Выбор сечений кабелей для распределительной сети предприятия

При прокладке  кабелей с бумажной пропитанной  изоляцией на трассах с большим  перепадом уровней существует опасность  отекания пропиточного состава в нижнюю часть трассы. Отекание состава происходит в основном по промежуткам между проволоками в скрученных многопроволочных жилах, а также в зазоре между металлической оболочкой и изоляцией и в меньшей степени внутри самой бумажной изоляции. В верхних участках трассы, таким образом,    уменьшается    электрическая    прочность    кабеля    вследствие возникновения воздушных зазоров в изоляции. В нижних участках трассы из-за повышенного давления прочного состава возможна разгерметизация кабеля. Поэтому кабели с бумажной пропитанной изоляцией, обычной конструкции можно прокладывать на трассах с разностью уровней между высшей и низшей точками расположения  кабелей не более  15-25 м. Уменьшения эффекта отекания пропиточного состава можно добиться следующими мероприятиями: применением стопорных муфт при соединении строительных длин кабеля; уменьшением объема пропиточного состава в кабеле; увеличением вязкости пропиточного состава.

Стопорные муфты  ограничивают перемещение пропиточного состава из одной секции кабельной линии в другую, что позволяет увеличить разность уровней прокладки кабелей, однако для крутонаклонных и вертикальных трасс применение стопорных муфт не всегда является эффективным. Значительно увеличивается допустимое значение разности уровней прокладки кабелей при использовании кабелей с обедненной пропитанной изоляцией. В таких кабелях после пропитки проводится технологическая операция обеднения изоляции, при которой из кабеля удаляется пропиточный состав, находящийся в жиле и в зазорах между бумажными  лентами. Кабели с обедненной  пропитанной изоляцией можно прокладывать на трассах с разностью уровней 100 м, если кабель имеет свинцовую оболочку. Ограничения на разность прокладки снимаются полностью, если кабель имеет алюминиевую оболочку. Однако электрическая прочность изоляции таких кабелей ниже, чем кабелей обычной конструкции, поэтому они выпускаются на напряжение не выше 6 кВ. В маркировке таких кабелей присутствует буква В, что указывает на возможность их применения для вертикальных прокладок (АСБУ-В 3x120).

Для прокладки  на вертикальных и крутонаклонных трассах  без ограничения разности уровней  предназначена специальная группа кабелей с бумажной изоляцией, пропитанной  нестекающим составом. Нестекающий  пропитанный состав имеет большую вязкость, что практически исключает его перемещение вдоль кабеля. Кабели с изоляцией, пропитанной нестекаюшим составом, выпускаются на напряжения 6, 10 и 35 кВ одножильном и трехжильном исполнениях, причем из конструкции принципиально не отличаются от конструкции обычных кабелей. Маркировка кабелей с изоляцией, пропитанной нестекающим составом, начинается с буквы Ц. 

2. Общие требования к кабелям  с бумажной пропитанной  изоляцией на 1-10 кВ.

 

Указанные кабели предназначены для эксплуатации при температуре окружающей среды ^оС. При прокладке кабелей минимальный радиус изгиба не должен превышать 15-кратного наружного диаметра кабеля для многожильных кабелей в свинцовой оболочке и 25-кратного – для остальных кабелей.

Длительно допустимая температура жил кабелей на напряжение 1-10 кВ, так называемая рабочая температура, должна соответствовать следующим данным, приведенным в табл.2.1. 

Таблица 2.1. Длительно допустимая температура жил  кабелей. 

 

Электрическое сопротивление изоляции при температуре 20 ^оС обычно не менее

200 кОм/м для  кабелей на напряжение 6 кВ и  выше. Значение тангенса угла диэлектрических потерь ( ), измеренное на строительной длине при напряжении, равном половине номинального, не превышает 0,008. Гарантированный срок службы кабеля составляет не менее 25 лет.

 

3. Технические характеристики силовых кабелей с пластмассовой изоляцией.

