Alma38.ru

Электро Свет
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Выбор проводов по экономической плотности тока

Выбор проводов по экономической плотности тока

Установлены экономические плотности тока, по которым должны выбираться сечения проводов воздушных линий и жил кабелей.

Экономическая плотность тока определяется из табл, 8-1.

Сечение проводника по условию экономической плотности тока определяется по формуле

где I — расчетный ток линии, а;

jэ — экономическая плотность тока, а/мм кв., принимаемая по табл. 8-1.

Расчетный ток линии принимается из условий нормальной работы и при определении его не учитывается увеличение тока в линии при авариях или ремонтах в каких-либо элементах сети.

Полученное по (8-1) сечение проводника округляется до ближайшего стандартного сечения.

При пользовании табл. 8-1 необходимо руководствоваться следующим:

1.При максимуме токовой нагрузки в ночное время экономическая плотность тока повышается на 40%.

2.Для изолированных проводов сечением 16 мм кв. и менее экономические плотности тока увеличиваются на 40%.

3.Для линий с одинаковым сечением проводников по всей длине и различными нагрузками ня отдельных участках их (рис. 8-1)

Рис. 8-1. Схема линии с различными токовыми нагрузками участков

Экономическая плотность тока для начального участка увеличивается по сравнению с величинами, указанными в табл. 8-1, в Ку раз; при этом коэффициент увеличения определяется по формуле

где I1, I2. Im — токовые нагрузки отдельных участков линии;

l1, l2. lm — длины тех же участков линии;

L — полная длина линии.

4.При выборе сечений проводников для питания ряда однотипных взаимно резервируемых электроприемников (например, насосов водоснабжения, преобразовательных агрегатов и т. п.) общим числом n, если известно, что все они одновременно не включаются и n1 из них поочередно находятся в работе, экономическая плотность должна быть увеличена против норм табл. 8-1 умножением на коэффициент

Таблица 8-1 Предельная экономическая плотность тока, а/мм кв

Продолжительность использования максимума нагрузки, ч

Голые провода и шины:

Кабели с бумажной и провода с резиновой изоляцией с жилами;

Кабели с резиновой и пластмассовой изоляцией с жилами:

Целесообразность увеличения числа линий или цепей сверх необходимого по условиям надежности электроснабжения, а также замены существующих проводов проводами больших сечений при росте нагрузки в целях удовлетворения условий экономической плотности тока должна обосновываться только на основании технико-экономических расчетов.

Проверке по экономической плотности тока не подлежат:

1)Сети промышленных предприятий и сооружений напряжением до 1000 в при числе часов использования максимума нагрузки предприятия до 4000-5000;

2)все ответвления к отдельным электроприемникам напряжением до 1000 в, а также осветительные сети на промышленных предприятиях, в жилых и общественных зданиях, проверенные по потере напряжения;

3)сети временных сооружений, а также устройств с малым сроком службы (3-5 лет);

5)проводники, идущие к сопротивлениям, пусковым реостатам и т. п.

Для определения среднего числа часов использования максимума нагрузки при отсутствии уточненных данных можно пользоваться приведенными в табл. 8-2 ориентировочными данными как по категориям потребителей, так и по различным основным отраслям промышленности.

В табл. 8-3 приведены значения тока в линии, обеспечивающего наибольшую экономичность эксплуатации в зависимости от материала и сечения проводов и жил кабелей и годового числа часов использования максимальной нагрузки.

Требуется выбрать по экономической плотности тока сечение кабеля 6 кв с бумажной изоляцией и алюминиевыми жилами для питания деревообделочного завода с максимальной токовой нагрузкой 54 а.

По табл. 8-2 находим среднее число часов использования максимума нагрузки для деревообрабатывающей промышленности: Т=2500 ч.

В графе табл. 8-3, соответствующей числу часов использования менее 3000 для кабелей с бумажной изоляцией и алюминиевыми жилами, определяем, что экономическая плотность тока будет обеспечена при кабеле сечением 3 X 35 мм кв.

На рис. 8-2 представлена схема воздушной линии городской электросети 380/220 в, выполненной алюминиевыми проводами с одинаковым сечением по всей длине линии.

Требуется выбрать сечение проводов, соответствующее экономической плотности тока, при числе часов использования максимума менее 3000.

Таблица 8-2 Среднее число часов использования максимальной нагрузки для различных категорий потребителей и отраслей промышленности

Экономическая плотность тока кабель сшитый полиэтилен

электроизмерения
проектирование
электромонтаж
Электролаборатория

Эти люди доверяют нам

  • Facebook
  • ВКонтакте

Электролаборатория » Вопросы и ответы » ПУЭ 7 издание » 1.3.25 — 1.3.32. Выбор сечения проводников по экономической плотности тока

ВЫБОР СЕЧЕНИЯ ПРОВОДНИКОВ ПО ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ПЛОТНОСТИ ТОКА

1.3.25. Сечения проводников должны быть проверены по экономической плотности тока. Экономически целесообразное сечение , мм 2 , определяется из соотношения

где — расчетный ток в час максимума энергосистемы, А; — нормированное значение экономической плотности тока, А/мм, для заданных условий работы, выбираемое по табл. 1.3.36.
Сечение, полученное в результате указанного расчета, округляется до ближайшего стандартного сечения. Расчетный ток принимается для нормального режима работы, т. е. увеличение тока в послеаварийных и ремонтных режимах сети не учитывается.

1.3.26. Выбор сечений проводов линий электропередачи постоянного и переменного тока напряжением 330 кВ и выше, а также линий межсистемных связей и мощных жестких и гибких токопроводов, работающих с большим числом часов использования максимума, производится на основе технико-экономических расчетов.

Читайте так же:
Фотоэффектом называют возникновение тока под действием света

1.3.27. Увеличение количества линий или цепей сверх необходимого по условиям надежности электроснабжения в целях удовлетворения экономической плотности тока производится на основе технико-экономического расчета. При этом во избежание увеличения количество линий или цепей допускается двукратное превышение нормированных значений, приведенных в табл. 1.3.36.

Таблица 1.3.36. Экономическая плотность тока

Экономическая плотность тока, А/мм 2 , при числе часов использования максимума нагрузки в год

Неизолированные провода и шины:

Кабели с бумажной и провода с резиновой и поливинилхлоридной изоляцией с жилами:

Кабели с резиновой и пластмассовой изоляцией с жилами:

В технико-экономических расчетах следует учитывать все вложения в дополнительную линию, включая оборудование и камеры распределительных устройств на обоих концах линий. Следует также проверять целесообразность повышения напряжения линии.

Данными указаниями следует руководствоваться также при замене существующих проводов проводами большего сечения или при прокладке дополнительных линий для обеспечения экономической плотности тока при росте нагрузки. В этих случаях должна учитываться также полная стоимость всех работ по демонтажу и монтажу оборудования линии, включая стоимость аппаратов и материалов.

1.3.28. Проверке по экономической плотности тока не подлежат:
сети промышленных предприятий и сооружений напряжением до 1 кВ при числе часов использования максимума нагрузки предприятий до 4000-5000;
ответвления к отдельным электроприемникам напряжением до 1 кВ, а также осветительные сети промышленных предприятий, жилых и общественных зданий;
сборные шины электроустановок и ошиновка в пределах открытых и закрытых распределительных устройств всех напряжений;
проводники, идущие к резисторам, пусковым реостатам и т. п.;
сети временных сооружений, а также устройства со сроком службы 3-5 лет.

1.3.29. При пользовании табл. 1.3.36 необходимо руководствоваться следующим (см. также 1.3.27):
1. При максимуме нагрузки в ночное время экономическая плотность тока увеличивается на 40%.
2. Для изолированных проводников сечением 16 мм и менее экономическая плотность тока увеличивается на 40%.
3. Для линий одинакового сечения с ответвляющимися нагрузками экономическая плотность тока в начале линии может быть увеличена в раз, причем определяется из выражения

где — нагрузки отдельных участков линии; — длины отдельных участков линии; — полная длина линии.

4. При выборе сечений проводников для питания однотипных, взаиморезервируемых электроприемников (например, насосов водоснабжения, преобразовательных агрегатов и т. д.), из которых одновременно находятся в работе, экономическая плотность тока может быть увеличена против значений, приведенных в табл. 1.3.36, в раз, где равно:

1.3.30. Сечение проводов ВЛ 35 кВ в сельской местности, питающих понижающие подстанции 35/6 — 10 кВ с трансформаторами с регулированием напряжения под нагрузкой, должно выбираться по экономической плотности тока. Расчетную нагрузку при выборе сечений проводов рекомендуется принимать на перспективу в 5 лет, считая от года ввода ВЛ в эксплуатацию. Для ВЛ 35 кВ, предназначенных для резервирования в сетях 35 кВ в сельской местности, должны применяться минимальные по длительно допустимому току сечения проводов, исходя из обеспечения питания потребителей электроэнергии в послеаварийных и ремонтных режимах.

1.3.31. Выбор экономических сечений проводов воздушных и жил кабельных линий, имеющих промежуточные отборы мощности, следует производить для каждого из участков, исходя из соответствующих расчетных токов участков. При этом для соседних участков допускается принимать одинаковое сечение провода, соответствующее экономическому для наиболее протяженного участка, если разница между значениями экономического сечения для этих участков находится в пределах одной ступени по шкале стандартных сечений. Сечения проводов на ответвлениях длиной до 1 км принимаются такими же, как на ВЛ, от которой производится ответвление. При большей длине ответвления экономическое сечение определяется по расчетной нагрузке этого ответвления.

1.3.32. Для линий электропередачи напряжением 6-20 кВ приведенные в табл. 1.3.36 значения плотности тока допускается применять лишь тогда, когда они не вызывают отклонения напряжения у приемников электроэнергии сверх допустимых пределов с учетом применяемых средств регулирования напряжения и компенсации реактивной мощности.

Сшитый полиэтилен

Сшитый полиэтилен (PE-X или XLPE, ПЭ-С) — полимер этилена с поперечно сшитыми молекулами (PE — PolyEthylene, X — Cross-linked).

Во вспененном виде поперечно-связанная молекулярная структура сшитого полиэтилена обладает высокой прочностью и плотностью, низкой теплопроводностью, низким влагопоглощением, длительным сроком эксплуатации, высокой стойкостью к химическим воздействиям и хорошими показателями поглощения ударного шума. Сшитый пенополиэтилен отличается сложной технологией производства, экологической безопасностью и приятным внешним видом. Молекулы сшиваются за счёт химических веществ введённых в полимер или за счёт облучения пучком электронов, поэтому различают химически и физически (радиационно) сшитый полиэтилен.

При сшивке в молекулярных цепочках, содержащих атомы углерода и водорода, под воздействием определённых факторов (повышенная температура, кислород, облучение электронами высокой энергии), отрываются отдельные атомы водорода. Образовавшаяся свободная связь используется для соединения отдельных цепочек между собой.

Содержание

Технология производства [ править | править код ]

  1. Смешение и гомогенизация компонентов, основными из которых являются полиэтилен низкой плотности (LDPE). В состав также входят вспениватель, катализаторы вспенивания, стабилизаторы и другие добавки.
Читайте так же:
Розетка блочная прямая кабельная sma 10111004

Химически сшитый пенополиэтилен эластичен, имеет мелко пористую структуру (размер пор <1 мм). Пора закрытая (в отличие от поролона) поверхность со значительной шероховатостью.

  1. Смешение и гомогенизация компонентов, основными из которых являются полиэтилен низкой плотности (LDPE). В состав также входят вспениватель, катализаторы вспенивания, стабилизаторы и другие добавки;
  2. Облучение экструдированного листа быстрыми электронами, которые генерируются ускорителем, содержащим эмиттер электронов и систему их разгона до требуемых уровней энергии;
  3. Вспенивание облучённого экструдированного листа в специальной печи вспенивания, содержащей ряд функциональных зон и несколько типов источников нагрева — получение собственно физически сшитого пенополиэтилена.

Физически сшитый пенополиэтилен эластичен, имеет микропористую структуру. Пора закрытая. Поверхность гладкая.

