Почему разные токи в ПУЭ и ГОСТ?
Важнейшая тема при проектировании электроснабжения – выбор кабелей по расчетному току. Я уже не раз касался данной темы и многие знают мою позицию, кто-то согласен, кто-то нет, однако, сегодня мне хочется копнуть немного глубже…
А все началось с этого:
В общем, я решил проверить слова Александра Шалыгина. Кстати, должен сказать, что я очень признателен Александру за его ответы на спорные ответы по проектированию, однако, порой я с ним не согласен.
Есть у меня статья: По какому нормативному документу необходимо выбирать сечение кабеля?
В ней я недавно разместил ответ Шалыгина по выбору кабелей.
В вопросе и ответе упоминают лишь ПУЭ и ГОСТ Р 50571.5.52-2011, ни слова не сказано про ГОСТ 31996-2012.
ГОСТ 31996-2012 – это ведь документ, которому должна соответствовать кабельная продукция.
Должен сказать, что ответ его был опубликован в 2017г, после того как вышел ГОСТ 31996-2012.
Основная мысль в том, что в разных документах приводятся разные значения токов из-за разных температур воздуха, земли, а также удельного сопротивления земли.
| ТНПА | Темп. жил | Темп. воздуха | Темп. земли | Удельное сопротивление земли, К*м/Вт |
| ПУЭ | +65 | +25 | +15 | 1,2 |
| ГОСТ Р 50571.5.52-2011 | +70 | +30 | +20 | 2,5 |
| ГОСТ 31996-2012 | +70 | +25 | +15 | 1,2 |
Первое что бросается в глаза, так это то, что в ПУЭ и ГОСТ 31996-2012 приняты одни и те же температуры воздуха, земли и удельного сопротивления земли.
В вопросе речь идет о кабеле АПвБШвнг 4×120. При этом ток определяют по таблице 1.3.7 ПУЭ. В ПУЭ вообще нет таблицы для кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена.
АПвБШвнг 4×120 — кабель силовой с изоляцией из сшитого полиэтилена, с броней, пониженной пожароопасности.
Чтобы сделать наш эксперимент более чистым, заменим кабель АПвБШвнг 4×120 на АВБбШв 4×120 и посмотрим токи в разных документах при прокладке в земле.
| ТНПА | Допустимый ток АВБбШв-4×120 в земле, А |
| ПУЭ (таблица 1.3.7) | 295*0,92=271,4 |
| ГОСТ Р 50571.5.52-2011 (таблица В.52.4) | 169 |
| ГОСТ 31996-2012 (таблица 21) | 244*0,93=226,92 |
Если у нас формулы одни и те же, то почему в ПУЭ и ГОСТ 31996-2012 представлены разные токи? Почему у нас токи не совпали до третьего знака?
271,4-226,92=44,48А – а это около 16%.
Поскольку в ПУЭ и ГОСТ Р 50571.5.52-2011 токи приведены для разных условий, то давайте попытаемся привести токи к одним и тем же условиям.
1 Посчитаем допустимый ток кабеля АВБбШв-4×120 при прокладке в земле при температуре земли +15 градусах и удельном сопротивлении 1,2 К*м/Вт по ГОСТ Р 50571.5.52-2011.
Согласно таблице В.52.16 методом интерполяции определим поправочный коэффициент для удельного сопротивления 1,2 К*м/Вт:
Удельного сопротивления 1,2 К*м/Вт
169*1,412=238,6А – ток с учетом удельного сопротивления земли 1,2 К*м/Вт.
Однако, температуру земли мы должны принять +15 градусов. Согласно таблице В.52.15 – поправочный коэффициент 1,05. Единственный нюанс в том, что этот коэффициент для прокладки кабелей в трубах в земле. На мой взгляд, при прокладке непосредственно в земле мы должны принимать этот же коэффициент.
238,6*1,05=250,5А – ток с учетом температуры земли +15 градусов.
271,4-250,5=20,9А – а это около 8%.
2 Посчитаем допустимый ток кабеля АВБбШв-4×120 при прокладке в земле при температуре земли +20 градусах и удельном сопротивлении 2,5 К*м/Вт по ПУЭ.
Согласно таблице 1.3.23 методом интерполяции определим поправочный коэффициент:
Удельном сопротивлении 2,5 К*м/Вт
271,4*0,81=219,8А – ток с учетом удельного сопротивления земли 2,5 К*м/Вт.
Согласно таблице 1.3.3 – поправочный коэффициент 0,95 при температуре земли +20 градусов.
219,8А*0,95=208,8А – ток с учетом температуры земли +20 градусов.
208,8-169=39,8А – а это около 19%.
Что я этим хотел показать?
Если привести все документы к одним условиям, то в ПУЭ и ГОСТ Р 50571.5.52-2011 представлены более высокие допустимые токи для кабелей и отличаются от ГОСТ 31996-2012, тем самым можно манипулировать разными документами при обосновании сечения кабеля.
На практике редко обращают внимание на температуру воздуха, земли, а также на удельное сопротивление земли. Возможно, где-то на севере либо в жарких тропиках к этому нужно относиться серьезнее.
Я вам категорически не советую использовать ПУЭ при выборе сечения кабеля, особенно при прокладке кабелей в земле.
Если кабели выбирать по ГОСТ Р 50571.5.52-2011, то сети у нас получаются более защищенными. Зачастую у нас не известны значения удельного сопротивления земли, поэтому можно воспользоваться рекомендациями Шалыгина.
В идеале нужно знать удельное сопротивления земли, чтобы правильно выбрать кабель, если речь идет о прокладке кабелей в земле. При этом вы должны понимать, что не так просто увеличить сечение кабеля. Для проектировщика это просто цифра, а для заказчика — деньги, с которыми он не очень торопится расставаться.
Практически всегда я выбираю кабели по ГОСТ 31996-2012, тем более что в РБ ГОСТ Р 50571.5.52-2011 не действует =)
Нормативные документы для определения допустимого тока кабелей:
1 Правила устройства электроустановок.
2 ГОСТ Р 50571.5.52-2011 (Выбор и монтаж электрооборудования. Электропроводки).
3 ГОСТ 31996-2012 (Кабели силовые с пластмассовой изоляцией на номинальное напряжение 0,66, 1 и 3кВ).
P.S. Надеюсь ничего не напутал =)
Письмо от 21.07.2014 № 10-00-12/1188 (РОСТЕХНАДЗОР)
О внесении изменений в Правила устройства электроустановок
Выбор того, каким документом руководствоваться (ГОСТ или ПУЭ) зависит от конкретной ситуации.
Советую почитать:
Вы можете пролистать до конца и оставить комментарий. Уведомления сейчас отключены.
ПУЭ Раздел 1 стр.8 Таблица 1.3.15. допустимый длительный ток для кабелей с медными жилами с бумажной пропитанной маслоканифольной и…
Пожарная безопасность -> Пуэ -> ПУЭ Раздел 1 ->
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
текст целиком
Таблица 1.
3.15. Допустимый длительный ток для кабелей с медными жилами с бумажной пропитанной маслоканифольной и нестекающей массами изоляцией в свинцовой оболочке, прокладываемых в воздухеСечение | Ток, А, для кабелей | |||||
токопроводящей жилы, мм2 | одно- жильных до | двух- жильных до | трехжильных напряжением, кВ | четырех- жильных до 1 кВ | ||
| 1 кВ | 1 кВ | до 3 | 6 | 10 |
|
6 | — | 55 | 45 | — | — | — |
10 | 95 | 75 | 60 | 55 | — | 60 |
16 | 120 | 95 | 80 | 65 | 60 | 80 |
25 | 160 | 130 | 105 | 90 | 85 | 100 |
35 | 200 | 150 | 125 | 110 | 105 | 120 |
50 | 245 | 185 | 155 | 145 | 135 | 145 |
70 | 305 | 225 | 200 | 175 | 165 | 185 |
95 | 360 | 275 | 245 | 215 | 200 | 215 |
120 150 | 415470 | 320 375 | 285 330 | 250 290 | 240 270 | 260 300 |
185 | 525 | — | 375 | 325 | 305 | 340 |
240 | 610 | — | 430 | 375 | 350 | — |
300 | 720 | — | — | — | — | — |
400 | 880 | — | — | — | — | — |
500 | 1020 | — | — | — | — | — |
625 | 1180 | — | — | — | — | — |
800 | 1400 | — | — | — | — | — |
Таблица 1.
3.16. Допустимый длительный ток для кабелей с алюминиевыми жилами с бумажной пропитанной маслоканифольной и нестекающей массами изоляцией в свинцовой или алюминиевой оболочке, прокладываемых в землеСечение | Ток, А, для кабелей | |||||
токопроводящей жилы, мм2 | одножильных до 1 кВ | двухжильных до 1 кВ | трехжильных напряжением, кВ | четырехжильных до 1 кВ | ||
|
|
| до 3 | 6 | 10 |
|
6 | — | 60 | 55 | — | — | — |
10 | 110 | 80 | 75 | 60 | — | 65 |
16 | 135 | 110 | 90 | 80 | 75 | 90 |
25 | 180 | 140 | 125 | 105 | 90 | 115 |
35 | 220 | 175 | 145 | 125 | 115 | 135 |
50 | 275 | 210 | 180 | 155 | 140 | 165 |
70 | 340 | 250 | 220 | 190 | 165 | 200 |
95 | 400 | 290 | 260 | 225 | 205 | 240 |
120 | 460 | 335 | 300 | 260 | 240 | 270 |
150 | 520 | 385 | 335 | 300 | 275 | 305 |
185 | 580 | — | 380 | 340 | 310 | 345 |
240 | 675 | — | 440 | 390 | 355 | — |
300 | 770 | — | — | — | — | — |
400 | 940 | — | — | — | — | — |
500 | 1080 | — | — | — | — | — |
625 | 1170 | — | — | — | — | — |
800 | 1310 | — | — | — | — | — |
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
текст целиком
Передача питания и данных
Разделы 725.
144(A) и (B) применяются к цепям класса 2 и класса 3, которые передают питание и данные на питаемое устройство. Раздел 300.11 и Части I и III Статьи 725 должны применяться к цепям Класса 2 и Класса 3, которые передают энергию и данные. Проводники, по которым подается питание для цепей данных, должны быть медными. Ток в силовой цепи не должен превышать ограничения по току разъемов.
Информационная записка №1: Одним из примеров использования кабелей, передающих питание и данные, является подключение камер видеонаблюдения (CCTV).
Информационное примечание № 2. Разъем 8P8C широко используется в системах связи с питанием. IEC 60603-7-2008, Соединители для электронного оборудования. Часть 7-1. Подробная спецификация для 8-контактных, неэкранированных, свободных и фиксированных соединителей. 60°С (149°F). Дополнительную информацию о допустимой нагрузке по току при более высоких и низких температурах см. в IEC 60603-7.
Информационное примечание № 3: Требования таблицы 725.
144 были получены для передачи питания и данных по 4-парному медному симметричному кабелю витой пары. Этот тип кабелей описан в ANSI/TIA 568-C.2-2009., Стандарт телекоммуникационных кабелей для коммерческих зданий. Часть 2. Телекоммуникационные кабели и компоненты со сбалансированной витой парой .
Информационное примечание № 4. См. TIA-TSB-184-A-2017, Руководство по поддержке подачи питания по кабелям с балансной витой парой, для получения информации об установке и управлении кабелями со сбалансированной витой парой, поддерживающими подачу питания.
Информационное примечание № 5: См. ANSI/NEMA C137.3-2017, Американский национальный стандарт для систем освещения. Минимальные требования для установки энергоэффективных систем освещения Power over Ethernet (PoE), для получения информации об установке кабелей для систем освещения PoE.
Информационное примечание № 6: Номинальный ток для источников питания, указанных в 725.144, представляет собой выходной ток на проводник, который источник питания рассчитан на рабочую нагрузку при нормальных условиях эксплуатации, как заявлено изготовителем.
При проектировании этих систем фактический ток в данном проводнике может отличаться от номинального тока на проводник на целых 20 процентов. Увеличение тока в одном проводнике компенсируется соответствующим уменьшением тока в одном или нескольких проводниках того же кабеля.
Таблица 725.144 Сила тока каждого проводника в амперах в 4-парных кабелях со сбалансированной витой парой класса 2 или класса 3 на основе медных проводников при температуре окружающей среды 30°C (86°F) со всеми проводниками во всех кабелях, по которым течет ток , 60°C (140°F), 75°C (167°F) и 90°C (194°F) Номинальные кабели
| AWG | Количество 4-парных кабелей в связке | |||||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 1—7 | 8—19 | 20—37 | 38—61 | 62—91 | 92—192 | |||||||||||||
| Номинальная температура | Номинальная температура | Номинальная температура | Номинальная температура | Номинальная температура | Номинальная температура | |||||||||||||
| 60°C | 75°С | 90°С | 60°С | 75°С | 90°С | 60°С | 75°С | 90″С | 60°С | 75°С | 90°С | 60°С | 75°С | 90°С | 60°С | 75°С | 90°С | |
| 26 | 1,00 | 1,23 | 1,42 | 0,71 | 0,87 | 1,02 | 0,55 | 0,68 | 0,78 | 0,46 | 0,57 | 0,67 | 0,45 | 0,55 | 0,64 | нет данных | нет данных | нет данных |
| 24 | 1,19 | 1,46 | 1,69 | 0,81 | 1,01 | 1,17 | 0,63 | 0,78 | 0,91 | 0,55 | 0,67 | 0,78 | 0,46 | 0,56 | 0,65 | 0,40 | 0,48 | 0,55 |
| 23 | 1,24 | 1,53 | 1,78 | 0,89 | 1. 11 | 1,28 | 0,77 | 0,95 | 1.10 | 0,66 | 0,80 | 0,93 | 0,58 | 0,71 | 0,82 | 0,45 | 0,55 | 0,63 |
| 22 | 1,50 | 1,86 | 2,16 | 1,04 | 1,28 | 1,49 | 0,77 | 0,95 | 1.11 | 0,66 | 0,82 | 0,96 | 0,62 | 0,77 | 0,89 | 0,53 | 0,63 | 0,72 |
| Примечание 1. Для жгутов с размерами более 192 кабелей или для проводников с сечением менее 26 AWG разрешается определять токовые нагрузки квалифицированным персоналом под техническим надзором. | ||||||||||||||||||
| Примечание 2: Если только половина проводников в каждом кабеле находится под напряжением, допускается увеличение значений в таблице в 1,4 раза. | ||||||||||||||||||
Информационное примечание № 1. Повышенная температура кабеля может снизить эффективность передачи данных по кабелю. Информацию о методах прокладки четырехпарной балансной витой пары см. в документах TIA-TSB-184-A и 6.4.7, 6.6.3, а также в Приложении G стандарта ANSI/TIA-568-C.2, в которых приведены рекомендации по настройке для рабочая температура от 20°C до 60°C. | ||||||||||||||||||
| Информационное примечание № 2. Номинальный ток каждого контакта разъемов может ограничивать максимально допустимый ток ниже значения, указанного в таблице 725.144. | ||||||||||||||||||
(A) Использование кабелей класса 2 или класса 3 для передачи питания и данных
Если кабели типов CL3P, CL2P, CL3R, CL2R, CL3 или CL2 передают питание и данные, номинальный ток на проводник источника питания не должна превышать номинальных токов, указанных в таблице 725.144, при температуре окружающей среды 30°C (86°F). Для температуры окружающей среды выше 30°C (86°F) должны применяться поправочные коэффициенты в таблице 310.
15(B)(1) или в уравнении 310.15(B).
Исключение: Соответствие таблице 725.144 не требуется для установок, где используются проводники калибра 24 AWG или больше, а номинальный ток на проводник источника питания не превышает 0,3 ампера.
Информационное примечание. Одним из примеров использования кабелей класса 2 является сеть замкнутых телевизионных камер с использованием балансной витой пары 24 AWG, 60°C, типа CL2R, категории 5e.
(B) Использование кабелей класса 2-LP или класса 3-LP для передачи питания и данных
Для типов CL3P-LP, CL2P-LP, CL3R-LP, CL2R-LP, CL3-LP или CL2-LP должно быть разрешено подавать питание на оборудование от источника питания с номинальным током на проводник до отмеченного предела тока. расположены сразу после суффикса «-LP», и им должно быть разрешено передавать данные на оборудование. Если количество кабелей НД в пучке равно 192 и менее, а выбранная сила тока кабелей в соответствии с таблицей 725.144 превышает маркированное предельное значение тока кабеля, допускается использовать силу тока, определенную по таблице.
Для температуры окружающей среды выше 30°C (86°F) должны применяться поправочные коэффициенты таблицы 310.15(B)(1) или уравнения 310.15(B). Кабели класса 2-LP и класса 3-LP должны соответствовать следующим требованиям:
- Кабели с суффиксом «-LP» разрешается прокладывать в жгутах, кабельных лотках, кабельных лотках, коммуникационных кабельных каналах и узлах прокладки кабелей.
- Кабели с суффиксом «-LP» и маркировкой ограничения тока должны соответствовать иерархии замещения в таблице 725.154 и рис. 725.154(A) для типа кабеля без суффикса «-LP» и без маркировки ограничения тока.
- Проектирование системы должно быть разрешено квалифицированным персоналом под техническим надзором.
Информационное примечание. Примером кабеля с ограниченной мощностью (LP) является кабель с маркировкой Type CL2-LP(0,5A), 23 AWG.
Кабели для успешной установки Power Over Ethernet (PoE) | Ария Чжу
Спрос на подключение сетевого оборудования и устройств в настоящее время постоянно растет.
А это неизбежно ведет к удорожанию и сложности развертывания. Поэтому используется технология Power over Ethernet (PoE), в которой используется один кабель витой пары для обеспечения как передачи данных, так и электропитания устройств, с целью меньшего использования кабеля и инвестиций. PoE недавно совершил гигантский скачок, и в этой статье мы обсудим советы по подключению и прокладке кабелей для успешного развертывания PoE.
