Во время эксплуатации кабельных линий переменный электрический ток в течение продолжительного периода времени протекает по токопроводящим жилам кабелей и вызывает их нагрев. Максимальное значение тока, при котором температура жил достигает предельно допустимых значений, но при этом не приводит к выходу кабеля из строя, называется максимальной допустимой длительной токовой нагрузкой. На величину этой нагрузки влияет номинальное напряжения сети, материал, из которого изготовлены жилы кабеля и их изоляция, номинальное сечение жил, а также температура воздуха или грунта (в зависимости от того, какой способ прокладки был выбран для данной кабельной линии). Температура жил не должна превышать значения, указанные в Таблице 1.
Материал изоляции кабелей | Допустимая температура нагрева жил кабеля, °C | |||
Длительно допустимая | В режиме перегрузки | Предельная при коротком замыкании | По условию невозгорания при коротком замыкании | |
Поливинилхлоридный пластикат | 70 | 90 | 160/140* | 350 |
Поливинилхлоридный пластикат пониженной пожароопасности | ||||
Полимерная композиция, не содержащая галогенов | 70 | 90 | 160/140* | 350 |
Сшитый полиэтилен | 90 | 130 | 250 | 400 |
ЭПР | 90 | 130 | 250 | |
* Для кабелей с токопроводящими жилами сечением более 300 мм | ||||
Кабельная бумага, пропитанная вязким или нестекающим составом при напряжении | Длительно допустимая температура нагрева жил кабелей, °C | Максимально допустимая температура нагрева жил кабелей, °C | ||
одножильных или в отдельной оболочке по каждой изолированной жиле | с поясной изоляцией | при коротком замыкании | при перегрузке | |
1 | 80 | 80 | 250 | 105 |
6 | - | 80/65** | 200 | 105/90** |
10 | - | 70/60** | 200 | 90/80** |
20 и 35 | 65 | - | 130 | - |
** Данные приведены для кабелей с пропиткой изоляционной бумаги из полиэтиленового воска |
Номинальное сечение жилы, мм² | Допустимые токовые нагрузки кабелей, А | |||||
одножильных | многожильных** | |||||
на постоянном токе | на переменном токе* | на переменном токе | ||||
на воздухе | в земле | на воздухе | в земле | на воздухе | в земле | |
1,5 | 29 | 41 | 22 | 30 | 21 | 27 |
2,5 | 37 | 55 | 30 | 39 | 27 | 36 |
4 | 50 | 71 | 39 | 50 | 36 | 47 |
6 | 63 | 90 | 50 | 62 | 46 | 59 |
10 | 86 | 124 | 68 | 83 | 63 | 79 |
16 | 113 | 159 | 89 | 107 | 84 | 102 |
25 | 153 | 207 | 121 | 137 | 112 | 133 |
35 | 187 | 249 | 147 | 163 | 137 | 158 |
50 | 227 | 295 | 179 | 194 | 167 | 187 |
70 | 286 | 364 | 226 | 237 | 211 | 231 |
95 | 354 | 436 | 280 | 285 | 261 | 279 |
120 | 413 | 499 | 326 | 324 | 302 | 317 |
150 | 473 | 561 | 373 | 364 | 346 | 358 |
185 | 547 | 637 | 431 | 412 | 397 | 405 |
240 | 655 | 743 | 512 | 477 | 472 | 471 |
300 | 760 | 845 | 591 | 539 | 542 | 533 |
400 | 894 | 971 | 685 | 612 | 633 | 611 |
500 | 1054 | 1121 | 792 | 690 | - | |
625/630 | 1252 | 1299 | 910 | 774 | ||
800 | 1481 | 1502 | 1030 | 856 | ||
1000 | 1718 | 1709 | 1143 | 933 | ||
