Electric cables - Calculation of the current rating - Part 2: Thermal resistance - Section 1: Calculation of thermal resistance

Is solely applicable to the conditions of steady-state operation of cables at all alternating voltages, as well as in direct voltages up to 5 kV, buried directly in the ground, in ducts , in troughs or in steel pipes, both with and without partial drying-out of the soil, as well as cables in air.

Câbles électriques - Calcul du courant admissible - Partie 2: Résistance thermique - Section 1: Calcul de la résistance thermique

S'applique uniquement au fonctionnement en régime permanent des câbles de toutes tensions alternatives et de tensions continues jusqu'à 5 kV, enterrés directement dans le sol, placés dans des fourreaux, caniveaux ou tubes d'acier, avec ou sans assèchement partiel du sol, ainsi que les câbles posés à l'air libre.

General Information

Status
Published
Publication Date
17-May-2006
Technical Committee
Drafting Committee
Current Stage
DELPUB - Deleted Publication
Start Date
09-Apr-2015
Completion Date
26-Oct-2025
Ref Project

Relations

Standard
IEC 60287-2-1:1994+AMD1:2001 CSV - Electric cables - Calculation of the current rating - Part 2-1: Thermal resistance - Calculation of thermal resistance Released:11/22/2001 Isbn:2831859891
English and French language
79 pages
sale 15% off
Preview
sale 15% off
Preview
Standard
IEC 60287-2-1:1994+AMD1:2001+AMD2:2006 CSV - Electric cables - Calculation of the current rating - Part 2-1: Thermal resistance - Calculation of thermal resistance Released:5/18/2006 Isbn:2831886406
English and French language
79 pages
sale 15% off
Preview
sale 15% off
Preview

Standards Content (Sample)


NORME CEI
INTERNATIONALE IEC
60287-2-1
INTERNATIONAL
Edition 1.1
STANDARD
2001-11
Edition 1:1994 consolidée par l'amendement 1:2001
Edition 1:1994 consolidated with amendment 1:2001
Câbles électriques –
Calcul du courant admissible –
Partie 2-1:
Résistance thermique –
Calcul de la résistance thermique
Electric cables –
Calculation of the current rating –
Part 2-1:
Thermal resistance –
Calculation of thermal resistance
Numéro de référence
Reference number
CEI/IEC 60287-2-1:1994+A1:2001

Numérotation des publications Publication numbering
Depuis le 1er janvier 1997, les publications de la CEI As from 1 January 1997 all IEC publications are
sont numérotées à partir de 60000. Ainsi, la CEI 34-1 issued with a designation in the 60000 series. For
devient la CEI 60034-1. example, IEC 34-1 is now referred to as IEC 60034-1.
Editions consolidées Consolidated editions
Les versions consolidées de certaines publications de la The IEC is now publishing consolidated versions of its
CEI incorporant les amendements sont disponibles. Par publications. For example, edition numbers 1.0, 1.1
exemple, les numéros d’édition 1.0, 1.1 et 1.2 indiquent and 1.2 refer, respectively, to the base publication,
respectivement la publication de base, la publication de the base publication incorporating amendment 1 and
base incorporant l’amendement 1, et la publication de the base publication incorporating amendments 1
base incorporant les amendements 1 et 2. and 2.
Informations supplémentaires Further information on IEC publications
sur les publications de la CEI
Le contenu technique des publications de la CEI est The technical content of IEC publications is kept
constamment revu par la CEI afin qu'il reflète l'état under constant review by the IEC, thus ensuring that
actuel de la technique. Des renseignements relatifs à the content reflects current technology. Information
cette publication, y compris sa validité, sont dispo- relating to this publication, including its validity, is
nibles dans le Catalogue des publications de la CEI available in the IEC Catalogue of publications
(voir ci-dessous) en plus des nouvelles éditions, (see below) in addition to new editions, amendments
amendements et corrigenda. Des informations sur les and corrigenda. Information on the subjects under
sujets à l’étude et l’avancement des travaux entrepris consideration and work in progress undertaken by the
par le comité d’études qui a élaboré cette publication, technical committee which has prepared this
ainsi que la liste des publications parues, sont publication, as well as the list of publications issued,
également disponibles par l’intermédiaire de: is also available from the following:
• Site web de la CEI (www.iec.ch) • IEC Web Site (www.iec.ch)
• Catalogue des publications de la CEI • Catalogue of IEC publications
Le catalogue en ligne sur le site web de la CEI The on-line catalogue on the IEC web site
(www.iec.ch/catlg-f.htm) vous permet de faire des (www.iec.ch/catlg-e.htm) enables you to search
recherches en utilisant de nombreux critères, by a variety of criteria including text searches,
comprenant des recherches textuelles, par comité technical committees and date of publication. On-
d’études ou date de publication. Des informations line information is also available on recently
en ligne sont également disponibles sur les issued publications, withdrawn and replaced
nouvelles publications, les publications rempla- publications, as well as corrigenda.
cées ou retirées, ainsi que sur les corrigenda.
• IEC Just Published
• IEC Just Published
Ce résumé des dernières publications parues
This summary of recently issued publications
(www.iec.ch/JP.htm) est aussi disponible par
(www.iec.ch/JP.htm) is also available by email.
courrier électronique. Veuillez prendre contact
Please contact the Customer Service Centre (see
avec le Service client (voir ci-dessous) pour plus
below) for further information.
d’informations.
• Service clients
• Customer Service Centre
Si vous avez des questions au sujet de cette
If you have any questions regarding this
publication ou avez besoin de renseignements
publication or need further assistance, please
supplémentaires, prenez contact avec le Service
contact the Customer Service Centre:
clients:
Email: custserv@iec.ch
Email: custserv@iec.ch
Tél: +41 22 919 02 11
Tel: +41 22 919 02 11
Fax: +41 22 919 03 00
Fax: +41 22 919 03 00
.
NORME CEI
INTERNATIONALE IEC
60287-2-1
INTERNATIONAL
Edition 1.1
STANDARD
2001-11
Edition 1:1994 consolidée par l'amendement 1:2001
Edition 1:1994 consolidated with amendment 1:2001
Câbles électriques –
Calcul du courant admissible –
Partie 2-1:
Résistance thermique –
Calcul de la résistance thermique

Electric cables –
Calculation of the current rating –
Part 2-1:
Thermal resistance –
Calculation of thermal resistance
Ó IEC 2001 Droits de reproduction réservés ¾ Copyright - all rights reserved
No part of this publication may be reproduced or utilized in
Aucune partie de cette publication ne peut être reproduite ni
utilisée sous quelque forme que ce soit et par aucun procédé, any form or by any means, electronic or mechanical,
électronique ou mécanique, y compris la photocopie et les including photocopying and microfilm, without permission in
microfilms, sans l'accord écrit de l'éditeur. writing from the publisher.
International Electrotechnical Commission 3, rue de Varembé Geneva, Switzerland
Telefax: +41 22 919 0300 e-mail: inmail@iec.ch IEC web site http://www.iec.ch
CODE PRIX
Commission Electrotechnique Internationale
CL
PRICE CODE
International Electrotechnical Commission