 

1. Одножильный кабель на номинальное напряжение 10 кВ.

Конструкция: Круглая медная или алюминиевая (многопроволочная или цельнотянутая) жила, полупроводящий слой по жиле, изоляция из сшитого полиэтилена, полупроводящий слой по изоляции, полупроводящая лента, разделительный слой, полиэтиленовая оболочка (усиленная полиэтиленовая оболочка с продольными ребрами жесткости) или оболочка из ПВХ пластиката (ПВХ пластиката пониженной горючести). Для обеспечения продольной герметизации экрана взамен полупроводящей ленты может использоваться водонабухающая полупроводящая лента, а взамен разделительного слоя – слой из водонабухающей ленты или водонабухающего порошка. 

Технические характеристики одножильных кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена на номинальное напряжение 10 кВ. 

 

*Вес и внешний диаметр кабеля даны для кабелей марок ПвП и АПвПс   многопроволочными жилами и с основным сечением экрага.

Кроме этого  выпускаются кабели марок ПвПаП, АпвПаП, ПвКаП и АПвКаП, бронированные  алюминиевыми или плоскими проволоками. 
 
 
 

2. Трехжильный кабель на номинальное  напряжение 10 кВ.

 

Конструкция: круглая медная или алюминиевая (многопроволочная или цельнотянутая) жила, полупроводящий слой по жиле, изоляция из сшитого полиэтилена, полупроводящий слой по изоляции, полупроводящая лента, экран из медных проволок и медная лента, наложенные на каждую отходящую жилу, либо общий экран, общее покрытие, полиэтиленовая оболочка (усиленная полиэтиленовая оболочка с продольными ребрами жесткости) или оболочка из ПВХ пластиката (ПВХ пластиката пониженной горючести). 

Таблица 3.2. Технические характеристики трехжильных кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена на номинальное напряжение 10 кВ. 

 
 

* Вес кабеля  дан для кабелей марок ПвП и АпвП с многопроволочными жилами и основным сечением экрана. Кроме того, выпускается кабель бронированный стальными лентами, а также алюминиевыми круглыми или плоскими проволками. 

4. Выбор силовых кабелей.

 

Выбор сечения  кабельных линий, как правило, производится исходя из экономических условий, которым отвечают метод экономической плотности тока.

Выбор сечений  по экономической плотности тока ведется для нормального рабочего режима максимальных нагрузок рассматриваемой  электрической сети, для которого и определяется расчетный ток I_нб. Далее, исходя из предлагаемой марки кабеля и времени использования максимальных нагрузок, выбираем значение экономической плотности тока J_Э (табл. 4.8).

Сечение проводника, определяется по формуле:

Полученное сечение округляют до ближайшего стандартного. Надежность работы электрических сетей в большой степени зависит от температуры нагрева кабелей. Поэтому кабели должны выбираться или, если они выбраны по другим условиям, проверяться по условиям допустимого нагрева: I_нб.<I_доп., где I_доп – допустимый ток проводника, учитывающий реальные условия его прокладки, охлаждения и аварийной перегрузки;

I_нб – наибольший ток из нормального, послеаварийного и ремонтного режимов.

Допустимый ток  определяется по формуле: , где k_n – поправочный коэффициент, учитывающий число рядом проложенных работающих кабелей;

k_t – поправочный коэффициент на температуру окружающей среды исходя из условий прокладки;

k_ab – коэффициент перегрузки в послеаварийном режиме. Минимально допустимое сечение проводника по условию термической стойкости определяется:

где В_к.з. – тепловой импульс;

с – коэффициент, значение которого для кабелей зависит  от напряжения и материала проводника.

Для кабелей  на номинальное напряжение 10 кВ коэффициент  имеет следующие значения:

Алюминиевые жилы – 98,5

Медные жилы – 141

Тепловой импульс  от полного тока к.з. определяется по выражению:

где I_п.с. – действующее значение периодической составляющей тока к.з. энергосистемы;