ML18067A636: Difference between revisions

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{{#Wiki_filter:f i *** * \ \ :f .f ' ENCLOSURE2 CONSUMERS ENERGY COMPANY PALISADES PLANT DOCKET 50-255 Exerpt from: EA-ELEC-AMP-039, "Ampacity Evaluation for Continuously Energized Power Cables in Open Air Conduits" 9707180084 970710 I i PDR ADOCK 05000255 P PDRJ ... 38 Pages /' 
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*.** (@consumers' .
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* Power * . , . . . . l'llWEIUllfi* . .... ' PALISADES NUCLEAR. PLANT* * : ENGiNEERING ANALYSIS COVER SHEET .--MICBl&A#'S l'fllJlillB$
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power Cables .in. Open Air Rev # 0 . . .. . . . .... *. . INITIATION AND REVIEW Ca lcul ati on Status Preliminary
***                                  ENCLOSURE2 CONSUMERS ENERGY COMPANY PALISADES PLANT DOCKET 50-255 Exerpt from:
.. *, D . Pending *
EA-ELEC-AMP-039, "Ampacity Evaluation for Continuously Energized Power Cables in Open Air Conduits"
* Fi D Initiated
* 38 Pages
!nit
                                                    /'
* Method . i----"----.....-----1 Appd . By Desc'ri pt i ori. B Date
9707180084 970710 I i PDR ADOCK 05000255 P              PDRJ
* rietai l Qual Alt Cale Review Test .* ** J*. Nehls Ori gi na 1 .Issue .x. .* **** .. ' ....
                            ... ~*
* see Description Below .:. : x , .* .* ..... '. *.**-. *:'.. ..-.... ' .. .. . EA-. , . . -. . ' .. . .. *Total of Sheets. __ _ . . Superseqed . . , D* ... Technically Reviewed Revr Appd CPCo . . . By Appd *B Date R.
 
1'11'1/i M-'r*1J
        *.* (@consumers' .*                                                                                                                                                                                                                        EA- ELEC-AMP~039 . , .
Power ,
                                                        *. . .                              .... ' PALISADES NUCLEAR. PLANT*
                                                                                                                                                                                                                                                      .                                                -        .
            .      .                l'llWEIUllfi*          .                    * : ENGiNEERING ANALYSIS COVER SHEET                                                                                                                            .      '                                        ..                                . ..
    .--      MICBl&A#'S l'fllJlillB$                                                                                                                                                                                                              *Total        N~riib~r of Sheets._ __
En~rgjzed itle        AmpaCjty EyalUatjoh' For Continuously.
                                                                  **~<>                ..                              .                    .            power Cables .in. Open Air
                                                                                                                                                                  .                  . . . *. C~ndyjts .
                                                                                                                                                                                                                                                                                    . .      ~',
INITIATION AND REVIEW Ca lcul ati on Status                                                                                                          Preliminary                  Pending                            *
* Fi                          Superseqed . .
                                                                                                                                                          ..*, D          .                        D                                                            ,                            D* . . .
Initiated                          !nit
* Re~iew Method .                                            Technically Reviewed                                          Revr Rev                                                                                              i----"----.....-----1                                  Appd                                                                                                                                          Appd                CPCo
              #                                  Desc'ri pt i ori.                                                                                                . By
* rietai l                    Qual                    .                          .                          . By                Appd B                        Date                    Alt Cale Review                                    Test                  *B                              Date
                                .* **                                                                          J*. Nehls 0        Ori gi na 1 .Issue                                                                                                                                                                          .x.                            R.                          ';/~1/err                        1'11'1/i            M-'r*1J Hernandez see Description Below
                                                                                                                                                                                                      .*
                                                                                                                                                                                                      .:. : x
                                                                                                                                                                                                              ****..            '  ....
* _tJfzrl
: . .7fi
                                                                                                                                                                                                                                                                                        .. .;.        .
                                                                                                                                                                                                                                                                ~ .'.
                                                                                                                                                                                              , .*
                                                                                                                                                                                                              .*..... ' .
                                                                                                                            *.**-.
                                                                                                                                                                                                                                                                    ..
                                                                                                                                                                                                                                                                      .. *...
                                                                                                                                                                                                                                                                                *._.
                                                                                                                                                                                                            *:'..                    ..-....
                                                                          '    .              ** ....
                                                                                                                                                                                                      ..      _ ...* .
                                                                                                                                                                                                                                                                                  *.  *.    - : \~-                                          :.~,  . '* .- . .;
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                      ._,_.*...
                                  .  .. "*    .
                                                                                                                                                                                                                                                                                              . .. ' . *.* . - *'" .. .            .- ,..                    -~~t
                                                          ...,  .            .  ... *              ~~ -.        :......-                ...                  . '. . .... ~                                                                                          .    . ., . ,* .          .    ' .                                *... ~* *~ . .    :* *:
                  *.is. EA sup&#xa2;rsede&#xa2;.the.
portion*                        of _EA~EL:EC~AMP-034. associated                                . .
with              open'          air 'conduits~                    -.              .
                          .                .
                                                                  ...
                                                                            .
                                                                                        *....
                                                                                                .
                                                                                              ~**:
                                                                                                  .
                                                                                                      -.
                                                                                                                                                                                    .            .
                                                                                                                                                                                                .....
                                                                                                                                                                                                -
                                                                                                                                                                                                                        .~ : '
                                                                                                                                                                                                                                  .:    ...
                                                                                                                                                                                                                                          .        .
                                                                                                                                                                                                                                                                                ...:
                                                  *'I    .                                **:                                                                                .  .        . -
                                                                                                                                                                                  ,..:
                                                                                          . :-*      ~    **. :      ~    . *.                                                                                                  .: .                                              . .      ;,
                                                                                                                                                                                        *, .*
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                      **.
Revised Sections: ">'* * *                                                                                                                                                                                                                                                                                    .'
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                          '-.'  ...  ~
                                                                                                                                                                                                                                                                                                    ".*  *.'    ..        --.*!.**'
                                                                                                                                                                                                                                                                    -;.  :***,
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                                                                                                                                                                                                                                                                              ... . :.:.:**/.....
_                    ,,, .*,
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                ,_*,
                      **-  , -~-  ...                      **,*,                                                                                                                                                                                                                                                              '    .*
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                      "'
          *Attachment M ~ :inethodology for                                                                                  d~termini~g the c~nducto~ temperatt.ire -i*n condll~ts . ,.
                                                                    , ...  '
tachment N. - . s~pportin'g data                                                                        'tor attachmenr M                                                                          . . .* ... _. * . , .
Attach~erit P~. s~pporti*rig:* data f~~ ta~l~s w.ith insulatio*~*"'ra~
:
:
t:t , . .. . _ *Page* 2*ot ....... "*' * .... The purpose of this section. is to determine derating factors for conduits with mwtiple power* and c6ntrolcables in a single The oonduit is assumed 1,
                          . up. E~ch member of Hot_Flag is set to 0-if the cable group generates no heat ("cold"')~ 1 if the.*
or 4
* cable generat~- heat but does not have the greatest heat intensity of all the groups in the , *                                                                                                                                        ' ...
* .* cables. In addition, the condwt is assumed to contain control cables negligible heat; ht.it. whicli* aCt as a around the ppwer cables. . . . : .*Methodology
                      * 'cond~t ("wami"'), and 2 if the eable gro~p has the highest heat intensity ill the co&#xb5;duit * *
'
                          .("hot"').*.                                .          *                            *            .
* The calculation .both 3
                        , Usiiig Hot_Fl~g to classify the cable ~ups, the sheet.c31culat~ the area occupied the "cold"', .
* 5 *. trade siZe oonduiu containing three phase. :.
                ._ *-"warm"'; and "hot"' eable8. Since circular cables will have space$ bet-ween them when they are*.                                                                                                                                            _.    -
* circuits of single co.nductor, #2 AWG, 600 volt' cables: The ainpacity fo_r a singie circuit with no cable$ in the cond.uit is 130 amperes according to AIEE S-i3S-l I IPCEA . *The conductor tem,perariire.of cond&#xb5;its containing 1, 2, and 4 circ:Uits ill.a r oondwt cind .* 1; 2, and 3 circWu in as* conduitplus_sufficient 2 conductor
                    ._ ~bundled together, tP.e area-Calculation8 assuine that the cables ue square to allow for this.
#.14 AWG cm1trol cables to fill 40% of the conduit cross seCtiorullarea of a 3* conduit are calctuated using a Mathcad . ** *.:.-The in the power cables is then adjwted by hand toacllleve the rated con:ductpr . _ temperature of 90&deg;C. The ainpaaty multiplier iS then. the* ampacity of the cahles in the
: additional area when there iS more than one cable in .the group. Bas_ed on the area occupied by*
... *
                  -: .. each layer, the rua:metei of the lciyer can then be ciU~ted..                                                                        ..                           . ..                           . .. -
* conduit diVided hy the ampacity of 13Q ainperes. . * * . ,-* . * *"* .
                                                                                                                                                                                                                                    . .&deg;"*.-';._
sheet rised for the calculatiom moduication of the Mathcad sheet wed .... *.'the of the_condU:Ct:ot of cables in. a conduit in pnnciple .: modifica#ons is th_at the l9ad curRnts of the power cables are multiplied by a factor F .A * . Math6id global define statement is used so that F c:un-mt can be near where the conductor
                    .... *The heat gene~ted by the ":warril"' *an4 h~t"' layers is. then c~kulated The. heat intensity ~f 8
                        **the two layers is then calculated using the area$ of the layers~ Also, the total hea~ generated in : *
                                                                                                                                                                                                                                            ..                   ' -
                      **
* the conduit is deterniiiied.' All of the heat calculations are. bas'ed .ori cable conductor . .                                                                                                * .                  *,      .',
                                                                                                                                                                                                                                                                  -;* ..
tempe~tu~
                                    .
of 90&deg;C, th~ _rated operating
                                                                    '                                  .* '        *.
of temperatlire .the cable
                                                                                                                                            . -
                                                                                                                                                              ~onduct~rs.
                                                                                                                                                              .        '*                  .    .
                                                                                                                                                                                                  *. -    _,..-.*
                                                                                                                                                                                                          ,  .
            * * *,. T~e surface tempera~ of the conduit can then be Calru.Jated. The h~t dissipated from the* . : .                                                                                                                              * **
        *::: ' :.. :. outer s:Urface by*_convection and.radiation is first ~ritteri as a function of the mrface . '" ..... : .. ' .
          .-- - temperature~ Thes~ eqUations *~ be solved 'iteratively to find the surface t~mpe~tu~ at ~-:* .*:.
                        .. whi~ the total heat dissipated in the_ conduit equals the heat generated inside. The .                                                                                                        * .,
                      -: temperature clrOp through the conduit itself can be calculated based on the conduit being a                                                                                                                                    ',***
                                                                                                                                                                                                                                                              .-- .
                * *.......hollow
                            -  . '    .
cylillder.
                                          . .        .
                                                                '" - :: :..-.
                                                              . ......
                                                                                  **                       " ;. * .    .                                      .. .
                                                                                                                                                                                              .. -
                                                                                                  ...: .    '-        .
          - . :The tempe~~*drop-thro~gh th~ air                                                            gap        be~een. the inside surface.ofthe eo~dwt and th~*.. *
            .. . .: .outer surface of the cable mass is. then cilculated tising the seini~pirical 'f6ruu&#xb5;a given by.- .
                **. *,,Neher aild McGrath. The. t~perature drop through the "cold* cables iS cal_culated by t~ting. -* * .
                          'the "cold"' layer as a h~llow cyllluler.                                                        *        *                              * * * * * *: .
:.<.* The.tempe~ture chop ~ugh die* ~warm"' cable'i.1yer has two ~mpo~~ts. The temperilture" *' :_-:~ -**.*,
_** drop_ caused by the flow. of h~t from. the "hot"' cables* inside is calcUla.ted. by treating the* .* *.-* . - * * * . . ;
      .. " . : "warin"'' cables aS ahollow cylinde~. An'.additioi:W temperature drop iS caused by the heat: " . . . . -
                . >.genecited within the. "wan.n* layer. This temperature drop is calculated by a formula similar
. . **,. *>\              to that .given in _S_ection 2-~ of Holman; _except the equation iS fitted .fo a differen~ initial ' *. *
                - ::': oondition to_~cco~t-for th~.:hollow c:O_re of.this layer. " * * *: *.' - > '.. *~* * * : ... -
                  ' *_: ~~ :._ 0    *                    *                  * *    ' .*: ' " '                            *            '.,~- .* T,   *      '                                                  *
                                                                                      .'                  ..    ..                                    . .. ' .            .    ..., .              ~ '. ..  ~  : .                         ...**:*.  ;.:*,.
                          *The t~per.l~ drop through die. "hot"' laye~ is c3lculat~ using Holman's E~tioii 2-26.
                                                                                                                                                                                                                                                            '-.
      -* * *
* c;:
            *:****_- Tlie cc>nduttortemperature is thm the Surface temperat\ire of the conduit.plus the~ of th~ *.* . -                                                                                                                                        *-*:'
** '                        ~p~ture drOj>s described~ '                                                                                .                      . *..                    ' . . . . .
                                                                                                                                                                                                                                                -    ...
                                                                                                                                                                              . .. - .....
                                                                                                                                                                                                                            * ... '                        .- **-'
                                                                                                                                                                . .. _ ... ,;    .          : :* *..            .  ...        .....
                                              * .. *
                                                                                                                                                                                                                                                              .-      .;
                      .. *                            ,-***  *..
                                                **-*
 
EA-ELEC-AMP-039
                                                                                                                                                                      *" ,A.ttachmen_t,H ... ** ,, ...
                                                                                                                                                                      "" Pag'e "4 of ....... :.*:::, ***' -
* Results and Conclusions
-**~-*
.          .
The          reswts* of thecas~ex~ed-aie a5 follows:.~
Nuinber o{ .... ,-'.                            .Conduit .                                    Mathcad File
* Ampacity Power Circuits                                    No~ Size
* Name                    MUitiplier                                                                      ... *..
:              .. . .                                                                                                                                  '..**
l*                                  3  11
                                                                                                                        .*
* p lc40s.med                            0.915.
                                                                                                                              .      .
l                                    5 II          *. . . .              p lc401.i:ncd .                        0.955                                                              -*:. *.....
* 311      ;,                        p2c40s.mcd.                            0.688
                                                                                                                            .                  .
                                                                                                                                                                                                                                                                        .. * * '*'
                  ...
* p2c401.ma! _:
* 0.722
                                                                                                                                                                                                                                                                "
                                                                                                                                                                                                                                                                        ..
                                                                                                                                                                                                                                                                    ...    . *'  ..
                                                                                                                            . p3c40s.mcd
* 0.584
                                                                                                    . -. .:
                                                                                                                                                              .      ._  *.                                          '    .
              -- ... *                    *. 3                                           511
* p3c401.mcd ~ *              . _.*o.615* *
                                                                                                                                                                                                                                                    - :..   -~
:. .4
* p4c40s~mcd'                            0.519 ,- *.                                                              .. *:.. ;"_*:..
                                                                                                                                                                                                                                                  *:  : .. .... :.; .
:..
                ..* 1 . *_ 3~. *.. :The increasecl area ocaipied by power cabl~ Will red~ce the* area available fo~ die: .* *.
I * . -: . blanket- of oontrol ables. * -~ -* . . . * * - *
* _..                                                                                        . * **                                  * . * *                  .  **: . .
                                                                                                                                                                * .. *                                                                                                      -..-.
                                                                                                                                                                                        *-* ..                                                                                      *'
* Nu.nlber'* - Am                        ,P.aci. ty** * .- :*c*',        *.                                                                                        :-.*.
                                                                                                                                                                                                                                                                                    "
of Power~ Multiplier;* .: *.. :. ~- *                                                                            .. --~
                                                                                                                                                    .... :  '
                                                                                                                                                              .. .      .'                                                                                :-;    .              .
                            -ciri:uiu                        .. **-*-.-..              .
                                                                                            -.,,  .
                                                                                                                                                                                                                                                  ..    :  . :- .. *:. _* ..*
                                                                                                                                                                                                                            .*.
                                .* .1 . "                      - ". 91%                                *......                                                                                                          ..;   .*
                        ........----+-------.*-* .                                                                                                                                      *'.
                                                                                                                                                                                            .
                                                                                                                                                                                                ....-*
                                                                                                                                                                                                  ., '
                                                                                                                                                                                                        *.
                                                                                                                                                                                                                * .....-
                                                                                                                                                                                    - .... '.***                                :
                                                                    '*69%                                                                  :'"                                                                                                                            ".,.._ ..
                                                                                                                                                                                                                    *_  *'-
                                                                                                                                                                                                                                                          .....          w    **-    ...
:*_* 3                          . 58%                                                                                    .. *...
                                                                                                                                                                                                                  *:.    '
                                                                  . . 52%
                                                                                                              .  '.
                                                                                                                                                              - .-*':*. **.
                                                                                                                                                                                                  -* *.-                                            : .                          '.,
                                                                                                                                                                                                            * >
                                                    .--.                      *,  *..              ~    '    ' . . .
                                            ~-.    :
                                                                                        ..*                                                                                      .-      *~
                                                                                                . . =._.: .. :                                                                - . -. ~- -          -                                    '*','
                                                                                                                                                                                                                                                        - ..
  . ... *.                                     :}  .                                                                                                                          *,'                  ..
                              .....
                                  ,  ''( .' .. '        .,  -,-.   -.  ! ,*** *
                                                                                                                                                                              .:    *~ .
                                                                      .. ., *.-.* ..
 
EA-:ELEC-AMP-039 *.
                                                                                                                                                                                                                                .. .. *'*. .* Attachment H -
u* "::' :.:* '**'        PagEf5 :bf;                                              .**, ::: .::, *                  *, ......
  -. *** ..
      - ~-'            -
                            ..                           References*
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                                                                                                  *. Rise and Lc)ad Capability of Cable Systems.* A/EE Transactions* on P'ower .
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                                                                                                                                                    .                      . .        .          *.            .
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Committ~ of the Power Division, AIEE 1962. AIEEPublication ~135-1/
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                        . -..
                                                                                            . iPCEA Publication P-46-426, PowerCable Ampacities, Volu,,;e 1-C~ . *
                        ....                                                                          *conduct<irs.                      .      .
New York: Arilericarilnstitute          . . **-
of
                                                                                                                                                                                                                                    .
Elect#cal . .
Engineers.            .
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                  *                *
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                            .*    ,*
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                              .. **.        ...
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                              .-:*..
                                                                                                                                                                                                            .:  . *.:
                                                                                                                .
                                                                                                            ......  '
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                              - ... ,-;,
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                .      **-
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                ** *
-
,,
..
..
* tempei:ature is dispLiyed for
    .
* * * * * * *. ;* *. Within Mathcad.sheet:-the iii conduit are three The cables .: * . ..
:*:***** ..
* that are unloaded are .oonsiderfd "cold*, and are to surr0itiid the. other The . : ... . :* group of cables that generate$
    .
the of heat per wilt' the
      *-
:* * .. _ .: cables u,e. loeated center of all ofdie Cabies. that are neither "hot* or "cold* are oonsidered "warm* cables.: The "warm* cables are located between the "cold* and."hot* (Beeause of the of the test caseS used in this,. only--. . "hot** and "rold* cab.les.) . .< ' ' . . . . . . .. . . .
            .
* The trade Mathcad sheet. The arid.
            *.
diameters of. : ... -the conduit .can then be deteriillned by a lookup table iri the sheeL The size, .. * * .. . numbe_r of .cables. in. the group, number of in each*
                        .
cable 'diameter; . , . and load Cui-rent for the cable iS read from a data -The oonduetor remtance*.of .. *. . . . .. _. -* vario\is cqnductoi;s a,e *detmnined from the another look-up_ table. .. * **'.:*:.:sheet then calcuiates the heat generated by each*cable group. Next, the sheet divideS the heat : ...*. '. * .. generated by eacli_cible group by the area occupied by each cable group to give.the heat . . . * \ . *
                                *
* intenSity for cable.group.
                                  .***,.
In order t.? facilitate later an array, Hot_Flag is set ... ''1.".* .... * .. -.*. :*-. . * ... _.:; -. ** . . .. ** "'J.. . , *.'*I' .. __ ,* .. ***-. t.,,* ' ;, . . ::_ .. * ,'* *. -:. . . * > * ... .*-** ... ---*. **.:* .. .. :.: :.;*
                                *.*
.*. : *-* EA-ELEC-AMP-039 Attachment H .. ,, . . * . * ?a9e *3 *at ..... *::, *'.:, .. :, . up.
                                    >
member of Hot_ Flag is set to 0-if the cable group generates no heat 1 if the.*
                                          .
* cable heat but does not have the greatest heat intensity of all the groups in the , * *
                                          ..
("wami"'), and 2 if the eable has the highest heat intensity ill the co&#xb5;duit * * . ("hot"').*. . * * . , Usiiig to classify the cable the the area occupied the "cold"', . . _ * -"warm"'; and "hot"' eable8. Since circular cables will have space$ bet-ween them when they are*. ._
                                                                                            .*,
together, tP.e area-Calculation8 assuine that the cables ue square to allow for this. : additional area when there iS more than one cable in .the group. Bas_ed on the area occupied by* -: .. each layer, the rua:metei of the lciyer can then be . . . .. . . . -.... *The heat by the ":warril"'
                                                                                                                                                                                                                      ..- ... -
*an4 layers is. then The. heat intensity * *the two layers is then calculated using the area$ of the Also, the total generated in : * **
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                        *. ',*
* the conduit is deterniiiied.'
                                                                                                                                                                                                                                                                                                          ... _ ....
All of the heat calculations are. bas'ed .ori cable conductor . . * .
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                            . . ,*      ~
of 90&deg;C, _rated operating temperatlire of the cable
: ....
*. . ' .* ' *. . . -. '* . . -_,..-.* ' ... _. -. .&deg;"*.-';._
                                                                                                                                                                                                                                              .  :.
.. *, .', ' --;* .. , . * * *,. surface of the conduit can then be Calru.Jated.
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                      ..
The dissipated from the* .. : . * * * *::: ' : .. :. outer s:Urface by*_convection and.radiation is first as a function of the mrface . '" ..... : .. ' . . ---
                                                                                                                        .     :.  -:**                                                                                                                                                                     . ~'    ...                           ~..
eqUations be solved 'iteratively to find the surface at . * : . ..
                                                                                                                                                                                                                                                                                -~. ~  *-      *,  - -
the total heat dissipated in the_ conduit equals the heat generated inside. The . * . , -: temperature clrOp through the conduit itself can be calculated based on the conduit being a * * .... hollow cylillder.  
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                .. -...
'" -: : : . * * " ; . ** .. . -... -. ' . . . . . ...... .-. . . . .. ... : . '-. -. :The air gap the inside surface.ofthe and
                                                                                                                                                                                                                                                                                                          "                                                            ., . .
* . . . .: . outer surface of the cable mass is. then cilculated tising the
                                                                          .  *,.-, ... ____              ..                                                                                                                                                                                                           . ..
'f6ruu&#xb5;a given by.-. **. *,,Neher aild McGrath. The.
                                                                                                                                                                                                        - ;.;
drop through the "cold* cables iS cal_culated by
                                                                                                                                                                                .......
-* * . 'the "cold"' layer as a cyllluler.  
                                                                                                                            *. *       - "=-.      '
* * * * * ** * *: . .--. ',*** : . < .*
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                    ,:'.  ; ...
chop die*
                                                                                                                            .    .; :    :  ..,         :-* .
cable'i.1yer has two The temperilture" * '
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                            ..,.       .~ .
-* * .*, _ *
                                                                .     ... ,.         _:: -~- .2 .... ' :.:**: :.. ~
* drop_ caused by the flow. of from. the "hot"' cables* inside is calcUla.ted.
              , ..                                                                                                                                           .    '          .
by treating the* . * * .-* . -* * * . . ; .. " . : "warin"''
                                                                                                                                            .***. ;,          -.. . f~ . .
cables aS a hollow An'.additioi:W temperature drop iS caused by the heat: " . . . . -. > .genecited within the. "wan.n* layer. This temperature drop is calculated by a formula similar . . * * ,. *>\ to that .given in _S_ection of Holman; _except the equation iS fitted .fo a initial ' *. * -::': oondition c:O_re of.this layer. " * * *: *.' -> '.. * * : ... -' *_: :._ 0 * * * * ' .*: '"' *
                                                      . : :  .                                                                              ;_. *' . **:* <-* -. -                                                                                                            .........               ***,
.* T, * ' * . ' . . .. . .. ' . . ... , . '. . . : . -* * *
                                                              . *. -~~~-- :-*:                                                                                                  ..:.*.* _.,.-.                                                                                                                                                                           .. .-:~
* c;: *The drop through die. "hot"'
                                                    .     .
is using Holman's 2-26. * :****_-Tlie cc>nduttortemperature is thm the Surface temperat\ire of the conduit.plus of *.* .. -* * '
                          .
drOj>s
                                  ..
' . . *.. ' . . . . . ... ;.:*,. **:*. '-. *-*:' -... . .. -..... * ... ' .-**-' . .. _ ... ,; . : :* * .. ..... . ... * .. * .-.; .. * ,-*** * .. **-
                                      '*
. . . ... *. Results and Conclusions EA-ELEC-AMP-039
                                          ..          ~.
*" ,A.ttachmen_t,H
                                              .. ,._ . '                                                                                                                                                                                         .;..'
... ** ,, ... "" Pag'e "4 of ....... :.*:::, ***' -* The reswts* of a5 Nuinber o{ .... ,-'. .Conduit . Power Circuits Size
                                                                                                                                                                                                                                                                              ... *  ;_,,,,     .....                                         ..*.:*
* Mathcad File
:      ~-    .  .                                                                      :,-;.
* Ampacity Name MUitiplier
                                                                                                        .. ..         " - *. -~ *.;.
... * .. : . . . . l* 3 11 .*
                                                                                                                                                                        ... -     ~.  -
* p lc40s.med 0.915. . . l 5 II *. . . . p lc401.i:ncd . 0.955 ** 3 11 ;, p2c40s.mcd.
                                  '**                                                                     ._: r: _;                                                                                                                    ......                                                         --      -*
0.688 . . ...
                    . .:     .  -.. '.    ~ ~-   :. :_                                                  . :.- .. : . **..I                    ...
* p2c401.ma!
:*- ''*  ..
_:
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                          . .. * .
* 0.722 . p3c40s.mcd
                                                                                                                                                            .  .      .                                                                                                                  . .*     *.
* 0.584 --... * ' . *. 3 . -.. : 511
                                                                                                                                                                                                                                                                                    ' ..      -" -.
* p3c401.mcd * . .. _ * . .. _.*o.615*
                                                                                                      . .* :~  *.'    * .
* : .. 4
                                                                                                        ....
* 0.519 ,-*. . . ** 1 . *_ * .. : The increasecl area ocaipied by power Will the* area available die: .* *. I ** . -: . blanket-of oontrol ables. * -* . . . * * -*
      -
* _ .. . * * ** * . * *
      *******
* Nu.nlber'*
          '
-Am aci * * .-*. ,P. .. ty* :*c*', of Multiplier;* . : * .. :. * -ciri:uiu -. .. **-*-.-.. . ,, . .* .1 . " -". 91% * ...... ........ ----+-------.*-* . '*69% :*_* 3 . 58% . '. . . 52% *, * .. ' ' . .. . : . --. .. * :} . . . =._.: .. : . , '. .... ''( .. ' ., -,-. -. ! ,*** * .. . , *.-.* .. * .. * *-* .. :-.*. . . ' . . ' .... : .. .... -* *'. * . . . , ' -.... '.*** :'" .. * ... -':*. **. .-* -* *.-. --. -. --*,' .. . : . * > .*. ..; .* * ..... -: *_ *'-*:. ' '..** -*:. * ..... " .. * '* .. * ' ... . *' .. -:.. .. *:.. ;"_*: .. *: : .. :.. .... :.; . . **: .. -.. -. *' :-; . . " .. : . :-.. *:. _* .. * ".,.._ .. ..... w **-... : . -.. '*',' '.,
              .           .
EA-:ELEC-AMP-039
                                  .
*. .. .. *'*. .* Attachment H -u* "::' :.:* '**' PagEf5 :bf; .**, ::: .::, ** .. References*  
                                      .      :*,.     ..
*** .. -. --.... :*:***** .. -. .*** ,. . . *. *.* *-* > ,, . . . . . . , .. : .... . ..
                                                                                                .   '                                                                                                                                                                                                                                                                  *.     .
* 1. *
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                            ,* .';
* J.P. 1981. Heat Transfer.
                                                                                                                                                                                                                                                          . *~  . .
Tokyo:
                                          .   .       .
Kogakusha, Ltd. "''* : 2.
:._*:-
* J. H .. McGrath, M. H. 1957. The Calculation Temperanue.  
                                                                                                                                        .   ~..       '.. .           . . ..                                                                      *._.                ...*.*                                                                                         .**.- .
*. Rise and Lc)ad Capability of Cable Systems.*
                                                        - ..                                                                                                                                                                                                         ;._
A/EE Transactions*
_  ,..
on P'ower . Apparatus Systems. 76. (October):
                                                                                                                                      ...;,.      (    ...     :
752-772. . * * * * * . . . . *. . 3. .. Insulated*Power Cable Engineers
                                                                                                                                                                    .   ~ *'
*Association and Insulated
                                                                                                                                                                                                                                                                  . .,.
.* .
                                                                                                                                                }.
of the Power Division, AIEE 1962. AIEEPublication
                                                                                                                                                                                                                                            -. .... :    .                                                                                                                  .  *.... ,
.. iPCEA Publication P-46-426, PowerCable Ampacities, Volu,,;e . * *conduct<irs.
                                                                                                                                                                              ......
New York: Arilericarilnstitute of Elect#cal Engineers.
                                                                                                                                                                              .
* * . . . . **-. . . . .' *, . ' ...... . :. -:** . *,.-, ... ____ .. *. * -"=-. ' . . ; : : .. , :-* . . : . *.: -;.; ....... -... ,-;, ..-... -. .. _ .... . . . ... *-*, --.. -... " . .. -. ,. _:: .2 .... ' :.:**: :.. . ' . .***. ;, -.... .. ***, . : : .. . *.
                                                                                                                .     .;   .    *.',.
:-*: .........  
                                                                                                                                                                                  ..
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                                                                                                                                                                                *.*.-*-:..
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EA~ELEC-AMP~039 u              :=' =::; 'Attachmen~ H                                                                u            ***' .. ::,                ,*.
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Page 6 o~ *-*** - -                                                                                                      . .. .   . ~. .
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                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                  *.. *.
H u ***' .. ::, , *. Page 6 *-** *--. . ; .. -.... '* . Test Case: Single Power Feeder in Conduit; 40% Cold
                      ..                   . .           ; -~*
,* . ' . -*. . Conduit Data
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                    ,*:.**
* EnterCabie
                                                                                                                                                                                                                        ..- ....
:: _ . . .* . . ** : * *cable data:= ( 2:. .1:.: o.s *. _o.o _po. :1).,. * .. -. -:-._ *. . 14 28 2 0'.37 o.o, 0 . 0 .. .. -.. '* *-. .. . *: .. ,. cable Data Column Definitions:
                                                                                                                                                                                                                                                    '*
1 -Conductor Size (AWG) * * : ** 2 No of Cables * * *. 3 No of Conductol'S
                                            . Test Case: Single ,*                   .   '
* . 4 -Outer Cable Diam .. (Inches)-. ,* *
Power    .
* 5 -Not Used . .
Feeder    - *. in .Conduit; 40% Cold Al~ p1c4~.mcd
* 6 Current
                                                                                                                                                                                                                                          .   *:    ..
* t-Notused**
Conduit Data
':* ., .. :.:-:. -* . . . . . . . .. *. ,*:.** .. * . .... *; .. *.:.,.* .. ;.. *' . l .< ** >>, .. . . ..... r * .' ,." .. . --. *.Data sac *:=*ioWs(cabfo
* Condui(Trade~Sae :::*3.~.
'data). -Data_size
EnterCabie D~ta> ::                                                         _ . . .* . .                                       -~*      * :*
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                                                                                                                                                                                                                                                                                                                ,.
in the data *'' .. . ; . '... . "' . -* .. . , ; . :.*.-.. . . '* *: .-: * .. '. ;* ... 7 .. . *. -.. ** ... *** .. :: . . * ;Th*nmal*Reslstivities.-
                                            *cable data:= ( 2:. ~ .1:.: o.s *. _o.o _po.                                                                                                                           cable Data Column Definitions:                                                                                                  ':*
.. -* .. : * ;*,:*, * *:. -* * * : ** *** * *. *. *. * ( *. * :=40ri*K*cm.  
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                  .,
;watf 1 C_
                                              .. - . -:-._ *. . 14 28 2 0'.37 o.o, :~ 0 . 0 ..                                                                                                                     1 -Conductor Size (AWG) * * : **
.(Stolpe_*.;)" * * .. *, .*
2~ No of Cables **
Insulation** . . . .. ** . . , . * .. . . :>-Jacket..  
                                                                                                          ..-..                                 '*     *-                                                     *. 3 ~ No of Conductol'S *                                                                                                                                                                                                            .   ~--*
.* .. :'. . . . . J . . . . . _,. . . . . (S&L Standard.
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                    .. *
ESA-105) -*. ' * . . .
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                              ....        ..
* Ambient Temperature
                                                                                                                                                                                                                . 4- Outer Cable Diam .. (Inches)- . ,* *
... * * . "" ' :,: *; ** * . ,* : . . .r amb. -.* ... c: :=.40-.. *_K:_ .oc<.. . . .. <-. *, . . . . . . . *.:*:*.-*.* .. * . . . *.,* ..... ... '* .. * ** * ""':, *. '. -,' * *._ ( .L ' ':-.' *: -.:.* * ... '. . .' -. . ---.-... . . -*. *., . . .. ' . 1' . .. -. . -. ' :-: ... * ... : .. :. . . ** * "*'
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                  *;
* Misceuaneotis
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                  ~ ~-
... <_> .I. '?'*** .,,_._-*-:. .. * *.***. -... *.* __ . . -*** ... *--. ***'' .'*!" -... : ., . ,, ....... .. .* ... _: ,* *<
                                                                    . ..
-I' * *' * * * *. * *' . : *. '.:&deg;' :. _Holman, page 307 *** * --. . ""-,, . . * *'; ' ........ r . .,* *. -. *:.: . : .. *.' *t. *-*. &#xa3; : =
                                                                      ~
emissivity
* 5 - Not Used . .
'. ..* . . . -.: . ' * ... ?!-.:
                                                                                                                                                                                                                *6 ~Load Current *
* factOr between degrees Celsius and KeMn *
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                    *.:.,.*             .. ;..             .
*. *. :* *. ; . . . '-.. -'*. ... *_: ::: . *.-:. *.-_ ..... ... *-* , A *.::.* .*-.... _:*
t-Notused**                                                                                                                                                                       .. :.:-:. -*                                                *'
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-*_..:** ,:_ ........ ,. ,*' ,._ ,*
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                        .< * *                                                      >>, ~: .. . ......
J *-. f;. '* ... _ ... --.. .-,,. .. ; . **-. . . , .. .. * .. :_. *. ':: . "; . . \, *, . *-'; .. ... -. . . -. .* .. * . ;*, -* .. * ..... ** ,-.*. -*:* * ... : . -*' ' .... *,_, . *_, -.* :*.'* ... '.., ,.* -.* ... *. *: ... ; . ... *.-.. *' ., ..... . :t. . ':_. , .. ,_ .. ..... :,* :. __ ,..., . .. . :, ,, ,:, .* ... ' . . . .. ;*, 
* .'  ,."
*** .. * . .. ' . : ,;* . *-. . * .... '.,
                          .  -: .     .               ,*
* Conduit Data . EA-ELEC-AMP-039*
                                                          ....
ATTACHMENT H . _* Inner_ and Outer Diameters, Thermal ponductivity, and E:misslvity
                                                    . '           ~
: *-* o.375 . 0:493 0.615 o.s o.622 o.840 . 0.75 '0.824 1.050 .. 1.00 . t.049. 1.3 tS' I.is . 1.380 ' t.660' t50
                                                                                                                                                                            .              .           -- .                                                                                                                                                               ..            .. ** .                                                  *.  *:     ...;    .
* t.610 1.900 Coiiduit_SizeS
N~~her'...of-~ble                                        grou~. -in the data *'' ..
:= 2.00 2.067 2.375 *in . .
                                                                                                                                                                                -.*~
* 2.SO 2.469 2.875 . 3.068 *3.500 3.50 3.548 4.000. 4.00 4.026 . 4.500 '' S.00 5.047,'. 5.563 -6;00 .. 6.065 6.625 Referenee:
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                  ,  .
ANSI cao.1-1966 . . . . Note: The inside diameters for conduitS built to ANSI '. C80;'1-19B3 and later are somewhat different.
                                          *.Data sac *:=*ioWs(cabfo                                                        'data). -                        Data_size =2
The 1966 ..
                                                                                                                                                                                                                                                                    .
* version *of the standard was selected.
                    . *
based* on the
* Z;:~~;:;.~ar****** .*:
* eommerical operating date of Palisades Station* * . .. *' -. , .. \ ,.. _; . -... * .. -. :=
                                                                                                                                                                                                                            . ; .                                                               "'
dd
                                                                                                                                                                                                                                  *.. . ,                                                                                                                                                                                                ... *.-    \~      ..* '        ~
:*. dcoodo :=
                                                                                                                                                                                                                                              ;
.. . . ****-*-.*-. , . . . . . . . .. . . ' .. * .. *,,* *., :*.-.* .-* *.*!*, .. * .... .... *. -.-.. .... '* . . . . . . . -: . ... . "* * -". ** :. !' -.
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                              ., .....
*:' ". :. ...
                                                                                                                                                                                                                                .        :.*.-    .      ;*    ...
... . **.
                                                                                                                                                                                                                                                                            .. **.. .*.. ***-                                                                                   *  ..
' ........ -:*. .: -"' ' .. . . *' -. -* ... ' _; ... "" .. ... .* ..... , ...... _ .. *. ..-. : " . . . .
                                          * ;Th*nmal*Reslstivities.- . -*..: * ;*,:*,
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                                                                                                                                                                                  -.....
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* Convefsi~n factOr between degrees Celsius and KeMn                                                                                                                                                          ,:_ ........
                                                                                                                                                                                                                                                                                    ,._ ,*
                                                                                                                                                                                                                                                                                          ,.       ,*'
                                ........                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                           ....
c~ :;*2~3:1s.i(
                                                                                                                                                                                                                                                                                  *:;--~
                                                                *                                                                    *.
J
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                        '                                    *,_,
                                                                                                                                                                                                                                                                                          *-. f;.
r .       .,* * . -
                                    *:.:                                                                                                                                                                                                                                                             '*... _ ...                                                                                        . *_,     - .*
                                                    *. :* *. r&mb:~r~~CtoK>: _r*&mb~.313.IS:K
                              .
                                                                                                                                                                                  , A
                                                                        '~
                                                                                                                                                                                                                                                                                  .-- -..,,...
                                                                            ;
                                                                                      . . . '- . - ~- '*. ...         *_: ::: .                                             *.::.*              ...._:*                                      ::*
                                                                                                                                                                    .*-                                    .*                                                                         ;                        *. .:_.
                                                                                                                                                                                                        **~:
                                                                                                                                                                                                                                                        . **- . .                 . --~
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                            '  . . ... ;*,
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                  -~'
    *.***.                                     *.-:.
                                                                                                                                                                                                                                                                    ..
                                                                                                                                                                                                                                                                                            ,  ..
- ...
                                                                                    *.-                            _ .....                                 ...*-*                                                                                                                                                                 *.   '::
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                . ~ "; . .
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                  . *-            :*.'* ...       *.~  '..,
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                  '..
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                            ,.*
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                        \,    *,                                                 -.*...
 