  1. Пероксидная (нагрев в присутствии пероксидов), при которой получают материал с обозначением PEX-A. Трубы PEX-A обладают лучшими характеристиками устойчивости к нагрузкам среди всех разновидностей. Сшивание пероксидом позволяет скрепить до 90 % макромолекул. При разматывании бухты они быстро выпрямляются и хорошо держат форму. На изгибах (в пределах допустимых норм и соблюдении технологии) не заламываются;
  2. Силановая (обработка влагой, в которую предварительно был имплантирован силан + катализатор), при которой получают материал с обозначением PEX-B. Сшивка силаном даёт около 80% скрепления молекул исходного полимера. Производственный процесс проходит в два этапа. На первом полимер насыщается силаном, на втором – насыщается дополнительной водой (гидратируется). Трубы не уступают по прочности пероксидным, но менее эластичны и хуже восстанавливают первоначальную форму;
  3. Электронная (облучение пучком электронов), при которой получают материал PEX-C. Здесь применяется облучение пучком электронов высокой энергии промышленного ускорителя для сшивки полимеров, выход поперечных связей в готовом материале составляет около 60% от общего числа возможных. Выходные характеристики материала зависят от пространственной ориентации при производстве. Трубы получаются не слишком гибкими, склонными к заломам. Заломы устранить можно только с помощью соединительной муфты;
  4. Азотная, при которой получают материал с обозначением PEX-D. Полезный выход здесь около 70%, что больше, чем у PEX-C. Однако эта технология самая сложная в практической реализации и производители от её использования постепенно отказываются.

Преимущества сшивки [ править | править код ]

За счёт сшивки молекул вспененного полиэтилена улучшаются следующие параметры:

Кабель из СПЭ. Условия применения кабеля с изоляцией из сшитого полиэтилена, характеристики, конструкция кабеля из спэ.

1.1 Кабели силовые с изоляцией из сшитого полиэтилена предназначены для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках на номинальное переменное напряжение 10-35 кВ номинальной частотой 50 Гц в сетях с заземленной или изолированной нейтралью.

Кабели по конструктивному исполнению, техническим характеристикам и эксплуатационным свойствам должны соответствовать требованиям стандарта «Силовые кабельные линии напряжением 0,4-35 кВ. Условия создания. Нормы и требования» и техническим условиям предприятия — изготовителя кабельной продукции.

Кабели с изоляцией из СПЭ предприятия России выпускают в соответствии с требованиями ТУ 16.К71-335-2004, ТУ 16.К71-359-2005 и ТУ 3530-001-42747015-2005, гармонизированными с рекомендациями МЭК 60502-2.

1.2 В кабельных распределительных электрических сетях применяются кабели с изоляцией из СПЭ в одножильном или трёхжильном исполнении (3 одножильных кабеля с изоляцией из СПЭ, скрученные между собой без наложения общей оболочки и трехжильные кабели с общим металлическим экраном и наружной оболочкой, в том числе, бронированные).

Преимущественное исполнение одножильное, что обусловлено технико- экономическими преимуществами одножильных кабелей в сравнении с трехжильными.

1.3 Конструкции кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена последнего поколения отличаются наличием герметизирующих элементов, препятствующих распространению влаги по токопроводящей жиле или в области металлического экрана. Такие кабели содержат водоблокирующие элементы, наложенные в виде обмотки водонабухающей ленты или водонабухающего порошка, введенного в промежутки между проволоками токопроводящей жилы или металлического экрана.

Пример конструктивного исполнения одножильного кабеля на напряжение 10-35 кВ приведен на рисунке 1.

1.4 Современная конструкция кабеля включает экран из медных проволок общим сечением экрана 16, 25, 35 (стандартные сечения по ТУ) и 50, 70, 95 мм2.

1.5 Срок службы кабелей не менее 30 лет при соблюдении условий хранения, прокладки и эксплуатации.

Конструкция одножильного кабеля из СПЭ на напряжение 10-35 кВ

Рисунок 1 — Конструкция одножильного кабеля из СПЭ на напряжение 10-35 кВ :

1 — круглая многопроволочная уплотненная алюминиевая или медная токопроводящая жила (ТПЖ);

2 — экран по ТПЖ (экструдированный полупроводящий слой из сшитого полиэтилена);

3 — изоляция кабеля (сшитый полиэтилен Пв);

4 — экран по изоляции (экструдированный полупроводящий слой из СПЭ);

5 — слой электропроводящей бумаги или электропроводящей водоблокирующей ленты (г);

6 — экран из медных проволок сечением 16, 25, 35 мм2 , поверх которых наложена медная лента;

7 — разделительный слой из кабельной бумаги или прорезиненной ткани;

8 — полимерная лента;

9 — оболочка — полиэтилен повышенной твердости (П), полиэтилен с увеличенной толщиной оболочки (Пу), поливинилхлоридный пластикат (В), пластикат повышенной пожарной безопасности (Внг-LS), полимерная композиция пониженной горючести, не содержащая галогенов (Пнг — HF).

