Ele-prof.ru

Электро отопление
29 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Определение сопротивления кабелей на напряжение 6; 35 кВ

Определение сопротивления кабелей на напряжение 6 — 35 кВ

В данной статье приводятся таблицы активного и индуктивного сопротивления кабелей на напряжение 6 — 35 кВ взятые из различных справочников по проектированию электрических сетей и руководящих указаний.

Значения активного и индуктивного сопротивления кабелей необходимы при расчете токов короткого замыкания и проверки кабеля на потери напряжения.

Сопротивление кабелей с бумажной, резиновой и поливинилхлоридной изоляцией на напряжение 6 — 35 кВ

1. РД 153-34.0-20.527-98 – Руководящие указания по расчету токов короткого замыкания и выбору электрооборудования. 2002 г. Таблица П.8, страница 145.

Таблица П.8 - Расчетные характеристики кабелей с бумажной изоляцией

2. Проектирование кабельных сетей и проводок. Хромченко Г.Е. 1980 г. Таблица 2-5, страница 48.

Таблица 2.5 - Активные и реактивные сопротивления кабелей до 10 кВ

3. Справочник по проектированию электроснабжению. Ю.Г. Барыбина. 1990 г. Таблица 2.63, страницы 175-176.

Таблица 2.63 - Сопротивление проводов и трехжильных кабелей

4. Справочная книга электрика. Григорьева В.И. 2004г. Таблицы 3.9.7; 3.9.11; страницы 448-449

Таблица 3.9.7 - Активные и реактивные сопротивления кабелей

Таблица 3.9.11 - Сопротивление и зарядная мощность кабелей с бумажной изоляцией и вязкой пропиткой

Если значения активных и реактивных сопротивлений кабелей, вы не нашли в приведенных таблицах. В этом случае, сопротивление кабеля можно определить по приведенным формулам с подстановкой в них фактических параметров кабелей.

Методика расчета представлена в книге: «Проектирование кабельных сетей и проводок. Хромченко Г.Е. 1980 г, страницы 45-48».

Активное сопротивление кабеля

1. Активное сопротивление однопроволочной жилы, определяется по формуле 2-1, Ом:

Активное сопротивление однопроволочной жилы, определяется по формуле 2-1

  • l — длина жилы, м;
  • s – поперечное сечение жилы, мм2, определяется по формуле: π*d 2 /4;
  • d – диаметр жилы кабеля;
  • α20 – температурный коэффициент сопротивления, равный при 20 °С:
  • 0,00393 1/град – для меди;
  • 0,00403 1/град – для алюминия;
  • ρ20 – удельное сопротивление материала жилы при 20 °С (температура изготовления жилы), можно принять согласно книги «Справочная книга электрика. Григорьева В.И. 2004г.» Таблица 1.14, страница 30.

Таблица 1.14 - Характеристика металлических проводниковых материалов

  • tж – допустимая температура нагрева жилы, согласно ПУЭ п.1.3.10 и 1.3.12.

2. Активное сопротивление многопроволочной жилы определяется также по формуле 2-1, но из-за конструктивных особенностей многопроволочной жилы, вместо значений ρ20 вводиться в формулу ρр равное:

  • 0,0184 Ом*мм2/м – для медных жил;
  • 0,031 Ом*мм2/м – для алюминиевых жил.

3. Удельное активное сопротивление жилы, отнесенное к единице длины линии 1 км, определяется из следующих зависимостей, Ом/км:

Удельное активное сопротивление жилы, отнесенное к единице длины линии 1 км

Индуктивное сопротивление кабеля

1. Удельное реактивное (индуктивное) сопротивление кабеля определяется по формуле 2-8, Ом/км:

Удельное реактивное (индуктивное) сопротивление кабеля

  • d – диаметр жилы кабеля.
  • lср – среднее геометрическое расстояние между центрами жил кабеля определяется по формуле [Л1.с.19]:

Cреднее геометрическое расстояние между центрами жил кабеля

  • lА-В — расстояние между центрами жил фаз А и В;
  • lВ-С — расстояние между центрами жил фаз В и С;
  • lС-А — расстояние между центрами жил фаз С и А.

Определить активное и индуктивное сопротивление кабеля марки АВВГнг(А)-LS 3х120 на напряжение 6 кВ производства «Электрокабель» Кольчугинский завод». Длина кабельной линии L = 300 м.

