Продукция


Тросы алюминиевые и стальные
Кабели с резиновой изоляцией
Металлические провода
Электронные и оптические кабели
Телекоммуникационные кабели
Кабели с изоляцией из термопластичной смеси
Медная шина и пруток

E1 - ВВЕДЕНИЕ

Самые важные электрические характеристики кабелей больше 1 kV которые проявляются в ходе эксплуатации:

 

  • сопротивление провода

  • рабочая мощность и токи заряда

  • реактанс (индукционное сопротивление)

  • нулевой импеданс

  • редукционный фактор

Электрическое сопротивление провода

Электрическое сопротивление провода при постоянном токе в прямой зависимости от: удельного сопротивления предметного материала, поперечного сечения провода, температуры и длины. Единичные измерения сечений кабелей и проводов которые используются на т-ре 20oC утверждены стандартом JUS N.C0.015, который соответствует европейской норме HD 383, т.е. международному стандарту IEC 60228.
Расчет сопротивления провода при т-ре больше 20oC, а также увеличения сопротивления вследствие скин- эффекта (поверхностного эффекта) и эффекта близости, исчисляется как и в разделе C1.1.
У кабелей с электрической защитой и/или арматурой, эффективное сопротивление провода увеличивается и вследствие потерь, которые происходят в этих элементах кабеля, а именно:

Rteff = R't ( 1 + λ1 + λ2 )


Rteff – представляет эффективное сопротивление кабеля в Ω/km
λ1 - представляет коэффициент увеличения сопротивления вследствие потерь в электрической защите
λ2 - представляет коэффициент увеличения сопротивления вследствие потерь в арматуре

Значения сопротивлений, высчитанные согласно вышеуказанным формулам, предоставлены в Таблице E2.1.


 


 

Индуктивность и индуктивное сопротивление

Индуктивность одножильных кабелей в прямой зависимости от их распределения-расположения (в треугольном пучке, в плоскости). Для установленных формирований (расположений кабеля) и существующих между ними интервалах , среднее значение индуктивности можно высчитать согласно нижеуказанной формуле. Эту формулу можно также использовать и для трехжильных кабелей.


 

...................mH/km


 

расшифровка:
a - представляет среднее расстояние между осями провода в mm
a = D...........представляет D-диаметр кабеля, расположенного в треугольнике, и диаметр жилы для трехжильного кабеля
a = s (2)
1/3 .........s – представляет расстояние между осями двух соседних кабелей
ρ = 0,779 r эквивалентный радиус провода в mm
r - радиус провода в mm

Индуктивное сопротивление ( реактанс) высчитывается по формуле:

XL = 2π f L 10 -3 .... ..........Ω/km


f - представляет промышленную частоту в Hz

Значения индуктивных сопротивлений представлены в Таблице E2.2.

Прямой импеданс кабеля высчитывается в комплексной форме согласно следующей формуле:

Zd = Rteff + j XL

Т.е. в абсолютной величине:


 

lZdl=( Rteff2 + XL2) ½ .......... Ω/km


 

Инверсивный импеданс у кабелей равняется прямому импедансу, т.е. Zd = Zi.


 


 

Мощность, зарядный ток и ток заземления

Каждый кабель может представлят собой кондензатор мощности который находится в прямой зависимости от его габаритов: диаметра провода оснащенного слабопроводимым слоем (если он предусмотрен), диаметра ниже экрана изоляции, длины кабеля, а у кабелей с нерадиальным полем- в зависимости от расстояния между осями провода и металлического слоя (общей электрозащиты или арматуры). Зависимость мощности от вида изоляционного материала определена диэлектрической константой изоляции εr, которая составляет:

  • для оплетенного полиэтилена: ... 2,5

  • для ПВХ (PVC): ..... 5 - 8

Относительная диэлектрическая константа εr для оплетенного полиэтилена в диапазоне от 20 0C до максимальной рабочей т-ры считается константной, в то время как у ПВХ материалов существует существенная зависимость от температуры, что видно из значений представленных в Таблице E.2.3.


 

Расчет мощности кабелей с радиальным полем можно сделать при помощи следующей формулы:


 

 

 

 

расшифровка:
D - диаметр ниже экрана изоляции (слабопроводимого слоя) в mm
d - диаметр провода поверх слабопроводимого слоя в mm

Зарядный ток для этого вида кабеля в симетричной трехфазовой системе круговой частоты ω следующий:


 

I0 = U0 ωC10 -3 .............A/ km


 

Мощности трехжильных кабелей с нерадиальным полем которые оснащены общей электрической защитой или арматурой, получаются при помощи следующей формулы:


 


 

 

 

Также можно использовать, для более простого расчета и формулу Симонса:


 


 

 

 

Расшифровка:
r - радиус провода в mm
d - расстояние между осями провода в mm
R - радиус ниже электрической защиты т.е. арматуры
t1 - толщина изоляции в mm
t2 - толщина облицовки (защитного кожуха) поверх сердцевины кабеля.

Мощность C у этих кабелей составлена из отдельных мощностей: проводник/металлическая облицовка C0 и провод/провод C12, между которыми существует следующее соотношение:


 

C = 3 C12 + C0

where is:

В/у обозначения и d0 = расстояние между продолными осями кабеля и провода


 


 

 

 

Из-за различии материалов используемых для изоляции жил и для нанесения поверх сердцевины кабеля и вариаций в значениях для εr, настоящие значения могут быть с значительными отклонениями от расчетных.

Зарядный ток этих кабелей в симетрической трехфазовой системе понимается:

I0 = U0 ω C 10 -3 ......................A/ km

Мощностные объемы и зарядные токи предоставлены в Таблице E.2.3.


 


 

Ток замыкания на землю

В сетях имеющих изолированную звездочку, ток замыкания на землю представляет диэлектрический ток замыкания на землю, в то время как в сетях с компенсацией замыкания на землю оставшийся ток меньше диэлектрического тока замыкания на землю. Связь между мощностью кабеля и диэлектрическим током замыкания на землю выражена следующей формулой:
Для кабелей с радиальным полем

Iz = 3 U0 ω C 10 -3 = 3 I0 ..............A/ km

Для кабелей с нерадиальным полем

Iz = 3 U0 ω C0 10 -3.........................A/ km

Токи замыкания на землю являются равносильными для определения значений общего заземления трансформаторной подстанции в рамках в/у сетей.
Значения токов замыкания на землю представлены в Таблице E2.3.

В сетях где заземление звездочки идет через небольшое сопротивление, ток доземного короткого замыкания первостепенно определяется нулевыми импедансами в сети.

 


 

Нулевой импеданс

Допустимые токи постоянной эксплуатации (под нагрузко100% ) расчитаны по международному стандарту IEC 287, на условиях которые определены в Таблице E2.4, с примечанием что эти значения расчетные, поскольку нулевой импеданс кабеля в сети не обусловлен только самым кабелем но и множеством других проводок в земле, включая и другие паралельно проложенные кабели.

Нулевой импеданс состоит из реальной и нереальной компонентов, т.е. в комплексном виде он представлен как:

Z0 = R0 + j X0 .................Ω/ km


 


 

Редукционные факторы

В случае замыкания на землю , общий ток проводимый кабелем разделяется в месте повреждения на две части: на ток проходимый через электрическую защиту и ток отводящийся через землю. Редукционный фактор представляет собой соотношение тока который возвращается через землю и общего тока замыкания на землю.

В Таблице E2. 5 представлены значения редукционных факторов кабелей изолированных оплетенным полиэтиленом, для выдерживания напряжений 12/20 kV и 20/35 kV.


   E.1.2 Допустимя токовая нагрузка
 

Допустимая токовая нагрузка и корректировочные факторы

Допустимые токи постоянной эксплуатации (под нагрузко100% ) расчитаны по международному стандарту IEC 287, на условиях которые определены в Таблице E1.1.
При расчете использованы следующие значения :

  • предельно высокая длительная рабочая т-ра для оплетенного полиэтилена 900C

  • предельно высокая длительная рабочая т-ра для ПВХ (PVC) 700C

  • угол потерь tgδ для оплетенного полиэтилена 0,0005

  • угол потерь tgδ для ПВХ (PVC) 0,1

  • удельное термическое сопротивление оплетенного полиэтилена 3,5K*m/ W

  • удельное термическое сопротивление ПВХ ( PVC) изоляции и оболочки 6 K*m/ W

  • удельное термическое сопротивление термопластичного полиэтилена 3,5K*m/ W

  • удельное термическое сопротивление земли (грунта) 1 K*m/ W

  • глубина укладки кабеля 0,7m

  • т-ра грунта на глубине укладки кабеля 200C

  • т-ра воздуха 300C

  • кабель (т.е. токовая цепь) отдельной прокладки

  • электрическая защита (если имеется) с заземлением в двух концах

  • кабели для прокладки по воздуху с защитой от прямого попадания солнечных лучей

Токовая нагрузка для кабелей уложенных в землю действует и в случаях когда часть глубокой канавы (траншеи) заполнена песком или другим видом подстилающего слоя который хорошо отводит тепло , в случаях когда кабель накрыт кирпичом и если вдоль трассы кабель проложен в нескольких трубах длиной не более 6 m.
Значения токовой нагрузки для кабелей проложенных по воздуху действуют при условии если обеспечена свободная циркуляция воздуха, т.е. нет препятствий отдаче тепла путем конвекции и излучения и, что температура окружающей среды резко не поднимается вследствие потерь в кабелях и, что нет побочных источников тепла. Перечисленные условия будут выполнены если:

  • расстояние кабеля от стены, почвы или покрытия ≥2 cm

  • расстояние между кабелями ≥ 2* -диаметр кабеля,

  • вертикальное расстояние между слоями кабеля ≥ 20 cm.

Если имеются отклонения от заданных условий применяются корректировочные факторы, определенные в разделе F. Разделом охвачены следующие факторы:

Факторы типа F касающиеся отклонений от условий окружающей среды :

- Для кабелей с укладкой в грунт
f1- отклонения в температуре ...................................................................... Таблица F1
f2- отклонения в термическом сопротивлении грунта..................................... Таблица F2.1
f3- отклонения от расчетной глубины укладки................................................ Таблица F2.1
f4- наличие покровного слоя над кабелем..................................................... Таблица F2.1
f5- кабели в трубах или в несущих элементах бетонной конструкции ............ Таблица F2.3

- Для кабелей прокладываемых по воздуху
f6- отклонения в температуре..... .................................................................. Таблица F1

Факторы типа G для группировки кабелей:

- Для кабелей с укладкой в грунт
g1- группировка многожильных кабелей........................................................ Таблица F2.2
g2- группировка одножильных кабелей......................................................... Таблица F2.2

- Для воздушных кабелей
g1- группировка многожильных кабелей с интервалами.. Таблица F3.1
g1- группировка многожильных кабелей с точкой соприкосновения................ Таблица F3.2
g2- группировка одножильных кабелей в треугольном формировании............ Таблица F3.3
g2- группировка одножильных кабелей в одной плоскости............................. Таблица F3.4

2015 © ООО «Альянс» Мы работаем для Вас.
info@allkab.ru     Разработка сайта — WebCait.Ru