1.6 Диапазон номинальных сечений токопроводящих жил кабелей 50-800 мм2.

1.7 Номинальная толщина изоляции кабеля зависит от напряжения, на которое рассчитан кабель с изоляцией из СПЭ. Толщина изоляции указывается в ТУ.

Читайте так же:
Mtv 4128lta2 уменьшить ток подсветки

2. Общие условия применения кабеля из СПЭ

2.1 Кабели с изоляцией из СПЭ по конструктивному исполнению, техническим характеристикам и эксплуатационным параметрам должны соответствовать требованиям нормативно-технической документации на промышленный выпуск кабелей и техническим условиям предприятий изготовителей кабельной продукции.

2.2 Кабели с изоляцией из СПЭ целесообразно применять в кабельных линиях распределительных электрических сетей при необходимости:

— передать большую электрическую мощность;

— обеспечить высокий уровень надежности передачи электрической энергии по кабельным линиям;

— выполнить проект кабельной линии, трасса которой проходит по территории с большой разностью высот (уровней прокладки);

— выполнить проект линий электропередачи с повышенным уровнем экологической и пожарной безопасности.

2.3 Одножильные кабели марок ПвП, АПвП, ПвПу и АПвПу рекомендуется применять при прокладке кабельной линии в земле независимо от степени коррозионной активности грунтов. Допускается подвеска указанных кабелей на воздухе, прокладка в кабельных сооружениях, при условии обеспечения дополнительных мер противопожарной защиты, если такие меры предусматриваются классом пожарной опасности проектом КЛ (например, нанесения огнезащитных покрытий).

Кабели указанных марок с индексами «г» и «2г» предназначены для прокладки в земле, в воде (в несудоходных водоемах) при соблюдении мер, исключающих механические повреждения кабеля.

2.4 Кабели с изоляцией из СПЭ марок ПвПу и АПвПу предназначены для прокладки на сложных участках кабельных трасс, которые содержат:

— более 4 поворотов под углом свыше 30

— прямолинейные участки с 4 переходами или более в трубах длиной свыше 20 м;

— более чем 2 трубных прохода длиной 40 м и более.

2.5 Кабели с изоляцией из СПЭ марок ПвВ, АПвВ, ПвВнг, АПвВнг, ПвВнг — LS, АПвВнг — LS, ПвПнг — HF, АПвПнг — HF предназначены для прокладки кабельных линий в сухих грунтах.

2.6 Кабели с изоляцией из СПЭ марок ПвВнг-LS, АПвВнг-LS, ПвПнг — HF, АПвПнг — HF предназначены для применения в кабельных линиях электропередачи для групповой прокладки на воздухе, в кабельных сооружениях и помещениях, в которых установлены повышенные требования к плотности дыма при пожаре.

2.7 Кабели с изоляцией из СПЭ марок ПвПнг-HF, АПвПнг-HF предназначены для применения в кабельных сооружениях, где имеют место повышенные требования по ограничению воздействия активных к коррозии газов.

2.8 Использование кабеля в сетях с изолированной нейтралью, в которых допускается длительное воздействие на изоляцию кабеля высокочастотных перенапряжений при горении прерывистой дуги, рекомендуется при отключении линии при ОЗЗ.

Не отключённые при ОЗЗ линии повышают вероятность многоместного пробоя изоляции с необходимостью замены больших участков кабеля на одном или нескольких присоединениях.

2.9 Кабели с изоляцией из сшитого полиэтилена рекомендуется применять в кабельных сетях с заземлённой нейтралью при наличии релейной защиты, действующей на отключение при коротком замыкании на землю.

2.10 Номинальное значение резистора при использовании кабеля с изоляцией из сшитого полиэтилена выбирается из условия, что ток, создаваемый им в точке короткого замыкания на землю, должен быть равным фазному току самого мощного присоединения к кабельной линии.

2.11 Использование кабеля с изоляцией из СПЭ в кабельных линиях электропередачи возможно, если при однофазных замыканиях на землю обеспечивается:

— снижение высокочастотных перенапряжений;

— максимальное ограничение времени воздействия перенапряжения промышленной частоты на изоляцию из сшитого полиэтилена в переходном и установившемся режимах сети.

2.12 Выбор конструкции кабеля, соответствующей режимам, сети производится на этапе проектирования и определяется требованиями и методиками стандартов МЭК.

