Obciążalność długotrwała kabli aluminiowych
Metale przewodzące służące do produkcji kabli to najczęściej miedź lub aluminium. Miedź, ze względu na świetną przewodność i kowalność, jest metalem najczęściej stosowanym. Aluminium, które jest materiałem bardziej wymagającym, ze względu na utlenianie i tzw. efekt „pełzania”, polegający na zmianie objętości żyły pod wpływem temperatury, jest stosowane rzadziej. Nowe technologie produkcji kabli pozwalają na coraz szersze stosowanie aluminium jako surowca do wytwarzania przewodów.
Zalety zastosowania aluminium przy produkcji kabli
W porównaniu z miedzią – cena aluminium na światowych rynkach ulega mniejszym wahaniom. Jest to spowodowane tym, że aluminium jest trzecim pierwiastkiem, po tlenie i krzemie, dostępnym w wierzchnich powłokach ziemi. Pozwala to, w dłuższej perspektywie, zaplanować inwestycje związane z zakupem tego surowca.
Warto też wspomnieć o tym, że średnia cena aluminium na rynkach światowych wynosi około 1700-1800 USD za tonę, co stanowi 1/3 wartości miedzi.
W porównaniu do miedzi aluminium charakteryzuje się mniejszą o blisko 70% wagą, jednak jego mniejsza przewodność zmusza do stosowania większych przekrojów żyły.
Zastosowanie przewodu aluminiowego, nawet o większym przekroju, w niektórych przypadkach jest wręcz konieczne. I tak – przewody aluminiowe stosuje się w wysokonapięciowych przewodach linii napowietrznych.
Jak obliczyć obciążalność długotrwałą kabli aluminiowych?
Prawidłowe wyliczenie obciążalności długotrwałej kabli pozwala na zaprojektowanie infrastruktury eklektycznej, spełniającej warunki bezpiecznej eksploatacji. Aby wyliczyć obciążalność, należy w pierwszej kolejności wyliczyć spodziewany prąd obciążenia, posługując się wzorem*:
dla obwodów jednofazowych i
Obciążalność długotrwała kabli aluminiowych
Metale przewodzące służące do produkcji kabli to najczęściej miedź lub aluminium. Miedź, ze względu na świetną przewodność i kowalność, jest metalem najczęściej stosowanym. Aluminium, które jest materiałem bardziej wymagającym, ze względu na utlenianie i tzw. efekt „pełzania”, polegający na zmianie objętości żyły pod wpływem temperatury, jest stosowane rzadziej. Nowe technologie produkcji kabli pozwalają na coraz szersze stosowanie aluminium jako surowca do wytwarzania przewodów.
Zalety zastosowania aluminium przy produkcji kabli
W porównaniu z miedzią – cena aluminium na światowych rynkach ulega mniejszym wahaniom. Jest to spowodowane tym, że aluminium jest trzecim pierwiastkiem, po tlenie i krzemie, dostępnym w wierzchnich powłokach ziemi. Pozwala to, w dłuższej perspektywie, zaplanować inwestycje związane z zakupem tego surowca.
Warto też wspomnieć o tym, że średnia cena aluminium na rynkach światowych wynosi około 1700-1800 USD za tonę, co stanowi 1/3 wartości miedzi.
W porównaniu do miedzi aluminium charakteryzuje się mniejszą o blisko 70% wagą, jednak jego mniejsza przewodność zmusza do stosowania większych przekrojów żyły.
Zastosowanie przewodu aluminiowego, nawet o większym przekroju, w niektórych przypadkach jest wręcz konieczne. I tak – przewody aluminiowe stosuje się w wysokonapięciowych przewodach linii napowietrznych.
Jak obliczyć obciążalność długotrwałą kabli aluminiowych?