1. Определяем поперечное сечение токопроводящей жилы кабеля имеющую круглую форму:

S = π*d 2 /4 = 3,14*13,5 2 /4 = 143 мм 2

Расчет поперечного сечение секторной жилы, а также размеры секторных жил на напряжение 0,4 — 10 кВ представлен в статье: «Расчет поперечного сечения секторной жилы кабеля«.

где: d = 13,5 мм – диаметр жилы кабеля (многопроволочные уплотненные жилы), определяется по ГОСТ 22483— 2012 таблица С.3 для кабеля с токопроводящей жилой класса 2. Класс токопроводящей жилы указывается в каталоге завода-изготовителя кабельной продукции.

Таблица С.3 - Минимальный и максимальный диаметры круглых многопроволочных уплотненных жил из меди и алюминия

Характеристики кабеля марки АВБВнг(А)-LS 3х120

Ниже представлена классификация жил кабелей, согласно ГОСТ 22483— 2012:

Классификация жил кабелей согласно ГОСТ 22483— 2012

2. Определяем удельное активное сопротивление кабеля марки АВВГнг(А)-LS 3х120, отнесенное к единице длины линии 1 км, Ом/км:

Определяем удельное активное сопротивление кабеля марки АВБВнг(А)-LS 3х120

  • l = 1000 м – длина жилы, м;
  • α20 – температурный коэффициент сопротивления, равный при 20 °С:
  • 0, 00393 1/град – для меди;
  • 0,00403 1/град – для алюминия;
  • ρр – удельное сопротивление материала многопроволочной жилы, равное:
  • 0,0184 Ом*мм2/м – для медных жил;
  • 0,031 Ом*мм2/м – для алюминиевых жил;
  • tж = 65 °С — допустимая температура нагрева жилы, для кабеля напряжением 6 кВ, согласно ПУЭ п.1.3.10.

3. Определяем удельное активное сопротивление кабеля, исходя из длины кабельной трассы:

Определяем удельное активное сопротивление кабеля, исходя из длины кабельной трассы

где: L = 0,3 км – длина кабельной трассы, км;

4. Определяем среднее геометрическое расстояние между центрами жил кабеля, учитывая что жилы кабеля расположены в виде треугольника.

Определяем среднее геометрическое расстояние между центрами жил кабеля

  • lА-В = 20,3 мм — расстояние между центрами жил фаз А и В;
  • lВ-С = 20,3 мм — расстояние между центрами жил фаз В и С;
  • lС-А = 20,3 мм — расстояние между центрами жил фаз С и А.

Рис.1 - Схема трехжильного кабеля

Что бы определить расстояние между центрами жил кабеля, нужно знать диаметр жил кабеля d = 13,5 мм и толщину изоляции жил из поливинилхлоридного пластиката dи.ж = 3,4 мм, согласно ГОСТ 16442-80 таблица 4. Определяем расстояние между центрами жил фаз равное 20,3 мм (см.рис.1).

Читайте так же:
Цифровое телевидение это кабель или провод

Таблица 4 - Толщина изоляции жил поливинилхлоридного пластиката согласно ГОСТ 16442-80

5. Определяем удельное реактивное (индуктивное) сопротивление кабеля марки АВВГнг(А)-LS 3х120, Ом/км:

Определяем удельное реактивное (индуктивное) сопротивление кабеля марки АВБВнг(А)-LS 3х120

где: d = 13,5 мм – диаметр жилы кабеля;

6. Определяем удельное реактивное сопротивление кабеля, исходя из длины кабельной трассы:

Определяем удельное реактивное сопротивление кабеля, исходя из длины кабельной трассы

Сопротивление кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена на напряжение 6 — 35 кВ

Значения активного и реактивного (индуктивного) сопротивления кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена приводятся в каталогах завода-изготовителя. Для ознакомления приведу лишь некоторых производителей кабельной продукции.

«Электрокабель» Кольчугинский завод» – Каталог кабельной продукции.

В таблице 12 – приводятся значения активного сопротивления кабелей согласно ГОСТ 22483-2012

Таблица 12 - Значения активного сопротивления кабелей с изоляцией из СПЭ согласно ГОСТ 22483-2012

Таблица 17-18 - Значения индуктивного сопротивления кабелей с изоляцией из СПЭ согласно Кольчугинский завод

Компания «Estralin» — Каталог силовые кабели и кабельные системы 6 – 220 кВ.

Значения активного сопротивления кабелей с изоляцией из СПЭ от компании Estralin

Значения индуктивного сопротивления кабелей с изоляцией из СПЭ от компании Estralin

Компания «Камкабель» — Настольная книга проектировщика. Кабели с изоляцией из сшитого полиэтилена на напряжение 6-35 кВ.

Значения активного и индуктивного сопротивления кабелей с изоляцией из СПЭ от компании Камкабель

Справочники по проектированию электрических сетей и руководящие указания, которые упомянуты в данной статье, вы сможете найти, скачав архив.

1. Расчет токов короткого замыкания в электросетях 0,4-35 кВ, Голубев М.Л. 1980 г.

Измерение сопротивления изоляции электрооборудования: нормы и рекомендации

1. Значения сопротивления изоляции для электрического оборудования и систем

(Стандарт PEARL / NETA MTS-1997 Таблица 10.1)

Номинальное максимальное напряжение оборудования

Класс мегомметра

Минимальное значение сопротивления изоляции

Правило 1 МОм для значения сопротивления изоляции оборудования

В зависимости от номинального напряжения оборудования:

< 1 кВ = не менее 1 МОм
> 1 кВ = 1 МОм на 1 кВ

В соответствии с правилами IE Rules — 1956

Когда в течение одной минуты между каждым из находящихся под напряжением проводников и землей имеется напряжение 1000 В, сопротивление изоляции высоковольтных установок должно быть не ниже 1 МОм или соответствовать указаниям Бюро по стандартизации Индии (Bureau of Indian Standards). Средневольтные и низковольтные установки — Если в течение одной минуты между каждым из находящихся под напряжением проводников и землей имеется напряжение 500 В, сопротивление изоляции средневольтных и низковольтных установок должно быть не ниже 1 МОм или соответствовать указаниям Бюро по стандартизации Индии (Bureau of Indian Standards). В соответствии со спецификациями CBIP допустимые значения составляют 2 МОм на кВ.

Средневольтные и низковольтные установки — если в течение одной минуты между каждым из находящихся под напряжением проводников и землей имеется напряжение 500 В, сопротивление изоляции средневольтных и низковольтных установок должно быть не ниже 1 МОм или соответствовать указаниям Бюро по стандартизации Индии (Bureau of Indian Standards).

В соответствии со спецификациями CBIP допустимые значения составляют 2 МОм на кВ

2. Значение сопротивления изоляции для трансформатора

Тестирование сопротивления изоляции необходимо для определения сопротивления изоляции индивидуальных обмоток относительно земли или между индивидуальными обмотками. При таком тестировании сопротивление изоляции обычно либо измеряется непосредственно в МОм, либо рассчитывается, исходя из прикладываемого напряжения и величины тока утечки.

При измерении сопротивления изоляции рекомендуется всегда заземлять корпус (и сердечник). Замкните накоротко каждую обмотку трансформатора на выводах проходного изолятора. После этого проведите измерение сопротивления между каждой обмоткой и всеми остальными заземленными обмотками.


Тестирование сопротивления изоляции: между высоковольтной стороной и землей, и между высоковольтной и низковольтной сторонами.
HV1 (2, 3) — Низковольтный 1 (2, 3); LV1 (2, 3) — Высоковольтный 1 (2, 3))

При измерении сопротивления изоляции никогда не оставляйте незаземленными обмотки трансформатора. Для измерения сопротивления заземленной обмотки необходимо снять с нее глухое заземление. Если снять заземление невозможно, как в случае некоторых обмоток с глухозаземленными нейтралями, сопротивление изоляции такой обмотки будет невозможно измерить. Считайте их частью заземленного участка цепи.

Необходимо проводить тестирование между обмотками и между обмоткой и землей (E). На трехфазных трансформаторах необходимо тестировать обмотку (L1, L2, L3) за вычетом заземления для трансформаторов с соединением «треугольник» или обмотку (L1, L2, L3) с заземлением (Е) и нейтралью (N) для трансформаторов с соединением «звезда».