3. Основные физико-механические свойства кабеля из СПЭ

3.1 Длительно допустимая температура ТПЖ кабеля 90 °С.

3.2 Допустимый радиус изгиба при монтаже и прокладке, не менее 15 Dн.

3.3 Физико-механические свойства кабелей с изоляцией из СПЭ приведены в таблице 1.

Таблица 1 — Основные технические и эксплуатационные характеристики кабелей с изоляцией из СПЭ

Применение СПЭ-кабелей (с изоляцией из сшитого полиэтилена)

СПЭ-кабель

Практически любое эксплуатирующее электрические сети предприятие на напряжение 6, 10 кВ и выше, имеет дело с силовыми кабельными линиями. В целом КЛ имеют немало достоинств перед ВЛ: они имеют меньшие габариты, безопаснее, более надежны и удобны в эксплуатации. И это одни из основным причин, почему большая часть электрических сетей городов и крупных промышленных предприятий состоит из кабельных линий электропередач.
Большая часть кабелей проложенных в России и странах СНГ – имеют пропитанную бумажную изоляцию, и их конструкция, практически, остается неизменной в течение уже нескольких десятилетий. Эти кабели имеют множество недостатков: ограничения по разности уровней прокладки, частую повреждаемость, невысокая технологичность монтажа муфт, ограничения по передаваемой мощности.

Во времена отсутствия реальной альтернативы кабелям с бумажной изоляцией оставалось мириться с их слабыми местами и принимать дополнительные меры для обеспечения надежности электроснабжения потребителей и нагрузочных требований. Создавались резервирующие линии, прокладывали параллельные кабели, и, естественно, это приводило к существенному усложнению схемы электрической сети и росту капитальных вложений в сеть. С другой стороны, частая повреждаемость КЛ требовала наличия в штате квалифицированных специалистов по испытанию и отысканию мест повреждений в кабельных линиях, по ремонту кабельных линий, проведению земляных работ.

Читайте так же:
Тест по кабель провод

СПЭ-кабель

Эту ситуацию могло изменить только существенное изменение устройства кабелей, что и случилось с началом промышленного изготовления кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена (СПЭ). Кабели с СПЭ изоляцией не имеют многих недостатков характерных для кабелей с бумажной изоляцией, поэтому их применение позволяет решить многие назревшие проблемы по надежности электроснабжения, упрощения и оптимизации схемы сети, снижению расходов на реконструкцию и эксплуатацию кабельных линий.

Своими уникальными характеристиками СПЭ-кабели обязаны применяемому в них изоляционному материалу. На современных предприятиях производящих кабели процесс сшивки или вулканизации производится в среде нейтрального газа при высоком давлении и температуре. Такой способ вулканизации делает возможным получать достаточную степень сшивки по всей толщине изоляции и обеспечить отсутствие воздушных включений. Поперечные связи, образующиеся в процессе сшивки между молекулами полиэтилена, в основном и определяют характеристики нового материала. Кроме высоких диэлектрических свойств, это и больший, чем у других кабельных изоляционных материалов диапазон рабочих температур, и отличные механические свойства. Так, в нормальном режиме для сшитого полиэтилена допускается температура 90°С, в кратковременном режиме (протекание токов КЗ) 250°С, прокладка и монтаж КЛ могут проходить при температуре до –20°С. При этом монтаж кабелей допускается с радиусом изгиба до 7,5 наружных диаметров.

Однако основное преимущество СПЭ-кабелей перед бумажными – это их низкая повреждаемость. К сожалению, из-за недостаточного опыта эксплуатации, отсутствует достоверная информация о количестве повреждений таких кабелей в РФ. Согласно зарубежных данных, процент электрических пробоев СПЭ-кабелей на десятки и даже сотни раз ниже, чем на кабелях с бумажной изоляцией.

Сравнительные характеристики кабелей

Преимущественно кабели выпускаются в одножильном исполнении, а применение различных типов оболочек и возможность герметизации позволяет использовать кабель как для прокладки в земле, так и для кабельных сооружений, в том числе при групповой прокладке.
СПЭ-кабель может заменить кабель с бумажной изоляцией практически во всех случаях, однако на этапе внедрения кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена на том или ином предприятии необходимо выделить те области, где их применение имеет наибольший смысл. Для этого проведем короткое технико-экономическое сравнение «обычных» и СПЭ-кабелей. К сожалению из-за различий в затратах на ремонты и содержание кабельных линий для конкретных предприятий, разницу в общих затратах на эксплуатацию оценить затруднительно, поэтому предлагаем сравнивать только первоначальные вложения в кабель.
Для корректного сравнения возьмем кабели с одинаковой пропускной способностью – бумажный АСБ 3х240 10 кВ и три однофазных кабеля АПвП 1х185/25–10 кВ. Сравнительные характеристики кабелей приведены в табл. 1.

