1. Výpočet frekvenčne indukovaného napätia kovového plášťa jednožilového kábla
Keď jadrový drôt jednožilového kábla prechádza prúdom, pôsobením striedavého elektrického poľa musí kovová tieniaca vrstva vyvolať určitú elektromotorickú silu. Keď má trojžilový kábel vyvážené zaťaženie, vektor trojfázového prúdu a indukovaný potenciál na nulovom kovovom štíte sú superponované na nulu, takže oba konce môžu byť uzemnené. Medzi každou fázou jednožilového kábla je určitá vzdialenosť a indukovaný potenciál nemožno zrušiť. Veľkosť indukovaného napätia kovovej tieniacej vrstvy je úmerná dĺžke kábla a zaťažovaciemu prúdu jadra a súvisí aj so stredovou vzdialenosťou káblového usporiadania a stredným priemerom kovovej tieniacej vrstvy.
1. Keď sú káble usporiadané v rovnostrannom trojuholníku, indukované napätie na jednotku dĺžky kovového tienenia možno vypočítať podľa nasledujúceho vzorca:
Formula 1 I---Zaťažovací prúd, S---Osová vzdialenosť kábla, D---Priemerný priemer kovovej tieniacej vrstvy kábla
Ak vezmeme ako príklad YJSY-8.7/15kV-1×300 mm, 2 jednožilový kábel, priemerný priemer tieniacej vrstvy kábla je 40 mm a hrúbka PVC plášťa je 3,6 mm. Keď sú káble usporiadané do tvaru "kolíka" a zaťažovací prúd je 200A, kábel sa počíta ako kábel. Indukované napätie plášťa je 10,7 voltov na kilometer. 2. Keď sú trojfázové káble usporiadané horizontálne, vzdialenosť medzi káblami je rovnaká a indukované napätie na jednotku dĺžky kovového tienenia možno vypočítať takto:
Vzorce 2, 3 a 4 Keď sú trojfázové káble usporiadané vodorovne a ostatné podmienky sú rovnaké ako 1, indukované napätie bočnej fázy je 16,9 voltov na kilometer a indukované napätie strednej fázy je 10,7 voltov na kilometer. kilometer; keď je rozstup káblov 200 mm, vypočíta sa, že indukované napätie bočnej fázy je 36,1 voltov na kilometer a indukované napätie strednej fázy je 31 voltov na kilometer. Indukované napätie bočnej fázy je vyššie ako indukované napätie strednej fázy.
Z vyššie uvedeného výpočtu je zrejmé, že:
(1) Keď je dĺžka kábla a pracovný prúd veľké, indukované napätie môže dosiahnuť veľkú hodnotu.
(2) Keď sú káble usporiadané v tesnom trojuholníku, indukované napätie je najmenšie. Keď sa vzdialenosť medzi káblami zväčší a ich relatívna poloha sa zmení, indukované napätie sa zodpovedajúcim spôsobom zmení. Okrem toho položenie viacokruhových káblov v rovnakej trase ovplyvní aj indukované napätie.
2. Meranie a analýza cirkulujúceho prúdu tieniacej vrstvy
Keď sú oba konce priamo uzemnené, v tieniacej vrstve sa v dôsledku elektromagnetického indukčného napätia vytvorí cirkulujúci prúd. Veľkosť cirkulujúceho prúdu súvisí najmä so samoindukčnou impedanciou a vzájomnou indukčnou impedanciou tieniacej vrstvy. To znamená, že súvisí s odporom tieniacej vrstvy, priemerom, rozstupom káblov atď.
V súčasnosti je dĺžka jednožilového kábla 300 mm2, ktorý sa používa v Daliane, viac ako 200 kilometrov. Spôsob kladenia káblov je hlavne priame zakopanie a chránené betónovými drážkami. Všetky kovové tieniace vrstvy sú na oboch koncoch uzemnené. Čiara meraná nižšie je hlavnou líniou kábla položeného pozdĺž cesty Jiefang. Trojfázový kábel je zviazaný do tvaru "kolíka" pomocou káblovej pásky každých 3-3,5 metra a niektoré žily medzi dvoma bodmi spojenia sú rozložené a umiestnené horizontálne. V každej betónovej nádrži sú umiestnené dva káble vedľa seba. Zmerali sme cirkulujúci prúd tieniacej vrstvy kábla Jiefang Road. Namerané hodnoty cirkulujúceho prúdu sú uvedené v tabuľke nižšie.
Formulár 1 T
schopný 1. Tabuľka 1 Názov línie Víťazná línia Línia Honggang Línia Taoyuan Línia Lingqian
Zaťažovací prúd (A) 160 50 100 140
Dĺžka kábla (m) 125 125 298 1059 hodnota cirkulačného prúdu (A/B/C)
(A) 23/26/28 10/9/10 10/11/11 16/17/16
Z nameranej hodnoty je vidieť, že cirkulačný prúd dosahuje 10-20 percent záťažového prúdu. Existencia cirkulujúceho prúdu tieniacej vrstvy spôsobuje, že sa tieniaca vrstva zahrieva a stráca výkon, čo znižuje prenosovú kapacitu kábla. Preto je potrebné prijať opatrenia na zníženie alebo odstránenie tohto cirkulujúceho prúdu.
Nameraná hodnota tiež odráža, že hodnota cirkulujúceho prúdu sa absolútne nezvyšuje s nárastom dĺžky kábla a zaťažovacieho prúdu. Ukazuje, že vplyv trojžilového usporiadania kábla na indukované napätie nemožno ignorovať.
3. Výber spôsobu uzemnenia kovového tienenia
1. Použite metódu priameho uzemnenia na oboch koncoch
Keď sú dva konce kovového plášťa 10kV jednožilového kábla uzemnené, cirkulačný prúd nie je príliš veľký, pretože impedancia plášťa nie je taká malá ako pri kábloch nad 35kV. Podľa relevantných informácií, keď sú oba konce vysokonapäťového kábla nad 35 kV uzemnené, cirkulujúci prúd plášťa môže dosiahnuť 50 percent -90 percent prúdu jadra, čo spôsobí zahriatie plášťa a vážne znížiť prúdovú zaťažiteľnosť kábla. Viac konštrukčných skúseností je v spôsobe uzemnenia oboch koncov kovového plášťa 10kV jednožilového kábla. Existuje veľa káblových slučiek 10 kV a priame uzemnenie znižuje konfiguráciu a údržbu pomocných zariadení a je tiež bezpečnejšie pre operátorov. Preto má použitie uzemnenia na oboch koncoch určité výhody. Naďalej používajte metódu priameho uzemnenia na oboch koncoch a indukované napätie plášťa je potrebné čo najviac znížiť, aby strata vedenia dosiahla prijateľnú úroveň pre prevádzku. Efektívnejším spôsobom je držať trojfázové jadrá v blízkosti usporiadania rovnostranného trojuholníka. Po položení káblov ich každý 1 meter zviažte neferomagnetickými sťahovacími páskami.
2. Metóda uzemnenia na jednom konci Uzemnenie na jednom konci znamená, že kovové tienenie jedného konca káblového vedenia je priamo uzemnené a kovové tienenie druhého konca je otvorené voči zemi a nie je prepojené. Vo všeobecnosti by mal byť uzemnený na jednom konci pripojovacieho konca nadzemného vedenia, aby sa znížilo prepätie, keď je vedenie zasiahnuté bleskom. Po uzemnení jedného konca je možné eliminovať cirkulačný prúd plášťa a znížiť stratu vedenia. Avšak otvorené konce majú počas normálnej prevádzky indukované napätie. Počas úderov blesku a operácií sa môžu vyskytnúť vysoké impulzné prepätia na otvorených koncoch kovových štítov. Keď sa v systéme vyskytne skratová nehoda a skratový prúd preteká jadrom drôtu, na neuzemnenom konci kovového tienenia sa môže objaviť aj vysokofrekvenčné indukované napätie. Keď vonkajší plášť kábla nevydrží toto prepätie a poškodí sa, spôsobí viacbodové uzemnenie kovového plášťa. Preto by sa táto metóda mala použiť, keď je vzdialenosť vedenia krátka a normálne indukované napätie na akomkoľvek neuzemnenom mieste na kovovom plášti je malé.
3. Jeden koniec je uzemnený a druhý koniec je uzemnený chráničom plášťa. Aby sa zabránilo prepätiu na otvorenom konci kovového štítu preniknúť do vonkajšieho plášťa, keď je jeden koniec kovového štítu uzemnený, inštalácia plášťového chrániča na otvorenom konci je účinným opatrením na obmedzenie prepätia plášťa. Chrániče vykazujú vyššiu odolnosť za normálnych prevádzkových podmienok. Keď je na plášti impulzné prepätie, predstavuje chránič malý odpor. V tomto čase je napätie pôsobiace na kovový plášť zvyškové napätie chrániča.
IV. ZÁVERY A ODPORÚČANIA
1. Vo veľkých mestách a ekonomicky rozvinutých mestách, kde je hustota zaťaženia vysoká a 10KV trojžilový izolovaný kábel 240mm2XLPE nemôže spĺňať požiadavky na kapacitu napájacieho zdroja, by sa na zvýšenie mali použiť jednožilové káble 300, 400, 500mm2 a vyššie. kapacita napájacieho zdroja. Kovová tieniaca vrstva jednožilového kábla musí mať riedko navinutú štruktúru medeného drôtu a jej prierez sa určí podľa hodnoty dvojfázového skratového prúdu v rôznych bodoch inštalačného systému. Dalian je medený vodič s priemerom 35 mm2. Použitie jednožilových káblov môže výrazne znížiť počet spojov v linke a zmeniť trojfázové spoje na jednofázové spoje, čím sa utesnenie spoja stane jednoduchším a spoľahlivejším.
2. Z dôvodu zníženia indukovaného napätia kovového tienenia alebo zníženia cirkulujúceho prúdu by mal byť jednožilový kábel usporiadaný do rovnostranného trojuholníka s vonkajším plášťom tesne pri sebe a kábel s izoláciou XLPE s prierezom vodičov 240 mm2 - 300 mm2 by mali byť pripevnené nemagnetickými páskami v intervaloch 1 m. Pre sekcie 400 mm2 a viac je možné interval utiahnutia vhodne zväčšiť, ale treba zosilniť hrúbku alebo šírku sťahovacej pásky. V blízkosti usporiadania rovnostranného trojuholníka je vhodnejšie na usporiadanie káblov na káblových žľaboch alebo tunelových podperách.
3. Z hľadiska eliminácie straty cirkulačného prúdu a nezníženia prúdovej únosnosti kábla by sa mala obhajovať metóda uzemnenia jedného konca kovovej tieniacej vrstvy kábla.
4. Jeden koniec kovovej tieniacej vrstvy je uzemnený a vypočítané a namerané indukované napätie neuzemneného konca by nemalo presiahnuť 50 V; ak je väčšie ako 50 V, mal by sa nainštalovať ochranný plášť.
5. Na priame zakopanie, najmä tam, kde je hladina podzemnej vody vysoká, by sa mal použiť PE vonkajší plášť alebo iná zmes plášťa z elastoméru (neoprén, chlórsulfónovaný polyetylén alebo podobný polymér), kód (SE) ).