Значение сопротивления изоляции для трансформатора

Трансформатор

Формула

Значение сопротивления изоляции (МОм) = C X E / (√кВА)

Трехфазный трансформатор (звезда)

Значение сопротивления изоляции (МОм) = C X E (P – n) / (√кВА)

Трехфазный трансформатор (треугольник)

Значение сопротивления изоляции (МОм) = C X E (P – Р) / (√кВА)

Где С = 1,5 для маслозаполненных трансформаторов с масляным баком, 30 для маслозаполненных трансформаторов без масляного бака или для сухих трансформаторов.

Измерение сопротивления постоянному току жил кабеля

Мостовой метод измерения в приборах ПКМ-105 и РЕЙС-205

Мостовой метод измерения используется при контрольных измерениях и для локализации высокоомных повреждений изоляции на кабелях связи.

Эти повреждения можно условно разделить на 3 группы:

Читайте так же:
Кабель каналы с розетками внутри

1. Низкое сопротивление изоляции или короткое замыкание между жилами пары.

2. Низкое сопротивление изоляции жилы относительно земли или замыкание на землю.

3. Связь между парами.

Для локализации повреждений в кабеле связи мостовым методом необходимым является наличие хотя бы одной «хорошей“ жилы между местом подключения прибора и концом кабеля. «Хорошая“ жила должна иметь высокое сопротивление изоляции. На практике в качестве «хорошей“ жилы выбирается та, которая имеет наибольшее сопротивление изоляции.

Перед проведением измерений все жилы, которые предполагается использовать при измерениях, необходимо отключить от источников сигналов (например, коммутаторных устройств) и приемников сигналов (например, абонентских устройств).

1. Измерение сопротивления изоляции

На рисунке ниже приняты следующие обозначения:

ПКМ-105 – портативный кабельный мост фирмы СТЭЛЛ (вместо ПКМ-105 можно использовать прибор РЕЙС-205 фирмы СТЭЛЛ).

Ri – это сопротивление изоляции жилы (сопротивление между измеряемой жилой и всеми остальными жилами кабеля, которые соединены между собой, а также с оболочкой кабеля и заземлением).

На рисунке пара 1 состоит из жил А и В, пара 2 – из жил С и D и т. д.

Если нет возможности заземлить жилы кабеля, не участвующие в измерении, то необходимо измерить сопротивление изоляции в каждой паре жил: Ri ав, Ri cd (рисунок ниже).

Перед измерением сопротивления изоляции измеряемый кабель необходимо отключить от всех источников сигналов, так как наличие посторонних напряжений на линии может привести к искажению результатов измерений.

От измеряемого кабеля должны быть отключены также все другие устройства, аппараты и т. п.

Измерение сопротивления изоляции производится на постоянном токе при повышенном выходном напряжении (до 200…220 В – в зависимости от величины сопротивления изоляции).

При этом выходной ток, выдаваемый прибором ПКМ –105 и РЕЙС-205, не превышает 2 мА. Такое значение тока соответствует требованиям ГОСТ по безопасности.

Приборы ПКМ-105 и РЕЙС-205 фирмы СТЭЛЛ построены таким образом, что повышенное выходное напряжение подается на кабель только в момент измерения сопротивления изоляции по специальной команде оператора.

При этом все присоединения прибора к измеряемому кабелю производятся при отсутствии напряжения на выходе прибора, а в момент подачи напряжения на экране появляется специальный предостерегающий знак.

Для устранения влияния на результаты измерений помех в виде переменных наведенных потенциалов, переменных напряжений и импульсов, измерения в приборах ПКМ-105 и РЕЙС-205 выполняются с усреднением.

Если на измеряемой жиле есть постороннее постоянное напряжение, то при перемене измерительных проводов от прибора местами показания изменяются.

В этом случае необходимо устранить указанное постоянное напряжение и повторить измерение.

При работе на протяженных кабелях необходимо иметь в виду, что при включении режима измерения выдаваемое прибором напряжение установится на кабеле не мгновенно (из-за емкости кабеля).

Поэтому стабильные показания прибора могут установиться в течение определенного времени, пока кабель не зарядится до измерительного напряжения.

При любом измерении сопротивления изоляции вследствие высокой чувствительности прибора не следует держать руками зажимы измерительных проводов, так как это может повлиять на результаты измерения.

Высокая влажность окружающей среды может внести искажения в результаты измерения сопротивления изоляции.

2. Измерение емкости

Измерение емкости производится на переменном напряжении. Калибровка производится автоматизировано при выборе соответствующего пункта меню в режиме измерения емкости.

Измерение емкости производится прибором автоматически с периодическим обновлением результатов на экране индикатора.

3. Определение расстояния до места обрыва жил (пары)

посредством измерения емкостей

3.1. Определение расстояния до места обрыва жилы измерением емкости

поврежденной и исправной жил.

Здесь: Сх – емкость поврежденной жилы (жилы А)

Сl — емкость исправной жилы (жилы В)

l – длина кабеля (исправной жилы)

Расстояние до места обрыва lх определяется выражением:

lх = Сх* l / Сl (1)

Примечание. В многожильном кабеле исправная жила – это жила, имеющая максимальную емкость.

Расстояние до места обрыва lх можно также определить по емкостям поврежденной и неповрежденной пар. Выражение для определения расстояния lх аналогично выше приведенному.

3.2. Определение расстояния до места обрыва кабеля (оборваны все жилы)

При обрыве всех жил кабеля определить расстояние до повреждения можно по формуле:

lх = Сх / Ср, (2)

где Сх – емкость оборванной пары, измеренная прибором;

Ср – погонная емкость пары.

4. Измерение сопротивления шлейфа Rs и длины кабеля по шлейфу

Сопротивление шлейфа Rs – это суммарное сопротивление двух жил кабеля, закороченных на конце линии.

Измерение Rs производится приборами ПКМ-105 и РЕЙС-205 автоматически, в соответствующем режиме, с периодическим обновлением результатов измерений на экране прибора.

Зная измеренное сопротивление шлейфа Rs и погонное сопротивление, можно определить длину кабеля в соответствии с выражением:

Читайте так же:
Снижение тока подсветки телевизора lg 47la620

lх = Rs / Rо, (3)

где Rо – погонное сопротивление.

Погонное сопротивление кабеля может быть записано и постоянно храниться в энергонезависимой памяти прибора (таблице кабелей).

Для исключения влияния сопротивления присоединительных проводов, которыми прибор подключается к жилам кабеля, перед измерением сопротивления шлейфа необходимо произвести автоматизированную калибровку прибора при закороченных присоединительных проводах.

5. Измерение омической асимметрии DR

Омическая асимметрия DR – это разность между сопротивлениями двух жил одной пары кабеля.

Для измерения DR необходимо измеряемые жилы на конце закоротить между собой и соединить эту точку с дополнительной жилой или с оболочкой кабеля, как показано на рисунке.

В этом режиме прибор автоматически измеряет сопротивление жил А и В и вычисляет разницу DR.

Омическая асимметрия может свидетельствовать о наличии скрутки в одной из жил ( по рисунку – в жиле А) или об отличии длин в жилах А и В.

В последнем случае разность длин А и В можно определить в соответствии с выражением:

Dlx = 2DR / Ro, (4)

где: Ro – погонное сопротивление.

6. Метод определения расстояния до места повреждения

изоляции кабеля и его особенности

При определении расстояния до места повреждения изоляции кабеля схема подключения жил кабеля к приборам ПКМ-105 или РЕЙС-205 имеет вид:

На рисунке обозначено:

А – “хорошая” жила;

В – жила с повреждением изоляции;

С – заземленная оболочка кабеля или жила, относительно которой у поврежденной жилы имеется утечка сопротивления Rп.

Расстояние Lx от начала кабеля до места нахождения утечки Rп определяется посредством измерения сопротивления шлейфа жил А и В, измерения сопротивления дефектного участка Rx жилы В и вычисления выражения:

Lx = 2Rx*L / (Ra + Rв) = 2Rx*L / Rs, (5)

где: Rs = Ra + Rв – сопротивление шлейфа жил А и В; L – длина кабеля.

Если в кабеле есть одновременно несколько мест повреждения, например, вместе с утечкой Rп есть утечка R’п, причем R’п > Rп, то вследствии частичного ответвления измерительного тока на R’п при определения расстояния прибор покажет величину L’x.

При этом, чем больше R’п по сравнению с Rп, тем меньше отличие L’x от Lx.

Таким образом, следует иметь в виду, что прибор не позволяет указать сколько и в каких местах одновременно имеется повреждений на неисправной жиле.

Все повреждения идентифицируются прибором как одно общее повреждение, до которого и определяется расстояние.

7. Определение расстояния до места повреждения изоляции кабеля

Определение расстояния до места пониженной изоляции или места утечки на землю в поврежденной жиле симметричной линии производится методом Муррея посредством измерения отношения сопротивлений жилы до места повреждения к сопротивлению шлейфа, по схеме с замкнутыми жилами на противоположном конце кабеля.

Прежде всего необходимо найти в кабеле “хорошую” жилу.

Для этого в режиме “Измерение Ri” прибором ПКМ-105 измеряется сопротивление изоляции всех жил кабеля, которые предполагается использовать при измерениях.

В качестве “хорошей” жилы выбирается та жила, которая имеет наибольшее сопротивление изоляции.

Далее нужно измерить сопротивление изоляции “хорошей” жилы Ri и поврежденной жилы Rп (жилы с пониженной изоляцией) и определить их отношение Кu.

Следует иметь в виду, что определение расстояния до места повреждения целесообразно проводить если величина Rп не превышает 20 МОм.

При этом переходное сопротивление до 10 МОм позволяет обеспечить погрешность определения расстояния не более 1% (в пределах от 0,1 до 1% — в зависимости от условий).

При более высоких значениях Rп погрешность увеличивается.

Если полученное отношение Кu удовлетворяет условию: Кu = Ri / Rп > 400, то для определения расстояния до места повреждения с паспортной точностью достаточно провести измерение с одного конца линии в режиме “Измерение Lx”.

При измерении Lx схема подключения прибора ПКМ-105 (РЕЙС-205) к кабелю имеет вид:

На рисунке позиция C может быть оболочкой кабеля или жилой, по отношению к которой понижено сопротивление изоляции поврежденной жилы B.

Позицией A на рисунке обозначена неповрежденная жила.

Жилы A и B соединены на конце между собой.

Измерение Lx производится прибором ПКМ-105 (РЕЙС-205) автоматически.

Причем под управлением встроенного микропроцессора сначала измеряется сопротивление Rs шлейфа жил A и B, а затем измеряются сопротивление Rx части шлейфа от начала кабеля до места понижения изоляции жилы B.

Затем автоматически вычисляется отношение:

К = Rx / Rs / 2 = 2Rx / Rs. (6)

Далее, используя погонное значение сопротивления жил Rо, автоматически вычисляется расстояние Lx до места повреждения:

Читайте так же:
Провод без кабель канала

Lx = L*K = (Rs/Rо)*(2Rx/Rs) = 2Rx/ Rо, (7)

где: L – полная длина линии, км;

R0 – погонное сопротивление, Ом/км;

Rx – сопротивление до места повреждения, Ом.

Полученное значение Lx отображается на экране прибора ПКМ-105 (РЕЙС-205) в метрах.

8. Учет величины Ku при определении расстояния

до места повреждения изоляции кабеля

В случае, когда сопротивление изоляции “хорошей” жилы также, как и поврежденной, понижено и величина Ku лежит в пределах: 3 < Ku< 400, для получения правильного результата при определении расстояния до места повреждения необходимо произвести измерения расстояния как с одного конца поврежденного кабеля, так и с другого конца.

Расстояние до места повреждения, в этом случае, можно определить по выражению:

Lx = L* Lx1 / (Lx1 + Lx2), (8)

где: Lx1 – расстояние до повреждения при измерении с первого конца линии;

Lx2 — расстояние до повреждения при измерении со второго конца линии;

Lx — расстояние до повреждения от первого конца линии по результатам двухсторонних измерений.

Испытание кабелей

Силовая кабельная линия — это линия для передачи электрической энергии, состоящая из одного или нескольких параллельных кабелей с соединительными. стопорными и концевыми муфтами (заделками) и крепежными деталями. В силовых кабельных линиях наиболее широко используются кабели с бумажной и пластмассовой изоляцией. Тип изоляции силовых кабелей и их конструкция влияют не только на технологию монтажа, но и на условия эксплуатации силовых кабельных линий. В особенности это касается кабелей с пластмассовой изоляцией. Так в результате изменяющихся при эксплуатации нагрузок и дополнительного нагрева, обусловленного перегрузками и токами короткого замыкания, в изоляции кабелей возникает давление от увеличивающегося при нагреве полиэтилена (поливинилхлорида), которое может растягивать экраны и оболочки кабелей, вызывая их остаточные деформацию. При последующем охлаждении вследствие усадки в изоляции образуются газовые или вакуумные включения, являющиеся очагами ионизации. В связи с этим будут изменяться ионизационные характеристики кабелей. Сравнительные данные по величине температурного коэффициента объемного расширения различных материалов, используемых в конструкциях силовых кабелей приведенные в таблице 1.

