Współczynnik korekcyjny temperatury otoczenia (Ca) dla obciążalności prądowej kabli — dlaczego tabela bazowa już zakłada określoną temperaturę

Przewodnik o współczynniku grupowania (Cg) omawia, jak obciążalność prądowa kabla musi zostać zredukowana, gdy biegnie on w wiązce razem z innymi obciążonymi kablami. Ten artykuł omawia odrębną poprawkę, stosowaną z zupełnie innego powodu i łatwo pomijaną lub mylącą się z grupowaniem: współczynnik korekcyjny temperatury otoczenia (Ca).

Tabela bazowa już zakłada temperaturę odniesienia

Tabelaryczne wartości obciążalności prądowej w IEC 60364-5-52 (i odpowiadających im tabelach NEN 1010) nie są uniwersalnymi stałymi — są obliczone dla określonej temperatury odniesienia otoczenia:

• 30°C dla kabli ułożonych swobodnie w powietrzu lub w rurze/korycie w powietrzu.
• 20°C dla kabli ułożonych bezpośrednio w gruncie (odrębna wartość odniesienia, inna niż dla ułożenia w powietrzu — zob. przewodnik o kablach w gruncie).

Te wartości tabelaryczne przedstawiają prąd, jaki kabel może przenosić w sposób ciągły w tej konkretnej temperaturze otoczenia, nie przekraczając maksymalnej dopuszczalnej temperatury roboczej żyły (na przykład 70°C dla PVC, 90°C dla XLPE). Jeśli rzeczywiste środowisko instalacji jest cieplejsze niż temperatura odniesienia tabeli, kabel osiąga swoją maksymalną temperaturę żyły przy niższym prądzie, niż sugeruje wartość tabelaryczna — stąd współczynnik korekcyjny Ca, zawsze mniejszy od 1 powyżej temperatury odniesienia (i większy od 1 w środowisku rzeczywiście chłodniejszym niż odniesienie).

Gdzie Ca ma zastosowanie w praktyce

Każde miejsce, w którym temperatura otoczenia wokół kabla znacząco różni się od wartości odniesienia w tabeli, wymaga zastosowania Ca, niezależnie od tego, czy kabel jest ułożony w wiązce z innymi:

• Pojedynczy odcinek kabla przechodzący przez gorące pomieszczenie techniczne, kotłownię lub w pobliżu urządzeń procesowych podnoszących lokalną temperaturę powietrza znacznie powyżej 30°C.
• Koryto kablowe w przestrzeni dachowej, które latem osiąga znacznie podwyższoną temperaturę, lub bezpośrednio pod dachem narażonym na silne nasłonecznienie.
• Zewnętrzne koryto kablowe lub pojedynczy odcinek kabla w bezpośrednim słońcu, gdzie efektywna temperatura otoczenia przy kablu jest wyższa, niż sugerowałaby temperatura powietrza w cieniu.
• Kabel zainstalowany w miejscu, które jest okresowo, ale w przewidywalny sposób gorące (na przykład obok komory rozdzielnicy z własnym wydzielaniem ciepła).

Dlaczego Ca i Cg są łączone, a nie zastępowane wzajemnie

Ca (temperatura otoczenia) i Cg (grupowanie) korygują dwa zupełnie różne efekty fizyczne — otaczającą temperaturę powietrza oraz wzajemne nagrzewanie się sąsiednich obciążonych kabli — i są mnożone przez siebie wraz z wszelkimi innymi mającymi zastosowanie współczynnikami, a nie stosowane jako alternatywy:

I_z = I_tabl × Ca × Cg × (inne mające zastosowanie współczynniki)

Kabel przechodzący przez gorące pomieszczenie techniczne i ułożony w wiązce z kilkoma innymi obciążonymi kablami wymaga zastosowania obu współczynników; zastosowanie tylko jednego z nich, ponieważ „druga poprawka została już wykonana”, zaniża rzeczywiście potrzebną redukcję.

Uwaga: dokładne wartości Ca dla danej temperatury i rodzaju izolacji podane są w tabelach IEC 60364-5-52 / NEN 1010; ten artykuł omawia podstawową zasadę — że poprawka jest potrzebna osobno za każdym razem, gdy rzeczywista temperatura otoczenia różni się od wartości odniesienia w tabeli — a nie samą tabelę liczbową.

Znaczenie praktyczne

Podczas doboru przekroju kabla do instalacji nie wystarczy sprawdzić obciążalności dla wybranej metody instalacji i przekroju oraz zastosować współczynnik grupowania, jeśli ma to zastosowanie — należy również ocenić rzeczywistą temperaturę otoczenia w miejscu ułożenia kabla względem temperatury odniesienia tabeli (30°C w powietrzu, 20°C w gruncie) i zastosować Ca, jeśli to miejsce jest znacząco cieplejsze, nawet dla pojedynczego, niegrupowanego kabla.

Najczęstsze błędy

1. Stosowanie tylko współczynnika grupowania (Cg) i zapominanie o Ca dla kabla zainstalowanego w gorącym miejscu, nawet gdy nie jest on ułożony w wiązce z innymi kablami — założenie o temperaturze odniesienia leżące u podstaw tabeli bazowej obowiązuje niezależnie od grupowania.
2. Używanie tabeli odniesienia 30°C w powietrzu dla kabla ułożonego bezpośrednio w gruncie, lub odwrotnie — te dwie metody instalacji używają różnych temperatur odniesienia i różnych tabel bazowych; mieszanie ich niweczy cały rachunek.
3. Brak ponownej oceny Ca, gdy zmienia się otoczenie kabla — na przykład stale obciążony kabel rezerwowy przechodzący przez pomieszczenie, które staje się znacznie cieplejsze po zainstalowaniu w pobliżu innego urządzenia.
4. Mylenie współczynnika korekcyjnego temperatury otoczenia z maksymalną dopuszczalną temperaturą roboczą żyły — Ca koryguje dopuszczalny prąd dla cieplejszego otaczającego środowiska; nie zmienia to własnej granicy klasy temperaturowej izolacji (70°C PVC, 90°C XLPE), która pozostaje odrębnym, stałym ograniczeniem.

Powiązane

• Współczynnik grupowania (Cg) — układanie kabli w wiązce a obciążalność prądowa
• Kable w gruncie — obciążalność prądowa a rezystywność gruntu
• Kable w izolacji cieplnej — obciążalność prądowa
• Referencyjne metody instalacji a obciążalność prądowa