Выбор экрана кабеля с изоляцией из сшитого полиэтилена на термическую устойчивость

В случае выбора кабеля с изоляцией из сшитого полиэтилена помимо проверки кабеля:

по нагреву расчетным током;
по термической стойкости к токам КЗ;
по потерям напряжения в нормальном и послеаварийном режимах;

Также следует проверить экран кабеля из сшитого полиэтилена на термическую устойчивость.

Для проверки экрана кабеля рекомендую руководствоваться методикой представленной в: «Инструкциях и рекомендациях по прокладке, монтажу и эксплуатации кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена на напряжение 6, 10, 15, 20 и 35 кВ » 2014г ОАО «Электрокабель» Кольчугинский завод, либо другой аналогичной методикой. Например у ЗАО «Завод «Южкабеля» г. Харьков (Украина) есть такая же методика.

Для расчета экрана кабеля нам понадобятся такие исходные данные:

трехфазный ток КЗ в максимальном режиме на шинах РУ-6(10) кВ;
время действия защиты с учетом полного отключения выключателя.

При этом должно выполняться условие:

Iд.э. кз – допустимый ток медного экрана;
I2ф(к.з.) – двухфазный ток КЗ. Для того чтобы получить двухфазный ток КЗ из трехфазного нужно умножить на √3/2.

Допустимый ток медного экрана определяется по таблице 12.

Пример выбора экрана кабеля с изоляцией из сшитого полиэтилена

Выберем экран кабеля с изоляцией из сшитого полиэтилена. Предварительно выберем кабель АПвП-10 кВ с изоляцией из сшитого полиэтилена сечением 70 мм2 и с медным экраном 16 мм2: 3х70/16 мм2.

Исходные данные для расчета экрана кабеля, возьмем из предыдущей статьи: «Пример выбора кабеля на напряжение 10 кВ».

трехфазный ток КЗ в максимальном режиме на шинах РУ-10 кВ составляет 8,8 кА;
время действия защиты с учетом полного отключения выключателя равно 0,345 сек.

1. Так как продолжительность короткого замыкания отличается от 1 с, то нам нужно определить поправочный коэффициент по формуле:

K = 1/√t = 1/√0,345 = 1,69 c

где:
t = 0,345 с — продолжительность короткого замыкания, с.

2. Определяем допустимый ток медного экрана сечением 16 мм2:

Iд.э.кз = k*Sэ*K = 0,191*16*1,69 = 5,16 кА

3. Определяем двухфазный ток КЗ:

I2ф(к.з.) = √3/2* I3ф(к.з.) = 0,87*8,8 = 7,656 > 5,16 кА (условие не выполняется)

4. Определяем допустимый ток медного экрана сечением 25 мм2:

Iд.э.кз = k*Sэ*K = 0,191*25*1,69 = 8,1 кА > 7,656 кА (условие выполняется)

Принимаем кабель АПвП-10 кВ сечением 3х70/25 мм2.

Для удобства выполнения расчетов по выбору кабелей из сшитого полиэтилена и их экранов, я прикладываю данную методику. Для этого нужно скачать архив.

Если данная статья стала для Вас полезной, автор будет очень признателен, если Вы поделитесь данной статье в одной из социальных сетей.

Расчет заземления экрана кабеля до 35 кв

Выбор экрана кабеля с изоляцией из сшитого полиэтилена на термическую устойчивость

В случае выбора кабеля с изоляцией из сшитого полиэтилена помимо проверки кабеля:

по нагреву расчетным током;
по термической стойкости к токам КЗ;
по потерям напряжения в нормальном и послеаварийном режимах;

Также следует проверить экран кабеля из сшитого полиэтилена на термическую устойчивость.

Читайте так же:

Схема подключения выключателя света с тремя клавишами

Для расчета экрана кабеля нам понадобятся такие исходные данные:

трехфазный ток КЗ в максимальном режиме на шинах РУ-6(10) кВ;
время действия защиты с учетом полного отключения выключателя.

При этом должно выполняться условие:

Iд.э. кз – допустимый ток медного экрана;
I2ф(к.з.) – двухфазный ток КЗ. Для того чтобы получить двухфазный ток КЗ из трехфазного нужно умножить на √3/2.

Допустимый ток медного экрана определяется по таблице 12.

Пример выбора экрана кабеля с изоляцией из сшитого полиэтилена

трехфазный ток КЗ в максимальном режиме на шинах РУ-10 кВ составляет 8,8 кА;
время действия защиты с учетом полного отключения выключателя равно 0,345 сек.

K = 1/√t = 1/√0,345 = 1,69 c

где:
t = 0,345 с — продолжительность короткого замыкания, с.

2. Определяем допустимый ток медного экрана сечением 16 мм2:

Iд.э.кз = k*Sэ*K = 0,191*16*1,69 = 5,16 кА

3. Определяем двухфазный ток КЗ:

I2ф(к.з.) = √3/2* I3ф(к.з.) = 0,87*8,8 = 7,656 > 5,16 кА (условие не выполняется)

4. Определяем допустимый ток медного экрана сечением 25 мм2:

Iд.э.кз = k*Sэ*K = 0,191*25*1,69 = 8,1 кА > 7,656 кА (условие выполняется)

Принимаем кабель АПвП-10 кВ сечением 3х70/25 мм2.

Поделиться в социальных сетях

Расчет данных кабеля

Расчетный выход: Диаметр кабеля, общая емкость (мкФ), общий ток зарядки (амперы), параметры заряда на фазу (кВАр), реактивное сопротивление заряда (МОм * 1000 футов), индуктивность (мГн), реактивное сопротивление (Ом), переменный ток Сопротивление, соотношение X / R и импульсное сопротивление (Ом).

Емкость кабелей, зарядный ток и зарядная реактивная мощность

Емкость одножильного экранированного кабеля определяется по следующей формуле:

C = Общая емкость кабеля (микрофарады)	I _заряда = Ток заряда кабеля
SIC = Диэлектрическая проницаемость изоляции кабеля (Таблица 3)	D = Диаметр по длине изоляция (дюймы)
d = диаметр проводника (дюймы)	V _LL = рабочее напряжение системы в (кВ)
f = рабочая частота системы (Гц)	L = длина Кабель в футах
I _заряд = зарядный ток (амперы)	кВАр _заряд = однофазный кВАр или зарядный вар на кабель

Индуктивность и реактивность кабеля

Индуктивность и индуктивное сопротивление трех однофазных кабелей рассчитываются по формулам ниже.Формулы предполагают конфигурацию кабеля, показанную на рисунке выше. Кроме того, поскольку индуктивность зависит от окружающего материала, используйте Таблицу 4, чтобы определить соответствующий коэффициент «K» (множитель) для индуктивности.

X _L = Индуктивное сопротивление проводника (Ом)	L _C = Индуктивность кабеля (мГн)
L = Длина кабеля в футах	A, B, C = Расстояние на рисунок вверху (дюймы)
K = Коэффициент поправки для установки, указанный в Таблице-4	d = Диаметр проводника (дюймы)

Сопротивление кабеля при рабочей температуре

Сопротивление жилы обеспечивается при 20 град.C в Таблице-1. При работе при другой температуре сопротивление меняется и рассчитывается по следующей формуле:

Читайте так же:

Схема источник тока светодиодный

R _AC = сопротивление переменного тока проводника при рабочей температуре (Ом)

R _AC20C = сопротивление переменного тока проводника при 20 ° C (Ом)

T = рабочая температура проводник (° C)

Импеданс перенапряжения

Импеданс кабеля можно рассчитать по следующей формуле:

Z _o = Импеданс кабеля (Ом)

L _C = индуктивность проводника (мГн)

C = общая емкость кабеля (микрофарады)

.Калькулятор размеров кабеля

— myElectrical.com

Нажмите здесь, чтобы зарегистрироваться, чтобы использовать наше приложение для определения размеров кабеля

Что изменилось

Чтобы мы могли сосредоточить все наши усилия на нашем новом приложении, мы удалили наш калькулятор размеров кабеля myElectrical.com. Мы рекомендуем вам использовать наше основное приложение для определения размеров кабеля на сайте myCableEngineering.com.

myCableEngineering.com

Кабели низкого и среднего напряжения до 33 кВ с допустимой нагрузкой по току в соответствии с BS 7671, ERA 69-30 и IEC 60502.
Импеданс прямой и нулевой последовательности согласно IEC 60609. Падение напряжения согласно CENELEC CLC / TR 50480.
Управление проектами и командная работа с понятными и удобными для чтения расчетами и отчетами.

Наше программное обеспечение — единственное облачное решение, которое было создано с нуля, чтобы полностью реагировать, то есть вы можете получить доступ к своему кабели из любого места и на любом устройстве, настольном компьютере, планшете или смартфоне.

Калькулятор размеров электрических проводов и кабелей (медь и алюминий)

Калькулятор размеров медных и алюминиевых проводов и кабелей

Сегодня мы предлагаем еще один комплексный калькулятор размеров медных и алюминиевых проводов.

Как мы уже подробно обсуждали в теме «Как рассчитать правильный размер провода для электропроводки». Теперь вы можете воспользоваться этим калькулятором для выполнения этой работы.

Формула расчета размера провода / кабеля для однофазных цепей

Круглые милы проводов = 2 x ρ x I x L / (% допустимого падения напряжения источника)

Расчет размера провода / размера кабеля для Трехфазные цепи

Круглый провод, мил = √3 x 2 x ρ x I x L / (% допустимого падения напряжения источника)

ρ = Удельное сопротивление или удельное сопротивление проводника
D = Расстояние в футах (в одну сторону) i.е. ½ общей длины цепи
I = Ток нагрузки

Примечание. Значение ρ = Удельное сопротивление или удельное сопротивление проводника, используемое здесь для меди и алюминия, составляет 11,2 и 17,4 соответственно при 53 ° C (127 ° F)

Также проверьте раздел «Полезно знать» после калькулятора.

Введите значения и нажмите «Рассчитать». Результат покажет необходимое количество.

Полезно знать:

Если размер провода больше, чем все калибры (т.е.e 0000 — это самый большой провод одного размера в), то инженер-электрик измеряет его в см, кСм или мкМ, а не в дюймах, потому что дюйм — это небольшая единица измерения проводов такого типа. Где;

круговых мил (СМ) — это единица измерения площади круга диаметром в одну мил (одну тысячную дюйма). Это соответствует 5,067 × 10 -4 мм².

1000 CM (круговые милы) = 1 MCM или 1 kcmil = 0,5067 мм², поэтому 2 kcmil.

Экранированные кабели: особенности конструкции, сферы применения

Кабель с экраном применяется там, где требуется защита от воздействия электромагнитных полей, образуемых проходящими по кабелю токами, а также для того, чтобы добиться образования симметричного электрического поля вокруг жилы. Или, наоборот, при использовании экрана обеспечивается защита кабеля от помех, которые могут создавать близлежащие кабели или высокочастотные устройства. Как правило, экран кабеля выполняется из фольги, тонких металлических лент или специальной электропроводящей бумаги.

Кабель с общим экраном. Основные преимущества

Расчет экрана кабеля и тип экранирования определяются требуемыми техническими характеристиками эксплуатации. Экран кабеля повышает прочность изоляции жил, снижает влияние окружающей среды, а при выполнении в муфте практически исключает возможность образования разрядов на оболочке.

Особенности применения кабелей с экранами

Кабель с экраном, выполненным из тонкой медной или алюминиевой ленты, в основном предназначается для применения с током до 50 А. Если требуется силовой кабель с экраном, то экранирующий слой должен выполняться из медной проволоки большого диаметра. В некоторых кабелях среднего напряжения (ПвП, АПвП и проч.) применяются комбинированные экраны, состоящие из медных проволок и медной ленты. Здесь уже потребуется заземление экрана кабеля. Для выравнивания электрического поля в силовых кабелях с высоким напряжением применяются электропроводящие экраны.

Основные виды экранированных кабелей

Кабели силовые

Рисунок 1. Силовой экранированный кабель АПвП Одними из наиболее распространенных на сегодняшний день являются экранированные силовые кабели. Расчет экрана кабеля в них выполняется так, чтобы защитить окружающее пространство от воздействия возникающих внутри электромагнитных полей. Пример — силовой кабель с общим экраном ВВГЭ, КГВЭВ, ПвП или АПвП. Это силовые кабели на низкое, среднее и высокое напряжение, которые могут иметь индивидуальные экраны по жиле и изоляции (высоковольтные кабели) из электропроводящей пероксидносшиваемой пленки (сшитый полиэтилен), а также общий экран из медных проволок, медной или алюминиевой ленты. Такой силовой кабель с экраном может применяться для передачи и распределения электроэнергии на напряжение 0,66/1 кВ (низкое напряжение) и от 6 кВ и более (среднее и высокое напряжение). Расчет сечения экрана кабеля для эксплуатации в сетях среднего и высокого напряжения выполняется на основании предполагаемой токовой нагрузки на кабель.

Комбинированные кабели (силовой и управления в одной оболочке)

Рисунок 2. Гибкие силовые экранированные кабели КГЭУ и КГПЭУ в сечении В качестве примера экранированного комбинированного кабеля стоит привести марки КГЭУ и КГПЭУ. Это гибкие кабели, которые предназначаются для подключения к электросетям электроустановок и передвижных машин и могут применяться в шахтах. В данных кабелях экраном выступает слой специальной электропроводящей резины.

Контрольные кабели

Рисунок 3. Контрольный экранированный кабель КВВГЭнг Контрольные экранированные кабели — это изделия марок КВВГЭ, АКВВГЭ (для неподвижной прокладки) и КГВЭВ (для нестационарной прокладки) и проч. Экранирующий слой в них выполняется в виде оплетки из тонкой медной проволоки, алюминиевой или медной фольги или алюмополимерной ленты. Применяются для соединения электрических приборов и электрических распределительных устройств.

Кабели сигнально-блокировочные

Сигнальный кабель с экраном применяется в электрических кабельных системах рельсового транспорта, где защите сигнала от помех придается повышенное значение. Это измерительная и аудиоаппаратура, а также пожарные, охранные и прочие слаботочные системы. Как пример — изделия марки EMT.

Кабели связи, LAN, АСУ ТП и пр.

Что касается обеспечения связи, а также подключения локальных и промышленных вычислительных сетей, то наиболее распространенными здесь являются модификации кабеля UTP, известного как «витая пара». Что касается марок, то S/UTP — это экранированные медной оплеткой кабели, F/UTP — кабели, экранирование фольгой, а SF/UTP имеют комбинированное экранирование фольгой и медной оплеткой.

Расчет токов в экране кабеля

СТАНДАРТ ОРГАНИЗАЦИИ ОАО "ФСК ЕЭС"

СИЛОВЫЕ КАБЕЛИ. МЕТОДИКА РАСЧЕТА УСТРОЙСТВ ЗАЗЕМЛЕНИЯ ЭКРАНОВ, ЗАЩИТЫ ОТ ПЕРЕНАПРЯЖЕНИЙ ИЗОЛЯЦИИ СИЛОВЫХ КАБЕЛЕЙ НА НАПРЯЖЕНИЕ 110-500 кВ С ИЗОЛЯЦИЕЙ ИЗ СШИТОГО ПОЛИЭТИЛЕНА

Дата введения 2011-10-11

Цели и принципы стандартизации в Российской Федерации установлены Федеральным законом от 27 декабря 2002 г. N 184-ФЗ "О техническом регулировании", а правила применения стандарта организации — ГОСТ Р 1.4-2004 "Стандартизация в Российской Федерации. Стандарты организаций. Общие положения".

Сведения о стандарте

1 РАЗРАБОТАН: ООО "Научно-производственная фирма. Электротехника: наука и практика" (НПФ ЭЛНАП), Московский энергетический институт (МЭИ ТУ), ЗАО "Завод энергозащитных устройств" (ЗЭУ).

2 ВНЕСЕН: Департаментом технологического развития и инноваций ОАО "ФСК ЕЭС".

3 УТВЕРЖДЁН И ВВЕДЁН В ДЕЙСТВИЕ: Приказом ОАО "ФСК ЕЭС" от 11.10.2011 N 618.

4 ВВЕДЁН ВПЕРВЫЕ.

Введение

В настоящем стандарте определены требования к устройствам заземления экранов кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена напряжением 110-500 кВ. Приведены методики расчета токов и потерь мощности в экранах кабелей, напряжений на экранах кабелей в различных режимах и различных способах заземления экранов, а также и магнитных полей, создаваемых кабелями. Рекомендованы меры по защите изоляции экранов кабелей от воздействий напряжений промышленной частоты, грозовых и коммутационных перенапряжений.

В Приложениях настоящего стандарта приведены примеры расчетов токов и напряжений в экранах, выбора ограничителей перенапряжений для защиты изоляции экранов кабелей.

1 Область применения

Настоящий стандарт распространяется на кабели с изоляцией из сшитого полиэтилена напряжением 110-500 кВ.

Положения настоящего стандарта обязательны для применения проектными, строительно-монтажными, наладочными, эксплуатационными и ремонтными организациями.

2 Нормативные ссылки

МЭК 60840*. Силовые кабели с экструдированной изоляцией и арматура к ним на номинальные напряжения свыше 30 кВ (36 кВ) до 150 кВ (170 кВ). Методы испытания и требования.

* Доступ к международным и зарубежным документам, упомянутым в тексте, можно получить, обратившись в Службу поддержки пользователей. — Примечание изготовителя базы данных.

МЭК 62067.Силовые кабели с экструдированной изоляцией и арматура к ним на номинальное напряжение свыше 150 кВ (170 кВ) до 500 кВ (550 кВ). Методы испытаний и требования.

ГОСТ 15845-80 Изделия кабельные. Термины и определения.

ГОСТ 12.1.038-82 Предельно допустимые уровни напряжений прикосновения и токов.

ГОСТ Р 52725-2007. Ограничители перенапряжений нелинейные для электроустановок переменного тока напряжением от 3 до 750 кВ.

Технические условия ТУ 16-705-495-2006. Кабели силовые с изоляцией из сшитого полиэтилена на напряжение 64/110 кВ. Литера А. ВНИИКП, 2007.

СанПиН 2.2.4.1191-03. Электромагнитные поля в производственных условиях. Санитарно-эпидемиологические правила и нормативы.

Гигиенический норматив ГН 2.1.8/2.2.4.2262-07. Предельно допустимые уровни магнитных полей частотой 50 Гц в помещениях жилых, общественных зданий и на селитебных территориях.

Правила по охране труда (правила безопасности) при эксплуатации электроустановок с изменениями и дополнениями. ПОТ РМ-016-2001. РД 153.34.0-03.150-00.

3 Термины, определения и обозначения

3.1 электрический кабель (кабель) (по ГОСТ 15845-80): кабельное изделие, содержащее одну или более изолированных жил (проводников), заключенных в металлическую или неметаллическую оболочку, поверх которой, в зависимости от условий прокладки и эксплуатации, может иметься соответствующий защитный покров, в который может входить броня, и пригодное, в частности, для прокладки в земле и под водой.

3.2 силовой кабель: кабель для передачи электрической энергии токами промышленных частот.

3.3 токопроводящая жила: элемент кабельного изделия, предназначенный для прохождения электрического тока.

3.4 изолированная жила: токопроводящая жила, покрытая изоляцией.

3.5 изоляция из сшитого полиэтилена: сплошная изоляция из сшитого полиэтилена.

3.6 кабельный экран (экран): элемент из электропроводящего немагнитного и (или) магнитного материала либо в виде цилиндрического слоя вокруг токопроводящей или изолированной жилы, группы, пучка, всего сердечника или его части, либо в виде разделительного слоя различной конфигурации.

3.7 кабельная оболочка (изоляция экрана): кабельная оболочка в виде слоя полиэтилена, наносимого на экран кабеля.

3.8 заземление экранов кабеля: способ соединения экранов кабеля, при котором они электрически связаны с контуром заземления.

3.9 транспозиция экранов кабеля: способ соединения экранов трехфазной кабельной линии, при котором при переходе с одного участка на другой фазы меняются местами так, чтобы каждая из них попеременно занимает положение остальных.

3.10 коробка транспозиции: устройство, в котором осуществляется соединение экранов кабелей, называемое транспозицией.

3.11 коробка концевая: устройство, предназначенное для соединения экранов кабелей с контуром заземления (напрямую или через ОПН).

3.12 рабочий (расчетный) ток кабеля: ток, принятый для данного кабеля в процессе проектирования электроустановки.

3.13 длительно допустимый ток кабеля: ток, определяемый исходя из длительно допустимой температуры изоляции.

3.14 ток термической стойкости кабеля (экрана): ток, определяемый исходя из температуры изоляции, допустимой на время короткого замыкания.

3.15 ток в жиле: ток в жиле кабеля в симметричном режиме.

3.16 ток в экране: ток в экране кабеля в симметричном режиме.

3.15* ОПН: ограничитель напряжений нелинейный (ГОСТ Р 52725-2007), предназначенный для защиты изоляции электрооборудования от грозовых и коммутационных перенапряжений.

* Здесь и далее, нумерация соответствует оригиналу. — Примечание изготовителя базы данных.

3.16 КЛ: кабельная линия.

3.17 КСПЭ: кабель с изоляцией из сшитого полиэтилена, имеющий медную или алюминиевую жилу, экран и, возможно, свинцовую оболочку.

3.18 КЗ: короткое замыкание за пределами КЛ.

3.19 КЗ несимметричное: однофазное КЗ за пределами КЛ.

3.20 МП: магнитное поле кабеля.

Обозначения параметров, необходимых для расчета

3.21 : внешний радиус жилы (м).

3.22 : внутренний радиус экрана (м).

3.23 : внешний радиус экрана (м).

3.24 : внешний радиус кабеля (м).

3.25 : средний диаметр экрана (м).

3.26 : внешний диаметр фазы кабеля (м).

3.27: : длина кабеля (м).

3.28 : среднее расстояние между осями соседних фаз (м).

3.29 : сечение жилы (м).

3.30 : сечение экрана (м).

3.31 : удельное сопротивление материала жилы (Ом*м).

3.32 : удельное сопротивление материала экрана (Ом*м).

3.33 : удельное сопротивление грунта (Ом*м).

3.34 : погонное активное сопротивление жилы (Ом/м).

3.35 : погонное активное сопротивление экрана (Ом/м).

3.36 : эквивалентная расчетная глубина протекания обратного тока (м).

3.37 : магнитная постоянная (Гн/м).

3.38 : угловая частота напряжений и токов (рад/с).

3.39 : число секций экрана, каждая из которых заземлена один раз.

3.40 : число полных циклов транспозиции.

Рис.1 Эскиз сечения кабеля с изоляцией из сшитого полиэтилена

1 — токоведущая жила, 2 — изоляция, 3 — экран кабеля, 4 — оболочка экрана

4 Обоснование и выбор способа заземления экранов

4.1 Способы заземления экранов

4.1.1. Заземление экрана КСПЭ необходимо с целью сохранения структуры электрического поля в его изоляции в условиях эксплуатации. Экран кабеля (каждой фазы КЛ) должен быть заземлен, по крайней мере, в одной точке. Эксплуатация кабеля с незаземленным экраном не допускается.

голоса

Рейтинг статьи