О=∆UэА=ZжэIжА+ZкIжВ+ZкIжС (2.18)
Иными словами, фазы В и С могли бы полностью компенсировать ток в экране фазы А лишь только в том случае, когда они влияли бы на ток экрана фазы А так же хорошо, как это делает ток жилы фазы А.
Итак, токи и напряжения в экранах группы однофазных кабелей зависят от расстояния между кабелями, снижаясь с уменьшением этого расстояния. Размещать соседние кабели вплотную друг к другу нежелательно исходя из вопросов живности охлаждения кабеля. Поэтому заметные токи и напряжения в экранах присущи всем трехфазным группам однофазных кабелей в том случае, когда экраны заземлены с обоих концов кабеля.
Радикальными же способами снижения токов в экранах могут быть названы:
- применение трехфазных кабелей вместо однофазных;
- частичное разземление экранов;
- заземление экранов по концам кабеля с одновременным применением транспозицией экранов.
Частичное разземление экранов.
Самый простой способ борьбы с токами в экранах - это разземление экрана в одном из концов кабеля, как это показано на рис.2.5 В случае разземления экрана на его незаземленном конце относительно земли в нормальном режиме и при коротких замыканиях будет напряжение промышленной частоты. Пусть Uэ- наибольшее из всех режимов напряжение на экране относительно земли.
Рис. 2.5 Схема соединения экранов группы из трех однофазных кабелей в случае ,когда экран заземлен только с одной стороны.
Если для конкретного кабеля исключено прикосновение человека к экрану, то в качестве допустимого напряжения на экране можно принять то напряжение, которое отвечает прочности изоляции экрана, т.е. во всех режимах кабеля, имеющего незаземленный конец экрана, должно выполняться условие
Uэ < Uэдоп-1
где Uэдоп-1- допустимое напряжение промышленной частоты для изоляции экрана с точки зрения ее прочности.
Предположим, что в схеме рис. 2.5 имеет место превышение напряжением экрана допустимого значения. В этом случае можно предложить разделить экран кабеля на К несоединенных друг с другом секций равной длины, в каждой из которых экран заземлить лишь один раз (см. рис. 2.6, где показано К=2).
Рис 2.6. Схема соединения экранов группы из трех однофазных кабелей в случае, когда экран разделен на секции, заземленные один раз.
При большом числе секций К схема рис.2.6 теоретически эффективна, но практически трудно реализуема. Дело в том, что если по концам кабельной линии. как правило, имеются заземляющие устройства, к которым можно присоединить экраны кабеля, то на трассе таких устройств нет, и их надо предусматривать тем большем количестве, чем больше К. Поэтому более удобной следует признать схему рис. 2.7, которая:
- требует меньшего количества заземляющих устройства;
- безопаснее для персонала.
Рис. 2.7 Схема соединения экранов группы из трех однофазных кабелей в случае, когда экран разделен на две секции, заземленные один раз со стороны концевых подстанций
С учетом справочных данных определим расчетные параметры кабеля и сведем их в таблицу.
Таблица 2.5 Данные для расчета параметров кабеля ПвВнг
|
Величина |
(150х1) |
(185х1) |
(240х1) |
|
внешний радиус жилы, r1 м |
8 • 10-3 |
9 • 10-3 |
10 • 10-3 |
|
внутренний радиус экрана, r2 м |
19,3 • 10-3 |
20,3 • 10-3 |
21,3 • 10-3 |
|
внешний радиус экрана, r3 м |
19,5 • 10-3 |
20,5 • 10-3 |
21,5 • 10-3 |
|
внешний радиус кабеля, r4 м |
21 • 10-3 |
22 • 10-3 |
23• 10-3 |
|
относительная диэлектрическая проницаемость изоляции между жилой и экраном, εг (о.е.) |
24 |
24 |
24 |
|
относительная диэлектрическая проницаемость изоляции экрана, ε2 (о.е.) |
24 |
24 |
24 |
|
расстояние между осями соседних фаз в случае расположения в вершинах равностороннего треугольника, S м |
42 • 10-3 |
44 • 10-3 |
46 • 10-3 |
|
глубина заложения кабеля, h м |
1 |
1 |
1 |
|
длина кабеля, м |
260 |
140 |
50 |
|
частота напряжений и токов,F Гц |
50 |
50 |
50 |
|
удельное сопротивление материала, рж и рэ (Ом • м) |
2 •10-8 |
2 •10-8 |
2 •10-8 |
|
Сечение жилы, Fж м2 |
0,15 •10-3 |
0,185 •10-3 |
0,24 •10-3 |
|
Сечение экрана, F3 м2 |
0,025 • 10-3 |
0,025 • 10-3 |
0,025 • 10-3 |
|
Абсолютная магнитная проницаемость вакуума, μо Гн/м |
12,56 • 10-7 |
12,56 • 10-7 |
12,56 • 10-7 |
|
Круговая частота напряжений и токов, ω рад/с |
314 |
314 |
314 |
Таблица 2.6 Основные электрические параметры кабеля ПвВнг
|
Величина |
(1х150) |
(1х185) |
(1х240) |
|
Активное сопротивление жилы(Ом/м) Rж=ρ. |
1,3 • 10-4 |
1,1 • 10-4 |
0,83 • 10-4 |
|
Активное сопротивление экрана(Ом/м) Rэ=ρ. |
8 • 10-4 |
8 • 10-4 |
8 • 10-4 |
|
Активное сопротивление земли(Ом/м) Rз=.μо.f |
4,92 • 10-5 |
4,92 • 10-5 |
4,92 • 10-5 |
|
Собственная индуктивность жилы(Гн/м) Lж= |
2,6 • 10-6 |
2,6 • 10-6 |
2,6 • 10-6 |
|
Эквивалентная глубина (м) Dз |
3566 |
3566 |
3566 |
|
Собственная индуктивность экрана(Гн/м) Lэ= |
2,4 • 10-6 |
2,4 • 10-6 |
2,4 • 10-6 |
|
Взаимная индуктивность между жилой (экраном) и соседним кабелем(Гн/м) Мк= |
18 • 10-7 |
18 • 10-7 |
18 • 10-7 |
|
Взаимная индуктивность между жилой и экраном одного и того же кабеля. Мжэ= |
3,2 • 10-6 |
3,2 • 10-6 |
3,2 • 10-6 |
|
Емкость между жилой и экраном(Ф/м) Сжэ= |
1,51 • 10-10 |
1,64 • 10-10 |
1,76 • 10-10 |
|
Емкость между экраном и землей(Ф/м) Сэ= |
18 • 10-10 |
19 • 10-10 |
19,8 • 10-10 |
В таблице 2.7 представлены расчеты собственных и взаимных погонных сопротивлений кабеля.
Таблица 2.7 Собственные и взаимные погонные сопротивления кабеля
|
Величина |
Формула |
ПвВнг(1х150) |
ПвВнг(1х185) |
ПвВнг(1х240) |
|
Собственное сопротивление жилы (Ом / м) |
Z*ж = R*3+R*ж+j.ω.L*ж |
0,83.10-3 |
0,83.10-3 |
0,83.10-3 |
|
Собственное сопротивление экрана (Ом / м) |
Z*э = R*з + R*э + j.ω.L*э |
1,16.10-3 |
1,11.10-3 |
1,08.10-3 |
|
Взаимное сопротивление жилы (экрана) и соседнего кабеля (Ом / м) |
Z*к=R*з+ j.ω.М*к |
5,67.10-4 |
5,67.10-4 |
5,67.10-4 |
|
Взаимное сопротивление между жилой и экраном одного и того же кабеля (Ом / м) |
Z*жэ= R*3+ j.ω.М*эж |
1.10-3 |
1.10-3 |
1.10-3 |
При определении параметров кабеля (табл. 2.6-2.7) были сделаны следующие допущения:
- геометрия расположения в пространстве трехфазной системы кабелей такова, что s » гЗ;
Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8
