Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 2)

Характеристики паперової імпрегнованої ізоляції залежать від наявності та природи сторонніх домішок: рештки включень газів та вологи або домішок в недостатньо очищених компонентах кабельного компаунду. Наприклад, електрична міцність такої ізоляції в залежності від чистоти мінерального масла, глибини сушіння та імпрегнування знаходиться в діапазоні 30-80 МВ/м. Тангенс кута діелектричних втрат, наприклад, знаходиться для кабелів на 10 кВ на рівні 0,008, а для маслонаповнених кабелів відповідно 0,002. Таким чином, властивості паперової ізоляції кабелів визначаються конструктивними та технологічними факторами.

1.3.3 Матеріал екранів

Для вирівнювання електричного поля в кабелях на напругу 10 кВ поверх жили та поверх ізоляції повинен бути накладений електропровідний екран з матеріалу, аналогічного матеріалові ізоляції, але з електропровідними властивостями. Якщо використати різні матеріали, в експлуатації станеться розшарування екрану та ізоляції через різницю в температурних коефіцієнтах розширення цих матеріалів.

В кабелях з паперовою ізоляцією екран виготовляють з електропровідного кабельного паперу, що містить ацетиленову сажу і має питомий електричний опір 110⁵––110⁷ Омм. Товщина електропровідного кабельного паперу 120 мкм, густина 850–– 1050 кг/м³. Стрічки його намотуються з позитивним перекриттям.

1.3.4 Матеріал оболонки

Для захисту ізоляції кабеля від дії світла, вологи, хімічно активних речовин, а також для запобігання її механічним пошкодженням, поверх скручених разом ізольованих жил багатожильних кабелів накладають оболонку.

Найкращими у відношенні герметичності матеріалами для оболонки є метали, у яких коефіцієнт дифузії дорівнює нулю.

Металеві оболонки виготовляють з свинцю або алюмінію. Кабелі з паперовою імпрегнованою ізоляцією виготовляють тільки з металевими оболонками. Поверх оболонки для її захисту від корозії та механічних ушкоджень накладають захисні покрови, що включають подушку під броню, броню, зовнішній захисний покров

Свинцеві оболонки виготовляють із свинцю марки С2 та С3 (загальна кількість домішок відповідно 0,05 та 0,1 %) або із свинцево-сурмянистих сплавів, що містять сурму (антимоній) в кількості до 0,8 %. Границя міцності свинцю при розтягуванні 18 МПа і відносне видовження 35 %. Свинець характеризується недостатньою вібростійкістю. Заради підвищення вібростійкості в свинець вводять сурму та інші присадки. Недоліком свинцю є його велика густина, що дорівнює 11,34 кг/м³ Оболонки із свинцю значно менше піддаються корозії, але при прокладанні в ґрунті вони теж потребують захисних покровів, оскільки руйнівно впливають на свинець азотна кислота, вапно, блукаючий струм. Свинцеві оболонки більш пластичні ніж алюмінієві, тому при статичному вигині в них відбувається релаксація механічної напруженості.

1. Захисні покрови

Подушка під броню захищає оболонку кабеля від пошкодження її сталевими стрічками та від корозії. Вона складається з концентричних слоїв з попередньо імпрегнованої кабельної пряжі або з попередньо імпрегнованого кабельного паперу з покриттям бітумом або бітумною сумішшю по оболонці та поверх подушки.

Якщо за умови експлуатації на кабель можуть діяти механічні зусилля, то в захисних покровах передбачають сталеву броню. Для захисту кабеля від механічних пошкоджень при відсутності розтягуючи зусиль їх бронюють стрічками із сталі з низьким вмістом вуглецю трьох груп (ГОСТ 3559–75). Плоска броня повинна мати захисне цинкове покриття, якщо кабель поверх броні не має зовнішнього захисного покрову. Ширина сталевої стрічки вибирається в межах від 20 до 60 мм в залежності від діаметру кабеля.

1.3.6 Зовнішні покрови

Зовнішня оболонка кабелю марки СБлШнгд 3120–10 виготовляється з матеріалу Лоусгран ППО 30-32, що має низький показник виділення диму та продуктів горіння, низький ступінь таксичності. Основні показники цього матеріалу наведені у таблиці 1.3.

Таблиця 1.3 – Фізико-механічні та електричні показники матеріалу

Лоусгран ППО 30-32

2 ЕЛЕКТРИЧНИЙ РОЗРАХУНОК КАБЕЛЯ СБлШнгд 3120–10

При виготовленні будь-якого кабеля намагаються витратити якомога менше матеріалів і, водночас, зберегти відповідність характеристик кабеля вимогам нормативної документації. Це досягається шляхом різних вдосконалень технології виробництва кабеля а також за рахунок збільшення коефіцієнту використання ізоляції.

Коефіцієнт використання ізоляції розраховують за формулою [3]:

, (2.9)

де Еср –– середня напруженість електричного поля.

На практиці коефіцієнт використання ізоляції не перевищує 63% –– 64%. Для суттєвого підвищення коефіцієнта використання ізоляції кабеля застосовують ідею її градуювання. У вітчизняній практиці кабелі з імпрегнованою бумажною ізоляцією градують у два шари, тому що діапазон густини бумаги знаходиться у межах 1200 –– 850 кг/м³ , а допуск на густину бумаги становить 50 кг/м³ . При цьому діелектрична проникність бумаги з найбільшою густиною становить 4,3 , а з найменшою 3,5.

3 ТЕХНІЧНІ ХАРАКТЕРИСТИКИ КАБЕЛЯ МАРКИ

СБлШнгд 3120–10

3.1 Електричний опір жили

Електричний опір жили постійному струмові R₌ та лінійна залежність опору від температури Θ з урахуванням скручування [6]:

, (3.1)

, (3.2)

де – питомий електричний опір металу жили при 20 С, для

міді цей показник дорівнює Омм;

F – площа поперечного перерізу жили;

l – середня укрутка.

Електричний опір жили постійному струмові при 70 °С дорівнює:

Ом/м

Електричний опір жили постійному струмові при 20 °С дорівнює:

Ом/м

Електричний опір жили змінному струмові R_~ перевищує R₌, оскільки явище скін-ефекту викликає перерозподіл щільності струму по перерізові провідника, збільшуючи її біля поверхні провідника (поверхневий ефект) та в області, що наближена до провідника із протилежно напрямленим струмом (ефект близькості):

R_~ = R₌(1+у_п+у_б), (3.5)

де у_п, у_б –– величини, які враховують поверхневий ефект та ефект близькості відповідно.

Електричний опір жили змінному струмові R_~ при 70 °С дорівнює:

R_~ = 0,174٠10^-3 · (1 + 0,005 + 0,065) = 0,185 · 10^-3 Ом/м

А електричний опір жили змінному струмові R_~ при 20 °С дорівнює:

R_~ = 0,145 · 10^-3 · (1 + 0,005 + 0,06) = 0,154 · 10^-3 Ом/м

3.2 Індуктивність жили

Індуктивність жили трьохфазного кабеля з урахуванням скін-ефекту:

, (3.10)

де а, r –– відповідно відстань між центрами жил та радіус еквівалентної круглої жили;

Q(x) –– функція для врахування впливу скін-ефекту на електричні параметри кабеля, яка дорівнює 0,997.

Гн/м

3.3 Робоча ємність

Робоча ємність трьохфазного кабеля може бути орієнтовно знайдена, як ємність фази трьохфазної лінії з урахуванням землі при довільному розташуванні проводів.

Робоча ємність фази трьохфазної лінії визначається за формулою:

, (3.12)

де S, D –– середньо геометричні значення відстаней від центру проводу до заземленої поверхні та до дзеркального зображення сусіднього проводу.

Робоча ємність становить:

Ф/м

3.4 Втрати енергії в кабелі

В процесі експлуатації тепло виділяється практично в усіх елементах кабелю: в жилі, в екранах, в оболонках (індукційні втрати) та інші. Залежно від конструкції кабеля деякими з них можна знехтувати. Наприклад, втрати в металевій оболонці, яка охоплює всі три фази (кабель трьохфазного струму), знаходяться в дуже слабкому електромагнітному полі, тому що сума струмів в трьохфазній системі в будь-який момент дорівнює нулю. Діелектричні втрати за традиційних кабельних ізоляційних матеріалів міжнародні стандарти рекомендують враховувати тільки від 110 кВ.

Основними втратами є джоулеві втрати у жилах:

, (3.19)

де I –– допустимий струм, який дорівнює 297,4 А (формула 4.12.1);

R_ж –– електричний опір жили змінному струмові при 70 °С, який дорівнює 0,185 · 10^-3 Ом/м

Вт/м

4 ТЕПЛОВИЙ РОЗРАХУНОК КАБЕЛЯ МАРКИ СБлШнгд 3120–10

4.1 У стаціонарному режимі

Рисунок 4.1 –– Схема моделі теплового потоку у кабелі СБ 3120–10: Θ_ж, Θ_об, Θ_пов, Θ_ос – відповідно температури ізотерм жили, оболонки, поверхні кабеля, оточуючого середовища

Рисунок 4.2 –– Схема заміщення теплових опорів і потоків тепла: Θ_ж, Θ_об, Θ_ос – відповідно температури жили, оболонки, оточуючого середовища; P_ж, P_об – потужність теплового потоку жили та оболонки кабеля; S_із, S_зп, S_ос – теплові опори відповідно ізоляції, захисних покровів та оточуючого середовища;

Для запису рівняння теплового балансу кабеля СБлШнгд 3120–10 скористаємося схемою заміщення, зображеною на рисунку 4.2:

, (4.1)

де Θ_ж, Θ_ос – відповідно температури жили та оточуючого середовища;

S_зп, S_ос , S_із– теплові опори відповідно захисних покровів, оточуючого середовища і ізоляції.

R_ж = 93,06 · 10^-6 – опір жили при температурі Θ_ж , Ом/м.

Характеристики

Список файлов курсовой работы