Расчет теплового сопротивления одножильного кабеля с учетом диэлектрических потерь

Расчет теплового сопротивления изоляции одножильного кабеля без учета диэлектрических потерь производится по (5.31), которая может быть записана в следующей форме:

(7.53)

где σ_из— удельное тепловое сопротивление изоляции, °С∙см/вт.

Расчет теплового сопротивления защитных покровов производится по такой же формуле, но под знак логарифма необходимо подставлять отношение радиуса с защитными покровами к радиусу без защитных покровов.

Величины удельных тепловых сопротивлений различных материалов приведены в табл. 7.5. Тепловые потери в диэлектрике в отличие от потерь в жиле распределены по всей изоляции кабеля, поэтому расчет превышения температуры жилы кабеля за счет диэлектрических потерь будет несколько иным.

Диэлектрические потери в единице объема равны:

(7.54)

Диэлектрические потери в слое между r и r+dr на единице длины кабеля будут:

(7.55)

Сравнив уравнение (7.52) с (7.55), можно записать:

Таблица 7.5 – Удельные тепловые сопротивления различных материалов

(7.56)

Тепловой поток от диэлектрических потерь, проходящий через слой радиусом r,

(7.57)

Перепад температур в слое dr

(7.58)

Разность температур между жилой и оболочкой

(7.59)

Таким образом, перепад температур в изоляции, обусловленный диэлектрическими потерями, равен половине произведения из потерь в изоляции на ее тепловое сопротивление (между жилой и оболочкой). Это происходит вследствие того, что тепловой поток от потерь в слоях изоляции, расположенных ближе к оболочке, проходит не через всю изоляцию, а только через слои, отделяющие рассматриваемый слой от оболочки.

При наличии потерь в жиле и изоляции перепад температур между жилой и оболочкой можно вычислять по формуле

(7.60)

При определении температуры кабелей диэлектрические потери в изоляции учитываются только в кабелях на напряжение 100 кВи выше, так как в современных кабелях на меньшее напряжение диэлектрические потери весьма малы по сравнению с потерями в меди.