De profielstroombelastbaarheidsberekening wordt berekend door het circuit te selecteren en vervolgens in de ribbon Berekenen | Diversen | Profiel te kiezen. De profielstroombelastbaarheidsberekening geeft aan hoeveel een circuit belast mag worden indien de belasting volgens een vrij profiel van tijd-stroomwaarden verloopt.
Invoer
In het venster voor het transiënte profiel kan een stroomprofiel worden ingevoerd of geïmporteerd. Het profiel bestaat uit tijdstippen en de bijbehorende stroomwaarden. De tijdstippen moeten strikt oplopend zijn. De ingevoerde stroomwaarden worden beschouwd als stapsgewijze belastingswaarden tussen twee tijdstippen. De stroomwaarden worden niet geïnterpoleerd. Alleen de thermische respons wordt bepaald op basis van de werkelijke tijd die is verstreken sinds elke belastingsstap plaatsvond. De onderstaande afbeelding toont het venster van het profielberekening.
Hieronder volgt een voorbeeld van het importformaat voor het Excel-bestand voor het stroom profiel.
Initialisatie
Voordat de berekening wordt gestart, kan een initialisatieoptie worden geselecteerd. Hiermee wordt de thermische begintoestand van de kabel bepaald. Er zijn drie opties beschikbaar:
Omgevingstemperatuur: De kabel begint op de omgevingstemperatuur. Er wordt geen eerdere belastingsgeschiedenis meegenomen.
Beginstroom: Gedurende een opgegeven tijdsduur wordt een constante voorafgaande stroom toegepast. Hiermee kan de gebruiker rekening houden met de thermische geschiedenis voordat het geïmporteerde stroomprofiel begint.
Begintemperatuur: De gebruiker voert een initiële geleider en buitenmantel temperatuur in. De berekening bepaalt vervolgens een equivalente thermische begintoestand die overeenkomt met deze temperatuur.
Methode
Voor elke belastingsstap bepaalt de berekening hoelang die stap de kabeltemperatuur op het beschouwde tijdstip heeft beïnvloed. Deze tijdsduur wordt berekend aan de hand van de werkelijke tijdstippen in het profiel. De bijdrage van elke belastingsstap aan de geleidertemperatuur wordt vervolgens bepaald met de hulp van de transiënte staprespons van de kabel, in lijn met de benadering van IEC 60853-2. Hierdoor kan de berekening profielen verwerken waarbij het tijdsinterval tussen datapunten niet altijd gelijk is. Op elk berekeningspunt worden de kabelverliezen opnieuw berekend met de hulp van de werkelijke stroom en de bijbehorende kabeltemperaturen. Dit betekent dat tijdens de transiënte berekening rekening wordt gehouden met de temperatuurafhankelijkheid van de geleiderweerstand.
Resultaten
Na de berekening toont de grafiek het ingevoerde stroomprofiel en de berekende temperaturen, zoals weergegeven in de onderstaande plaatje.
De grafiek toont:
het ingevoerde stroomprofiel;
de maximaal toegestane geleidertemperatuur;
de berekende geleidertemperatuur;
de berekende temperatuur van de buitenmantel.
De resultaten kunnen worden geëxporteerd met de knop Resultaten exporteren. De geëxporteerde waarden komen overeen met de tijdstippen die in het stroomprofiel zijn ingevoerd.
Interpretatie
Een toename van de stroom leidt niet onmiddellijk tot de maximale temperatuur, omdat de kabel thermische traagheid heeft. De temperatuur reageert met vertraging op veranderingen in de belasting. Ook nadat de stroom afneemt, kan de temperatuur nog enige tijd verhoogd blijven als gevolg van warmte die in de kabel en de omgeving is opgeslagen. Bij een langdurige hoge belasting zal de temperatuur dichter bij de bijbehorende stationaire waarde komen. Bij korte belastingspieken kan de temperatuur lager blijven dan de stationaire temperatuur die bij dezelfde stroom hoort.
