1

Тема: Нагрев кабеля в зависимости от его удельного сопротивления

Ситуация такая: параллельно соединены (висят на шинах с обоих сторон) 8 кабелей ВВГнг 1х95.  Всего три фазы по 8. Длинна примерно одинаковая у всех, 13 метров +/- 1 метр. Сеть трехфазная 380В 50Гц. Общий ток на каждой фазе, проходящий по восьми кабелям равен 500А. Проблема в том, что если мерить ток отдельно на каждом параллельно соединённым с другими кабелями, кабеле то получаем на одном 70А, на другом 105А, на третьем 50А... Откуда такая разница у параллельно включенных кабелей примерно одинаковой длинны? И соответственно кабель током в 105А нагревается свыше 90 градусов, что не допустимо. Промерили удельное сопротивление кабелей, получили значения от 0,000219 Ом до 0,000232 Ом.
Кабели лежат в лотках, уложены как попало, без учёта взаимного расположения фаз. (А нужно ли его учитывать?)
И собственно вопрос: Может ли изменяться так сильно температура кабеля (от40 до 90 град), может ли так сильно различаться ток на кабелях (от 50А до 105А) из-за различия удельного сопротивления кабеля в 0,000013 Ом? Или это взаимные электронаводки от неправильного взаимного расположения кабелей на лотке? (На одном лотке четыре в высоту на шесть в длину три фазы, 24 кабеля )
Вопрос встал серьёзно. Желательно бы увидеть госты, формулы расчёта.

2

Re: Нагрев кабеля в зависимости от его удельного сопротивления

sirocco пишет:

Кабели лежат в лотках, уложены как попало, без учёта взаимного расположения фаз. (А нужно ли его учитывать?)

Как помню у одножильных кабелей СШП очень влияет на нагрузочную способность способ укладки....треугольником - там одни нагрузки.... 3 фазы в плоскости - другие

3нание - столь драгоценная вещь, что его не зазорно добывать из любого источника.

3 (2012-04-02 10:54:20 отредактировано Комрад)

Re: Нагрев кабеля в зависимости от его удельного сопротивления

sirocco пишет:

одном 70А, на другом 105А, на третьем 50А...

Может у Вас гармоники? Приятель рассказывал - меряли ток в кабеле питающем компьютерную нагрузку - дак по фазам было что то около 20А , 26, 29А  а в нейтрали порядка 40А!!!! Кабель был мощный - на 70А...Так что ничего страшного для него не было. А если б на 30 был? Так и до пожара не далеко, ибо в нейтрали щас редко ставят расцепители...а зря!

3нание - столь драгоценная вещь, что его не зазорно добывать из любого источника.

4

Re: Нагрев кабеля в зависимости от его удельного сопротивления

Комрад пишет:

Может у Вас гармоники?

Гармоники измеряли. Если брать все кабели (восемь кабелей одной фазы оцепить измерительным трансформатором) - то гармоники в норме (по току). Если взять этот отдельный кабель с током 105А - то на нём превышение на (уже не помню) примерно 15-20%.  Как правильно мерить гармоники в данном случае? Не смотря на то, что измеритель гармоник встроен в автомат (мастерпак с микролоджиком) и в ИБП (это сеть питания ИБП) и на них гармоники в норме, я дополнительно мерил поверенным в ростесте флюком 435.

5

Re: Нагрев кабеля в зависимости от его удельного сопротивления

sirocco пишет:

может ли так сильно различаться ток на кабелях (от 50А до 105А) из-за различия удельного сопротивления кабеля в 0,000013 Ом?

Ну я в экселе прикинул, если только активное сопротивление учитывать, то токи должны быть от 60.8А до 64.4А.

Значит не в нем проблема.
Как сказали выше - наверняка это из-за геометрического расположения кабелей в лотках.

Присоединяйтесь!!! Мы в социальных сетях и на Ютуб.

6

Re: Нагрев кабеля в зависимости от его удельного сопротивления

Комрад пишет:

дак по фазам было что то около 20А , 26, 29А  а в нейтрали порядка 40А!!!!

В нейтрали колеблется 30-50А. На фазах около 500А. Нагрузка - ЦОД, но ИБП все гармоники сглаживает, плюс там многократные фильтры у каждого кластера. Дело не в гармониках, думаю.

7

Re: Нагрев кабеля в зависимости от его удельного сопротивления

Solovey пишет:

наверняка это из-за геометрического расположения кабелей в лотках.

Я не нашёл документа регламентирующего правила укладки кабелей напряжением до 1000В. Такой документ есть для напряжений свыше 35кВ, и то, он носит рекомендательный характер.

8

Re: Нагрев кабеля в зависимости от его удельного сопротивления

Все зависит от индуктивного сопротивления. Если несколько одножилных кабелей лежат рядом, то переменный ток каждого из них посредством электромагнитного поля повышает индуктивное сопротивление других (токи имеют одинаковый вектор). И все зависит от того как эти кабели лежат. Если они лежат в плоскости на одинаковом расстоянии друг от друга, то крайние будут иметь меньшее индуктивные сопротивления и ток по ним будет больше.

9

Re: Нагрев кабеля в зависимости от его удельного сопротивления

http://rzia.ru/extensions/hcs_image_uploader/uploads/20000/5500/25827/thumb/p16ppf6lga1g991ipe8jhu681jur1.jpg http://rzia.ru/extensions/hcs_image_uploader/uploads/20000/5500/25827/thumb/p16ppf6lga1g991ipe8jhu681jur1.jpg
Нет. Кабель примерно из центра. И греется в центре своей длинны, а начало и конец кабеля по два метра - холодные. Дело не только в том, что греется. Почему токи разные? Разве потому что в середине лежит и греется? Сомневаюсь. Ведь нагрузка на кабелях менее 50% от допустимой, температура в помещении 20 град.

10

Re: Нагрев кабеля в зависимости от его удельного сопротивления

То есть как это начало и конец холодные? ... хотите сказать ток в различных участках одного кабеля различен?

11

Re: Нагрев кабеля в зависимости от его удельного сопротивления

Dmitriy пишет:

хотите сказать ток в различных участках одного кабеля различен?

Не. По всей длине кабеля ток одинаков, но температура его в местах подключения 28 град, а в центре 90. То есть чем ближе к середине кабеля, тем выше его температура.  таких греющихся четыре из 24, ток на них в два раза, или более, выше чем на остальных. Вообще хороша задача: даём 500А, снимаем 500А. Передаётся всё это по восьми ВВГнг 1х95, параллельно соединенных. Длина 12м +/- 1 метр. Мерим ток отдельно на каждом кабеле, получаем разброс в 250%. Как писал выше, по результатам замеров микроомметром разница составила в 0,000013, а погрешность прибора на данном диапазоне 0,000009 Ом. С уверенностью можно сказать что кабели одинаковы, и соответствуют ГОСТ 22483-77 класс 6. (более нового госта не нашёл.)

12 (2012-04-02 15:52:08 отредактировано sirocco)

Re: Нагрев кабеля в зависимости от его удельного сопротивления

Задача стоит остро. Решение нужно срочно, так как ЦОД из-за этого работает всего в 40% нагрузки. На эксперименты времени нет. Поэтому перед тем, как что-либо делать - всё нужно грамотно обосновать, из-за чего это, какие нормативные документы эту ситуацию регулируют, как исправить. Ошибки не допустимы, так как каждое отключение оборудования несёт огромный риск не малых убытков компании.
Вот собственно и интересно: есть ли документ регламентирующий способ укладки кабеля? Я не нашёл, может плохо искал.
Почему на параллельно включенных кабелях с одинаковым удельным сопротивлением и сечением (и вообще, кабели с одной катушки) разный ток? По каким таким законам физики?
Бог с ним, с током, почему этот кабель греется при токе 105А, если он соответствует госту, и должен не греться и держать до 250А?
в общем одни вопросы...

13

Re: Нагрев кабеля в зависимости от его удельного сопротивления

И всё бы фиг с ним, кинули бы в добавок ещё по паре ВВГнг 1х120, авось помогло бы. Но у фирмы, ведущей монтаж, на очереди ещё много подобных ЦОДов, и им очень не хотелось бы снова столкнуться с такой проблемой. Поэтому нужны ответы.

14 (2012-04-02 16:44:29 отредактировано CLON)

Re: Нагрев кабеля в зависимости от его удельного сопротивления

Предлагаю раздвинуть кабели на лотке, группами по 4-6 на расстояние 4-5 см. И посмотреть что будет.

Согласен с Р14, о влиянии эффекта близости, но вот незадача тепловизор показывает, что токи распределяются с точностью наоборот. Максимум тока в центре, а минимум по краям. Значит минимальное ПОЛНОЕ сопротивление в центе, а максимальное по краям. Из-за эффекта близости индуктивные сопротивления в центе увеличиваются, а активные наоборот уменьшаются.

Возможно здесь надо рассмативать не увеличение индуктивного сопротивления, а уменьшение активного сопротивления из-за эффекта близости? Т.е. для кабеля с сечением в 95мм2 удельное активное сопротивление по модулю больше реактивного, и возможно влияние изменения активного сопротивления жил кабеля сказывается сильнее.

ЗЫ: каково сечение вводной шины? И как закреплены кабели к шине?

15

Re: Нагрев кабеля в зависимости от его удельного сопротивления

sirocco пишет:

Бог с ним, с током, почему этот кабель греется при токе 105А, если он соответствует госту, и должен не греться и держать до 250А?

