В процессе прохождения электрического тока по проводнику часть электрической энергии преобразуется в тепловую. Другими словами, нагревается проводник. Интенсивность процесса определяется формулой P=UI, где I – сила тока, U – напряжение, P – мощность.

А количество выделяемого кабельной жилой тепла рассчитывается по формуле Q = I²rt.

Эффект преобразования электроэнергии в тепло используется при создании ламп накаливания, различных обогревателей и печей. Однако в других случаях этот эффект представляет собой проблему. Так, в процессе эксплуатации электрооборудования (двигателей, трансформаторов, приборов учета) нагреваются обмотки, провода, и другие элементы цепей. Неконтролируемый нагрев может привести к нарушению работы электрооборудования, выходу его из строя или даже к возгоранию.

Как видно из формулы, количество выделяемого тепла прямо пропорционально длине провода, и приращению температуры. Скорость теплоотдачи зависит от разности температур проводника и окружающего воздуха.

Очевидно, что на начальном этапе, когда разница температур мала, теплоотдача имеет низкую интенсивность. В результате провод начинает быстро нагреваться.

Но по мере увеличения температуры провода растет разница температур, а значит, увеличивается и количества отдаваемого наружу тепла. Поэтому скорость нагрева постепенно уменьшается. И в итоге при некотором пороговом значении температуры устанавливается тепловое равновесие.

Такое значение называется установившейся температурой. Значение тока, при котором стабилизировалась температура, называется предельно допустимым или номинальным током.

Но в некоторых случаях стабилизации не происходит, и неконтролируемый нагрев проводов может привести к плавлению изоляции, нарушению работы кабеля или его выходу из строя.

Обычно пороговая допустимая температура провода в процессе эксплуатации составляет от 55 до 100 градусов Цельсия, в зависимости от типа изоляции.

Очень часто слабым звеном являются места соединений проводов, выполненных недостаточно качественно. Такие соединения могут иметь высокое переходное сопротивление, что и приводит к перегреву токопроводников на этом участке.

Поэтому важно контролировать токовую нагрузку, температуру провода и изоляции в процессе эксплуатации.