— избыточное тепло, возникающее внутри проводки, может изменять резиновую изоляцию таким образом, что она станет неплотной и сможет свободно передвигаться вперед и назад вдоль провода (эффект рукава). Однако если такого состояния не наблюдается, нельзя исключить возможность воздействия токов перегрузки. При перегреве провода с изоляцией из пластика токами перегрузки происходит размягчение изоляции и как следствие ее деформация (обвисание и обесцвечивание). Также иногда наблюдается пузырчатость под влиянием газа, выделяющегося при разложении пластика при нагреве [4, 6].
Исходя из этого, при проведении разбирательства, подозрении в возникновении пожара от перегрузки необходимо выяснять у инженерно-технических и других работников (граждан) данные, о имевшихся до пожара характерных признаках перегрузки, зафиксировать их показания в материалах дела. Кроме того, необходимо отразить сведения о электрической защите (автоматах, предохранителях) с указанием их паспортных данных, типе применяемых проводов, их сечения, способа прокладки (открыто, скрыто, в трубах и т.д.).
При проведении пожарно-технических экспертиз часто необходимо установить, могла ли воспламениться электропроводка при прохождении по ней токов перегрузки.
Проще выяснить этот вопрос можно методом наложения токо-временных характеристик аппаратов защиты и загрузки проводников.
В технической литературе в этих же координатах приводятся защитные характеристики плавких аппаратов защиты.
Сопоставляя характеристики аппаратов защиты и зоны вероятного воспламенения проводов, можно определить воспламениться изоляция проводов при прохождении по нему определенного тока или нет.
Следует помнить, что проводники (их сечения) и номинальные параметры аппаратов защиты взаимосвязаны.
Согласно представленных характеристик (приложение 3) изоляция провода может загореться лишь в том случае, если защитная характеристика при таком сопоставлении будет располагаться внутри зоны или правее ее.
Если защитная характеристика плавкой вставки или автомата расположиться слева зоны, то воспламенение изоляции провода не может произойти даже при любых токах перегрузки или короткого замыкания.
Предварительно необходимо подсчитать рабочий ток в цепи и сопоставить его значение со значением допустимого тока для данного провода (указанной марки и сечения).
Допустимая токовая нагрузка электрических кабелей определяется максимально допустимой температурой элементов конструкции кабеля; тепловыми характеристиками кабеля; условиями прокладки и температурой окружающей среды; падением напряжения в кабеле (для низковольтных кабелей) [8].
Допустимые длительные токовые нагрузки и некоторые марки проводов и кабелей в зависимости от способа прокладки даны в Приложении 1. Номинальные токи электрических машин и аппаратов указаны в паспортных табличках или в заводских каталогах.
III. Порядок расчета рабочего тока. Проверка возможности воспламенения изоляции проводов при прохождении по ним электрического тока и определенных номинальных параметрах аппаратов защиты.
Величину рабочего тока, А, можно определить по формулам приведенным ниже. В общем случае рабочий ток расчитывается по рабочей (фактически потребляемой) мощности. Вид расчетной формулы зависит от рода тока (постоянный или переменный), системы питания (однофазная, двухфазная трехпроводная, трехфазная и т.д.), вида электроприемника [3, 5, 9].
В сетях постоянного тока и осветительной сети однофазного переменного тока формула имеет вид:
; (1)
В осветительных сетях трехфазного переменного тока
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Критическая температура изоляции
электропроводов
Ставить оценки могут только зарегистрированные пользователи.
Присоединяйтесь к профессиональному сообществу, пройдите регистрацию прямо сейчас
Подскажите, а есть ли какой-то нормативный документ, где бы были представлены критические температуры для различного рода изоляционных материалов электропроводки?
Хотелось бы, например, с использованием пирометра проверить температуру изоляции и сравнить ее с нормативными данными, чтобы понять в нормальном ли состоянии находится проводка.
Ставить оценки могут только зарегистрированные пользователи.
Присоединяйтесь к профессиональному сообществу, пройдите регистрацию прямо сейчас
Ставить оценки могут только зарегистрированные пользователи.
Присоединяйтесь к профессиональному сообществу, пройдите регистрацию прямо сейчас
Ставить оценки могут только зарегистрированные пользователи.