                                                                                                                                                                                      .EA-ELEC-AMP-039*
ATTACHMENT H
      ***
    .. *
    ..'
              .
                .
* Conduit Data                                                                                                                                                                                                                                                              . *,  :'    .
                              ._* Inner_ and Outer Diameters,                                                           Thermal ponductivity, and E:misslvity o.375 .0:493 0.615 o.s                    o.622 o.840
                                                                                . 0.75 '0.824 1.050..                                                       Referenee: ANSI cao.1-1966
                                                                                                                                                                            .                         .   .                                       .
1.00 . t.049. 1.3 tS'                                                  Note: The    inside diameters for conduitS built to ANSI '.                                                                 .. ,
                                                                                                                                                                                                                                                                                                            ,*:.*:.:.
I.is . 1.380 ' t.660'                                                 C80;'1-19B3 and later are somewhat different. The 1966 ..                                                                                                       *,
t50
* t.610 1.900
* version *of the standard was selected. based* on the
* eommerical operating date of Palisades Station* * .
Coiiduit_SizeS :=                                2.00 2.067 2.375 *in .
                                                                          .
* 2.SO 2.469 2.875                                                                                                                                                                                                .....
3~00 . 3.068 *3.500 3.50 3.548 4.000.                                                                                                                                                                                                   -*
4.00 4.026 .4.500                                                                                                                                                .. *' -.     ,                                               '    -:.*
                                                                                    ''                                                                                                                                                                                                                               *:    ...
S.00 5.047,'. 5.563                                                                                  ..         ,..
                                                                                                                                                                                                                                                                                                      . *.... *.-'          ":!'
6;00 .. 6.065 6.625
                                                                                                            -
                                                                                                                                                                                                \
_; .-    ...
:  *-*
                            *.. - .       d~ 1intap(~1_Si7.cs<0>*.c<mdw1_Siza<t> .~duit_T~~_5~) d d =3.~*in.
:=
                                                                                                                                                                                                                                                                                        ..........                         *...
                                                                                                                                                                                                                                                                                          ....
                                                                    ~(cood~1_s~~>.c~1'""siza<z>:conduit_Trac1C_size)                                                                                            d~~=1.s_~in
                                                                                                                                                                                                                                                                                                      '
                                                                                                                                                                                                                                                                            ..   ..                               .
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                      ...' *
                                                                                                                                                                                                                                                                                ~
:*. dcoodo            :=
                                                                                      ..                   .             .           ****-*-.*-   . ,   .   .       .     . .   .             .                                                                                           ..
                                                                                                                                                                    ..
                                              . . '       ..
                                                                                                                                                                                                                                                                                                    . .     -~
                                                                                                                                                                                                                    *.,  :*.-.* .-*              * .. *,,*
                                                                                                                                                                                                                                                                  .. * ....
                                                                                                                                                                                                                                    *.*!*,
                      .... *.                                                                                                                     .; . ;                                                                                                                         ......
                                                                                                                                                                                                                                    ..*
              '.,                                      *      -". ** : .   !'
                                                                                                                                                                                                                                                                                                        -....     *\ ...   *
                                                            - . ~':'.* *:'                                                                                                                                              . .:
                                      -.- ..                                                                 .* ....., ...... _..     *. " .                                                                      --:
                                                  ".                                                                   ..-    ~-  .:
                                            ....   :.       ... *-*~ ... ~--                                                                                                                                        .  .. ***'                                                                    .. *            .
                                                        .**. *---*~--~      '     ........                               .~ .   .                                                       ..:,..                           ... **                                                                       .'*
                                                  -~' ~ -~-      -:*. :~-- .: -                  . :.~:--  : ..                                                                                                                                         *' ...
                                                            "' '..
                    '*                                                                         .*     ~; ..... *_                                                                                    *.
                                                                . . *' - .
                                                                      * ...      '
                                                                                          -.~
                                                                                                                                                                                                                                                                                                        .:,,. ......
_; . . .            ""                                                                                                                                                                                                                      " :'<* *-~- ..: . ~~
                                                                                                                                                                                      ... :. . . ~... .         *.. ,:      *. ,_- -~. . .
                  . .~: .   .. . . -: .                                                                                               ... ,.._
                                                                                                                                                                                          . .,...*..
                                                                                                                                                                                                              - . .  ~*
                                                                                                                                                                                                                                                                                                          .
                                                                                                                                                                                                                                                                                                              ;
                                                                                                                                                                                                                                                                                                              ~ ..... -~    '.
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                        .
                        ... .                                                                                                                                                                                                                                         "* .
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                            -~*
                                                                          ... .. .. .
                                                                                                                                                                                                                                                                                          ..           " " .. . .
                                                                                .   ~                                              *::***
                                                                                                                                                                                                                                  .   -:_.   . .
                                                                                                                                                                                                                  ........
                                                                                                                                                                                                                      .
                                                                                                                                                                                                                                            '.
                                                                                                                                                                                                                                                        **.'
                                                                        .:~  **. .   ..     .                                                                                               '.
:    ,;*                                                                                                                                                                                                                                                                          . .* *'"" .*
: ..*:.. ~: .
. . *-.
      *....
                                                                                          .      ..*.. **-**.***                                                                                                          . :   ..
                                                                                                                                    ...                                                       .'.
                                              "*                                                                                                  ,,                                                                                                                                                                . . .,,
                                                                                                                                                                                                                                                                                            .... .:
                                                                                                                                        .. .     ~                                                                                                      "'     ,"
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                        "**
 
EA-ELEC-AMP-039
                                                                                                                                                                                                                  . ATTACHMENT H *
                                                                                                                                                                                                              .: . PAGE:;B OF *. *: :; '>
: ' L~Qk~p Table tor' cci~ductor Resistances
                                                                      -~.                                           .
at 90&deg;C (See Sargent                .     .
                                                                                                                                                                                            & Lundy Standard ESA-102)
                                                                                                                                                                                                                                                  .
1                                                                        0,0161
                                                                                                                                                                                                                                                                                                      .     ...     ~    .
2                                                                        0.0203 4                                                                        0.0324 :
6                                                                        0.0513 s*                                                                        0.0818                                                                                                                                      .    *. .      ,      *'
                                                                        . 9.                                                                           0.103.
10                                                                          0.130                                                                                                                                                        . ..   ~
                                                                                                                                                                                                                                                                                                            '        ...... -
12 .                                                                  '. 0.206                                                                                                                                        .    * ...}      *,
                      ..   ***
: 14.                                                   .   ..
0.328
                                                                                                                                                              ..               ...                                                                                                                     ....
                                                                                                                                                                                                                                                                                                            *= .
                                                                        *16*                                                                           o.s23*                                                                                                           .....
* 110                                                                          0.0128                                                                                                                                                .     . '       . .
1 Table_si7.e :=          210-                                  Table_iesist :=                        0.0101
* 1Cf 2:0*tr
                                                                                                                                                                                                                                                                  .- .
2'0                                                                          0.00542                                                                                                            ~
                                                                                                                                                                                                                                                                                                    .         __ _
                                                                                                                                                                                                                                                                                                          .;... ~. -    .-
300                                                                          0.00453                                      . :-.                                                                   ~ ; ..
310                                                                          O.OOS04 350                                                                      . 0.00389 '                                                                                                                                                                   ... .;.
400                                                                          0.00341
                                                                                                                -:.       .
410 .*
* 0.00639' .
                        .,                                                                                                                                                                                                               *.* ,*
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500                                                                        0.00275
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                ... -...           -~
6oo                                                                          0.00231
                                                                                                                                                                                              ...._...
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1925              *i
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                                                                                                                              .   .
                                                                                                                                                    . 0.217
                                                                                                                                                                                                                      ..     **.
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                                                                                  ,.                                                                                                                                     ...... :
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                              *.. '
                                                                                                        . .. ~cabl~ indiX.
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                      ,... *.                     '              .                                                                                                 ' .             .                         '  ,     .
                                                                                                                                                                                                                                                    ''
                                                                                                                                                                                                                                                    ''
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                                                                                                                                                                                                                                                                                                                    .* . *
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Hot.::,index := Tempo.a *                                        . Hot_index =O Q..1~-* :                       -'Ho~=O**watt*ft" 1 *in: 2
                                                                                                        .   .
* wou:1ltyHot.   -indmf.
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* Hot_FlagHot_indmt.:= 2 : *
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* 1 for "Wann* cables
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Diameters of Laye~                                                                                                                                                                                                                                                          - . . ..~-*
of ticittest cable *. * . *._.
                                      *.. ." .01am~ter of ticittest cable *. *                                                                                                                                                                                                                                  .***
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                                                                                                                                                                                                                                                                                                                      **;'
                                                                                                              .~.                        .:**                                                    ...-.**
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                        ..*      ...
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* dJiouest := Cable_diaJtot index *                                                                          -.                                                            '.***.
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                                                                                                                                                                                                                                      *'{'-*-
                                                                                                                                                                                                                                                    ' ...:
x ' ., . .                                                                                                                                                    :..*. *"\.                    -*~
Afea and dlan;eter of ~rm~ ~le iayer .                                                                                        '*                                                                                                                                  -~- .-        ~
                                                              *.-- (Data_siz.o_- 1) . * . *__ .                                                                          ,          .      ..                          .
                                                                                        -L: -~ :.:*. ~ Ho\fug;;.1,(Cable_diaj)_2*Num~~-c:iblcsj,*O~in l: _AWami =<Hn~
                                                                                                                                                                                                                                                                                                              *.'*                *  *"j 2
            ..* .                              A~_:=.:.:*'.
.. *.  .  .. .
              ~      .
                                                                                      *. J*-o..                                                                                            .-* .                          ..                                                                    :    . *: ...
                                                                '*                                                                                                                                                                                            :** ..                            . :.
J .. . . . (Cable dia.)
                                                                    *,                                                                                                                                                                                                '-.
                                                                                                                                                                                                                                                                                                        ..
cO.:~~s~ -. I)                                                                            2 _. - '. - -          '          :    ... _.-      *1: {                                                              ~
A~:*                            .' -_      .L .                  1Hot~F1agj*l,                      _ 2-        J      *lt*~wnber_cablcsj,O*in 2
                                                                                                                                                                                                                                            *-              -: :.
                                                                                                                                                                                                                                                                                  '..._ *.
                                                                      ,;    *-*.              J*Q* ::'                          -.                                .
                                                                            "
__*. ;-._ .. *-A-wum.-- (d hot)2 .._.. >-.. .'                                                                                                                                                                                                                                  .. ,
                                                                                                                                                                                .;:,
                                                                                                                                                                                                                                                                                                              ,,.-              .*
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      *  *' *'    ''.!
                                                                                                                                                                                                            ' .. :                                                                                              **_.**          *'
                                        .. d .                    *:r    2*                            + -- . .                              ".*                                                                                                                                                                .    ~~            ~ 1
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                                                  ~
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                                                                                  .. :
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                                                                                                                              * * - ...    '*
                                                                                                                                                      "-... .- .                                                            H.,.
                                                                                              . .. . - .
0    ',*  0
            '    *.:
                                                                                                      ~                ~  '.
            . . _.; -
Area and diameter"'of *c~id*                                        cabie layer                                                        . .                . . ' . , -~ - *. : .' . '..                                                                        . .-
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                    -~
                                                    * *. * .*_ .* (Data siz.e ~ t) . ,                                        c: *~* . * * . . *, * - * :                    **      <    .. ~ . - -* ' *                                      . : ** *. .            - -                                                    **...
                                              >;A~_:~:<:
                                                ..: ,          .
:2:_


==References:==
==References:==
ANSI .C80.1-1966 & C80.3-1.983 0.5 0.622 0.840 o.5002 *. 0.622 o.7o6 .                                          Note: The inside diameters for rigid steel conduits built.*.* *
                                                                                                                                                                            . to ANSI C~0.1-1983 and later are somewhat different. ,. *
                                                                                                              . 0.75                0.824 1.050 The 1966 vei'Sion of the standard was selected based                                                                                                                        .* .;*  ..
                                                                                                            . 0.7502  .
0.824 .0.922  .                    .*on ttie.commericaloperating date of Palisade~ Station * :...
                                                                                                            *.LOO                    L049 *u15
                                                                                                                                                                                                                                                                                      *~      .
1.0002
* l.049" I.163
                                                                                                                .* 1.25 . l :380                    i .660.
1.2502 "l.380 1.51()                                                                                                                                                                                                                  * ....
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                    ...:.....
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                        *. ,.                              ..
                                                                                                              . 1.50                  l.610 1.900                                                                                                                                                                                                                                  -~.
                                                  .            .                      . .                      1.5002 i.610 1.740                                                                                                                                          *. ,,>;,            *.            *'    ~  *.''      ...... : ;~. *.
                                                    . .~onduit_SiZes                                  :=          2.00 ..* 2.067 2j1~"
                                                                                                                                              *                      *iil                                                                                                                                                                                      .              .
********
  .
    .
      .    .            .  .
                              . .
                              .*
                              **
2.0002 . 2.067 2. l97
                                                                                                                                                                                            .  *'  ....*                                                      ... *.
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                ,*
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                  .,
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                    . . ..
                                                                                                              . 2.50_.. 2.469 2.875
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                              *~.*-              *~
'*  .*.  *.                                                                                                                                                                                                                                                                                                          .:'".
2.5()()2- *2.73 i '2.875                                                              ''    *-                                                                                                                        :~  .. .... :            \':*
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                ~-*
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                            .  **~.:
                                                                                                              . 3.00 . 3,068 ).500.                                                                                                                                                                                                                              '          ..,.. ' .;
                                                                                                            .3.obo2. 3.356 3.500.
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                  **.: ....
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                        ... *                          .    ...  [.
                                                                      .. ~*.
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                                                                                                                                                                                                        ,... ..::*
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                                                                                                                                                                                                                                                                            *~.
                                                                                                                                          . ' ....
                                                                                                                                                                                                                                          * ,
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                                                                                                              .. 4.00 ...4.026 4.500                                                                                                                                                                                                      .        *.
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                                                                                                                                                                                                                                              .......    :.
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* 5.oo* *
* 5.047 : s.563
                                                                                                                                                                                                                                                      ,*
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                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                '~:,
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                *7
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                                                                                                                                                                          ...
                                                                                                                                                                              . .
                                                                                                                                                                                .
                                                                                                                                                                                      ..        . . . ..
                                                                                                                                                                                                      .                ..  "      :*' .  .*                      .          ...;
                                                                                                                                                                                                                                                                                            *,, ..        -                          ......_            .
                                                                          .      ., ,..
                                                                                        .. ..
                                                                                          ~                                        _...
                                                                                                                                            .    ... ._. .        ..                                                      ~  '
                                                                                                                                                                                                                                                                                .    .*
                                                                                                                                                                                                                                                                                                    ,
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1.00 . Free*air ... '                                                                                                                                    * *
                                                      ~  '  .    .  *:  ..    .
                                                                                      . . :.;  .              1.16              1*2:wall .. (calculation EA-ELEC.AMP-041;.Abchment.8). ... * * : *
                                            .*                                      '",    ,...  .  .              ., .
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                                          .,'. FS_Temp.:_Factor := 1.32                                                                            ..... *                                    ~-* .                                        ... **                                        :    '  '      '
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                            .  ',**'
: 1. 33 12" floor*
                                                                                      ,. _ * **: . 1.52
* 24" floor
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                                                                                                                                                                                                                                                                  .. **.                    .  **-                :. : ..-:    .
                                                                                                  .. *.                                                                                                                                                                                                                                                                  . ,*_
                                              . ; ..                                                                  * ....    -.  '
                                                                                                                                                                                                  ..... *                                                                                                                              *:.-:.
                                                    . _._*.                                                                ' .  -                                                                          . *., *..    :*        :  '<
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                              * -r.      *~
                                                                                                                                                                                                          ,., .
                                                    .
                                                ..*. ,.                                              . .,, .-,    .*.
                                                                                                                                                          "';..*


ANSI .C80.1-1966
& C80.3-1.983 0.5 0.622 0.840 Note: The inside diameters for rigid steel conduits built.*.*
* o.5002 *. 0.622 o.7o6 . . 0.75 0.824 1.050 . to ANSI and later are somewhat different.
,.
* The 1966 vei'Sion of the standard was selected based .* .;* .. . 0.7502 0.824 .0.922 . *on ttie.commericaloperating date of Station * : ... . . *.LOO L049 *u15 1.0002
* l.049" I.163 .* 1.25 . l :380 i .660. 1.2502 "l.380 1.51() . 1.50 l.610 1.900 . . . . 1.5002 i.610 1.740 .
:= * *iil 2.00 ..* 2.067
.. . . ,,* .... 2.0002 . 2.067 2. l97 . 2.50_.. 2.469 2.875 2.5()()2-*2.73 i '2.875 . 3.00 . 3,068 ).500. . 3.obo2. 3.356 3.500. 3 .. 50 .. 3.548 4.000 3.5002 3.834:. 4.000 . ' .... .. 4.00 ... 4.026 4.500 4.0002 . 4.3J4" 4.500* . . .
* 5.oo* *
* 5.047 : s.563 . *. ,,>;, *. ... * . . *' .... * '' *-.--.* , ... ..::* ,:, .. , *._*; * ,
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'***                                   : *Lookup T~bl~                to~ Conductor Resistanc~~ at 90&deg;C (See Sargent & Lundy. Standard ESA~102)
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                                                                                        ... -
O.OOQ39 0.00275 0.00231 _0.00187 0.108 0.217. ***. *' ,**. * ... ' Q
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* t .o). .*.* . * .
                                                                                                                                                    ~ *.* .
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8 ..                                                   0.0818 9                                                        0.103 10                                                        0.130                                          ..   -.
* ...... *.:.-.. *** .... -. ., . -
                                                                                                    . * ...
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12                                                        0.206' 14                                                        0.328 . '., ...                                                                                                                               ..         ***:*.
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16                                                    . 0.523
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                                                                                                                ....
-ottest = *watt* . *Ill .........
110                                                      0:0128
Hot_indcx._ . . .
                                                                                                                .   .   . '                2 :ft- 1
* Hot Flag now has values of: . 0 for unloaded cables 1 for -Warm" cables 2 for the hottest cable in the conduit * *** Diameter of Hottest Cable .. Number_
* Table.:..size :=
.' d * = 3. .. . . . . -Hot_m ex . . . -. . -.. . . . . 2 . . . .
* 210
* 2  
* Table_res1st := 0.0101 '1*0- ......           u
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                                                                                                                                                                                                                                                                              **  ... * ...
.* : . -*-. . : ' . . dhottest*:=
250                                                      0.00542                                                                                                                      :: .
dhottes(,;;0:44.*m  
              .   *:.   -~*- .. -                                                     .... ,   . :   .
* .. dhot . dhot
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* .; *..
    .... ,_    ..                                               : 310 .                                                     0,(X>804 .
* Area*a_nd diameter.of-Warm".
                                                                                                                                                                                                    .. ~ .         :**                                                                            '****,
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                                                                      ,350                                                      0.00389 .
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                                                                      .400                                                  .. 0.00~41
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                                                                  ' 410                                                        O.OOQ39
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1922                                                        0.108                          .   *~. '  .                                                                                                 *_,    ...... .
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                                                                                                                                                                                                                                                                . l" 1925                                                        0.217.                                                                                                                                                       , ... .-.
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                                                                                                                                    ***. *'
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                                                                                                                                                                                                                                                                        *. _,.'*         **, . ._r,,
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.' . . ,_ .. *' .* .-* ..  
* Hot/1a8o~~-~ :~~Qdensityo~_i>o-watt-tr 1 *in- 2 , t .o).                                                                             .,        .     - *~*:       _,  ..
.*_, >'. " -._ .. * .":-... . ... -..:, . : .
                  .*.* .
*-*** * ... . . . **.* . *: .. * .. * .. ., .. ;-
      *  .
*'. ,* *. *:'* -.-_ ... ';. EA-ELEC-AMP-039 . ATTACHMENT M *PAGE 29 OF .. . . ;*: __ : :. . ... . *,_ Calculate the Surface of the. Wrapped Assembly .
* 1.,.
* Note: In order to solve the energy balance equations, the equatidns for the heat .. . **:-
                                                                  ~-  \. . *.: *.,_-                                                                                                               :*** *.     '
by the wrapped assembly will be written as functions of the
                                                  *., ..                                                                                                   ..
                                                                                                          *****
                                                                                                                                                            .-..   *-~ *..' .         *.,; : : .
                                                                                                                                                                                                                                          *-* *...                              -:>*-.
                                    . '   .                          .. *.**
                                                                                                                  . . .*. '                                                  .   . '.<
                                                                                                                                                                ..     *.:
                                                                                                                                                                                                                              -- ..
                                                                                                                                                                                                                        - ... ' .
 
