Курсовая работа: Розвязання задач створення системи оперативного контролю параметрів ізоляції кабеля
Розрахунки за наведеним співвідношенням можуть бути виконані, якщо є відомості про σс та σω і про ширину dz cухої зони довкола кабеля, причому, по-перше, σс , σω , dz , І , Θ x , є взаємопов’язанами величинами, по-друге доступними є лише відомості про σс та σω , а значить в задачі про розрахунок допустимого струму в умовах висихання грунту при невідомих, для визначення яких можна скласти лише два рівняння, –– на основі вищевказаного співвідношення та для різниці температур між сухою зоною та оточуючим середовищем за загальною формулою для теплового опору грунту.
, (4.12)
, (4.13)
де
Θ 1 , Θ 2 , Θх –– температури жили, грунту, умовної ізотерми між сухою та вологою зонами;
L , rk , dz –– глибина прокладання, радіус кабеля, ширина cухої зони довкола кабеля;
ν –– відношення теплових опорів сухої та вологої зон грунту (ν = σс /σω ), обране незалежною змінною;
Θх , І –– змінні, що визначаються рішенням системи.
Розрахунки за (4.13)-(4.15) свiдчать, що при пiдсиханнi грунту i вiдповiдному збiльшеннi питомого теплового опору з 0,8ºС٠м/Вт до 3,2 ºС٠м/Вт гранично допустимий струм зменшуеться на 3-4%, тобто становить не менше 300А.
4 .2 У нестаціонарному режимі
Модель нагрівання кабеля базується на рівнянні теплового балансу, згідно з яким тепло, що виділяється в жилі кабеля йде на нагрівання самого кабеля та відводиться в навколишнє середовище:
, (4.14)
де P – потужність тепловиділення в кабелі;
С – теплоємність кабеля;
τ – поточний перегрів кабеля відносно температури оточуючого середовища;
S – тепловий опір оточуючого середовища.
Рішення диференційного рівняння теплового балансу відносно поточного перегріву кабеля, що має температуру довкілля таке:
При t = 0, τ = 0:
, (4.15)
де τ max = Θ ж – Θ ос – максимальний перегрів кабеля;
де Θ ж , Θ ос – відповідно температури жили та оточуючого середовища;
β – стала нагріву кабеля.
Cтала нагріву кабеля розраховується за формулою:
β = Сеф · S із , (4.16)
де S із –– тепловий опір ізоляції, який дорівнює 0,285 
;
Сеф –– ефективна теплоємність кабеля, яка розраховується за формулою:
, (4.17)
де С ж , С із , С S –– відповідно теплоємності жили, ізоляції без межижильних проміжків та ізоляції з межижильними проміжками відповідно;
k –– коефіцієнт, пов’язаний з тим, що температура захисних покривів приблизно вдвічі менша за температуру жили, тому k дорівнює 0,5.