Таблица 1. Температурные коэффициенты объемного расширения материалов, применяемых в конструкции силовых кабелей

Температурный коэффициент объемного расширения на 1°С при 20°С

Полиэтилен высокого давления

0-50°С — 670 50-100°С — 1560-1650

При этом следует отметить, что наибольшая величина температурного коэффициента объемного расширения имеет место при температурах 75-125°С. соответствующего нагреву изоляции при кратковременных перегрузках и токах короткого замыкания.

Бумажная пропитанная изоляция жил кабелей имеет высокие электрические характеристики. продолжительные срок службы и сравнительно высокую температуру нагрева. Кабели с бумажной изоляцией лучше сохраняют свои электрические характеристики в процессе эксплуатации при возникавших частых перегрузах и связанных с этим дополнительных нагревах.

Для обеспечения длительной и безаварийной работы кабельных линий необходимо, чтобы температура жил и изоляции кабеля в процессе эксплуатации не превышала допустимых пределов.

Длительно допустимая температура токопроводящих жил и допустимый их нагрев при токах короткого замыкания определяются материалом изоляции кабеля. Максимально допустимые температуры жил силовых кабелей для различного материала изоляции жил приведены в табл. 2.

Таблица 2. Максимально допустимые температуры жил силовых кабелей

Напряжение кабеля, кВ

Длительно допустимая температура жил кабеля, РС

Допустимый нагрев жил при токах короткого замыкания, °С

Резиновая повышенной теплостойкости

Примечание: Допустимый нагрев жил кабелей из поливинилхлоридного пластиката и полиэтилена в аварийном режиме должен быть не более 80°С, из вулканизирующегося полиэтилена – 130°С.

Продолжительность работы кабелей в аварийном режиме не должна превышать 8 ч в сутки и 1000 час. за срок службы. Кабельные линии напряжением 6-10 кВ, несущие нагрузки меньше номинальных, могут кратковременно перегружаться при условиях, приведенных в табл. 3.

Таблица 3. Допустимые перегрузки по отношению к номинальному току кабельных линий напряжением 6-10 кВ

Коэффициент предварительной нагрузки

Допустимая перегрузка длительностью, час.

В трубах (в земле)

В трубах (в земле)

Примечание: Для кабельных линий, находящихся в эксплуатации более 15 лет, перегрузки должны быть понижены на 10%. Перегрузка кабельных линий на напряжение 20 ÷35 кВ не допускается.

Любая силовая кабельная линия помимо своего основного элемента — кабеля, содержит соединительные и концевые муфты (заделки), которые оказывают значительное влияние на надежность всей кабельной линии.

В настоящее время при монтаже, как концевых муфт (заделок) так и соединительных муфт широкое применение находят термоусаживаемые изделия из радиационно-модифицированного полиэтилена. Радиационное облучение полиэтилена приводит к получению качественно нового электроизоляционного материала, обладающего уникальными комплексами свойств. Так, его нагревостойкость возрастает с 80 °С до 300°С при кратковременной работе и до 150 °С при длительной. Этот материал отличается высокими физико-механическими свойствами: термостабильностью, хладостойкостью, стойкостью к агрессивным химическим средам, растворителями, бензину, маслам. На ряду со значительной эластичностью он обладает высокими диэлектрическими свойствами, сохраняющимися при весьма низких температурах. Термоусаживаемые муфты и заделки монтируют как на кабелях с пластмассовой, так и кабелях с бумажной пропитанной изоляцией.

Читайте так же:
Выключатель для подсветки столешницы

Проложенный кабель подвергается воздействию агрессивных компонентов среды, которые обычно являются разбавленными в той или иной степени химическими соединителями. Материалы, из которых изготовлены оболочка и броня кабелей, имеют разную коррозийную стойкость.

Свинец устойчив в растворах, содержащих серную, сернистую, фосфорную, хромовую и фторно-водородную кислоты. В соляной кислоте свинец устойчив при ее концентрации до 10%.

