Тепловое сопротивление кабелей в трубопроводе с маслом или газом под давлением

В кабелях в трубе при расположении фаз по треугольнику с вершиной в верхнем положении (рис. 7.2) наибольшую температуру имеет верхняя жила. Поэтому все расчеты производятся именно для этой жилы.

Рис 7.2 – Схема расположения кабеля в трубопроводе

Экран на изолированной жиле и труба могут быть приняты за эквитермические поверхности, а перепад температур в масле или газе вследствие конвективной теплопередачи имеет место в основном около поверхностей кабеля и трубопровода, а в средней части масляной или газовой зоны перепад температур практически отсутствует. В этом случае тепловое сопротивление зоны масла можно рассматривать как сумму следующих сопротивлений теплопередачи: от поверхности кабеля в среду, заполняющую трубопровод, S_м1 и от среды к стенке трубопровода S_м2:

(7.61)

где b — удельное сопротивление теплоперехода от поверхности экрана или трубопровода в среду, заполняющую трубопровод;

d и D — диаметр кабеля по экрану и внутренний трубопровода;

– коэффициент, учитывающий, какая часть периметра верхнего кабеля участвует в теплоотводе через масло;

k₂ – коэффициент, учитывающий, какая часть периметра внутренней поверхности трубопровода участвует в теплопередаче через масло;

Если трубопровод заполнен маслом средней вязкости, то при температуре 40—60° С величина b может быть принята равной 425 град∙см²/вт. При заполнении азотом под избыточным давлением 14 ат b – 500 – 520 град∙см²/вт, но при снижении избыточного давления до 7 ат b возрастает на 27%, а при уменьшении давления до 0 – на 100%.

При расчете полного теплового сопротивления зоны масла S_М необходимо учитывать также теплоотвод от поверхности верхнего кабеля к трубопроводу за счет соприкосновения кабелей между собой и трубопроводом, т. е. учитывать теплоотвод вдоль экранов, тепловое сопротивление которых подключено параллельно S_M0

(7.62)

Для кабеля с покровом из двух медных лент и двух полукруглых проволок величина S_ЭК составляет примерно 230 град∙см²/вт.