Коэффициент коррекции на температуру окружающей среды (Ca) для токовой нагрузки кабеля — почему базовая таблица уже предполагает определённую температуру

Руководство о коэффициенте группировки (Cg) рассматривает, как должна снижаться токовая нагрузка кабеля, когда он проложен пучком вместе с другими нагруженными кабелями. Эта статья рассматривает отдельную поправку, применяемую по совершенно иной причине и легко упускаемую или путаемую с группировкой: коэффициент коррекции на температуру окружающей среды (Ca).

Базовая таблица уже предполагает эталонную температуру

Табличные значения токовой нагрузки в IEC 60364-5-52 (и соответствующих таблицах NEN 1010) не являются универсальными константами — они рассчитаны для определённой эталонной температуры окружающей среды:

• 30 °C для кабелей, проложенных свободно на воздухе или в трубе/лотке на воздухе.
• 20 °C для кабелей, проложенных непосредственно в земле (отдельное эталонное значение, отличное от значения для прокладки на воздухе — см. руководство о кабелях в земле).

Эти табличные значения представляют собой ток, который кабель может непрерывно нести при данной конкретной температуре окружающей среды, не превышая максимально допустимую рабочую температуру жилы (например, 70 °C для ПВХ, 90 °C для сшитого полиэтилена). Если фактическая среда прокладки теплее эталонной температуры таблицы, кабель достигает своей максимальной температуры жилы при более низком токе, чем предполагает табличное значение — отсюда коэффициент коррекции Ca, всегда меньше 1 выше эталонной температуры (и больше 1 при реально более холодной, чем эталонная, среде).

Где Ca применяется на практике

Любое место, где температура окружающей среды вокруг кабеля заметно отличается от эталонного значения таблицы, требует применения Ca, независимо от того, проложен ли кабель пучком с другими:

• Одиночная кабельная трасса через горячее техническое помещение, котельную или рядом с технологическим оборудованием, поднимающим локальную температуру воздуха значительно выше 30 °C.
• Кабельный лоток в чердачном пространстве, которое летом достигает значительно повышенной температуры, или непосредственно под крышей, подверженной сильному солнцу.
• Уличный кабельный лоток или одиночная кабельная трасса на прямом солнце, где эффективная температура окружающей среды у кабеля выше, чем можно предположить по температуре воздуха в тени.
• Кабель, установленный в месте, которое периодически, но предсказуемо горячее (например, рядом с отсеком распредустройства с собственным тепловыделением).

Почему Ca и Cg комбинируются, а не заменяют друг друга

Ca (температура окружающей среды) и Cg (группировка) корректируют два совершенно разных физических эффекта — окружающую температуру воздуха и взаимный нагрев между соседними нагруженными кабелями — и перемножаются друг с другом и с любыми другими применимыми коэффициентами, а не используются как альтернативы:

I_z = I_табл × Ca × Cg × (другие применимые коэффициенты)

Кабель, проложенный через горячее техническое помещение и уложенный пучком с несколькими другими нагруженными кабелями, требует применения обоих коэффициентов; применение только одного из них на основании, что «другая поправка уже была сделана», занижает фактически необходимое снижение нагрузки.

Внимание: точные значения Ca для заданной температуры и типа изоляции приведены в таблицах IEC 60364-5-52 / NEN 1010; данная статья рассматривает лежащий в основе принцип — что поправка требуется отдельно всякий раз, когда фактическая температура окружающей среды отличается от эталонного значения таблицы, — а не саму числовую таблицу.

Практическая значимость

При выборе сечения кабеля для установки недостаточно найти токовую нагрузку для выбранного способа прокладки и сечения и применить коэффициент группировки, если применимо, — фактическую температуру окружающей среды в месте прокладки кабеля также необходимо оценить по сравнению с эталонной температурой таблицы (30 °C в воздухе, 20 °C в земле), и применить Ca, если это место заметно теплее, даже для одиночного, негруппированного кабеля.

Типичные ошибки

1. Применение только коэффициента группировки (Cg) и забывание про Ca для кабеля, установленного в горячем месте, даже если он не проложен пучком с другими кабелями — допущение об эталонной температуре, лежащее в основе базовой таблицы, применяется независимо от группировки.
2. Использование таблицы с эталоном 30 °C на воздухе для кабеля, проложенного непосредственно в земле, или наоборот — эти два способа прокладки используют разные эталонные температуры и разные базовые таблицы; их смешивание сводит на нет весь расчёт.
3. Отсутствие повторной оценки Ca при изменении среды вокруг кабеля — например, постоянно нагруженный резервный кабель, проходящий через помещение, которое становится значительно теплее после установки рядом другого оборудования.
4. Путаница коэффициента коррекции на температуру окружающей среды с максимально допустимой рабочей температурой жилы — Ca корректирует допустимый ток для более тёплой окружающей среды; он не меняет собственный предел температурного класса изоляции (70 °C ПВХ, 90 °C сшитый полиэтилен), который остаётся отдельным, фиксированным ограничением.

Связанные материалы

• Коэффициент группировки (Cg) — прокладка кабелей пучком и токовая нагрузка
• Кабели в земле — токовая нагрузка и удельное сопротивление грунта
• Кабели в тепловой изоляции — токовая нагрузка
• Эталонные способы прокладки и токовая нагрузка