن کابل می باشد که هر چقدر ولتاژ کابل بیشتر باشد عمق دفن کابل بیشتر می گردد. با افزایش یافته و مقدار رطوبت بیشتر می گردد ، در این حالت با افزایش دما ظرفیت جریان دهی کابل کمتر شده ولی با افزایش رطوبت این مقدار بیشتر می گردد.
مقاومت مخصوص حرارتی خاک
وجود رطوبت اثر تعیین کننده ای در مقاومت مخصوص هر نوع خاک دارد ، برای هر منطقه این مقدار بایستی اندازه گیری شود ، در صورتی که این عدد در دسترس نباشد طبق استاندارد IEC-287 مقادیر زیر پیشنهاد می شود.
وضعیت آب و هوا شرایط خاک مقاومت حرارتی KM/W
پیوسته مرطوب خیلی مرطوب 7/0
بارانی مرطوب 1
به ندرت بارانی خشک 2
بدون باران و یا کم باران خیلی خشک 3
جدول 3-2 مقاومت مخصوص حرارتی خاک
از کابل های توزیع عموماً به طور دائم در بار کامل استفاده نمی شود ، لذا مسئله خشک شدن خاک زیاد مطرح نمی باشد ، در شرایطی که بتوان خاک را مرطوب فرض کرد مقدار مقاومت حرارتی خاک را می توان بین 0.8-1Km/W در نظر گرفت. در محل هایی که خاک همواره کاملاً مرطوب نمی باشد اما نوع آن مخلوطی از خاک رس و خاک باغچه باشد مقدار 1.2Km/W رقم مناسبی می باشد. در صورتی که خاک از شن و ماسه تشکیل شده باشد ، بعد از خشک شدن مقداری هوا در فضای خالی شن و ماسه به وجود می آید. اگر این حالت در چند ماه از سال اتفاق بیفتد مقدار مقاومت حرارتی خاک را می توان بین 2-3Km/W با توجه به توضیحات زیر در نظر گرفت:
نوع الف: کابل هایی که در طول سال بار ثابتی حمل می کنند.
در حالی که بار دائمی یا دوره ای باشد ، مقدار حداکثر مقاومت حرارتی خاک باید در نظر گرفته شود ، اگرچه این مقدار در بعضی از سال ها و برای مدت کوتاهی در تابستان یا پائیز به وجود آید ، مقادیر پیشنهادی عبارتند از :
تمام خاک ها به جز خاک های زیر 1.5Km/W
خاک گچی با قطعات ریز گچ 1.2Km/W
خاک با ترکیبی از گیاهان پوسیده 1.2Km/W
خاک سنگلاخی 1.5Km/W