EuroWire May 2015

Техническая статья

образца кабеля Cat6A U/FTP с твердыми медными жилами 26 AWG (американский калибр проволок), что смоделировано в Разделе 2. при температуре 20°C минимум в течение 16 часов до проведения испытания. Байонетная термопара типа J была расположена в рубашке на средней точке кабеля. При использовании демонстрационного электроснабжения 2200-60-2 (60V, 2.5A), функционирующего в постоянном режиме, ток в 0,6 А был применен для пары при испытании с образцом, дальний конец которого был коротко замкнутый. Данные по температуре и напряжению были зарегистрированы с 15-секундными интервалами при использовании программного обеспечения National Instruments LabVIEW [6] . Температура образца кабеля выросла вследствие эффекта джоулева нагрева, а спустя определенное время температура стабилизировалась. В данный момент времени нагрев вследствие подачи постоянного тока сравнялся с излучаемой мощностью образца, и повышение температуры было предотвращено. Сопротивление жил было рассчитано на основе напряжения сращу после включения питания (U 0 ), уравнение (1), и после стабилизации температуры (U T ), уравнение (2). Изменение (или дельта) температуры жил (Δt) было затем рассчитано при использовании первоначального (R 20 ) и стабилизированного (R t ) сопротивления, уравнение (3). Образец кабеля хранился

Температура (°С)

▲ ▲ Рисунок 2: Температурная диаграмма в разрезе

применены в качестве представления составляющих частей кабеля Cat6A 26 AWG U/FTP. Данные характеристики были применены для медных жил, алюминиевой/полиамидимидной/ ПЭТФ пленки, рубашки с низким дымовыделением и нулевым содержанием галогенов и для полиолефиновой изоляции, смотрите рисунок 1. Механизмы проводимости, конвекции и радиационного теплообмена [5] были учтены в модели. Моделируемая электроэнергия была применена к одной паре каждого кабеля в модели. Стационарный инструмент использовался для определения температурного режима для (a), точки в центре одного из проводников, получающих питание (смотрите положение датчика на рисунке 1) и (b), температурной диаграммы поперечного размера, рисунок 2. На двухмерной диаграмме, как и ожидалось, максимальная температура конфигурации наглядно расположена в непосредственной близости от жил, получающих питание. Метод испытания и результаты Метод испытания и результаты, предложенные подкомитетом IEC 46C [3] былсоблюдендляустановленияподнятия температуры в проводнике вследствие питания постоянным током. Данный метод состоит в измерении подаваемого напряжения и температуры рубашки при использовании 100-метрового образца кабеля, намотанного на катушку и расположенного в пределах камеры с искусственным микроклиматом при 20°C, смотрите рисунок 3. Данный метод был соблюден при использовании

Образец кабеля

Термопара

Выводы для измерения питания постоянным током

▲ ▲ Рисунок 3: Настройка измерения

Численное моделирование

2-D модель была установлена при использовании COMSOL Multiphysics 4.4, пакет программного обеспечения, который использует метод конечного элемента [4] . Модель была установлена для воспроизведения предложенного метода измерения, который предусматривает сравнение между теорией и практикой. была установлена пятикабельная линейная конфигурация с целью получения хорошего прогнозирования температурного режима в центральном кабеле без необходимости включения дополнительных кабелей в модель, требующую более мощного вычислительного ресурса. Характеристики материала, такие как теплоемкость при постоянном давлении, плотность и теплопроводность были Для достижения данного,

Данная методика была повторно использована при применении четырех различных показателей тока (I), т.е. 1,0A, 1,4A, 1,8A и 2,2A. На рисунке 4 показано изменение температуры жил по отношению к моделируемому уровню постоянного тока на датчике (смотрите рисунок 1) и рассчитанное из измерения. Результаты демонстрируют линейное соотношение как дельты температуры жил, так и тока на диаграмме с логарифмическими координатами. На

91

www.read-eurowire.com

май 2015 г.