На фотке у Вас кабели плотно плотно смонтированы - без промежутков.


ПУЭ 2.3.86. При параллельной прокладке кабельных линий расстояние по горизонтали в свету между кабелями должно быть не менее:
1) 100 мм между силовыми кабелями до 10 кВ, а также между ними и контрольными кабелями;
2) 250 мм между кабелями 20-35 кВ и между ними и другими кабелями;
3) 500 мм* между кабелями, эксплуатируемыми различными организациями, а также между силовыми кабелями и кабелями связи;
4) 500 мм между маслонаполненными кабелями 110-220 кВ и другими кабелями; при этом кабельные маслонаполненные линии низкого давления отделяются одна от другой и от других кабелей железобетонными плитами, поставленными на ребро; кроме того, следует производить расчет электромагнитного влияния на кабели связи.
Допускается в случаях необходимости по согласованию между эксплуатирующими организациями с учетом местных условий уменьшение расстояний, указанных в пп. 2 и 3, до 100 мм, а между силовыми кабелями до 10 кВ и кабелями связи, кроме кабелей с цепями, уплотненными высокочастотными системами телефонной связи, до 250 мм при условии защиты кабелей от повреждений, могущих возникнуть при КЗ в одном из кабелей (прокладка в трубах, установка несгораемых перегородок и т. п.).
Расстояние между контрольными кабелями не нормируется.

ЗЫ: Кабели отводят тепло все площадью своей поверхности - ТЕ ЧТО В ЦЕНТРЕ ГРЕЮТСЯ СИЛЬНЕЕ.

3нание - столь драгоценная вещь, что его не зазорно добывать из любого источника.

16

Re: Нагрев кабеля в зависимости от его удельного сопротивления

sirocco пишет:

По всей длине кабеля ток одинаков, но температура его в местах подключения 28 град, а в центре 90.

Вот это удивительно!
Изменением сопротивления, какого бы то ни было, можно было бы объяснить диспропорцию токов в паралельных кабелях.
НО почему в центре то они сильнее греются?

17

Re: Нагрев кабеля в зависимости от его удельного сопротивления

http://rzia.ru/extensions/hcs_image_uploader/uploads/20000/5500/25842/thumb/p16pplfk4pgis6931t4adaegks1.jpg http://rzia.ru/extensions/hcs_image_uploader/uploads/20000/5500/25842/thumb/p16pplfk4pgis6931t4adaegks1.jpg
Как-то так

18

Re: Нагрев кабеля в зависимости от его удельного сопротивления

http://rzia.ru/extensions/hcs_image_uploader/uploads/20000/5500/25844/thumb/p16ppm6dni14aufr5vir19u87q01.JPG http://rzia.ru/extensions/hcs_image_uploader/uploads/20000/5500/25844/thumb/p16ppm6dni14aufr5vir19u87q01.JPG

Между силовыми кабелями - минимум диаметр нужен при прокладке - иначе они будут друг друга греть... эпицентр нагрева видимо будет в центре "штабеля" кабелей.. в термодинамике слаб...

3нание - столь драгоценная вещь, что его не зазорно добывать из любого источника.

19

Re: Нагрев кабеля в зависимости от его удельного сопротивления

sirocco пишет:

Кабели лежат в лотках, уложены как попало, без учёта взаимного расположения фаз. (А нужно ли его учитывать?)
И собственно вопрос: Может ли изменяться так сильно температура кабеля (от40 до 90 град), может ли так сильно различаться ток на кабелях (от 50А до 105А) из-за различия удельного сопротивления кабеля в 0,000013 Ом? Или это взаимные электронаводки от неправильного взаимного расположения кабелей на лотке? (На одном лотке четыре в высоту на шесть в длину три фазы, 24 кабеля )

Повторяюсь. Все именно из-за различного индуктивного сопротивления, вызванного взаимным расположением кабелей. Непонятно в скольки лотках лежат кабели. Если в один лоток на равном расстоянии друг от друга (треугольник) положить три кабеля фаз А, В и С то суммарный магнитный поток будет около нуля.
Удельное активное сопротивление тут не при чем.

20

Re: Нагрев кабеля в зависимости от его удельного сопротивления

Вам нужна система ГОСТ 60287, в частности ГОСТ Р МЭК 60287-1-3-2009
Ч а с т ь 1 −3
Уравнения для расчета номинальной токовой нагрузки (100%-ный коэффициент нагрузки) и расчет потерь.
Распределение тока между одножильными кабелями, расположенными параллельно, и расчет потерь, обусловленных циркулирующими токами.
(они все есть в Инете)

если коротко, то http://en.wikipedia.org/wiki/Proximity_ … magnetism)
чем ближе к центру, тем выше потери - измерениями на пост.токе Вы этого не обнаружите