Общее описание PoE
Power over Ethernet, часто называемая PoE, представляет собой технологию низкого напряжения. Он описывает систему для безопасной подачи электроэнергии постоянного тока вместе с данными на удаленные устройства по стандартным кабелям для передачи данных или кабелям Ethernet. Обычно известны как кабели Cat5e или Cat6 . В последнее время технология PoE совершила гигантский скачок вперед, поскольку она имеет ряд привлекательных преимуществ:
Экономия времени и средств — за счет сокращения времени и затрат на прокладку силовых кабелей.
Сетевые кабели не требуют квалифицированного электрика для их установки и могут быть расположены где угодно.
Гибкость — без привязки к электрической розетке устройства можно размещать там, где они больше всего нужны, и легко перемещать их.
Безопасность — доставка PoE является интеллектуальной и предназначена для защиты сетевого оборудования от перегрузки, недостаточного питания или неправильной установки.
Надежность — питание PoE поступает из центрального и универсально совместимого источника. Он может быть зарезервирован источником бесперебойного питания или управляться для простого отключения или сброса устройств.
Масштабируемость — наличие питания в сети означает простоту и эффективность установки и распределения сетевых подключений.
Как работает PoE?
Power over Ethernet (PoE) требует наличие в решении питаемого устройства (PD) и оборудования источника питания (PSE).
Это гарантирует, что решение является полной схемой. PSE располагается на исходном конце и генерирует мощность и данные. PSE передает питание и данные по кабелю Cat5e или Cat6 и передает их на PD. PD служит конечным устройством, которое получает питание и данные от PSE.
Утвержденные в настоящее время стандарты PoE
Последние стандарты PoE обеспечивают передачу более высокой мощности, что расширяет диапазон устройств, поддерживаемых на предприятии, и в некоторой степени приводит к буму темпов внедрения PoE. Тем не менее, PoE с более высоким током требует критических требований к прокладке кабелей и подключению при обеспечении максимальной производительности в сети.
Power over HDBASET (PoH) обеспечивает передачу видео, аудио, Ethernet со скоростью 100 Мбит/с и питание. Стандарт POH основан на стандарте 802.3at, модифицированном для обеспечения передачи до 100 Вт по 4-парным кабелям Cat 5e или 6. В настоящее время TIA и ISO также обновляют стандарты, касающиеся кабелей, для поддержки 4-парного PoE в соответствии с 802.
3bt. В рекомендациях TIA TSB-184 по поддержке подачи питания по кабелям с балансной витой парой и рабочем проекте распределенных служб зданий ISO/IEC 11801–6 повышаются требования к кабелям Cat6a для лучшей поддержки четырехпарного PoE IEEE 802.3bt, а также других приложений. .
Кабели для PoE
Выделение тепла в жгутах кабелей может существенно повлиять на производительность сети. Высокие температуры могут привести к более высоким вносимым потерям, меньшей допустимой длине кабеля и более высоким затратам на электроэнергию из-за большей мощности, рассеиваемой в кабеле. Температура кабеля не должна превышать номинальную температуру кабеля. Ассоциация телекоммуникационной промышленности (TIA) рекомендует 15 градусов в качестве максимально допустимого превышения температуры над окружающей средой в результате подачи питания по кабелю.
Вот два совета, которые помогут снизить температуру кабелей при развертывании PoE:
Совет первый: уменьшите количество кабелей в пучке
Разделение больших пучков кабелей на более мелкие пучки или избегание плотных пучков помогает минимизировать повышение температуры.
Например, температура пучка из 91 кабеля выше, чем у трех пучков из 37 кабелей. А физическое отделение трех пучков друг от друга еще больше снизило максимальную температуру.
Совет второй: используйте кабели более высокой категории
Кабели более высокой категории обычно означают больший размер сечения, и по мере увеличения силы тока эти более крупные проводники будут работать лучше, чем меньшие кабели. Тест TIA показывает, что кабели с более высокой категорией допускают большие размеры пучков при максимальном повышении температуры на 15 градусов. Допустимый размер пучка составлял 52 кабеля для Cat5e, 64 для Cat6, 74 для Cat6a. Между тем, кабели более высокой категории способны поддерживать большую пропускную способность по току при максимально допустимых 15 градусах. (см. рисунок ниже).
Таким образом, очевидно, что кабели более высокой категории необходимы для минимизации повышения температуры. Таким образом, Cat6a рекомендуется для всех новых установок из-за того, что он поддерживает самую высокую скорость передачи данных 10GBASE-T и не имеет ограничений по размеру пакета с любым текущим или будущим приложением PoE.