Основни принципи
Номиналното напрежение на кабела е равно или по-голямо от номиналното напрежение на мрежата, в която се намира, а максималното работно напрежение на кабела не трябва да надвишава 15% от номиналното му напрежение. В допълнение към използването на кабели с медна жила на места, които изискват движение или силни вибрации, обикновено се използват кабели с алуминиева жила. Кабелите, положени в кабелни конструкции, трябва да бъдат кабели с гола броня или кабели с алуминиева обвивка с голи пластмасови обвивки. Директно заровените кабели използват бронирани кабели с обвивка или алуминиеви кабели с гола пластмасова обвивка. Тежкотоварните кабели с гумена обвивка се използват за мобилни машини. По принцип корозивните почви не използват директно заравяне, в противен случай трябва да се използват специални кабели с антикорозионен слой. На места с корозивна среда трябва да се използва съответната кабелна обвивка. За полагане на кабели вертикално или на места с големи разлики във височините трябва да се използват кабели без капки. Кабелите с гумена изолация не трябва да се използват, когато температурата на околната среда надвишава 40°C.
Проверка на раздел
(1) Изберете кабели според напрежението: Изберете според първия от гореспоменатите общи принципи.
(2) Изберете секцията на кабела според икономическата плътност на тока: методът на изчисление е същият като този на секцията на проводника.
(3) Проверете напречното сечение на кабела Iux≥Izmax според максималния дългосрочен ток на натоварване на линията
Където: Iux допустим ток на натоварване на кабела (A);
Izmax - дългосрочният максимален ток на натоварване (A) в кабела.
Използваме този метод за подбор най-дълго в ежедневната си работа. Обикновено първо намираме работния ток на линията, а след това според максималния работен ток на линията той не трябва да бъде по-голям от допустимата токова способност на кабела. Допустимият дългосрочен работен ток на кабела е показан в таблица 1.
Често срещаме тази ситуация в реалната работа. Поради увеличаването на натоварването токът на натоварване се увеличава, оригиналният кабел има недостатъчна токова способност и преминава през ток. За да се увеличи капацитетът, като се има предвид нормалната работа на оригиналния кабел, е необходимо повторно полагане на кабела. Конструкцията е трудна и неикономична и често приемаме двойно или дори тройно сливане.
При избора на комбинирани кабели много хора смятат, че колкото по-малко е напречното сечение на кабела, толкова по-икономично и разумно, стига да се спазват изискванията за токопроводимост. Това наистина ли е така?
На 3 януари 2006 г. се взриви главният кабел от трансформатора 1# до електроразпределителното помещение. Два от оригиналните 185 мм четирижилни алуминиеви кабели избухнаха. За да се възстанови захранването навреме, работната зона запази другия добър кабел и обедини двата кабела. За захранване се използва 120 мм четирижилен алуминиев кабел. След 10 месеца експлоатация главният кабел се спука отново на 15 ноември 2006 г. След проверка е установено, че спукването на 185 мм кабел е причинило инцидента.
Защо се случи тази катастрофа? Според Таблица 1 можем да получим, че безопасната токова способност на трите използвани кабела е 668A, а максималният ток на натоварване, измерен от амперметъра с скоба, е само 500A в жилищната зона. Съгласно принципа на Iux≥Izmax, тази операция трябва да бъде безопасна и надеждна. Въпреки това, ние пренебрегваме, че кабелът има съпротивление, тъй като когато многопаралелният кабел е свързан, съпротивлението на контакта е различно при връзката и това съпротивление на контакта често е сравнимо със съпротивлението на самия кабел. В резултат на това разпределението на тока на многопаралелния кабел ще бъде непоследователно. Разпределението на тока на балансирани, многопаралелни кабели е свързано с импеданса на кабела.
Грубо изчисляване на интерфейса на меден проводник: S=IL/54.4U (площ на напречното сечение на S проводника в милиметри)
Грубо изчисление на интерфейса на алуминиев проводник: S=IL/34U
Изчисляване на съпротивлението
DC стандартното съпротивление на кабела може да се изчисли по следната формула:
R20=ρ20(1+K1)(1+K2)/∏/4×dn×10
Във формулата: R20-стандартното съпротивление на тока на разклонението на кабела при 20°C (Ω/km)
ρ20--съпротивление на проводника (при 20℃) (Ω*mm/km)
d-- Диаметърът на всяка жила (мм)
n - брой ядра;
Степента на усукване на жицата на K1, около 0,02-0,03;
K2 - скоростта на усукване на многожилни кабели, около 0,01-0,02.
Действителното съпротивление на променлив ток на километър кабел при всяка температура е:
R1=R20(1+a1)(1+K3)
Във формулата: a1-температурният коефициент на съпротивление при t ℃;
K3-фактор, отчитащ скин ефекта и ефекта на близост, 0,01, когато площта на напречното сечение е 250 mm или по-малко; 0,23-0,26 при 1000 мм.
Изчисляване на капацитета
C=0.056Nεs/G
Във формулата: капацитет на C-кабела (uF/km)
εs-относителна проницаемост (стандартът е 3,5-3,7)
N – броят на сърцата на многожилния кабел;
G - форм фактор.
Изчисляване на индуктивността
За подземни кабели за разпределение на мощността, когато напречното сечение на проводника е кръгло и загубата на броня и оловна обвивка се пренебрегва, методът за изчисляване на индуктивността на всеки кабел е същият като този на проводника.
L=0,4605㏒Dj/r+0,05u
LN=0,4605㏒DN/rN
Където: L--индуктивност на всеки фазов проводник (mH/km)
LN-индуктивността на неутралния проводник (mH/km);
DN - геометричното разстояние между фазовата линия и неутралната линия (cm);
rN-радиусът на неутралната линия (cm);
DAN, DBN, DCN - централното разстояние (см) между неутралната линия на всяка фазова линия.
