Кабели на напряжения от 110 кВ и более работают с заземленной нейтралью, поэтому при однофазном коротком замыкании на землю происходит отключение и напряжение на фазах не может быть больше фазного[10].
кВ (3.2.3) (3.2.4) – радиус экрана по жиле – радиус по изоляции кВ/мм – допустимая напряженность электрического поля на жиле мм (3.2.5)Толщина изоляции:
Dиз =r2 – r1=32,25–14,25=18 мм
Зависимость напряженности электрического поля в изоляции от радиуса:
. (3.2.6)Результаты вычислений сведены в таблицу 6. По данным таблицы построен график зависимости напряженности от радиуса рис. 13.
Таблица 6. Распределение напряженности электрического поля в изоляции от радиуса
r, мм | E, кВ/мм |
14,25 | 6,28 |
16 | 5,59 |
18 | 4,97 |
20 | 4,47 |
22 | 4,06 |
24 | 3,73 |
26 | 3,44 |
28 | 3,19 |
30 | 2,98 |
32 | 2,79 |
32,25 | 2,77 |
Рис. 13. Распределение напряженности электрического поля в изоляции кабеля
3.3 Защитные покровы
Расчет диаметра кабеля:
На изоляцию накладывается экран из экструдированного полупроводящего сшитого полиэтилена толщиной 0,8 мм.
– радиус по экрану изоляции.На экран по изоляции накладывается полупроводящая водонабухающая лента толщиной 0,3 мм
– радиус по полупроводящей водонабухающей ленте. , (3.3.3) – толщина полупроводящей водонабухающей ленты. мм. (3.3.4)Затем накладывается экран, состоящий из медных проволок диаметром 1,4 мм, поверх которых спирально наложена медная лента толщиной 0,1 мм. Ширина ленты 8 мм.
– радиус по металлическому экрану. , (3.3.5) – диаметр медной проволоки экрана, – толщина медной ленты экрана. мм. – количество проволок.Выразим количество проволок через диаметр про волоки и зазор между ними:
(3.3.7) – средняя длинна окружности проходящая через центр проволок, мм – зазор между проволоками, мм (3.3.8) (3.3.9) – средний радиус, расстояние то центра жилы до центра проволоки экрана. мм (3.3.10) мм ммНа экран накладывается слой из водонабухающей ленты толщиной 0,35 мм:
– радиус по водонабухающей ленте.Далее накладывается полиэтиленовая оболочка толщиной 4 мм:
– радиус по наружной оболочке. , (3.3.12) – толщина оболочки. мм.Диаметр кабеля:
, – радиус кабеля. (3.3.13) мм.4. Расчет электрических параметров кабеля
4.1 Сопротивление токопроводящей жилы постоянному и переменному току
Сопротивление токопроводящей жилы постоянному току [10]:
(4.1.1)где
– удельное сопротивление меди при 200С,l – длина жилы;
– сечение жилы, мм2 3,93·10–3 1/0С – температурный коэффициент сопротивления, [10]. – максимальная допустимая рабочая температура, табл. – коэффициент укрутки. Ом.Сопротивление жилы переменному току[10]:
~ , (4.1.2)где уп =f(x) – коэффициент, учитывающий поверхностный эффект
yб=f(x) – коэффициент, учитывающий эффект близости [10]:
, , (4.1.3)где h – расстояние между осями кабелей, dж – диаметр жилы.
Приближенные формулы (3.28) справедливы для x<2,8, [10].
(4.1.4)где
50 Гц – частота переменного токаk=1 – коэффициент, зависящий от конструкции ТПЖ, табл.
мм,где
радиус кабеля, мм Ом4.2 Диэлектрические потери в изоляции, сопротивление изоляции, электрическая емкость кабеля, индуктивность жилы при замкнутых оболочках на землю
Сопротивление изоляции кабеля, [10]:
где
, - удельное объёмное сопротивление изоляции, [10] радиус экрана по жиле, мм радиус по изоляции, мм – длина кабеля, м ОмЭлектрическая емкость кабеля, [10]: