Поиск по сайту
Начало >> Книги >> Оборудование >> Монтаж и эксплуатация кабелей

Допустимые нагрузки на кабельные линии - Монтаж и эксплуатация кабелей

Оглавление
Производство и распределение электрической энергии
Электроустановки и кабельные присоединения к ним
Распределительные устройства
Воздушные линии электропередачи
Основы электромонтажных работ
Сооружения и изделия, применяемые при прокладке кабелей
Кабельные блоки, эстакады, галереи, коллекторы, траншеи
Кабельные переходы и конструкции
Конструкции кабелей
Характеристика кабелей
Испытание кабелей
Выбор и применение кабелей
Упаковка, маркировка и хранение кабелей
Транспортировка кабеля
Условия и способы прокладки
Прокладка в различных условиях
Прокладка при отрицательной температуре
Основные материалы для соединения и оконцевания кабеля
Вспомогательные материалы для соединения и оконцевания кабеля
Организация разделки кабелей
Разделка кабелей с бумажной изоляцией
Разделка кабелей с пластмассовой и резиновой изоляцией
Монтаж заземления концов кабелей
Классификация муфт и заделок
Подготовка монтажа кабельных муфт
Технология монтажа соединительных муфт
Технология монтажа концевых муфт
Общие сведения по оконцеванию, соединению
Опрессовка жил
Сварка, пайка жил
Соединение жил с выводами электрооборудования
Приемка кабельных линий в эксплуатацию
Организация эксплуатации
Допустимые нагрузки на кабельные линии
Защита кабелей от коррозии
Испытания кабельных линий
Повреждение и ремонт кабелей
Правила безопасности труда
Правила безопасности труда при монтаже кабельных муфт
Правила безопасности труда при ремонте кабелей
Безопасность труда в РУ, на подстанциях, на высоте
Противопожарные мероприятия

§ 50. Допустимые токовые нагрузки на кабельные линии

При прохождении электрического тока по кабелю в нем выделяется значительное количество теплоты за счет потерь мощности в токопроводящих жилах, изоляции, металлических оболочках и броне. Для трехжильных кабелей с бумажной пропитанной изоляцией напряжением до 10 кВ основным источником потерь являются потери мощности в токопроводящих жилах.

Мощность, переходящая в теплоту, за счет нагрева токопроводящих жил током пропорциональна квадрату его силы и сопротивлению жилы кабеля. Распространение теплоты от жилы кабеля через изоляцию, оболочку и наружные покровы будет происходить за счет теплопроводности этих материалов.

Через некоторый промежуток времени, после включения кабеля под нагрузку, в нем устанавливается тепловое равновесие, когда выделяемое в единицу времени количество теплоты равно количеству теплоты, отдаваемой кабелем в окружающую среду. Установившемуся равновесию соответствует определенное превышение температуры кабеля над температурой окружающей среды.

В установившемся режиме тепловой расчет кабеля можно выразить следующим соотношением:

формула

где 0 — превышение температуры токопроводящей жилы над температурой окружающей среды, °С, сигма S— общее тепловое сопротивление кабеля, град • см/Вт, которое состоит из теплового сопротивления элементов кабеля и окружающей почвы, tж, tcp— температура жилы и среды, град.

Чем меньшее сопротивление оказывается тепловому потоку, тем интенсивнее происходит отдача теплоты в окружающую среду и тем большую нагрузку можно допустить на силовой кабель. Зная допустимую температуру tдоп нагрева жил, можно определить допустимый на кабель ток:

формула

где Rсопротивление одной фазы линии, Ом, п — количество жил.

В наилучших условиях по отдаче теплоты в окружающую среду находится кабель, проложенный в воде, так как вода обеспечивает хороший отвод теплоты с наружной поверхности кабеля.
При прокладке кабеля в земле отдача теплоты зависит от состава грунта и его способности удерживать влагу.

