Проверка сечения кабелей по току нагрева

ПУЭ 7. Правила устройства электроустановок. Издание 7

1.3.2. Проводники любого назначения должны удовлетворять требованиям в отношении предельно допустимого нагрева с учетом не только нормальных, но и послеаварийных режимов, а также режимов в период ремонта и возможных неравномерностей распределения токов между линиями, секциями шин и т. п. При проверке на нагрев принимается получасовой максимум тока, наибольший из средних получасовых токов данного элемента сети. ¶

1.3.3. При повторно-кратковременном и кратковременном режимах работы электроприемников (с общей длительностью цикла до 10 мин и длительностью рабочего периода не более 4 мин) в качестве расчетного тока для проверки сечения проводников по нагреву следует принимать ток, приведенный к длительному режиму. При этом: ¶

1) для медных проводников сечением до 6 мм 2 , а для алюминиевых проводников до 10 мм 2 ток принимается как для установок с длительным режимом работы; ¶

2) для медных проводников сечением более 6 мм 2 , а для алюминиевых проводников более 10 мм 2 ток определяется умножением допустимого длительного тока на коэффициент ¶

, где Т_ПЕ — выраженная в относительных единицах длительность рабочего периода (продолжительность включения по отношению к продолжительности цикла). ¶

1.3.4. Для кратковременного режима работы с длительностью включения не более 4 мин и перерывами между включениями, достаточными для охлаждения проводников до температуры окружающей среды, наибольшие допустимые токи следует определять по нормам повторно — кратковременного режима (см. 1.3.3). При длительности включения более 4 мин, а также при перерывах недостаточной длительности между включениями наибольшие допустимые токи следует определять как для установок с длительным режимом работы. ¶

1.3.5. Для кабелей напряжением до 10 кВ с бумажной пропитанной изоляцией, несущих нагрузки меньше номинальных, может допускаться кратковременная перегрузка, указанная в табл. 1.3.1. ¶

1.3.6. На период ликвидации послеаварийного режима для кабелей с полиэтиленовой изоляцией допускается перегрузка до 10%, а для кабелей с поливинилхлоридной изоляцией до 15% номинальной на время максимумов нагрузки продолжительностью не более 6 ч в сутки в течение 5 сут., если нагрузка в остальные периоды времени этих суток не превышает номинальной. ¶

На период ликвидации послеаварийного режима для кабелей напряжением до 10 кВ с бумажной изоляцией допускаются перегрузки в течение 5 сут. в пределах, указанных в табл. 1.3.2. ¶

Таблица 1.3.1. Допустимая кратковременная перегрузка для кабелей напряжением до 10 кВ с бумажной пропитанной изоляцией ¶

Коэффициент предварительной нагрузки

Допустимая перегрузка по отношению к номинальной в течение, ч

Греющий кабель для водопровода

Греющий кабель применяется для предотвращения замерзания воды в трубе, делается это путем нагревания.

Разберем какие бывают греющие кабели и что за механизм находится в основе их работы. Греющий кабель бывает резистивный и саморегулирующейся. Резистивный опять же бывает разных видов: одножильный и двужильный, а также еще один подвид – зонально-резистивный.

Слева резистивный, справа саморегулирующий греющий кабель.

Резистивный греющий кабель для водопровода

Резистивный кабель от слова резистивность, что означает сопротивляемость. Принцип его работы очень прост: внутри этого кабеля жила из сплава с большим сопротивлением. Когда по нему проходит ток, кабель выделяет тепло. Соответственно если жила одна, то к источнику питания необходимо подсоединить оба противоположных конца, то есть проложить кабель вдоль точки обогрева и вернуть второй конец к розетке (замкнуть “петлю”). На двужильный же кабель на конце просто устанавливается или уже установлена производителем концевая заделка.

Чтобы “не перестараться” с обогревом с резистивными кабелями обязательно устанавливать терморегулятор! Терморегулятор ограничивает температуру нагрева и не даст перегореть кабелю или расплавить трубу, также с помощью него можно настроить температуру включения.

К основным преимуществам резистивного греющего кабеля относится невысокая стоимость и высокое удельное тепловыделение.

Конструктив резистивных проводников не позволяет резать кабель на участки нужной длины. Также запрещается укладывать витки кабеля с пересечением или даже близко друг к другу, так как возможно произойдет перегрев металлических сердечников и выход изделия из строя.

Зонально-резистивный греющий кабель

Также его называют – секционный резистивный кабель. В этом кабеле проложена нагревательная спираль, в которой через равные промежутки есть контакт с токоведущими жилами, благодаря этому формируются зоны тепловыделения соединенные параллельно. Соответственно данный тип кабеля можно резать на куски необходимой длины, но только кратно этому промежутку! Кратность зависит от производителя, может быть и 1 метр и 10…

Схема секционно-резистивного нагревательного кабеля «RIM»

Саморегулирующий греющий кабель для водопровода

Саморегулирующийся кабель имеет следующий принцип работы: замкнутого контура (“петли”) как такового там нет, но между двух жил имеется сложный полимер, который при остывании образует мосты проводимости, то есть именно в точке охлаждения замыкается “петля”. Соответственно начинает “течь” ток и разогреваться жилы (и первая, и вторая), то есть по всей длине кабеля будет разная температура.

К достоинствам саморегулирующегося нагревательного кабеля относится надежность в эксплуатации, регулировка мощности на отдельных участках кабеля, возможность отрезать куски необходимой длины.

При использовании самрегов термостаты уже не нужны, из названия следует, что температуру регулирует сам кабель, перегрева не произойдет!

Различия греющих кабелей одного типа

Греющие кабели отличаются оболочками. Соответственно, те которые можно монтировать внутрь трубы с питьевой водой должны иметь специальную пищевую наружную оболочку, а для внутреннего обогрева канализации у кабеля должна быть химически стойкая внешняя оболочка. Экранированные или нет, экран – это заземление. Отличаются также и размерами, для внутреннего использования кабеля изготавливаются меньшего сечения – для удобства протаскивания и, чтобы занимать меньше пространства внутри трубы.

Как подобрать греющий кабель по мощности

По мощности кабели отличаются, начинаются они с 10 ватт. Точный расчет мощности кабеля включает в себя: температуру воды, теплопотери трубы и термоизоляцию трубы, но слишком утомителен и сложен для обычных граждан, поэтому, чтобы облегчить выбор опытным путем выведены следующие усредненные рекомендации для обогрева труб диаметром:

• до 40 мм: 16 Ватт на метр;
• от 40 до 60 мм: 24 Ватт на метр;
• свыше 60 мм: 30 Ватт на метр;
• свыше 100 мм: 40 Ватт на метр;
• внутри труб до 40 мм достаточно будет 10 Ватт на метр.

Все рекомендации предоставлены учитываю теплоизоляцию труб, которую желательно предусмотреть, чтобы не греть воздух.

Сколько потребляет греющий кабель электричества

Резистивный греющий кабель потребляет постоянное количество электроэнергии, соответственно посчитать сколько именно в час – можно просто, перемножив паспортное значение мощности в Вт/м на количество метров. В случае с саморегулирующим кабелем многое зависит от температуры воздуха и теплоизоляции, как правило, если она имеется (хоть какая), то можно снижать теоретическое потребление самрега от номинальных паспортных значений приблизительно в два раза.

Температура нагрева греющего кабеля

Саморегулирующийся греющий кабель нагревается до температуры в зависимости от его исполнения и вне зависимости от его мощности:

• Низкотемпературные – до +65 ºС;
• Среднетемпературные – до +120 ºС;
• Высокотемпературные – до +240 ºС.

Температура нагрева резистивных кабелей зависит от мощности и от производителя.

Температура нагрева греющих кабелей секционно-резистивного типа фирмы «RIM».

Обязательна ли теплоизоляция

Независимо от типа, способа монтажа греющего кабеля и температур по вашему региону на трубопровод следует смонтировать теплоизоляцию. Иначе на обогрев будет расходоваться больше количества энергии. В случае невозможности теплоизоляции труб с ограниченным доступом, кабель необходимо выбирать большей мощности, чем в указанных выше рекомендациях.

Причины поломки греющих кабелей

Если не брать в расчет брак при производстве некачественных кабелей, то к основным причинам выхода из строя можно отнести:

1. Низкое напряжение в сети. Кабелю нужно паспортное значение напряжения, если у вас по факту оно сильно меньше, его может не хватить для обогрева;
2. Саморегулирующиеся кабеля выходят из строя от частых включений/выключений. Количество зависит от производителя, однако все равно желательно держать этот тип кабеля постоянно включенным на период необходимого обогрева;
3. Некачественное сращивание с питающим кабелем;
4. Неправильная концевая заделка.