Присоединяйтесь к профессиональному сообществу, пройдите регистрацию прямо сейчас
Ставить оценки могут только зарегистрированные пользователи.
Присоединяйтесь к профессиональному сообществу, пройдите регистрацию прямо сейчас
Поэтому я и хотел найти какую-нибудь информацию по температурным режимам для изоляции, чтобы можно было сверить полученные значения со значением из какого-нибудь нормативного документа.
Вы правильно заметили, что пирометром мы измеряем температуру лишь оболочки, но можно было бы хотябы ее сверить с какими-нибудь нормативными документами, должна же быть какая-то информация, когда изоляция начнет плавится.
Почему стареет ПВХ-изоляция кабеля
В настоящее время ПВХ пластикат является самым распространённым материалом, используемым в производстве электрических кабелей. Он применяется для изготовления изоляции токопроводящих жил и защитных оболочек кабеля. Пластикат представляет собой полимерную композицию на основе поливинилхлорида с добавлением целого комплекса различных химических соединений, улучшающих его электрические и механические свойства.
Основными добавками к поливинилхлориду являются:
1. Пластификаторы, повышающие эластичность полимера:
2. Антиоксиданты, обеспечивающие устойчивость электрических и механических свойств материала к действию низких температур. Наиболее популярной добавкой в этом качестве является дифенилпропан.
3. Стабилизаторы – соли тяжёлых металлов, связывающие хлористый водород и повышающие устойчивость пластиката к действию высоких температур.
4. Химические красители, предназначенные для окрашивания пластиката в различные цвета. С их помощью получают до 12 цветов изоляции.
5. Фунгициды, обеспечивающие устойчивость материала к действию грибков и других микроорганизмов.
6. Наполнители (тальк, кварцевый песок, двуокись кремния и др.), добавляемые в объёме не более 20% от общей массы для уменьшения себестоимости продукции.
К преимуществам ПВХ пластиката, как изоляционного и защитного материала, применяемого в производстве электрических кабелей, относятся:
Факторы, влияющие на износ ПВХ изоляции
В процессе установки и эксплуатации электрического кабеля происходит его физический износ, который сокращает срок службы изделия. Расчётный срок эксплуатации наиболее популярного в быту кабеля с ПВХ изоляцией марки ВВГ составляет 30 лет. На скорость износа и реальную продолжительность срока службы кабеля влияют различные факторы, естественные (природные) и искусственные (эксплуатационные).
Естественные причины старения изоляции
Естественное старение материала, приводящее к ухудшению технических характеристик ПВХ изоляции и в конечном итоге к выходу из строя электрического кабеля, состоит в постепенном уменьшении концентрации пластификаторов в составе пластиката с течением времени эксплуатации. В результате материал теряет пластичность, растрескивается и уплотняется.
При этом происходит его усадка, уменьшение внешнего диаметра изолированных жил, что приводит к снижению диэлектрических свойств изоляции. Появление микротрещин способствует увеличению токов утечки, перегреву проводов и в конечном итоге короткому замыканию между фазной и нулевой жилой.
Другим естественным фактором, уменьшающим срок службы кабеля, является действие солнечной радиации, которая значительно ускоряет процесс усыхания материала и его естественного старения. Особенно губительно действует на ПВХ пластикат ультрафиолетовая часть спектра солнечного света.
Атмосферные осадки, сопровождаемые резким понижением температуры, также способствуют быстрому растрескиванию поливинилхлоридного пластиката. Низкие температуры приводят к разным изменениям линейных размеров металлических проводов и изоляционной оболочки, вызывая между ними дополнительные механические напряжения.
Искусственные факторы нарушения ПВХ изоляции
Как можно защитить кабель в оболочке из ПВХ
Для обеспечения максимального срока службы электрического кабеля с ПВХ оболочкой следует предпринять следующие меры защиты.
При монтаже кабеля нужно использовать пластиковые или металлические защитные трубы или кабельные каналы. Они могут быть жёсткими или гибкими гофрированными. Трубы и каналы защищают кабель от механических, световых и атмосферных воздействий, а также являются защитой от грызунов. Кроме того они увеличивают пожарную безопасность электросети.