Кабель с бумажной изоляцией АСБ 3×240 — 10 кВ

Одножильный кабель с СПЭ изоляцией, ЗхАПвП 1×185/25-10 кВ

Вид кабельной линии в разрезе

Сечение жил, мм2

Ток нагрузки при прокладке в земле, А

в плоскости / треугольником 375/360

Максимально-допустимый 1-сек ток КЗ, А

Наружный диаметр, мм

Строительная длина, м

до 1400 (бар. N22)

Минимальный радиус изгиба, м

Допустимая разность уровней, м

Из приведенных данных видно, что при одинаковой пропускной способности и лучших остальных параметрах стоимость СПЭ-кабеля примерно на 60–70% выше. Это объясняется более дорогими материалами и технологией изготовления, большим расходом материалов при радиальной конструкции кабеля. Но с другой стороны, такая конструкция обеспечивает равномерное распределение электрического поля и, как следствие, увеличение электрической прочности.

Эта ситуация меняется кардинально при возрастании требований по пропускной способности кабельной линии. Так, параллельные кабели АСБ 1х240 10 кВ целесообразно заменить СПЭ кабелем большего сечения (см. табл. 2).

Кабели с бумажной
изоляцией
2 х АСБ 3×240

Одножильный кабель
с СПЭ изоляцией,
3хАПвП 1×500 35

Вид кабельной линии в разрезе

Сечение жил, мм2

Ток нагрузки при прокладке в земле, А

в плоскости / треугольником
650/610

Максимально-допустимый 1-сек ток КЗ, А

Наружный диаметр, мм

Строительная длина, м

Минимальный радиус изгиба, м

Допустимая разность уровней, м

Для СПЭ кабеля на напряжение 35 кВ картина еще более благоприятная (см. табл. 3).

Кабели с бумажной изоляцией
АОСБ Зх150-35 кВ

Одножильный кабель
С СПЭ изоляцией.
ЗхАПвП 1×150/25 — 35 кВ

Вид кабельной линии в разрезе

Сечение жил, мм2

Ток нагрузки при прокладке в земле, А

в плоскости / треугольником
350/330

Максимально-допустимый 1-сек ток КЗ, А

Строительная длина, м

до 1000 (бар. N22)

Минимальный радиус изгиба, м

Допустимая разность уровней, м

Это объясняется тем, что на этот класс напряжений применение конструкции с секторными жилами невозможно. Поэтому бумажные кабели изготавливаются с отдельно освинцованными жилами, что влечет за собой значительное удорожание по сравнению с кабелями 10 кВ. Стоимости кабелей с бумажной и полиэтиленовой изоляцией одинакового сечения приблизительно равны. Однако, как видно из табл. 3, полиэтиленовый кабель дает 40%-ное преимущество по нагрузочной способности.

Читайте так же:
Несколько светодиодов по проводам

Области применения СПЭ-кабеля

Исходя из приведенного выше сравнения можно определить области, где применение СПЭ-кабеля может быть наиболее целесообразно и даст наибольший эффект.
— исходя из стоимости, это уровни напряжений 15,20,35 кВ, где даже первоначальные капитальные затраты на кабель будут ниже.
— при необходимости передачи большой мощности. Классическим примером может послужить вывод мощности от генератора на шины РУ тепловой электростанции. Несколько таких проектов уже были реализованы на российских предприятиях. При этом в качестве альтернативы рассматривались сооружение медного шинопровода, прокладка 8–12 бумажных кабелей или нескольких кабелей с СПЭ изоляцией сечением 630 или 800 мм2. Как показывает практика, применение полиэтиленовых кабелей позволяет достичь экономии не только за счет кабельных линий, но и за счет уменьшения затрат на строительную часть. При обслуживании затраты на содержание полиэтиленового кабеля минимальны.

— СПЭ кабель поможет выйти из ситуации, когда кабель с бумажной изоляцией даже максимального сечения не проходит по пропускной способности. Так как пропускная способность полиэтиленового кабеля выше и максимальное сечение жилы может достигать 800 мм2. целесообразней использовать один кабель большого сечения. Это касается и случаев прокладки «спаренных» кабелей, когда взамен 2–х кабелей 240 мм2. целесообразней проложить 1 кабель сечением 500 мм2.

Еще одним случаем обязательного применения полиэтиленовых кабелей является наличие большой разности уровней по трассе прокладки. При использовании бумажно-масляных кабелей происходит осушение изоляции кабелей в высоких точках, что может повлечь за собой пробой. При этом даже небольшая разность уровней прокладки может стать причиной многочисленных повреждений на кабельных линиях. В качестве показательного примера можно привести ситуацию на одном из нефтехимических предприятий в Сибири, где находятся в эксплуатации большое количество бумажно-масляных кабелей 35 кВ. При заходе кабельных линий на подстанцию перепад уровней составляет 10–15 м. Несмотря на нестекающую изоляцию кабелей, каждая кабельная линия на подстанции повреждалась по несколько раз, в результате практически на каждой фазе были установлены соединительные муфты.

Для исключения случаев пробоя бумажных кабелей и обеспечения надежности электроснабжения руководством энергетического комплекса предприятия было принято решение о замене концевых участков кабельных линий на кабель с изоляцией из сшитого полиэтилена.

— использование кабелей с СПЭ изоляцией необходимо при особых требованиях к надежности электроснабжения, так как повреждаемость СПЭ-кабелей чрезвычайно мала.

— при наличии требований по нераспространению горения, рекомендуется применять кабели с оболочкой из поливинилхлорида пластиката пониженной горючести, который прошел соответствующие испытания и имеет сертификат на соответствие нормам пожарной безопасности.

Из практики эксплуатации СПЭ-кабеля

Опыт внедрения кабеля с изоляцией из сшитого полиэтилена в других странах показал их большие возможности и преимущества. Однако не обошлось без ошибок при постановке этих кабелей в производство. Так, изначально при изготовлении кабелей многие производители применяли более дешевую технологию «силановой сшивки» полиэтиленовой изоляции. Ее отличительной особенностью является то, что наложение изоляции происходило на обычной экструзионной линии, при этом в полиэтиленовый пластикат добавлялись специальные смеси для обеспечения сшивки при нормальной температуре. Для сравнения сейчас в основной массе сшивка кабелей производится в среде нейтрального газа при температуре 300–400 °С и давлении 8–9 атмосфер. Для обеспечения необходимых эксплуатационных качеств сшивка должна происходить равномерно по толщине изоляции. При применении силановой сшивки это требование обеспечить чрезвычайно трудно при толщине изоляции, которая применяется для кабелей на напряжении 10 киловольт. В результате неравномерной сшивки эксплуатационные качества, срок службы, степень подверженности изоляции воздействию водотриингов, электрическая прочность оказывались значительно хуже расчетных, что приводило к большому числу электрических пробоев. Поэтому на сегодняшний день подавляющее большинство производителей используют технологию сшивки в среде нейтрального газа.

Этот опыт был учтен и при постановке в производство данного кабеля в России, также как и другие требования, предъявляемые к кабелям среднего напряжения российскими заказчиками. В результате конструкция кабеля, производимого в России отличается от европейской. Так как кабель применяется в основном в сетях 10 кВ, толщина изоляции была увеличена с 3,4 до 4,0 мм. При прокладке в земле применяется оболочка из полиэтилена высокой плотности, обеспечивающая необходимую защиту кабеля от механических повреждений, как при прокладке, так и в процессе эксплуатации. Если необходима герметизация экрана, используются два слоя водонабухающих лент под и поверх медного экрана, накладываемых с перекрытием. При прокладке кабеля в кабельных сооружениях применяется оболочка из ПВХ пониженной горючести.

Их всего сказанного выше можно сделать выводы, что кабели с изоляцией из сшитого полиэтилена являются предпочтительными и имеют большие перспективы при строительстве и реконструкции кабельных линий на напряжение 6, 10, 35 кВ. Благодаря уникальным характеристикам, высокой электрической прочности изоляции, невысокой повреждаемости, длительному сроку службы СПЭ-кабелей, их применение становится не только технически обоснованным, но и экономически выгодным.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector