Сооружение и эксплуатация кабельных линий высокого напряжения - Защита сигнализации давления масла от влияния силовых кабельных линий

При сооружении линий низкого и высокого давления для соединения датчиков давления со схемой устройств сигнализации давления масла, а также для передачи отключающих импульсов от релейной защиты используются контрольные кабели, прокладываемые в одной траншее с силовыми. Обычно эти кабели прокладываются над силовыми кабелями (или сбоку), как это показано на рис. 10.26. В связи с тем что расстояние между силовыми кабелями и контрольным кабелем составляет около 500 мм, на жилах контрольного кабеля могут наводиться значительные ЭДС, достигающие нескольких киловольт. Определение кратковременной продольной ЭДС, возникающей на жилах контрольного кабеля при однофазном коротком замыкании, в системе с заземленной нейтралью производится по формуле

где М — коэффициент взаимоиндукции между кабелями 110—220 кВ и контрольным кабелем, гН/км; /к — ток однофазного короткого замыкания, проходящий по силовому кабелю А; / — длина кабельной линии, км; k0 — общий коэффициент экранирования всех кабельных оболочек и вспомогательных защитных экранов.

Рис. 10.26. Разрез траншеи для двухцепной линии низкого давления:
1 — кабели низкого давления; 2 — контрольный кабель; 3 — защитные железобетонные плиты; 4 — кирпич (или плита)

Учитывая, что контрольные кабели одновременно используются для целей диспетчерской телефонной связи (ПУЭ, п. 2.3.62), необходимо учитывать также, что в нормальном режиме за счет асимметрии магнитных полей в жилax и между жилами несимметрированного контрольного кабеля наводятся мешающие псофометрические ток и напряжение. Эти параметры влияния также подлежат расчетному определению [3].
Мешающее псофометрическое напряжение, В, определяется по формуле
где г) — коэффициент чувствительности (для контрольного кабеля равняется 0,01); Е — ЭДС, подсчитывается для рабочего тока в кабеле, В; Fu — телефонный формфактор, Fv=0,007.
Коэффициент экранирования кабелей 110—220 кВ определяется как отношение активного сопротивления оболочек и брони к их полному сопротивлению. Результаты расчета, выполненного институтом Мосэнергопроект, приведены в табл. 10.1.
Таблица 10.1

Как правило, в одной траншее прокладывается двухцепная кабельная линия 110—220 кВ, состоящая из шести однофазных кабелей или из двух трубопроводов высокого давления, создающих систему заземленных металлических оболочек и брони. Согласно измерениям ЦНИИС эта система имеет дополнительный экранирующий эффект, оцениваемый коэффициентом 0,5, т. е. приводит к уменьшению приведенных в табл. 10.1 значений в 2 раза.
В связи с тем что на экранирующий эффект оказывают влияние металлическая оболочка и броня контрольного кабеля, общий коэффициент экранирующего действия равен произведению отдельных коэффициентов

где К1— коэффициент экранирования кабелей 110—220 кВ; К2 — коэффициент экранирования контрольного кабеля; Ks — коэффициент экранирования системы заземлённых оболочек и брони кабелей, находящихся в одной траншее.
Коэффициент экранирования контрольных кабелей марок СКАБ 30X1, КВАБл 37X2,5 приводится ниже:
ЭДС, В/км................................ 5 50 100 200 300 350 400 430
К2................................................ 0,18 0,12 0,09 0,08 0,1 0,12 0,13 0,15
В табл. 10.2 приводятся защитные коэффициенты экранирования и продольная ЭДС на жилах контрольного кабеля марки КВАБл-37Х2,5 при совместной прокладке в одной траншее с кабелями 110—220 кВ и при однофазном коротком замыкании в сети 110—220 кВ с заземленной нейтралью. При этом для кабеля КВАБл-37Х2,5 принят расчетный коэффициент экранирования К2=0,2.
Таблица 10.2

Проведенными измерениями на действующих линиях были подтверждены расчетные значения коэффициента экранирования. Было также установлено влияние заземления свободных жил контрольного кабеля на уменьшение коэффициента экранирования. Кроме того, было подтверждено, что ток однофазного короткого замыкания возвращается к источнику по оболочкам и броне кабелей, лежащих в одной траншее. Расчеты псофометрического мешающего напряжения в одиночной цепи телефонной цепи тональной связи, выполненные институтом Мосэнергопроект, показали, что оно не превосходит 0,05 мВ/км, что ниже допустимого, равного 1,5 мВ. Практически помех телефонной связи при этом не ощущается. С целью ограничения выноса наведенного напряжения в телефонную сеть в конечных пунктах устанавливаются защитные устройства АЗУ-4. Опытом московской кабельной сети подтверждена высокая надежность контрольных кабелей, прокладываемых в общей траншее с силовыми кабелями, которые выдержали перенапряжения, имевшие место при однофазных коротких замыканиях как в кабельных, так и в кабельно-воздушных линиях 110—220 кВ. Результаты эксплуатации телефонной связи по контрольным кабелям подтвердили выполненные расчеты и возможность ведения телефонных переговоров по контрольным кабелям.