WikiDer > Метод Неера – МакГрата

Neher–McGrath method

В электротехника, Neher – McGrath представляет собой метод оценки установившейся температуры электрического электрические кабели для некоторых часто встречающихся конфигураций. Путем оценки температуры кабелей можно рассчитать безопасную длительную допустимую нагрузку по току кабелей.

Дж. Х. Неер и М. Х. МакГрат, два инженера-электрика, написали в 1957 году статью о том, как рассчитать допустимую силу тока (допустимую нагрузку) кабелей.[1] В документе описываются двумерные высокосимметричные упрощенные расчеты, которые легли в основу многих руководств и правил по применению кабелей. Сложные геометрические формы или конфигурации, требующие трехмерного анализа теплового потока, требуют более сложных инструментов, таких как анализ методом конечных элементов. Их статья стала использоваться в качестве справочной информации о допустимой нагрузке в большинстве стандартных таблиц.

Обзор

В статье Neher – McGrath подытожены годы исследований в области аналитического подхода к практической проблеме передачи тепла от силовых кабелей. Описанные методы включали все механизмы выделения тепла из силового кабеля (потери в проводнике, диэлектрические потери и потери в экране).[2]

Из основных принципов, которые электрический ток приводит к тепловому нагреву и передаче тепловой энергии в окружающую среду, требуется некоторый перепад температур, из этого следует, что ток приводит к повышению температуры в проводниках. В емкость, или максимально допустимый ток электрический силовой кабель зависит от допустимых температур кабеля и любых прилегающих материалов, таких как изоляция или же прекращение оборудование. Для изолированных кабелей максимальная температура изоляции обычно является ограничивающим свойством материала, ограничивающим допустимую нагрузку. Для неизолированных кабелей (обычно используемых при воздушной прокладке) предел прочности на разрыв (в зависимости от температуры) обычно является ограничивающим свойством материала. Метод Неера – МакГрата является стандартом в электротехнике для расчета допустимой нагрузки кабеля, который чаще всего используется путем поиска в таблицах предварительно вычисленных результатов для общих конфигураций.

Использование национального электрического кодекса США

Уравнение в разделе 310-15 (C) Национальный электротехнический кодекс, называемое уравнением Неера – МакГрата (NM) (приведенное ниже), может использоваться для оценки эффективной допустимой нагрузки кабеля.[3]

В уравнении обычно является предельной температурой проводника, определяемой ограничениями изоляции или прочности на разрыв. это термин, добавленный к температуре окружающей среды для компенсации тепла, выделяемого в рубашке и изоляции при более высоких напряжениях. называется повышением температуры диэлектрических потерь и обычно считается незначительным для напряжений ниже 2000 В. множитель, используемый для преобразования постоянный ток сопротивление () к эффективному сопротивлению переменному току (которое обычно включает дирижер скин эффекты и вихревой ток убытки). Для проводов сечением менее AWG № 2 (33,6 мм2, 0,0521 кв. Дюйма) этот термин обычно считается несущественным. эффективный термическое сопротивление между проводником и окружающими условиями, оценка которых может потребовать значительных эмпирических или теоретических усилий. Что касается условий, чувствительных к переменному току, табличное представление результатов уравнения NM в Национальном электротехническом кодексе было разработано с учетом стандартной североамериканской частоты сети 60 герц и синусоидальных форм волны для тока и напряжения.

Проблемы, связанные со сложностью оценки и оценки локального повышения температуры окружающей среды, полученного путем совмещения нескольких кабелей (в кабельная канализация) создать рыночная ниша в электроэнергетике за программное обеспечение для оценки токовой нагрузки.

Рекомендации

  1. ^ Neher, J. H .; МакГрат, М. Х. (октябрь 1957 г.). «Расчет превышения температуры и допустимой нагрузки кабельных систем». AIEE транзакции. 76 (III): 752–772.
  2. ^ Андерс, Джордж Дж. (1997). Рейтинг электрических силовых кабелей: расчет допустимой нагрузки для передачи, распределения и промышленного применения. McGraw-Hill Professional. С. 17–20. ISBN 0-07-001791-3.
  3. ^ Лейн, Кейт. "Обогрев" (PDF). Чистая сила. Инженер-консультант (весна 2008 г.): 15–19.

внешняя ссылка