EA-ELEC-AMP-039 ATTACHMENT M
                                                                                                                                                                                                          . PAGE.27. OF ..
          **                                . *Temp
                                                      * . , _*
:=rev~(csort(augment(Index~array:*
                                                  - Hot index :=Temp *
                                                  .         -      .     . -
                                                                                ;* *-:
* 0,0
                                                                                                      *_ :        * * .* . ..
Hot_index:= o Qdensity_).:1)): .*
1 watt* tr -in-2
                                                                                                                                                                      . *.
                                                                                                                                                                                                                              .: *'
Q d..,..,;ty  .               .- Hottest = 0 *watt* ft- 1. *Ill. -2
                                                                                                                          ......... Hot_indcx._ .         . .
                                                                                                                                                                                                                                                                                    .       *.
                                                                                                                                                                                                                                                                                        . *-
Hot
                                                      * - FlagHot      . mcx  . d. : '. = 2
* Hot Flag now has values of:
                                                                                                                        .0   for     unloaded cables 1 for -Warm" cables
                                      * . _. Diarneters of Layers                                                          2 for the hottest cable in the conduit
                - :  .*                          * *** Diameter of Hottest Cable ..
                                                                                                                                                                                                                                                        .    .                        .*,.
                                                                        . . . cables.~
                                                                                                                                                                                                                                                                    '-
                                                              .. Number_                  . -Hot_m      .' dex* =. 3.
                                                                                                                                                                                                                                                                                                .: . -.~
                ....                                                               .                   .           -.     . - ..           .     .     .   . 2           . . .       .
* 2                   .. -
              .
A1iot':=Nliriiber_cable~~ind~*(Cable_di8H0t_indcx) *. Aitot =0.581                                                             *U: .
                                                                  . . * :.                     * -~          "* * * ** * *.             *(cable dia._ * . * ) 2 * . *                           : '  .
                                                          *.     A}io~:=1i*Nwn~~cabl~)nd~* . *..~ . - 2Hot_indcx .* : .                                                                                                 . .' .                                                   .   *-.:-
                                                                                                                                  -*-.  .
                                                                                                                                                                                                                                                          ..
  ......
                                                                . dhottest*:= Cable_~8Hot_indcll                                                                        dhottes(,;;0:44.*m *..                                                                   ...
                                                                =+:.__cabl~-~~1.2t:ot.d~-) . ~086~
                                                                                                                                                                                                                                                                                                        **_,. ....
                                                                                                                                                                                                                                                              ' .
        .                 .                                                                                                                                                                                                                     ..,""        *      * ~-  !
* J
  *-h-                    **
dhot                                                                                                            dhot                        * .; *..           *                                                                 .,.        r'      ..       *'
. *-*.                   .   .
    .     .                 - ~
Area*a_nd diameter.of-Warm". cable layer .*
                                                                      .         co~ta_size-:- .1                  r . : -. .* .                                     ..           ..                 . *                            .'.'
Awarfu := .* . :,..                      L .** ~ ~ot_Flagj=h (Cable_diaj) *N~~_cablesj'O*in ]            2                                       2
                                                                                                                                                                                                                ..
                                                                                    .- .j =O . -                                              1*,
(Data_size*~ 1)1* *.
* _.* .* *:* . (~*bi:                                    .)2 . *.: * * .* * .:]                                                                                        ***~.
_                                                                                                            di                                                                                                                                . ..             '
                                            .'. _..'.     A~arm(=*                       .** *      :~*     - .: . Hot              Flag.~l.       a e_ aj *'11:*Number cahles.;o:in2
                                                . *-* .                   '* *,                   j=O~_::.** *. * '* ~-*                 *:J .. -:       2** ...*. , : ~ .. J "-'-*                                *.*                     ..     '*     .
                                                                                                                                                                                                                                                                .....
_:    *'.         .     .'    .*    ~    ... ~
                                                                                        ..               * ..   *      *{***
                                                    , d . :~ 2* . Awarm+ (d*hot) . . ' *. . . *. d warm = 1:04j *in warm"_-. ." .n .....* 2* .* ,; .                                                                   .                                                                                                               :.   ~-~:
                                                                            *.** .       . .'. '**
                                              .* .* ;:: Area and diameter of ~cold. cable layer . ..                                                                                                   . -.
                                  -.*- .               ~- . : __-.-~ (Data_~-*0. ~                                                  . *. . .                     .     .             .*. _., _                            -.     .                                                     ...
                                                                                                                                                                                                                                                                                          .:..:'**
        .. ,*
                                  .* .*''
                                                    * * :*. A~ld.:~*.'. *_~'.:**:-.             b" -... ~Hot_FI~s-~Q. (Cable_dia;)2*Num~~cabie8:,o.in ]Aeold ~q*iri                                        2                    2
                                                                                                                                                                                                                                                                                        < *
                -.*. ..* *. *. . .*                                               ~~~~:~ii) . . J~ c b1 di
    ."
                                                                                                                                                                                                                                <.       : ... .*. . .
                                          . *: Acol~ >*________
                                                                                                                                                  ..               J    . .****** ***** *.* .. J *** .* *****. '.
* j~ .+o1_Fla8;=0.( ' :~ ';) *N~~cabl~,i>m'] * * *~.
2
                                                                                                                                                                                                                                              , .. *. . * .
......
  .-                  .*
                                  *.,
d cold' :=*~,
                                                                                                                                ,..
: dcold = l.043*in                      ,.*   :
                                                                                                                                                                                                *.*:.':
                                                                                                                                                                                                                                                                                  **,*~,
                                                                                                                                                                                    . *,   ..                             :** .
                                                                                  .. ".                       ":*
                                                                                                                .,
                                                                                                                    ,*
                                                                                                                      . *":                                                                        *.:.. *.
                                                                                                                                                                                                                                                                                              -.*   :'
                                                                                      . *'.. ;                            ......                                                                             ',"                                                              .** : .._* *. .      ~*
                                                                                                                                                                                                                                                                                                        ....,,
                                                                                                                                                                                                                                                                                                          ~
                                                                                                                                                                                                                                                                                                      . *'
                                                                                                                                                                                                                                                                            '  . .,..       *:     *,
                                        ,c ...
                                                        .*
 
EA-ELEC-AMP-039
                                                                                                                                                                                                                        .ATTACHMENT M PAGE 28 OF                    *~                    *:        .
  *                                                                                                                                                                                                                                                  . -..
2
                    . .A oond : = (d
                                  * .*. * . .
* 2
                                                    ~n: ~ndi)                     . *.                 Aoond
                                                                                                                      = 2 036. ** 2
* 10                      * ..
                                      -    *       -          ...   *              * *                                *  * "I-   *    * **                                                                    .,,;..
(Data_size- 1)                                    * ". * * . (Cabl~_di~.)2
* Ac~bi~ ::: . .                                           L                      Number""'cablesj*n*                           *~ J
                                                                                                                                                                          .. "          .
                                                                                                                                                                      .A cable_= 0.671..*m
                                                                                                                                                                                                    '. 2                                                                     ..*..;*_
                                                      *..                        j  =.o.                                                                                                                                                                            .
:-*''-
                                                                                                                                                                                                                                                                      *-:. *:
                                                                                                                                                    ..*-*  .,.,, .*
(D_ata_s~-:-                         1)    J .' .. >- "                                          . , . (Cabie dia.)2...                        *]        .*     . : . . . . . *.       *~ . ;
                                                                                ~.                                                                                                                                 Apow~ ~0671 'in 2                                      2
                      .A-f,ow_,;                  ' &deg; *.                     j                        , , I l<'.adtO;amp,J,lumber_cabl"'; **                           .. - . '
2
                                                                                                                                                                                                  '. 0 in                                                  ,
                                                                                                                                                                                                                                                                        .
                                                                                                                                                                                                                                                                              ** .....
                                                                                                                                                                                                                                                                .-*            ..:-; __";, .
                                                                                                                                                                          ."
                                          .. A * +A * * '+.A * *                                                                 . , * .
* A . * * ** >* *-A                                                  *. * .             .: A              .
                    *: Fill-:u :=. hotf * ;ldf. warmf Fil(power_u :=A hotf Fill_oold_u.:: Aooldf ~ill_wami_u :=.* warmf. *
                              .. *                                            .* oond-
* cond                            oond                                          A ~nd ** *
:.:**
Heat_ generated by. hot cables                                                              . .                     .                                                                   *:_ ...                                                       :}          *.'
                                                                                                                                                                                                                                                                                                      *.*'.;'.
                                                              .                   .                         .     " .. " .         . .' .     .         ..
* 1"                                                                                ".                             * * ..., 'I. ... * :    -~
                                                                                                                                                                                                                                                                                      . ~....           . *~*
                            *.,,* Q*hot *-'*Q          *~          ca .*bl.e * ** . * '.* .* . *. Qh"01 =2..... 67...w                      ... att*tr __*                                                                                                                                      .'
                              ..      *.                   ** . . :              -Hot_indcx
                        '* * . *Heat g~nerated by 'Warm" cables*.-...                                                                                                                                                                                                       .   ~.                 ,_
                                                                                                                                                                                                                                                                    .. *~ *'
                                              .                 .                 (Data*s~.:.-i) .... * *
                  . *_ ....: .*             9w~:.=..                                   : .. t* .. *- ~~ot~~agrt~Qcablej:O*\Vatt*tr*)
                                                                                                                      . .. . ..                                     . ..
                                                                                                                                                                                            .-
* Q.- -**
                                                                                                                                                                                    .     Wann*_
                                                                                                                                                                                                            .     ..
                                                                                                                                                                                                              =0.54S*watt*tr
                                                                                                                                                                                                                            . .
                                                                                                                                                                                                                                .    .-
                                                                                                                                                                                                                                        *.
1
                                                                                                                                                                                                                                                                -~  .*
_
_,,                               .                     "j =o*~:
                                                                                                                                                                                                                                                                                                        -.~:
                                                  .. *.                     *::*: ** __".                 !'.***.                                                                                                                                                                                     .*_,
                . :*{*' ,q~.2 ~~=      '* , ; '                 ~--.     .           . *7: ,._ *.
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                                                                                                                          *~                                                      ... .--
                                                                                                                                                                                                                                                                              "               -._.. *
                                                                                                                                                                                                                                                                                                      >'.
                                                                                                                                                                            *. ~.            _,'.-.:*'*.                                               "
                                                                                                                                                                                                                                                        "
                                                                                                                                                                                                                                                                .-*..         ...     . ...
                                                                                                                                                                                                                                                                                                      .":-
                                                                                                                                                                                                                                                                                                        -..:,
        ', .                           *.'-. :,
                                                                                                                    ....                                                                                                             . *.*.
          . ,,_
                                                                                                                                              -.                                                                                                          .*..
- . *,.
                                                    . ...... * ...                                                                                                                                                                                                                  . : ..
                                                                                                                                                                                                                                                                                      ~"
                                                        .* *. . .
                                                      *.',.;;,**
                  . **-*                                                                                                                                                                          .*:  .
                                                                                                                                                                                            .*,:,
                            ' : .*.-
                                                            . *~*      *.;  .. '**.                    .
                                                                                                      ,    ;
                                                                                                                                                                                                                                            .....
                                                                                                                                                                                                      *,.:**
                                                                                                                          .~-
 
EA-ELEC-AMP-039 .
ATTACHMENT M
                                                                                ';.
                                                                                                                                                                                                                        *PAGE 29 OF ..
  *-****. ....
                                                                    .  . -~ ;*:__: :. .
                                                                ...                                                            . *,_
                                                                                                                                                                                                                                              .....                              :*;: .*
                                                                                                                                                                                                                                                                  ...
Calculate the Surface Tem~rature of the. Wrapped Assembly                                                                                                          .                                                                          . :    * ....
* Note: In order to solve the energy balance equations, the equatidns for the heat di~pated by the wrapped assembly will be written as functions of the
* surface
* surface
* temperature.
* temperature. The area of the wrapped c~nduit per unit length is equal to 11 times the diameter of the wrapped assembly.* *                                                                               *
The area of the wrapped per unit length is equal to 11 times the diameter of the wrapped assembly.*  
                                                . Heat
* * . Heat Dissipated by Radiation . . . . . . . . (Holman, Equation 8-43a)* *_. . . . . . ...
                                                    . .
* Heat DiSsipated by Convection
Dissipated
'. . ' . ' . .* 1 . . . .. s : .. *1 . . 4 . Q ri-) := 1.32 __ (T :--T aipb) *11*d .. d_ *:(r -r: .. b)
                                                                      .                            by Radiation. .. .                                   .
* c '.: ._ * .. _ . . . . * : d . . . con o .
(Holman,     Equation     8-43a)* *_.
* am .. * * * * . * . condo * . -. .
                              ..     .   **:-                                                                                                                          ...*
t-2 a*nd Equation)-8) . . **: . ... *_ Initial guess for .. iterative solution of the* surface temperature of the wrapped conduit. * . . . . .. : . *: -*** *.* ..
                                                                                                                                                                              . . . .             .
* Q total=Q r(T + Q c(T . Heat dissipated by and
                                                                                                                                                                                                                                                      . ..                                   -  - ...
* * * * * * . .. *
                                                                                                                                                                                                                                                                                      . *.*'
* must equal heat generated by cables.. * * . . *-. *_: . , , ..... -: : ' 1.
                                                                                                                                                                                                                                                                                      .*
: ; ... -.* .; . -. _ .. --; .. *, *'. . .. .. . -* ... :: _.,*. . :* ' .... . ' . . ,,* . . :'"' *.,_._ :_ . -.: _.-. .. * .. ' ...  
Heat
,_* ., ..... -..,. *-. ,* ..... .* .* -* ... . .. : . . . ' .. -:.: :*;: .* . : * .... --... . *.*' .* .. .. -. . *.":'. *.* .. ' i . : .*.-.. ,*: --. *:-....... . .: . . . . .*'*' **' .. ** t" l* '" *.:.**: ,*: ;;,-.. -;*-* ... : ..... : *:_:* . . . . . .
                                                . .
* * . .-* .* .. Temperature Drop through tl1e Cond_uit * * .. *.
                                                  '
* ycrind
DiSsipated by Convection            '              .                       '.
*_._*. ** . . 2 11 . . . d condi . . . . . . . . . . . ... . . . . . . *' . . . ... *. *. *, .T con&deg;di c0ncfu +AT . ' . ,. T
                                                                                                                                                                                                                                                            -~ :. .
= 32i627 *K. :, .*. *.' Temperature .of the inside wall of the C()nduit : . . J' condi..;
                                                                                                                                .*                               1
&deg;C. :_ . . . . *. . .. . . . . . . . . . *. ' ,*:." **. ., , ... ,,*. * .*Temperature Orop through the Air. Gap Inside th*e* Conduit :
                                                      .                           .       .           .. s : ..                      *1 .           .         4
ATTACHMENT M PAGE300F _ . . *, *. . -: .. ..... .. . .* ... *' .,, '. .. -. -.. , .. *. ,* .... '. ' : " .**. ' j .... .-. ' . .. ... .... ConstantS for Form!Jla for Temperlilture Drop in the Conduit Air Gap * : A' :=
                                                .Q        ri-) :='.:1.32.__ **watt*K-                            4 *_*ui~ 2:m4 - (T :-- T aipb)                   *11*d .. d_  *:(r .-* r:am.. b)
: .. (Neher-McGrath, Table VII) * **.* . -. *, B'
                  . **.*
*.*-; ;_' *** "*l ..... ' . A' * }T B' *
* c                                            .._ .. . .* :                                  d      . ..           con o
* d ..
                                                                      .. * * *                           *                 . *                 .     condo *
* Q tOtal .* See 41 A Qf . ' . * .. -* -:. *.* : .. +cold*** ; .. ..... _....,*. *' ' ' *. ,I *.'' * ': "*.;. .. :** . ' -,. . ---.. \ -.. ''i:  
                                  .* * :
,'\ ->. ';* .. . *._._: .. -:: : . c0ridgaJ>.  
                                                      .                                                     -.                                          .      (H~iman,Table            t-2 a*nd Equation)-8)            .
*' "Tem_peratu,re at oUtside of the
                                                                                                                                                                                                                                                                      .. - -~
: : *.  
                                                                                                                                                                                                                                                                                  ~- ~
.:-';'"'.'*_:  
                                                                                                                                                                                                                                                                                    .
;. '_-, .. . . . . . * .. * . . *. : ..... -T ctoK =s7:s1*9*K*(0 cr .,. . * * ' mass . . . . . . .. ** ... .. * ** . * : :
                                                                                                                                                                                                                                                                                          ..
through the "cold". cables .. -. . *.. . ' .... " ' . . H.cold.  
                                                                                                                                      .  ... *_                                                                                    .* .* -*
): .. AT cold =O*K . . 2*11 .. *. dwarm . . . . . -.. .*, ".::. T :=T  
                                                                                                                                                                                                                                                                                .   *.":'.
... T cold.:::_3.30.969*K.
                                                                                                                                                                                                                                                                                                  *.*
T  
                                                                                                                                                                                                                                                                                              .. ' i Initial.
.. * .... . .. . -.... -.: .* . . . --, ' . . . . -.*-**.*. *. ** .. *: * .. :'* -'. --** . .. .:* .. *: , .... * .' '*, .*. . . . :. **.: ..... <* -*.*; ...... ***,, 
guess for                .
..... . .. ., -. ,*,::_ ... ._,,--*-. T-Temperature dr6p the "warm" cables *kmass :=-1_ .. ** Pma5s EA;.ELEC-AMP-039
                                                                                          .. iterative      . .
* ATTACHMENT M. PAGE 31 OF ' .
solution of the* surface                ..
_
temperature
.. : ..... * * * * .* 2*n dhot
:            .
* mass . *
of the wrapped conduit. *
* 2*kmass* 2
                                                                                                                                                                                                                                                                                              .:      ~
* dhot * . . . ' . ' . . . . . ., . . -. AT . : . ,; l.18*K .*
                                                                                                                                                                                                                                                                            .*.-..                 ,*:
* warm * .. * (Based on Holman, sectjon 2-a*solved for a set of
                                                                                                                                                                                                                                                                                          --. *:- ~
* Initial  
                        . *:..
*: .. ,  
                                                                                                          *:     -***
.* Twarm.::CtoK=58.999*K&deg;C*  
                                                                                                                                                                                                                      *.*
.. , **: ** * < ... **
r(T ~) + Q c(T ~) .                                                       Heat dissipated by radiatio~ and ~onve.ciion* *
* Temperature through the h_ot gables **=--. '.** -:.* **-,* .. ... : . ', .* ' '2 . . . *. *.Q md=.
                                                                                                                                                                                                                                                                                              .......
AT *= . *. -. * . hot* ..  
                                    ..
,*. '; .. Holmari, Equation 2-26 .. *, . *:;.* '; . .. *' . *. . , AT .hot= 2.788 *K :
* Q total=Q
AT hot ''. ' ' . _: _* T cabie-.CtoK
                                                                ***                    *                          *.                   . **            must equal heat generated by cables.. * * .                                                                             . .: ~    .  .. .
=61.787*K_
                                        .  *-                                              .            *_:                                    .               ,
&deg;C* ,-_ ... ' _,*_ *". . . . : .. -. . '. -*. .-, , . . . j\ *: :: . *" :; .. *:. ;, --* *-.. **: *:** .. . -...: ':'' .. * *.* *; . . :"'. . -.. ., . -" '.* . *-.... :. ....... ;: .. *: . . .. -' .. ' .. **-.. * *. ,, -:'!. ,* . :.-.. * .... : *** ** <; *** ' ;* *. . . : .... : _ .. : . . . -:: ... . ,,, : .. ** .. *.:. .. -.,. . . -: * .. -.' ... .,, " .
                                                                                                                                                                                          ...-.*
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                                                                                                    , .....                                                                                         .; . -
* .* ..... . *:.* *.;_ *:*.,. *.** -* <<:. . ' ._'.' ... . . .
                  * ....
..... '* .. * .. * -. .* Conduii_Trade_Size 1.5 *jli . . . .' * . -* .. .-. Q tot81=3.2is * .* . . -. . .. . . 1 *. Q
                                  -: : ' 1. ~~*:_;=~in~(~~-}*'.'
* bl* = 2.67 *watt* tr .
                                                        . .
* ca . *
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:;                                                                                                                      . ..-:.:
&deg;C . . ... o.44 _0.005 0:31 0.033 Fill_u=o.33' Fill_power_ti
                                                                                                                                                                                                                                                                    **'..
= 0.224-* . " .  
                                                                                                                                                                                                                                                                                        .*'*'
=0.106 *  
                                                                                                                                                                                                                                                                                              ** t" l*    '"
=O . **:
    .,
* Column numoer . . . . . '* *.Column Gable size Column 2:_ Number of cables Column 3-Number of . conductors . Colum_n +-Cable diameter Column s_:_ Not used
        .. ;-
* Column current : '* . \* . .> *.* ..... *,. -**,,l* .1 . ****,,* -. :*. -.:. .. :* . ' ...... _.: .;*-*.*: ... , **.; *,,! .. ; __ .*}}
      .~:.
                                                                                                                                                                                                                                                                      *.:.**:                  ,*:
              *'.   ,*
                                                                                                    *'..
                                                                                                          .. ..         . -*
                                                                                                                                                ... ::
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                                                                                                            . :*    '
                                                          ....                                       . '  ~  .     ~  .          ,,*
                                                                                                            ..  .~. :'"'
*. ~:. *:'*                                                                                                                                                                                               *.,_._ :_
                                                                                                                                                                                                                                                                            ;;,- ..
                                                                                                                                                                                                                                                                                      -;*-* ... :
              -  .-    ...                                                           . -.: _.-                                                                                                                                                                                    ..... :
_
                                                                                                                        .. * .. ' ... ~-*~ ,_*                                                                             ., .....                                               *:_:*
                                                        -..,.                                   *- . ,*                                                                                                                                              . ..   .. .     .
 
: EA-ELEC-AMP~39*
ATTACHMENT M PAGE300F _
*                                                                                                                                                                                  .*..
                                                                                                                                                                                                                                    . ~ .
Temperature Drop through tl1e Cond_uit *
                                                                                                                                                                                                                                                *.                     .....
                  *. *.
* ycrind ~Lpcondln(dco~d~)*Qtotal. ~~eeEqu_~tioo~~ofHolm~n *_._*.
                                                                                                                                                                                                                                          *,
                                                                                                                                                                                                        **
                                            . .                      2 11. .     . . .
                                                                                          . . .       d condi.             *'
                                                                                                                                            . . .         .
                                                                                                                                                            .. . . . . ...
                                                                                                                                                                                .  .
                                                                                                                                                                                  *.
                                                                                                                                                                                          . . ...
                                                                                                                                                                                              *.
                                                                                                                                                                                                                                                                            .. .         .* ...        *'
      *..-*
                                                                  *,                                                                                                                                                     . -: ..
                                    .T con&deg;di :~T c0ncfu +AT co~d .
                                                                                                                                                                                                                                                                              .,, '.     .. -         ~
                    '.           ,. T coil~ =32i627 *K. :, .*. *.' Temperature .of the inside wall of the C()nduit : .
                                  . J' condi..;                  CtoK*=*49A7~*K: &deg;C. :_                                          . . . . *.                  . ..          . .      . .           .                                                                         . -..     , ..   *. ,*
                                      . .                                 ~    .           .                       *.   '
                  ,*:."
                                                                                              **. , ... ,,*.
                                                                                                          .,
                                                                                                                                                                                                                                                          .... '. ' : " .**. '                          j
                          * .*Temperature Orop through the Air. Gap Inside th*e* Conduit                                                                                                                                                          .....-.    ' .                    .....    ~          ....
ConstantS for N~her-:McGratti Form!Jla for Temperlilture Drop in the Conduit Air Gap *                                                                                                                                         **.*
: A' := 3.2*K-ft."w~tf1 *in. :.. (Neher-McGrath, Table VII) *                                                                                                                                             . -. ~ *,
                                                                                                          *.*-;                                                                                                                             ;_'
B' :~0.1_9*in
                                                                                                          .....'
                                                                                                                                                                                                                                                                                            *** "
* l
                                              .                                         A'
                              * }T ~ridgap :_~ B' ** d . *Q tOtal .* See Equa~on 41A Qf ~eher-McG.rath . ' . *
            .. -*   -:.               *.*                         : .. +cold***
_....,*.   *'     '               '
                                                    *.     ,I   *.''   *   ':     "*.;...
:**
                                                                                                                                                                                            .'   - ,.
                                                                                                                                                                                                                                          . .
                                    . ---..
                                        ...:-:~~    ,'\ -                             >.\ -';*...~... ' ~*i:                                                                            . *._._:..                                                                                                  . .
                                                                                                                                                                                                                                                                                                      .:.
                              -:: :.T~: ~ T~~ndi+ ~T c0ridgaJ>. *'                                                                 "Tem_peratu,re at ~e oUtside ~urface of the cab~e mass~                                      :
                                                                                                                                                                                                                                                                      .:*   . *:
                                                                                                                                                                                                                                                                                        **.:    ~* :-~
: *. T~ ~-.3~0.969'.i(~ .:-';'"'.'*_: ;. '_-,
    ; ..                                                                                                                                                                                                                                                             , .... *
.....                                                                                                                               ..               .. .         .         .         *. * . .              *. : .....
                              ~>* -T mass -~ ctoK
                                                                                                                                                                                                                                                  .'
                                                                      . . . =s7:s1*9*K*( .cr.                                                                        .,. .*                               * ' * ...
0                                                                                                                                            '*,  .*.             .....<*
                                                                                                                                                                                            ..
                                                                                                                ..                                                                                                                                                                             -*.*;
                  * ** .* : : T~mper~ture d~op through the "cold". cables
                    ..       - "
                                      .                               .           *..               .                 '         ....
                                                                                                                                    '   .
                              ~-    . H.cold.                   :=*~*~otar p~**ln( dco~d ): ..                                                    AT cold =O*K
                                                                                                                                                                                                                                                                                            ......
                                        .                           .                        2*11 .. *.         dwarm .                           ..
                                                                                      .. ~                  -
                  ..       .*, ".::. T ~id :=T ~'.+_ATcoici**:_ ... T cold.:::_3.30.969*K. T cold~CtoK.=_57~819.*~c.:.* .. * ....
                        . .. .                                                         - ....                                                         -
                                                                                                                ~ .: .* . . . --, ' . .   .
                                          . - .*-
                                          **.*. *.                         **..                                                 *:   *.   .:'* -                                                               - -** '.                                                                         ***,,
 
EA;.ELEC-AMP-039
* ATTACHMENT M.
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                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                      ..   ~
                                                                                    ,*,::_... ._,,-
                                                                                    -*-   . T-Temperature dr6p th~ough the "warm" cables                                                                                                                                                                                                                                                        .   ~  ::
                                            *kmass :=-1_..
                                                          **                 Pma5s A;waim.:=Q~0/m~.1Ii(ciw~)+qdolwmm[(~k~=)'-(~)'] _qdotw=(d~)'m(dwmm). :.....
                                        .
                                        *
                                        ..       .         '
                                                                  *. *
                                                                    '        .
                                                                                      * . .* 2*n.                          .
dhot                      ~          .
4
* mass .               *      .,    .
* 2*kmass*.                                 2 -*                         dhot .
* AT . : . ,; l.18*K .*                                                                                                               (Based on Holman, sectjon 2-a*solved for a ~ifferent set of
.....
* warm                                              * ..*
* Initial con~_itimis)                                                                                                                        *:
                                                                                                                                                                                                                                              .. ,
                                        .Tw~*=_Tcold+AT_w&rm .*                                                                         Twarm.::CtoK=58.999*K&deg;C*                                                   .. ,
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                  **:
                                                                                                                                                                                                                    ** *     <
                                                                                                                                                                                                                                                                                                            ... **                         -.. : .... ,             - 1
* Temperature Ris~ through the h_ot gables                                                                                                                    '.**                                                                                                                                        .."'      -- :* . . ~ **~
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                      ..,
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                            **=--.                          .*:.
                                                        -:.*          **-,* ..
                                                                                  .                ',              .* '
                                                                                                                                        ... :
                                                                                                                                            '2                                                  ,*.                                                                                                                                                                   ''
                                                                                                                                                                                                                                                                                                              ';   ..
                                        . . . *.
AT                    *=
                                                                    *.Q        ~erisityHot  . *. -.
md=.       (d~o~).                                       Holmari, Equation 2-26                                                                                                                                ';
                                            * . hot* ..                                     >A*k~                                                                                                ..*,.                                                                                              *:;.*
    . ~; ..                                                                                                                                   . ..         *'
                                                                                                                                                              '~      . *.     .,
AT .hot= 2.788 *K
                                                                                                                                                                                      .                                                               ...
: T~able*:=T ~arm.+ AT hot                                                                                                                                                                                ,-_
                                                                                                                                                    ' '
                                                                                                                                                                                                                                                          '
_: _* T cabie-.CtoK =61.787*K_ &deg;C*
                                                        ''.                                                                                                                                                              _,*_
                                                                                                                                                                                                                                            .-,
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                  " .
                                                                                                                                                                                    '. -*.                                                         ,.                                                                                           "" *:
                                                                                          *".  . . .~- .. :..j \-.                                                               .
                                                                                                                                                                                                            *: :: .
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                    *-
                                                                              *"                                                                                                                                     :;    .. *:.
                                                                                                                                            - -*                                              *-..                                                                                     **:
                          -.                                                                                                         ;,
                                                                                                                                                                                                                                                            *:**..         .   -...:   ':''    .. *
                                                                                                                                                                                                                                                                  . -     ..           *.*   *.                 . :"'.                                    *,',l
                                                                                                                                                                                                                                                                                                  ., .         ~'                                            ....
                                                                                                                                                                                                                                                                            ..
                                                - '.* . *-....
                                                    "                                  :.
                                                                                                    .......
                                                                                                                                                                                                                      ;: . *: .
                                                                                                                                                                                                                                                                      .
                                                                                                                                                                                                                                                                            -       '                      .   ' ..
.,         * . . . . : * * * ** <; ***
                              *. .       : *:~....: _. .:        .
                                                                                                    '~
                                                                                      .. -:: ... :.._~
                                                                                              '
                                                                                                                ,,,
                                                                                                                                            **-        ..
                                                                                                                                                        ~- - :'!. ,*
                                                                                                                                                                                                                    .       :.- .
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                  ,,
                        ;*           .
                                                                      .   .-: *..                           .
                                                                                                                                  '*
                                                                                                                                            **. ,,
                                                                                                                                            *.**
                                                                                                                                                                                                                                                                          .   "          -~    .
                                                                                                                                                                                                                                                                                              . **   ..                                       '"
: . **..                       - .'...                                     ;:.,......,.     ":*,                                                                                                                                                      . ... '        ~.
                                                  .,,
                                                        ".
                                                      ~*-
* l . .~
                                                                                      * .... :      .~    "
                                                                                                                                                                                                                                                                  #,* .. *
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                    ..., ...
                                                                                                      **:*                                                                                                                    ~  . .
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                ,;,: .
                            *.:.
                                                      .                                                     . -::
                                                          ,  .~                            *,
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                        *.   .'      . *.,_ ~
                              .. -.,.
                                                                                        ....,,                                                                                                                                       . ~*.
                                                                                                                                                                                                                                                                    --* .. . .               .         *.- ~- .=* . * ~
                                                                                                                                                                                                                                                                        .* ... .,':***              .
                                                                                                                                                                                                                                              .* .*
                                                                                                              *.**.:   ' ' . ' ; _*'I
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                  *'
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                    )
* EA-ELEC-AMP-039 ATTACHMENT M.
                                                                                                                                                                                                                        *"PAGE 32 OF-
                                                                                                                                                                                                                                                              . **.,
                                              .* Conduii_Trade_Size ~ 1.5 *jli                                                                                                 T conduetor- CtoK =61.787*temperature                &deg;C
                                                                                                                                            ..     .
                                                                                                                                                                                                              .     .       ...
* Column
                                                                                                                                                                                                              . ..
                                                                                                                                                                                                                      ~Row    .
numoer .
                                                                                                                                                                                                                                      ~  '*
                                                                                                                                                                                                          *.Column 1~ Gable size Column 2:_ Number of cables Column 3- Number of o.44 _0.005              . conductors .
_.:
      .*.....                                                                                                                                                                    0:31 0.033                Colum_n +-Cable diameter Column s_:_ Not used
* Column ~Load current :
                                                                                                                                                                                                                                                                                    *.*:
                                                                                                                                                                                                                                                                      . '
                                                                              .'    *.
            .*:.*
                      *.;_
                                                                                                                                                                                                                                                                                    ...,
                                                                                          - * ..
                                                                                                            .-   .                                                                                                                                                                 **.;
              *:*.,.                                                                                                                                                                                                                                                               *,,!
Fill_u=o.33' Q tot81=3.2is *"1~~*tr: 1 . *
                                                                        .*         .               .~ - . .                   ..       .     . 1*.
Fill_power_ti = 0.224-*
Q
* bl*                                      = 2.67 *watt* tr                            .
                                                          ~
* ca .* e~ot_indcx                                                      *                                        ."                                                                  \* .
                                                                                                  . .-* .. : -                :--.:
                                                                                                                                                                    . Fill~waini_u =0.106                                                                            ......
                                                                                                                ,.*
* Fill_eold~u =O
                                                                                                          *.--::..... ' . *:,
                                                                                                                            -~.     ' . *. -
                                                                                                                            .  .**, - .     ~:  J
                                                                                            -  '..:':.'       *.J*
*.** -*
                              .'
                                <<:.
                                                            . . *.*.****<'.kd)~":,                                                       ...~ ...
                                                                                                                                                      * .. _ ...                                               '*.
__ ...... ~    .* . . l .
                                                                                                                . ,._ *- ~
                                                      .-
                          ._'.' ...                                               . . _.:**
                                                                                                                                                                                                        .>                                *.* .....
      . ..:.~*.....                                :***
                                                                                        **,.                                                                                                                                     *,. -**,,l*
                                                                                                                                                                                                                                            .1 .
                                                      .. ...
                                                        ~
                                                                                                                                                                                                                                      ****,,*
                                                  *    <                                                                                                  .'    .~
                                                                              .. .
                                                                                -~                                                                                                                                                                                          .;*-
                                                                                                                                                              .,:
                                                                                                                                                                      . **:
                                                                                                                                                                                                - .  :*.                                                ..:*
              '* ..                                                   ' ......
                                                                                                                                                                                                    ~
                                    ' .. ,..'.**.
                                        ~*
                                                                                                                                                                                                                        -.:.
    *..*                                                                                                                * ...      '
                                                                                                                                                                                                                                                                            .. ;__ .*
            -.
                                                                                        *.-.*             ..}}

Revision as of 17:32, 21 October 2019

Excerpt from Ampacity Evaluation for Continuously Energized Power Cables in Open Air Conduits, Revision 1
ML18067A636
Person / Time
Site: Palisades Entergy icon.png
Issue date: 06/26/1997
From:
CMS ENERGY CORP.
To:
Shared Package
ML18067A634 List:
References
EA-ELEC-AMP-039, EA-ELEC-AMP-039-R01, EA-ELEC-AMP-39, EA-ELEC-AMP-39-R1, NUDOCS 9707180084
Download: ML18067A636 (39)


Text

f f

i~

\

\ .f' '~

      • ENCLOSURE2 CONSUMERS ENERGY COMPANY PALISADES PLANT DOCKET 50-255 Exerpt from:

EA-ELEC-AMP-039, "Ampacity Evaluation for Continuously Energized Power Cables in Open Air Conduits"

  • 38 Pages

/'

9707180084 970710 I i PDR ADOCK 05000255 P PDRJ

... ~*

  • .* (@consumers' .* EA- ELEC-AMP~039 . , .

Power ,

  • . . . .... ' PALISADES NUCLEAR. PLANT*

. - .

. . l'llWEIUllfi* . * : ENGiNEERING ANALYSIS COVER SHEET . ' .. . ..

.-- MICBl&A#'S l'fllJlillB$ *Total N~riib~r of Sheets._ __

En~rgjzed itle AmpaCjty EyalUatjoh' For Continuously.

    • ~<> .. . . power Cables .in. Open Air

. . . . *. C~ndyjts .

. . ~',

INITIATION AND REVIEW Ca lcul ati on Status Preliminary Pending *

  • Fi Superseqed . .

..*, D . D , D* . . .

Initiated !nit

  • Re~iew Method . Technically Reviewed Revr Rev i----"----.....-----1 Appd Appd CPCo
  1. Desc'ri pt i ori. . By
  • rietai l Qual . . . By Appd B Date Alt Cale Review Test *B Date

.* ** J*. Nehls 0 Ori gi na 1 .Issue .x. R. ';/~1/err 1'11'1/i M-'r*1J Hernandez see Description Below

.*

.:. : x

        • .. ' ....
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. .7fi

.. .;. .

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. .. ' . *.* . - *'" .. . .- ,.. -~~t

..., . . ... * ~~ -.  :......- ... . '. . .... ~ . . ., . ,* . . ' . *... ~* *~ . .  :* *:

  • .is. EA sup¢rsede¢.the.

portion* of _EA~EL:EC~AMP-034. associated . .

with open' air 'conduits~ -. .

. .

...

.

  • ....

.

~**:

.

-.

. .

.....

-

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.: ...

. .

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Revised Sections: ">'* * * .'

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... . :.:.:**/.....

_ ,,, .*,

,_*,

    • - , -~- ... **,*, ' .*

"'

  • Attachment M ~ :inethodology for d~termini~g the c~nducto~ temperatt.ire -i*n condll~ts . ,.

, ... '

tachment N. - . s~pportin'g data 'tor attachmenr M . . .* ... _. * . , .

Attach~erit P~. s~pporti*rig:* data f~~ ta~l~s w.ith insulatio*~*"'ra~t*i~~ '1es,~ .~hen 90°c:

.. **,

  • ' ..

. . . ,. . '.  : ~ .. --  : ' . . :-~- ~ . .

  • . :: *.*

... - .  :*~

_._.... . . . .: ~*.. .*. : ..

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. ~ ... ..._......._ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ ___,_ _ _ _ _ _"!" ... - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -. .

.*. *~"!-~.. .- . *. ,..; . ~- . . ,. ,* ......

., " ... **: :** ._... .

.. ~.

,;:. . .-:-.- . . . . . -* *' .. :"- ..:*:

...... * . " .

. . consumers'

. Power . PALISADES NUCLEAR.PLANT . . EA- ELEC-AMP-039 PllWElllllfi .

.MICllJfjAlf"S l'flllliltB5.

ANALYSIS CONT.INUATION SHEET*' . .

Sheet :-2_ Rev.#**___,_.,.]_*_

. *'*

  • . Referenc*e/Comment I. . OBJECTIVE Background * . . ....

.*

During an analysis being performed to adjust the ampacit'{ of cables.

'routed in cable trays with a fill greater than 36°/o, it was noted thaf'

. analysis. does nbt exist*to confirm the ampacity values for power cables roLJted through open air conduits .. Derating of "'mpacity values is .

required due to* multiple power cables 'in *a. single conduit and for bo~h .. ~'

- P()Wer and control cables routed in. the *same conduit. *. . .

  • . "fhis EA *will establish the methodology and:evah.iate 'the ampacity for .*

. ..,

continuously energized power .cables routed through op~n air conduits.  :.. ~

at the Palisades Nuclear Plant~ * *

.:. ** .., ..  ;, f

... *: . . . ***

PURPOSE : * . . -** -'* ..*

~

.*.;"

. :..,

    • _ -* **;*

. Th~* p8rpose of thfs' analysis is to. e~aluate the arrlpa'city associated .

. with the continuously energized 'ppwer cables installed jn open air.

. .*.... .* .*

-~ .. -**

conduits .. This analysis :will consist of the. following:.* ' * ... ,

. *' .

  • .. *- *.. *. . **.: .
  • *... 1j ..* *..* 1dentificatioh. .
  • 6f.the* .

conduits

.
  • that

.

require

- . . '

analysis.

. .*

. ,.**

<<:>~.

  • -, - ~ 2.)*
  • compare the established full. load current with the cierated . . '

. ' : ampacity_ of a *cable at a given race.way ..

..*., -

-.-.  :*

3J.: ... Fc>r th.ose:.c-~6185 w.ith:d~r~te*ci*:-ampaeitv 1~ss than the. full i'~~d*. * .' ... , .

. . . . _*.*

.* current~ comp*are .th_e foaxim.um calCulated conductor temperature "*,~©

..* with

. . .

the cable . .-

,insulation>. *,' ,.

temperature *-  ; -

rating.*. .

. . .... *: .. . *~

.' ..*

.

,.,_. * ** . *-~.. ,- 'i* .,

. -*.

scoei:: . :<_ ..'2'::* * .. * * *_: ~ . . **:,~,,,*.i* *

.. . ..

.

'. ..,*.;... - .

-* . .-;:....::\*_ . ..~.~--

\. ' . *:: .**-* ,.: .. ' . ' ' ' . . *'

~

,* "*

  • ...
  • The scope of this analysis Is limited-ta an. ampacity *ev~luatfon o(* :: .

. '. continuously energized pdwer cabl.es ,installed in open 'air conduits: - .  :.- ..

    • . * ' ,:.* *, **. *. .'."::..,,.** * ':. ' . . * * ** * ** -r . -,.. * . * -,'.*'. . .' * *
  • '  :--* .... :. . .. ~ *. '. ' - *' - ..- - :. . . - .. *:-..... . . ,;...

. ... *.

iL ~. ~Ne~ioA'i"A' ':_:':_-.~*;;.*_. -',' *~:' 3 ' .. .';  :'.;'(',:

- . **... .,

-*:".:

- "' .' ~- . . **~.

-- '. .

. _ ,* -_. 1.)

  • pat~ identified _in Reference A~ as well as Palisades plant* '* . * *

.- :

  • documentation identified in* Attachment J; was used to . * ****.,-:
  • , _* .. ~ * '.: * .*determine* the load cur~ent for cables identified *as power-..in the.
. ~.'

. ...... ~

u.-'.

. .. : '- :<: CRS* datab~se for the** affected* open air .conduits*: *The load data

____________________________________________

. * *.used for eaGh cable

. *, . . is cfQcumented . .....________________________________..__.,,

in. Attachment . .*

I~ * .. - . -*

. , .. ** ......

' -  :.,

.....

  • ,' r . '.

-EA- _ELEC-AMP-03g -

Reference/Comment

..... .*.* .  :. ...

. . ***.

IL.* . INPUT DAIA.(Contiriued) . .. . . . .

.. ' 2.) . The primary input ~document tor this:~aiculati.on is the-: Palisade~

_Circuit and Raceway Schedule _(t:RS). This _includes, but is not limited' to,. quantity of cables per conduit, type' and size of cable. -

  • 1t was determined that enhancement§ to the CRS were requir~d ' ,*. (j)

., * - in order to *generate accur_ate results. T~ese enhancements * -

--- fnClude verifying data such as*cable ~ize, _cabletype *~nd are* .. ..

documented in Attachments. F and G. - ,. * - . . .- .

~-.-

~: .... >' ' .

~

. . .* . : . . :. .. '

3*.) '. A~pacity value~- for the "various cab!e sizes w.e're 'obtained fr~m< "

. ~. ' ... - ' ...

, .. - .IPCEA pub: No. P-46:-426 for sizes larger .tha_n AWG #8,*an*d _

  • '."*.

': ***NEC for cable sizes AWG #10 and smaller. _Th1;3 amp~city valu~s . . . .~* '

.. . .

...*.*

_are based on an: ambient air temperature:_-of 40°C (.Reforen-ce- * ..

- -1X-.t) 'and a conductor insulation temperature rating o'f either 75~C or.90~C. {MinorAssumptioh 4);- The ainpacity val~es'are- -

~

--

- .- - --I ~-.

  • --_-~©

'

........

..

.

.

  • include({ in Attachment K: . * * * .. .. * - -- * - -* _- *

....

'.- ....

  • _ -; . *-4:) .. EGAD-EP-0~ an.d_ miscell~rieous Palisades electr'it.aldrawings-- --_-_ -_-_
  • .* ;-.~: .*_ *._. -- (Referen*ce. IX.p) \IV.ere l.Jsed to identify pi an~ *1oca.tion~*ofcondui~s
-* -* included in AttaGhmerit B. --- - .. - , * - * * - . ..

- t.

,, ..

~- -

- .~ - ' . .. . . - ..* ',*~: .

. ,..,.: *** .-. . ***,*.* *.*'**

. :- 5:) - S&L.perforrn"ed a calc~lation to determine.th~ deratihg required. . - .. . _

_. _;: _ *for multiple c*ables in:conduits:: This_ includes both multiple_ :_ -__

power. feeds in the same**e:o-nduits and multiple Gable* types in the* * * .. ' .. ~. - '
  • -:- _* .. .._- ..: -- same conduit;:* This calculation is included as At'tachment H*. -. . ... -~ -.

~. **~ * '

  • 1_ * *' 1+

.

...... .

- - *-:. ~ **  ! *  : - , *, .* *- .: **'- ~ * ' .* .. ;:<. :.-:, ~. . * : *. ' .. . - *.' ,*

. ~*~.

. ,, - .* .- -*  : : . ..

  • -:"._ . *.* .. .::_ - .**_...

. ** .. '.*.*  :-*-**.:.

~*:

. * . :**

'* . **. *F*

... ... .

.. ...

Ill. , -*ASSUMPTIONS.. ._:

-

.. :* ~ . - ': ~. .. .

'*

.*. *. '-* .'  :~ '  :--, .

  • . .-{'

.. - .

< *:-_ -

.- ,'-.'"*."- - .

.. . '

.. .

. .*:- -., . . ~:. *. -.,, ~

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. .. - - .. *-* ...

.-

  • _M ajar *Assumptions_~)-;;;*_ *
    • -r.* _,*.. _

.. '  : ... *- .i

. ..

. ~

-.* ......

.... .* ....,~ .

  • . . --;., ,.  :,,:

. \ '*,

-, : , NO;;e. > .';,;~\[~:-~,;;?;_  : ". ' .*- : --- C. _ _ _ ----- '.-* . . :-

- (J) r

-. *.* . ' .. _,-  ;*: , . ., .... ::.)  :. *. *~ ,- ~~- *:~*

-* ....

-~;:*: .*

*:: **.-_fy1i~6~ -_Ass_um~tiop~,;/:~, ~ ~-:~ * - :_ . : ..* -_

-; ....

  • _. -* .. ~

.; -_ -_...-*. '-~~.Y~' -_--ilie scop~::~f :this -ana1vsi~: is 1ii:nh~d to. op~rj air c~~dui:i~ ** ~ _<,* _*.>, * :: . .,

..:.,.:**

.. .... :; -

' . ... . . : '.':'containing' ¢ables r~tjuiring *derating; from the *a.mpacity tabl~s- i!1* - .

-~; .- ;* NEC and IPCEA (i.e .. multiple po.wer feeds or multiple_ uses of .. - _ ..

. , __- -*:-* --- :cables).' A con.duitcoritainirig.only orie power cable_ requires rio-*_. * '*,.* *.**- ..

_** .*

  • derating from the fables in the NEC and IPCEA ... it is_ assumed
  • -~-- that these conduitsiGable installations are sized c'qrrectly and
  • _. * * * -. .

. *'

~  :

.

..*.

- - -_ .. therefore', are excludecf from the scope. - -- , - - .. ... . . -. .

    • ' . 1*:*. *, *... _. .. . . .\.< .. .. . *~: *-:- .* . ... .* .. *. - . . '. **:: *~- . _........ -  : ;*
* ** ...~  : * * ,. '. ,* *, \. .'.-~ .:::: ~* F ' ~ ** * *. * . .'o~- ~ , . .'.. *
  • _. ',  ;  :~:** * '* * ' * .: *. ' ,* ~:-: .~** *  :.:.,_*. ' ..
  • v * ,*  :*:  ; .... *, : * '* ','

.. ' *.'*

..... .:.

.. .. ..  :  :  :*:* ..~ :* '..

- *.'

.:

  • -

'*

.

..

  • i~

.- .. - - .

  • "* . .

. , .-....

  • PALISADES NUCLEAR PLANT EA- ELEC-AMP-039 .

ANALYSIS CONTINUATIOl\I. SHEET

  • Sheet~ Rev# 1.

Referenc~/Comment

    • ,<'

111~ * *

  • ASSUMPTIONS (continued) *.  :, ,-

. ' 2.) 'in the determination 'of the' full load current for each 'power cable; ....* , .

... . some corise.rvative.assumptio.ns :were Used; These assurnptions.:

. '

ar~ _identified and documentedin Attachment J'. * * * .- *

..

... .; *.* *i

  • *
  • 3). * .. The purpose of Attachment H is to. determine. the ampacjty ' *. -

. *.

  • derating factors for iTiultiple *p_ower and controi' cables in *a single *
: . con_duit. - The ampac_ity values .included .in .th~ IPCEA for cables* **
  • . ,-- .. . ....

'*: *. . . : installed in conduit is not a function oLcondui_t s_ize: Although.by

,, ' . ca_lbul~tio,li; the ampacity maybe slightly .impacted by cohduit : ,

size; the IPCEA:considers them to 'be free of variations. 'The . - *}:

  • c~lculated derating factors ass:t.1me thafthe. cable.'ls 'carrying its* r*

,' . ~

'* . . .Y:

rated current *and ttie selection. of a 3 conduit'- is con$idered .* II . ..

  • ... represel")tative of the ~onduits ~t the' Palisades. Plant." . , . , .

, '*

".)*.

'* ** ..*.

-~I.. '* '- -**

~- ..

.

  • l * * * ' * '*-.. * '

.... -***

. : ;,,___  : .. _:. <.. B~s~d* 'on th~ aboye app*r~acti, the sel~cti_on ~l 3 II as :the basis -: .

:**-*. . *. .. *** :~. ~:*. * * *.'> ,*

..... _.. fo,r the conduit derating* value;s will .be conservative and c:an be -

..

  • ./

..

  • .,_-__ --u~~d ~or co~dufr size_s:. **:;.*'  :--~.

~*

al.! .. , _ .. :' .. *.* .:*_.-*.* . *.;. ~ . .;. ..

  • -, ....
4) -~
  • A review of th.a CRS database i_ndic.at~s-.that there at~ *P~~er .. * .:  : : ~ - . ,*.

,'*.**

    • .*
      • . :

.. , ~ables th~t either have ari insula~.ion rating less then**.90°C or

'* i

'""" .

. . . ..... * .: Where the insula~ioh .rating is not identified. Power cables .

"

.-;*.

. identified._in the CRS as' 90°C wili' use ~heampacity valu.es *ba'sed

....

._.. . / .. *on 90°C from the tables included in Attachment K'. Power cables ~

. :;(D:;

.. " .... :."' a with rating les.s than' 90°C, or where the rating is not.listed will .. ::

on .. ;. ',*: .

' '

. ' . ~-. use ampacity' values frorr,i th.e .tables' in: Attachment K based ~ -~

. ...;. :* :

  • 7s 6 c.
  • A coriduct6r _insulation. rating _of 75°C i~ the IQwest rated.'.~ * * **:  :.-

.* .....

  • "" _ * : . *cable installed at Palisades:: Therefore; using .ampacfry-.values ** . . .' .. ~-

. . "*.. based on 7 5°¢* for power dables. with an insulation* ra~ing 0th.er~ ..

. *;' .* .. than 90°C is conservative .. No.further v~rification.is required:* .

.s *- .: . ' ,.. ~ - '* '~ . . .. * ,; *:. .. ~ -~ . * *.*.* *: * * ... *. .. . -. . . *.

<

,**

IV. : , ,l\C_CEPIANGE' CB_l!E~_IA.. :>>> ~: ,* . .. . ... * . . . .., .:. ,,. . *~- -*

.*I

-* *!;".

. -.;~.. .. . .. . . ' *,

~;

,*,v.

. . *... For* e~c;~,:'.~co"~-~iJ.ii-~ithin-.,th~:~~~Pe ._of :this analysis, a con~parl~on will b~- ..

. *. . . m*ade betwe~n the Galculated ampacity for the cables in*that conduJt ._. * " _., .

'* :~- ahd thecalci.Jlated loading of the c~ble$~ If the calculated ampaCity'of. *.* .*:-<.: . . .* *..
    • <*. :* eac*h cable. exc.eeds the. caicui'ated load~ng, no, ti;irther dispositi~n is :, : * *:* * , . . * * "* * :*. *
  • , \ required*.  :* ' . . . ... _,_. . * *, . ,.! .. * . .*.
* - * ;;
  • f -' ** * .., - .* -~- . ,. ' ,. ,. * " . . *

.""'* .

  • . Additidnal acceptance ~riteda comparing the calculated rriaxim~m- _.*.. . . . . ** ,
conductor temperature with the cables rating may be applied as . : '.. ' . *. lD'

. *: ; " required~, it the calculated temperature is less than the cable's. ,',' : *.

. , .. conductor rating, no.further disposition is require'd .... ' .* . . -:*:

.. ";!."' *., *.*.- . . . . . . . **._ .-. -_- ~ .. *.~:- . -** _ * .  ; *.*.- * . - ~::. \; - ' ***_-, - . * ) .

> . ' ,.-~---~.--i J . : ...

.- *. ',*.

.. ._.

. _,:-;

. .... .** ,* ,.

. ,,:.,,_

,*  :,

"tr!!\ consumers .

... ***-~Power. . *PALISADES. NUCLEAR PLANT.* . . .. EA- ELEC-AMP-039 PllWIEIUll& . . ANALYSIS CONTINUATION* SHEET.

M.aa&A#S PfllllilUJ5
    • .Sheet ~ Rev.#. 1 *. * .
  • Reference/Comment
v. 'METHODOLOGY :

.* - .

-In order to p~rform an ampacity evaluation bf power cables* installed in**

.- 'open air co-ridu_its, a comprehensive: l,ist of affected conduits needed to . . -* , .

be c::feveloped: ._ The following steps were followed to obtain this listing: *

. :1 ~)

  • O:uery the raceway.db and .racecode.db Pali.sade~ _CRS data~ase fo get all conduits. This Wa$ accomplished by searching for* *

. TYPE. 7 (RS,. RA;.COND, .ABS1, ABS2, PVC, EMC, IMT a*nd .. *.. *..

~

- FLEX) ...This query result~d i_n 7678 re~ords.*

-**

Tbis iist of 767S ~ond~its was then cpmpared to the "viai'db

.

2.) ':*::  ; .. :'* ,:.;;

database, wh.ich identifies cables pei: raceway, to dete.rmine ...*

a which ~oriduits do Il.Q1 contain cable.s: If conduit Is iri the . . .

    • .*__ .-*

"raceway."db and n"ot in vias.db, then there are no cables routed in. ~*

~ . .....

. it and. it can be removed from the Jiopulation (Examples of .*.** - . . * ..

. ' conduits* containing no cables are: underground ~uct cells for ' . ' .. . .**'

future use,* spare .sleeves~. and conduits abandoned in placef:~ . . .. .;;...

. *,

  • This compadson resulted in 1242 conduits containing no cables:. '. t ~* . -' * . *  :* '.*7
  • .These. 1242. conduits.are listed.in Attachment A.*.. . - . *. *- *

. :_ ...

3.) -The type codes:.t6~ th'e re.maining S436. c~rid~its "\fl/ere r~vie~ed ...

  • to determi.ne those *conduits: that,_are.. n()t in open air. 'This , * *

..  ;;_

. . .. . includes* tondul~s in du.ct. banks and other underground." . . . .. . , .. , ..**.f

  • installations .. A review Of EGAD-EP-:06 indicated that conduits**
  • .**: : . . .*- _yvith a prefix of "An* are underground coriduit_s an*d may be ...
  • : c .. ** * ::.:*': * ... removed*from this analysis. In additi"on, conduits with a prefix of .... ***
_ .. '.. * *. '.'M.... may also be underg.round. Therefore, a review of various ..

'.*'.'

. *.** .. :' . *. .: . . Palisades drawings (Reference IX.D) was- performed to* identify -  : .;

--i.

.... - .... -"rv1" conc;fuits.not.in free air. '*This comparison resuit"ed in. 860 .

. -coridui~s in* locations other .than open -air. : Thes*e: 860 conduits . ' -

. ..' . .

. : '* ... are iriclude(j" in. Attachment B. . . .:* .  ; ... .. *.

.

.~

_ ... ,:. *.,.

'..::_~*~.- .. ::: - -

... - . . ..

' .-*. 4.( n~'e.remainirig *~576 co.nduits were queried ~ith the via;.db a'nd

.. the 'ck ts; db databases.-~o get the cables* per. conduit -~nd* the *

.:*... . -~

..

_.***

-~r~*,:.:".,. *.'USE'.: of each. condi.Jh. *.It wa_s noted during this query th.~t 5*2* .-:*.

. ...'

"

. *.conduits* in the vias~ db d~tabase _contain* cables* not irf the>

  • _* * .

..:. ckts.db database ahd they are excluded from furthei:' analysis:

. * -.. -. " Further evalu~tion is required to determine tile validity: of these .. ** .. *.

52 conduits--and their impact on the CRS database. The cables.

a~sociated with these 52 conduits are. included in Atta~hment C.

..,. *. *.*. ~: .

.': .':,:.~* *. ~" . ..

. ** :* . **. *.. ~ . .'*

':.

'*.

.

.* **:

@) consumers*.

Power l'llWEIUllli .

. . MIUll&A#'S l'flOlilUS$ .

PALISADES NUCLEAR PLANT.

ANALYSIS CONTINUATION SHEET

  • EA- . ELEC-AM P-039 She~t __L. Rev # 1 . '_.

Reference/Comment

v. . METHODOLO.GY (continued) .
  • 5.) .. A query was pertor'med.to determine what types ('USE' field) of.

cables are routed in each of the remaining 5.524. conduits. For.

the purposes of this analysis, a cable identified as* 'P' carries current,* A.power.cable ,carrying 0 amps was considered Il.Q1_ a *

  • 'P..' This query resulted in .1414 conduits containing at least one :

. cable with the 'USE.' field identified as 'P.' . . . ..

. .'

6.) *. *A qi.J~ry was pe.rformed on the 14 f4 ~onduits to determinf3 th~.-**

..

jo~al. number* of cables in each c6_nduit, as Well as the total * .  :.

..

quantity of power cabl.es in each conduit. - .. '

. " -* - *. - . - ' . *.' '

i.). A query oii the quantities of cables irrthe 1414 conduits. *!*

.. identified 75~ conduits' with a total of 1 cable per conduit' .

. .:.

. . * : .These conduits, which require no derating (Se~. Minor .. ' ~ .-

'- Assumption. H: were removed from further *analysis and are * .. *.' *'-*

  • : induded *in Attachment L. * :* * ** * * ** * * * * . *'**

" * -~~J

".'.:,:* ~- - :.

. *' ' . * ..  ;,.'

8.). The power cables in.the r~maining 659 conduits require ... -.. . .* '

..

..eva.luation to deterrnine. the de rating factors that need to be *. **

.*.* 'applied to*the* ar:npacity va.lues' from the tables in Attachment K~ *.:.

. . - - . *. . .* -!.. !'

  • . *,
  • VL - CALCULATION AN.D. RESULTS

. . ~ .. *. .

..... _. .. " -* ..' .*~ -!<'-.:

  • *
  • Once *the population of 659 tonduit was i~dentified, the appmpria.te ~ *. **-*

-  :

  • .....
.. .*.

.

-. **. _. .:

was*:;

~  :

amp~city valu~ from the. IPCEA/NEG tables (Attachment_K) >*' * *.-.*.

  • deterrnined for* each cable.** *Per Minor Assumption* 4, the* amp~city * * * *
  • . value ,. will. be based.* on .eithe~*a

'  ::.; .. .

75°C or a _90°C ~nsulation rating.**

. . ..

--~- .:

To det~~mi-~e ~t,idh cab*1-'~ ~o~~s -hav~ *a* ratfn~ o'f less than* 90°~, *a'.; - .*

    • _ ....;*:.

. .. . qu_ery was. performed using the E39.db and .the *cablcoqe:db d_atafiles in*

-~. . the c*RS. This 'query res.ulted :in 66 power cable type codes with an -_ _:

_*a>

. .: insulat.lon rati!19 less than 90°C., Various industry and* plant- * . . . ..

.* _:* *. -* documentation* was .then reviewe.d: to* determine* the. insulation rating of*.

        • . thes~ 66 cable cod.es. Examples of the documentation. included IPCEA . . . , **

andNEC .s1:.andards, dat*a frorn installed cable jacke~s~ CRS datafiles *and . .. ';: -

Specification Chan'ge dqcuments (included in Attachment P). The .. ..-._

" . insulation rating for 48 of the 'codes. was identified, of which 32 were . -...

  • 90°C, 6 were 85°C and*.i.o* were* 75°C. The remaining 18 cable codes

' were then. assum~d to' be l5°C (Reference Minor Assumption 4). These

. .- 66 cab.le codes. and the* ratings* used (either fo_und *or' assumed) in. this
  • analysis .

are

.

included. . in, Attachment

  • , . . .

p, . .-.

. .: .

  • .,; ..

... ' .

. .~- .- '. ,: ~ ,'

.(@consumers

~ Power

  • ... * ..

PALISAQES NUCLEAR.PLANT

. EA- ELEC-AMP-039

  • ft *

. MIClll&Allt'S l'flOlilUJ.S ...

POWEIUJI& ANALYSIS CONTINUATION SHEET .

Sheet _I_ Rev # 1 *

....

.__ :-: ... Reference/Comment *

  • Vt' *.*. CALCULATIOl\f AND RESULTS (contin~ed) *~ .*

,*, ... -

. A query between the 34 cable code.s less than 90°.C and the vias.db file '

in CRS resu'lted in 4 T open air conduits containing power cables: *with

  • insulati.on ratings below 90°c.* These 47. conduits, and there re.spec1:ive cable*s, codes and ratings are included in Attachment e: . These 4 7

' conduits were then identifieg as having a "rating"*. 'of 75°C, an.d each ' '

' 2able~in the' conduii used 'an ampacity v~lue corresponding fo this * ' '

  • temperature. The remaining 612 conduits used an ampadty_*value ..
  • based on an insulation* rating of 90°C.

included in the analysis* for Attachm.entD. * *. * * * **

.* ... -- .

    • .. **.

.- .

. .* -**

.* ....

~- . ..

-~ .

. J

  • . . 0r
Attac.hme~t D was the.ii re~iewed to d~termine those: conduit~

' coritai.ning cables vvith a' derated arl)pacity smaller than the ,'full load':' '

currents. These corid.uits vvere further .analyzed w;ing a. method~logy to . .r

. *... \

.

.calculate the maximum* expected conductor* temperature .. This. . .. *

  • _, ~
  • .*.' :

methodology is-de$*cribed in Attachm~nt M. . ._. . . . .

. . . ,.:... . . . - . . . . .

. *_ .. _,_ .,.

'*,,

. *_,**.*

. .... . .. ,._ *.

  • . . . . ~

.  :.-:. .

VII>. CONCLUSIONS-_ .....

  • . :::.

Th~ -;~suit~ ~f -~~j~ *_eval~-~ti~'n are induded in Att~lchnient D and E.

.~** . ' ...

...- ..

A .. *. *' ,-;. __

. review. 'of this* Attachment D il=ldicates that cables routed in 7 open air* . . . ~-: -. ';

- ; * . conduits have** tUll load currents* above the derafecf a~paCity ~ These 7 ,_-:

conduits* were further evaluated using the methodology -In Attachment ..

  • M ancf the resultant temperatures wer*e below the insulation rating of- . "':*

. :*."".*

the conductors*...

  • Attachment E. documents. botti the 7 conduits with .: . .

. . .~- .

.. *.,..

' ' . '*. full load. turrents greater then the derated ampaCity a'rid the maximum

  • .- * ._ . * .'expected *conductor temperature. All conduits within the scope of this

. . EA rrie~t the acceptance cr.iteria> ** *. -.

  • .. **.

.

..... ' " . ' ... ,; .

. "~.

'

. . .. . -:  :

. . .* :*

. ..... * ._; . . '* < .. **: _

  • . *.

...,.

,,* **.*** .. **..

  • @)~
  • consumai.

Power * ... . PALfSADES. NUCLEAR PLANT . EA-*. ELEC-AMP-039

*' *_.

.. . PllWElllll& - ANALYSIS CONTINUATION SHEET lllllCl#lliAl!n l'fllllilUU.

    • . -: ' .sheet ._,..a_ Rev u* 1* .-.~-..

- . .*

. Re'ference/Comment

    • -.' -*~ .. *.. .,. ..

. VIII.' . - RECOMMENDATION *:,. *.:-

..... ....

  • . ~

None

. . . . ,*.

IX. . REFERENCES . .**.* ,.* *.

A. * *. Oat.a .required to support the-load currents tor conti~uousiv: . *c .  : -,'

- .  : *.-

  • .". -* ener,giz.edpqwer cables in cond'-lits;included in ..Attachmerit J**_' :,

. ***-, .*_.* ... *

.* '*' J.

  • - .! *

. ~- .:

. *,.

.* < ~- ~ i;*c_alcuiation DRS-03259(1 '"Deter~-in-~ capacity for- all .

. :-

. -_transformers, cables,* circuifbreakers, load c'ente-rs, and ,; . ~-

. ---- -MCC's*-.**. -, , ** . .

.r_._,:: *-.* .* . . *.

.... ..' -- -**

..*,

  • .. Meeting Notes* f~r
    a meeting* betweenR.-Hernande~ (S&'.L) .* ~.

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_-; > - **-: .. Palisade Drawi-ngs. E-301. through E~315, J:~354; E-357, E- * ,_. ~* *..

. . *: :;: 369; E-375 an-d the ESOO Serie*s:

  • _ * ' -*. --- . . ..  : . *: ...

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  • _,.Volullle _1 ~ .Copper Conductors" * * * * .

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  • NEC H*andbook,* Sixth edition, Based. on the 1 99a Edition_* ::

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- PAUsA:D-i:s NUCLEAR PLANT ......

ANALYSIS CONTINUATION SHEET _- .*; ~

Sheet~- Rev #._*......r__

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.*mass occupying the conduit with the power cable and multiple power cabl13s i-n the same conduit {,A.ttach.ment H). . *- - *

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  • .A. ..:* 1 242 Conduits- in the Rac~way Database with No Associated .* . * : ~* -

ca~les inth~ Vias database " .>.- - - . . _- _* -

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B. _- :B60 Conduits in the--Ra6-eway Dat~b.a~e .that ci~~ noflnOpen Air

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    • . b. Listing -of Deratin-~fAmpacity: V~lue*~ and _Perc'ert of f_Lc:_._ . *" . - .. - ~.  ; . ~ .~. - . . -*

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. E: - - Listi*n-g of Cbnduits_ Co11tainin~ Cabl~s With a-FLC Great~r. Th*~~ .- *

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    • *. :..*,:_~-. F_:< _;Segregation Fo:r-_Cables whh "U?E".-FielqBlank 1.n CR~ *

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  • Enhancemerits* t~ the CBS Working C>~ta_b*a~e-:*

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. , - .- Cables" Fieid _Bla,nk '* . *.' ....-

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  • Ehhancements.-to Cable Codes-In CRS
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  • instrumentation cables routed with power cables in the same"_:__ ~.

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      • .. J.:: _ Supportfngt>ocumentatiori Required.For The De~~.i~pment.of * "

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Currents . .. .

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for Power

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Cables- .

in Open Afr Conduits.~ . . - . . _, _

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~. Power

  • . t::t:J consumers
PALISADES NUCLEAR PLANT*. EA- ELEC-AM P-039

. . . PflWE11111fi

  • .ANALYSIS CONTINUATION SHEET MIUll&All'S AilaGuss Sheet. 10 Rev # *~t __

Reference/Comment

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  • 7.55 Co~duits Containinij Only One Power Cable*:
  • .*'
  • -
  • M. *. Methodology for Determining the Conductor Temperature of
. Cables in Conduit Routing Poin~s. . * * :. * ., ...

. .. ***.

Supporting. Docume.ntation for* Attachment ~. M -.. - .. -

.. * .. . *: <

Supporting Documentation Associated: with Cables H*~virig *. - *

  • lns.ul.ationRati,ng Less Than 90°C. . ** * ~ .

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~The* purpos.e of this* attachment is io provide the methodology for.*

d_etermin.ing the ampadty derating factor for c::ondults carrying both power ..... *

. and control cables irt a single *~onduiL * .

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Att~~fl'.'ent, t:t ,. . . _
  • Page* 2*ot ....... "*' *....

.*

.). **:i  :::: -i

  • Purpo-se.

of The purpose this section. is to determine derating factors for conduits with mwtiple power* ..__ ,*

and c6ntrolcables in a single ronduit~ The oonduit is assumed toha~e 1, 2~*3, or 4 po~er * .*

cables. In addition, the condwt is assumed to contain control cables th~t gen~rate negligible heat; ht.it. whicli* aCt as a "b~et* around the ppwer cables. . ..

.*Methodology '

.*

_..*.*

  • The de~cing calculation comide~ .both 3* ~d 5*. trade siZe oonduiu containing three phase. ~- ..
.
  • circuits of single co.nductor, #2 AWG, 600 volt' cables: The ainpacity fo_r a singie circuit with no o~er cable$ in the cond.uit is 130 amperes according to AIEE S-i3S-l I IPCEA P-464~6~ .
  • The conductor tem,perariire.of condµits containing 1, 2, 3~ and 4 circ:Uits ill.a r oondwt cind .*

1; 2, and 3 circWu in as* conduitplus_sufficient 2 conductor #.14 AWG cm1trol cables to fill 40% of the conduit cross seCtiorullarea of a 3* conduit are calctuated using a Mathcad ~beet . *

  • .:.-The lo~d curr~t in the power cables is then adjwted by hand toacllleve the rated con:ductpr

. _ temperature of 90°C. The ainpaaty multiplier iS then. the* ampacity of the cahles in the t~t' ...* ***-

  • conduit diVided hy the ri.o~ ampacity of 13Q ainperes. . * * . ,- * . * . t.,,*
  • "* ' ;, .. -*~

. The.Math.ca~!' sheet rised for the calculatiom ~a moduication of the Mathcad sheet wed f~~ ....  ::_

a

  • .'the cal~tion of the_condU:Ct:ot tempera~ of cables in. conduit in f~ ~-.The pnnciple .: ..* ~ ,'* ~~

' modifica#ons is th_at the l9ad curRnts of the power cables are multiplied by a factor F~t: .A * .

Math6id global define statement is used so that Fc:un-mt can be s~t near where the conductor ..

  • tempei:ature is dispLiyed for ~~venienck * * * * ** *. -:. . ~~.
  • >
  • ...

..,,. *. ;* *. Within th~ Mathcad.sheet:-the cabl~ iii th~ conduit are divi~ :int~ three gro~ps. The cables .: *

. ..

  • that are unloaded are .oonsiderfd "cold*, and are ~ed to surr0itiid the. other cabl~. The .:...

. :* group of cables that generate$ the ~a-~imllin amo~t. of heat per wilt' vo~~e* ~e the ~hot,;*. :* * ... .*-**

.. _.: cables ~d u,e. loeated *~the center of all ofdie cables~ Cabies. that are neither "hot* or "cold*

~

.* ... are oonsidered "warm* cables.: The "warm* cables are located between the "cold* and."hot*

(\cables~ (Beeause of the ~~ of the test caseS used in this,. cal~tion th~ da~ only- ~h~ -.

."hot** and "rold* cab.les.) . .< ' ' . . . .. . . . . .

  • The co~~~t trade ~:is:*:teiJinto. ~~ Mathcad sheet. The 'insi~ ~utside arid. diameters of. ---*.
... -the conduit .can then be deteriillned by a lookup table iri the sheeL The ~nducto~ size, ..* *

.. ~: . numbe_r of .cables. in. the group, number of ~nductors in each* ~ble; cable 'diameter; eabl~. .

    • .:* . :~-~

, . ~ and load Cui-rent for the cable iS read from adata file~ -The oonduetor remtance*.of th~-..*. .. .

.. _. -* vario\is cqnductoi;s a,e *detmnined from the conductors~- Us~g another look-up_ table. Th~ ..

  • **'.:*:.:sheet then calcuiates the heat generated by each*cable group. Next, the sheet divideS the heat
...*. '. *.. generated by eacli_cible group by the area occupied by each cable group to give.the heat . . .
  • \ . *
  • intenSity for th~ cable.group. In order t.? facilitate later calculations~ an array, Hot_Flag is set ... ~- ..:.:

1.".*

.... * .. - .*.  :.;*

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  • EA-ELEC-AMP-039 Attachment H .. ,, . .*

.*?a9e *3 *at ..... *: , *'.:, . :,

.*. *-

. up. E~ch member of Hot_Flag is set to 0-if the cable group generates no heat ("cold"')~ 1 if the.*

  • cable generat~- heat but does not have the greatest heat intensity of all the groups in the , * ' ...
  • 'cond~t ("wami"'), and 2 if the eable gro~p has the highest heat intensity ill the coµduit * *

.("hot"').*. . * * .

, Usiiig Hot_Fl~g to classify the cable ~ups, the sheet.c31culat~ the area occupied the "cold"', .

._ *-"warm"'; and "hot"' eable8. Since circular cables will have space$ bet-ween them when they are*. _. -

._ ~bundled together, tP.e area-Calculation8 assuine that the cables ue square to allow for this.

additional area when there iS more than one cable in .the group. Bas_ed on the area occupied by*

-: .. each layer, the rua:metei of the lciyer can then be ciU~ted.. .. . .. . .. -

. .°"*.-';._

.... *The heat gene~ted by the ":warril"' *an4 h~t"' layers is. then c~kulated The. heat intensity ~f 8

    • the two layers is then calculated using the area$ of the layers~ Also, the total hea~ generated in : *

.. ' -

  • the conduit is deterniiiied.' All of the heat calculations are. bas'ed .ori cable conductor . . * . *, .',

-;* ..

tempe~tu~

.

of 90°C, th~ _rated operating

' .* ' *.

of temperatlire .the cable

. -

~onduct~rs.

. '* . .

  • . - _,..-.*

, .

  • * *,. T~e surface tempera~ of the conduit can then be Calru.Jated. The h~t dissipated from the* . : . * **
  • ' :.. :. outer s:Urface by*_convection and.radiation is first ~ritteri as a function of the mrface . '" ..... : .. ' .

.-- - temperature~ Thes~ eqUations *~ be solved 'iteratively to find the surface t~mpe~tu~ at ~-:* .*:.

.. whi~ the total heat dissipated in the_ conduit equals the heat generated inside. The . * .,

-: temperature clrOp through the conduit itself can be calculated based on the conduit being a ',***

.-- .

  • *.......hollow

- . ' .

cylillder.

. . .

'" - :: :..-.

. ......

    • " ;. * . . .. .

.. -

...: . '- .

- . :The tempe~~*drop-thro~gh th~ air gap be~een. the inside surface.ofthe eo~dwt and th~*.. *

.. . .: .outer surface of the cable mass is. then cilculated tising the seini~pirical 'f6ruuµa given by.- .

    • . *,,Neher aild McGrath. The. t~perature drop through the "cold* cables iS cal_culated by t~ting. -* * .

'the "cold"' layer as a h~llow cyllluler. * * * * * * * *: .

.<.* The.tempe~ture chop ~ugh die* ~warm"' cable'i.1yer has two ~mpo~~ts. The temperilture" *' :_-:~ -**.*,

_** drop_ caused by the flow. of h~t from. the "hot"' cables* inside is calcUla.ted. by treating the* .* *.-* . - * * * . . ;

.. " . : "warin" cables aS ahollow cylinde~. An'.additioi:W temperature drop iS caused by the heat: " . . . . -

. >.genecited within the. "wan.n* layer. This temperature drop is calculated by a formula similar

. . **,. *>\ to that .given in _S_ection 2-~ of Holman; _except the equation iS fitted .fo a differen~ initial ' *. *

- ::': oondition to_~cco~t-for th~.:hollow c:O_re of.this layer. " * * *: *.' - > '.. *~* * * : ... -

' *_: ~~ :._ 0 * * * * ' .*: ' " ' * '.,~- .* T, * ' *

.' .. .. . .. ' . . ..., . ~ '. .. ~  : . ...**:*.  ;.:*,.

  • The t~per.l~ drop through die. "hot"' laye~ is c3lculat~ using Holman's E~tioii 2-26.

'-.

-* * *

  • c;:
          • _- Tlie cc>nduttortemperature is thm the Surface temperat\ire of the conduit.plus the~ of th~ *.* . - *-*:'
    • ' ~p~ture drOj>s described~ ' . . *.. ' . . . . .

- ...

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  • ... ' .- **-'

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    • -*

EA-ELEC-AMP-039

  • " ,A.ttachmen_t,H ... ** ,, ...

"" Pag'e "4 of ....... :.*:::, ***' -

  • Results and Conclusions

-**~-*

. .

The reswts* of thecas~ex~ed-aie a5 follows:.~

Nuinber o{ .... ,-'. .Conduit . Mathcad File

  • Name MUitiplier ... *..
.. . . '..**

l* 3 11

.*

  • p lc40s.med 0.915.

. .

l 5 II *. . . . p lc401.i:ncd . 0.955 -*:. *.....

  • 311  ;, p2c40s.mcd. 0.688

. .

.. * * '*'

...

  • p2c401.ma! _:
  • 0.722

"

..

... . *' ..

. p3c40s.mcd

  • 0.584

. -. .:

. ._ *. ' .

-- ... * *. 3 511

  • p3c401.mcd ~ * . _.*o.615* *

- :.. -~

. .4
  • p4c40s~mcd' 0.519 ,- *. .. *:.. ;"_*:..
  • : .. .... :.; .
..

..* 1 . *_ 3~. *.. :The increasecl area ocaipied by power cabl~ Will red~ce the* area available fo~ die: .* *.

I * . -: . blanket- of oontrol ables. * -~ -* . . . * * - *

  • _.. . * ** * . * * . **: . .
  • .. * -..-.
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  • Nu.nlber'* - Am ,P.aci. ty** * .- :*c*', *.  :-.*.

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EA-:ELEC-AMP-039 *.

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Committ~ of the Power Division, AIEE 1962. AIEEPublication ~135-1/

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. iPCEA Publication P-46-426, PowerCable Ampacities, Volu,,;e 1-C~ . *

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New York: Arilericarilnstitute . . **-

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Elect#cal . .

Engineers. .

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. 0.75 '0.824 1.050.. Referenee: ANSI cao.1-1966

. . . .

1.00 . t.049. 1.3 tS' Note: The inside diameters for conduitS built to ANSI '. .. ,

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I.is . 1.380 ' t.660' C80;'1-19B3 and later are somewhat different. The 1966 .. *,

t50

  • t.610 1.900
  • version *of the standard was selected. based* on the
  • eommerical operating date of Palisades Station* * .

Coiiduit_SizeS := 2.00 2.067 2.375 *in .

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  • 2.SO 2.469 2.875 .....

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4.00 4.026 .4.500 .. *' -. , ' -:.*

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S.00 5.047,'. 5.563 .. ,..

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6;00 .. 6.065 6.625

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~(cood~1_s~~>.c~1'""siza<z>:conduit_Trac1C_size) d~~=1.s_~in

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at 90°C (See Sargent . .

& Lundy Standard ESA-102)

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1 Table_si7.e := 210- Table_iesist := 0.0101

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310 O.OOS04 350 . 0.00389 ' ... .;.

400 0.00341

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. Calculate the *slirface Tempe~tUre of the Wrapped Assembly . * *. . . * .. * .. ** . * .

. Note: In order to solve.the energy balance equations, the equations for the heat* .

. .. ' dissipated by the wrapped asseinbly will be written as functions of the surface .

temperature, The area of the wrapped conduit per unit length is equal to ic times the diameter of the Wrapped asse_mb~. *

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  • ... H*eaf Dissipat~ by Convection 1

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. li11tial gUeSs ~or iterative solution 'of tf1e surfaee temperatur~ of the wr&J>ped c0ngutt . :_ .

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~T cond := -*p cond* ln - - *Q total (d condo) See Equation 2-8 *9f H.olmari *

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  • 2*s dcondi .
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  • . iir cond =0.012 *K*. ..~

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  • -*; . ~. -* .

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  • 32'p~ *JC . *'*, * ..* .T~mpenrture of ~e .inlld& waU of the condUit. : .

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.rcaadi -.GtoK =S4~1_7J ~K ..*c . . *-:*

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. *-.*: **.: .. -.

  • *. Temperature Drop through the /.Jr Gap. tnsi~e the conduit **
  • .. ~.~~ toi Neher-McGrath Formula forTe;.,peratuie Orop..in the c~ndUitAlr Gap'
  • ' *.. *I  ; ,*  : . * .

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  • A;. := 3.2*K*ft*watt -. *m *' ..
  • " . . ..-.*-.

. B' := 0.19*in. *-.; .(

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  • See Equa.tion 4'1A of Neher-McG~ath
.6T c',c;i.>dpp* :~ B' ~ d cold*Q *~ . . -.

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.. ! ~ -.= Tcaadi.+ ~:roo..d~p*.: :*.Temperature at the outsl~e sUrtace ~l~~ cable masa* .. *. ::-.

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. =337.906*K. . . ..

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EA-ELEC-AMP-039

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PAGE 13 OF _ _....

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Temper8tJ.Jre_drop ~ough the ~arm" cables ...

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  • . Tempefafure Ris8 tlirough the hot-eabl":*
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EA-ELEC-AMP-039 ATTACHMENT H

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Fill.J><>~er. ti =o.os Q ~bleitat_~ ~:~.6~7 :watt*ft*

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  • Fill_wam(u =o * *\

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. EA-ELEC*AMP-039 .

Page 1 of :!/:t...._6 8 Revision .1

AT_TACHMENT M

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  • Methodology**for*:.oetermining ,. ,* *.:*
  • :**th9, *conduc~or Terriperatu.re*:

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    • . . . . *:* *f*,:
  • * *of Cables in. Condu*it *-.*

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.*. .Routing POints*  :. '

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Prepared .By : **.

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Calculation EA~ELEC-AMP-039 *

.

. Attachment M

Page2 of 68

.Purpose.

The purpose of thlS section is t6 det~e the condu~or.temperature5 of cables in selected * * . . .  :.

    • .

conduit routing points. Th~ additio~al teiriperatuie rise due to installation in fire stops is. '-*

  • inch1ded for those condcits that are instilled. ill fire stops~ ' . *. . ..
  • ,' .

Methodology

. '. . .

  • .The ~einperature of the-c.onductorsinthe conduitare ~alculal:ed by.a M~thcad scratch sheet.

I~ormation on the.conduit size and t~e type of fire stop .is entered manUauy. The required .

.....

inforination is th~ obtained from look~up tabl~. within the sheet (References 4~). ' '*,:..

Information. on.the cables inside.the conduit,. such as the conductor size, number of * ... *.,.:;*.'

condui::tors 4i th_e t~ble, n~p~r _of ~ables in the group, cable diameter, and foad current, is . ' .

read fro~ .an external data file. The contents of these data files are shown in Attachnient N o{ .

, this c~culation. The conductor res~arlce per uni~ length is obtained.frqm a ldok-up table . *: *.
  • "based on the cond~ctor size." . .- . .. . *.~
  • *. . .. * . *

.

.  ; ..

. ..

  • .'

' Within the Mathcad sheet, the cables in the co~duit are diVided hit~ three g~ups! The cables" ' ;:.~;' *:.,

that are unloaded are ~oiisidered "cold_", and are asstimed to s\irroUO:d the other cables~ The * .

  • ... , group of cables that generates the maximum amolint of heat per urut volume are the ~.hot" .... -
  • cables and are located~ the c~ter of all of the cables. Cables'th~t are neither "hot" or "cold".: .

. are considere4 ~warm" cables~ The.~warm" cables. are loca~ed bei'ween the "cold" and "hot"

".cables. * : "-.. -. ....

. ., . ' .* .**

. . ... . -~- ..

The conduit trade size is en~eredi.tito ~he Mathcad sheet. The inside and outside diaineters.of:

_.* 1

,*

. ' ' . . : -the c9nduit Call then _b~ deterlnined by a lookup table in ~he slieet. The .co~duci:o~ size~ -* * *> *...*

m

., : .' . riuniber of cables the group, number 6£ ~ond~ctors iii each. cable, .cable cliaine_ter, cable"~~- . *: . '.

a andloadctirrent for the.cable is rea~ from dat~*fiie. _The conductor resistance of the various. *:* **

.... conqucto.l'S are detenitiiied fro_m the conductor size tising another look-up table. T_he sheet- .

  • .. then calculates ~he heat generated by each cable g~oup; Next, the sheet divideS the heat * .-. *.

. . generated hy; eaclf-~able group hythe area* ocrupied.by each- cable:gtoup io gi~~ the heat' " . . . ,.... :

.. . intensity forthe cable gl'Qup. In :onl~r to facilitate lat~r~calculat~om, an array, Hot_Flag is set*. - . . . *;

.. . . tip. :Eacli me~be{ofJioLFlag ~ ~et te> oif the cable group gen,erates no. heat ("cold"), -l if the . * -_: , . :: : >. -:

  • ,: :* *
  • _cable generates heat but cioe5 not have.the greate5t l;.eat intensity of all the groups ill the' * **

.c

  • _. -* . conduit ("wan;n"), and 2 if the cable group has the highest heat intens~t}r ill the conduit .* ".*

. *_-- '("h_ot").- _ *. _*' . . _' -* :.-._ :- _ .-_ - - _ - -_ * * - *. * .. _-- * .* -- * *:__ * .. - ~y,<:: ;_ -~ :;** .. :-

. .* Using Ho(Flag to~ th_e cahl~ groups, the sheet calculat~ the ar~ occupi~ the ~cold",

.*... ...

- -::-_."warm", and"liot"*caples_. Since circular cables wilihave spaces between them when they are * *."..

. .... . *. ._*- .._ ... * .. < .. *:*- .. **.:*:.'** .'*.... ~~ .... ~*:..~_* ....*....:***_..._. . .*_*.* . . * ~ * . . . *. - *,* .* - - *. _*, _.. -.**.* .... * .. : : *.**._. , .. ~

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bundled toge,ther; the area calculati~nS assume that the cables. are sqriare to allow for thls cci1culatlon EA-ELEC-AMr*-039 .

Attachment M *

  • Page 3 of 68*. *.

.

.. ~

addition:al area when ther~ is more dian one cable in the. group. Based on the area occupied by .*. **

. *ea;ch layer,

. ' . .

the, diameter of the ~* . .

layer

. - . .

can_then

. .

b~ calculated.

.. . ~

.* . . .

. The heat. generat~ by the "warm" ~d "hot;, layers is. then, ~alculated. The heat intensity of.

~he two layers ~ then calculated using the areas of the layers .. Also, the total lieat gen~rated iii * *. *

. the conduit is determined. The heat calculations are based on cable conductor temperatures* C?f .. ,:

    • - .

. .

  • _75°C for conduits TS056,' T5058, and T506.5*aiid 90°C foq:onduits X1041, Xl350, xis14; ...

. ' and X4006. These ar~ the ~able Cb~ductor ~te~ operating temperatures fo~ the limiting cable ... ..

._* *** .. **

- .- * . in each (;onduit. . * * * ** * -

.* _ ..... ***

t.,,* . '*"*i! :'

~ *. .

-,.

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. The .temperature drop through the all: gap bee:ween the inside surface of the. co~duit and the

  • . outer surface of the_ cable mass. ~ then calcul~ted usihg the semi~pirical formula gi~en by . >*.

.*. "'Neher and McGrath** The temperature drop through the "cold~ cable5 is calculated by treatillg . .:.~

  • :. :
  • the "cold" l~yer as a. ~ollow c;ylinder~- * * ,, *. * * * * * .* * *

- .. ~-

... '.. .. * . ~.

  • . * . ::* The temperattire. drop thrOugh the: ~.warm" cabl~* layer ha5 two components..The temperature.

' *.. . . .* . .- :' ~ drop caused by*the flow of heat from the ~hot" cables. in$ide calCulated by treating.the *. *.* is

  • . : *."wmn" cable5 aS a hollow cyliri.~r. k additional t~pel"ature drop iscaus.fd by the heat' :. .* *

.* gerierated within the "w~~ layer.. This temperature dr6p is c~culated by ifonnula s~****.

  • to.that given in seci~ii 2~8 of Ho!Inan~ except #1e: equation is fined to a differeilt.initial ** .* . *

..

~ . '*

.. co~dition to accoun~ for the hollow core of this layer;,. :'. ' . . * .. **:*;*

'. *~*. .* . * * ~*-: *. ,. \,.. _ "';:~_~;"}-::;:.*** :. .. **-~. ..~* ... * ,:,. . - *~ *** >. ~-  :. 1-o., **

      • *--.:r

. ., ...... :- The t~p~ran!rldiop:.through~~h~* "4~~,, i~;~~:iS cal~ted :using Hohrian*s Eq~tion 2-26~ .. .\

< :* . .: ~.The c6~ductor i.euipera:ture ~elusive ~f, the additional heating asso~~te4. with fu;e stops is ....

'*"\

..... *._-

... *......:: -~

-' . ~-.' then. the surfac:e temp*eratui-e of the .conduit plus th~ sum of the tempel'3.fure: drops describ~ . . ' - ..r-.

- .*  : .

.* ~. , >above~ From this die temperature rise .o.f the conductor abo~e the ambi~l: .temperature iS *. ** >** **

      • * *
  • calculated. T}ie *additio:nai temperature.rise due to fire stops is.included by.~he use of. -.-, * * .* .*

.. temperature qiwtipliers that were obtamed by testing ill Reference 4 for those condwts that* *

..*pass through ~aowool fire strips. The corresponding factors.for c()ncrete g~ut fir¢_st~ps, *

  • .. , ...
  • ..' which .. ..

are .

made. from . . ~

lliate~als with higher

.. .

. . .

thermal. conductivity .

and produce . .

less. .'*. .' .. . -

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. 'Calculation* EA~ELEC-AMP".039

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~emperature rue::~~

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taken form. Rclerenc:e 12..

  • ' . . . -

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Attachment M Page4of 68 ..*

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- :*
  • *Results .and *con~iuslons . .: .. < *._ - *. . . *

. : '.

-*.'

-~ The r~tiJ:ts* 6£ the cases aainined ar~ a5 foll~ws: .

  • Rou~ing_ CondUit
  • Fire Stop Rated. ConduCt:or
  • ConduC:tor ~ .
  • Point .. :No~alSiZe *_.. Type * . Conductor. .'f.emperature* .* *Teniperarore *.

Temperanire *. *~ Fre~ Air

  • 1n Fire Stop .. . . *.~
t. . .' . (oc) ,: .... *. (oc) .. . (oC) . . . . .- ...
  • .* ..

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T5-*o**_56.

  • 2.s ": Rigid. Steel

. .

Nolie:* 75 74.3 .'.

- .. *'. T5058 2.5" *Rigid st~el None: 75_ , :  : : --; *~. ! -.

- ...... . -*~

  • ,. . .

.. * .** T5065 1.5-~ Rigid Sted None.* .75<. . 61.8 . ,-;

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xi041 . 3."Rlg1d.Steel ~ .*.** 24~ wall* .-90. 74.6

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~~- '*Based on.the *res~~* sh~wn _above~*the conductor temperatiites are. b~o~' ~he fututing .:" .. . . ,.

, ':-*"conduct~r ratedtemp~rafure.-Therefore, the perfol'llWlce of the cables ~fthese ro~tingpoirits' > ~:;
  • . ~is satiSfactory;: :-.~'...>- :. '*: * }. *" * * * .< * * * * * :- - * *** *

. ) . ~~ler~n~e~.t;tt.:';i,'. ., .. ... . . .:* . .* '. * *._. .*.

.*.. ., . }\ i. ': . ~~: ,'p: l98J* H~ T:ans;ir. Tokyo: McGra..,-Hill ~;,.~Ltd. ' *..*. :* * **** *

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    • *. *.. -.. * ... -~, .* *. Apparatus~~_Sy~ie11JS~ 76 (October): 752-772.. .*'° . ,~' . *~. ,*: * .* * <: ::.;

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Calculation EA-ELEC-AMP-039

    • 3~
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. ...

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..,,., ...

1 ,.*

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,* 8.... *.* Hudsc>n; ~. G. 196{ '.lhe Engin~'s M~nual.' Ne~ Ybrk: ~ ohn Wiley & Som, <

'"

.* ' . ~

' *-... *page 317.. . * * -~ * ._ _ ' * * ')

~-: ." . . ~

. * ~ * . * - I * .*

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'.* *- .:

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  • I~~tec;l Condw;or Engin~ers. Associati~n ~CEA) 19S6~ NEMA\VCS 1 I . * :- .* -:- ..

... ... : -

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R. Hel'.UQdez, dated March 24, 1997. .,

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EA~ELEC-AMP-039 ATTA9HMENT M PAGE 24 OF.- _

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2-:- 24" wall

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Conduit Data * -: . . . . .. . . , . .

.Inner a~d Outer Diamete_rs, Thermal ponductivity, and EmissMty '*

0.375 0.493 0.675*

0.3752 o_. 493 q.s77 . *.*

References:

ANSI .C80.1-1966 & C80.3-1.983 0.5 0.622 0.840 o.5002 *. 0.622 o.7o6 . Note: The inside diameters for rigid steel conduits built.*.* *

. to ANSI C~0.1-1983 and later are somewhat different. ,. *

. 0.75 0.824 1.050 The 1966 vei'Sion of the standard was selected based .* .;* ..

. 0.7502 .

0.824 .0.922 . .*on ttie.commericaloperating date of Palisade~ Station * :...

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  • 5.047 : s.563

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  • 4 0.0324 6 0.0513

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8 .. 0.0818 9 0.103 10 0.130 .. -.

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12 0.206' 14 0.328 . '., ... .. ***:*.

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    • ... * ...

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  • Hot Flag now has values of:

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  • . _. Diarneters of Layers 2 for the hottest cable in the conduit

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Calculate the Surface Tem~rature of the. Wrapped Assembly . . : * ....

  • Note: In order to solve the energy balance equations, the equatidns for the heat di~pated by the wrapped assembly will be written as functions of the
  • surface
  • temperature. The area of the wrapped c~nduit per unit length is equal to 11 times the diameter of the wrapped assembly.* * *

. Heat

. .

Dissipated

. by Radiation. .. . .

(Holman, Equation 8-43a)* *_.

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Heat

. .

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DiSsipated by Convection ' . '.

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EA-ELEC-AMP~39*

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Temperature Drop through tl1e Cond_uit *

  • . .....
  • . *.
  • ycrind ~Lpcondln(dco~d~)*Qtotal. ~~eeEqu_~tioo~~ofHolm~n *_._*.
  • ,

. . 2 11. . . . .

. . . d condi. *'

. . . .

.. . . . . ...

. .

  • .

. . ...

  • .

.. . .* ... *'

  • ..-*
  • , . -: ..

.T con°di :~T c0ncfu +AT co~d .

.,, '. .. - ~

'. ,. T coil~ =32i627 *K. :, .*. *.' Temperature .of the inside wall of the C()nduit : .

. J' condi..; CtoK*=*49A7~*K: °C. :_ . . . . *. . .. . . . . . . -.. , .. *. ,*

. . ~ . . *. '

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    • . , ... ,,*.

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.... '. ' : " .**. ' j

  • .*Temperature Orop through the Air. Gap Inside th*e* Conduit .....-. ' . ..... ~ ....

ConstantS for N~her-:McGratti Form!Jla for Temperlilture Drop in the Conduit Air Gap * **.*

A' := 3.2*K-ft."w~tf1 *in. :.. (Neher-McGrath, Table VII) * . -. ~ *,
  • .*-; ;_'

B' :~0.1_9*in

.....'

      • "
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  • }T ~ridgap :_~ B' ** d . *Q tOtal .* See Equa~on 41A Qf ~eher-McG.rath . ' . *

.. -* -:. *.*  : .. +cold***

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-:: :.T~: ~ T~~ndi+ ~T c0ridgaJ>. *' "Tem_peratu,re at ~e oUtside ~urface of the cab~e mass~  :

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    • .: ~* :-~
*. T~ ~-.3~0.969'.i(~ .:-';'"'.'*_: ;. '_-,
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. . . =s7:s1*9*K*( .cr. .,. .* * ' * ...

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..

.. -*.*;

  • ** .* : : T~mper~ture d~op through the "cold". cables

.. - "

. . *.. . ' ....

' .

~- . H.cold.  :=*~*~otar p~**ln( dco~d ): .. AT cold =O*K

......

. . 2*11 .. *. dwarm . ..

.. ~ -

.. .*, ".::. T ~id :=T ~'.+_ATcoici**:_ ... T cold.:::_3.30.969*K. T cold~CtoK.=_57~819.*~c.:.* .. * ....

. .. . - .... -

~ .: .* . . . --, ' . . .

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    • .*. *. **.. *: *. .:'* - - -** '. ***,,

EA;.ELEC-AMP-039

  • ATTACHMENT M.

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-*- . T-Temperature dr6p th~ough the "warm" cables . ~  ::

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    • Pma5s A;waim.:=Q~0/m~.1Ii(ciw~)+qdolwmm[(~k~=)'-(~)'] _qdotw=(d~)'m(dwmm). :.....

.

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  • . .* 2*n. .

dhot ~ .

4

  • mass . * ., .
  • 2*kmass*. 2 -* dhot .
  • AT . : . ,; l.18*K .* (Based on Holman, sectjon 2-a*solved for a ~ifferent set of

.....

  • warm * ..*
  • Initial con~_itimis) *:

.. ,

.Tw~*=_Tcold+AT_w&rm .* Twarm.::CtoK=58.999*K°C* .. ,

    • * <

... ** -.. : .... , - 1

  • Temperature Ris~ through the h_ot gables '.** .."' -- :* . . ~ **~

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