* Прокладка треугольником вплотную. ** Для определения токовых нагрузок четырехжильных кабелей с жилами равного сечения в четырехпроводных сетях при нагрузке во всех жилах в нормальном режиме, а также для пятижильных кабелей данные значения должны быть умножены на коэффициент 0,93. |
Номинальное сечение жилы, мм² | Допустимые токовые нагрузки кабелей, А | |||||
одножильных | многожильных** | |||||
на постоянном токе | на переменном токе* | на переменном токе | ||||
на воздухе | в земле | на воздухе | в земле | на воздухе | в земле | |
1,5 | 35 | 48 | 28 | 33 | 25 | 31 |
2,5 | 46 | 63 | 36 | 42 | 34 | 40 |
4 | 60 | 82 | 47 | 54 | 45 | 52 |
6 | 76 | 102 | 59 | 67 | 56 | 64 |
10 | 105 | 136 | 82 | 89 | 78 | 86 |
16 | 139 | 175 | 108 | 115 | 104 | 112 |
25 | 188 | 228 | 146 | 147 | 141 | 144 |
35 | 230 | 274 | 180 | 176 | 172 | 173 |
50 | 281 | 325 | 220 | 208 | 209 | 205 |
70 | 356 | 399 | 279 | 255 | 265 | 253 |
95 | 440 | 478 | 345 | 306 | 327 | 304 |
120 | 514 | 546 | 403 | 348 | 381 | 347 |
150 | 591 | 614 | 464 | 392 | 437 | 391 |
185 | 685 | 695 | 538 | 443 | 504 | 442 |
240 | 821 | 812 | 641 | 515 | 598 | 515 |
300 | 956 | 924 | 739 | 575 | 688 | 583 |
400 | 1124 | 1060 | 860 | 661 | 807 | 669 |
500 | 1328 | 1223 | 997 | 746 | - | |
625/630 | 1576 | 1416 | 1149 | 840 | ||
800 | 1857 | 1632 | 1302 | 932 | ||
1000 | 2163 | 1862 | 1451 | 1019 | ||
* Прокладка треугольником вплотную. ** Для определения токовых нагрузок четырехжильных кабелей с жилами равного сечения в четырехпроводных сетях при нагрузке во всех жилах в нормальном режиме, а также для пятижильных кабелей данные значения должны быть умножены на коэффициент 0,93. |
Сечение токопроводящих жил, мм² | Длительно допустимый ток, А | ||||
одножильных | двухжильных | трехжильных | |||
прокладка | |||||
на воздухе | на воздухе | в земле | на воздухе | в земле | |
1,5 | 23 | 19 | 33 | 19 | 27 |
2,5 | 30 | 27 | 44 | 25 | 38 |
4 | 41 | 38 | 55 | 35 | 49 |
6 | 50 | 50 | 70 | 42 | 60 |
10 | 80 | 70 | 105 | 55 | 90 |
16 | 100 | 90 | 135 | 75 | 115 |
25 | 140 | 115 | 175 | 95 | 150 |
35 | 170 | 140 | 210 | 120 | 180 |
50 | 215 | 175 | 265 | 145 | 225 |
70 | 270 | 215 | 320 | 180 | 275 |
95 | 325 | 260 | 385 | 220 | 330 |
120 | 385 | 300 | 445 | 260 | 385 |
150 | 440 | 350 | 505 | 305 | 435 |
185 | 510 | 405 | 570 | 350 | 500 |
240 | 605 | - | - | - | - |
Сечение основых жил, мм² | Длительно допустимая сила тока, А | |
КГЭ | КГЭ-ХЛ | |
10 | 82 | 91 |
16 | 106 | 117 |
25 | 141 | 157 |
35 | 170 | 189 |
50 | 213 | 235 |
70 | 260 | 288 |
95 | 313 | 346 |
Чаще всего для прокладки кабельных линий используется кабель медный, токовая нагрузка которого выше, чем у кабелей с алюминиевыми жилами с аналогичным сечением. Поэтому рассмотрим допустимые токовые нагрузки кабелей с медными жилами с изоляцией из ПВХ пластиката, полимерных композиций, резины, кабельной бумаги, сшитого полиэтилена при различных условиях прокладки.
