28 As Как уже упоминалось, адиабатическое уравнение предполагает, что во время короткого замыкания от кабеля не отводится тепло.При расчетах на безопасность, в некоторых ситуациях, особенно при большей продолжительности короткого замыкания, есть потенциал, чтобы избежать проблем с меньшим поперечным сечением. В этих случаях можно произвести более точный расчет.

Учет неадиабатических эффектов сложнее. Если нет какого-либо драйвера, использовать адиабатические уравнения просто проще. Доступно программное обеспечение для учета неадиабатических эффектов, однако с этим связаны затраты, время и сложность.

МЭК также публикует стандарт, который имеет дело с неадиабатическими уравнениями:

• IEC 60949 «Расчет термически допустимого тока короткого замыкания с учетом неадиабатических эффектов нагрева».

Метод, принятый в МЭК 60949, заключается в использовании адиабатического уравнения и применении коэффициента для учета неадиабатических эффектов:

I = εIAD

I — допустимый ток короткого замыкания, А (или кА)

I _AD — адиабатический расчетный допустимый ток короткого замыкания, А (или кА)

ε — коэффициент, учитывающий отвод тепла от кабеля

Основная часть стандарта IEC 60949 касается расчет ε .

Помимо прямого нагрева от токов короткого замыкания, другие соображения включают:

• электромеханическое напряжение и уровни повреждения, достаточно большие, чтобы вызвать отказ кабеля
• производительность соединения и концевой заделки при повреждении условия

Хотя в большинстве случаев отсутствие нагревающего эффекта не является серьезным, могут возникнуть ситуации, когда он может представлять опасность для кабеля или оборудования / персонала в непосредственной близости.

• [1]. BS 7671 — Требования к электроустановкам . 17-е изд. Соединенное Королевство: IEE; 2008.
• [2] IEC 60364-5-54 Электроустановки низкого напряжения — Часть 5-54: Выбор и монтаж электрического оборудования — Устройства заземления и защитные проводники . 3-е изд. IEC; 2011.

Важные критерии и различия между странами — RatedPower

Расчет мощности вашей установки с использованием правильного стандарта кабеля будет обязательным условием для правильного определения размеров и конфигурации электрической части вашей установки.

Хотя определение размера кабеля может показаться менее важным в процессе проектирования вашей солнечной электростанции, поскольку другое традиционное программное обеспечение для настольных ПК даже не выполняет этот анализ, мы в RatedPower знаем, что кабели могут иметь огромное влияние на затраты и эффективность система.

Как выбрать кабель стандарт

Выбор правильного размера кабеля для вашего региона и знание их ограничений и требований будет иметь важное значение при проектировании вашего объекта и адаптации к наилучшей возможной LCOE станции.В итоге, согласно IRENA [PDF], затраты на прокладку кабелей, проводку и электромонтаж составляют в среднем 10% от общих затрат солнечной электростанции (примерно 2200 долларов США / кВт), поэтому планирует заранее достичь максимальной мощности и конфигурация потенциально может снизить общую стоимость.

В действительности стандарты кабеля могут быть более или менее строгими в зависимости от условий эксплуатации сети, поэтому давайте внимательнее рассмотрим их различия и проанализируем, как работает pvDesign.

Для расчета минимального поперечного сечения, необходимого при выборе кабеля, обычно используются три критерия, обеспечивающие его правильную работу:

• Допустимая нагрузка по току: максимально допустимый ток в условиях эксплуатации кабеля.
• Падение напряжения: максимально допустимое падение напряжения. Несоблюдение этого критерия не помешает правильной работе кабеля, но будет означать увеличение потерь установки.
• Повышение температуры короткого замыкания: ограничит потери энергии, которые могут возникнуть во время короткого замыкания, и, следовательно, максимальную температуру, которую может достичь кабель.

Для выполнения каждого критерия потребуется минимальное сечение, а наиболее ограничительное будет определять сечение, которое будет определять размер кабеля. Для расчета сечения, которое удовлетворяет каждому критерию, существуют стандарты, которые устанавливают шаги, которым необходимо следовать, и эксплуатационные пределы кабелей для каждого из них. Эти стандарты будут основаны на типичных условиях эксплуатации географической области, к которой они относятся, и могут иметь более или менее строгие ограничения при выборе размеров кабелей.

Ниже приведены руководящие принципы, которым обычно следуют различные стандарты, чтобы соответствовать этим критериям, и наиболее заметные различия, которые могут существовать для каждого из них. В этой статье мы использовали функциональность pvDesign, которая позволяет подбирать кабели фотоэлектрической установки в соответствии с четырьмя различными стандартами: IEC, NEC, австралийскими стандартами и китайскими стандартами.

Максимальный ток

Чтобы узнать максимально допустимый ток для кабеля с заданным поперечным сечением, необходимо знать следующие параметры:

• Структура кабеля : материал жилы, изоляция и количество жил на фазу.
• Прокладка кабеля : метод прокладки кабеля (лоток, заглубленный или другой), расстояние между цепями и глубина прокладки кабеля (если применимо).
• Условия эксплуатации кабеля : температура окружающей среды, температура почвы и удельное сопротивление (если применимо) и другие рабочие условия, которые могут повлиять на размер (например, расстояние до других элементов установки или область применения).

При расчете максимально допустимого тока для данного сечения кабеля разные стандарты обычно используют одну и ту же структуру:

• Максимально допустимый эталонный ток определяется конструкцией кабеля, типом прокладки кабеля и эталонными условиями в соответствии со страной применения стандартов (как для окружающей среды, так и для установки).
• Когда известен максимально допустимый эталонный ток, необходимо получить поправочные коэффициенты, которые регулируют максимально допустимый ток в соответствии с реальными условиями эксплуатации. Эти факторы будут учитывать как тип установки, так и условия эксплуатации кабеля.

Этот критерий налагает ограничение в основном на более короткие кабели, как это может быть в случае струнных или низковольтных кабелей в фотоэлектрических установках.

Чтобы оценить различные стандарты и узнать различия, которые может иметь каждый из них, мы приступили к оценке минимального сечения, необходимого для установки 6 однополюсных алюминиевых кабелей низкого напряжения постоянного тока с изоляцией из сшитого полиэтилена (или XHHN для стандартов NEC) с рабочим током 100 А на глубине 0.2 м без разделения, с температурой почвы 10ºC и удельным сопротивлением почвы 2,0 К-м / Вт. Полученные результаты представлены в следующей таблице:

Из этих результатов можно увидеть важность учета реальных условий эксплуатации кабеля и то, как каждый стандарт может иметь более или менее строгие ограничения. Что касается оцененных стандартов, можно видеть, что китайский стандарт будет наименее строгим , где для определения размеров кабеля можно использовать меньшую секцию.

Падение напряжения

Чтобы узнать падение напряжения, которое может произойти на трассе кабеля, необходимы следующие параметры:

• Структура кабеля: сечение, материал жилы и изоляция. Последние два параметра определяют сопротивление и реактивное сопротивление кабеля.
• Длина кабеля: чем длиннее кабель, тем больше падение напряжения. Следовательно, этот стандарт будет ограничивающим критерием для более длинных кабелей, как это может быть в случае кабелей среднего напряжения в фотоэлектрической установке.
• Условия эксплуатации кабеля: рабочее напряжение и ток.

Для расчета этого значения различные стандарты обычно согласованы, обеспечивая значение сопротивления и реактивного сопротивления в зависимости от материала проводника и изоляции кабеля, которые вместе с длиной кабеля, рабочим током и напряжением будут определить минимальное поперечное сечение, необходимое для того, чтобы падение напряжения было ниже требуемого значения. Как упоминалось ранее, несоответствие этому критерию не помешало бы правильной работе кабеля, но означало бы увеличение потерь установки .

Повышение температуры короткого замыкания

Что касается расчета падения напряжения, то для расчета минимального поперечного сечения, необходимого для обеспечения того, чтобы температура кабеля не превышала предел температуры кабеля в условиях короткого замыкания, необходимо знать конструкцию кабеля. Кроме того, чтобы узнать это значение, будут использоваться условия эксплуатации кабеля и короткого замыкания.

Из конструкции кабеля будет получена константа, которая вместе с током короткого замыкания и продолжительностью короткого замыкания будет определять минимальное необходимое поперечное сечение, чтобы не превышалась максимальная температура, допускаемая изоляцией.

Опять же, разные стандарты обычно согласовываются при расчете этого требования и следуют одной и той же процедуре.

В целом, для сечения кабеля руководящие принципы, которым необходимо следовать, будут, как правило, оговорены нормативными актами, действующими в рассматриваемой географической области. Эти правила обычно основываются на типичных условиях эксплуатации в стране и могут быть более или менее строгими. Однако все они будут следовать структуре, описанной в этой статье, и потребует соблюдения критериев максимальной допустимой нагрузки, максимального падения напряжения и тока короткого замыкания .

Мы надеемся, что эта статья показалась вам интересной. Если вам интересно посмотреть, как моделирование с использованием того или иного стандарта может повлиять как на выход энергии, так и на LCOE установки, обязательно свяжитесь с нами для получения бесплатной демонстрации pvDesign.

Вам понравился этот пост?

Проверьте все мои статьи!

Альваро Пахарес

Инженер-промышленник

Электропередача и распределение — кабели (часть 1)

1. ВВЕДЕНИЕ

Выбор кабелей для конкретных приложений лучше всего производить с ссылка на последние и конкретные данные производителя кабеля и его применение гиды.Поэтому включать здесь исчерпывающие таблицы нецелесообразно. предоставление информации о размерах, весе и номинальном токе кабеля. Эта секция концентрируется на свойствах различных типов мощности низкого, среднего и высокого напряжения кабели, их достоинства для различных применений, сечения кабелей и потери расчеты, полезные методы установки и системы управления кабелями. Также включен раздел по управлению и связи (C&C), в том числе волоконно-оптические кабели. Детали технических спецификаций включены таким образом, чтобы возможны конкурентные расценки от ведущих производителей.Рассмотрение дается значение безопасности, связанное с выбросами газов и дыма от кабелей в условиях пожара, особенно при прокладке в общественных местах места.

=== ТАБЛИЦА 1 Полезные стандарты кабелей IEC ====

Стандарт МЭК | Краткое описание и комментарий

2. КОДЫ И СТАНДАРТЫ

ТАБЛИЦА 1 содержит подробные сведения о некоторых полезных стандартах IEC и национальных кабельных стандартах.

Стандартная номенклатура кабелей на основе IEC 60183, используемая для обозначения соответствующих номинальное напряжение кабеля:

U0 = номинальное действующее значение напряжения промышленной частоты от жилы к экрану или оболочке.

U = номинальное среднеквадратичное значение напряжения промышленной частоты, между жилами.

Um = максимальное среднеквадратичное значение напряжения промышленной частоты, от ядра к напряжение ядра при нормальных условиях эксплуатации).

Up = пиковое выдерживаемое напряжение грозового импульса от жилы к экрану или оболочке.

Таким образом, классификация напряжения кабеля может быть обозначена как U0 / U (Um).

ТАБЛИЦА 2 Номинальные характеристики стандартных силовых кабелей

Выбор кабелей с соответствующим номинальным напряжением для конкретного применение зависит от напряжения системы и категории заземления.

Эти категории определены следующим образом:

Категория A _ Система, в которой, если какой-либо фазный провод входит в контакт с заземлением или заземляющим проводом он автоматически отключается от система.

Категория B _ Система, которая в условиях неисправности работает в течение короткое время с одной заземленной фазой. Эти условия не должны превышать 8 часов. в любом случае с общей продолжительностью, в течение любого 12-месячного периода, не более 125 часов.

Категория C _ Система, не попадающая в категории A и B.

Примеры номинального напряжения кабеля приведены в ТАБЛИЦЕ 2. Максимально допустимое напряжение должно исключать переходные перенапряжения из-за коммутационных перенапряжений, грозовые скачки, неисправности и т. д.Для системного напряжения на промежуточном уровне уровни из приведенных в ТАБЛИЦЕ 2, кабель следует выбирать с следующий более высокий рейтинг. Например, в Саудовской Аравии с категорией MV A или B и напряжение системы 13,8 кВ, номинальное напряжение кабеля 8700/15000 В может быть выбран.

3. ВИДЫ КАБЕЛЕЙ И МАТЕРИАЛОВ

3.1 Общие критерии проектирования

На конструкцию силовых кабелей влияют следующие факторы:

1.Площадь поперечного сечения выбранных проводников должна быть оптимальный размер, чтобы выдерживать указанный ток нагрузки или короткое замыкание Срок действия тока без перегрева и должен быть в требуемых пределах на падение напряжения.

2. Изоляция кабеля должна быть достаточной для непрерывного работа при указанном рабочем напряжении с высокой степенью термической стабильность, безопасность и надежность.

3. Все материалы, используемые в строительстве, должны быть тщательно отобраны. чтобы обеспечить высокий уровень химической и физической стабильности во всем срок службы кабеля в выбранной среде.

4. Кабель должен быть механически прочным и достаточно гибким, чтобы со стендом операции переточки на заводе-изготовителе, погрузочно-разгрузочные работы при транспортировке или при прокладке кабеля прямым закапыванием в траншеях, втягивается в каналы или укладывается на кабельные стеллажи.

5. Должна применяться соответствующая внешняя механическая и / или химическая защита. к изоляции и металлической или внешней оболочке, чтобы она могла выдерживать требуемые условия окружающей среды.

Типы кабелей подробно описаны в ТАБЛИЦЕ 3.

После выбора напряжения кабели обычно указываются в описании материалы и их свойства от фазовых проводов до внешнего покрытия.

Изготовители предоставят чертеж, показывающий поперечное сечение кабель и соответствующие технические параметры и гарантии, связанные с дизайн. Типовой лист физических технических характеристик, например, для Кабель питания из сшитого полиэтилена 19000/33000 показан в ТАБЛИЦЕ 4.

3.2 Конструкция кабеля

3.2.1 Материалы проводников

Медь по-прежнему является преобладающим проводящим материалом в многожильных, фасонных, сегментный, секторный и милликеновый форматы. Однотонные или многожильные, фасонные или сегментный алюминий также часто указывается на основе стоимости в страна производителя на момент проведения тендера. Алюминий также легче и упрощает работу с большими кабелями. Дополнительный уход должен следует учитывать при соединении алюминиевых кабелей.Необходимо обеспечить, чтобы контактные поверхности не содержат оксидов, а при соединении с медью или латунные клеммы не образуются ячейки коррозии.

ТАБЛИЦА 3 Типы кабелей [скоро]

3.2.2 Изоляция

Бумажная изоляция

Пропитанные маслом кабели с бумажной изоляцией считаются удовлетворительными использовать на всех уровнях напряжения. В настоящее время они редко используются для новых установок. кроме уровней напряжения 66 кВ и выше или для усиления существующих установки, в которых требуются стандартные типы кабелей по всей сети.

До разработки кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена или EPR бумажная ленточная изоляция была наиболее устойчивая форма при высоких температурах и лучше выдерживает напряжения, возникающие в условиях короткого замыкания. Однако бумажная изоляция быстро портится из-за своей гигроскопичности под воздействием влаги. Чтобы этого не произошло, слои бумаги защищены от проникновения. воды, обычно из свинца / свинцового сплава или гофрированного металла из алюминиевого сплава ножны.

ТАБЛИЦА 4 Физические параметры кабеля [скоро]

Кроме того, во время установки следует обратить особое внимание на качество стыков и заделок, для которых часто требуются специальные материалы и высококвалифицированные фуганки.

Для кабелей напряжением до 36 кВ используются не дренажные (УМ) пропитанные массой кабели. заняты. IEC 60055-2 охватывает общие и строительные требования. этих кабелей, но в Великобритании Британский стандарт BS6480 Часть 1 обычно используется в качестве спецификации для этих кабелей.Стандартные образцы и тесты на месте должны выполняться в соответствии с IEC 60055-1. Экран проводника состоит из копировальная бумага и / или металлизированные бумажные ленты, наклеенные на проводники которые состоят из многожильных медных или алюминиевых проводов в соответствии с IEC 60228. Изоляция состоит из 6-12 слоев сухих бумажных лент, каждый слой намотан в противоположную сторону. направление на предыдущий слой. Основной экран состоит из копировальной бумаги. и / или ленты из цветной металлизированной бумаги, наложенные поверх изоляции на постоянная толщина для получения максимального уровня электрического напряжения при экране жилы от 5 до 6 кВ / мм.После строительства утепленного проводников бумага пропитана масляной смолой, которая имеет консистенция мягкого воска при 20 градусах С. После пропитки металл оболочка выдавливается на кабель. Кабель с поясом, который не имеют индивидуально экранированных жил, используется для 3-х жильных кабелей до 12 кВ. Вместо индивидуального растрирования применяется габаритная лента из бумаги. вокруг всех 3 жил, и этот тип кабеля может обозначаться как 11,000 / 11,000 V рейтинг, тогда как экранированный кабель того же номинала будет обозначен 6,350 / 11,000 В.

Типы кабелей имеют 1, 2, 3, 3 1/2 и 4 жилы с проводниками в соответствии с IEC 60228. для многожильных медных или алюминиевых проводов. Максимальная температура проводника составляет от 60 до 70 градусов по Цельсию, а коэффициент мощности (угол диэлектрических потерь) не должно превышать 0,006 при 60 ° C или 0,013 при 70 ° C. или четырехжильные кабели обычно бронируются для прямого закапывания в землю с испытания кабеля в соответствии с IEC 60055-1.

Маслонаполненный (OF) кабель применяется до 525 кВ.Одножильные кабели имеют отверстие диаметром примерно 12 мм в центре проводника через через которое масло может течь при расширении и сжатии кабеля, когда он нагревается и остывает. Трехжильный маслонаполненный кабель до 630 мм ² иметь каналы между сердечниками, чтобы обеспечить необходимое движение масла на типичное рабочее давление от 80 кПа до 350 кПа. Армирование ленты, как правило, из нержавеющей стали или фосфористой бронзы, применяются над свинцовой оболочкой маслонаполненных кабелей, чтобы помочь противостоять ненормальным давление масла до 600 кПа.Максимальная температура проводника 85 от градусов C до 90 градусов C с коэффициентом мощности от 0,0028 до 0,0035 для номинального напряжения между жилой и землей кабеля от 66 кВ до 400 кВ. Типичный маслонаполненный кабель 132/150 кВ имеет коэффициент мощности около 0,0033. Масло под давлением в диэлектрике снижает вероятность частичного разряда в нормальных условиях; однако импульсные испытания по-прежнему важны в чтобы проверить работоспособность кабеля при ударах молнии и переключение условий помпажа.Уровни напряжения в проводнике варьируются от 8 МВ / м при 33 кВ и 15 МВ / м при 400 кВ.

Газовые кабели под давлением имеют конструкцию, аналогичную конструкции, пропитанной массой. (MI), но из-за давления газа толщина изоляции составляет меньше.

Сухая или пропитанная бумажная лента используется для изоляции и азота. используется газ при нормальном рабочем давлении до 1400 кПа. Очередной раз При таких значениях давления необходимо усиление свинцовой оболочки.

Изоляция из ламината из полипропиленовой бумаги

Маслонаполненные кабели свыше 200 кВ в настоящее время все чаще производятся с использованием полипропиленовый бумажный ламинат (PPL), а не бумага. Это потому что при более высоких напряжениях бумага страдает высокими диэлектрическими потерями, которые уменьшают рейтинг кабеля. PPL состоит из пленки полипропилена, покрытой на каждой сторона с тонким слоем бумаги. Материал обычно состоит на 50% полипропилен и 50% бумага. Физические свойства материала PPL означает, что его можно легко заменить на бумагу при производстве кабеля. процесс.

Материал PPL имеет гораздо более низкий коэффициент диэлектрических потерь, чем бумага (0,0021 при 90 ° C по сравнению с 0,0078 для бумаги) и, следовательно, выделяемое тепло внутри изоляции при высоких напряжениях значительно снижается, что позволяет более высокие значения тока для проводника данного сечения. Кабели PPL имеют более высокую импульсная прочность по сравнению с бумагой и может работать при более высоких уровнях нагрузки уменьшение количества необходимой изоляции. У них также более низкая диэлектрическая проницаемость. уменьшение емкостного зарядного тока.Материал PPL дороже чем бумага, но это компенсируется перечисленными выше преимуществами.

Изоляция ПВХ

в настоящее время быстро вытесняется кабелями из сшитого полиэтилена с Покрытие из LSF (см. SEC. 6) или полиэтилена средней плотности (MDPE). Тем не мение, он по-прежнему указан и подходит для кабелей до 7,2 кВ.

имеет преимущество перед бумажной изоляцией в том, что он негигроскопичен. и поэтому не требует металлической оболочки.Отсутствие такого оболочка упрощает соединение за счет исключения сантехнических операций на свинцовые ножны. Более того, он и легче, и прочнее, и по своей сути более гибкий, чем бумага. Поэтому кабели с ПВХ-изоляцией можно перегибать. меньшие радиусы, чем у кабелей с бумажной изоляцией, что упрощает установку. ПВХ устойчив к большинству химикатов, хотя при установке необходимо соблюдать осторожность. в нефтехимической среде. Это термопластичный материал, который смягчает при высоких температурах и поэтому не выдерживает теплового воздействия токов короткого замыкания, а также бумажной изоляцией.Максимальный проводник температура от 65 до 70 градусов Цельсия. Многожильные кабели обычно бронированный при укладке прямо в землю. При низких температурах ПВХ затвердевает и становится хрупким, и установку нельзя проводить при температурах ниже 0 градусов Цельсия

Изоляция из сшитого полиэтилена

XLPE — это термоотверждающийся материал, получаемый с помощью процесса, похожего на вулканизацию. резины. Полученный материал сочетает в себе преимущества ПВХ-утеплителя. (высокая диэлектрическая прочность, хорошая механическая прочность и негигроскопичность природа) с термической стабильностью в широком диапазоне температур.

XLPE не имеет истинной температуры плавления и остается эластичным при высоких температурах. следовательно, допускает большую пропускную способность по току, перегрузку и короткое замыкание. характеристики схемы по сравнению с кабелями с ПВХ и бумажной изоляцией. IEC 60502-2 охватывает проектирование и тестирование этих одножильных и трехжильных кабелей. до 36 кВ. Также производятся кабели на напряжение от 36 кВ до 150 кВ. в целом в соответствии с IEC 60502-2 с испытаниями, проводимыми в соответствии с IEC 60840.Свыше 150 кВ, когда обычно используются одножильные кабели, IEC 62067 предоставляет методы испытаний и другие требования.

Тип отверждения влияет на электрическую прочность изоляции от частичные разряды. Первоначально кабели из сшитого полиэтилена подвергались отверждению паром для выдерживания напряжений. в диапазоне от 24 кВ до 145 кВ в США, Скандинавии и Японии. Неисправности в эксплуатации из-за частичных разрядов в небольших пустотах, вызванных отложениями углерода формировать.

Дальнейшая поломка привела к образованию водяных и пыльных «деревьев» и «луковиц». стяжки, что в конечном итоге приводит к полному разрушению изоляции.С самого начала Обрыв кабеля 1970-х годов, вызванный пустотами и / или загрязняющими частицами, такими как поскольку пыль или влажность внутри диэлектрика были устранены за счет улучшений в материалах изоляции кабелей и технологиях производства, в частности за счет внедрения процесса «сухого отверждения». Это также привело к увеличению результаты испытаний на импульсную стойкость. Из-за важности надежности и длительный срок службы кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена. Значения частичных разрядов чрезвычайно высоки. важный.

Усовершенствования технологий производства и хорошая история обслуживания позволяют уменьшить толщину изоляции из сшитого полиэтилена таким образом, чтобы уровни напряжения кабеля растут. Уровни напряжений в проводнике от 3 до 3,5 МВ / м при 36 кВ- и от 7 до 8 МВ / м при номинальном напряжении кабеля 150 кВ. Кабели из сшитого полиэтилена до 36 кВ, как правило, изготавливаются из материала, препятствующего образованию водяных деревьев. и не требуют металлической оболочки. Рекомендуется, чтобы кабели с напряжением уровни выше 6.5 МВ / м защищены металлической оболочкой.

имеют большую толщину изоляции, чем их эквивалент с бумажной изоляцией. кабели. Это приводит к тому, что кабели из сшитого полиэтилена имеют больший общий диаметр и для данного размера кабельного барабана можно транспортировать немного меньшую общую длину кабеля.

Коэффициент мощности кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена очень низкий по сравнению с кабелями с бумажной изоляцией. кабели; 0,001 при номинальном напряжении системы относительно земли. Емкость кабеля влияет на настройки регулирования напряжения и защиты.Емкость звезды обычно указывается в технических паспортах производителей для трехжильных экранированных кабелей. работающие при напряжении 6,6 кВ и выше, т. е. емкость между проводниками и экран (фиг. 1а). Неэкранированные кабели обычно используются только при напряжении менее 6,6 кВ.

Изоляция EPR

Кабели из этилен-пропиленового каучука имеют сшитую молекулярную структуру подобно сшитому полиэтилену и производятся аналогичным способом. И EPR, и XLPE имеют такие же прочностные и тепловые характеристики, но EPR имеет более высокую степень эластичности, которая сохраняется в широком диапазоне температур.

Эта характеристика гибкости EPR несколько снижается, когда такие кабели используются в сочетании со стальной броней. От 6 до 12 ингредиентов используются в производстве EPR, что требует особого ухода за чистота и избежать загрязнения во время производственного процесса. Изоляция EPR водонепроницаем, а кабели могут работать без металлической оболочки в заболоченных районах. Первоначально это давало ЭПР изоляцию преимущество перед Изоляция из сшитого полиэтилена.Однако это преимущество в значительной степени исчезло с увеличением использование водоотталкивающего сшитого полиэтилена. Изоляция EPR имеет тенденцию быть более дорогой чем изоляция из сшитого полиэтилена, и его использование сократилось в последние годы только относительно небольшое количество производителей предлагают в настоящее время кабели с изоляцией из EPR (рис. 2).

РИС. 1 (а) Емкость звезды в трехжильном экранированном кабеле. (б) Кабельная зарядка токи с трехжильным экранированным кабелем и экраном, заземленным только с одного конца. Ток заземления i50, поскольку зарядные токи уравновешены.(c) Кабельная зарядка токи с 3-жильным экранированным кабелем и экраном, заземленным с обоих концов. земля ток i50, потому что зарядные токи сбалансированы. (d) R-фаза-земля короткое замыкание, трехжильный экранированный кабель, заземленный с одного конца на реле замыкания на землю. (е) Для поддержания стабильности реле замыкания на землю с ТТ симметричного кольцевого типа для при однофазном замыкании на землю уставка должна быть выше, чем показано в (d).

Минеральная изоляция

Кабели с медными жилами с минеральной изоляцией (MICC) производятся для Установки на 600 В (легкие) и 1000 В (тяжелые), которые могут включают высокие температуры, грубое механическое обращение, удары по поверхности или контакт с маслами.Кабели состоят из медных или алюминиевых жил. с изоляцией из сильно сжатого оксида магния в окружении трубка из меди или нержавеющей стали. Они имеют небольшой общий диаметр для данный текущий рейтинг и продолжит непрерывно работать под огнестойкость при температуре оболочки до 250 ° С. Такие кабели предназначены для приложений с высоким уровнем безопасности и, в частности, для использования с системами пожарной сигнализации.

Особое внимание следует уделять установке и хранению такие кабели, чтобы влага не проникала в оксид магния.Вдобавок импульс, выдерживающий такую ​​изоляцию не так хороша, как более обычная изоляция кабеля.

РИС. 2 Термоусадочная муфта 24 кВ, ожидающая окончательных подключений.

ТАБЛИЦА 5 Свинец и свинцовые сплавы для оболочки кабеля [скоро]

3.2.3 Оболочки

Сейчас требуется очень небольшая свинцовая оболочка, за исключением специальных высоковольтных кабелей.

Оболочки из свинца и свинцовых сплавов традиционно использовались для предотвращения попадание влаги в кабели с бумажной изоляцией или другие установленные кабели в особо заболоченных условиях.Свинцовая коррозия и сопротивление усталости свойства важны, и улучшения достигаются добавлением других элементов. Оболочки из сплава используются с небронированными кабелями, где вибрация могут возникнуть проблемы. В ТАБЛИЦЕ 5 обычно представлены материалы. использовал.

Как более дешевая и в настоящее время гораздо более популярная альтернатива свинцу алюминию. указана оболочка из сплава. Состав является важным фактором снижения возможность коррозии в эксплуатации.Конструкция с гофрированной алюминиевой оболочкой помогает повысить общую гибкость кабеля.

Для кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена более 60 кВ все чаще используются фольговые оболочки из ламината. популярный. Фольга изготавливается либо из меди, либо из алюминия, обычно 1_2. толщиной мм, с полиэтиленовым покрытием. При необходимости дополнительные медные провода могут быть добавлены в конструкцию, чтобы обеспечить более высокий рейтинг повреждения оболочки. Фольга накладывается продольно и складывается вокруг кабеля внахлест. на себя.Нагревание полиэтилена внахлест склеивает фольгу с сам создает водонепроницаемую конструкцию. Хотя и не такой надежный, как свинец или в алюминиевой оболочке, кабель из ламината из фольги может предложить более дешевую альтернативу. поскольку это позволяет избежать использования дорогостоящих прессов для экструзии металла.

3.2.4 Уровни изоляции и экранирование

Правильный выбор соответствующего обозначения напряжения кабеля зависит от от типа сети и схем заземления, как описано в ТРЦ.2. Обычно, если сеть надежно заземлена, напряжение будет не подниматься выше максимального напряжения между фазой и нейтралью системы при КЗ условия. Однако в случае неисправности устройство заземления таков, чтобы напряжение на нейтрали повышалось до линейного напряжения. тогда необходимо указать изоляцию кабеля соответственно.

Чтобы свести к минимуму возможность разрядов на внутренних поверхностях кабеля сердечника диэлектрика вводится сортировочный экран.Этот экран состоит из один или два слоя полупроводниковых лент или компаундов поверх изоляции жилы. Такие меры вводятся на следующих уровнях напряжения:

Кабели с изоляцией PILC _ 6,350 / 11,000 В

Кабели с ПВХ изоляцией _ 7 200/12 500 В

Кабели с изоляцией из сшитого полиэтилена _ 3,300 / 6,000 В

Типовые трехфазные экранированные кабельные системы с заземленными экранами или оба конца показаны на фиг. 1b и c. Во время однофазного заземления короткое замыкание ток замыкания на землю будет в три раза выше установившегося фазный зарядный ток (РИС.1г). Настройки реле замыкания на землю должны быть достаточно высокий, чтобы гарантировать стабильность для однофазного заземления выше по потоку неисправности, связанные с высокой емкостью кабеля из-за конструкции кабеля или длинной задействованы длины кабеля.

3.2.5 Бронирование

Для защиты кабелей от механических повреждений, таких как отмычки или лопаты. при ударах, оседании грунта или чрезмерных вибрациях применяется броня кабеля. Для трехжильных кабелей он состоит из одного или двух слоев оцинкованной стали. ленты, оплетка из оцинкованной стальной проволоки или спиральная оцинкованная стальная проволока намотанный на кабель.Броня из оцинкованной стальной проволоки (SWA) является предпочтительной, поскольку дает более гибкую конструкцию, легко уплотняется и лучше производительность, при которой кабель может подвергаться продольным напряжениям в услуга. Кроме того, общая площадь поперечного сечения брони из стальной проволоки имеет тенденцию быть больше, чем у эквивалентной стальной ленточной брони. защиты и, следовательно, SWA имеет более низкий импеданс, если броня используется в качестве заземляющего проводника. Если требуется бронирование на одножильном тросы из алюминия следует использовать вместо стальной проволоки, чтобы избежать убытки.

Броневая защита кабелей в свинцовой оболочке традиционно накладывалась на подойдет хорошо пропитанный волокнистый подстилочный материал. Для изоляции из ПВХ и СПЭ кабели Подложка из экструдированного ПВХ, LSF или MDPE теперь обычно указывается, а не чем старые ленты ПВХ.

3.2.6 Отделка

Одним из наиболее важных факторов, которые могут повлиять на срок службы кабеля, является степень защиты кабеля от вредного воздействия химической коррозии, электролитического воздействия, нападения насекомых или грызунов и механическое повреждение.Изначально использовались композиционные волокнистые материалы. но теперь они были заменены экструдированными наружными оболочками из MDPE или LSF. которые могут быть пропитаны химическими веществами для отпугивания насекомых, таких как термиты. После установки можно проверить целостность внешней оболочки. Графит внешнее покрытие на кабеле может быть указано для обеспечения электрического подключение к внешней стороне оболочки кабеля.

Типовые свойства электрического кабеля с изоляцией из сшитого полиэтилена могут быть указаны в таблице. формат, как показано в ТАБЛИЦЕ 6 как часть общей спецификации кабеля.

Подобные форматы могут использоваться для других типов кабеля.

ТАБЛИЦА 6 Типовые электрические параметры кабеля среднего напряжения [скоро]

3.3 Подводные кабели

Подводные кабели требуют дополнительной прочности на разрыв для прокладки на дне моря или реки или под ним в условиях высокого напряжения. Бумага, Изоляция из ПВХ или сшитого полиэтилена используется вместе с дополнительными мерами защиты. от проникновения воды и механических повреждений и со специальными составами оболочки для отражения атаки червя.Такие кабели изготавливаются максимально длинными. длины, чтобы свести к минимуму количество подводных кабельных соединений. Когда подготовка проекта подводных кабелей точное знание преобладающие течения и приливные колебания важны для помощи в принятии решения лучшая кабельная трасса и наиболее благоприятное время для работ по прокладке кабеля.

3.4 Соединения и концы

Техника соединения и заделки кабелей с бумажной изоляцией хорошо учредил.В связи с тенденцией к отказу от кабелей с бумажной изоляцией традиционный практики высококвалифицированных мастеров пайки и сантехники и нанесения бумажных рулонов и лент были произведены революционные изменения. Ключевые факторы в дизайне кабельных муфт и концевых муфт в том числе:

— безопасное разделение фаз и между фазой и землей;

— возможность избежать пробоя диэлектрика на границе раздела и вокруг восстановлена ​​изоляция стыков в условиях нормальной нагрузки и импульсных перенапряжений;

— адекватные меры контроля стресса, чтобы избежать высоких полей вокруг экрана разрывы и интерфейсы кабеля / соединения.

Во всех случаях следует проявлять особую осторожность, чтобы обеспечить условия сухой чистки. во время стыковки на месте. Можно ставить палатки над стыковкой. место, чтобы предотвратить попадание пыли или влаги.

Соединения жил кабеля обычно выполняются с помощью зажимных наконечников. и наконечники. Они обеспечивают хороший механический захват и электрический контакт, разработаны таким образом, чтобы избежать образования оксидного слоя при использовании алюминия. сердечников и обеспечивают более повторяемое решение, чем паяные соединения.

Используются специальные ручные или гидравлические инструменты и матрицы.

Паяные соединения с пределами рабочей температуры около 160 градусов C не совместимы с номинальной температурой короткого замыкания 250 градусов C кабелей из сшитого полиэтилена. Кроме того, такие паяные соединения требуют хорошо обученного рабочая сила, если следует избегать соединений с высоким сопротивлением. Механический зажимы также используются для соединения жил кабеля между собой. Металлический инертный газ (MIG) Сварка предпочтительна для соединений алюминиевых проводов.

РИС. 3 Стандартные детали установки на обочине проезжей части.

LV и MV с изоляцией из сшитого полиэтилена напряжением до 24 кВ используют двухкомпонентные системы из смолы. Компоненты смолы смешиваются непосредственно перед заливкой в ​​стыковочную оболочку. где они затвердевают, обеспечивая хорошую механическую и водонепроницаемую защиту. Важно следить за температурой и влажностью хранения, установленными производителем. рекомендации и следить за сроком годности таких смол.

РИС.3 показан заполненный смолой сквозной шов со свойствами LSF в течение 24 3-жильный кабель с изоляцией из сшитого полиэтилена кВ.

Современные, полностью литые вставные соединители, предварительно отформованные вставные втулки и термоусадочные муфты позволяют быстро и быстро выполнять заделку быть подготовленным. Одно- и трехфазные кабельные соединения с элегазовой КРУЭ: описан в IEC 60859 для номинального напряжения 72,5 кВ и выше.

При подключении маслонаполненных кабелей к распределительному устройству SF6 предусмотрены специальные барьеры. введены для предотвращения проблем, связанных с перепадами давления газа и масла в кабеле.

4. РАЗМЕР КАБЕЛЯ

4.1 Введение

После правильной классификации напряжения кабеля следует принять во внимание следующие соображения. применить:

— Допустимая нагрузка по току;

— Рейтинг короткого замыкания;

— Падение напряжения;

— Импеданс контура заземления;

— Оценка потерь.

Следует отметить, что очень ценные исследования были выполнены Ассоциация электрических исследований (ERA) Великобритании в отношении кабелей текущая грузоподъемность.

Типовые расчеты для фидерного кабеля трансформатора 20 кВ, двигателя 3,3 кВ фидер и распределительный кабель на 400 В прилагаются.

При напряжении 36 кВ и выше расчет номинального тока обычно для индивидуальных установок в соответствии с IEC 60287. Это стандарт предоставляет подробные алгоритмы расчета текущих рейтингов с учетом таких деталей, как конструкция кабеля, условия установки (непосредственно под землей, в воздухе, в воздуховодах), температура окружающей среды, межфазный интервал расположение, тип соединения оболочки и близость других кабелей.

4.2 Кабели, проложенные в воздухе

Таблицы номинальных значений тока обычно основаны на температуре окружающего воздуха. 25 градусов C (Европа) или 40 градусов C (Япония). Отдельный производитель в таблицах указаны коэффициенты, которые необходимо применить для получения текущих рейтингов для особые условия сайта.

Кабель с медной жилой, 36 кВ, 300 мм ² , медный провод для прокладки температура воздуха 35 градусов С. Номинальные значения приведены в таблицах производителей. как 630 А при 25 ° C и коэффициенте снижения 0.9 применимо для 35 градусов по Цельсию.

Следовательно, номинал кабеля при 35 градусах C = 630×0,95 = 67 A.

В случае прокладки кабелей в бетонной траншее, температура окружающей среды в траншее будет выше, чем температура наружного воздуха. Кроме того, близость к другим силовым кабелям, проложенным в той же траншее повлияет на пропускную способность кабеля по току. Факторы снижения номинальных характеристик включены в литературу производителей.Также следует отметить, что кабели, проложенные на открытом воздухе, должны быть защищены от прямых солнечных лучей соответствующими солнцезащитные козырьки. Металлические щиты не должны полностью окружать одиночные сердечниковые кабели из-за их действия в качестве магнитной цепи с замкнутым контуром для паразитные индуцированные токи от кабеля.

4.3 Кабели, проложенные непосредственно в земле

Таблицы номинальных значений тока обычно основаны на тепловых аспектах и следующие экологические данные:

Термическое сопротивление грунта G = 1.0 градусов Цельсия

м = W (Япония и Скандинавия) = 1,2 градуса Cm = W (Великобритания)

Более точные данные для конкретного приложения можно получить из замеры на месте. Обычно значения варьируются от 0,8 до 2,5 градусов на см / палочку. иногда до 3,0 ° C м / Вт в пустынных районах. Факторы снижения номинальных характеристик сравнение с эталоном 1,2 градуса Цельсия м / Вт может быть получено в ERA Репортаж 69-30. Для значения G 2,5 градуса Цельсия м / Вт снижение номинальных значений составляет примерно 75% приведет.

Температура грунта t = 25 ° C (Япония) 515 ° C (Европа) Установки при отклонении от нормы берется температура грунта 15 градусов Цельсия учесть подходящие коэффициенты снижения номинальных характеристик со значениями, отклоняющимися от единицы примерно на 1% на градус Цельсия

Глубина прокладки кабеля d = обычно 1 м, но см. Типовые схемы прокладки на фиг. 4 — 9. Фактическая глубина зависит от напряжения и в соответствии с правилами на соответствующей территории.

РИС. 4 Предупреждающая, локационная и идентификационная лента (иногда используется для дополнения защитные плитки, которые разрешены или даже предпочтительны в некоторых странах. плитки при низком или среднем напряжении).

РИС. 5 Типичное поперечное сечение траншеи для кабелей 132 кВ.

РИС. 6 Кабели проложены в траншеях с песком.

РИС. 7 Электрические кабели на грунтовых, вымощенных кирпичом или плиткой территориях и через дороги.

Если кабели проложены вместе в одной траншее, близость требует коэффициенты снижения номинальных характеристик, применяемые для получения правильной допустимой нагрузки по току для условий сайта.В некоторых случаях использование специальной засыпки траншеи материалы могут улучшить ситуацию за счет улучшения теплопередачи.

Пример Две трехфазные цепи 12 кВ, состоящие из одной жилы, 500 мм ² , с изоляцией из сшитого полиэтилена, алюминиевые жилы проложены в земле трилистником. формация параллельно на номинальной глубине 0,7 м на расстоянии 0,25 м друг от друга и с их 35-миллиметровые медные экраны B, соединенные с обоих концов. XLPE 90 градусов C номинал кабеля 655 A. Каков номинал каждой цепи в этой конфигурации?

— Глубина

— Температура

— Термическое сопротивление грунта

— Близость параллельных цепей (группировка)

0.Коэффициент снижения мощности 7 м = 1,0 25 ° C

коэффициент снижения f1 = 0,93 1,5 градуса C

Коэффициент снижения мощности м / Вт f2 = 0,91

На расстоянии 0,25 м

Коэффициент снижения f3 = 0,86

Следовательно, максимальный номинальный ток при 90 градусах Цельсия

на цепь = 65 = Ax1.0x0.93×0.91×0.86 = 477 A.

Некоторые типовые схемы кабельной прокладки приведены на рис. 4 — 9. Для установки на обочинах проезжей части и в других общественных местах очень важно установить в соответствии с согласованными стандартами и поддерживать точность записи местоположения кабеля (глубина, боковое расстояние от известного эталона) точки, расположение кабельных муфт, маслобаков и т. д.). Подходящая кабельная разводка системы описаны в SEC. 8.

РИС. 8 Кабельные траншеи на территории с бетонным покрытием.

4.4 Кабели, проложенные в воздуховодах

Кабели можно прокладывать в каналах, заглубленных в землю с землей, песком. или бетонное окружение. Как правило, рекомендуется устанавливать только один силового кабеля на канал, и внутренний диаметр канала должен быть на уровне как минимум на 35 мм больше диаметра кабеля. Номиналы кабелей в каналах соответствуют обычно до 80% от рейтинга прямого захоронения в земле.Чтобы улучшить теплопроводность от кабеля к окружающей земле и улучшить при таком снижении номинальных характеристик кабельные каналы могут быть заполнены бентонитовой суспензией. после протягивания кабеля.

Бентонит — глинистый минерал монтмориллонита (смектита). группа, которая придает ему характерное набухание при смачивании и податливость характер уплотнения вокруг кабелей на концах кабельных каналов. Заполнение воздуховодов имеет дополнительное преимущество предотвращения термомеханического перемещения кабеля, которое может привести к усталостному разрушению оболочки кабеля и механическому повреждению суставы.

РИС. 9 Типовой план кабельных трасс.

4.5 Заземление и соединение

4.5.1 Общие

Оболочки и / или броня на последовательных отрезках кабеля скреплены вместе. и заземлены для предотвращения паразитных напряжений в неизолированных или слабо изолированных металл в случае замыкания фазы на землю или из-за трансформатора действие проводника и оболочки. Механически прочное и прочное соединение необходимо.

Когда оболочки кабеля склеены, индуцированные напряжения короткие. замкнутый, но ток течет в замкнутом контуре, и это приводит к потери тепла. В дополнение к этим потерям в оболочке циркулирующий вихревой ток из-за несимметричного распределения потока в оболочке также присутствует независимо от того, подключены ли кабели. Следовательно, два типа потерь тепла в ножнах:

— Потери в цепи оболочки (только склеенные оболочки).

— Вихревые потери в оболочке (обычно небольшие по сравнению с потерями в склеенной оболочке схема).

4.5.2 Трехжильные кабели

Трехжильные кабельные цепи обычно прочно скреплены, так что кабель оболочка, экран и / или броня соединяются вместе с точкой заземления на обоих концах. Каждое сочленение на трассе также заземлено (см. SEC. 3.2.4).

РИС. 10 Методы соединения и заземления оболочек кабеля для минимизации эффекты наведенных напряжений.

4.5.3 Одноядерные кабели

Цепи одножильных кабелей требуют особого внимания из-за напряжения, которые пропорциональны току и частоте проводника, индуцируется в металлической оболочке и введении циркулирующей оболочки токи аренды. Одножильные кабели могут быть жестко скреплены (скреплены с обоих концов) и это обычная практика до 36 кВ с конфигурациями трилистника. С проводами большего диаметра и более высоким напряжением специально скрепленные системы более экономичны.

Одноточечное соединение на коротких отрезках длиной 500 м используется для удержания наведенного напряжения между свободными концами экрана кабеля в допустимых пределах. Оболочка или экран изолированы от земли с одного конца и часто устанавливаются с ограничителями напряжения в оболочке. Этот метод иногда называют «конечной точкой». заземление. Одноточечное соединение также часто используется для связи. кабели для предотвращения образования контуров заземления.

На трассах, длина которых слишком велика, чтобы использовать заземление конечной точки, заземление средней точки может быть использовано.В этой системе кабель заземлен посередине трасса, как правило, на стыке, изолирована от земли и снабжена ограничители напряжения оболочки на каждом выводе. Максимальная длина мид точечных схем составляет около 1 км. Отдельный провод заземления должны быть предусмотрены токи короткого замыкания, которые обычно переносятся оболочка как для одноточечных, так и для промежуточных цепей.

Перекрестное связывание или циклическое транспонирование также используются для минимизации влияние наведенных напряжений.В системе кросс-скрепления кабельная трасса разделен на группы по три длины барабана, и все соединения оснащены изоляционные фланцы. Кабели, проложенные плоско, обычно перекладываются. в каждой совместной позиции. В каждом третьем месте стыка оболочки соединяются. вместе и заземлены. В других местах сустава оболочки, занимающие одинаковые позиции в кабельной траншее подключаются последовательно и подключаются на землю через ограничители напряжения в оболочке (см. РИС.10).

4.6 Рейтинг короткого замыкания

Каждый провод в трехфазной цепи должен выдерживать высшее симметричное трехфазное короткое замыкание через ток короткого замыкания при эта точка в сети. Номинальные значения обычно снимаются за 1 секунду ошибки. период действия при температуре жилы не более 250 град. C для Кабели с изоляцией из сшитого полиэтилена и 160 град. C для кабелей с бумажной изоляцией. Эта температура не должны отрицательно влиять на проводник, свинцовую оболочку и броню. провода (если они есть и используются в качестве обратного заземления).Механическая сила для сдерживания разрывных сил и повреждений суставов из-за сквозных токов замыкания также является важным фактором дизайна.

РИС. 11 (а) Бумажная, (б) ПВХ- и (в) медная жила с изоляцией из сшитого полиэтилена параметры короткого замыкания кабеля.

Состояние замыкания на землю влияет как на фазные проводники, так и на провода экрана / металлическая оболочка и бронепроволока. На меньших кабелях короткое замыкание номинал фазного проводника является ограничивающей характеристикой, но для больших размеров влияние тока короткого замыкания на металлическую оболочку, провода экрана и / или бронирование — это первостепенное соображение.В маловероятном случае внутреннего Неисправность 3-жильного кабеля, интенсивность дуги между проводником и экран обычно вызывает разрыв основы подстилки. Это приводит к ток короткого замыкания, принимающий наименьшее сопротивление вдоль стальной ленты или проволоки доспехи и задействуют землю. Ножны или экран и броня должны иметь возможность выдерживать полный заданный ток замыкания на землю. На одноядерном небронированном кабели необходимо соблюдать осторожность, чтобы правильно указать ток повреждения экрана. грузоподъемность такая, что отказ плавкого предохранителя тонкого медного экрана проводов или лент не происходит.

Оболочка или экран должны выдерживать не менее половины указанный ток замыкания на землю, поскольку разделение между жилами не всегда равномерно. Общая формула для расчета допустимого тока короткого замыкания ISC:

ISC = KA / __ / t (амперы)

, где K = постоянная, зависящая от материала проводника и начального и конечные температуры, связанные с условиями короткого замыкания.

T = продолжительность короткого замыкания в секундах.

A = площадь поперечного сечения проводника в квадратных мм (т. Е. Число проводов x площадь поперечного сечения каждого провода).

Приведены типовые значения K для кабелей с бумажной изоляцией, изоляцией из ПВХ и сшитого полиэтилена. в таблицах 7a-c.

ТАБЛИЦА 7a Значения K для кабеля с бумажной изоляцией

ТАБЛИЦА 7b Значения K для кабеля с ПВХ-изоляцией

ТАБЛИЦА 7c Значения K для кабеля с изоляцией из сшитого полиэтилена

4.7 Примеры расчетов

4.3 = 361 А

Коэффициенты снижения номинальных характеристик Производители предоставляют спецификации для кабелей, включая: соответствующие коэффициенты снижения номинальных характеристик основаны на МЭК 60287 (ТАБЛИЦА 8).

Для температуры грунта на глубине закладки 20 градусов С снижение номинальных характеристик коэффициент равен 0,97.

Коэффициент группового снижения номинальных характеристик для 3 кабелей, проложенных в траншее на высоте 0,45 м. центров 0,84.

Тепловое сопротивление грунта, принятое за нормальное значение 1,2 градуса Цельсия м / Вт для установка в Великобритании и 1.00 рейтинг-фактор.

Глубина прокладки кабеля должна составлять 0,8 м с номинальным коэффициентом 1,00.

Следовательно; последующий номинальный ток кабеля должен быть 361 / [0,97×0,84] = 443A:

Из таблиц производителей выбрано сечение кабеля = 240 мм ² .

Рейтинг короткого замыкания:

Максимальный уровень сбоя системы в этом приложении составляет 8,41 кА. От ТРЦ. 4.6 настоящего Раздела и IEC 60364-5-54 (Электроустановки в зданиях). _ Устройства заземления, защитные проводники и проводники защитного заземления):

Isc = KA / __ / т

, где K = постоянный, 143 для кабеля с изоляцией из сшитого полиэтилена.

A = поперечное сечение кабеля, 240 мм ² в зависимости от допустимой токовой нагрузки.

T = продолжительность короткого замыкания, для кабелей среднего напряжения используйте 1 секунду.

= 34,3 кА

Из таблиц производителей и / или рис. 11a-c для повышения рабочего напряжения до 19000/33000 изолированного кабеля на основе сшитого полиэтилена включительно выбранного 240 мм кабель ² как раз способен выдержать это 1-секундное короткое замыкание. Примечание таблицы консервативны и предполагают полностью загруженный кабель.При инициации температуры короткого замыкания 590 градусов C и по окончании замыкания температура проводника 5250 ° C.

ТАБЛИЦА 8 Коэффициенты снижения номинальных характеристик на основе IEC 60287 [скоро]

РИС. 12 Пример расчета полного сопротивления контура заземления.

Падение напряжения (Vd)

Рассмотрим 100-метровую трассу кабеля с сопротивлением R = 0,0982 Ом / км. и индуктивное реактивное сопротивление XL = 0,097 Ом / км.

При токе полной нагрузки, Ifl = 361 A @ 0.85 пФ падение напряжения на кабеле выше длина кабеля 100 м,

Vd = Ifl 3XL x sinf1Ifl x R x cos Φ вольт

= 4,87 В

= 0,042%

Примечания:

1. При 20 кВ падение напряжения незначительно на такой короткой длине кабель.

2. Правила проводки IET требуют падения напряжения для любого конкретного кабеля. работать так, чтобы полное падение напряжения в цепи, часть формы кабеля не превышает 2 1/2% от номинального напряжения питания, я.е. 10,4 В для трехфазного питания 415 В и 6 В для однофазного Питание 240 В.

3. Пользователи промышленных предприятий могут использовать другие спецификации и применять 65% (или даже 610%) без нагрузки при полной нагрузке и, возможно, 220% при клеммы двигателя в условиях запуска двигателя.

4. Данные производителя для инженерных сетей зданий часто выражаются по падению напряжения (вольт) при токе 1 ампер на 1 метр пробег определенного размера кабеля.

Сопротивление контура заземления Для строительных работ важно с малым поперечное сечение проводки и низкий уровень неисправностей для обеспечения достаточного заземления ток короткого замыкания вызывает срабатывание автоматического выключателя или предохранителя. Для распространения электрические сети с более сложной защитой проверка по-прежнему необходима и позволяет рассчитать вероятные напряжения прикосновения, возникающие из-за от замыканий на землю. Это, в свою очередь, может быть проверено на предмет допустимой неисправности. продолжительность, чтобы избежать опасности.См. Раздел 8 для рассмотрения дизайна. критерии, связанные с сенсорными и ступенчатыми потенциалами.

— Считайте сопротивление заземления на исходной подстанции = 0,5 Ом.

— Нейтраль исходной подстанции 20 кВ находится примерно в 10 км от Рассматривается кабель длиной 100 м. Дополнительно параллельный медный провод кабель заземления проложен для дополнения и улучшения сопротивления брони силового кабеля значения от оборудования обратно к нейтрали первичного питания подстанции.-3 Ом.

— сопротивление заземления при повреждении кабеля считать 0,5 Ом.

— Эффективная цепь заземления показана на фиг. 13. Эффективная начальная школа сопротивление кабеля нейтрали подстанции к короткому замыканию = 0,15 Ом.

— Необходимо определить максимальный ток замыкания на землю при 20 кВ.

Иногда это ограничивается резистором заземления нейтрали и максимальным для расчета можно взять ограниченный ток. Максимальный ток замыкания на землю для этого расчета составляет 1000 А.Для замыкания на землю в конце 100 м кабеля, 10 км от первичного источника питания ток короткого замыкания, I_f = (1,000×0,15) / (110,15) = 131 A. Следовательно, напряжение прикосновения к земле при повреждении кабеля = 131×0,5 = 65,3 В.

4.7.2 Фидер двигателя 3.3 кВ

Максимальный ток кабеля

Входной ток двигателя определяется выражением:

I = P __ / 3 p x U x eta x cos phi (3 фазы)

I = P / U x eta x cos phi (1 фаза), где

P = выходная мощность на валу двигателя

U = фазное напряжение

eta = КПД двигателя

phi = фазовый угол

Рассмотрим 3.Электродвигатель вентилятора 3 кВ, 340 кВт.

Ток полной нагрузки = 340x10x 1,73×3,3x10x 30,9 = 66A

Коэффициенты снижения номинальных характеристик кабеля:

Примените групповой коэффициент снижения мощности 0,78 в зависимости от касания кабелей лотками.

Необходимый номинал кабеля = 66 / 0,78 = 85 А.

По данным производителя, трехжильный, 16 мм ² , медный проводник из сшитого полиэтилена / SWA / ПВХ кабель подходит.

Рейтинг короткого замыкания:

Уровень неисправности системы — 3.5 кА в течение 1 секунды.

6 мм ² Устойчивость к повреждению кабеля ISC (16 кв. Мм) = 2,23 kA.

Попробуйте следующий кабель большего размера, 25 мм ^{2 Кабель стандартного размера} , ISC (25 кв. Мм) = 3,6 кА и поэтому соответствует.

Падение напряжения (Vd):

Рассмотрим длину трассы кабеля 75 м при рабочем токе полной нагрузки с сопротивление R50,927 Ом / км и индуктивное сопротивление XL = 0,094 Ом / км.

Сопротивление контура заземления:

25 мм ² Сопротивление брони кабеля (по данным производителя) = 1.7 Ом / км.

Ток замыкания на землю при 3,3 кВ ограничивает сопротивление заземления нейтрали. только до 30 А. Это сопротивление заглушает все остальные компоненты последовательности, если двигатель заземлен только броней кабеля.

Напряжение прикосновения = 30×1,7×75 / 1000 = 3,83 В. Это значительно ниже постоянного допустимое сухое состояние IEC 60364 Предел 50 В.

4.7.3 400 В Распределительный кабель

Текущая пропускная способность:

Учитывать питание распределительного щита малой мощности и освещения 400 В с нагрузкой 38 кВт (с учетом будущих пристроек.3 / 1,73×400 = 55A

Коэффициенты снижения номинальных характеристик:

Коэффициенты снижения номинальных характеристик кабелей, проложенных в воздухе, касаясь кабеля лоток применить. Текущий рейтинг основан на указанной температуре окружающей среды. (30 градусов C) защищен от прямых солнечных лучей. Для кабеля из сшитого полиэтилена максимальная рабочая температура непрерывного проводника принимается равной 90 ° C и максимальная температура короткого замыкания проводника 250 градусов С. На шесть до восьми кабелей, проложенных на горизонтальном лотке, коэффициент группового снижения на основе IEC 60287 и приведенной ниже таблицы = 0.72.

Необходимый номинал кабеля = 55 / 0,72 = 76,5 А.

Из технических паспортов производителя 16 мм ² кабель (номинальный ток = 95 А) может быть выбранным и допускает запас по коэффициенту мощности.

Рейтинг короткого замыкания:

При коротких замыканиях в системе низкого напряжения защитное устройство должно отключать неисправность, ограничивающая максимальную температуру проводника (250 ° C для XLPE изоляция).

Для кабелей сечением 10 мм ² и больше максимальное повреждение время отключения, t, основано на t = K2 A2 I 2 SC, где t = устранение повреждения время (с)

A = площадь поперечного сечения жилы кабеля (мм ² )

ISC = ток короткого замыкания (A)

K = 143 для изоляции из сшитого полиэтилена

Отключающая способность защитного устройства должна быть не менее до максимального тока, возникающего при коротком замыкании на установке место расположения.

Для уровня повреждения 3,58 кА максимальное время устранения повреждения, t = 143 ² x16 ² / 3580 ² 2 = 0,41 с.

Для защиты автоматическим выключателем на 63 А согласно IEC 157-1 (теперь заменен IEC 60947-2) время устранения неисправности будет 0,01 секунды.

ТАБЛИЦА 9 Касание кабелей на лотке, установленном горизонтально или вертикально

Падение напряжения (Vd):

Для кабеля 16 мм ² Vd = 2,6 мВ / А / м (ТАБЛИЦА 10).

Следовательно, при токе полной нагрузки 55 А и длине кабеля 20 м Vd = 2,9x55x20 = 3,19 В = 0,8%

ТАБЛИЦА 10 Допустимая нагрузка по току и падение напряжения _ Многожильный кабель Термореактивная изоляция, небронированная (медные проводники) (BS 7671) Таблица 4E2A и 4E2B)

Сопротивление контура заземления:

Для кабеля ² диаметром 16 мм полное сопротивление контура = 6,42 миллиОм / м (по данным производителя. данные).

Площадь поперечного сечения брони кабеля = 44 мм ² .

Для полного сопротивления контура кабеля длиной 20 м ZS = 0,1284 Ом.

Однофазный ток короткого замыкания, ISC = V / ZS = 230 / 0,1284 = 1,791 А.

ISC = KA = __ / t p, где K = 54 для брони из стальной проволоки и изоляции из сшитого полиэтилена.

По формуле максимальное время срабатывания защитного устройства

т _макс = (54 ² х44 ² ) / 1791 ²

= 1,75 с

Для MCB 63 A согласно IEC 157-1 (IEC 60947-2) время отключения для этой ошибки уровень будет 0.014 секунд.

РИС. 1 показан типичный симметричный ток короткого замыкания / продолжительность времени. номинальные характеристики кабелей с изоляцией из ПВХ, ПВХ и сшитого полиэтилена.

продолжение части 2 >>

Энергетические решения

Размер проводника кабеля и номинальный ток

Требования к проводникам по ISO 10133 и ISO 13297

Это приложение воспроизведено из Приложения «А» (нормативного) стандартов ISO 10133 и 13297. Оба ISO поддерживают стандарты Директивы о развлечениях.Использование этих рекомендаций может быть использовано для демонстрации соответствия данной Директиве.

Текущие рейтинги

В таблице приведены допустимые значения продолжительного тока в амперах, определенные для температуры окружающей среды 30 ° C и минимального количества жил для проводов.

Примечания:
Номинальные значения тока проводника могут быть интерполированы для площадей поперечного сечения между указанными в таблице.

* Для общей электропроводки плавсредств следует использовать жилы со скрученными проводами не менее типа А. Проводники со скручиванием типа B должны использоваться для любой проводки, в которой во время использования возникает частое изгибание.

Примечания:
Снижение номинальных значений для температуры и здания, где это применимо, является кумулятивным. Коэффициенты уменьшения пакетирования обычно не считаются необходимыми для кабелей постоянного тока на малых судах.

Расчет падения напряжения

Для информации (только для сверхнизкого напряжения постоянного тока) падение напряжения на нагрузке можно рассчитать по следующей формуле: —

Где

E = Падение напряжения в вольтах

S = площадь поперечного сечения проводника в квадратных миллиметрах

I = ток нагрузки в амперах

L = общая длина в метрах проводника от подключения положительного источника питания к электрическому устройству и обратно к подключению отрицательного источника питания.

Состояние зарядки

Следующая таблица позволит преобразовать полученные показания в оценку степени заряда. Стол хорош для аккумуляторов при 25 град. C (77 ° F), находящиеся в состоянии покоя в течение 3 часов или более. Если батареи имеют более низкую температуру, можно ожидать более низких значений напряжения

% PDF-1.3 % 1012 0 объект > эндобдж xref 1012 111 0000000016 00000 н. 0000003077 00000 н. 0000003166 00000 н. 0000003374 00000 н. 0000004499 00000 н. 0000004645 00000 н. 0000004724 00000 н. 0000004861 00000 н. 0000005172 00000 п. 0000005323 00000 п. 0000005459 00000 н. 0000005745 00000 н. 0000006137 00000 н. 0000006434 00000 н. 0000008196 00000 н. 0000009917 00000 н. 0000011617 00000 п. 0000011777 00000 п. 0000012212 00000 п. 0000012450 00000 п. 0000012709 00000 п. 0000014384 00000 п. 0000014423 00000 п. 0000016225 00000 п. 0000017584 00000 п. 0000019014 00000 п. 0000019178 00000 п. 0000019342 00000 п. 0000019506 00000 п. 0000019670 00000 п. 0000019834 00000 п. 0000019998 00000 п. 0000020162 00000 п. 0000021904 00000 п. 0000024598 00000 п. 0000024713 00000 п. 0000072918 00000 п. 0000073205 00000 п. 0000073806 00000 п. 0000074073 00000 п. 0000074280 00000 п. 0000087366 00000 п. 0000087458 00000 п. 0000101560 00000 н. 0000101853 00000 н. 0000102075 00000 н. 0000102163 00000 п. 0000102248 00000 н. 0000105963 00000 н. 0000106213 00000 н. 0000106421 00000 н. 0000106708 00000 п. 0000106972 00000 н. 0000107250 00000 н. 0000107618 00000 п. 0000108021 00000 н. 0000108423 00000 п. 0000108840 00000 н. 0000109180 00000 н. 0000109495 00000 п. 0000109852 00000 п. 0000110220 00000 н. 0000110594 00000 н. 0000110986 00000 н. 0000111370 00000 н. 0000111768 00000 н. 0000111998 00000 н. 0000112391 00000 н. 0000112555 00000 н. 0000112824 00000 н. 0000113095 00000 н. 0000113326 00000 н. 0000113554 00000 н. 0000113800 00000 н. 0000114031 00000 н. 0000114259 00000 н. 0000114487 00000 н. 0000114715 00000 н. 0000114943 00000 н. 0000115191 00000 н. 0000115355 00000 н.