Prawidłowe wyliczenie obciążalności długotrwałej kabli pozwala na zaprojektowanie infrastruktury eklektycznej, spełniającej warunki bezpiecznej eksploatacji. Aby wyliczyć obciążalność, należy w pierwszej kolejności wyliczyć spodziewany prąd obciążenia, posługując się wzorem*:
dla obwodów jednofazowych i
dla obwodów trójfazowych, przy czym:
-
IB – obliczeniowy prąd obciążenia przewodu lub kabla, w [A],
-
Unf – napięcie fazowe, w [V],
-
Un – napięcie międzyfazowe, w [V],
-
cosϕ – współczynnik mocy, w [-],
-
S – moc pozorna obciążenia przewodu lub kabla, w [VA],
-
P – moc czynna obciążenia przewodu lub kabla, w [W].
Znając spodziewany prąd obciążenia, można przy pomocy tablic wskazanych w Polskiej Normie PN-IEC 60364-5-523:2001 Instalacje elektryczne w obiektach budowlanych. Dobór i montaż wyposażenia elektrycznego Obciążalność prądowa długotrwała przewodów, określić odpowiednią średnicę przewodu, ze względu na obciążalność prądową długotrwałą.
Aby dobór średnicy przewodu był odpowiedni, należy uwzględnić współczynniki poprawkowe dla polskich warunków środowiskowych, rodzaju przewodów, warunków ich układania oraz charakteru obciążenia średniodobowego, zawartych w normie IEC 60287-3-1:1999, gdzie:
Obliczeniowa temperatura otoczenia w Polsce wynosi:
1) dla przewodów ułożonych w pomieszczeniach 25°C,
2) dla przewodów izolowanych w przestrzeniach zewnętrznych:
• nienarażone na bezpośrednie nasłonecznienie 25°C,
• narażone na bezpośrednie nasłonecznienie 40°C,
3) dla kabli ułożonych w ziemi w zależności od pory roku: 5°C, 15°C, 20°C.
Rezystywność cieplna gruntu w Polsce wynosi: 1,0 K·m/W.
* DOBÓR PRZEWODÓW W INSTALACJACH ELEKTRYCZNYCH – mgr inż. Julian Wiatr
dla obwodów trójfazowych, przy czym:
-
IB – obliczeniowy prąd obciążenia przewodu lub kabla, w [A],
-
Unf – napięcie fazowe, w [V],
-
Un – napięcie międzyfazowe, w [V],
-
cosϕ – współczynnik mocy, w [-],
-
S – moc pozorna obciążenia przewodu lub kabla, w [VA],
-
P – moc czynna obciążenia przewodu lub kabla, w [W].
Znając spodziewany prąd obciążenia, można przy pomocy tablic wskazanych w Polskiej Normie PN-IEC 60364-5-523:2001 Instalacje elektryczne w obiektach budowlanych. Dobór i montaż wyposażenia elektrycznego Obciążalność prądowa długotrwała przewodów, określić odpowiednią średnicę przewodu, ze względu na obciążalność prądową długotrwałą.
Aby dobór średnicy przewodu był odpowiedni, należy uwzględnić współczynniki poprawkowe dla polskich warunków środowiskowych, rodzaju przewodów, warunków ich układania oraz charakteru obciążenia średniodobowego, zawartych w normie IEC 60287-3-1:1999, gdzie:
Obliczeniowa temperatura otoczenia w Polsce wynosi:
1) dla przewodów ułożonych w pomieszczeniach 25°C,
2) dla przewodów izolowanych w przestrzeniach zewnętrznych:
• nienarażone na bezpośrednie nasłonecznienie 25°C,
• narażone na bezpośrednie nasłonecznienie 40°C,
3) dla kabli ułożonych w ziemi w zależności od pory roku: 5°C, 15°C, 20°C.
Rezystywność cieplna gruntu w Polsce wynosi: 1,0 K·m/W.
* DOBÓR PRZEWODÓW W INSTALACJACH ELEKTRYCZNYCH – mgr inż. Julian Wiatr