Formler och berakningar

VärmeKabelTeknik

Spårväxelvärme – Tekniska data/Formler

Från

Spårväxelvärme – Tekniska data/Formler 2

VärmeKabelTeknik

Formler

Krävda ledare för planritning av kablar.

Given

Direkt ström Singelfas-alternerande ström Trefas-alternerande ström

Spänningsfall, ström

A=

Spänningsfall, kraft

A=

Strömförbrukning, ström A=

200 · L · I

200 · L · I · cosϕ

173 · L · I · cosϕ

γ · U° · U

γ · U° · U

γ · U° · U

200 · L · P

200 · L · P

100 · L · P

γ · U° · U²

γ · U° · U²

γ · U° · U²

200 · L · I²

200 · L · I²

300 · L · I²

γ · P° · P

γ · P° · P

γ · P° · P

Strömförbrukning, ström A=

200 · L · P

200 · L · P

100 · L · P

γ · P° · U²

γ · P° · U² · cos²ϕ

γ · P° · U² · cos″ϕ

I

=

Kraft i Ampere

γ

=

Ledningsförmåga (koppar 56, aluminium 34)

L

=

Ledares längd (singel) i meter

P

=

Transmissionsström i Watt

P°

=

Strömförlust i % av transmissionsströmmen

A

=

Ledares planritning i mm²

U°

=

Spänningsfall i % av den operative spänningen

U

=

Opererande spänning i Volt

cosϕ =

Strömfaktor (vanligtvis antigen att vara 0.8)

Formlerna för alternering och trefasström tar inte hänsyn till den induktiva resistansen. Resistansen är en funktion av avståndet mellan de individuella konduktorerna.

Bestämning av strömmen om kraften känns till.

Direkt ström I

P = Kraft i W U = Spänning i V I = Ström i A η = Effektivitet Exempel Vad är strömmen som en värmeanordning på 3.4kW absorberar vid 440V? (h = 1) I =

3400 440 · 1

= 7.7 A

=

P

=

Kraft I W

U

=

Spänning I V

I

=

Ström I A

cosϕ =

Fasskifte

η

Effektivitet

=

Exempel: Vad är strömkonsumtionen av en alternative strömmotor av 1.9kW vid cosϕ = 0.77 och en effektivitet på 79%?

Spänningen är 230V, 50 Hz. I =

1900 = 13.6 A 230 ∙ 0.77 ∙ 0.79

P 1.73 ∙ cosϕ ∙ η ∙ U

I

=

P U I cos η

= = = ϕ= =

Kraft i W Yttre konduktörsspänning i V Yttre konduktörsström i A Fas‐skift Effektivitet

Exempel Hur mycket ström behöver en trefas motor på 22kW vid 400V, 50 Hz, med cosϕ = 0.89 och en effektivitet på 90%?

I=

P U ∙ cosϕ

I

Tre‐fasström:

P U ∙ η

=

Alternativ ström

22000 = 39.7 A 1.73 ∙ 400 ∙ 0.89 ∙ 0.9

VärmeKabelTeknik

Spårväxelvärme – Tekniska data/Formler

Teknisk data/kalkyler

Tillåten trefas kabel laddad till 5% spänningsfall Representation: I = F(L) och I = F(P) cosϕ = 0.82

Exempel:

En kraft på 70kW överförs en distans på L = 450 m.

Funktionen I = F(P) ger oss 70 kW ≅ 130 A (blandade användare).

Funktionen I = F(L) förser kabel planritningsdelen med 95mm².

En längd på 500m skulle redan kräva en kabel på 120mm2 för att försäkra att spänningsfallet och därmed också kraftfallet är inom en acceptable och ekonomisk omfattning.

Representation: I = F(L) visar att, till exempel, för 95mm² är tillåtna säkringen på 200A fastställer att laddningsgränsen är L = 300m, dvs. Uv < 5%.

300m från planritningen kan den inte längre bli helt utnyttjad.

Spårväxelvärme – Tekniska data/Formler 4

VärmeKabelTeknik

Typiska karaktärer för flertalet isolerade kabelmaterial.

Isoleringsmassa Termoplastiska (1)

Förkortningar

PVC

CENELEC-typT11 Termiska egenskaper Termiskt motstånd 20,000 h (°C) 70 24 h (°C) 100 160 Liten strömkrets (°C) -5 Köldresistans, flyttad (°C) Mekaniska egenskaper ≥12.5 Tänjbar styrka (N/mm²) ≥125 Brottöjning (%) Nötningshållfasthet Tillf.

Flexibilitet(2) Tillf.

Elektroniska egenskaper

PE

PBT-FR TPE-E ETFE

FEP

Tredimensionella material RX PTFE EPR PE-X RX 125 1555 EI6

70 100 100 -55

110 160 160 -40

110 160 160 -40

135 220 250 -55

180 240 250 -55

250 300 300 -70

90 180 250 -40

90 180 250 -55

120 200 280 -40

130 220 280 -55

135 220 280 -55

135 220 300 -55

180 260 350 -55

≥10 ≥300 Bra Dålig

≥25 ≥200 Bra Dålig

≥30 ≥200 Utm. Dålig

≥30 ≥150 Utm. Dålig

≥10 ≥200 Tillf.

Dålig

≥20 ≥200 Tillf.

Dålig

≥5.0 ≥200 Tillf.

Utm.

≥12.5 ≥200 Utm. Dålig

≥12.5 ≥200 Bra Tillf.

≥12.5 ≥200 Utm. Dålig

≥15 ≥300 Bra Tillf.

≥28 ≥200 Utm. Dålig

≥5.0 ≥150 Dålig Utm.

RX 155

PVDFSIR X EI2

Volymresistans vid 20°C(Ωcm)

10 e14 10 e16 10 e15 10 e15 10 e16 10 e18 10 e18 10 e15 10 e16 10 e14 10 e16 10 e16 10 e14 10 e15

Dielektrisk constant vid 1kHz Brandegenskaper Flamsäkert Halogenfri Frätande förbränningsgaser Rökbildning Resistent till Joniserande strålning (kGy)

5.0

2.3

3.7

3.8

2.6

2.2

2.0

3.0

2.4

4.2

2.6

2.8

5.7

3.0

Ja Nej Ja

Ne Ja Nej

Ja Ja Nej

Nej Ja Nej

Ja Nej Ja

Ja Nej Ja

Ja Nej Ja

Nej Ja Nej

Nej Ja Nej

Ja Ja Nej

Ja Nej Ja

Ja Nej Ja

Ja Nej Ja

Ja Ja Nej

Stark

Medel

Medel

Medel

Låg

Låg

Låg

Medel

Medel

Låg

Stark

Stark

Låg

Medel

100 Tillf.

Tillf.

Bra Bra Bra

1000 Tillf.

Tillf.

Utm. Utm. Dålig

1000 Bra Bra Tillf.

Tillf.

Bra

1000 Bra

2000 Utm. Utm. Utm. Utm. Utm.

100 Utm. Utm. Utm. Utm. Utm.

1 Utm. Utm. Utm. Utm. Utm.

2000 Tillf.

Dålig Utm. Bra Bra

1000 Tillf.

Tillf.

Utm. Utm. Tillf.

1000 Tillf.

Tillf.

Bra Bra Bra

1000 Bra Bra Bra Utm. Bra

1000 Tillf.

Tillf.

Bra Utm. Bra

1000 Utm. Utm. Utm. Utm. Utm.

500 Tillf.

Tillf.

Tillf.

Utm. Utm.

Lösningsmedel3) Oljor och bränslen(3) Syror och alkaliska lösning(3) Vatten/Hydrolysis(3) Väder/UV-strålning

Bra Tillf.

Tillf.

Bra

Mantelmassa

Termoplastiska

Förkortningar(1) LSFH CENELEC-typ Termiska egenskaer Termiskt motstånd 20,000 h (°C) 24 h (°C) Liten strömkrets(°C)

Köldresistans, flyttad (°C) Mekaniska egenskaper Tänjbar styrka (N/mm²) Brottöjning (%) Nötningshållfasthet Flexibilitet(2) Elektriska egenskaper Volymresistans vid 20°C(Ωcm) Dielektrisk constant vid 1 kHz Brandegenskaper Flamsäkert Halogenfri Frätande förbränningsgaser Rökbildning Resistent till Joniserande strålning (kGy)

Lösningsmedel(3)

Oljor och bränslen(3)

Syror/Alkaliska lösningsmedel(3) Vatten/Hydrolys(3) Väder/UV-strålning

Tredimensionella material

TPU

CR

TMPU

EM2

RX 125A

RX 125M

RX125TM

REMS

REMS FH EI6

90 130 250 -25

90 140 200 -55

60 120 200 -25

120 200 280 -25

120 200 280 -25

120 200 280 -25

130 200 280 -40

120 200 280 -25

≥9.0 ≥125 Bra Tillf.

≥25 ≥300 Utm. Tillf.

≥10 ≥300 Bra Utm.

≥10 ≥125 Bra Tillf.

≥9 ≥125 Bra Bra

≥10 ≥125 Bra Bra

≥15 ≥300 Bra Bra

≥10 ≥125 Bra Bra

10 e13 5

10 e12 7

10 e10 8

10 e14 4.8

10 e12 6

10 e12 5

10 e12 4.8

10 e12 5.5

Ja Ja Nej Låg

Nej Ja Nej Medel

Ja Nej Ja Stark

Ja Ja Nej Låg

Ja Ja Nej Låg

Ja Ja Nej Låg

Ja Nej Ja Stark

Ja Ja Nej Låg

1000 Dålig Dålig Tillf.

Tillf.

Tillf.

5000 Tillf.

Dålig Tillf.

Utm. Bra

500 Tillf.

Bra Utm. Bra Bra

1000 Tillf.

Tillf.

1000 Tillf.

Bra Bra Bra Bra

1000 Tillf.

Bra Utm. Utm. Bra

1000 Tillf.

Utm. Utm. Bra Utm.

1000 Tillf.

Utm. Bra Bra bra

Bra Bra Bra

VärmeKabelTeknik

Spårväxelvärme – Tekniska data/Formler

Materialbenämningar

Termoplastisk ETFE .................................................................. Etylen‐tetrafluoroetylen copolymer FEP .................................................................... Tetrafluoroetylen‐perfluoropropylen copolymer LSFHTM ............................................................. Halogen fritt, flamsäkert material (låg rökfri halogen) PBT‐FR ............................................................... Flamsäker polybutylen tereftalat PE ...................................................................... Polytylen PTFE .................................................................. Polytrafluoroetylen TPE‐E ................................................................. Termoplastisk polyester elastomer TPU ................................................................... Termoplastisk polyuretan .........................................................................

Korslinkade material CR ...................................................................... Klorofen gummi EPR .................................................................... Etylen propylen gummi PE‐X ................................................................... Sammanfogade polyethylen PVDF‐X .............................................................. Sammanfogade polyvinyliden fluorid RADOX®125 ...................................................... Polyolefin copolymer RADOX®125A .................................................... Polyolefin copolymer RADOX®125M ................................................... Polyolefin copolymer RADOX®125TM ................................................. Etylen acrylat copolymer RADOX®155 ...................................................... Polyolefin copolymer RADOX®155S ..................................................... Polyolefin copolymer RADOX®ELASTOMER S (REMS) ......................... Etylen acrylat copolymer RADOX® ELASTOMER S FH (REMS FH) .............. Etylen acrylat copolymer SIR ..................................................................... Silikon gummi

RADOX® är ett registrerat varumärke som tillhör HUBER+SUHNER för elektroniskt sammankopplad stråle, värmetåliga kabel‐ isolationer och mantlar.

LSFHTM är ett registrerat varumärke som tillhör HUBER+SUHNER för halogenfria, flamsäkra kabelmantlar.

Spårväxelvärme – Tekniska data/Formler 6

VärmeKabelTeknik

Köld‐ och värme resistans för olika isolationer och mantlar

(temperatur service källa)

VärmeKabelTeknik

Spårväxelvärme – Tekniska data/Formler

Spårväxelvärme – Tekniska data/Formler 8

VärmeKabelTeknik

Standarder

System för typbeteckning av elektriska kablar enligt CENELEC HD 361 Exempel: Lättvikt PVC‐mantelkabel, platt.

Block 1:

c Standard typ H: Harmoniserad typ A: Tillkännage nationell typ

5 Konstruktions egenskap H: Platt, delbar linje H2: Platt, odelbar linje

2 Spänning graderad U°/U 01: 100/100V 03: 300/300V 05: 300/500V 07: 450/750V

6 Konduktor typ F: Tvinnad (Klass 5) med flexibla kablar H: Tvinnad (Klass 6) med flexibla kablar K: Tvinnad (Klass 5) med permanent installerade kablar R: Tvinnad (Klass 2) U: Enkel (Klass 1)

Block 2: 3 Isolations material 4 Mantel material R: Etylen propylen gummi, 90°C G: Etylen vinylacetat N: Polykloropren gummi Q: Polyuretan R: Etylen propylen gummi, 60°C S: Silikon gummi V: PVC V2: PVC, 90°C V3: PVC, köldresistant V5: PVC, oljeresistant Z: Crosslinked polyolefin massa, lite korrosionsgaser, låg rök Z1: Termoplastisk polyolefin massa, lite korrosionsgaser, låg rök

Block 3 7 Antal kärnor

8 Skyddande jordkontaktor X: utan skyddande jordkontaktor (grön‐gul) G: med skyddande jordkontaktor (grön‐gul)

9 Konduktor planritning i mm²

VärmeKabelTeknik

Spårväxelvärme – Tekniska data/Formler

Övergång AWG ՚՜ planritning meter vajer och vajer diameter

AWG = American Wire Gauge AWG

With UL/CSA

With MIL

Planritning

Diameter

Planritning

mm² nom.

mm nom.

mm² nom.

36

0.013

0.13

-

34

0.020

0.16

-

32

0.032

0.20

-

30

0.051

0.25

0.057

28

0.081

0.32

0.090

26

0.13

0.40

0.15

24

0.21

0.51

0.24

22

0.32

0.64

0.38

20

0.52

0.81

0.62

18

0.82

1.0

0.96

16

1.3

1.3

1.2

14

2.1

1.6

1.9

12

3.3

2.1

3.0

10

5.3

2.6

4.7

8

8.84

3.3

8.6

6

13

4.1

14

4

21

5.2

22

3

27

5.8

-

2

34

6.5

34

1

42

7.3

41

1/0

54

8.3

53

2/0

67

9.3

67

3/0

85

10

84

4/0

107

12

107

Termiska isolationsmaterial klasser enligt IEC 60085 Termisk Max. begränsnings- Termisk Max. begränsnings- Termisk Max. begränsnings-

klass

temperatur

klass

temperature

klass

temperatur

Y

90°C

B

130°C

200

200°C

A

105°C

F

155°C

220

220°C

E

120°C

H

180°C

250

250°C

Spårväxelvärme – Tekniska data/Formler 10

VärmeKabelTeknik

Telefon: 0301‐418 40 – Email: info@vkts.se – Hemsida: www.vkts.se

Industrihuset

Södra Hedensbyn 43

S‐430 64 HÄLLINGSJÖ

S‐931 91 SKELLEFTEÅ

Sverige

Sverige

Fax: 0301‐418 70

Fax: 0910‐881 33