МВ дмитриев заземление

Михаил Викторович Дмитриев

кандидат технических наук, доцент

Кабельные линии

Обзорные материалы:

Электробезопасность кабельных линий:

Выбор сечения жилы:

Выбор сечения экрана:

Выбор схемы соединения и заземления экранов кабелей:

Колодцы транспозиции экранов кабелей:

Защита изоляции и оболочки кабеля от перенапряжений:

Ошибки при выполнении схем заземления экранов:

Бронированные кабели:

Кабельно-воздушные (воздушно-кабельные) линии:

Релейная защита и заземление нейтрали:

Тепловой расчет кабельных линий:

Трубы для строительства кабельных линий:

МВ дмитриев заземление

В статье «Защищенные подходы к РУ» [1] были сформулированы предложения по корректировке ряда разделов ПУЭ в части защиты изоляции распредустройств от грозовых перенапряжений. Выводы авторов, касающиеся пересмотра ПУЭ, не вызывают возражений. Необходимость подобной корректировки обсуждается давно как на различных конференциях, так и на страницах периодических изданий (см. например [2]).
Вывод же о том, что «не рекомендуется установка ОПН на подходах ВЛ к подстанции», сформулированный в [1], по мнению Михаила Викторовича Дмитриева, может быть неверно истолкован и требует развернутых комментариев.

УСТАНОВКА ОПН НА ПОДХОДАХ ВЛ
К РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНЫМ УСТРОЙСТВАМ

Авторы [1] ведут исследования грозозащиты распределительных устройств уже не первое десятилетие, имеют большое число печатных работ и докладов по этой тематике [3 и др.]. Однако используемое ими для расчетов грозовых перенапряжений программное обеспечение является отчасти закрытым, т.е. его не так просто приобрести и освоить.

В этом смысле всемирно известная программа EMTP, по моему мнению, обладает рядом весомых преимуществ: распространяется за весьма умеренную плату, проверена инженерами разных стран, проста и удобна в использовании. Примеры того, как с помощью EMTP можно проводить расчеты грозовых перенапряжений на линиях и в распределительных устройствах (РУ), приведены в [4, 5].

Ниже на основе результатов моделирования в EMTP поясняется сделанный в [1] вывод о том, что на подходах ВЛ к подстанции не рекомендуется устанавливать нелинейные ограничители перенапряжений (ОПН).

КАСКАДНАЯ СХЕМА ЗАЩИТЫ РУ

Подход к РУ одноцепной воздушной линии (ВЛ) с одним молниезащитным тросом схематично показан на рис. 1. В сетях 35–750 кВ основными источниками опасных для изоляции оборудования РУ грозовых перенапряжений являются происходящие на подходах ВЛ к РУ прорывы молнии мимо тросовой защиты на фазные провода (1), а также разряды молнии в опоры (2) и тросы (3) с последующим перекрытием изоляции с заземленного тела опоры на фазные провода (такие перекрытия называются обратными).

Рис. 1. Подход линии к распределительному устройству

Для минимизации числа грозовых волн, которые образуются на подходах ВЛ и способны вызвать в РУ опасные грозовые перенапряжения, на практике должен реализовываться комплекс мероприятий:

  • снижение числа ударов молнии в фазные провода, достигаемое за счет установки тросовой защиты, оптимизации числа тросов и их расположения на опоре;
  • снижение числа обратных перекрытий изоляции при разрядах в опоры и тросы, достигаемое за счет снижения импульсного сопротивления заземления опор.

Исследования [1] и [4] независимо друг от друга показали, что требования ПУЭ к длине подходов ВЛ к РУ, на которых следует реализовать отмеченный комплекс мер, излишне жесткие: для обеспечения достаточной защиты изоляции оборудования трос (тросы) и хорошее заземление должны быть предусмотрены на примыкающем к РУ участке ВЛ длиной не более 0,5–1,5 км, тогда как по ПУЭ – до 4–5 км.

Кроме организации подходов ВЛ, защищенность оборудования РУ определяется еще одним фактором – рациональным выбором мест установки ОПН и характеристик этих устройств (остающегося напряжения при протекании импульсных токов).

Остающееся на ОПН напряжение достаточно жестко связано с наибольшим рабочим напряжением ОПН (UНРО) и весьма слабо зависит от других характеристик ОПН, например таких, как энергоемкость. Поскольку сегодня в РФ на каждый класс номинального напряжения сети существует «типовой ОПН» с определенным значением UНРО, то проведенное в [1] варьирование UНРО (а значит, и остающегося напряжения) отчасти лишено смысла. Так, в сетях 110 кВ сейчас повсеместно применяют ОПН с UНРО = 88 кВ, а рассмотренное в [1] значение UНРО = 73 кВ на практике встречается редко.

Учитывая изложенное, влияние на защищенность изоляции оборудования РУ оказывает не выбор характеристик ОПН (такого выбора, по сути, не существует), а выбор мест установки ОПН. Именно выбор числа и мест установки ОПН в РУ – это важнейшая задача грозозащиты.

В работах Н.И. Гумеровой, а также, например, в работе [4] было показано, что наиболее эффективная защита изоляции оборудования от грозовых перенапряжений обеспечивается так называемой каскадной схемой расстановки ОПН (рис. 2). Такая схема предполагает, что ОПН размещаются у выводов каждого силового трансформатора (Т) и на входе в РУ каждой присоединенной ВЛ, скажем, вблизи от линейного измерительного трансформатора напряжения (ТН).

Рис. 2. Каскадная схема грозозащиты оборудования РУ

ОПН1 в схеме на рис. 2 размещается на земле вблизи от трансформатора. Что касается ОПН2, то для него возможны два различных исполнения:

  • обычное исполнение (на земле на территории РУ по аналогии с ОПН1);
  • подвесное исполнение (на ближайшей к РУ опоре ВЛ так, как показано на рис. 3).

Рис. 3. Размещение ОПН на входной опоре ВЛ:
а) жесткое крепление на траверсу;
б) подвес на фазный провод

Подвесной ОПН удобно разместить на опоре ВЛ (опора № 1 на рис. 1), так как он не занимает места на земле, не требует фундамента или подставки. По всей видимости, именно к такому исполнению входного ОПН относится фраза из [1] «не рекомендуется установка ОПН на подходах ВЛ к подстанции». Попытаемся понять, почему подвесное исполнение ОПН2 хуже, чем обычное исполнение ОПН2.

НЕДОСТАТКИ ПОДВЕСНОГО ОПН НА ВХОДЕ РУ

Очевидным недостатком подвесного исполнения ОПН, размещенного высоко над землей на опоре ВЛ, является повышенная длина пути тока в землю, а значит, повышенная индуктивность цепи подключения ОПН (рис. 4) в сравнении со случаем размещения ОПН на земле под ошиновкой РУ. Отмеченная индуктивность дает дополнительное падение напряжения в цепи ОПН, повышает напряжение в точке подключения ОПН к фазному проводу, снижает эффективность ограничения перенапряжений на изоляции оборудования.

Рис. 4. ОПН и индуктивность в цепи его присоединения

Другим, менее очевидным, недостатком подвесного исполнения ОПН является занос высокого импульсного потенциала с тела опоры в фазные провода, о котором как раз и пишут авторы [1].

Дело в том, что появление подвесного ОПН принципиально меняет механизм возникновения потенциала на фазном проводе, а следовательно, меняет величину и форму импульса напряжения, который будет распространяться вдоль ВЛ от места разряда молнии в сторону РУ, создавая там грозовые перенапряжения на изоляции оборудования.

Для изучения этого механизма рассмотрим разряд молнии в опору одноцепной ВЛ 110 кВ с тросом (рис. 1), для начала – вдали от РУ. При разряде в опору ток молнии проходит по ее телу в заземляющее устройство, обуславливая потенциал вершины опоры uОП, потенциал траверсы uТР и фазного провода uФ (будем говорить о верхней траверсе и ее фазном проводе).

На рис. 5 показаны расчетные EMTP-осциллограммы uОП, uТР, uФ при разряде в опору молнии 50 кА (форма 3/100 мкс). Такая молния не привела к появлению между фазным проводом и траверсой разности потенциалов (uФuТР), достаточной для перекрытия гирлянды изоляторов с учетом ее вольт-секундной характеристики.

На рис. 5а потенциал фазного провода uФ достигает 300 кВ и связан с наводками от троса, присоединенного к вершине опоры ВЛ и расположенного параллельно фазному проводу. Соотношение потенциалов провода и троса постоянно и зависит от их взаимного расположения на опоре. Здесь, как видно, uФ составляет 0,23 от потенциала опоры (троса) uОП или 0,25 от потенциала траверсы uТР.

На рис. 5б при наличии ОПН потенциал фазного провода достигает 900 кВ и связан с тем, что ток молнии стекает с тела опоры не только в землю, но и через ОПН в фазный провод. Как видно, uФ всегда меньше uТР на одну и ту же величину uОСТ, равную остающемуся напряжению типового ОПН 110 кВ (это около 250 кВ). Анализ рис. 5 показал, что ОПН, подвешенный на опоре ВЛ, при ударе молнии в эту опору увеличивает uФ, и в результате можно ожидать роста перенапряжений в РУ.

Рис. 5. Осциллограммы потенциалов при разряде молнии 3/100 мкс 50 кА в опору ВЛ 110 кВ с сопротивлением заземления 10 Ом:
а) ОПН не установлен, перекрытия изоляции нет;
б) ОПН установлен

Рис. 6. Осциллограммы потенциалов при разряде молнии 3/100 мкс 100 кА в опору ВЛ 110 кВ с сопротивлением заземления 10 Ом:
а) ОПН не установлен, перекрытие изоляции есть (момент tП);
б) ОПН установлен

Эффект, аналогичный заносу высокого потенциала в фазный провод через ОПН, создается при разряде молнии в опору и обратном перекрытии изоляции с траверсы на фазный провод ВЛ, ведь шунтирующая изоляцию дуга – это все равно что ОПН с минимальным (нулевым) остающимся напряжением. Поэтому если до установки ОПН уже были перекрытия изоляции, то появление ОПН практически не изменит величину и форму uФ (см. рис. 6а и 6б, на которых uФ похожи и по величине (2 МВ), и по форме).