Прокладку в герметичных трубах необходимо выполнять также при монтаже кабеля в бассейнах, банях и других помещениях с повышенной влажностью. А при воздушной прокладке во избежание натяжения кабеля следует использовать несущий металлический или капроновый трос.
Необходимо строго соблюдать эксплуатационные требования, предъявляемые к кабелю, по току, рабочему напряжению, окружающей температуре и влажности, правилам монтажа. Следует использовать стандартные средства защиты от перегрузок соответствующих номиналов.
Нельзя монтировать кабель вблизи систем отопления и водоснабжения. Нельзя допускать сращивания медных и алюминиевых жил. При соединении проводников нужно использовать стандартные наконечники, зажимы и колодки, обеспечивающие надёжный контакт.
При выполнении всех вышеуказанных мер защиты электрические кабели с ПВХ изоляцией и оболочкой прослужат долго и не доставят беспокойств в отношении безопасности их эксплуатации.
При каком условии происходит воспламенение поливинилхлоридной изоляции кабеля ответ тест
ГОСТ Р МЭК 60724-2009
НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ПРЕДЕЛЬНЫЕ ТЕМПЕРАТУРЫ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ КАБЕЛЕЙ НА НОМИНАЛЬНОЕ НАПРЯЖЕНИЕ 1 кВ (
1,2 кВ) И 3 кВ (
3,6 кВ) В УСЛОВИЯХ КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИ
Short-circuit temperature limits of electric cables with rated voltages of 1 kV (
1,2 kV) and 3 kV (
3,6 kV)
Дата введения 2010-01-01
Сведения о стандарте
1 ПОДГОТОВЛЕН Открытым акционерным обществом «Всероссийский научно-исследовательский, проектно-конструкторский и технологический институт кабельной промышленности» (ОАО «ВНИИКП») на основе собственного аутентичного перевода стандарта, указанного в пункте 4
2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 46 «Кабельные изделия»
4 Настоящий стандарт идентичен международному стандарту МЭК 60724:2000 «Предельные температуры электрических кабелей на номинальное напряжение 1 кВ (
1,2 кВ) и 3 кВ (
3,6 кВ) в условиях короткого замыкания» [IEC 60724:2000 «Short-circuit temperature limits of electric cables with rated voltages of 1 kV (
1,2 kV) and 3 kV (
3,6 kV)»] с изменением N 1:2008, которое выделено в тексте слева двойной вертикальной линией.
При применении настоящего стандарта рекомендуется использовать вместо ссылочных международных стандартов соответствующие им национальные стандарты Российской Федерации, сведения о которых приведены в дополнительном приложении А
При выборе параметров кабельной сети в условиях короткого замыкания следует руководствоваться следующими факторами:
b) максимальным значением тока, при котором не произойдет механическое повреждение (такое как растрескивание) вследствие возникновения электромагнитных сил. Независимо от расчетов по предельным температурам это значение определяет максимальный ток, который не должен быть превышен;
c) тепловыми рабочими характеристиками соединительных и концевых муфт в диапазонах предельных значений тока и продолжительности его протекания, установленных для рассматриваемого кабеля. Арматура должна также выдерживать термомеханические и электромагнитные нагрузки, создаваемые током короткого замыкания;
d) условиями прокладки, оказывающими влияние на указанные выше факторы.
Фактор а) подробно рассмотрен в настоящем стандарте, и пределы установлены только на основе конструкции кабеля. Предполагается, что действие одного короткого замыкания не вызывает значительного повреждения кабеля, но повторение коротких замыканий может накапливать дефекты. Указания по факторам с) и d) приводятся при необходимости, когда это касается термомеханических нагрузок, возникающих в токопроводящих жилах и металлических оболочках. Фактор b) в настоящем стандарте не учитывается.
Предельные значения температур, рекомендованные настоящим стандартом, следует использовать только для руководства.
Установление предельных значений температур для соединительных и концевых муфт не представляется возможным вследствие того, что их конструкция не стандартизована и поведение различно. В идеальном случае арматура должна быть сконструирована так, чтобы можно было полностью использовать мощность кабеля, но это не всегда оправдано экономически, поэтому возможности кабельной сети в условиях коротких замыканий могут определяться характеристиками ее соединительных и концевых муфт. Насколько возможно, в настоящем стандарте даются рекомендации по характеристикам арматуры, монтируемой на кабелях, рассчитанных на предельные параметры короткого замыкания, приведенные в настоящем стандарте.
1 Область применения
Настоящий стандарт является руководством по максимальным пределам температуры электрических кабелей на номинальное напряжение 1 кВ (
1,2 кВ) и 3 кВ (
3,6 кВ) в условиях короткого замыкания. В стандарте приведены указания, касающиеся:
— материалов наружной оболочки и подушки;
— материалов токопроводящей жилы и металлической оболочки и способов их соединения.
Указания стандарта учитывают конструкцию арматуры и влияние условий прокладки на предельно допустимую температуру нагрева.
Расчет допустимого тока короткого замыкания в токопроводящих конструктивных элементах кабеля следует проводить по МЭК 60949.
2 Нормативные ссылки
В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие международные стандарты:
МЭК 60055 (все части) Кабели с бумажной изоляцией в металлической оболочке на номинальное напряжение до 18/30 кВ включительно (с медными или алюминиевыми токопроводящими жилами, исключая маслонаполненные кабели и кабели с газом под давлением)
МЭК 60502-1 Кабели силовые с экструдированной изоляцией и арматура к ним на номинальное напряжение от 1 кВ (
1,2 кВ) до 30 кВ (
3,6 кВ). Часть 1. Кабели на номинальное напряжение 1 кВ (
1,2 кВ) и 3 кВ (
3,6 кВ)
В случае недатированных ссылок следует применять последнее издание нормативного документа.
МЭК 60949:1988 Расчет термически допустимых токов короткого замыкания с учетом неадиабатического нагрева
3 Факторы, определяющие применение предельных температур
3.1 Общие положения
Предельные температуры при токе короткого замыкания, указанные в разделе 4, являются фактическими температурами токопроводящего конструктивного элемента, контактирующего с материалами других элементов конструкции кабеля. Эти температуры действительны для короткого замыкания продолжительностью до 5 с. Они могут быть получены при расчете допустимого тока короткого замыкания, если учитывается рассеяние тепла в изоляции во время короткого замыкания (неадиабатический процесс).
Если рассеяние тепла при токе короткого замыкания не учитывается (адиабатический процесс), эти расчеты дают значение безопасных токовых нагрузок в условиях короткого замыкания.
Приведенная продолжительность короткого замыкания 5 с является ограничением для установления предельных температур, а не для применения метода расчета при адиабатическом характере нагрева. Временной предел при применении метода расчета при адиабатическом характере нагрева является функцией продолжительности короткого замыкания и площади поперечного сечения токопроводящего элемента конструкции кабеля. Это рассматривается в МЭК 60949.
Указанные значения температуры токопроводящей жилы следует применять с осторожностью для кабелей с оболочкой из низкотемпературного материала, с особой осторожностью в случае жилы сечением 1000 мм и выше. Причиной этого является то, что высокая термическая временная константа этих кабелей приводит к более продолжительному воздействию высоких температур на наружную оболочку. Кроме того, высокие механические напряжения могут приводить к деформации изоляции. Тем не менее, следует подчеркнуть, что для токопроводящей жилы сечением свыше 1000 мм предельно допустимый ток короткого замыкания так высок, что он, как правило, не достигается в обычных сетях.
Допускается устанавливать другие предельные температуры, если известно, что они более приемлемы для материалов или конструкции кабеля.
3.2 Кабели
3.2.1 Кабели с бумажной изоляцией (кабели с пропитанной бумажной изоляцией по МЭК 60055)
Предельные температуры для кабелей с бумажной изоляцией, пропитанной маслоканифольным или нестекающим составом, обусловлены способностью пропиточного к миграции и образованию пустот. Для всех кабелей с бумажной изоляцией имеются также ограничения из-за теплового разрушения элементов кабеля и возможного разрыва бумажных лент вследствие перемещения изолированных жил.
3.2.2 Кабели с полимерной изоляцией по МЭК 60502-1
Для термопластичных изоляционных материалов предельные значения температур следует применять с осторожностью, если кабели проложены непосредственно в грунте или прочно закреплены скобами при прокладке на воздухе. Локальные механические нагрузки при закреплении скобами или при монтаже с радиусом изгиба менее установленного, особенно для жестко закрепленных кабелей, могут вызвать значительные деформирующие усилия в кабелях при коротком замыкании. При невозможности изменить эти условия рекомендуется уменьшить предельное значение температуры на 10 °С.
3.3 Арматура
Следует учитывать конструкцию и способ монтажа соединительных и концевых муфт с тем, чтобы предельные температуры при токах короткого замыкания, установленные в настоящем стандарте, могли быть с безопасностью использованы на практике. Приведенные ниже указания а)-h) не являются исчерпывающими и предназначены только для руководства. Предпочтительно, чтобы характеристики арматуры рассматривались в совокупности с конкретными условиями прокладки кабеля.
a) Продольные силы в токопроводящих жилах кабеля могут быть значительными в зависимости от
повреждения в соединительных и концевых муфтах.
b) Короткое замыкание вызывает осевое растяжение токопроводящих жил кабеля. Это растяжение может продолжаться в течение весьма длительного времени, особенно если кабель после короткого
c) В кабелях с пропитанной бумажной изоляцией расширение пропиточного состава может привести к значительному увеличению жидкостного давления. Если пропиточный состав просочится в соединительные и концевые муфты, может произойти размягчение битумного заполнения. Влага может проникнуть в арматуру и кабель в таком количестве, что повлияет на характеристики изоляции.
d) Установление предельного значения температуры подразумевает, что допустимо любое сочетание величины тока и времени, которое обеспечивает температуру, не превышающую это предельное значение. Для токов короткого замыкания этого недостаточно. Во избежание чрезмерных электромагнитных сил должен быть установлен дополнительный предел для пикового значения тока. Эти силы весьма существенны для концевых муфт и требуются соответствующие крепления, чтобы избежать их нежелательных перемещений и повреждений.
e) Если предполагается, что температура жилы будет выше 160 °С, то не следует применять муфты с использованием пайки.
f) Следует проверять конструкцию в отношении стабильности электрического контакта во всех соединениях муфт (таких как соединения токопроводящих жил, соединения брони и металлической оболочки) при коротком замыкании.
g) Проволоки экрана и/или брони, смонтированные вместе в соединительной или концевой муфте, могут иметь более низкие характеристики при коротком замыкании, чем в кабеле. Для таких соединений ожидаемое повышение температуры не должно быть чрезмерным для примененных материалов и должны быть предусмотрены соответствующие механические крепления.
h) Следует учитывать возможность усадки полимерной изоляции в продольном направлении на разделанных концах кабеля после воздействия температуры короткого замыкания.
3.4 Условия прокладки
Для наиболее полного использования характеристик кабеля в условиях короткого замыкания следует проанализировать влияние условий прокладки. Одним из важных факторов является величина и характер механического воздействия на кабель. Увеличение длины кабеля во время короткого замыкания может быть значительным. Когда этому удлинению оказывается противодействие, то возникают значительные силы.
Кабели воздушной прокладки рекомендуется прокладывать так, чтобы удлинение поглощалось в большей степени равномерно по длине (что достигается прокладкой по извилистой трассе), чем в результате повышенной подвижности только лишь нескольких точек. Места крепления должны быть расположены на достаточном расстоянии друг от друга, чтобы не препятствовать боковому смещению многожильных кабелей или групп одножильных кабелей.
Если кабели проложены непосредственно в грунте или места крепления расположены часто, должны быть установлены приспособления у соединительных и концевых муфт, компенсирующие возникающие продольные силы. Следует избегать резких изгибов, т.к. продольные силы трансформируются в радиальное давление в местах изгибов по трассе кабеля, что может вызвать повреждение термопластичных элементов конструкции кабеля, таких как изоляция и оболочки. Рекомендуется, чтобы минимальный радиус изгиба при прокладке отвечал соответствующим правилам по прокладке. Для кабелей воздушной прокладки желательно также избегать закрепления в местах изгиба для предотвращения местного давления на кабель.
