무엇을 계산하나요? What this calculates
고압 케이블의 금속 차폐층·시스는 지락 고장 때 고장 전류의 귀로가 됩니다. 이 계산기는 KS C IEC 60949(IEC 60949)에 따라 차폐층이 견딜 수 있는 단락 전류, 또는 알려진 전류가 흘렀을 때의 최종 온도를 구합니다. 단열 전류는 도체와 같은 식을 금속 상수로 계산하고, 비단열 계수 ε만 구조에 따라 다르게 구합니다.
Metallic screens and sheaths carry the return current during earth faults. Following IEC 60949, this calculator finds the current a screen withstands, or its temperature after a known fault. The adiabatic current uses the same formula as conductors with the metal's constants; only the non-adiabatic factor ε depends on the construction.
1. 단면적 Cross-section used in the adiabatic formula
| 구조Construction | S | δ (ε 계산용) |
|---|---|---|
| 관형 시스 (8.2)Tubular sheath | π·d·δ (파형: d = (Dit + Doc)/2) | 시스 두께 |
| 종방향 테이프 (8.3.1)Longitudinal tape | w·δ | 테이프 두께 |
| 나선 겹침 테이프 (8.3.2)Helically lapped tapes | n·w·δ | 테이프 두께 |
| 밀착 와이어 (8.4)Wires in contact | n·π·d²/4 | 소선 지름 |
| 편조 (8.5)Braid | n·π·d²/4 | 소선 지름 × 2 |
| 간격 차폐 소선 (7.3)Spaced wire screen | 소선 1가닥 π·d²/4, 전체 전류 = × n | - |
나선 겹침 테이프는 테이프끼리 전기적으로 닿지 않는다고 보고(가장 안전한 가정) 기하학적 단면적을 그대로 씁니다.
For lapped tapes the safest assumption is used: no contact between turns, so the geometric area is taken.
2. 단열 허용 전류 Adiabatic current
I_AD = K·S·√(ln((θf + β)/(θi + β)) / t). K, β는 금속별 값(표 1)을 씁니다.
K and β are taken for the metal from Table 1.
3. 비단열 계수 ε Non-adiabatic factor ε
시스·테이프·와이어·편조 (8장): 양쪽 매질의 열 특성과 금속 두께로 계수 M을 구한 뒤 ε를 계산합니다.
M = (√(σ2/ρ2) + √(σ3/ρ3)) / (2·σ1·δ·10⁻³) · F, ε = 1 + 0.61·M√t − 0.069·(M√t)² + 0.0043·(M√t)³
간격 차폐 소선 (7.3): 소선 1가닥을 도체처럼 보고 일반식으로 ε를 구한 뒤 소선 수를 곱합니다. 부분 매입(외피 아래 공기 틈)은 F = 0.5와 두 매질의 산술 평균 값을 씁니다.
ε = √(1 + F·A·√(t/S) + F²·B·(t/S)), A = (2464/σc)·√(σi/ρi), B = (1.22/σc)·(σi/ρi)
Sheaths, tapes, wires and braids (clause 8) use the factor M from the media on both sides and the metal thickness. Spaced wire screens (7.3) treat one wire like a conductor using the general formula and multiply by the number of wires; partially embedded wires use F = 0.5 and the arithmetic mean of the two media.
검증 Verification
- 금속 상수 K는 표 1의 σ, β, ρ20으로 다시 계산해 일치를 확인했습니다. Each metal's K is recomputed from σ, β and ρ20.
- 표 2의 매질 값을 7.1 일반식(F = 0.7)에 넣으면 도체용 표 3의 X, Y가 그대로 재현됩니다. Table 2 media values reproduce Table 3's X and Y through the general formula.
- 8.1의 ε 식은 그림 1의 곡선과 일치합니다(M√t = 1 → 약 1.55). The clause 8.1 ε formula matches Figure 1 (M√t = 1 → about 1.55).