Токовые нагрузки, приведенные в ПУЭ для кабелей, проложенных в земле, рассчитаны для грунта с удельным тепловым сопротивлением 120 Ом-град/Вт (нормальная почва и песок с влажностью 7 — 9 % или песчано-глинистая почва с влажностью 12 — 14%).

Изменение удельного сопротивления земли значительно сказывается на допустимой нагрузке кабеля. Применительно к принятому сопротивлению земли пересчет токовой нагрузки для удельных сопротивлений 80, 200 и 300 Ом град/Вт будет соответственно равен 1,05; 0,87; 0,75. Удельное тепловое сопротивление земли главным образом зависит от ее химической и физической структур, плотности засыпки траншеи и способности удерживать влагу. Поэтому утрамбовывание земли является обязательным технологическим процессом прокладки силового кабеля.

Кабель, проложенный в воздухе, имеет более низкие допустимые нагрузки, чем при прокладке в земле из-за большего сопротивления тепловому излучению от кабеля в воздух. Из-за действия ряда дополнительных тепловых сопротивлений (воздух в канале блока, взаимный подогрев кабелей) в очень неблагоприятных условиях (в отношении нагрева) находится кабель, проложенный в блочной канализации. Чтобы обеспечить правильный температурный режим работы кабеля, необходимо для каждой находящейся в эксплуатации кабельной линии определить и установить допустимые токовые нагрузки для нормального длительного и аварийных режимов.

Допустимые токовые нагрузки для одиночных кабелей, проложенных в земле, воздухе и воде, определяются по таблицам, приведенным в ПУЭ. Таблицы составлены в зависимости от вида изоляции (резина или пластмасса, пропитанная бумага) и материала жилы (медь, алюминий). Токовые нагрузки в таблицах приводятся в зависимости от сечения токопроводящих жил кабеля, поэтому по ним можно решать и обратную задачу, т. е., зная расчетную токовую нагрузку, можно выбрать сечение проводника. Различные условия прокладки и эксплуатации кабельных линий учитываются поправочными коэффициентами, которые также приводятся в ПУЭ.

Для кабелей, проложенных в земле, допустимые длительные токовые нагрузки приняты из расчета прокладки в траншее на глубине 0,7—1 м не более одного кабеля при температуре земли 15°С. Аналогичные условия приняты для кабелей, проложенных в воде.

Для кабелей, проложенных в воздухе, внутри и вне зданий, допустимые длительные токовые нагрузки приняты из расчета температуры воздуха 25 °С. При этом расстояния между параллельно уложенными кабелями должно быть не менее 35 мм в свету. Если температура окружающей среды существенно отличается от принятых температур при расчете токовых нагрузок для кабелей, проложенных в земле и на воздухе, необходимо ввести поправочные коэффициенты, которые приведены в таблице ПУЭ.

В зимних условиях температура земли на глубине прокладки кабелей близка к 0 °С. В соответствии с этим допустимые длительные нагрузки на кабельные линии могут быть увеличены.
Как правило, в траншее прокладывают не один, а несколько кабелей, которые, выделяя теплоту при нагрузках, взаимно нагревают друг друга. Для снижения взаимного влияния кабелей, проложенных в одной траншее (включая прокладку в трубах), необходимо вводить поправочные коэффициенты на количество кабелей, лежащих рядом, которые приводятся в ПУЭ.

Допустимые длительные токи для кабелей, прокладываемых в блоках, определяются по формуле I = abcIo, где I0 — допустимый длительный ток для трехжильного кабеля напряжением 10 кВ с медными или алюминиевыми жилами, который определяется по таблице ПУЭ; а, b, с — коэффициенты, выбираемые в зависимости от сечения и расположения кабеля в блоке, напряжения кабеля и среднесуточной нагрузки всего блока.

В большинстве случаев кабельные линии на отдельных участках трассы прокладывают в земле, эстакаде, блоке и т. п. В этих случаях допустимые длительные токовые нагрузки должны быть определены по участку трассы с наихудшими условиями охлаждения, если участок имеет протяженность более 10 м.

Для кабелей напряжением до 10 кВ с бумажной пропитанной изоляцией, несущих нагрузки меньше номинальных, допускаются кратковременные перегрузки, приведенные в табл. 18.

Таблица 18. Допустимые перегрузки кабельных линий напряжением до 10 кВ

 


Вид прокладки

Коэффициент предварительной нагрузки

Допустимая перегрузка по отношению к номинальной в течение, ч

0,5

1,0

3,0

В земле

0,6

1,35

1,30

1,15

В воздухе

1,25

1,15

1,10

В трубах (в земле)

1,20

1,10

1,00

В земле

0,8

1,20

1,15

1,10

В воздухе

1,15

1,10

1,05

В трубах (в земле)

1,10

1,05

100

Установленные в этой таблице значения перегрузок по току и времени не вызывают перегрева токопроводящих жил сверх допустимых значений. Во время аварийных режимов в кабельных сетях возникает необходимость в кратковременных перегрузках работающих кабелей, нормы которых приведены в ПТЭ.

Для кабелей с полиэтиленовой изоляцией допускают перегрузки до 10 % в течение 5 сут продолжительностью до 6 ч в сутки, а для кабелей с ПВХ изоляцией — до 15%. В остальное время суток нагрузка на кабели не должна превышать номинальных значений.
Во время ликвидации аварий для кабелей напряжением до 10 кВ с бумажной изоляцией допускаются перегрузки в течение 5 сут в пределах, указанных в табл. 19.

Таблица 19. Допустимые нагрузки кабельных линии напряжением до 10 кВ на время ликвидации аварий

 


Вид прокладки

Коэффициент предварительной нагрузки

Допустимая перегрузка по отношению к номинальной при длительности максимума ч

1

3

6

В земле
В воздухе
В трубах (в земле)

0,6

1,50
1,35
1,30

1,35
1,25
1,20

1,25
1,25
1,15

В земле
В воздухе
В трубах (в земле)

0,8

1,35
1,30
1,20

1 25
1,25
1,15

1,20
1,25
1,10

Для кабельных линий, находящихся в эксплуатации более 15 лет, перегрузки должны быть понижены на 10%, а для кабельных линий напряжением 20—35 кВ перегрузки не допускаются.
В процессе эксплуатации кабельных линий необходимо осуществлять контроль за нагрузками стационарными амперметрами в установленные сроки и записывать показания приборов в ведомость.
Для наглядности на стационарных щитовых амперметрах красной чертой отмечается предельно допустимый ток кабельной линии, что дает возможность обслуживающему персоналу принимать соответствующие меры при превышении этого значения.

Измерение нагрузок кабельных линий и напряжений в различных точках сети должны производиться не менее двух раз в год, в том числе в период максимума нагрузок. Первое измерение следует производить в декабре — январе, т. е. в период годового максимума нагрузок. Эти измерения служат основанием для составления плана работ по разгрузке кабельных линий и улучшению режима их работы. По замерам определяют потери электрической энергии в сети и другие технико-экономические показатели кабельных линий. Второе измерение нагрузок кабельных линий целесообразно производить в мае, т. е. в период годового минимума нагрузок.

Помимо указанных планируемых измерений нагрузок кабельных линий производят внеочередные измерения, когда изменяют схему или присоединяют дополнительные токоприемники, в связи с чем меняют режим работы кабельной линии. Результаты измерений нагрузок кабельных линий служат основанием для проведения мероприятий, обеспечивающих их безаварийную работу.



 
« Молниезащита промышленных зданий и сооружений   Монтаж полимерной кабельной арматуры »
Карта сайта + все метки | Контакты
© Электроэнергетика При перепечатке и цитировании активная гиперссылка на сайт обязательна.