1. Изчисляване на индуцираното напрежение на мощностната честота на метална обвивка на едножилен кабел
Когато сърцевината на едножилния кабел преминава през ток, под действието на променливото електрическо поле, металният екраниращ слой трябва да предизвика определена електродвижеща сила. Когато трижилният кабел има балансиран товар, векторът на трифазния ток и индуцираният потенциал върху нулевия метален екран се наслагват до нула, така че двата края могат да бъдат заземени. Между всяка фаза на едножилния кабел има определено разстояние и индуцираният потенциал не може да бъде отменен. Големината на индуцираното напрежение на металния екраниращ слой е пропорционална на дължината на кабела и тока на натоварване на сърцевината и също е свързана с централното разстояние на кабелната подредба и средния диаметър на металния екраниращ слой.
1. Когато кабелите са подредени в равностранен триъгълник, индуцираното напрежение на единица дължина на металния екран може да се изчисли по следната формула:
Формула 1 I---Ток на натоварване, S---Разстояние между центъра на кабела, D---Среден диаметър на металния екраниращ слой на кабела
Като вземем за пример YJSY-8.7/15kV-1×300 mm, 2 едножилен кабел, средният диаметър на екраниращия слой на кабела е 40 mm, а дебелината на PVC обвивката е 3,6 mm. Когато кабелите са подредени във формата на "щифт" и товарният ток е 200A, кабелът се изчислява като кабел. Индуцираното напрежение на обвивката е 10,7 волта на километър. 2. Когато трифазните кабели са подредени хоризонтално, разстоянието между кабелите е еднакво и индуцираното напрежение на единица дължина на металния екран може да се изчисли, както следва:
Формули 2, 3 и 4 Когато трифазните кабели са подредени хоризонтално и другите условия са същите като 1, индуцираното напрежение на страничната фаза е 16,9 волта на километър, а индуцираното напрежение на средната фаза е 10,7 волта на километър; когато кабелното разстояние е 200 mm, се изчислява, че индуцираното напрежение на страничната фаза е 36,1 волта на километър, а индуцираното напрежение на средната фаза е 31 волта на километър. Индуцираното напрежение на страничната фаза е по-високо от индуцираното напрежение на средната фаза.
От горното изчисление може да се види, че:
(1) Когато дължината на кабела и работният ток са големи, индуцираното напрежение може да достигне голяма стойност.
(2) Когато кабелите са подредени в плътен триъгълник, индуцираното напрежение е най-малко. Когато разстоянието между кабелите се увеличи и относителната позиция се промени, индуцираното напрежение ще се промени съответно. В допълнение, полагането на многоверижни кабели по една и съща пътека също ще повлияе на индуцираното напрежение.
2. Измерване и анализ на циркулиращия ток на екраниращия слой
Когато двата края са директно заземени, в екраниращия слой ще се генерира циркулиращ ток поради напрежението на електромагнитната индукция. Размерът на циркулиращия ток е свързан главно с импеданса на собствената индуктивност и импеданса на взаимната индуктивност на екраниращия слой. Тоест, това е свързано със съпротивлението на екраниращия слой, диаметъра, разстоянието на кабелите и т.н.
В момента единствената дължина на 300 mm2 едножилен кабел, използван в Далиан, е повече от 200 километра. Методът на полагане на кабела е предимно директно погребване и защитен с бетонни канали. Всички метални екраниращи слоеве са заземени в двата края. Линията, измерена по-долу, е основната линия на кабела, положен по Jiefang Road. Трифазният кабел е свързан във формата на "щифт" с кабелна връзка на всеки 3-3.5 метра, а някои от жилата между двете точки на свързване са разпръснати и разположени хоризонтално. Два кабела са положени един до друг във всеки бетонен резервоар. Измерихме циркулиращия ток на кабелния екраниращ слой на Jiefang Road. Измерените стойности на циркулиращия ток са показани в таблицата по-долу.
Формуляр 1 Т
способен 1. Таблица 1 Име на линия Victory Line Honggang Line Taoyuan Line Lingqian Line
Ток на натоварване (A) 160 50 100 140
Дължина на кабела (m) 125 125 298 1059 стойност на циркулиращия ток (A/B/C)
(A) 23/26/28 10/9/10 10/11/11 16/17/16
От измерената стойност може да се види, че циркулиращият ток достига 10-20 процента от тока на натоварване. Наличието на циркулиращ ток на екраниращия слой кара екраниращия слой да се нагрява и да губи мощност, което намалява капацитета на предаване на кабела. Следователно е необходимо да се вземат мерки за намаляване или премахване на този циркулиращ ток.
Измерената стойност също отразява, че стойността на циркулиращия ток не се увеличава абсолютно с увеличаването на дължината на кабела и тока на натоварване. Това показва, че влиянието на трижилното разположение на кабела върху индуцираното напрежение не може да бъде пренебрегнато.
3. Избор на метод за заземяване на метална екранировка
1. Използвайте метода на директно заземяване в двата края
Когато двата края на металната обвивка на 10 kV едножилен кабел са заземени, циркулиращият ток не е твърде голям, тъй като импедансът на обвивката не е толкова малък, колкото този на кабели над 35 kV. Според съответната информация, когато двата края на кабел за високо напрежение над 35 kV са заземени, циркулиращият ток на обвивката може да достигне 50 процента -90 процента от тока на сърцевината, което ще доведе до нагряване на обвивката и сериозно намаляване на тоководещия капацитет на кабела. Има повече строителен опит в начина на заземяване на двата края на металната обвивка на 10kV едножилен кабел. Има много кабелни вериги от 10 kV и директното заземяване намалява конфигурацията и поддръжката на спомагателното оборудване и също така е по-безопасно за операторите. Следователно използването на заземяване в двата края има определени предимства. Продължете да използвате метода на директно заземяване в двата края и индуцираното напрежение на обвивката трябва да бъде намалено възможно най-много, за да може загубата в линията да достигне приемливо ниво за работа. По-ефективният начин е трифазните жила да са близо до равностранния триъгълник. След като кабелите са положени, завържете ги с неферомагнитни кабелни връзки на всеки 1 метър.
2. Метод за заземяване на единия край Заземяването на единия край означава, че металният екран на единия край на кабелната линия е директно заземен, а металният екран на другия край е отворен към земята и не е свързан помежду си. Обикновено той трябва да бъде заземен в единия край на свързващия край на въздушната линия, за да се намали пренапрежението, когато линията е ударена от мълния. След като единият край е заземен, циркулиращият ток на обвивката може да бъде елиминиран и загубата в линията може да бъде намалена. Отворените краища обаче имат индуцирани напрежения по време на нормална работа. По време на удари на мълнии и операции, високи импулсни пренапрежения могат да възникнат в отворените краища на металните щитове. Когато възникне авария с късо съединение в системата и токът на късо съединение протича през проводника на сърцевината, индуцирано напрежение с висока мощност може също да се появи в незаземения край на металния щит. Когато външната обвивка на кабела не може да издържи на това пренапрежение и се повреди, това ще доведе до многоточково заземяване на металната обвивка. Следователно този метод трябва да се използва, когато разстоянието на линията е малко и нормалното индуцирано напрежение на всяко незаземено място върху металната обвивка е малко.
3. Единият край е заземен, а другият край е заземен от протектор на обвивката. За да се предотврати пренапрежението в отворения край на металния екран да проникне във външната обвивка, когато единият край на металния екран е заземен, инсталирането на предпазител на обвивката в отворения край е ефективна мярка за ограничаване на пренапрежението на обвивката. Протекторите показват по-висока устойчивост при нормални условия на работа. Когато има импулсно пренапрежение върху обвивката, протекторът оказва малко съпротивление. По това време напрежението, действащо върху металната обвивка, е остатъчното напрежение на протектора.
IV. ЗАКЛЮЧЕНИЯ И ПРЕПОРЪКИ
1. В големите градове и икономически развитите градове, където плътността на натоварване е висока и 10KV трижилен 240mm2XLPE изолиран кабел не може да отговори на изискванията за капацитет на захранване, трябва да се използват едножилни кабели от 300, 400, 500 mm2 и повече за увеличаване капацитета на захранването. Металният екраниращ слой на едножилния кабел трябва да приеме структура от рядко навита медна жица и неговото напречно сечение се определя според стойността на двуфазния ток на късо съединение в различни точки на инсталационната система. Dalian е 35 mm2 меден проводник. Използването на едножилни кабели може значително да намали броя на фугите в линията и да промени трифазните фуги в еднофазни фуги, което прави уплътняването на фугите по-лесно и по-надеждно.
2. Като се има предвид намаляването на индуцираното напрежение на металния екран или намаляването на циркулиращия ток, едножилният кабел трябва да бъде подреден в равностранен триъгълник с външната обвивка близо една до друга, а изолираният от XLPE кабел с напречно сечение на проводника от 240 mm2 - 300 mm2 трябва да се закрепят с немагнитни ленти на интервали от 1M. За участъци от 400 mm2 и повече интервалът на затягане може да бъде подходящо увеличен, но дебелината или ширината на кабелната връзка трябва да бъде усилена. Близо до разположението на равностранен триъгълник, то е по-подходящо за подреждане на кабели върху кабелни канали или тунелни опори.
3. От съображение за елиминиране на загубата на циркулиращ ток и ненамаляване на токопреносимостта на кабела, трябва да се препоръчва методът за заземяване на единия край на металния екраниращ слой на кабела.
4. Единият край на металния екраниращ слой е заземен и изчисленото и измерено индуцирано напрежение на незаземения край не трябва да надвишава 50 V; ако е по-голямо от 50V, трябва да се монтира протектор на обвивката.
5. За директно погребване, особено когато нивото на подземните води е високо, трябва да се използва PE външна обвивка или друга еластомерна смес (неопрен, хлоросулфониран полиетилен или подобна полимерна основа), код (SE)).