Наличие хлористых и сульфатных солей в воде или почве вызывает резкое торможение коррозии свинца. поэтому свинец устойчив в солончаковых почвах морской воде.

Азотно-кислотные соли (нитраты) вызывают сильную коррозию свинца. Это весьма существенно, так как нитраты образуются в почве в процессе микробиологического распада и вносятся в нее в виде удобрений. Почвы по степени возрастания их агрессивности по отношению к свинцовым оболочкам можно распределить следующим образом:

а) солончаковые; б) известковые; в) песчаные; г) черноземные; д) глинистые; е) торфяные.

Углекислота и фенол значительно усиливает коррозию свинца. Свинец устойчив в щелочах.

Алюминий устойчив в органических кислотах и неустойчив в соляной, фосфорной, муравьиной кислотах. а также в щелочах. Сильно агрессивное действие на алюминий оказывают соли, при гидролизе которых образуются кислоты или щелочи. Из нейтральных солей (рН=7) наибольшей активностью обладают соли, содержащие хлор, так как образующиеся хлориды разрушают защитную пленку алюминия, поэтому наиболее агрессивными для алюминиевых оболочек являются солончаковые почвы. Морская во да, главным образом из-за наличия в ней ионов хлора, также является для алюминия сильно агрессивной средой. В растворах сульфатов, нитратов и хромов алюминий достаточно устойчив. Коррозия алюминия значительно усиливается при контакте с более электроположительным металлом, например свинцом, что, имеет место при установке соединительных муфт, если не принято специальных мер.

При монтаже свинцовой соединительной муфты на кабеле с алюминиевой оболочкой образуется контактная гальваническая пара свинец-алюминий, в которой алюминий является анодом, что может вызвать разрушение алюминиевой оболочки через несколько месяцев после монтажа муфты. При этом повреждение оболочки происходит на расстоянии 10-15 см от шейки муфты, т.е. на том месте, где с оболочки при монтаже снимаются защитные покровы. Для устранения вредного действия подобных гальванических пар муфту и оголенные участки алюминиевой оболочки покрывают кабельным составом марки МБ-70(60), разогретом до 130 °С, и сверху накладывают липкую поливинилхлоридную ленту в два слоя с 50%-ным перекрытием. Поверх липкой ленты накладывают слой просмоленной ленты с последующим покрытием ее битумным покровным лаком марки БТ-577.

Поливинилхлоридный пластикат негорюч, обладает высокой стойкостью против действия большинства кислот, щелочей и органических растворителей. Однако его разрушают концентрированные серная и азотная кислоты, ацетон и некоторые другие органические соединения. Под воздействием повышенной температуры и солнечной радиации поливинилхлоридный пластикат теряет свою пластичность и морозостойкость.

Полиэтилен обладает химической стойкостью к кислотам, щелочам, растворам солей и органическим растворителям. Однако полиэтилен под воздействием ультрафиолетовых лучей становится хрупким и теряет свою прочность.

Резина, применяемая для оболочек кабелей, хорошо противостоит действию масел, гидравлических и тормозных жидкостей, ультрафиолетовых лучей, а также микроорганизмов. Разрушающие действуют на резину растворы кислот и щелочей при повышенных температурах.

Броня, изготавливаемая из низко углеродной стали, обычно разрушается намного раньше, чем начинает коррозировать оболочка. Броня сильно коррозирует в кислотах и весьма устойчива в щелочах. Разрушающее действуют на нее сульфатвосстанавливаю щие бактерии, выделяющие сероводород и сульфиды.

Покровы из кабельной пряжи и битума практически не защищают оболочку от контакта с внешней средой и довольно быстро разрушаются в почвенных условиях.

Электрохимическая защита кабелей от коррозии осуществляется путем катодной поляризации их металлических оболочек, а в некоторых случаях и брони, т.е. накладыванием на последние отрицательного потенциала. В зависимости от способа электрической защиты катодная поляризация достигается присоединением к оболочкам кабелей катодной станции, дренажной и протекторной защиты. При выборе способа защиты учитывается основной фактор, вызывающий коррозию в данных конкретных условиях.

Марка силового кабеля характеризует основные конструктивные элементы и область применения кабельной продукции.

Буквенные обозначения конструктивных элементов кабеля приведены в табл. 4.

Таблица 4. Буквенные обозначения конструктивных элементов кабеля

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector