Výpočet kabelu pro přípustné zatěžovací proudy
Maximální přípustné proudové zatížení kabelu závisí na přípustné teplotě ohřevu kabelu nebo drátu během provozu, při kterém izolace nepodléhá rychlému stárnutí a nesnižuje se její mechanická pevnost a pružnost. Za přípustnou teplotu se považuje teplota vodivého jádra, která nepřekročí přípustnou teplotu ohřevu izolace (tabulka 4-2). Tepelný výpočet kabelů se proto omezuje na určení teploty vodivého jádra s přihlédnutím ke ztrátám v žilách, izolaci, pláštích a pancíři. V tomto případě se berou v úvahu tepelné odpory kabelu a prostředí a také kolísání okolní teploty v důsledku sezónních teplotních změn a externích zdrojů tepla.
Pro vizualizaci výpočtu přípustného zatížení se uchylují ke konstrukci okruhu ekvivalentních tepelných odporů a toků pro konkrétní návrhy kabelů a podmínky instalace. Na Obr. 4-7 ukazují ekvivalentní schémata zapojení jednožilového kabelu ve vzduchu, třížilového kabelu v ocelové trubce s tlakovým olejem pro uložení do země a třížilového kabelu s pásovou izolací v blokovém kanálu. Ztráty ve vodivém jádru na jednotku délky kabelu při stejnosměrném proudu
a se střídavým proudem
kde Rж — aktivní odpor jádra (vůči střídavému proudu) s ohledem na kožní efekt a efekt přiblížení.
Dielektrické ztráty v izolaci kabelu
Nárůst teploty vodivého jádra nad okolní teplotu v jednožilovém kabelu položeném ve vzduchu,
Dovolený zatěžovací proud jednožilového kabelu
kde Tdalší — maximální přípustná teplota jádra (tabulka 4-2); kр — poměr ztrát v plášti ke ztrátám v jádře.
Nárůst teploty jádra třížilového nízkonapěťového kabelu nad povrchovou teplotu T blokubl, položené v zemi:
Přípustný zatěžovací proud tohoto kabelu je
Teplota žil vysokotlakého olejem plněného kabelu v potrubí překračuje teplotu země obklopující potrubí,
Přípustný zatěžovací proud
kde kak — poměr ztrát stíněním ke ztrátám jádra; kт— poměr ztrát v potrubí ke ztrátám ve třech žilách kabelu Poměr přípustného zatěžovacího proudu kabelu položeného ve vzduchu k zatěžovacímu proudu kabelu položeného v zemi.
kde je přípustný zatěžovací proud kabelu při položení ve vzduchu
Typ podzemní instalace je uložení kabelů do betonových bloků nebo azbesto-břidlicových trubek umístěných v zemi. Při určování přípustného zatěžovacího proudu se v tomto případě bere v úvahu ohřev kabelu vzhledem ke vzduchu v bloku a ohřev samotného bloku vzhledem k vrstvě zeminy, která jej obklopuje. Vzhledem k excentrické poloze kabelu v blokovém kanálu jsou teploty vnějšího povrchu kabelového pláště v horní a spodní části odlišné, ale rozdíl zřídka přesahuje 1 °C.
Zatěžovací proud kabelu v bloku závisí na tvaru bloku, počtu kanálů v něm a vzájemné poloze kanálů a kabelů v nich umístěných. Při uspořádání kabelů ve dvou řadách jsou všechny kabely v bloku ochlazovány stejně dobře, ale při uspořádání do čtverce jsou dobře chlazeny pouze kabely ležící na obvodu. Kromě toho vnitřní kabely ohřívají vnější kabely, čímž se snižuje jejich přípustné zatížení. Betonový blok s kabely má velkou časovou konstantu ohřevu, takže se dlouho zahřívá. Když se zátěž sníží, teplota kabelu se nezmění (neklesne) úměrně druhé mocnině proudu ve vodičích, protože vyhřívaný blok bude kabel zahřívat. Poměr teplotního rozdílu mezi vnitřní stěnou kanálu a zeminou obklopující blok k průměrné denní tepelné ztrátě ve všech kabelech bloku se nazývá tepelná konstanta kanálu bloku:
Tepelnou konstantu při zatěžovacím faktoru 50 % lze vypočítat pomocí vzorce
kde N je počet kanálů nebo trubek podél výšky bloku; M je počet vnějších kanálů bloku.
Ve většině případů je hodnota H pro bloky různých tvarů v rozmezí 20-40 stupňů o cm/W; Obvykle se bere jako rovna 30 stupňům cm/W Při výpočtu průměrných denních ztrát se hodnota zátěžového proudu bere jako rovná střední kvadratické hodnotě denní zátěže. Blokovat teplotu
Při určování špičkového zatížení kabelu se tepelná konstanta vynásobí poměrem průměrných denních ztrát k maximálním ztrátám, který se obvykle rovná 0,5-0,65 pro lineární kabely a 0,8-0,9 pro kabely generátoru. Přetěžovací proud se vypočítá pomocí přibližného vzorce
kde m=I/Idalší; I — proud v kabelu, A; jádalší — trvalý přípustný proud v kabelu, A.
Ustálená teplota od přetěžovacího proudu Ibiskupa
Ustálená teplota od zátěžového proudu
Přípustný proud přetížení pro daný čas
Nabíjecí proud třížilových pásem izolovaných kabelů
kde aл — jmenovité síťové napětí, V.
Zvýšení přenosové kapacity kabelů s napětím 220 kV a vyšším zvětšením průřezu vodivých jader je možné pouze do určité hranice a poté – s použitím umělého chlazení. To je vysvětleno skutečností, že se zvětšováním průřezu jádra se zvyšuje objem izolace a tím i dielektrické ztráty v ní. Kabel lze chladit olejem nebo vodou. Při chlazení olejem se používá kanál v jádru kabelu nebo prostory mezi žilami v potrubí; Zpětný tok oleje prochází přídavným potrubím procházejícím výměníkem tepla pro chlazení U vodního chlazení jsou potrubí položena v těsné blízkosti kabelů, kterými voda cirkuluje. To má za následek snížení efektivního tepelného odporu prostředí obklopujícího kabel a objevuje se možnost zvýšení jeho zatížení.
Chcete ušetřit čas?
Svěřte výběr produktů profesionálům
Specialisté Kabel.RF® vědí o tomto produktu vše a kompetentně vám poradí s výběrem s ohledem na technické požadavky a pomohou zajistit včasnou dodávku
Odeslat poptávku na výběr produktu