Результаты анализа осциллограмм на рис. 5–6 (табл. 1) говорят о том, что при разрядах в опоры появление подвесного ОПН приводит к заметному росту uФ лишь в тех случаях, когда до установки ОПН перекрытий изоляции не было. Если до установки ОПН перекрытия изоляции были, то появление ОПН практически не изменит uФ. Всё это несложно понять, если учесть, что для большинства молний uТР > uОСТ или uТР L uОСТ, т.е. в первой строке табл. 1 напряжение на фазе достигает 0,2–0,25 от uТР, а в остальных оно или равно uТР, или очень близко к uТР.

Таблица 1. Потенциал фазного провода при разрядах молнии в опору

Михаил Викторович Дмитриев

кандидат технических наук, доцент

11.02.2019

Подготовлен материал «Переходные процессы на КЛ 110-500 кВ с реакторами» , посвященный проблемам расчета и ограничения апериодической составляющей тока, возникающей при включении под сетевое напряжение кабельных линий с присоединенными к ним шунтирующими реакторами.

01.02.2019

Перечень статей, написанных и опубликованных в 2018 году:

18.01.2019

Готова статья «Выбор взаимного расположения однофазных кабелей 6-500 кВ» . Этот материал перечисляет факторы, которые следует принимать во внимание, выбирая между прокладкой трех фаз КЛ сомкнутым треугольником или на расстоянии друг от друга.

22.12.2018

С днем Энергетика! В этом году, впервые на моей памяти, в честь праздника были зажжены Ростральные колонны на стрелке Васильевского острова. Дорогого стоит!

05.12.2018

В Москве на ВДНХ проходит выставка «Электрические сети России 2018″ — самая крупная ежегодная российская выставка с сфере электроэнергетики. Многие новинки интересны, но некоторые вещи, как видно по фотографии, пока еще предстоит проверить на практике. В кадре слева направо: Гусева Е.Н. (директор журнала «ЭЭПР»), Дмитриев М.В. (СПбПУ), Механошин Б.И. (главный инженер «Холдинг МРСК»).

23.11.2018

Есть надежда, что в 2019 году будет пересмотрена глава 2.3 Правил устройства электроустановок (ПУЭ), посвященная кабельным линиям. К настоящему времени уже сформирована соответствующая рабочая группа.

14.11.2018

Сверстана статья «Проверка экранов и оболочек КЛ 6-500 кВ» , где дается оценка неравномерности токов в экранах однофазных кабелей. В статье показано, что даже для полностью исправных кабельных линий неравномерность может достигать 500% и более — это существенно превосходит порог 10%, установленный нормами.

31.10.2018

Подготовлено и подписано решение научно-технического совета ПАО «Россети». В частности, из решения следует, что накопленный в ПАО «Ленэнерго» положительный опыт применения коробок транспозиции, оснащенных ограничителями перенапряжений ОПН класса переменного напряжения 8-9 кВ, будет распространен на все электрические сети России. Специальные ОПН 8-9 кВ «не открываются» от приложения к ним постоянного напряжения 10 кВ — это означает, что теперь перед проведением испытаний оболочки кабелей постоянным напряжением 10 кВ персоналу не потребуется обходить колодцы транспозиции, вскрывать коробки транспозиции, отключать из коробок ОПН. Переход на ОПН 8-9 кВ существенно снизит время проведения испытаний и, что не менее важно, уменьшит число случаев, когда персоналу необходимо спускаться в колодцы транспозиции, являющиеся местами повышенной опасности.

10.10.2018

В Москве прошло заседание секции «Технологии и оборудование линий электропередачи» научно-технического совета ПАО «Россети». В повестке было сразу пять вопросов , и первый из них — мой — касался обеспечения электробезопасности кабельных линий. В рамках выступления постарался рассказать членам НТС о величинах наведенных на кабели напряжений промышленной частоты, об уровнях потенциалов при повреждениях главной изоляции кабелей и изоляции экранов, о способах снижения рисков электротравматизма среди специалистов-монтажников, обслуживающего персонала, третьих лиц.

26.09.2018

Опубликована статья «Обзор мирового опыта строительства переходных пунктов кабельно-воздушных линий высокого напряжения» — первый материал, рассказывающий о результатах большой работы, выполненной по поручению ПАО «МОЭСК» и позволившей создать новое поколение современных переходных пунктов, удовлетворяющих целому ряду требований, таких как компактность, безопасность, эстетичный внешний вид, удобство монтажа и обслуживания.

25.08.2018

Привычное дело, когда мысли и идеи петербургских инженеров ложатся в основу крупных работ, исполнителями по которым являются вовсе не они, а москвичи. Обычно мы улыбаемся и молчим, но иногда остаться в стороне почти невозможно — сейчас как раз такой случай. В №3(48) журнала «Электроэнергия: передача и распределение» за 2018 год москвичи отчитались, что в результате крупной исследовательской работы (стоимость более 20 млн рублей) они придумали новое устройство для организации АПВ на кабельно-воздушных линиях и собираются его патентовать. Предлагаю ознакомиться с исторической справкой, опубликованной в №4(49), из которой следует, что решение известно уже по меньшей мере 3-4 года и едва ли подлежит патентованию.

15.08.2018

Опубликована новая статья «Проверка КЛ 6-500 кВ по термической стойкости и невозгораемости». В материале показано, почему применяемые сейчас подходы к проектированию кабельных линий чреваты серьезными последствиями (в том числе пожарами), и предложены пути выхода из сложившейся ситуации.

02.08.2018

В Ленэнерго очередной день презентаций — посвящен коммутационным аппаратам классов напряжения 35 и 110 кВ. Из интересного — оказывается, фирма SIEMENS делает вакуумные выключатели не только на 6-35 кВ, но и на 110 кВ, причем представитель SIEMENS уверял, что выключатель 110 кВ имеет всего одну дугогасящую камеру на фазу. До этого я полагал, что вакуумные выключатели класса 110 кВ разрабатывались только в Японии и в России (саратовский завод «Контакт»), и такие выключатели невозможно сделать менее чем с 2-3 камерами на фазу.

03.07.2018

В Москве прошла ежегодная конференция по сетям 20 кВ. Среди докладчиков, впервые, был даже главный инженер ПАО «Россети». Что касается моего выступления, то оно было посвящено серии интересных случаев, когда классическая защита оборудования от перенапряжений с помощью ОПН оказывалась неэффективной и не могла предотвратить повреждений изоляции.

28.06.2018

Спасибо тем, кто поддержал мою кандидатуру и помог вступить в ряды международного совета по большим электрическим системам высокого напряжения СИГРЭ. Надеюсь, что членство в этой организации позволит эффективнее обмениваться опытом с другими специалистами, совместно работая на благо российской и мировой энергетики.

25.05.2018

Подписано решение научно-технического совета ПАО «Россети», куда попали основные предложения, сделанные мной во время выступления в апреле этого года, направленные на повышение надежности кабельных сетей 6-500 кВ.

19.04.2018

В Москве прошло заседание научно-технического совета ПАО «Россети», где, помимо прочего, рассматривались способы повышения качества строительства кабельных линий. В частности, собравшиеся специалисты посчитали целесообразным введение обязательной сертификации и аттестации труб для прокладки кабелей, а также признали необходимым отказаться от размещения соединительных (транспозиционных) муфт 110-500 кВ в открытом грунте и перейти к их размещению в лотках или колодцах.

04.04.2018

Готова к печати статья «Пожарная опасность кабельных линий 6-500 кВ в полимерных трубах», где приводятся рассуждения про способы ограничения горения кабелей в трубах.

14.03.2018

Завершена работа над статьей «Продольные параметры трехфазных КЛ 6-500 кВ с однофазными кабелями». Материал посвящен расчету погонных активного и индуктивного сопротивлений КЛ, причем не только прямой последовательности, но и нулевой. Показано влияние на продольные параметры КЛ таких факторов как сечение жилы и экрана, схема заземления экранов, способ прокладки фаз (в грунте или в трубах).

06.03.2018

Проведены два однодневных семинара для специалистов из Самары. Аудитория задавала много вопросов, некоторые из которых станут темами для моих новых научных исследований. Полезная поездка.

01.03.2018

Совместно с ПЭИПК подготовлена статья «Температурный мониторинг КЛ 110-500 кВ» , где анализируется сложившееся состояние дел в части непрерывного измерения температуры КЛ 110-500 кВ в процессе эксплуатации, а также даются предложения по эффективному использованию подобных дорогостоящих систем.

27.02.2018

Интересное совещание в ПАО «Ленэнерго» по заземлению экранов одной из строящихся КЛ 110 кВ. Линия длинная и формально по расчетам должна иметь сразу несколько циклов транспозиции, однако это усложнит ее эксплуатацию. Поэтому ищем компромисс. Тот случай, когда за одним столом собрались и проектировщики, и монтажники, и служба эксплуатации, и ученые. Всегда бы так.

13.02.2018

Поездка и выступление на Дальнем Востоке. Высоковольтных кабелей здесь пока не очень много, но их число неуклонно возрастает. Поэтому именно сейчас удачное время, чтобы поделиться своим опытом со специалистами региона, предупредить различные ошибки, которые характерны на стадии проектирования, монтажа, эксплуатации КЛ 6-220 кВ.

08.02.2018

Очередной однодневный семинар. На этот раз — в Воронеже для проектировщиков и для специалистов «Воронежэнерго», которое является филиалом МРСК Центра. Большое спасибо тем, кто помогал с организацией, и, в частности, обеспечил видеосвязь, позволившую увидеть мое выступление в более чем 10 других филиалах МРСК Центра.

23.01.2018

В Нижнем Новгороде проведен большой научно-технический семинар по современным кабельным линиям 6-220 кВ. Участниками семинара стали более 80 сотрудников МРСК Центра и Приволжья, а также проектных организаций региона.

17.01.2018

В Самаре 16-17 января для проектных и эксплуатирующих организаций проведен ряд обучающих семинаров, посвященных выбору оптимальной конструкции кабелей среднего напряжения 6-35 кВ, обоснованию достаточного сечения жил и экранов трехфазных и однофазных кабелей, расчету схем заземления экранов и проволочной брони.

22.12.2017

День энергетика! Если со временем Новый Год почти не меняет своей роли в нашей жизни, то профессиональные праздники становятся все важнее и дороже.

14.12.2017

В Петербурге очередная конференция. Выступал, рассказывал про АПВ кабельно-воздушных линий и связанные с ним проблемы. Как всегда спасибо организаторам, которые нашли возможность сделать мероприятие бесплатным для всех участников.

13.12.2017

В Москве прошло заседание научно-технического совета ПАО «Российские сети». Один из трех докладов был моим и касался защиты от перенапряжений кабельных сетей и связанных с этим вопросов. Члены совета в целом меня поддержали, и теперь, будем надеяться, от имени «Россетей» выйдет отдельный циркуляр, где будет отражена актуализированная техническая политика.

Смотрите так же:  Кролик грызет провода
07.12.2017

Перечень статей, написанных и опубликованных в 2017 году:

27.11.2017

В журнале «Новости Электротехники» вышла статья «Кабельно-воздушные линии. Цикл АПВ и коммутационные перенапряжения». Стараюсь бороться с мифами, доступным языком объясняя, почему коммутационные перенапряжения не могут быть основанием для отказа от АПВ.

21.11.2017

В разделе «Кабельные линии» сайта выделен новый параграф — «Электробезопасность кабельных линий», куда добавлена свежая статья «Напряжения, наведенные на кабельные линии 6-500 кВ». Материал опубликован в журнале «Электроэнергия: передача и распределение» и затрагивает очень важную проблему — напряжение промышленной частоты, наведенное на отключенные КЛ разных классов, и способы снижения этого напряжения до безопасных для персонала величин.

12.10.2017

Сегодня на полигоне ПАО «Ленэнерго» прошел очередной день презентаций. На этот раз тематикой было выбрано «Трансформаторное оборудование 35-110 кВ». Приятно, что в зале присутствовало значительное число технических специалистов «Ленэнерго», в том числе главный инженер и его заместители. Организатор мероприятия — журнал «Новости Электротехники», ведущий — Дмитриев М.В.

14.09.2017

Ровно через три месяца, а именно 14-го декабря 2017 года, в Петербургском институте повышения квалификации работников энергетики (ПЭИПК) состоится очередная конференция «Перенапряжения и надежность эксплуатации электрооборудования». Доклады принимаются до конца ноября, участие в конференции бесплатное, по результатам будет опубликован сборник трудов.

21.08.2017

В рубрике «Кабельные линии» появилась новая статья «Система поправочных коэффициентов при выборе кабелей», опубликованная в журнале «Электроэнергия: передача и распределение». В материале проанализированы подходы к выбору кабелей, применяемые различными производителями оборудования и проектными организациями.

11.07.2017

В Москве завершилась 3-я конференция «Технико-экономические аспекты развития электрических сетей 20 кВ», собравшая более 100 участников. В этом году практически не было рекламных докладов, что всех очень порадовало. Также следует отметить, что впервые с момента создания конференции выступающие говорили именно о специфике сетей 20 кВ, а не в целом по сетям среднего напряжения 6-35 кВ. Мероприятие посетил и представитель Министерства Энергетики. Он отчитался о работе, проделанной за последние годы, и, в частности, обнадежил собравшихся тем, что наконец начата определенная работа по пересмотру ПУЭ. Я же выступил с докладом, в котором показал, что современные кабельные линии класса 20 кВ, в отличие от сетей 6-10 кВ и 35 кВ, в режимах номинальных загрузок являются сбалансированными по реактивной мощности, т.е. не являются сколь-либо мощными источниками реактивной мощности или ее потребителями.

08.06.2017

В рубрику «Воздушные линии» добавлен обещанный материал «Выбор мест заземления грозозащитных тросов ВЛ 35-750 кВ».

12.05.2017

На сайте в рубрике «Воздушные линии» появился новый раздел, посвященный грозозащитным тросам. Первая статья «Расчет термической стойкости грозозащитных тросов ВЛ 110-750 кВ» уже опубликована. Вторая — выйдет в ближайшее время и будет называться «Выбор мест заземления грозозащитных тросов».

13.04.2017

В Минске совместно с белорусскими специалистами проведен большой семинар по силовым кабельным линиям. Собралось свыше 70 человек. Для меня было открытием, что около 75% минских городских кабельных сетей уже переведены на работу с резистивным заземлением нейтрали, и в настоящее время переоснащение сети продолжается. Наверное, Минск — единственный город на территории бывшего СССР, где резисторы в нейтрали получили столь массовое применение. На мой взгляд, это хорошее решение для современных кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена. Белорусы молодцы!

22.03.2017

Впервые в России опубликована статья «Требования к заземлению переходных опор», где предпринимается попытка обосновать необходимое сопротивление заземления в местах сопряжения воздушного и кабельного участков линии электропередачи. Оборудование переходного пункта размещается на опоре воздушной линии, а для нее привычным является сопротивление заземления около 10 Ом. К сожалению, разряды молнии в такую опору с высокой вероятностью приведут к повреждению экранных ОПН и оболочек кабелей. Поэтому сопротивление заземления, по всей видимости, должно быть ближе к 0.5 Ом. Таким образом, переходной пункт следует воспринимать скорее как небольшое распределительное устройство, нежели как линейное сооружение.

28.02.2017

В нашем МРСК Северо-Запада прошел презентационный день «Автоматизированные системы технологического управления». Не так-то просто вести мероприятие на подобную тему, поскольку автоматизация — это другой мир, очень далекий от проблем силового оборудования.

31.01.2017

В Петербургском институте повышения квалификации (ПЭИПК) началась трехдневная конференция по кабельным линиям. Сегодня было сделано два доклада: первый — «Трехфазные и однофазные кабели 6-35 кВ» , второй — «Переходные процессы в кабельных линиях 110-500 кВ». С краткой версией второго доклада можно ознакомиться, если прочитать новую статью в журнале «Новости Электротехники».

18.01.2017

ПАО «Ленэнерго» организовало совещание, на котором разбирались причины повреждения обмотки 35 кВ трансформатора 35/10 кВ, произошедшего в самом конце 2016 года на подстанции «Юнтолово». Авария случилась при включении трансформатора под напряжение через кабельную линию 35 кВ протяженностью 850 метров, при этом длина обмотки 35 кВ трансформатора составляет 900 м. Потенциальная опасность схем, где длины кабелей и обмоток близки друг другу, уже была рассмотрена ранее в статье «Переходный резонанс в схемах с кабелями 6-500 кВ».

22.12.2016
07.12.2016

На ВДНХ в Москве проходит выставка «Электрические сети России». Посетителей интересует, главным образом, возможность пообщаться со знакомыми, нежели увидеть новинки отрасли. Отчасти дело в том, что стендов существенно меньше, чем обычно. Из любопытного — организован ряд конференций и круглых столов, например по диагностике оборудования, а также по развитию кабельной отрасли.

29.11.2016

В Тверской области в городе Конаково на базе Конаковского Энергетического Колледжа три дня 28-30 ноября проходил обучающий семинар для сотрудников ПАО «МРСК Центра». За три дня собравшиеся услышали только одно выступление Московского энергетического института (МЭИ), да и то всего на 30 минут. Остальное же время выступали различные специалисты, не имеющие к МЭИ никакого отношения. Забавно, что на официальном сайте ПАО «МРСК Центра» размещена информация, из которой следует, что этот семинар был проведен исключительно силами МЭИ. Вообще достаточно приятно осознавать, что на «свои» семинары МЭИ в качестве основного докладчика по-тихому приглашает Ленинградский Политех.

23.11.2016

Провел для специалистов ПАО «МРСК Волги» в Саратове однодневный научно-технический семинар «Кабельные линии 6-220 кВ с изоляцией из сшитого полиэтилена». Основная тематика — выбор параметров кабелей, современные способы строительства, тепловой и механический расчет, защита от перенапряжений, заземление нейтрали в кабельных сетях.

16.11.2016

Наконец наведен порядок с узлами транспозиции экранов кабелей! Теперь коробки транспозиции размещаются не в бетонных колодцах, а в специальных полимерных колодцах 100%-й герметичности. Установка коробок в колодец и герметизация проходок экранов и провода заземления сквозь стенку колодца наружу осуществляется на заводе, и таким образом на стройку привозят не отдельные комплектующие, а цельный качественно собранный узел транспозиции. Роль монтажника на объекте сводится к установке такого колодца в котлован, его креплению к плите-основанию, простому соединению муфт силового кабеля с клеммами снаружи колодца, засыпке грунтом. Как видно, все значимые операции (монтаж коробки, герметизация) выполняются в условиях чистого теплого заводского цеха под прицелом камер видео-наблюдения и контролем шеф-инженера, а монтажнику на объекте остаются лишь второстепенные операции. С фотографиями узла транспозиции можно ознакомиться на сайте «ЗЭУ-кабель».

10.11.2016

На учебном полигоне ПАО «Ленэнерго» в Ленинградской области под Гатчиной состоялся «Презентационный день Ленэнерго», основной тематикой которого стала элементная база для строительства КЛ 6-110 кВ. Организатор — журнал «Новости Электротехники», ведущий — Дмитриев М.В.

08.11.2016

В Санкт-Петербурге прошел очередной «Корпоративно-презентационный день МРСК Северо-Запада». На этот раз мероприятие посвящено испытаниям, диагностике, мониторингу оборудования сетей классов напряжения 6-220 кВ. Организатор — журнал «Новости Электротехники», ведущий — Дмитриев М.В.

21.10.2016

В настоящее время готовится к публикации статья «Переходный резонанс в схемах с кабелями 6-500 кВ»: С годами в сетях классов 6-500 кВ появляется все больше кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена (СПЭ). В частности, их применяют для ремонта аварийных участков старых кабелей с бумажно-масляной изоляцией и для перевода в кабель отдельных участков воздушных линий, также и для питания трансформаторов. Параметры новых кабелей отличаются от параметров старых, и еще сильнее они отличаются от параметров линий и трансформаторов. В результате в сетях стало появляться все больше объектов, для которых следует ожидать возникновения очень сложных многочастотных переходных процессов, сопровождаемых авариями.

18.10.2016

В Москве открылся форум «RuGrids-Electro» — ежегодное мероприятие ПАО «Россети». Колоссальный потенциал специалистов, помноженный на бестолковую организацию круглых столов и неудачный выбор модераторов.

07.10.2016

Впервые слушателям ПЭИПК была прочитана лекция по Skype. Эксперимент проводился совместно с Камским филиалом, г. Набережные Челны. Ощутимо сэкономлены время и деньги, уходившие на дорогу.

21.09.2016

Провел в Екатеринбурге однодневный технический семинар. по кабельным линиям для 80 специалистов ЕЭСК, МРСК Урала, проектных организаций Екатеринбурга, Уфы, Челябинска. Огромная благодарность Дмитрию Ильичу Померанцу — главному инженеру Екатеринбургской электросетевой компании (ЕЭСК). Один из самых грамотных специалистов-практиков, что я знаю. Неподдельно увлечен работой, болеет за дело.

16.09.2016

На сайте журнала «Электроэнергия: передача и распределение» опубликована небольшая заметка «О публикациях в энергетике» , в которой я делюсь своими соображениями о весьма странных механизмах разработки нормативных документов, а также по ряду других вопросов.

01.09.2016

Обновленный перечень статей, уже опубликованных в 2016 году:

М.В. Дмитриев. Заземление экранов однофазных силовых кабелей кв

Транскрипт

2 М.В. Дмитриев аземление экранов однофазных силовых кабелей 6-5 кв Санкт-Петербург

3 Дмитриев М.В. аземление экранов однофазных силовых кабелей 6-5 кв. СПб.: Изд-во Политехн. ун-та,. 54 с. Рассмотрены актуальные вопросы применения современных однофазных силовых кабелей 6-5 кв в части выбора схемы соединения и заземления экранов, выбора сечения экранов и защиты оболочек от перенапряжений. Предназначено для сотрудников проектирующих и эксплуатирующих организаций, а также для студентов старших курсов электроэнергетических специальностей. Дмитриев М.В., АО «авод энергозащитных устройств»,

4 Оглавление Введение 5 ГЛАВА. Проблема индуктированных токов в экранах однофазных кабелей 7.. онструкция однофазного кабеля 7.. Трехфазные группы однофазных кабелей 8.3. Механизм появления токов и напряжений в экранах Первое объяснение индуктивного механизма Второе объяснение индуктивного механизма.4. Измерение токов в экранах 6 ГЛАВА. Основные способы борьбы с индуктированными токами в экранах 8.. Снижение сечения экранов и расстояния между однофазными кабелями 8.. Применение трехфазных кабелей вместо однофазных 9.3. Разрыв экранных контуров однофазных кабелей.4. Транспозиция экранов однофазных кабелей 6.5. Борьба с токами и допустимое напряжение на экране относительно земли 9 ГЛАВА 3. Методика расчета продольных параметров однофазных кабелей Собственные и взаимные погонные параметры Продольное сопротивление прямой последовательности Примеры расчета параметров О продольной индуктивности О параметрах обратного провода 4 ГЛАВА 4. Общая методика расчета индуктированных токов и напряжений Общий подход к определению токов и напряжений в экранах Основные расчетные случаи Формулы для индуктированных токов и напряжений 5 ГЛАВА 5. Простой расчет индуктированных токов и напряжений Токи в экранах кабеля Напряжение на экранах кабеля Величины токов короткого замыкания, используемые в расчетах 57 ГЛАВА 6. Потери мощности в экранах Потери в экранах кабеля оэффициент использования пропускной способности кабеля Пропускная способность кабеля с поправкой на сечение экрана Примеры расчета коэффициентов и их учета при составлении каталогов кономическая целесообразность борьбы с потерями в экранах Первый экономический критерий и пример расчета Второй экономический критерий и пример расчета Область рационального применения мер борьбы с потерями Потери в экранах кабеля при несимметричной нагрузке 8 ГЛАВА 7. Идеальная и неидеальная транспозиция экранов Токи и потери мощности в экранах Напряжение на экране (на оболочке) кабеля 88 3

5 ГЛАВА 8. Многоцепные линии с однофазными кабелями Определение параметров кабеля, токов и напряжений в экранах Примеры расчета Выбор взаимного расположения однофазных кабелей 99 ГЛАВА 9. Токи и напряжения экранов при повреждении изоляции кабеля 9.. Выбор сечения экранов по условиям их термической стойкости 9. Сеть с эффективно- или глухо-заземленной нейтралью Сеть с изолированной (компенсированной) нейтралью Сеть с резистивно-заземленной нейтралью Повышение термической стойкости экранов Выбор места одностороннего заземления экранов Периодическое объединение экранов Пример расчета токов до и после объединения экранов Напряжение на оболочке кабеля при повреждении его изоляции Пример расчета напряжения на оболочке Периодическое объединение и заземление экранов Универсальный самонесущий кабель 3 ГЛАВА. Перенапряжения на оболочке кабеля и защита от них 5.. Волновое сопротивление кабеля 5.. Перенапряжения на оболочке частично разземленного экрана 9.3. Перенапряжения на оболочке транспонированного экрана 3.4. Рекомендации по применению ОПН для защиты оболочки кабеля 3.5. Выбор ОПН для защиты оболочки кабеля 33 ГЛАВА. Вопросы практической реализации способов соединения и заземления 37.. лектромонтажные коробки для заземления экранов 37.. Требование к сопротивлению заземления коробок 4.3. Выбор типа вспомогательного кабеля 44 ГЛАВА. оротко о главном 47.. Особенности однофазных кабелей 47.. Методика выбора однофазных кабелей 5 Список использованных источников 5 Опросный лист для заказа электромонтажных коробок «У» 53 4

6 Введение В последнее время силовые кабели высокого напряжения 6-5 кв современных конструкций все более широко используются для передачи и распределения электроэнергии, особенно в крупных городах и на промышленных предприятиях, где уровень электропотребления и плотность нагрузки достаточно значительны. Наибольшее распространение получают силовые однофазные кабели с изоляцией из сшитого полиэтилена. Высокий уровень напряжения жилы однофазного кабеля в сетях классов 6 кв и более приводит к необходимости использования металлического экрана, выполняемого в виде проволок и/или ленты. Основным его назначением является обеспечение равномерности электрического поля, воздействующего на главную изоляцию кабеля (изоляцию «жила-экран»), что достигается только в случае заземления экрана. аземление экрана удобно выполнять по концам кабеля, так как там, как правило, имеются заземляющие устройства. краны современных однофазных кабелей 6-5 кв выполнены из хорошо проводящего материала (из меди); их заземление одновременно в обоих концах кабеля, если не приняты специальные меры, ведет к появлению в экранах и в нормальном симметричном режиме, и при коротких замыканиях значительных токов, сопоставимых с током жилы кабеля. Токи и напряжения в экранах однофазных кабелей обусловлены только однофазной конструкцией этих кабелей и не имеют никакого отношения к материалу их изоляции (сшитый полиэтилен и проч.). Измерения, выполненные на многих кабельных линиях различных классов напряжения 6-5 кв, свидетельствуют о том, что при использовании однофазных кабелей надо предъявлять повышенное внимание к выбору способа соединения и заземления экранов и проводить соответствующие обосновывающие расчеты. В качестве примера для типового кабеля кв одной из энергосистем Центра приведем результаты прямых измерений токов в экранах, заземленных в обоих концах кабеля. Параметры кабеля: сечение жилы 5 мм,сечение экрана 95 мм, длина 5 м. В нормальном установившемся режиме работы при токах 86 А в жилах трех фаз измеренный ток в экране каждой фазы составлял 5 А! В случае выхода указанного кабеля на номинальную нагрузку (ток в жиле около 7 А), ток в экране пропорционально возрастет и составит 43 А, что недопустимо много для сечения экрана 95 мм. В настоящее время от повреждений, вызванных нерасчетным тепловым режимом, рассмотренный кабель спасает лишь его сравнительно малая нагрузка, это же спасает и многие другие неверно спроектированные и уже находящиеся в эксплуатации кабельные линии с однофазными кабелями. Другим примером может служить группа однофазных кабелей 63/35 мм класса 35 кв (длиной 5 метров), питающих один из металлургических комбинатов Урала. Измерения в нормальном установившемся режиме работы показали, что при токе в жилах около 9 А ток в экранах составлял приблизительно 3 А. Столь большой ток, длительно протекавший в экране сечением 35 мм, привел к вплавлению экрана в изоляцию кабеля, т.е. фактически к повреждению кабеля! 5

7 Способ соединения и заземления экранов кабелей заметно влияет: на величину тока в экране, а при неправильном заземлении экрана может привести к повреждению кабеля; на электрические потери в экране, а значит на его тепловой режим и пропускную способность; на величину напряжения на экране относительно земли, т.е. на надежность работы кабеля и безопасность его обслуживания; на основные электрические параметры кабеля (продольные активное и индуктивное сопротивления). Любопытным является тот факт, что по состоянию на 8-9 годы в России некоторые проектирующие и эксплуатирующие организации не имеют представления о проблемах, которые порождает неверное заземление экранов однофазных кабелей. В книге рассмотрены вопросы соединения и заземления экранов трехфазных групп однофазных кабелей 6-5 кв; получены аналитические выражения для токов и напряжений экранов кабеля, позволяющие обосновать выбор способа заземления экрана, необходимость частичного разземления экранов, секционирования экранов, применения транспозиции экранов; представлены формулы для определения продольных активных и индуктивных сопротивлений кабеля (прямой и нулевой последовательностей), которые следует использовать в расчетах нормальных режимов и при анализе токов короткого замыкания в сети; приведены результаты обобщающих расчетов для кабелей 6-5 кв, примеры расчета; содержатся рекомендации по повышению термической стойкости экранов и защите изоляции экранов от перенапряжений; есть необходимая справочная информация для расчета любой трехфазной группы однофазных кабелей 6-5 кв. По материалам книги разработана компьютерная программа «РАН», позволяющая определять параметры трехфазных групп однофазных кабелей 6-5 кв, а также рассчитывать индуктированные токи и напряжения в их экранах. По вопросам получения программы можно обращаться в адрес АО «авод энергозащитных устройств» или по почте Помимо проблем, связанных с выбором оптимальной схемы соединения и заземления экранов, современные кабели ставят перед энергетиками и другие, не менее важные задачи, такие как обоснованный выбор типа кабеля, методы испытаний кабелей и поиск мест повреждения. Грамотное решение этих и других проблем должно быть скорейшим образом закреплено в отраслевых нормативных документах. Автор благодарит всех тех специалистов-энергетиков, личное общение с которыми позволило расширить материал издания по сравнению с двумя первыми выпусками, относящимися к 7 г. (5 стр.) и 8 г. (4 стр.). Тем, кто уже знаком с предыдущими изданиями, будет интересно прочесть о допустимом напряжении на экране, о коэффициенте использования пропускной способности кабеля и экономических аспектах борьбы с потерями в экранах, о неидеальной транспозиции экранов, о напряжении на экране при повреждении изоляции кабеля, о кабельных электромонтажных коробках и требованиях к их заземлению. 6

8 ГЛАВА. Проблема индуктированных токов в экранах однофазных кабелей.. онструкция однофазного кабеля онструкция однофазного кабеля показана на рис. абель состоит из изолированных друг от друга жилы и экрана, а также внешней изоляции экрана. ила выполняется из алюминиевых или медных проволок, а в качестве изоляции широкое распространение получил сшитый полиэтилен. Если назначение жилы и ее изоляции не вызывает вопросов, то назначение экрана и его изоляции не так очевидно. Рис. Однофазный кабель с изоляцией из сшитого полиэтилена. Основной задачей, которую решает экран из медных проволок, является выравнивание электрического поля, воздействующего на главную изоляцию кабеля (изоляцию жилы), т.е. для выполнения своих функций экран должен быть заземлен по крайней мере в одной точке. Однако при проектировании, как правило, по умолчанию предусматривают заземление экрана сразу в двух точках по концам однофазного кабеля, хотя, при наличии обоснования, на практике используют и другие схемы соединения и заземления экранов. Помимо металлического экрана в конструкции однофазного кабеля есть так называемые полупроводящие экраны: один наносится на внешнюю поверхность жилы, а другой поверх слоя главной изоляции кабеля на внутреннюю поверхность металлического экрана. Полупроводящие экраны обеспечивают локальное выравнивание напряженности электрического поля на негладкой поверхности проволочной жилы и проволочного металлического экрана. Далее, говоря «экран», будем подразумевать исключительно металлический экран. Изоляция экрана, иначе называемая оболочкой кабеля, предназначена для предотвращения попадания влаги внутрь кабеля и, в частности, через повив проволок экрана в главную изоляцию. Надежность кабеля во многом зависит от целостности его оболочки. Следует отметить, что для предотвращения попадания влаги внутрь кабеля иногда дополнительно используется сплошной тонкостенный алюминиевый кожух малого сечения, который располагается поверх медного экрана (между экраном и оболочкой). Наличие кожуха не изменяет продольного электрического сопротивления экрана и при расчетах токов и напряжений в экранах может не учитываться, поскольку сечение алюминиевого кожуха заметно меньше, чем у медного экрана, а удельное сопротивление алюминия больше, чем у меди. 7

Смотрите так же:  Провода аккумулятора 21214

9 .. Трехфазные группы однофазных кабелей В трехфазных сетях используют трехфазные группы однофазных кабелей. На рис..-.3 показаны наиболее часто используемые схемы расположения фаз друг относительно друга: «в ряд» или «в плоскости»; в вершинах треугольника. Говоря о прокладке в вершинах треугольника, как правило, имеют в виду сомкнутый треугольник: две фазы кладут вплотную друг другу, а сверху третью. Рис. Расположение однофазных кабелей в плоскости. d AВ А d AC В С d ВС Рис..3. Расположение однофазных кабелей в вершинах равностороннего треугольника. В дальнейшем не будем акцентировать внимание на взаимном расположении фаз друг относительно друга, а введем обобщенный параметр s, характеризующий среднее расстояние между осями соседних фаз. s 3 d d d. 6 d Рис.. АВ АВ ВС ВС АС s d d d Рис..3 АС АВ В ряде случаев расстояние s между фазами кабеля может принимать различные значения для разных участков трассы кабеля, то уменьшаясь, то увеличиваясь. В подобных ситуациях в расчеты должно закладываться среднее по трассе значение s. 8

10 .3. Механизм появления токов и напряжений в экранах Очевидно, что ток в экране и напряжение на экране относительно земли появятся в случае повреждения изоляции «жила-экран» кабеля этому вопросу посвящена 9-й глава книги. десь же рассмотрим механизмы появления токов в экранах кабеля, не имеющего повреждения изоляции: через взаимную емкость между жилой и экраном; через взаимную индуктивность между жилой и экраном. Емкостный механизм появления тока в экране связан с наличием фазного напряжения сети, приложенного к изоляции «жила-экран». то напряжение приводит к протеканию между жилой и экраном тока, величина которого ограничена емкостным сопротивлением изоляции «жила-экран». Такой ток, попав из жилы в экран, стекает с экрана в его заземляющее устройство, создавая в экране дополнительные потери активной мощности вне зависимости от того, нагружен ли кабель или является холостым. Величина емкостного тока пропорциональна длине кабеля, но даже для кабелей большой длины составляет единицы ампер. Емкостные токи, протекающие по экрану при его однократном или многократном заземлении, вследствие своей малости не представляют опасности для кабеля и практически не увеличивают его температуры. Индуктивный механизм появления тока в экране связан с наличием тока в жиле кабеля и, поэтому, проявляет себя только для нагруженного кабеля. Ток в жиле за счет взаимной индукции между жилой и экраном индуктирует в нем ток, но только в случае, если экран заземлен более чем в одной точке. Если не приняты специальные меры, то величина тока, протекающего в экране кабеля, может быть сопоставима с током в жиле, т.е. может составлять десятки и сотни ампер, что несравненно более опасно, нежели единицы ампер емкостного тока. В отличие от емкостного тока, индуктированный ток не зависит от длины кабеля. В дальнейшем будем рассматривать лишь индуктированный механизм появления тока в экране, для объяснения которого можно предложить несколько различных цепочек рассуждений..3.. Первое объяснение индуктивного механизма На рис..4 показаны три однофазных кабеля, по концам которых выполнено заземление экранов. Поскольку заземляющее устройство является общей для всех экранов точкой, то можно говорить об объединении экранов фаз по концам кабеля, в результате которого появляются три замкнутых контура, образованных парами экранов: «АВ», «ВС», «СА». На рис..5 для простоты изображен лишь один однофазный кабель и один экранный контур, в жиле которого протекает переменный ток (например, частоты 5 Гц). Переменное магнитное поле тока перпендикулярно плоскости листа и по правилу правой руки (по правилу «буравчика») направлено так, как показано точками (направление из листа) и крестиками (направление в лист). В частности, магнитное поле пронизывает контур, образованный экранами фаз «А» и «В», и наводит в нем переменную эдс E. Поскольку экранный контур замкнут, то под действием эдс в нем протекает переменный ток той же 9

11 частоты, что и переменный ток жилы кабеля. Направление протекания переменного тока в экранном контуре таково, что магнитное поле этого тока (на рис..5 оно не показано) препятствует изменению магнитного поля жилы, т.е. направлено встречно по отношению к переменному магнитному полю жилы, изображенному точками и крестиками. Рис..4. Три однофазных кабеля и три контура, образованные их экранами. Рис..5. Однофазный кабель и ток в экранном контуре, индуктированный током жилы. Наведенная эдс пропорциональна току в жиле кабеля и площади экранного контура («числу» точек или крестиков, пронизывающих контур) E K s L, ( ) где K некоторый коэффициент пропорциональности, s расстояние между осями соседних однофазных кабелей (оно же равно среднему расстоянию между их экранами), L K длина кабеля. Ток в замкнутом экранном контуре будет где E, L полное (активно-индуктивное) сопротивление контура, K определяемое через длину кабеля и удвоенное погонное сопротивление экрана. После преобразований получим K

12 K ( R ) ( X ) На самом деле эдс, наводимая в каждом экранном контуре, определяется токами жил всех трех фаз, т.е. токи и напряжения в экранах трехфазной группы однофазных кабелей определяются решением системы уравнений, описывающих взаимодействия. При учете магнитных полей трех однофазных кабелей («А», «В», «С») целесообразно заменить понятие «ток в экранном контуре» на «ток в экране», поскольку именно он представляет большой практический интерес. Например, ток в экране фазы «В» согласно рис..4 будет определяться разностью токов в экранных контурах «АВ» и «ВС» K s ( ), В ( R ) ( X ) или в нормальном симметричном установившемся режиме работы сети 3 K В s B ( R ) ( X ) s А. С, (.) для токов в экранах фаз «А» и «С» выражения аналогичны. Если экраны трех фаз кабеля заземлены (объединены) только на одном из его концов, то понятие «эдс в экранном контуре» целесообразно заменить на «напряжение экрана относительно земли». Например, для экрана фазы «В» E K ( ) ( s L ) 3 K ( s L ) (.) В А С Анализ выражений (.) и (.) позволяет сделать выводы относительно токов и напряжений экранов трехфазной группы однофазных кабелей: при однократном заземлении (объединении) экранов на них относительно земли существует напряжение промышленной частоты, величина которого: пропорциональна току в жилах; пропорциональна расстоянию между осями фаз; пропорциональна длине кабеля (расстоянию до места заземления); при заземлении (объединении) экранов одновременно в обоих концах кабеля в них проходит продольный ток промышленной частоты, величина которого: пропорциональна току в жилах; пропорциональна расстоянию между осями фаз; пропорциональна сечению экрана (или обратно пропорциональна его активному сопротивлению); никак не зависит от длины кабеля. В режимах, отличных от нормального установившего режима работы сети (отличных от режима прямой последовательности), процессы в трехфазной группе однофазных кабелей приходится рассматривать с учетом тока в земле, т.е. надо учитывать не только контуры «экран-экран», но и контуры «экран-земля». Поэтому далее дадим дополнительное объяснение индуктивному механизму появления токов в экранах, в рамках которого введем в рассмотрение контуры «экран-земля». K В K

13 .3.. Второе объяснение индуктивного механизма Положим, что имеет место однофазная сеть, т.е. однофазный источник переменной эдс E через однофазный кабель рис.. с заземленным экраном осуществляет электроснабжение нагрузки, имеющей сопротивление. тот случай показан на рис..6, для которого экран заземлен в двух точках в начале кабеля и в его конце. В жиле протекает ток, который, пройдя через нагрузку, должен вернуться в источник E. Для этого у тока есть два пути: пройти по экрану и пройти в толще земли. Н Рис..6. Однофазная сеть, включающая источник, кабель, нагрузку. Ток в земле будет возвращаться из нагрузки в источник, занимая всю толщу земли, протекая как на небольшой глубине, так и на значительной. Несмотря на это, оказывается возможным считать, что весь распределенный в земле ток протекает на одной определенной глубине ρ D.4, ω µ зависящей от частоты тока ω πf и удельного сопротивления грунта ρ 7 (магнитная проницаемость грунта постоянна и равна µ 4π Гн/м). С увеличением частоты тока и снижением сопротивления грунта в толще земли все более заметным окажется поверхностный эффект, из-за которого линии тока (см. рис..6) будут с большой глубины подниматься ближе к поверхности земли, т.е. будет уменьшаться D. На промышленной частоте f 5 Гц и при типовых значениях ρ Ом м эквивалентная глубина D составляет несколько сотен метров, т.е. оказывается заметно больше высоты h, на которой относительно поверхности земли расположен кабель. Расположен ли кабель над землей (на эстакаде), как это показано на рис..6, или помещен в землю (в кабельный канал, в полиэтиленовую трубу) в любом случае расстояние h от кабеля до поверхности земли будет заметно меньше D. С применением «идеологии D» получается, что токи и напряжения в кабеле на промышленной частоте не зависят о того, размещен ли кабель над землей или в земле. Поэтому, не теряя общности, можно считать, что кабель размещен над землей, и для его расчета пользоваться формулами теории

14 воздушных линий электропередач, т.е. считать один кабель двухпроводной линией (жила и экран), несколько кабелей многопроводной. Токи, проходящие в жиле, в экране и в земле можно представить протекающими в двух условных контурах, показанных на рис..7: первый контур образован жилой кабеля и обратным проводом, залегающим в земле на глубине D ; второй контур образован экраном кабеля и тем же обратным проводом, залегающим на глубине D. Таким образом, процессы в однофазном кабеле могут быть пояснены как результат взаимодействия двух указанных на рис..7 контуров. а условно положительные направления токов здесь и далее принято направление от источника к нагрузке. Рис..7. Однофазная сеть, для которой показаны условные контуры с токами. В установившемся или квазиустановившемся режиме токи и напряжения в кабеле являются синусоидами частоты f, т.е. для описания процессов в кабеле удобно воспользоваться комплексным методом, представив синусоидальные токи и напряжения в виде системы векторов, вращающихся с круговой частотой ω πf. Тогда уравнения, описывающие взаимодействие контуров рис..7, будут U U где U E и U Н продольные падения напряжения на жиле и экране; комплексные сопротивления, смысл которых пояснен в таблице; R, R, R соответственно активные сопротивления жилы, экрана, земли; L, L собственные индуктивности жилы, экрана; M, M взаимная индуктивность жилы и экрана одного и того же кабеля, взаимная индуктивность двух соседних кабелей; j мнимая единица., Собственное сопротивление жилы (Ом) R R jωl Собственное сопротивление экрана (Ом) R R jωl Взаимное сопротивление между жилой и экраном одного и того же кабеля (Ом) R jωm Взаимное сопротивление жилы (экрана) и соседнего кабеля (Ом) R jωm 3

15 В случае, когда экран заземлен с обоих сторон кабеля, справедливо U, и из второго уравнения системы R jωm R R jωl С использованием теории воздушных линий можно записать µ D L M ln, π r т.е. соотношение / M ln, π r π s где расстояние между фазами s больше расстояния r «жила-экран», т.е. соседние фазы не могут полностью компенсировать ток в экране рассматриваемой фазы. Если кабели фаз «А», «В», «С» приближать друг к другу до полного соприкосновения, то можно достичь s r, но все равно это не обеспечит M M, и никогда соседние фазы не смогут компенсировать токи и напряжения в экранах рассматриваемой фазы. Токи и напряжения в экранах присущи всем типовым трехфазным группам однофазных силовых кабелей 6-5 кв, даже тем, в которых однофазные кабели проложены максимально близко друг другу сомкнутым треугольником. Рис..8. Группа из трех однофазных кабелей типа рис. 5

17 .4. Измерение токов в экранах В однофазной сети, как показано на рис..6-.7, ток в земле есть. На рис..8, помимо группы из трех однофазных кабелей, так же изображен эквивалентный обратный провод, учитывающий процессы в земле. Однако на самом деле в условиях рис..8 в установившемся режиме прямой последовательности, когда токи в фазах равны по величине и сдвинуты друг относительно друга на, токов в земле не будет. то обстоятельство следует учитывать при проведении на практике измерений токов в экранах. На рис..9-. показаны различные способы соединения экранов с заземляющим контуром на конце кабеля: на рис..9 экраны присоединяются к контуру заземления одной общей шиной, а на рис.. тремя шинами. Рис..9. аземление экранов на конце кабеля. краны объединяются и одной общей шиной присоединяются к заземляющему контуру. А В С ТТ-3 АВ ВС Рис. аземление экранов на конце кабеля. аждый экран присоединяется к заземляющему контуру своей шиной. Если экраны фаз заземлены в обоих концах кабеля, то в этих экранах протекают токи. обусловленные токами,, А В С А В в жилах кабеля. Однако, несмотря на это, на рис..9 в общей шине С заземления в симметричном режиме работы кабеля (в режиме прямой последовательности) тока не будет. Поэтому при проведении измерений АВС тока в экране трансформатор тока («бублик» или токоизмерительные клещи) необходимо подключать так, как это показано для ТТ- (рис..9). Также отсюда следует, что в расчетах токов и напряжений в симметричном режиме прямой последовательности учет величины сопротивления заземления экрана проводить необязательно. 6

18 На рис.. вопросов о подключении трансформатора тока не возникает, но есть проблема, связанная с протеканием в контуре заземления уравнительных токов и АВ ВC, величина которых в 3 раз больше токов. Поэтому, А В С если не приняты специальные меры по борьбе с токами в экранах, рекомендуется склоняться к использованию на практике схемы заземления рис..9. Еще раз следует обратить внимание на то, что измерение токов в экранах однофазных кабелей без указания соответствующих величин токов в жилах кабеля является неинформативным и отчасти бессмысленным. 7

19 ГЛАВА. Основные способы борьбы с индуктированными токами в экранах В заземленных по концам экранах трехфазной группы однофазных кабелей 6-5 кв индуктируются токи, сопоставимые по величине с токами в жилах. Средствами некоторого снижения токов в экранах являются: применение кабелей с возможно минимальным сечением медных экранов; прокладка кабелей сомкнутым треугольником (вплотную друг к другу). Радикальными способами снижения токов в экранах являются: применение трехфазных кабелей вместо однофазных; разрыв экранных контуров (частичное разземление экранов); транспозиция экранов. Снижение сечения экранов и расстояния между однофазными кабелями Непростым вопросом, который приходится решать при выборе однофазных силовых кабелей 6-5 кв, является обоснование требуемого сечения экрана. Среди существенных факторов, влияющих на величину сечения экрана, можно назвать необходимость снижения потерь мощности в нормальном режиме работы кабеля и требование обеспечить термическую стойкость экрана при повреждении изоляции «жила-экран», которое сопровождается протеканием в экране тока короткого замыкания. сожалению, оба фактора предъявляют противоречивые требования к сечению экрана: с точки зрения нормального режима следует использовать кабели с минимальным сечением экрана (см. формулу (.)), а с точки зрения короткого замыкания в кабеле повышенные сечения экранов. Поэтому общие рекомендации могут быть следующими: в сетях 6-5 кв следует использовать кабели с экранами минимального сечения такого, при котором уже начинает обеспечиваться их термическая стойкость к токам короткого замыкания. В трехфазной группе однофазных кабелей выбор расстояния между фазами определяется вопросами нагрева кабелей и их охлаждения. Одним из источников тепла в однофазных кабелях являются потери активной мощности в экранах, вызванные индуктированными токами, которые, согласно (.), тем меньше, чем ближе друг к другу проложены фазы, т.е. минимальными потери в экранах будут в случае прокладки сомкнутым треугольником. С точки зрения интенсивности отвода тепла, напротив, предпочтительно размещать однофазные кабели на расстоянии друг от друга, поскольку при этом каждая фаза «нагревает только себя, а не своего соседа». Расчеты и опыт эксплуатации показывают, что потери в экранах и тепловыделение в однофазных кабелях сильнее зависят от расстояния между фазами, нежели интенсивность охлаждения. Поэтому общие рекомендации таковы: в сетях 6-5 кв предпочтительна прокладка однофазных кабелей сомкнутым треугольником, если не приняты специальные меры радикальной борьбы с токами и потерями в экранах. Если меры приняты, то допустимые токи будут больше при прокладке фаз на расстоянии друг от друга, однако в силу ряда причин (гл.8) все равно следует отдавать предпочтение прокладке треугольником. 8

20 .. Применение трехфазных кабелей вместо однофазных Индуктированных токов в экранах не будет при использовании трехфазного кабеля вида рис. имеющего три жилы в общей оболочке (экране, броне). Однако современные кабели (с изоляцией из сшитого полиэтилена), как правило, все же однофазные. то объясняется их преимуществами по сравнению с трехфазными кабелями: возможность изготовления кабеля с большим сечением жилы; выше допустимая нагрузка по току; меньше радиус изгиба и больше строительная длина; удобство монтажа и ремонта. онструкция рис.. может применяться, главным образом, в сетях класса напряжения до 6 кв. Для более высоковольтных кабелей уже сложно обеспечить хорошую надежность изоляции между тремя токоведущими жилами, поскольку картина электрического поля «жила-жила», обусловленного наличием между жилами линейного напряжения сети, имеет сложную форму, отличную от равномерного распределения. Поэтому на практике распространение получили трехфазные кабели с индивидуальными экранами фаз так называемые трехфазные кабели с пофазно экранированными жилами, показанные на рис. Рис. Трехфазный кабель. Рис. Трехфазный кабель с пофазно экранированными жилами. Наличие индивидуальных экранов (рис..), заземленных по концам кабеля, делает равномерной картину электрического поля, воздействующего на изоляцию «жила-экран» и позволяет изготавливать кабели для сетей с номинальным напряжением вплоть до 35 кв. По сути, такой трехфазный кабель представляет собой вариант трехфазной группы однофазных кабелей заводской готовности, и, 9

21 следовательно, в индивидуальных экранах будут иметь место паразитные токи и потери активной мощности. Трехфазный кабель вида рис.. сложно изготовить с большими сечениями жил и индивидуальных экранов. Из-за малого сечения экранов и близости фаз друг другу (почти сомкнутый треугольник) токи в этих экранах хотя и есть, но не представляют особой опасности. В конструкции кабелей рис.. общий экран (броня) есть не всегда и, кроме того, в силу симметрии его наличие/отсутствие не влияет на токи и потери в индивидуальных экранах жил. Известна модифицированная конструкция трехфазного кабеля, показанная на рис..3, когда индивидуальные экраны касаются друг друга, образуя общий для трех жил экран сложной «лепестковой» формы. Можно показать, что паразитных индуктированных токов в таком «лепестковом» экране не будет, т.е. для этого кабеля удается одновременно и использовать преимущества индивидуальных экранов с точки зрения картины поля, и не иметь паразитных токов и потерь. Рис..3. Трехфазный кабель с пофазно экранированными жилами. краны касаются друг друга. В настоящее время в сетях среднего напряжения 6-35 кв на ряде объектов применяется так называемый универсальный самонесущий кабель рис..4. Его можно назвать трехфазным кабелем, но на самом деле он представляет собой три обычных однофазных кабеля небольшого сечения жилы и экрана, скрученных вокруг общего несущего троса. Универсальный кабель может быть проложен как в земле или воде, так и подвешен на опорах, напоминая воздушную линию с изолированными проводами. При этом не требуется переходных пунктов в местах соединения его подводных, подземных, наземных, воздушных участков. Рис..4. Универсальный самонесущий кабель.

Смотрите так же:  Выключатель с подсветкой для светодиодной лампы схема подключения

22 В силу симметрии наличие/отсутствие несущего троса никак не влияет на токи и потери в экранах однофазных кабелей рис..4. Из-за малого сечения экранов и близости фаз друг другу (почти сомкнутый треугольник) токи в экранах фаз универсального кабеля хотя и есть, но не представляют особой опасности. В настоящее время трехфазные кабели различных конструкций находят применение в сетях до 35 кв и только там, где требуется сравнительно низкая пропускная способность по току, т.е. достаточны малые сечения токоведущих жил. Среди вновь прокладываемых кабелей в сетях 6-35 кв более 5% являются однофазными, а в сетях -5 кв все %.

23 .3. Разрыв экранных контуров однофазных кабелей Самый очевидный способ борьбы с токами в экранах это разрыв контуров, в которых эти токи протекают. Например, разрыв экранных контуров достигается в схеме рис..5, где произведено разземление экранов на одном из концов кабеля. ффективность такого решения связана не с тем, что экраны стали «хуже» заземлены, а с тем, что экраны лишены общей точки, в которой они соединялись вместе и за счет которой оказывались замкнутыми экранные контура. Несмотря на одностороннее заземление экрана в экранном контуре все равно наводится эдс, т.е. на экране относительно земли существует напряжение промышленной частоты, максимальное значение которого достигается на разомкнутом конце экрана и, согласно (.), пропорционально току в жиле кабеля. Выражение (.) позволяет оценить наведенное напряжение (или эдс), вызываемое «сквозными» токами жилы, которые проходят по всей жиле, являясь одинаковым и в начале кабеля и в его конце. Сквозные токи могут быть в нормальном режиме; в аварийном режиме, когда в сети за кабелем имеет место короткое замыкание, подпитка точки которого происходит по многим токоведущим элементам сети и, в частности, по жиле рассматриваемого кабеля. Если короткое замыкание произошло не за кабелем, а непосредственно в самом кабеле (между жилой и экраном), то ток в жиле не является «сквозным». Напряжение на экране в этом случае не наводится, а представляет собой простое падение напряжения, которое создает ток короткого замыкания, протекая из жилы через место повреждения изоляции в экран и далее в заземлитель экрана. Рис..5. Схема соединения экранов группы из трех однофазных кабелей в случае, когда экран заземлен только с одной стороны. Пусть U напряжение на экране относительно земли, наибольшее из всех рассмотренных режимов «сквозных» токов жилы кабеля. Если для конкретного кабеля исключено прикосновение человека к экрану, то в качестве допустимого напряжения на экране можно принять то напряжение, которое отвечает прочности изоляции экрана, т.е. во всех режимах кабеля, имеющего незаземленный конец экрана, должно выполняться условие U, ДОП U ДОП где U допустимое значение напряжения промышленной частоты для изоляции экрана (оболочки кабеля).

24 Рис..6. Схема соединения экранов группы из трех однофазных кабелей в случае, когда экран разделен на секции, заземленные один раз. Рис..7. Оптимизированная схема рис..6 соединения экранов. Рис..8. Схема соединения экранов группы из трех однофазных кабелей в случае, когда экран разделен на две секции, заземленные один раз со стороны концевых подстанций. Предположим, что в схеме рис..5 имеет место превышение напряжением ДОП экрана допустимого для оболочки значения U > U. В этом случае можно предложить разделить экран кабеля на несоединенных друг с другом секций примерно равной длины, в каждой из которых экран заземлить лишь один раз. На рис..6 в качестве примера показан случай 4. Выбор числа секций проводится исходя из обеспечения условия U ДОП U. При большом числе секций схема рис..6 теоретически эффективна, но практически трудно реализуема. Дело в том, что если по концам кабельной линии, как правило, имеются заземляющие устройства, к которым можно присоединить 3

25 экраны кабеля, то на трассе таких устройств нет, и их надо предусматривать тем в большем количестве, чем больше. Поэтому более удобной следует признать схему рис..7, которая требует меньшего количества заземляющих устройств; безопасна для персонала, так как разрывы обустраиваются в специальных соединительных муфтах, исключающих прикосновение к экранам. При K > на практике применение находит схема рис..8. Она имеет лишь две встречно расположенные секции K и не требует дополнительных заземляющих устройств и дополнительных соединительных муфт. В табл.. приведены эпюры распределения напряжения U / U на экране относительно земли в зависимости от координаты L / L, где U напряжение на экране относительно земли в конце кабеля в схеме рис..5, L K длина кабеля. пюры получены для различных схем соединения экранов с использованием линейной зависимости (.) наводимой на экран эдс от длины участка кабеля. Из табл.. видно, что в соединительных муфтах по трассе кабеля, в которых выполнен разрыв экранов, существует, во-первых, поперечное напряжение на экране относительно земли, и, во-вторых, продольное напряжение на разрыве. Поэтому возможность разрыва экрана кабеля в соединительной муфте должна согласовываться с производителем муфты с учетом конкретных величин обоих этих напряжений. Если кабель имеет несколько строительных длин и, следовательно, соединительных муфт, то для рис..8 напряжение на единственном разрыве экрана составляет U и не зависит от того, в какой именно соединительной муфте сделан разрыв. Тем не менее, разрыв рекомендуется выполнять в той муфте, которая наиболее близка к середине длины кабеля. В противном случае, будут заметно различаться напряжения «экран-земля» слева и справа от разрыва. 4

26 Табл. пюры распределения напряжения при разрыве экранных контуров. Схема соединения Распределение напряжения на экране относительно земли экранов Рис..5 Рис..6 Рис..7 Рис..8 5

27 .4. Транспозиция экранов однофазных кабелей «Транспозиция» хорошо знакома энергетикам, поскольку она применяется на воздушных линиях (ВЛ) электропередач для выравнивания параметров линии по фазам. Транспозиция фазных проводов ВЛ это периодическая смена положения фазного провода на опоре. В кабельных линиях электропередач под «транспозицией» можно было бы по аналогии понимать смену положения однофазных кабелей друг относительно друга, однако нетрудно показать, что это никак не повлияет на токи в экранах, поскольку никак не меняется входящее в (.) среднее расстояние s между осями фаз. Снижение токов в экранах достигается не транспозицией фаз кабеля, а транспозицией экранов фаз кабеля. На рис..9-. показаны схемы соединения экранов группы из трех однофазных кабелей в случае, когда экран разделен на секции, соединенные через узлы транспозиции: рис..9 один полный цикл транспозиции, рис..-. два полных цикла транспозиции при том или ином обустройстве средней точки. Рис..9. Схема соединения экранов группы из трех однофазных кабелей в случае, когда применен N полный цикл транспозиции. Рис. Схема соединения экранов группы из трех однофазных кабелей в случае, когда применено N полных цикла транспозиции. 6

28 Рис. Схема соединения экранов группы из трех однофазных кабелей в случае, когда применено N полных цикла транспозиции, средняя точка экранов заземлена. В нормальном симметричном режиме работы причиной наличия токов в заземленном по концам экране однофазного кабеля было то, что соседние фазы не могли в должной мере оказать компенсирующего действия (см. рис..8, где s > r ). В случае применения полного цикла транспозиции получается, что экраны перестают принадлежать одной конкретной фазе кабеля, а становятся общими для всех трех фаз. Например, на экран, показанный на рис..9,б прерывистой линией, на первом участке кабеля наводится продольная эдс главным образом от фазы «А», на втором участке кабеля главным образом от фазы «В», на третьем участке кабеля главным образом от фазы «С». Суммарная же продольная эдс в нормальном установившемся режиме работы равна нулю, т.е. токов в экране нет, несмотря на то, что он заземлен в обоих концах кабеля. Положим для простоты, что имеет место один полный цикл транспозиции, для чего кабельная линия разделена на три участка примерно равной длины. На первом участке экрана напряжение экрана относительно земли равно соответствующей наведенной эдс, причем зависимость напряжения на экране от координаты L / L линейная с тем же «наклоном», что и для случая заземления экранов с одной стороны. Аналогично для последнего (третьего) участка экрана. Для любой точки L / L, принадлежащей среднему участку, напряжение на экране относительно земли можно найти одним из двух способов: сложив всю эдс первого участка и часть эдс среднего участка, которая наведена между первым узлом транспозиции и рассматриваемой точкой L / L ; сложив всю эдс третьего участка и часть эдс среднего участка, которая наведена между вторым узлом транспозиции и рассматриваемой точкой L / L. В табл.. даны эпюры распределения напряжения U / U на экране относительно земли в зависимости от координаты L / L, где U напряжение на экране относительно земли в узле транспозиции схемы рис..9, L K длина кабеля. пюра распределения напряжения на среднем участке носит сложную форму изза того, что это напряжение определяется и эдс среднего участка, и эдс крайнего, а для них определяющими являются токи разных жил. 7

29 Табл. пюры распределения напряжения при транспозиции экранов. Схема соединения Распределение напряжения на экране относительно земли экранов Рис..9 Рис..-. Для радикального снижения токов в экранах в нормальном режиме и при коротких замыканиях в сети вне кабеля достаточно применение одного полного цикла транспозиции экранов N. Однако по условиям ограничения напряжения в узлах транспозиции U, воздействующего в различных режимах на оболочку кабеля, может потребоваться увеличение числа полных циклов транспозиции. Выбор числа циклов транспозиции N проводится исходя из обеспечения условия U ДОП U, N ДОП где U допустимое напряжение промышленной частоты для изоляции экрана. Транспозиция экранов представляет собой достаточно сложное инженерное сооружение, требующее наличия на трассе кабеля двух и более соединительных муфт, колодцев транспозиции с коробками транспозиции, заземляющих устройств с малым сопротивлением, к которым присоединяются корпуса коробок. Поэтому с экономической и технической точек зрения транспозиция экранов оправдана не всегда. 8

30 .5. Борьба с токами и допустимое напряжение на экране относительно земли На экране однофазного кабеля относительно земли может существовать напряжение промышленной частоты. то напряжение зависит от ряда факторов и, в частности, от выбранной схемы соединения и заземления экранов. Необходимо ограничивать напряжение на экранах относительно земли с целью: обеспечения безопасности людей и животных; обеспечения целостности оболочки кабеля (герметичности кабеля). Очевидно, что любая схема соединения и заземления экранов однофазных силовых кабелей 6-5 кв обязательно должна быть проверена с точки зрения величины напряжения промышленной частоты на экране относительно земли. При этом необходимо рассмотреть напряжение в следующих случаях: в нормальном режиме; при повреждении изоляции «жила-экран» самого кабеля; при повреждении изоляции сети вне кабеля. При повреждении изоляции «жила-экран» кабеля (или изоляции одной из его муфт) вне зависимости от принятой схемы соединения и заземления его экранов ток (короткого) замыкания проходит из жилы через место повреждения в экран и далее, создавая падение напряжения, проходит в одно или несколько заземляющих устройств экрана. Наибольшее напряжение на экране относительно земли при этом достигается вблизи от места повреждения изоляции «жила-экран» и может быть опасным с точки зрения целостности оболочки кабеля. Однако, на самом деле, нарушение целостности оболочки в месте повреждения главной изоляции кабеля вероятно не из-за воздействия на оболочку напряжения промышленной частоты, а из-за ее термического разрушения силовой дугой. ак следствие потенциал экрана выходит на поверхность кабеля, что опасно для находящихся поблизости людей и животных, поскольку они могут попасть под шаговое напряжение или напряжение прикосновения. Хуже всего дело обстоит в отечественных городских кабельных сетях, имеющих изолированную (компенсированную) нейтраль, так как однофазное повреждение изоляции кабеля релейной защитой не отключается, а потому шаговое напряжение будет существовать десятки минут. В этих сетях напряжение на экране относительно земли определяется произведением тока однофазного замыкания на землю на сопротивление экрана (зависит от длины кабеля и сечения экрана). Для обеспечения безопасности людей и животных желательно, чтобы это напряжение не превосходило нескольких десятков или сотен В (например, В). В нормальном режиме: если экраны однофазного кабеля заземлены одновременно в обоих его концах, то напряжение на экране относительно земли во всех точках исправного кабеля мало отличается от напряжения на концевых заземляющих устройствах, т.е. составляет не более единиц вольт даже для кабелей большой длины и даже при больших токах в жиле; 9

31 если экраны кабелей разделены на K односторонне заземленных секций, то на экранах относительно земли будет напряжение промышленной частоты, составляющее десятки или сотни В; максимальное значение этого напряжения достигается в наиболее удаленных от заземления точках и не должно превышать, скажем, В, дабы при механическом (или ином) повреждении оболочки кабеля потенциал экрана не создал опасного для людей и животных шагового напряжения или напряжения прикосновения; если к экранам кабелей применена транспозиция, то на экранах относительно земли будет напряжение промышленной частоты, составляющее десятки или сотни В; максимальное значение этого напряжения достигается в узлах транспозиции и по названным причинам не должно превышать, скажем, В. При повреждении изоляции сети вне кабеля: если экраны однофазного кабеля заземлены одновременно в обоих его концах, то напряжение на экране относительно земли во всех точках исправного кабеля мало отличается от напряжения на концевых заземляющих устройствах, т.е. составляет не более единиц В даже для кабелей большой длины и даже при больших токах в жиле; если экраны кабелей разделены на K односторонне заземленных секций, то на экранах относительно земли будет напряжение промышленной частоты, составляющее сотни или тысячи В; максимальное значение этого напряжения достигается в наиболее удаленных от заземления точках и должно быть с запасом меньше испытательного для оболочки кабеля; если к экранам кабелей применена транспозиция, то на экранах относительно земли будет напряжение промышленной частоты, составляющее сотни или тысячи В; максимальное значение этого напряжения достигается в узлах транспозиции и должно быть с запасом меньше испытательного для оболочки кабеля. Определим допустимое напряжение на оболочке, которое с достаточным запасом будет меньше испытательного. Перед вводом в эксплуатацию и далее уже в процессе эксплуатации (периодически) оболочку кабелей 6-5 кв испытывают постоянным напряжением кв ( мин для 6-35 кв и мин для -5 кв). Оценочно можно считать, что для оболочек кабелей 6-5 кв на время короткого замыкания в сети допустимо напряжение промышленной частоты, действующее значение которого составляет, скажем, 5 кв. Если при внешнем по отношению к кабелю коротком замыкании в сети на оболочку воздействует напряжение, большее 5 кв, то становится ощутимым риск пробоя оболочки. Если пробой произойдет, то далее в нормальном режиме работы (уже после отключения короткого замыкания в сети вне кабеля) произойдет выход напряжения экрана на поверхность кабеля, чреватый появлением шагового напряжения или напряжения прикосновения. 3

32 В табл.. приведены общие рекомендации по допустимым напряжениям, полученные в результате проведенного выше рассмотрения нормального режима и различных повреждений изоляции (в кабеле, в сети). Допустимое напряжение на экране относительно земли рекомендуется, если возможно, согласовывать с производителями концевых и соединительных муфт, используемых при строительстве кабельной линии. Табл. Расчетные случаи и отвечающие им допустимые напряжения для проверки схем соединения и заземления экранов однофазных силовых кабелей 6-5 кв с точки зрения U. Расчетный случай ДОП U, В нормальный режим работы повреждение изоляции сети вне кабеля 5 повреждение изоляции «жила-экран» кабеля: сразу не отключается (существует десятки минут) отключается сразу (существует секунды) — По трассе кабеля негативное влияние напряжения экрана на людей и животных возможно только при повреждении оболочки кабеля. Если оболочка цела, то напряжение экрана представляет опасность только на концах кабеля, где экран выведен из муфты, но не заземлен. В этом случае речь идет о случайном или преднамеренном прикосновении к экрану персонала, обслуживающего электроустановку. Возможность такого прикосновения должна быть полностью исключена, что достигается: применением специальных электромонтажных коробок (см. главу ); рациональным выбором места разземления экрана: если ввод воздушной линии в распределительное устройство выполнен кабельной вставкой, то экраны однофазных кабелей лучше разземлить на переходной опоре на достаточной высоте; если кабель присоединен к силовому трансформатору, то разземление его экранов лучше выполнить на баке трансформатора на достаточной высоте; другие случаи. 3

Похожие статьи:

  • Вв провода на нексию 8кл Высоковольтные провода Нексия (8-кл) Tesla T736B Высоковольтные провода Дэу Нексия 1.5 8-кл (под трамблер). T736B. Бренд: Tesla . Состояние товара: Новый Задать вопрос по товару можно по телефонам:(096) 970-30-30(044) […]
  • Электрическая варочная панель 220 вольт Подключение варочной панели Фолклиг от Икеа на 380В Уважаемые форумчане, Здравствуйте! Не кидайте камней, поиском пользовался знакомых опрашивал. Задача в следующем: дом новостройка - ввод в квартиру 380, соответственно на кухню к […]
  • Нет маркировки на узо легранд Размеры окошек для маркировки на модульке Legrand DX3 Добрый день! Есть ли у кого поблизости 1- и 2-модульные автоматы или УЗО серии Legrand DX3? Хочу распечатать маркировку, чтобы вставить в их прозрачные окошки, но самих модулей сейчас […]
  • Провода пвс продажа Провод ПВС 3х10 Описание Характеристики Аналоги Производители Расчет Задать вопрос Расшифровка провода ПВС 3х10: Элементы конструкции провода ПВС 3х10: 1. Токопроводящая жила.2. Изоляция.3. […]
  • Схема электронного полива Устройство автоматического полива - схема Устройство для автоматического полива представляет собой электронное реле на транзисторе VT1, база и эмиттер которого соединены с пластинами из токопроводящего материала, воткнутыми в почву на […]
  • Как проложить провода ваз 2112 Сообщества › ВАЗ: Ремонт и Доработка › Форум › Протяжка новой аудио проводки в передние двери ВАЗ 2114 Кто как протягивал проводку? Там есть штатная проводка, но её же лучше заменить, да? Или всё таки штатную оставить? ну если ставиш […]