Поиск по сайту
Начало >> Оборудование >> Кабели >> Кабельные системы с СПЭ-изоляцией АББ

Нагрузочные характеристики - Кабельные системы с СПЭ-изоляцией АББ

Оглавление
Кабельные системы с СПЭ-изоляцией АББ
Стандарты и прокладка
Нагрузочные характеристики
Кабельные барабаны
Конструкция кабелей с СПЭ-изоляцией
Технические характеристики

Кабели с СПЭ-изоляцией должны иметь жилы с сечением, отвечающим требованиям по пропускной способности.
Потери под нагрузкой в основном составляют омические потери в проводнике и металлическом экране. Непрерывная нагрузка на кабели с СПЭ-изоляцией может прилагаться вплоть до температуры проводника 90°С. Однако лучше ограничить рабочую температуру примерно 65°С для того, чтобы иметь запас по нагрузке, либо уменьшить потери, либо избежать возможной термической нестабильности.
Диэлектрические потери в СПЭ-изоляции возникают при работе кабеля даже без нагрузки и зависят от значения приложенного рабочего напряжения. Диэлектрические потери в кабелях с СПЭ-изоляцией меньше чем в кабелях с изоляцией из этилпропиленовой резины или бумаго-пропитанной изоляцией.
В таблицах 1 и 2 приведены длительно допустимые токи для одножильного кабеля. Расчет длительно допустимых токов произведен согласно МЭК 60287 при соблюдений следующих условий:
Одна трехфазная группа одножильных кабелей
Температура грунта 20°С
Температура окружающего воздуха .. 35°С
Глубина прокладкиL 1,0 м
Расстояние «5» между осями кабелей,
проложенными в плоскости    70 мм + De ,
где De - диаметр кабеля
Термическое сопротивление грунта ..1,0 К-м/Вт
Поправочные коэффициенты для одножильных кабелей приведены в таблицах 3-10.

Длительно допустимый ток, А
Таблица 1
Номинальное напряжение 110-550 кВ. алюминиевая жила - сечение экрана 95 мм

 

Кабели, проложенные в земле

Кабели, проложенные в воздухе

Сечение
жилы
мм2

в плоскости •••

треугольником

в плоскости •• •

треугольником

Транс-
позиция
экранов

Зазе-
мление с двух сторон

Транс-
позиция
экранов

Зазе-
мление с двух сторон

Транс-
позиция
экранов

Зазе-
мление с двух сторон

Транс-
позиция
экранов

Зазе-
мление с двух сторон

65‘С

90‘С

65‘С

90‘С

65‘С

90‘С

65‘С

90‘С

65‘С

90‘С

65‘С

90‘С

65‘С

90‘С

65‘С

90‘С

300

415

495

365

445

395

475

385

460

465

625

415

565

410

550

400

540

400

470

565

410

500

450

540

435

525

535

715

470

640

475

640

460

625

500

540

645

455

555

515

620

490

595

620

835

530

725

550

745

530

720

630

620

740

500

610

590

710

550

670

730

975

595

820

640

865

605

830

800

700

845

540

665

670

805

610

745

840

1130

660

910

735

995

685

940

1000

785

950

585

720

745

900

670

820

960

1295

720

1005

830

1135

765

1055

1200

850

1025

610

755

805

970

710

870

1055

1420

765

1070

905

1235

825

1140

1400

910

1100

635

785

855

1040

745

915

1140

1545

805

1125

975

1335

880

1220

1600

960

1165

655

815

900

1095

775

955

1220

1650

835

1170

1035

1420

925

1285

2000

1050

1275

685

855

975

1190

820

1015

1355

1840

885

1250

1140

1570

1000

1395

Таблица 2
Номинальное напряжение 110-550 кВ, медная жила - сечение экрана 95 мм2, при сечении жилы 1200 мм2 и больше - жила сегментная

 

Кабели, проложенные в земле

Кабели, проложенные в воздухе

Сечение
жилы
мм2

в плоскости •••

треугольником

в плоскости • • •

треугольником

Транс-
позиция
экранов

Заземление с д вух сторон

Транс-
позиция
экранов

Заземление с двух сторон

Транс-
позиция
экранов

Заземление с двух сторон

Транс-
позиция
экранов

Заземление с двух сторон

65‘С

90‘С

65‘С

90‘С

65‘С

90‘С

65‘С

90‘С

65‘С

90‘С

65‘С

90‘С

65‘С

90‘С

65‘С

90‘С

300

530

640

440

535

505

610

480

580

600

805

500

685

525

710

500

685

400

600

720

485

595

575

690

540

650

680

915

565

775

605

820

575

785

500

685

825

530

650

655

785

600

730

790

1060

625

860

695

945

650

895

630

780

940

570

705

740

890

660

810

915

1235

685

950

800

1085

735

1010

800

870

1055

610

755

825

995

720

885

1045

1415

745

1040

905

1235

815

1130

1000

960

1165

645

800

900

1095

770

950

1175

1590

800

1125

1005

1380

895

1245

1200

1115

1345

690

860

1060

1280

855

1055

1395

1880

880

1240

1210

1650

1025

1425

1400

1205

1455

715

890

1145

1385

895

1110

1530

2065

920

1300

1320

1800

1090

1525

1600

1280

1550

735

920

1215

1470

930

1155

1655

2235

960

1355

1420

1940

1150

1615

2000

1410

1705

765

955

1320

1605

980

1220

1845

2500

1000

1425

1565

2145

1230

1740

2500

1540

1875

795

1000

1445

1755

1025

1285

2095

2845

1065

1515

1750

2410

1330

1890

3000

1640

1995

820

1025

1530

1865

1055

1330

2280

3105

1100

1575

1885

2600

1400

1990

Поправочные коэффициенты
Поправочный коэффициент на сечение экрана
Применяется к одножильным кабелям, проложенным в плоскости или треугольником с заземлением экрана с двух сторон.
При заземлении с одной стороны
или при транспозиции экранов
поправочный коэффициент на сечение экрана
не применяется.   
Таблица 3 110-500 кВ, сечение экрана 95 мм2

Поправочный коэффициент на сечение экрана

Жила, мм2

Медный экран, мм 2

AL

Си

25

35

50

95

150

240

300

300

 

1,02

1,02

1,01

1

0,99

0,98

0,97

500

300

1,03

1,03

1,02

1

0,98

0,96

0,96

800

500

1,05

1,04

1,03

1

0,97

0,94

0,94

1200

630

1,06

1,05

1,04

1

0,97

0,93

0,92

2000

800

1,07

1,06

1,04

1

0,96

0,92

0,91

 

1200

1,12

1,10

1,07

1

0,94

0,89

0,88

 

2000

1,16

1,13

1,09

1

0,93

0,87

0,86

 

3000

1,17

1,14

1,10

1

0,93

0,87

0,85

1 мм2 медного экрана эквивалентен: 1,66 мм2 алюминиевой оболочки
12,40 мм2 свинцовой оболочки

Поправочные коэффициенты при прокладке в земле

Таблица 4


Поправочный коэффициент на глубину прокладки

Глубина прокладки,м

Поправочный
коэффициент

0,50

1,10

0,70

1,05

0,90

1,01

1,00

1,00

1,20

0,98

1,50

0,95

Таблица 5


Поправочный коэффициент на температуру грунта

Температура жилы, 'С

Температура почвы, ’С

10

15

20

25

30

35

40

45

90

1,07

1,04

1

0,96

0,93

0,89

0,84

0,80

65

1,11

1,05

1

0,94

0,88

0,82

0,74

0,66

Таблица 6


Поправочный коэффициент на термическое удельное сопротивление грунта

Терм, удельное сопротивление, К-м/Вт

0,7

1,0

1,2

1.5

2,0

2,5

3,0

Поправочный
коэффициент

1,14

1,00

0,93

0,84

0,74

0,67

0,61

Таблица 7


Поправочный коэффициент на межфазное расстояние Групповая прокладка в плоскости с транспозицией экранов или заземлением с одной стороны

Диаметр
кабеля,
мм

Межфазное расстояние, мм

De

De+70

250

300

350

400

менее 80

0,93

1,0

1,05

1,07

1,08

1,09

81 -110

0,93

1,0

1,04

1,06

1,08

1,09

111 -140

0,93

1,0

1,03

1,06

1,08

1,11

межфазное расстояние

Таблица 8


Поправочный коэффициент для групповой прокладки кабелей в земле

Расстояние СС между группами, мм

Число групп

1

2

3

4

5

6

7

8

9

100

1

0,76

0,67

0,59

0,55

0,51

0,49

0,47

0,46

200

1

0,81

0,71

0,65

0,61

0,49

0,56

0,53

0,52

400

1

0,85

0,77

0,72

0,69

0,66

0,64

0,63

0,62

600

1

0,88

0,81

0,77

0,74

0,72

0,71

0,70

0,69

800

1

0,90

0,84

0,81

0,79

0,77

0,76

0,75

0,75

2000

1

0,96

0,93

0,92

0,91

0,91

0,91

0,90

0,90

для групповой прокладки кабелей в земле

Поправочный коэффициент при прокладке в земле в трубах
Поправочный коэффициент для одножильных кабелей, частично проложенных в отдельных трубах, применяется только тогда, когда участок кабельной линии между точками заземления экрана частично проложен в трубах, при следующих условиях:
кабели проложены треугольником на большей части участка;
трубы проложены в плоскости;
длина, проложенная в трубах, составляет менее 10% участка между точками заземления;
каждый кабель в отдельной трубе;
Таблица 10


Поправочный коэффициент на температуру окружающего воздуха

Температура воздуха, ’С

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

Поправочный коэффициент

1,28

1,24

1,19

1,15

1,10

1,05

1,0

0,95

0,89

0,83

0,77

диаметр трубы в два раза больше диаметра кабеля.
Поправочный коэффициент при прокладке на воздухе
Таблица 9


Поправочный коэффициент для кабелей, проложенных в трубах в земле

Одножильные

Одножильные

Одножильные

кабели, частично проложенные в отдельных трубах

кабели в отдельных трубах

кабели в общей трубе

0,94

0,90

0,90

Пример использования поправочных коэффициентов
Две группы кабелей с СПЭ-изоляцией на напряжение 220 кВ с алюминиевыми жилами 1х500/150 мм2, проложенные в земле треугольником, с транспозицией экранов. Температура жилы 90°С.
В таблице 2 приводится номинальный ток 620 А


без поправки.

 

Таблица

Поправочный
коэффициент

Ном.ток

620 А

2

 

Сечение экрана

150 мм2

3

0,98

Глубина прокладки

1,5 м

4

0,95

Температура грунта

30°С

5

0,93

Термическое удельное сопротивление грунта

1,5 Км/Вт

6

0,84

Расстояние между группами (2 группы)

400 мм

8

0,85

Скорректированный номинальный ток на группу
620 х 0,98 х 0,95 х 0,93 х 0,84 х 0,85 = 383 А
Следует отметить, что поправочные коэффициенты дают хорошие ориентировочные данные при проектировании будущих цепей. Как только будет определена конфигурация цепи, следует провести точный расчет
Режим перегрузки
Кабель с СПЭ-изоляцией может подвергаться перегрузкам с температурой свыше 90°С, но как можно реже, при этом температура жилы может достигать 105°С. Отдельные аварийные перегрузки не повлияют значительно на срок службы кабеля. Тем не менее, частота и длительность таких перегрузок должны быть сведены к минимуму. Циклические и аварийные значения можно рассчитать по МЭК 60853.
Токи короткого замыкания
Максимально допустимые температуры жилы и экрана/металлической оболочки в условиях короткого замыкания определяются с учетом прилегающей изоляции и материала оболочки.
Это устанавливается МЭК 61443 "Предельные значения температуры короткого замыкания электрических кабелей на номинальное напряжение свыше 30 кВ (Um = 36 кВ)".
При выборе способа крепления кабеля следует принимать во внимание динамические силы возникающие при КЗ между фазами.

Максимальные токи короткого замыкания по термической стойкости
Нагрев, возникающий во время короткого замыкания, определяют по величине и длительности тока короткого замыкания. При проектировании применяют ток эквивалентный току короткого замыкания длительностью 1с в соответствии с нижеприведенной формулой. Эта формула применима для длительности короткого замыкания от 0,2 до 5 с.

где 1кз - ток короткого замыкания в течение tK3 кА I1 - ток короткого замыкания в течение 1 с Значения 1-сек. тока КЗ указаны в таблице 11 для жилы и в таблице 12 для металлического экрана.
tK3 - длительность короткого замыкания, с
Для кабеля с СПЭ-изоляцией максимально допустимая температура жилы при коротком замыкании составляет 250°С.
Таблица 11


Макс. ток короткого замыкания по жиле в течение 1 с, кА

Сечение
жилы,
2
ММ

Температура жилы до короткого замыкания

Алюминиевая жила

Медная жила

65'С

90‘С

65‘С

90‘С

25

2,6

2,4

3,9

3,6

35

3,6

3,3

5,5

5,0

50

5,2

4,7

7,8

7,2

70

7,2

6,6

11,0

10,0

95

9,8

9,0

14,9

13,6

120

12,4

11,3

18,8

17,2

150

15,5

14,2

23,5

21,5

185

19,2

17,5

29,0

26,5

240

24,8

22,7

37,6

34,5

300

31,1

28,3

47,0

42,9

400

41,4

37,8

62,7

57,2

500

51,8

47,2

78,4

71,5

630

65,2

59,5

98,7

90,1

800

82,8

75,6

125

114

1000

104

94,5

157

143

1200

124

113

188

172

1400

145

132

219

200

1600

166

151

251

229

2000

207

189

313

286

на мм 2

0,104

0,0945

0,157

0,143

Температура медного экрана может достигать 250°С, не повреждая материал прилегающей изоляции.
При начальной температуре 50°С это соответствует плотности тока 165 А/мм2 в течение 1 с. (В других условиях допускаются повышенные и пониженные плотности тока).
Температура для свинцовых оболочек при коротком замыкании ограничена 210°С. При начальной температуре 50°С это соответствует плотности тока 28 А/мм2 в течение 1 с.
Таблица 12


Макс. ток короткого замыкания по экрану в течение 1 с, кА

Сечение металлического экрана, мм

Температура экрана до короткого замыкания

Медный
экран

Свинцовая
оболочка

50‘С

70'С

16

94

2,6

2,4

25

147

4,1

3,8

35

206

5,8

5,4

50

295

8,3

7,7

95

560

16

15

150

884

25

23

300

1768

50

46

на мм2 для меди

 

0,165

0,153

 

на мм д ля свинца

0,028

0,026

Динамические силы при коротком замыкании
В случае короткого замыкания помимо термического фактора следует учитывать также динамические силы в кабеле.
Динамическое напряжение возникает вследствие динамического эффекта параллельно проложенных кабелей, проводящих ток.
Динамические силы между двумя проводниками можно рассчитать по формуле:

где F - макс. сила (Н/м)
1уд = 2,51кз (кА)
IK3 - ток короткого замыкания (кА)
5 - расстояние между осями кабелей (м)



 
« Кабельные системы PFISTERER   Кабельный блок »
Карта сайта + все метки | Контакты
© Электроэнергетика При перепечатке и цитировании активная гиперссылка на сайт обязательна.