Следует учитывать, что температура окружающего пространства зависит от климатического региона и, к тому же, изменяется в течение года. Ниже приводятся таблицы, в которых указан допустимый длительный ток для кабелей с медными жилами эксплуатируемых при полной нагрузке и рассчитанный для температуры воздуха +250С внутри и снаружи помещений, а также температуре грунта 150С на глубине 0,7-0,8 м при удельном термическом сопротивлении 1,2 К м/Вт.
Для кабелей, работающих в режиме перегрузки, вводятся поправочные коэффициенты:
с изоляцией из ПВХ пластиката и безгалогеновых полимерных композиций:
- при прокладке на воздухе – 1,16
- при прокладке в земле – 1,13
с изоляцией из сшитого полиэтилена:
- при прокладке на воздухе – 1,20
- при прокладке в земле – 1,17
Сечение жил, мм² | Длительно допустимые токовые нагрузки кабелей, А | |||
одножильные | многожильные | |||
в земле | на воздухе | в земле | на воздухе | |
6 | 58 | 53 | ||
10 | 106 | 108 | 78 | 73 |
16 | 138 | 143 | 102 | 97 |
25 | 179 | 191 | 134 | 127 |
35 | 213 | 234 | 163 | 157 |
50 | 261 | 295 | 200 | 195 |
70 | 323 | 363 | 241 | 247 |
95 | 384 | 438 | 287 | 301 |
120 | 438 | 507 | 325 | 348 |
150 | 498 | 586 | 365 | 400 |
185 | 559 | 667 | 404 | 451 |
240 | 651 | 793 | 455 | 522 |
300 | 738 | 912 | ||
400 | 870 | 1100 | ||
500 | 987 | 1268 | ||
625 | 1124 | 1472 | ||
800 | 1295 | 1729 |
Сечение жил, мм² | Длительно допустимые токовые нагрузки кабелей, А | |||
6 кВ | 10 кВ | |||
в земле | на воздухе | в земле | на воздухе | |
10 | 77 | 74 | ||
16 | 101 | 98 | 92 | 89 |
25 | 132 | 130 | 119 | 115 |
35 | 160 | 160 | 144 | 142 |
50 | 197 | 200 | 176 | 175 |
70 | 236 | 244 | 212 | 219 |
95 | 280 | 296 | 251 | 265 |
120 | 318 | 342 | 284 | 305 |
150 | 358 | 392 | 318 | 349 |
185 | 396 | 442 | 352 | 393 |
240 | 448 | 512 | 396 | 455 |
Сечение жил, мм² | Длительно допустимые токовые нагрузки кабелей, А | |||
20 кВ | 35 кВ | |||
Расположение | ||||
треугольником | в плоскости | треугольником | в плоскости | |
на воздухе | ||||
25 | 125 | 135 | ||
35 | 155 | 165 | ||
50 | 185 | 200 | ||
70 | 240 | 250 | ||
95 | 285 | 300 | ||
120 | 330 | 350 | 335 | 360 |
150 | 380 | 400 | 380 | 410 |
185 | 435 | 455 | 440 | 470 |
240 | 510 | 530 | 520 | 560 |
300 | 580 | 600 | 590 | 630 |
400 | 690 | 700 | 690 | 720 |
Сечение жил, мм² | Длительно допустимые токовые нагрузки кабелей, А | |||
20 кВ | 35 кВ | |||
в земле | на воздухе | в земле | на воздухе | |
25 | 125 | 120 | ||
35 | 150 | 145 | ||
50 | 180 | 175 | ||
70 | 220 | 220 | ||
95 | 265 | 265 | ||
120 | 300 | 310 | 285 | 300 |
150 | 340 | 350 | 325 | 340 |
185 | 380 | 400 |
Номинальное напряжение кабеля, кВ | Значение поправочного коэффициента в зависимости от температуры окружающей среды, °C | ||||||||||
0 | 5 | 10 | 15 | 20 | 25 | 30 | 35 | 40 | 45 | 50 | |
Прокладка на воздухе | |||||||||||
1 и 6 | 1,2 | 1,17 | 1,13 | 1,09 | 1,04 | 1 | 0,95 | 0,9 | 0,85 | 0,8 | 0,74 |
10 | 1,24 | 1,2 | 1,15 | 1,11 | 1,05 | 1 | 0,94 | 0,88 | 0,81 | 0,74 | 0,67 |
20-35 | 1,27 | 1,22 | 1,17 | 1,12 | 1,06 | 1 | 0,94 | 0,87 | 0,79 | 0,71 | 0,61 |
Прокладка в земле | |||||||||||
1 и 6 | 1,11 | 1,08 | 1,04 | 1 | 0,96 | 0,92 | 0,88 | 0,83 | 0,73 | 0,73 | 0,68 |
10 | 1,13 | 1,09 | 1,04 | 1 | 0,95 | 0,9 | 0,85 | 0,8 | 0,74 | 0,67 | 0,6 |
20-35 | 1,14 | 1,1 | 1,05 | 1 | 0,95 | 0,89 | 0,84 | 0,77 | 0,71 | 0,63 | 0,55 |
При выполнении расчетов кабельных линий необходимо брать в расчет, что величина длительно допустимых токов для кабелей с защитным покровом типа К, проложенных в воде увеличиваются в 1,1 раза
Если температура воздуха или грунта отличается от значений, для которых были произведены расчеты, то длительно допустимые токовые нагрузки вычисляются путем умножения на поправочный коэффициент в соответствии данными из таблицы 10
Данными из приведенных выше таблиц, можно пользоваться при проектировании кабельных линий, проложенных на открытом воздухе или под землей. Однако монтаж электропроводок в низковольтных электроустановках может производиться внутри труб из различного материала, кабельных лотках, коробах и т. д. Прокладка может быть как скрытой, так и открытой, одиночной или групповой. В этом случае расчет максимальных допустимых нагрузок по току осуществляется в соответствии с данными, указанными в ГОСТ 50571.5.52-2011.
Сечение токопроводящих жил, мм² | Напряжение | |||||
0,6 кВ | 1,0 кВ | 3,0 кВ | ||||
на воздухе | в земле | на воздухе | в земле | на воздухе | в земле | |
1 | 17 | 24 | 18 | 25 | ||
1,5 | 21 | 31 | 25 | 37 | ||
2,5 | 29 | 42 | 33 | 50 | ||
4 | 39 | 57 | 46 | 240 | ||
6 | 51 | 74 | 56 | 80 | ||
10 | 74 | 108 | 80 | 97 | 62 | 91 |
16 | 97 | 142 | 107 | 125 | 106 | 155 |
25 | 130 | 191 | 135 | 160 | 140 | 205 |
35 | 166 | 244 | 169 | 191 | 176 | 259 |
50 | 212 | 312 | 207 | 226 | 224 | 330 |
70 | 259 | 380 | 268 | 277 | 283 | 416 |
95 | 327 | 481 | 328 | 331 | 342 | 503 |
120 | 382 | 561 | 383 | 377 | 402 | 590 |
150 | 444 | 653 | 444 | 420 | 473 | 695 |
185 | 519 | 763 | 510 | 476 | 538 | 791 |
240 | 624 | 918 | 607 | 550 | 661 | 972 |
300 | 703 | 620 | 771 | 1134 | ||
400 | 823 | 700 | 947 | 1392 | ||
500 | 1048 | 1541 | ||||
630 | 1242 | 1826 | ||||
800 | 1466 | 2155 |
Сечение токопроводящих жил, мм² | Напряжение | |||||
0,6 кВ | 1,0 кВ | 3,0 кВ | ||||
на воздухе | в земле | на воздухе | в земле | на воздухе | в земле | |
1 | 15 | 22 | 16 | 23 | ||
1,5 | 19 | 28 | 23 | 33 | ||
2,5 | 26 | 38 | 30 | 46 | ||
4 | 35 | 51 | 56 | |||
6 | 46 | 68 | 51 | 72 | ||
10 | 67 | 98 | 73 | 119 | 56 | 82 |
16 | 88 | 129 | 96 | 147 | 96 | 141 |
25 | 118 | 173 | 127 | 199 | 1271 | 87 |
35 | 151 | 222 | 160 | 240 | 160 | 235 |
50 | 193 | 284 | 204 | 316 | 204 | 300 |
70 | 257 | 391 | 257 | 378 | ||
95 | 311 | 467 | 311 | 457 | ||
120 | 365 | 540 | 365 | 537 | ||
150 | 430 | 611 | 430 | 632 | ||
185 | 489 | 694 | 489 | 719 | ||
240 | 601 | 588 | 601 | 883 | ||
300 | 701 | 671 | ||||
400 | 861 | 824 |
Сечение токопроводящих жил, мм² | Напряжение | |||||||
6-15 кВ | 20-35 кВ | |||||||
в плоскости | треугольником | в плоскости | треугольником | |||||
на воздухе | в земле | на воздухе | в земле | на воздухе | в земле | на воздухе | в земле | |
25 | 208 | 174 | 169 | 153 | ||||
35 | 217 | 220 | 192 | 193 | ||||
50 | 290 | 250 | 240 | 225 | 290 | 230 | 250 | 225 |
70 | 360 | 310 | 300 | 275 | 365 | 290 | 310 | 270 |
95 | 448 | 336 | 387 | 326 | 446 | 336 | 389 | 326 |
120 | 515 | 380 | 445 | 370 | 513 | 380 | 448 | 371 |
150 | 574 | 416 | 503 | 413 | 573 | 417 | 507 | 413 |
185 | 654 | 466 | 577 | 466 | 652 | 466 | 580 | 466 |
240 | 762 | 531 | 677 | 537 | 760 | 532 | 680 | 538 |
300 | 865 | 590 | 776 | 604 | 863 | 582 | 779 | 605 |
400 | 959 | 633 | 891 | 677 | 957 | 635 | 895 | 678 |
500 | 1081 | 697 | 1025 | 759 | 1081 | 700 | 1027 | 762 |
630 | 1213 | 762 | 1166 | 848 | 1213 | 766 | 1172 | 851 |
800 | 1349 | 825 | 1319 | 933 | 1351 | 830 | 1325 | 942 |
1000 | 1423 | 900 | 1411 | 1003 | 1430 | 906 | 1415 | 1007 |
Сечение токопроводящих жил, мм² | Напряжение | |||
6-15 кВ | 20-35 кВ | |||
на воздухе | в земле | на воздухе | в земле | |
25 | 145 | 147 | ||
35 | 173 | 175 | ||
50 | 206 | 207 | 215 | 207 |
70 | 255 | 253 | 264 | 248 |
95 | 329 | 300 | 331 | 300 |
120 | 374 | 340 | 376 | 341 |
150 | 423 | 384 | 426 | 384 |
185 | 479 | 433 | 481 | 433 |
240 | 562 | 500 | 564 | 500 |
300 | 630 | 563 | 630 | 563 |
400 | 710 | 635 | 710 | 635 |
Номинальное сечение жилы, мм² | Ток при прокладке в земле, А | |||
кабели 6, 10 кВ | кабели 20, 35 кВ | |||
в плоскости | треугольником | в плоскости | треугольником | |
35 | 221 | 193 | ||
50 | 250 | 225 | 230 | 225 |
70 | 310 | 275 | 290 | 270 |
95 | 336 | 326 | 336 | 326 |
120 | 380 | 370 | 380 | 371 |
150 | 416 | 413 | 417 | 413 |
185 | 466 | 466 | 466 | 466 |
240 | 531 | 537 | 532 | 538 |
300 | 590 | 604 | 582 | 605 |
400 | 633 | 677 | 635 | 678 |
500 | 697 | 759 | 700 | 762 |
630 | 762 | 848 | 766 | 851 |
800 | 825 | 933 | 830 | 942 |
Для кабелей с изоляцией из силанально сшитого полиэтилена на напряжение от 6 до 35 кВ токовые нагрузки рассчитаны исходя из условий, что экраны заземлены с обеих сторон.
Если температура воздуха или грунта отличается от значений, для которых были произведены расчеты, то длительно допустимый ток медного кабеля корректируется с помощью поправочного коэффициента в соответствии с данными из таблиц 18 и 19
Для кабелей, эксплуатируемых в режиме перегрузки, продолжительные предельные токовые нагрузки рассчитываются с учетом корректировочного коэффициента, равного:
- для прокладки в земле – 1,17
- для прокладки на воздухе – 1,2
При расчете токовых нагрузок для одножильных кабелей, прокладываемых под землей в трубах, длина которых превышает 10 метров, учитываются коэффициенты:
при раздельной прокладке кабелей – 0,94
при групповой прокладке – 0,9
Если осуществляется подземная прокладка нескольких кабельных линий, то длительные токи рассчитываются с учетом поправочных коэффициентов из таблицы 20.
Номинальное сечение жилы, А | Ток при прокладке на воздухе, А | |||
кабели 6, 10 кВ | кабели 20, 35 кВ | |||
в плоскости | треугольником | в плоскости | треугольником | |
35 | 250 | 203 | ||
50 | 290 | 240 | 290 | 250 |
70 | 360 | 300 | 365 | 310 |
95 | 448 | 387 | 446 | 389 |
120 | 515 | 445 | 513 | 448 |
150 | 574 | 503 | 573 | 507 |
185 | 654 | 577 | 652 | 580 |
240 | 762 | 677 | 760 | 680 |
300 | 865 | 776 | 863 | 779 |
400 | 959 | 891 | 957 | 895 |
500 | 1081 | 1025 | 1081 | 1027 |
630 | 1213 | 1166 | 1213 | 1172 |
800 | 1349 | 1319 | 1351 | 1325 |
Сечение жилы, мм² | Ток при прокладке в земле, А | Ток при прокладке на воздухе, А | ||||
6 кВ | 10 кВ | 20 и 35 кВ | 6 кВ | 10 кВ | 20-35 кВ | |
35 | 164 | 192 | - | 179 | 196 | - |
50 | 192 | 207 | 207 | 213 | 206 | 215 |
70 | 233 | 253 | 248 | 263 | 255 | 264 |
95 | 279 | 300 | 300 | 319 | 329 | 331 |
120 | 316 | 340 | 341 | 366 | 374 | 376 |
150 | 352 | 384 | 384 | 413 | 423 | 426 |
185 | 396 | 433 | 433 | 417 | 479 | 481 |
240 | 457 | 500 | 500 | 550 | 562 | 564 |
300 | 557 | 573 | - | 630 | 635 | - |
Условия прокладки | Поправочные коэффициенты при температуре окружающей среды, °C | |||||||||||
Температру | -5 | 0 | 5 | 10 | 15 | 20 | 25 | 30 | 35 | 40 | 45 | 50 |
Земля | 1,13 | 1,1 | 1,06 | 1,03 | 1,0 | 0,97 | 0,93 | 0,89 | 0,86 | 0,82 | 0,77 | 0,73 |
Воздух | 1,21 | 1,18 | 1,14 | 1,11 | 1,07 | 1,04 | 1,0 | 0,96 | 0,92 | 0,88 | 0,83 | 0,78 |
Удельное тепловое сопротивление грунта, °C см/Вт | Поправочный коэффициент |
250 | 0,80 |
200 | 0,85 |
150 | 0,93 |
120 | 1,00 |
100 | 1,05 |
80 | 1,13 |
Расстояние между кабелями в свету, мм | Поправочные коэффициенты при количестве кабельных линий, шт | |||||
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | |
100 | 1 | 0,90 | 0,85 | 0,80 | 0,78 | 0,75 |
200 | 1 | 0,92 | 0,87 | 0,84 | 0,82 | 0,81 |
300 | 1 | 0,93 | 0,90 | 0,87 | 0,86 | 0,85 |