Концевая заделка

Концевая заделка выполняется для того, чтобы не было короткого замыкания между жилами. Подробная инструкция на схеме ниже. Кабель отрезается ступенькой (шаг 2), чтобы концы дальше развести друг от друга (доп. защита), также нужно добиться полной герметичности, в случае использования кабеля в контакте с водой, например внутри трубы.

На изображении представлена инструкция по выполнению концевой заделки секционно-резистивного нагревательного кабеля «RIM». Если у вас не секционный кабель, то и “точек контакта” в кабеле нет, соответственно шаг № 1 исключается.

Как подключить греющий кабель

Для подключения греющего кабеля необходимо произвести изоляцию оголенных концов кабеля, смонтировав на один конец концевую заделку, а на другой монтажный вывод. Монтажный вывод соединить с питающем кабелем на конце которого есть вилка для подключения в сеть. Используются для этого готовые комплекты термоусадочных трубок (обжимные муфты) для подключения греющего кабеля. Наглядная схема подключения саморегулирующего греющего кабеля к сети на видео ниже.

Подключение резистивного греющего кабеля к сети происходит через терморегулятор, схема ниже.

Схема подключения резистивного греющего кабеля через терморегулятор

Как проверить греющий кабель

Проверить греющий кабель на целостность можно мультиметром, для этого переводим устройство в режим измерения сопротивления (см. картинку ниже) и подсоединяем щупы к жилам:

1. Чтобы проверить повреждение (не закоротились ли между собой жилы), подсоединяем один щуп к первой жиле, второй ко второй. Если показывает 0 (нуль) и зазвучал сигнал, то есть КЗ – кабель поврежден.
2. Если хотим проверить целостность жилы по всей длине (нет ли разрыва), то подсоединяем щупы к двум разным концам одной жилы, в этом случае должно показать короткое (КЗ), то есть нуль и звуковой сигнал – это норма, кабель целостный.

Режим проверки сопротивления греющего кабеля на целостность мультиметром.

Проверка мультиметром покажет только уже существующее замыкание, чтобы проверить потенциальное повреждение изоляции (еще не критическое) необходимо проверить сопротивление изоляции между токопроводящими жилами и землей (металлическая оплетка), используя мегомметр 2500 В постоянного тока (мин. 500В). Присоединить отрицательный (-) вывод к металлической оплетке греющего кабеля, а положительный (+) вывод – к токоподводящим жилам греющего кабеля. Какой бы ни была длина кабеля, минимальное сопротивление изоляции должно составлять 10 мега Ом.

Сопротивления изоляции необходимо проводить на трёх уровнях напряжения: 500, 1000 и 2500 В постоянного тока. Проверка сопротивления изоляции только 500 и 1000 В может не выявить серьезных повреждений.

Также до начала монтажа рекомендуется подключить греющий кабель к сети и проверить его на качество нагрева. Проверка кабеля должна быть проведена до монтажа, но после того, как будет выполнена изоляция концевой заделки.

Монтаж греющего кабеля на трубу снаружи

Среди способов монтажа греющих кабелей снаружи трубы существует линейная прокладка (при этом можно проложить несколько кабелей) и намотка по спирали. Последняя используется на трубах большого диаметра, когда линейная мощность, получаемая при прямой укладке, является недостаточной, или в случае, когда требуется равномерный нагрев.

Чем фиксировать нагревающий кабель:

• алюминиевая клейкая лента
• пластиковые хомуты-стяжки
• стеклотканевый скотч

Основное правило монтажа – не допускайте пересечения нагревательных кабелей.

Не обязательно полностью закрывать нагревательный элемент алюминиевой клейкой лентой, но это рекомендуется, так как будет улучшена теплоотдача за счет более плотного прилегания греющего кабеля и трубопровода.

Это исключает риск получения ожогов от нагревательного кабеля. Этот тип монтажа настоятельно рекомендуется на фланцах, клапанах, точках разбора. Для закрепления на крышах или на поверхности, где нельзя использовать крепёж, Тэн монтируется

После фиксации кабеля на трубу необходимо надеть кожух теплоизоляционный и желательно проклеить стыки теплоизоляции алюминиевым скотчем.

Монтаж греющего кабеля внутри трубы

Монтаж греющего кабеля внутри трубы водопровода в целом сложностей не доставляет. Необходимо приобрести специальный сальник (муфта), который обеспечивает герметичность ввода кабеля. И подобрать тройник, в который будет присоединяться греющий кабель через сальник. На видео ниже все предельно понятно.

Главное стараться избегать прямых и острых углов при укладке кабеля во внутрь трубы, чтобы не повредить целостность кабеля. И выбирайте качественный кабель и сальники.

Способы устранения проблемы

Если вы заметили греющий кабель, то необходимо знать, как можно решить данную проблему. Существует несколько популярных способов определения неисправности и её устранения.

Бытовая техника

Бытовая техника – это основная причина перегрева электрической сети. Чрезмерный нагрев проводников происходит из-за большой мощности потребителя и не рассчитанного на такую мощность кабеля. Но если причина не в этом, то простая последовательность поможет быстро найти и устранить неисправность.

1. Проверьте, по всей ли длине кабель одинаково нагрет, или большая температура наблюдается в одном месте. Частая проблема – плохой электрический контакт вилки и кабеля, идущего к бытовому прибору.

Как устранить:

• Необходимо выкрутить болты крепления корпуса вилки и снять верхнюю крышку.
• Послабить контакты крепления проводов и достать провода.
• Зачистить провода и места контактов – устранить все препятствия на пути прохождения электрического тока. Затем уложить провода на своё место и тщательно затянуть болты.
• Окончательный этап – сборка крышки.

1. Плохой контакт кабеля на входе бытового прибора. Если вилка цела, качество контактов на должном уровне, а провод греется с другой стороны, то следует проверить распредкоробку (или как её называют – клеммную коробку) бытового прибора.

Как устранить:

• Выкрутить 4 болта крепления верхней крышки клеммной коробки и снять саму крышку. Под ней размещена клеммная колодка, в которой выполнен прямой контакт входного провода и провода бытового прибора.
• Колодку следует открутить, достать провода и зачистить их, а также места крепления колодки. Для зачистки удобно использовать небольшой надфиль или мелкозернистую наждачную бумагу.
• После зачистки, кабели установить в клеммную колодку, затянуть болтами и поставить на своё место крышку.

1. Если кабель греется по всей длине, а розетка рассчитана на допустимый ток бытового прибора, то причина только одна — низкое качество кабеля. Такой проводник следует заменить.

Электропроводка

Излишнее нагревание проводов в домашней электропроводке сопровождается запахом горелой изоляции и приводит к неправильной работе бытовой техники. В некоторых случаях возможен даже выход из строя электрических приборов.

Последовательность определения неисправности:

1. Основной проблемой может быть место подключения силовых кабелей в квартирном щитке. Обычно входной кабель крепят к медной шине, от которой пойдут провода дальше в квартиру. Ослабленный контакт на шине приводит к постепенному нагреву кабеля, также возможно искрение. Достаточно зачистить провод и немного подтянуть контакты.

Важно! Многожильные медные провода необходимо сначала опрессовать гильзой, после чего наконечник закрепить на шине с помощью болтового соединения.

1. Ещё одна причина повышения температуры проводника – слабый контакт на автоматическом выключателе или его неисправность. Высокий номинал автомата приводит к постепенному нагреву кабелей, оплавлению изоляции и его возгоранию. Достаточно включить несколько мощных бытовых приборов, например, стиральную машину и бойлер, при неработающем автомате, и результат не заставит себя долго ждать. Плохой контакт проводника и автоматического выключателя
2. Распределительная коробка – одно из самых небезопасных мест электромонтажа. Одна недожатая скрутка приводит к сгоревшей изоляции и возможному короткому замыканию. Поэтому все соединения в распределительных коробках лучше выполнять, используя медные клеммники.

Расчет длины греющих кабелей для трубопроводов

Для расчета системы электрообогрева трубопровода следует определить необходимую длину греющего кабеля для прокладки. Определить эту величину можно, зная размеры трубы (длину и диаметр), толщину теплоизоляции, удельную мощность используемого кабеля и разницу между температурой воды в трубопроводе и наиболее низкой для данного региона температурой воздуха.

Расчет длины нагревательных кабелей для труб выполняется по формуле:

где:
Lтр — длина обогреваемого трубопровода, м;
Qуд — удельные теплопотери, Вт/м (см. табл. 1);
Kзап — коэффициент запаса (см. табл. 2);
Pуд. – мощность кабеля (указывается в маркировке);