Расчет конструкции силового кабеля на напряжение (стр. 9 из 15)

, (4.2.2)

где

– диэлектрическая проницаемость изоляции Ф/м – диэлектрическая постоянная, –длина кабеля.

нФ.

Индуктивность жилы при замкнутых оболочках на землю, [10]:

(4.2.3)

– расстояние между осями жил, мм

– радиус жилы, мм

Кабели расположены треугольником и касаются друг друга:

мм, где – диаметр кабеля

мкГн

Кабели расположены в горизонтальной плоскости на расстоянии

:

мм

мкГн

Диэлектрические потери в изоляции, [10]:

^, (4.2.4)

где ω=2πf – угловая частота переменного тока

tgδ=0,0004 тангенс диэлектрических потерь изоляции

фазное напряжение, В

емкость изоляции, Ф/м

Вт/м.

4.3 Потери полезной энергии в металлических оболочках кабеля

Потери в металлическом экране.

Отношение потерь в экране

к потерям в жиле , [10]:

, (4.3.1)

где

электрическое сопротивление экрана, Ом/м

электрическое сопротивление жилы постоянному току, Ом/м

– коэффициент взаимной индукции,

– магнитная проницаемость

– магнитная постоянная, Гн/м[10]

расстояние между осью жилы кабеля и металлического экрана соседнего кабеля, мм

r_э – радиус по экрану, мм

мм. (4.3.2)

, (4.3.3)

где

– удельное сопротивление меди при 20 ⁰С

– сечение экрана,

Ом

5. Тепловой расчёт кабеля

5.1 Расчёт тепловых сопротивлений конструктивных элементов и окружающей среды

Тепловое сопротивление экрана по жиле, [10]:

(5.1.1)

где σ_из=3,5 (

·м²/Вт) – удельное термическое сопротивление сшитого полиэтилена [12],

– радиус жилы.

– радиус кабеля по экрану жилы, мм

·/Вт

Тепловое сопротивление изоляции:

, (5.1.2)

где σ_из=3,5 (

·м²/Вт) – удельное термическое сопротивление сшитого полиэтилена

– радиус кабеля по изоляции, мм

/Вт

Тепловое сопротивление экрана по изоляции:

(5.1.3)

– радиус по экрану изоляции.

где σ_э.и=3,5 (

·м²/Вт) – удельное термическое сопротивление сшитого полиэтилена

·м / Вт

Тепловое сопротивление полупроводящей водонабухающей ленты:

(5.1.4)

где σ_в.л=6 (

·м²/Вт) – удельное термическое сопротивление полупроводящей водонабухающей ленты

– радиус по полупроводящей водонабухающей ленте.

·м / Вт

Медный экран имеет тепловое сопротивление Sэк, которое много меньше, чем тепловые сопротивления иных элементов конструкции кабеля, поэтому не учитывается.

Тепловое сопротивление водонабухающей ленты:

(5.1.5)

где σ_в.л=6 (

·м²/Вт) – удельное термическое сопротивление водонабухающей ленты

– радиус по металлическому экрану.

– радиус по водонабухающей ленте.

·м / Вт

Тепловое сопротивление оболочки:

(5.1.6)

– радиус по наружной оболочке (радиус кабеля)

·м / Вт

( ·м²/Вт) – удельное термическое сопротивление полиэтилена

Тепловое сопротивление воздуха:

Критерий Грасгофа, [10]:

^, (5.1.7)

где

наружный диаметр кабеля, мм

ускорение свободного падения

кинематическая вязкость воздуха, м²/с, табл.

перепад температуры между поверхностью кабеля и окружающей средой,

коэффициент температурного расширения воздуха, 1/К

^, (5.1.8)

где

средняя температура воздуха, К

^, (5.1.9)

где

- температура окружающей среды

^, (5.1.10)

где

- температура поверхности кабеля,