Pour prix, voir catalogue en vigueur
For price, see current catalogue

– 2 – 60287-2-1 © CEI:1994+A1:2001
SOMMAIRE
AVANT-PROPOS.6
INTRODUCTION.10
1 Généralités.12
1.1 Domaine d'application .12
1.2 Symboles .12
2 Calcul des résistances thermiques .18
2.1 Résistances thermiques des constituants des câbles, T , T et T .18
1 2 3
2.1.1 Résistance thermique entre âme et gaine T .18
2.1.2 Résistance thermique entre gaine et armure T .24
2.1.3 Résistance thermique du revêtement externe T .26
2.1.4 Cas des câbles en tuyau.26
2.2 Résistance thermique extérieure T .28
2.2.1 Câbles posés à l'air libre .28
2.2.2 Un seul câble enterré .30
2.2.3 Groupe de câbles enterrés (non jointifs) .30
2.2.4 Groupes de câbles enterrés (jointifs) uniformément chargés.36
2.2.5 Tuyaux enterrés .38
2.2.6 Câbles en caniveaux enterrés.38
2.2.7 Câbles en fourreaux ou en tuyaux .40
3 Calcul numérique des quantités indiquées sous forme de graphiques.44
3.1 Généralités.44
3.1.1 Facteur géométrique G pour les câbles bipolaires à ceinture
à âmes circulaires (figure 2) .44
3.1.2 Facteur géométrique G pour les câbles tripolaires à ceinture
à âmes circulaires (figure 3) .46
3.1.3 Résistance thermique des câbles tripolaires métallisés à ceinture
à âmes circulaires rapportée à celle des câbles correspondants
non métallisés (figure 4) .48
3.1.4 Résistance thermique des câbles tripolaires métallisés à âmes
sectorales rapportée à celle des câbles analogues non métallisés
(figure 5) .48
3.1.5 Facteur géométrique G pour la résistance thermique des bourrages
et revêtements des câbles triplombs ou sous gaines d'aluminium
individuelles (figure 6) .50
3.2 Calcul graphique de Δθ (figure 8).50
s
60287-2-1 © IEC:1994+A1:2001 – 3 –
CONTENTS
FOREWORD.7
INTRODUCTION.11
1 General .13
1.1 Scope.13
1.2 Symbols .13
2 Calculation of thermal resistances .19
2.1 Thermal resistance of the constituent parts of a cable, T , T and T .19
1 2 3
2.1.1 Thermal resistance between one conductor and sheath T .19
2.1.2 Thermal resistance between sheath and armour T .25
2.1.3 Thermal resistance of outer covering (serving) T .27
2.1.4 Pipe-type cables.27
2.2 External thermal resistance T .29
2.2.1 Cables laid in free air .29
2.2.2 Single isolated buried cable.31
2.2.3 Groups of buried cables (not touching) .31
2.2.4 Groups of buried cables (touching) equally loaded.37
2.2.5 Buried pipes .39
2.2.6 Cables in buried troughs.39
2.2.7 Cables in ducts or pipes .41
3 Digital calculation of quantities given graphically .45
3.1 General .45
3.1.1 Geometric factor G for two-core belted cables with circular
conductors (figure 2) .45
3.1.2 Geometric factor G for three-core belted cables with circular
conductors (figure 3) .47
3.1.3 Thermal resistance of three-core screened cables with circular
conductors compared to that of a corresponding unscreened cable
(figure 4) .49
3.1.4 Thermal resistance of three-core screened cables with sector-shaped
conductors compared to that of a corresponding unscreened cable
(figure 5) .49
3.1.5 Curve for G for obtaining the thermal resistance of the filling material
between the sheaths and armour of SL and SA type cables (figure 6).51
3.2 Calculation of Δθ by means of a diagram (figure 8) .51
s
– 4 – 60287-2-1 © CEI:1994+A1:2001
Figure 1 – Diagramme montrant un groupe de câbles q et leur symétrique par rapport à
la surface du sol .60
Figure 2 – Facteur géométrique G pour les câbles bipolaires à ceinture et âmes
circulaires (voir 2.1.2.1) .62
Figure 3 – Facteur géométrique G pour les câbles tripolaires à ceinture et âmes
circulaires (voir 2.1.2.3) .64
Figure 4 – Résistance thermique linéique des câbles tripolaires métallisés à ceinture
et âmes circulaires rapportée à celle des câbles correspondants non métallisés
(voir 2.1.1.3.1) .66
Figure 5 – Résistance thermique linéique des câbles tripolaires métallisés à âmes
sectorales rapportée à celle des câbles analogues non métallisés (voir 2.1.1.3.3) .68
Figure 6 – Facteur géométrique G pour la résistance thermique des bourrages et revête-
ments des câbles triplombs ou sous gaines d'aluminium individuelles (voir 2.1.2.2) .70
Figure 7a – Coefficient de dissipation de chaleur pour câbles à surfaces noires
posés à l'air libre .72
Figure 7b – Coefficient de dissipation de chaleur pour câbles à surfaces noires
posés à l'air libre .74
Figure 7c – Coefficient de dissipation de chaleur pour câbles à surfaces noires
posés à l'air libre .76
Figure 8 – Abaque pour le calcul de la résistance thermique externe des câbles dans l'air .78
Tableau 1 – Résistivité thermique des matériaux .54
Tableau 2 – Valeurs des constantes Z, E et g pour les surfaces noires des câbles
à l'air libre.56
Tableau 3 – Coefficient d'absorption des rayons solaires pour les surfaces de câble suivantes .58
Tableau 4 – Valeurs de constantes U, V et Y .58

60287-2-1 © IEC:1994+A1:2001 – 5 –
Figure 1 – Diagram showing a group of q cables and their reflection in
the ground-air surface.61
Figure 2 – Geometric factor G for two-core belted cables with circular conductors
(see 2.1.2.1) .63
Figure 3 – Geometric factor G for three-core belted cables with circular conductors
(see 2.1.2.3) .65
Figure 4 – Thermal resistance of three-core screened cables with circular conductors
compared to that of a corresponding unscreened cable (see 2.1.1.3.1).67
Figure 5 – Thermal resistance of three-core screened cables with sector-shaped
conductors compared with that of a corresponding unscreened cable (see 2.1.1.3.3).69
Figure 6 – Geometric factor G for obtaining the thermal resistances of the filling
material between the sheaths and armour of SL and SA type cables (see 2.1.2.2) .71
Figure 7a – Heat dissipation coefficient for black surfaces of cables in free air .73
Figure 7b – Heat dissipation coefficient for black surfaces of cables in free air .75
Figure 7c – Heat dissipation coefficient for black surfaces of cables in free air .77
Figure 8 – Graph for the calculation of external thermal resistance of cables in air .79
Table 1 – Thermal resistivities of materials .55
Table 2 – Values for constants Z, E and g for black surfaces of cables in free air .57
Table 3 – Absorption coefficient of solar radiation for cable surfaces .59
Table 4 – Values of constants U, V and Y .59

– 6 – 60287-2-1 © CEI:1994+A1:2001
COMMISSION ÉLECTROTECHNIQUE INTERNATIONALE
____________
CÂBLES ÉLECTRIQUES –
CALCUL DU COURANT ADMISSIBLE –
Partie 2-1: Résistance thermique – Calcul de la résistance thermique
AVANT-PROPOS
1) La CEI (Commission Electrotechnique Internationale) est une organisation mondiale de normalisation
composée de l'ensemble des comités électrotechniques nationaux (Comités nationaux de la CEI). La CEI a
pour objet de favoriser la coopération internationale pour toutes les questions de normalisation dans les
domaines de l'électricité et de l'électronique. A cet effet, la CEI, entre autres activités, publie des Normes
internationales. Leur élaboration est confiée à des comités d'études, aux travaux desquels tout Comité national
intéressé par le sujet traité peut participer. Les organisations internationales, gouvernementales et non
gouvernementales, en liaison avec la CEI, participent également aux travaux. La CEI collabore étroitement
avec l'Organisation Internationale de Normalisation (ISO), selon des conditions fixées par accord entre les
deux organisations.
2) Les décisions ou accords officiels de la CEI concernant les questions techniques représentent, dans la mesure
du possible, un accord international sur les sujets étudiés, étant donné que les Comités nationaux intéressés
sont représentés dans chaque comité d’études.
3) Les documents produits se présentent sous la forme de recommandations internationales. Ils sont publiés
comme normes, spécifications techniques, rapports techniques ou guides et agréés comme tels par les
Comités nationaux.
4) Dans le but d'encourager l'unification internationale, les Comités nationaux de la CEI s'engagent à appliquer de
façon transparente, dans toute la mesure possible, les Normes internationales de la CEI dans leurs normes
nationales et régionales. Toute divergence entre la norme de la CEI et la norme nationale ou régionale
correspondante doit être indiquée en termes clairs dans cette dernière.
5) La CEI n’a fixé aucune procédure concernant le marquage comme indication d’approbation et sa responsabilité
n’est pas engagée quand un matériel est déclaré conforme à l’une de ses normes.
6) L’attention est attirée sur le fait que certains des éléments de la présente Norme internationale peuvent faire
l’objet de droits de propriété intellectuelle ou de droits analogues. La CEI ne saurait être tenue pour
responsable de ne pas avoir identifié de tels droits de propriété et de ne pas avoir signalé leur existence.
La Norme internationale CEI 60287-2-1 a été établie par le sous-comité 20A: Câbles de haute
tension, du comité d'études 20 de la CEI: Câbles électriques.
Cette première édition de la CEI 60287-2-1 annule et remplace la section trois ainsi que les
annexes C et D de la deuxième édition de la CEI 60287 parue en 1982, sans changement
technique.
La CEI 60287-1-1 remplace les sections un et deux de la deuxième édition de la CEI 60287;
la CEI 60287-3-1 remplace les annexes A et B de la deuxième édition de la CEI 60287.
La présente version consolidée de la CEI 60287-2-1 est issue de la première édition (1994)
[documents 20A(BC)75 et 20A(BC)81] et de son amendement 1 (2001) [documents
20A/478/FDIS et 20A/484/RVD].
Elle porte le numéro d'édition 1.1.
Une ligne verticale dans la marge indique où la publication de base a été modifiée par
l'amendement 1.
60287-2-1 © IEC:1994+A1:2001 – 7 –
INTERNATIONAL ELECTROTECHNICAL COMMISSION
____________
ELECTRIC CABLES –
CALCULATION OF THE CURRENT RATING –
Part 2-1: Thermal resistance – Calculation of thermal resistance
FOREWORD
1) The IEC (International Electrotechnical Commission) is a worldwide organization for standardization comprising
all national electrotechnical committees (IEC National Committees). The object of the IEC is to promote
international co-operation on all questions concerning standardization in the electrical and electronic fields. To
this end and in addition to other activities, the IEC publishes International Standards. Their preparation is
entrusted to technical committees; any IEC National Committee interested in the subject dealt with may
participate in this preparatory work. International, governmental and non-governmental organizations liaising
with the IEC also participate in this preparation. The IEC collaborates closely with the International
Organization for Standardization (ISO) in accordance with conditions determined by agreement between the
two organizations.
2) The formal decisions or agreements of the IEC on technical matters express, as nearly as possible, an
international consensus of opinion on the relevant subjects since each technical committee has representation
from all interested National Committees.
3) The documents produced have the form of recommendations for international use and are published in the form
of standards, technical specifications, technical reports or guides and they are accepted by the National
Committees in that sense.
4) In order to promote international unification, IEC National Committees undertake to apply IEC International
Standards transparently to the maximum extent possible in their national and regional standards. Any
divergence between the IEC Standard and the corresponding national or regional standard shall be clearly
indicated in the latter.
5) The IEC provides no marking procedure to indicate its approval and cannot be rendered responsible for any
equipment declared to be in conformity with one of its standards.
6) Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this International Standard may be the subject
of patent rights. The IEC shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights.
International Standard IEC 60287-2-1 has been prepared by subcommittee 20A: High-voltage
cables, of IEC technical committee 20: Electric cables.
This first edition of 60287-2-1 cancels and replaces section three, and annexes C and D of
the second edition of IEC 60287 published in 1982, without technical changes.
IEC 60287-1-1 replaces sections one and two of the second edition of IEC 60287; IEC 60287-3-1
replaces annexes A and B of the second edition of IEC 60287.
This consolidated version of IEC 60287-2-1 is based on the first edition (1994) [documents
20A(CO)75 and 20A(CO)81] and its amendment 1 (2001) [documents 20A/478/FDIS and
20A/484/RVD].
It bears the edition number 1.1.
A vertical line in the margin shows where the base publication has been modified by
amendment 1.
– 8 – 60287-2-1 © CEI:1994+A1:2001
Le comité a décidé que le contenu de la publication de base et de son amendement ne sera
pas modifié avant 2006. A cette date, la publication sera
• reconduite;
• supprimée;
• remplacée par une édition révisée, ou
• amendée.
60287-2-1 © IEC:1994+A1:2001 – 9 –
The committee has decided that the contents of the base publication and its amendment will
remain unchanged until 2006. At this date, the publication will be
• reconfirmed;
• withdrawn;
• replaced by a revised edition, or
• amended.
– 10 – 60287-2-1 © CEI:1994+A1:2001
INTRODUCTION
La CEI 60287 a été divisée en trois parties et diverses sections de manière à faciliter les
révisions et les adjonctions.
Chaque partie est divisée en sections qui sont publiées en tant que normes séparées.
Partie 1: Equations de l'intensité du courant admissible (facteur de charge 100 %) et calcul
des pertes
Partie 2: Résistance thermique
Partie 3: Sections concernant les conditions de fonctionnement
La présente section de la CEI 60287-2 contient des méthodes de calcul de la résistance
thermique interne des câbles, et de la résistance thermique externe des câbles posés à l'air
libre, des câbles enterrés et des canaux.
Les formules de cette norme contiennent des paramètres variant avec la spécification du
câble et les matériaux utilisés. Les valeurs données dans les tableaux sont soit approuvées
internationalement, comme les résistivités électriques et la constante diélectrique des
matériaux, ou bien généralement acceptées dans la pratique, comme les résistivités
thermiques et les permittivités des matériaux. Certaines des valeurs de la dernière catégorie
ne sont pas caractéristiques de la qualité des câbles neufs mais de celles des câbles ayant
déjà subi une longue période d'utilisation. Dans le but d'obtenir des résultats comparables et
reproductibles, les régimes permanents doivent être calculés avec les valeurs indiquées dans
la présente norme. Toutefois, lorsqu'on sait avec certitude que d'autres valeurs sont plus
appropriées aux matériaux et à leur mise en œuvre, ces dernières peuvent alors être utilisées
en déclarant le régime permanent correspondant, pourvu que les différentes valeurs soient
indiquées.
Les données relatives aux conditions de service sont susceptibles de varier considérablement
d'un pays à l'autre. Par exemple, pour ce qui est de la température ambiante et de la
résistance thermique du sol, les valeurs sont régies dans les différents pays par diverses
considérations. Une comparaison hâtive entre les valeurs utilisées dans les différents pays
peut amener des conclusions erronées, si elle n'est pas faite sur des bases communes; par
exemple, on peut compter sur des espérances de vie du câble différentes; de même, dans
certains pays, la spécification est établie sur la valeur maximale de la résistance thermique
du sol, tandis que dans d'autres c'est la valeur moyenne qui est utilisée. En particulier, dans
le cas de la résistivité thermique du sol, il est bien connu que celle-ci est très sensible au taux
d'humidité et peut varier sensiblement dans le temps suivant le type de sol, les conditions
topographiques et météorologiques et la charge du câble.
Le choix des valeurs des différents paramètres sera dès lors effectué de la façon suivante:
Les valeurs numériques devront, de préférence, être basées sur des résultats de mesures
valables. De tels résultats sont déjà souvent inclus dans les spécifications nationales sous
forme de valeurs recommandées, de telle sorte que le calcul peut être exécuté sur la base de
ces valeurs, généralement utilisées dans le pays en question; un examen de ces valeurs est
fait dans la Partie 3, Section 1.
On trouvera un choix d'informations nécessaires pour sélectionner le type de câble approprié
dans la Partie 3, Section 1.
60287-2-1 © IEC:1994+A1:2001 – 11 –
INTRODUCTION
IEC 60287 has been divided into three parts and sections so that revisions of, and additions
to, the document can be carried out more conveniently.
Each part is divided into sections which are published as separate standards.
Part 1: Formulae of ratings and power losses
Part 2: Formulae for thermal resistance
Part 3: Sections on operating conditions
This section of IEC 60287-2 contains methods for calculating the internal thermal resistance
of cables and the external thermal resistance for cables laid in free air, ducts and buried.
The formulae in this standard contain quantities which vary with cable design and materials
used. The values given in the tables are either internationally agreed, for example, electrical
resistivities and resistance temperature coefficients, or are those which are generally
accepted in practice, for example, thermal resistivities and permittivities of materials. In this
latter category, some of the values given are not characteristic of the quality of new cables
but are considered to apply to cables after a long period of use. In order that uniform and
comparable results may be obtained, the current ratings should be calculated with the values
given in this standard. However, where it is known with certainty that other values are more
appropriate to the materials and design, then these may be used, and the corresponding
current rating declared in addition, provided that the different values are quoted.
Quantities related to the operating conditions of cables are liable to vary considerably from
one country to another. For instance, with respect to the ambient temperature and soil thermal
resistivity, the values are governed in various countries by different considerations.
Superficial comparisons between the values used in the various countries may lead to
erroneous conclusions if they are not based on common criteria: for example, there may be
different expectations for the life of the cables, and in some countries design is based on
maximum values of soil thermal resistivity, whereas in others average values are used.
Particularly, in the case of soil thermal resistivity, it is well known that this quantity is very
sensitive to soil moisture content and may vary significantly with time, depending on the soil
type, the topographical and meteorological conditions, and the cable loading.
The following procedure for choosing the values for the various parameters should, therefore,
be adopted:
Numerical values should preferably be based on results of suitable measurements. Often
such results are already included in national specifications as recommended values, so that
the calculation may be based on these values generally used in the country in question; a
survey of such values is given in Part 3, Section 1.
A suggested list of the information required to select the appropriate type of cable is given in
Part 3, Section 1.
– 12 – 60287-2-1 © CEI:1994+A1:2001
CÂBLES ÉLECTRIQUES –
CALCUL DU COURANT ADMISSIBLE –
Partie 2-1: Résistance thermique – Calcul de la résistance thermique
1 Généralités
1.1 Domaine d'application
La présente section de la CEI 60287 s'applique uniquement au fonctionnement en régime
permanent des câbles de toutes tensions alternatives et de tensions continues jusqu'à 5 kV,
enterrés directement dans le sol, placés dans des fourreaux, caniveaux ou tubes d'acier, avec
ou sans assèchement partiel du sol, ainsi que les câbles posés à l'air libre. On entend par
«régime permanent» la circulation continue d'un courant constant (facteur de charge 100 %)
juste suffisant pour atteindre asymptotiquement la température maximale de l'âme en
supposant que les conditions du milieu ambiant restent inchangées.
Cette section fournit des formules pour la résistance thermique.
Les formules proposées sont essentiellement littérales et laissent en principe libre le choix de
certains paramètres importants. Ceux-ci peuvent être divisés en trois groupes:
– les paramètres liés à la constitution du câble (par exemple résistance thermique de
l'isolant) pour lesquels des valeurs représentatives ont été recueillies, à partir des travaux
publiés;
– les paramètres liés aux conditions du milieu, qui peuvent varier considérablement; le choix
de ceux-ci dépend du pays où les câbles sont ou doivent être utilisés;
– les paramètres résultant d'un accord entre fabricant et utilisateur et qui supposent une
marge de sécurité en service (par exemple température maximale du conducteur).
1.2 Symboles
Les symboles utilisés dans la présente norme et les grandeurs qu'ils représentent sont
donnés dans la liste suivante:

D diamètre extérieur de l'armure mm
a
D diamètre intérieur du fourreau mm
d
D diamètre extérieur du câble ou diamètre équivalent d'un groupe
e
de conducteurs isolés pour un câble en tuyau mm
*
D diamètre extérieur du câble (voir 2.2.1) m
e
D diamètre extérieur du fourreau mm
o
D diamètre extérieur de la gaine métallique mm
s
D diamètre du cylindre imaginaire coaxial à la gaine ondulée et
oc
tangent à la surface extérieure des crêtes mm
D diamètre du cylindre imaginaire coaxial à la gaine ondulée et
ot
tangent à la surface extérieure des creux = D + 2t mm
it s
D diamètre du cylindre imaginaire coaxial à la gaine ondulée et tangent
ic
à la surface intérieure des crêtes = D – 2t mm
oc s
D diamètre du cylindre imaginaire coaxial à la gaine ondulée et tangent
it
à la surface intérieure des creux mm

60287-2-1 © IEC:1994+A1:2001 – 13 –
ELECTRIC CABLES –
CALCULATION OF THE CURRENT RATING –
Part 2-1: Thermal resistance – Calculation of thermal resistance
1 General
1.1 Scope
This section of IEC 60287 is solely applicable to the conditions of steady-state operation of
cables at all alternating voltages, and direct voltages up to 5 kV, buried directly in the ground,
in ducts, in troughs or in steel pipes, both with and without partial drying-out of the soil, as
well as cables in air. The term "steady state" is intended to mean a continuous constant
current (100 % load factor) just sufficient to produce asymptotically the maximum conductor
temperature, the surrounding ambient conditions being assumed constant.
This section provides formulae for thermal resistance.
The formulae given are essentially literal and designedly leave open the selection of certain
important parameters. These may be divided into three groups:
– parameters related to construction of a cable (for example, thermal resistivity of insulating
material) for which representative values have been selected based on published work;
– parameters related to the surrounding conditions which may vary widely, the selection of
which depends on the country in which the cables are used or are to be used;
– parameters which result from an agreement between manufacturer and user and which
involve a margin for security of service (for example, maximum conductor temperature).
1.2 Symbols
The symbols used in this standard and the quantities which they represent are given in the
following list:

D external diameter of armour mm
a
D internal diameter of duct mm
d
D external diameter of cable, or equivalent diameter of a group of
e
cores in pipe-type cable mm
*
D external diameter of cable (used in 2.2.1) m
e
D external diameter of duct mm
o
D external diameter of metal sheath mm
s
D the diameter of the imaginary coaxial cylinder which just touches
oc
the crests of a corrugated sheath mm
D the diameter of the imaginary coaxial cylinder which would just touch the
ot
outside surface of the troughs of a corrugated sheath = D + 2t mm
it s
D the diameter of the imaginary cylinder which would just touch the
ic
inside surface of the crests of a corrugated sheath = D – 2t mm
oc s
D the diameter of the imaginary cylinder which just touches the
it
inside surface of the troughs of a corrugated sheath mm

– 14 – 60287-2-1 © CEI:1994+A1:2001
E constante (voir 2.2.1.1)
F coefficient pour les câbles à ceinture défini en 2.1.1.2.2
F coefficient pour les câbles à ceinture défini en 2.1.1.2.5
G facteur géométrique pour câbles à ceinture
G
facteur géométrique des câbles triplombs
H intensité des radiations solaires (voir 2.2.1.2) W/m²
K facteur d'écran pour la résistance thermique des câbles métallisés
K coefficient (voir 2.2.1)
A
L profondeur de pose mesurée au centre du câble ou de la formation en trèfle mm
L distance de la surface du sol au centre du bloc de fourreaux mm
G
N nombre de câbles chargés dans un bloc de fourreaux (voir 2.2.7.3)
T résistance thermique par phase entre âme et gaine métallique ou écran K.m/W
T résistance thermique entre gaine métallique ou écran et armure K.m/W
T résistance thermique du revêtement K.m/W
T résistance thermique du milieu extérieur (rapport de l'échauffement
de la surface du câble au-dessus de l'ambiante aux pertes totales
par unité de longueur) K.m/W
*
T résistance thermique du milieu extérieur à l'air libre tenant compte
du rayonnement solaire K.m/W

T résistance thermique entre câble et fourreau (ou tuyau) K.m/W
′′
T résistance thermique du fourreau (ou tuyau) K.m/W
′′′
T résistance thermique du fourreau (ou tuyau) K.m/W
U

constantes utilisées en 2.2.7.1


V
W pertes diélectriques par unité de longueur et par phase W/m
d
W pertes dissipées par le câble k W/m
k
W puissances totales dissipées dans un caniveau par unité de longueur W/m
TOT
Y constante utilisée en 2.2.7.1
Z constante utilisée en 2.2.1.1
d diamètre extérieur de la ceinture isolante mm
a
d diamètre extérieur de l'âme mm
c
d plus petit diamètre d'une âme ovale mm
cm
d plus grand diamètre d'une âme ovale mm
cM
d plus grand diamètre d'écran ou de gaine d'une âme ovale mm
M
d plus petit diamètre d'écran ou de gaine d'une âme ovale mm
m
d diamètre d'une âme circulaire équivalente ayant la même section
x
et le même degré de rétreint que l'âme sectorale mm
g coefficient utilisé en 2.2.1.1
5/4
h coefficient de dissipation de chaleur W/m²K
ln logarithme naturel (logarithme en base e)
n nombre d'âmes dans un câble
60287-2-1 © IEC:1994+A1:2001 – 15 –
E constant used in 2.2.1.1
F coefficient for belted cables defined in 2.1.1.2.2
F coefficient for belted cables defined in 2.1.1.2.5
G geometric factor for belted cables
G
geometric factor for SL and SA type cables
H intensity of solar radiation (see 2.2.1.2) W/m²
K screening factor for the thermal resistance of screened cables
K coefficient used in 2.2.1
A
L depth of laying, to cable axis or centre of trefoil mm
L distance from the soil surface to the centre of a duct bank mm
G
N number of loaded cables in a duct bank (see 2.2.7.3)
T thermal resistance per core between conductor and sheath K.m/W
T thermal resistance between sheath and armour K.m/W
T thermal resistance of external serving K.m/W
T thermal resistance of surrounding medium (ratio of cable
surface temperature rise above ambient to the losses
per unit length) K.m/W
*
T external thermal resistance in free air, adjusted for
solar radiation K.m/W

T thermal resistance between cable and duct (or pipe) K.m/W
′′
T thermal resistance of the duct (or pipe) K.m/W
′′′
T thermal resistance of the medium surrounding the duct (or pipe) K.m/W
U

constants used in 2.2.7.1


V
W dielectric losses per unit length per phase W/m
d
W losses dissipated by cable k W/m
k
W total power dissipated in the trough per unit length W/m
TOT
Y coefficient used in 2.2.7.1
Z coefficient used in 2.2.1.1
d external diameter of belt insulation mm
a
d external diameter of conductor mm
c
d minor diameter of an oval conductor mm
cm
d major diameter of an oval conductor mm
cM
d major diameter of screen or sheath of an oval conductor mm
M
d minor diameter of screen or sheath of an oval conductor mm
m
d diameter of an equivalent circular conductor having the same
x
cross-sectional area and degree of compactness as the shaped one mm
g coefficient used in 2.2.1.1
5/4
h heat dissipation coefficient W/m²K
ln natural logarithm (logarithm to base e)
n number of conductors in a cable

– 16 – 60287-2-1 © CEI:1994+A1:2001
p partie du périmètre du caniveau qui participe à la dissipation de chaleur
(voir 2.2.6.2) m
r rayon du cercle circonscrit aux deux ou trois âmes sectorales dans
un câble bipolaire ou tripolaire mm
s distance entre axes de deux câbles adjacents dans une nappe horizontale
de trois câbles non jointifs mm
t épaisseur d'isolant entre âmes mm
t épaisseur d'isolant entre âmes et gaine mm
t épaisseur du bourrage ou du revêtement mm
t épaisseur du revêtement externe mm
t épaisseur de l'enveloppe isolante d'une phase y compris les rubans
i
métallisés plus la moitié de l'épaisseur de tous les rubans non métalliques
sur l'ensemble des phases mm
t épaisseur de la gaine mm
s
2L
u en 2.2.
D
e
L
G
u en 2.2.7.3
r
b
x, y côtés d'un bloc de fourreaux (y>x) (voir 2.2.7.3) mm
θ température moyenne du milieu entre câble et fourreau ou tuyau °C
m
Δθ échauffement admissible à l'âme par rapport à la température ambiante K
Δθ facteur tenant compte des pertes diélectriques dans le calcul de T pour
d 4
des câbles posés à l'air libre K
Δθ facteur tenant compte des pertes diélectriques et du rayonnement solaire
ds
*
direct pour le calcul de T pour des câbles posés à l'air libre selon la figure 8 K
Δθ différence entre la température moyenne de l'air dans un fourreau et
duct
la température ambiante K
Δθ échauffement de la surface d'un câble posé dans l'air, au-dessus de
s
la température ambiante K
Δθ échauffement de l'air dans un caniveau de câble K
tr
λ , λ rapport utilisé des pertes totales dans les gaines métalliques et armures
1 2
respectivement aux pertes totales des âmes (ou pertes dans une gaine
ou armure aux pertes dans une âme)

λ facteur de perte du câble médian

1m
 Trois câbles posés en nappe


non transposés avec gaines
λ facteur de perte du câble extérieur ayant

court-circuitées aux deux

les pertes les plus importantes

extrémités


λ facteur de perte du câble extérieur ayant


les pertes les plus faibles
ρ résistivité thermique du sol entourant un bloc de fourreaux K.m/W
e
ρ résistivité thermique du béton constituant le bloc de fourreaux K.m/W
c
ρ résistivité thermique des écrans métalliques dans les câbles multipolaires K.m/W
m
ρ résistivité thermique du matériau K.m/W
T
σ coefficient d'absorption des rayons solaires par la surface du câble

60287-2-1 © IEC:1994+A1:2001 – 17 –
p the part of the perimeter of the cable trough which is effective for
heat dissipation (see 2.2.6.2) m
r circumscribing radius of two or three-sector shaped
conductors mm
s axial separation of two adjacent cables in a horizontal group
of three, not touching mm
t insulation thickness between conductors mm
t insulation thickness between conductors and sheath mm
t thickness of the bedding mm
t thickness of the serving mm
t thickness of core insulation, including screening tapes plus half the
i
thickness of any non-metallic tapes over the laid up cores mm
t thickness of the sheath mm
s
2L
u
in 2.2.
D
e
L
G
u in 2.2.7.3
r
b
x, y sides of duct bank (y>x) (see 2.2.7.3) mm
θ mean temperature of medium between a cable and duct or pipe °C
m
Δθ permissible temperature rise of conductor above ambient temperature K
Δθ factor to account for dielectric loss for calculating T for cables
d 4
in free air K
Δθ factor to account for both dielectric loss and direct solar radiation
ds
*
for calculating T for cables in free air using figure 8 K
Δθ difference between the mean temperature of air in a duct and
duct
ambient temperature K
Δθ difference between the surface temperature of a cable in air and
s
ambient temperature K
Δθ temperature rise of the air in a cable trough K
tr
λ , λ ratio of the total losses in metallic sheaths and armour respectively
1 2
to the total conductor losses (or losses in one sheath or armour
to the losses in one conductor)

λ′ loss factor for the middle cable

1m

Three cables in flat forma-
λ′ loss factor for the outer cable 
11 tion without transposition,

with the greater losses  with sheaths bonded at both

ends
λ′ loss factor for the outer cable
...


IEC 60287-2-1
Edition 1.2 2006-05
INTERNATIONAL
STANDARD
NORME
INTERNATIONALE
Electric cables – Calculation of the current rating –
Part 2-1: Thermal resistance – Calculation of thermal resistance

Câbles électriques – Calcul du courant admissible –
Partie 2-1: Résistance thermique – Calcul de la résistance thermique
All rights reserved. Unless otherwise specified, no part of this publication may be reproduced or utilized in any form or by
any means, electronic or mechanical, including photocopying and microfilm, without permission in writing from either IEC or
IEC's member National Committee in the country of the requester.
If you have any questions about IEC copyright or have an enquiry about obtaining additional rights to this publication,
please contact the address below or your local IEC member National Committee for further information.

Droits de reproduction réservés. Sauf indication contraire, aucune partie de cette publication ne peut être reproduite
ni utilisée sous quelque forme que ce soit et par aucun procédé, électronique ou mécanique, y compris la photocopie
et les microfilms, sans l'accord écrit de la CEI ou du Comité national de la CEI du pays du demandeur.
Si vous avez des questions sur le copyright de la CEI ou si vous désirez obtenir des droits supplémentaires sur cette
publication, utilisez les coordonnées ci-après ou contactez le Comité national de la CEI de votre pays de résidence.

IEC Central Office
3, rue de Varembé
CH-1211 Geneva 20
Switzerland
Email: inmail@iec.ch
Web: www.iec.ch
About the IEC
The International Electrotechnical Commission (IEC) is the leading global organization that prepares and publishes
International Standards for all electrical, electronic and related technologies.

About IEC publications
The technical content of IEC publications is kept under constant review by the IEC. Please make sure that you have the
latest edition, a corrigenda or an amendment might have been published.
ƒ Catalogue of IEC publications: www.iec.ch/searchpub
The IEC on-line Catalogue enables you to search by a variety of criteria (reference number, text, technical committee,…).
It also gives information on projects, withdrawn and replaced publications.
ƒ IEC Just Published: www.iec.ch/online_news/justpub
Stay up to date on all new IEC publications. Just Published details twice a month all new publications released. Available
on-line and also by email.
ƒ Electropedia: www.electropedia.org
The world's leading online dictionary of electronic and electrical terms containing more than 20 000 terms and definitions
in English and French, with equivalent terms in additional languages. Also known as the International Electrotechnical
Vocabulary online.
ƒ Customer Service Centre: www.iec.ch/webstore/custserv
If you wish to give us your feedback on this publication or need further assistance, please visit the Customer Service
Centre FAQ or contact us:
Email: csc@iec.ch
Tel.: +41 22 919 02 11
Fax: +41 22 919 03 00
A propos de la CEI
La Commission Electrotechnique Internationale (CEI) est la première organisation mondiale qui élabore et publie des
normes internationales pour tout ce qui a trait à l'électricité, à l'électronique et aux technologies apparentées.

A propos des publications CEI
Le contenu technique des publications de la CEI est constamment revu. Veuillez vous assurer que vous possédez
l’édition la plus récente, un corrigendum ou amendement peut avoir été publié.
ƒ Catalogue des publications de la CEI: www.iec.ch/searchpub/cur_fut-f.htm
Le Catalogue en-ligne de la CEI vous permet d’effectuer des recherches en utilisant différents critères (numéro de référence,
texte, comité d’études,…). Il donne aussi des informations sur les projets et les publications retirées ou remplacées.
ƒ Just Published CEI: www.iec.ch/online_news/justpub
Restez informé sur les nouvelles publications de la CEI. Just Published détaille deux fois par mois les nouvelles
publications parues. Disponible en-ligne et aussi par email.
ƒ Electropedia: www.electropedia.org
Le premier dictionnaire en ligne au monde de termes électroniques et électriques. Il contient plus de 20 000 termes et
définitions en anglais et en français, ainsi que les termes équivalents dans les langues additionnelles. Egalement appelé
Vocabulaire Electrotechnique International en ligne.
ƒ Service Clients: www.iec.ch/webstore/custserv/custserv_entry-f.htm
Si vous désirez nous donner des commentaires sur cette publication ou si vous avez des questions, visitez le FAQ du
Service clients ou contactez-nous:
Email: csc@iec.ch
Tél.: +41 22 919 02 11
Fax: +41 22 919 03 00
IEC 60287-2-1
Edition 1.2 2006-05
INTERNATIONAL
STANDARD
NORME
INTERNATIONALE
Electric cables – Calculation of the current rating –
Part 2-1: Thermal resistance – Calculation of thermal resistance

Câbles électriques – Calcul du courant admissible –
Partie 2-1: Résistance thermique – Calcul de la résistance thermique

INTERNATIONAL
ELECTROTECHNICAL
COMMISSION
COMMISSION
ELECTROTECHNIQUE
PRICE CODE
INTERNATIONALE
CM
CODE PRIX
ICS 29.060.20 ISBN 2-8318-8640-6

– 2 – 60287-2-1 © CEI:1994+A1:2001
+A2:2006
SOMMAIRE
AVANT-PROPOS.6
INTRODUCTION.10

1 Généralités.12
1.1 Domaine d'application.12
1.2 Symboles.12
2 Calcul des résistances thermiques .18
2.1 Résistances thermiques des constituants des câbles, T , T et T .18
1 2 3
2.1.1 Résistance thermique entre âme et gaine T .18
2.1.2 Résistance thermique entre gaine et armure T .24
2.1.3 Résistance thermique du revêtement externe T .26
2.1.4 Cas des câbles en tuyau .26
2.2 Résistance thermique extérieure T .28
2.2.1 Câbles posés à l'air libre .28
2.2.2 Un seul câble enterré .30
2.2.3 Groupe de câbles enterrés (non jointifs) .30
2.2.4 Groupes de câbles enterrés (jointifs) uniformément chargés.36
2.2.5 Tuyaux enterrés.38
2.2.6 Câbles en caniveaux enterrés.38
2.2.7 Câbles en fourreaux ou en tuyaux .40
3 Calcul numérique des quantités indiquées sous forme de graphiques.44
3.1 Généralités.44
3.1.1 Facteur géométrique G pour les câbles bipolaires à ceinture
à âmes circulaires (figure 2) .44
3.1.2 Facteur géométrique G pour les câbles tripolaires à ceinture
à âmes circulaires (figure 3) .46
3.1.3 Résistance thermique des câbles tripolaires métallisés à ceinture
à âmes circulaires rapportée à celle des câbles correspondants
non métallisés (figure 4) .48
3.1.4 Résistance thermique des câbles tripolaires métallisés à âmes
sectorales rapportée à celle des câbles analogues non métallisés
(figure 5) .48
3.1.5 Facteur géométrique G pour la résistance thermique des bourrages
et revêtements des câbles triplombs ou sous gaines d'aluminium
individuelles (figure 6) .50
3.2 Calcul graphique de Δθ (figure 8).50
s
60287-2-1 © IEC:1994+A1:2001 – 3 –
+A2:2006
CONTENTS
FOREWORD.7
INTRODUCTION.11

1 General.13
1.1 Scope.13
1.2 Symbols.13
2 Calculation of thermal resistances .19
2.1 Thermal resistance of the constituent parts of a cable, T , T and T .19
1 2 3
2.1.1 Thermal resistance between one conductor and sheath T .19
2.1.2 Thermal resistance between sheath and armour T .25
2.1.3 Thermal resistance of outer covering (serving) T .27
2.1.4 Pipe-type cables.27
2.2 External thermal resistance T .29
2.2.1 Cables laid in free air .29
2.2.2 Single isolated buried cable.31
2.2.3 Groups of buried cables (not touching) .31
2.2.4 Groups of buried cables (touching) equally loaded.37
2.2.5 Buried pipes.39
2.2.6 Cables in buried troughs.39
2.2.7 Cables in ducts or pipes .41
3 Digital calculation of quantities given graphically .45
3.1 General.45
3.1.1 Geometric factor G for two-core belted cables with circular
conductors (figure 2) .45
3.1.2 Geometric factor G for three-core belted cables with circular
conductors (figure 3) .47
3.1.3 Thermal resistance of three-core screened cables with circular
conductors compared to that of a corresponding unscreened cable
(figure 4) .49
3.1.4 Thermal resistance of three-core screened cables with sector-shaped
conductors compared to that of a corresponding unscreened cable
(figure 5) .49
3.1.5 Curve for G for obtaining the thermal resistance of the filling material
between the sheaths and armour of SL and SA type cables (figure 6).51
3.2 Calculation of Δθ by means of a diagram (figure 8) .51
s
– 4 – 60287-2-1 © CEI:1994+A1:2001
+A2:2006
Figure 1 – Diagramme montrant un groupe de câbles q et leur symétrique par rapport à
la surface du sol .60
Figure 2 – Facteur géométrique G pour les câbles bipolaires à ceinture et âmes
circulaires (voir 2.1.2.1) .62
Figure 3 – Facteur géométrique G pour les câbles tripolaires à ceinture et âmes
circulaires (voir 2.1.2.3) .64
Figure 4 – Résistance thermique linéique des câbles tripolaires métallisés à ceinture
et âmes circulaires rapportée à celle des câbles correspondants non métallisés
(voir 2.1.1.3.1) .66
Figure 5 – Résistance thermique linéique des câbles tripolaires métallisés à âmes
sectorales rapportée à celle des câbles analogues non métallisés (voir 2.1.1.3.3) .68
Figure 6 – Facteur géométrique G pour la résistance thermique des bourrages et revête-
ments des câbles triplombs ou sous gaines d'aluminium individuelles (voir 2.1.2.2).70
Figure 7a – Coefficient de dissipation de chaleur pour câbles à surfaces noires
posés à l'air libre .72
Figure 7b – Coefficient de dissipation de chaleur pour câbles à surfaces noires
posés à l'air libre .74
Figure 7c – Coefficient de dissipation de chaleur pour câbles à surfaces noires
posés à l'air libre .76
Figure 8 – Abaque pour le calcul de la résistance thermique externe des câbles dans l'air .78

Tableau 1 – Résistivité thermique des matériaux .54
Tableau 2 – Valeurs des constantes Z, E et g pour les surfaces noires des câbles
à l'air libre.56
Tableau 3 – Coefficient d'absorption des rayons solaires pour les surfaces de câble suivantes .58
Tableau 4 – Valeurs des constantes U, V et Y .58

60287-2-1 © IEC:1994+A1:2001 – 5 –
+A2:2006
Figure 1 – Diagram showing a group of q cables and their reflection in
the ground-air surface.61
Figure 2 – Geometric factor G for two-core belted cables with circular conductors
(see 2.1.2.1) .63
Figure 3 – Geometric factor G for three-core belted cables with circular conductors
(see 2.1.2.3) .65
Figure 4 – Thermal resistance of three-core screened cables with circular conductors
compared to that of a corresponding unscreened cable (see 2.1.1.3.1).67
Figure 5 – Thermal resistance of three-core screened cables with sector-shaped
conductors compared with that of a corresponding unscreened cable (see 2.1.1.3.3).69
G for obtaining the thermal resistances of the filling
Figure 6 – Geometric factor
material between the sheaths and armour of SL and SA type cables (see 2.1.2.2) .71
Figure 7a – Heat dissipation coefficient for black surfaces of cables in free air .73
Figure 7b – Heat dissipation coefficient for black surfaces of cables in free air .75
Figure 7c – Heat dissipation coefficient for black surfaces of cables in free air .77
Figure 8 – Graph for the calculation of external thermal resistance of cables in air .79

Table 1 – Thermal resistivities of materials .55
Table 2 – Values for constants Z, E and g for black surfaces of cables in free air .57
Table 3 – Absorption coefficient of solar radiation for cable surfaces .59
Table 4 – Values of constants U, V and Y .59

– 6 – 60287-2-1 © CEI:1994+A1:2001
+A2:2006
COMMISSION ÉLECTROTECHNIQUE INTERNATIONALE
____________
CÂBLES ÉLECTRIQUES –
CALCUL DU COURANT ADMISSIBLE –

Partie 2-1: Résistance thermique – Calcul de la résistance thermique

AVANT-PROPOS
1) La Commission Electrotechnique Internationale (CEI) est une organisation mondiale de normalisation
composée de l'ensemble des comités électrotechniques nationaux (Comités nationaux de la CEI). La CEI a
pour objet de favoriser la coopération internationale pour toutes les questions de normalisation dans les
domaines de l'électricité et de l'électronique. A cet effet, la CEI – entre autres activités – publie des Normes
internationales, des Spécifications techniques, des Rapports techniques, des Spécifications accessibles au
public (PAS) et des Guides (ci-après dénommés "Publication(s) de la CEI"). Leur élaboration est confiée à des
comités d'études, aux travaux desquels tout Comité national intéressé par le sujet traité peut participer. Les
organisations internationales, gouvernementales et non gouvernementales, en liaison avec la CEI, participent
également aux travaux. La CEI collabore étroitement avec l'Organisation Internationale de Normalisation (ISO),
selon des conditions fixées par accord entre les deux organisations.
2) Les décisions ou accords officiels de la CEI concernant les questions techniques représentent, dans la mesure
du possible, un accord international sur les sujets étudiés, étant donné que les Comités nationaux de la CEI
intéressés sont représentés dans chaque comité d’études.
3) Les Publications de la CEI se présentent sous la forme de recommandations internationales et sont agréées
comme telles par les Comités nationaux de la CEI. Tous les efforts raisonnables sont entrepris afin que la CEI
s'assure de l'exactitude du contenu technique de ses publications; la CEI ne peut pas être tenue responsable
de l'éventuelle mauvaise utilisation ou interprétation qui en est faite par un quelconque utilisateur final.
4) Dans le but d'encourager l'uniformité internationale, les Comités nationaux de la CEI s'engagent, dans toute la
mesure possible, à appliquer de façon transparente les Publications de la CEI dans leurs publications
nationales et régionales. Toutes divergences entre toutes Publications de la CEI et toutes publications
nationales ou régionales correspondantes doivent être indiquées en termes clairs dans ces dernières.
5) La CEI n’a prévu aucune procédure de marquage valant indication d’approbation et n'engage pas sa
responsabilité pour les équipements déclarés conformes à une de ses Publications.
6) Tous les utilisateurs doivent s'assurer qu'ils sont en possession de la dernière édition de cette publication.
7) Aucune responsabilité ne doit être imputée à la CEI, à ses administrateurs, employés, auxiliaires ou
mandataires, y compris ses experts particuliers et les membres de ses comités d'études et des Comités
nationaux de la CEI, pour tout préjudice causé en cas de dommages corporels et matériels, ou de tout autre
dommage de quelque nature que ce soit, directe ou indirecte, ou pour supporter les coûts (y compris les frais
de justice) et les dépenses découlant de la publication ou de l'utilisation de cette Publication de la CEI ou de
toute autre Publication de la CEI, ou au crédit qui lui est accordé.
8) L'attention est attirée sur les références normatives citées dans cette publication. L'utilisation de publications
référencées est obligatoire pour une application correcte de la présente publication.
9) L’attention est attirée sur le fait que certains des éléments de la présente Publication de la CEI peuvent faire
l’objet de droits de propriété intellectuelle ou de droits analogues. La CEI ne saurait être tenue pour
responsable de ne pas avoir identifié de tels droits de propriété et de ne pas avoir signalé leur existence.
La Norme internationale CEI 60287-2-1 a été établie par le sous-comité 20A: Câbles de haute
tension, du comité d'études 20 de la CEI: Câbles électriques.
Cette première édition de la CEI 60287-2-1 annule et remplace la section trois ainsi que les annexes
C et D de la deuxième édition de la CEI 60287 parue en 1982, sans changement technique.
La CEI 60287-1-1 remplace les sections un et deux de la deuxième édition de la CEI 60287;
la CEI 60287-3-1 remplace les annexes A et B de la deuxième édition de la CEI 60287.
La présente version consolidée de la CEI 60287-2-1 comprend la première édition (1994)
[documents 20A(BC)75 et 20A(BC)81], son amendement 1 (2001) [documents 20A/478/FDIS
et 20A/484/RVD] et son amendement 2 (2006) [documents 20/779/CDV et 20/809RVC].
Le contenu technique de cette version consolidée est donc identique à celui de l'édition de
base et à ses amendements; cette version a été préparée par commodité pour l'utilisateur.
Elle porte le numéro d'édition 1.2.

60287-2-1 © IEC:1994+A1:2001 – 7 –
+A2:2006
INTERNATIONAL ELECTROTECHNICAL COMMISSION
____________
ELECTRIC CABLES –
CALCULATION OF THE CURRENT RATING –

Part 2-1: Thermal resistance – Calculation of thermal resistance

FOREWORD
1) The International Electrotechnical Commission (IEC) is a worldwide organization for standardization comprising
all national electrotechnical committees (IEC National Committees). The object of IEC is to promote
international co-operation on all questions concerning standardization in the electrical and electronic fields. To
this end and in addition to other activities, IEC publishes International Standards, Technical Specifications,
Technical Reports, Publicly Available Specifications (PAS) and Guides (hereafter referred to as “IEC
Publication(s)”). Their preparation is entrusted to technical committees; any IEC National Committee interested
in the subject dealt with may participate in this preparatory work. International, governmental and non-
governmental organizations liaising with the IEC also participate in this preparation. IEC collaborates closely
with the International Organization for Standardization (ISO) in accordance with conditions determined by
agreement between the two organizations.
2) The formal decisions or agreements of IEC on technical matters express, as nearly as possible, an international
consensus of opinion on the relevant subjects since each technical committee has representation from all
interested IEC National Committees.
3) IEC Publications have the form of recommendations for international use and are accepted by IEC National
Committees in that sense. While all reasonable efforts are made to ensure that the technical content of IEC
Publications is accurate, IEC cannot be held responsible for the way in which they are used or for any
misinterpretation by any end user.
4) In order to promote international uniformity, IEC National Committees undertake to apply IEC Publications
transparently to the maximum extent possible in their national and regional publications. Any divergence
between any IEC Publication and the corresponding national or regional publication shall be clearly indicated in
the latter.
5) IEC provides no marking procedure to indicate its approval and cannot be rendered responsible for any
equipment declared to be in conformity with an IEC Publication.
6) All users should ensure that they have the latest edition of this publication.
7) No liability shall attach to IEC or its directors, employees, servants or agents including individual experts and
members of its technical committees and IEC National Committees for any personal injury, property damage or
other damage of any nature whatsoever, whether direct or indirect, or for costs (including legal fees) and
expenses arising out of the publication, use of, or reliance upon, this IEC Publication or any other IEC
Publications.
8) Attention is drawn to the Normative references cited in this publication. Use of the referenced publications is
indispensable for the correct application of this publication.
9) Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this IEC Publication may be the subject of
patent rights. IEC shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights.
International Standard IEC 60287-2-1 has been prepared by subcommittee 20A: High-voltage
cables, of IEC technical committee 20: Electric cables.
This first edition of 60287-2-1 cancels and replaces section three, and annexes C and D of
the second edition of IEC 60287 published in 1982, without technical changes.
IEC 60287-1-1 replaces sections one and two of the second edition of IEC 60287; IEC 60287-3-1
replaces annexes A and B of the second edition of IEC 60287.
This consolidated version of IEC 60287-2-1 consists of the first edition (1994) [documents
20A(CO)75 and 20A(CO)81], its amendment 1 (2001) [documents 20A/478/FDIS and
20A/484/RVD] and its amendment 2 (2006) [documents 20/779/CDV and 20/809/RVC].
The technical content is therefore identical to the base edition and its amendments and has
been prepared for user convenience.
It bears the edition number 1.2.

– 8 – 60287-2-1 © CEI:1994+A1:2001
+A2:2006
Une ligne verticale dans la marge indique où la publication de base a été modifiée par les
amendements 1 et 2.
Le comité a décidé que le contenu de la publication de base et de ses amendements ne sera
pas modifié avant la date de maintenance indiquée sur le site web de la CEI sous
"http://webstore.iec.ch" dans les données relatives à la publication recherchée. A cette date,
la publication sera
• reconduite,
• supprimée,
• remplacée par une édition révisée, ou
• amendée.
60287-2-1 © IEC:1994+A1:2001 – 9 –
+A2:2006
A vertical line in the margin shows where the base publication has been modified by
amendments 1 and 2.
The committee has decided that the contents of the base publication and its amendments will
remain unchanged until the maintenance result date indicated on the IEC web site under
"http://webstore.iec.ch" in the data related to the specific publication. At this date,
the publication will be
• reconfirmed,
• withdrawn,
• replaced by a revised edition, or
• amended.
– 10 – 60287-2-1 © CEI:1994+A1:2001
+A2:2006
INTRODUCTION
La CEI 60287 a été divisée en trois parties et diverses sections de manière à faciliter les
révisions et les adjonctions.
Chaque partie est divisée en sections qui sont publiées en tant que normes séparées.
Partie 1: Equations de l'intensité du courant admissible (facteur de charge 100 %) et calcul
des pertes
Partie 2: Résistance thermique
Partie 3: Sections concernant les conditions de fonctionnement
La présente section de la CEI 60287-2 contient des méthodes de calcul de la résistance
thermique interne des câbles, et de la résistance thermique externe des câbles posés à l'air
libre, des câbles enterrés et des canaux.
Les formules de cette norme contiennent des paramètres variant avec la spécification du
câble et les matériaux utilisés. Les valeurs données dans les tableaux sont soit approuvées
internationalement, comme les résistivités électriques et la constante diélectrique des
matériaux, ou bien généralement acceptées dans la pratique, comme les résistivités
thermiques et les permittivités des matériaux. Certaines des valeurs de la dernière catégorie
ne sont pas caractéristiques de la qualité des câbles neufs mais de celles des câbles ayant
déjà subi une longue période d'utilisation. Dans le but d'obtenir des résultats comparables et
reproductibles, les régimes permanents doivent être calculés avec les valeurs indiquées dans
la présente norme. Toutefois, lorsqu'on sait avec certitude que d'autres valeurs sont plus
appropriées aux matériaux et à leur mise en œuvre, ces dernières peuvent alors être utilisées
en déclarant le régime permanent correspondant, pourvu que les différentes valeurs soient
indiquées.
Les données relatives aux conditions de service sont susceptibles de varier considérablement
d'un pays à l'autre. Par exemple, pour ce qui est de la température ambiante et de la
résistance thermique du sol, les valeurs sont régies dans les différents pays par diverses
considérations. Une comparaison hâtive entre les valeurs utilisées dans les différents pays
peut amener des conclusions erronées, si elle n'est pas faite sur des bases communes; par
exemple, on peut compter sur des espérances de vie du câble différentes; de même, dans
certains pays, la spécification est établie sur la valeur maximale de la résistance thermique
du sol, tandis que dans d'autres c'est la valeur moyenne qui est utilisée. En particulier, dans
le cas de la résistivité thermique du sol, il est bien connu que celle-ci est très sensible au taux
d'humidité et peut varier sensiblement dans le temps suivant le type de sol, les conditions
topographiques et météorologiques et la charge du câble.
Le choix des valeurs des différents paramètres sera dès lors effectué de la façon suivante:
Les valeurs numériques devront, de préférence, être basées sur des résultats de mesures
valables. De tels résultats sont déjà souvent inclus dans les spécifications nationales sous
forme de valeurs recommandées, de telle sorte que le calcul peut être exécuté sur la base de
ces valeurs, généralement utilisées dans le pays en question; un examen de ces valeurs est
fait dans la Partie 3, Section 1.
On trouvera un choix d'informations nécessaires pour sélectionner le type de câble approprié
dans la Partie 3, Section 1.
60287-2-1 © IEC:1994+A1:2001 – 11 –
+A2:2006
INTRODUCTION
IEC 60287 has been divided into three parts and sections so that revisions of, and additions
to, the document can be carried out more conveniently.
Each part is divided into sections which are published as separate standards.
Part 1: Formulae of ratings and power losses
Part 2: Formulae for thermal resistance
Part 3: Sections on operating conditions
This section of IEC 60287-2 contains methods for calculating the internal thermal resistance
of cables and the external thermal resistance for cables laid in free air, ducts and buried.
The formulae in this standard contain quantities which vary with cable design and materials
used. The values given in the tables are either internationally agreed, for example, electrical
resistivities and resistance temperature coefficients, or are those which are generally
accepted in practice, for example, thermal resistivities and permittivities of materials. In this
latter category, some of the values given are not characteristic of the quality of new cables
but are considered to apply to cables after a long period of use. In order that uniform and
comparable results may be obtained, the current ratings should be calculated with the values
given in this standard. However, where it is known with certainty that other values are more
appropriate to the materials and design, then these may be used, and the corresponding
current rating declared in addition, provided that the different values are quoted.
Quantities related to the operating conditions of cables are liable to vary considerably from
one country to another. For instance, with respect to the ambient temperature and soil thermal
resistivity, the values are governed in various countries by different considerations.
Superficial comparisons between the values used in the various countries may lead to
erroneous conclusions if they are not based on common criteria: for example, there may be
different expectations for the life of the cables, and in some countries design is based on
maximum values of soil thermal resistivity, whereas in others average values are used.
Particularly, in the case of soil thermal resistivity, it is well known that this quantity is very
sensitive to soil moisture content and may vary significantly with time, depending on the soil
type, the topographical and meteorological conditions, and the cable loading.
The following procedure for choosing the values for the various parameters should, therefore,
be adopted:
Numerical values should preferably be based on results of suitable measurements. Often
such results are already included in national specifications as recommended values, so that
the calculation may be based on these values generally used in the country in question; a
survey of such values is given in Part 3, Section 1.
A suggested list of the information required to select the appropriate type of cable is given in
Part 3, Section 1.
– 12 – 60287-2-1 © CEI:1994+A1:2001
+A2:2006
CÂBLES ÉLECTRIQUES –
CALCUL DU COURANT ADMISSIBLE –

Partie 2-1: Résistance thermique – Calcul de la résistance thermique

1 Généralités
1.1 Domaine d'application
La présente section de la CEI 60287 s'applique uniquement au fonctionnement en régime
permanent des câbles de toutes tensions alternatives et de tensions continues jusqu'à 5 kV,
enterrés directement dans le sol, placés dans des fourreaux, caniveaux ou tubes d'acier, avec
ou sans assèchement partiel du sol, ainsi que les câbles posés à l'air libre. On entend par
«régime permanent» la circulation continue d'un courant constant (facteur de charge 100 %)
juste suffisant pour atteindre asymptotiquement la température maximale de l'âme en
supposant que les conditions du milieu ambiant restent inchangées.
Cette section fournit des formules pour la résistance thermique.
Les formules proposées sont essentiellement littérales et laissent en principe libre le choix de
certains paramètres importants. Ceux-ci peuvent être divisés en trois groupes:
– les paramètres liés à la constitution du câble (par exemple résistance thermique de
l'isolant) pour lesquels des valeurs représentatives ont été recueillies, à partir des travaux
publiés;
– les paramètres liés aux conditions du milieu, qui peuvent varier considérablement; le choix
de ceux-ci dépend du pays où les câbles sont ou doivent être utilisés;
– les paramètres résultant d'un accord entre fabricant et utilisateur et qui supposent une
marge de sécurité en service (par exemple température maximale du conducteur).
1.2 Symboles
Les symboles utilisés dans la présente norme et les grandeurs qu'ils représentent sont
donnés dans la liste suivante:

D diamètre extérieur de l'armure mm
a
D diamètre intérieur du fourreau mm
d
D diamètre extérieur du câble ou diamètre équivalent d'un groupe
e
de conducteurs isolés pour un câble en tuyau mm
*
D diamètre extérieur du câble (voir 2.2.1) m
e
D diamètre extérieur du fourreau mm
o
D diamètre extérieur de la gaine métallique mm
s
D diamètre du cylindre imaginaire coaxial à la gaine ondulée et
oc
tangent à la surface extérieure des crêtes mm
D diamètre du cylindre imaginaire coaxial à la gaine ondulée et
ot
tangent à la surface extérieure des creux = D + 2t mm
it s
D diamètre du cylindre imaginaire coaxial à la gaine ondulée et tangent
ic
à la surface intérieure des crêtes = D – 2t mm
oc s
D diamètre du cylindre imaginaire coaxial à la gaine ondulée et tangent
it
à la surface intérieure des creux mm

60287-2-1 © IEC:1994+A1:2001 – 13 –
+A2:2006
ELECTRIC CABLES –
CALCULATION OF THE CURRENT RATING –

Part 2-1: Thermal resistance – Calculation of thermal resistance

1 General
1.1 Scope
This section of IEC 60287 is solely applicable to the conditions of steady-state operation of
cables at all alternating voltages, and direct voltages up to 5 kV, buried directly in the ground,
in ducts, in troughs or in steel pipes, both with and without partial drying-out of the soil, as
well as cables in air. The term "steady state" is intended to mean a continuous constant
current (100 % load factor) just sufficient to produce asymptotically the maximum conductor
temperature, the surrounding ambient conditions being assumed constant.
This section provides formulae for thermal resistance.
The formulae given are essentially literal and designedly leave open the selection of certain
important parameters. These may be divided into three groups:
– parameters related to construction of a cable (for example, thermal resistivity of insulating
material) for which representative values have been selected based on published work;
– parameters related to the surrounding conditions which may vary widely, the selection of
which depends on the country in which the cables are used or are to be used;
– parameters which result from an agreement between manufacturer and user and which
involve a margin for security of service (for example, maximum conductor temperature).
1.2 Symbols
The symbols used in this standard and the quantities which they represent are given in the
following list:

D external diameter of armour mm
a
D internal diameter of duct mm
d
D external diameter of cable, or equivalent diameter of a group of
e
cores in pipe-type cable mm
*
D external diameter of cable (used in 2.2.1) m
e
D external diameter of duct mm
o
D external diameter of metal sheath mm
s
D the diameter of the imaginary coaxial cylinder which just touches
oc
the crests of a corrugated sheath mm
D the diameter of the imaginary coaxial cylinder which would just touch the
ot
outside surface of the troughs of a corrugated sheath = D + 2t mm
it s
D the diameter of the imaginary cylinder which would just touch the
ic
inside surface of the crests of a corrugated sheath = D – 2t mm
oc s
D the diameter of the imaginary cylinder which just touches the
it
inside surface of the troughs of a corrugated sheath mm

– 14 – 60287-2-1 © CEI:1994+A1:2001
+A2:2006
E constante (voir 2.2.1.1)
F coefficient pour les câbles à ceinture défini en 2.1.1.2.2
F coefficient pour les câbles à ceinture défini en 2.1.1.2.5
G facteur géométrique pour câbles à ceinture
G
facteur géométrique des câbles triplombs
H intensité des radiations solaires (voir 2.2.1.2) W/m²
K facteur d'écran pour la résistance thermique des câbles métallisés
K coefficient (voir 2.2.1)
A
L profondeur de pose mesurée au centre du câble ou de la formation en trèfle mm
L distance de la surface du sol au centre du bloc de fourreaux mm
G
N nombre de câbles chargés dans un bloc de fourreaux (voir 2.2.7.3)
T résistance thermique par phase entre âme et gaine métallique ou écran K.m/W
T résistance thermique entre gaine métallique ou écran et armure K.m/W
T résistance thermique du revêtement K.m/W
T résistance thermique du milieu extérieur (rapport de l'échauffement
de la surface du câble au-dessus de l'ambiante aux pertes totales
par unité de longueur) K.m/W
*
T résistance thermique du milieu extérieur à l'air libre tenant compte
du rayonnement solaire K.m/W

T résistance thermique entre câble et fourreau (ou tuyau) K.m/W
′′
T résistance thermique du fourreau (ou tuyau) K.m/W
′′′
T résistance thermique du fourreau (ou tuyau) K.m/W
U

constantes utilisées en 2.2.7.1


V
W pertes diélectriques par unité de longueur et par phase W/m
d
W pertes dissipées par le câble k W/m
k
W puissances totales dissipées dans un caniveau par unité de longueur W/m
TOT
Y constante utilisée en 2.2.7.1
Z constante utilisée en 2.2.1.1
d diamètre extérieur de la ceinture isolante mm
a
d diamètre extérieur de l'âme mm
c
d plus petit diamètre d'une âme ovale mm
cm
d plus grand diamètre d'une âme ovale mm
cM
d plus grand diamètre d'écran ou de gaine d'une âme ovale mm
M
d plus petit diamètre d'écran ou de gaine d'une âme ovale mm
m
d diamètre d'une âme circulaire équivalente ayant la même section
x
et le même degré de rétreint que l'âme sectorale mm
g coefficient utilisé en 2.2.1.1
5/4
h coefficient de dissipation de chaleur W/m²K
ln logarithme naturel (logarithme en base e)
n nombre d'âmes dans un câble
60287-2-1 © IEC:1994+A1:2001 – 15 –
+A2:2006
E constant used in 2.2.1.1
F coefficient for belted cables defined in 2.1.1.2.2
F coefficient for belted cables defined in 2.1.1.2.5
G geometric factor for belted cables
G
geometric factor for SL and SA type cables
H intensity of solar radiation (see 2.2.1.2) W/m²
K screening factor for the thermal resistance of screened cables
K coefficient used in 2.2.1
A
L depth of laying, to cable axis or centre of trefoil mm
L distance from the soil surface to the centre of a duct bank mm
G
N number of loaded cables in a duct bank (see 2.2.7.3)
T thermal resistance per core between conductor and sheath K.m/W
T thermal resistance between sheath and armour K.m/W
T thermal resistance of external serving K.m/W
T thermal resistance of surrounding medium (ratio of cable
surface temperature rise above ambient to the losses
per unit length) K.m/W
*
T external thermal resistance in free air, adjusted for
solar radiation K.m/W

T thermal resistance between cable and duct (or pipe) K.m/W
′′
T thermal resistance of the duct (or pipe) K.m/W
′′′
T thermal resistance of the medium surrounding the duct (or pipe) K.m/W
U

constants used in 2.2.7.1


V
W dielectric losses per unit length per phase W/m
d
W losses dissipated by cable k W/m
k
W total power dissipated in the trough per unit length W/m
TOT
Y coefficient used in 2.2.7.1
Z coefficient used in 2.2.1.1
d external diameter of belt insulation mm
a
d external diameter of conductor mm
c
d minor diameter of an oval conductor mm
cm
d major diameter of an oval conductor mm
cM
d major diameter of screen or sheath of an oval conductor mm
M
d minor diameter of screen or sheath of an oval conductor mm
m
d diameter of an equivalent circular conductor having the same
x
cross-sectional area and degree of compactness as the shaped one mm
g coefficient used in 2.2.1.1
5/4
h heat dissipation coefficient W/m²K
ln natural logarithm (logarithm to base e)
n number of conductors in a cable

– 16 – 60287-2-1 © CEI:1994+A1:2001
+A2:2006
p partie du périmètre du caniveau qui participe à la dissipation de chaleur
(voir 2.2.6.2) m
r rayon du cercle circonscrit aux deux ou trois âmes sectorales dans
un câble bipolaire ou tripolaire mm
s distance entre axes de deux câbles adjacents dans une nappe horizontale
de trois câbles non jointifs mm
t épaisseur d'isolant entre âmes mm
t épaisseur d'isolant entre âmes et gaine mm
t épaisseur du bourrage ou du revêtement mm
t épaisseur du revêtement externe mm
t épaisseur de l'enveloppe isolante d'une phase y compris les rubans
i
métallisés plus la moitié de l'épaisseur de tous les rubans non métalliques
sur l'ensemble des phases mm
t épaisseur de la gaine mm
s
2L
u en 2.2.
D
e
L
G
u en 2.2.7.3
r
b
x, y côtés d'un bloc de fourreaux (y>x) (voir 2.2.7.3) mm
θ température moyenne du
...

Questions, Comments and Discussion

Ask us and Technical Secretary will try to provide an answer. You can facilitate discussion about the standard in here.

Loading comments...