Przewody grzewcze w izolacji papierowej z prądem ciągłym

Graniczną temperaturę rdzenia kabli z izolacją papierową o powłoce ołowianej lub aluminiowej określają następujące okoliczności:

1. Trwały papier kablowy. Przy dłuższym wzroście temperatury powyżej dopuszczalnej wartości papier zapada się, traci swoją wytrzymałość mechaniczną, co prowadzi do uszkodzenia kabla.

2. Niedopuszczalność powstawania wtrąceń próżniowych i gazowych wewnątrz kabla. Nagrzewanie się rdzeni kabla wiąże się ze zwiększeniem objętości kabla oraz wzrostem ciśnienia wewnętrznego na jego ołowianej lub aluminiowej powłoce.

Wzrost ciśnienia w kablu wynika głównie z wysokiego współczynnika rozszerzalności cieplnej masy impregnującej (współczynnik rozszerzalności cieplnej masy impregnującej jest 10-20 razy większy od współczynnika rozszerzalności cieplnej miedzi, aluminium i papieru) i prowadzi do trwałe odkształcenia osłony ołowianej. Wraz ze spadkiem obciążenia prądowego zmniejsza się objętość elementów kabla.

W pierwszej kolejności schładzane są zewnętrzne warstwy izolacji, co prowadzi do wyczerpywania się masy impregnacyjnej warstw izolacyjnych sąsiadujących z żyłami kabla. Tworzą się wtrącenia próżniowe i gazowe. Bombardowanie jonowe papieru i działanie aktywnego ozonu w tych wtrąceniach prowadzi do zniszczenia izolacji kabla.

Graniczna temperatura żył kabli z izolacją papierową i powłokami z laminowanego PVC jest określona przez niedopuszczalność zmiękczania tych powłok. Dopuszczalne temperatury rdzenia kabli z izolacją papierową wg «Zasady budowy instalacji elektrycznych» podane są w tabeli. 1.

Tabela 1 Dopuszczalne temperatury żył kabli, ° C

Napięcie sieciowe, kV Do 1 6 10 20 35 Dopuszczalne temperatury kabli z powłoką ołowianą i aluminiową 80 65 60 50 50 To samo dotyczy kabli z powłoką z laminowanego PVC 65 — — — —

Kable elektroenergetyczne układane są w ziemi, w powietrzu (w kanałach, na ścianach budynków), w rurach itp. Ciepło (oddzielone w kablach ułożonych w gruncie, pokonując opór cieplny jego osłon, odprowadzane jest z powierzchni kabla ze względu na przewodność cieplną gruntu. Proces chłodzenia kabla w powietrzu jest podobny do procesu chłodzenia izolowanych przewodów.

Przy określaniu ilości ciepła uwalnianego w kablu uwzględnia się straty energii w dielektryku izolującym oraz od prądów indukowanych w powłokach ochronnych i uszczelnionych. Ubytki w pancerzu i osłonach ołowianych lub aluminiowych osiągają praktycznie zauważalne wartości w kablach jednożyłowych.

Dla kabli ułożonych w ziemi przyjmuje się temperaturę obliczeniową równą najwyższej średniej miesięcznej temperaturze gleby. Na głębokości 0,7 — 1,0 m, odpowiadającej głębokości ułożenia kabla, temperatura zmienia się w ciągu 1 miesiąca. bardzo mały.

Dopuszczalne obciążenia kabli są zgodne z tabelami „Zasad instalacji elektrycznej”, które są opracowywane na podstawie temperatury gleby + 15 ° C.

Jeżeli w wykopie zostanie ułożony więcej niż jeden kabel w odległości 100 - 300 mm, warunki chłodzenia pogarszają się, a dopuszczalne obciążenia kabli są zmniejszone. Przy określaniu długoterminowych dopuszczalnych obciążeń, nadmiarowe kable nie są uwzględniane w liczbie sąsiednich kabli. Przez kable rezerwowe rozumie się normalnie pracujące kable nieobciążone, po ich odłączeniu możliwe jest przeniesienie pełnej mocy projektowej przez pozostałe kable.

Przy temperaturach gruntu innych niż +15°C zmieniają się warunki chłodzenia kabli. Korekty temperatury gruntu są dokonywane przez pomnożenie bieżących obciążeń podanych w dodatku 10 przez współczynniki korygujące.

Kable układane na ścianach budynków, w kanałach (w powietrzu) ​​itp. mają gorsze warunki chłodzenia niż układane w gruncie. Długotrwałe dopuszczalne prądy przez kable ułożone w powietrzu o temperaturze + 25°C oraz współczynniki korekcyjne dla temperatury powietrza podane są w PUE.

Jeżeli w kanale lub tunelu ułożonych jest kilka kabli, a wentylacja zapewnia w nich stałą temperaturę, to obciążenie prądowe w zależności od ilości ułożonych kabli nie ulega zmniejszeniu. Wprowadzany jest tylko współczynnik korekcji temperatury powietrza.Podczas układania kabli w powietrzu przyjmuje się, że projektowa temperatura otoczenia jest równa temperaturze najcieplejszego dnia.

W przypadku połączenia kilku okoliczności, na przykład gdy kilka kabli jest ułożonych równolegle, a temperatura gruntu różni się od + 15 ° C, dopuszczalne obciążenie prądowe kabla ustala się, mnożąc obciążenia podane w głównych tabelach PUE przez iloczyn odpowiednich współczynników korygujących.

Przyjmuje się, że dopuszczalne obciążenia kabli ułożonych w ziemi w rurach są równe obciążeniom kabli ułożonych w powietrzu.

W miastach i na terenach przemysłowych kable są czasami układane w bloki. Ten rodzaj instalacji jest niekorzystny pod względem dopuszczalnych obciążeń kabli. Dodatkowy opór termiczny urządzenia oraz powietrza znajdującego się pomiędzy urządzeniem a przewodem znacznie zmniejszają dopuszczalne obciążenia przewodów. Np. dopuszczalne obciążenie kabli 10 kV z żyłami miedzianymi 95 mm2 zamocowanymi w betonowym bloku z sześcioma otworami wynosi około 65% nośności takiej samej liczby kabli ułożonych w ziemi.

Redukcja dopuszczalnego obciążenia prądowego kabli ułożonych w blokach betonowych zależy od ilości kabli, ułożenia kabla w bloku oraz przekroju kabla. Największą redukcję obserwuje się dla kabli położonych bliżej środka bloku oraz w blokach dla dużej liczby kabli. Blok z 24 otworami kablowymi umieszczonymi w środku, nośność jest zmniejszona o 60%.

W przypadku awaryjnej pracy sieci na okres likwidacji awarii, nie dłuższy jednak niż 5 dni, dopuszczalne jest przeciążenie kabli dla wszystkich sposobów układania do 130%.To przeciążenie jest dopuszczalne tylko dla kabli, które są obciążone w normalnych trybach pracy sieci z nie więcej niż 80% ciągłego dopuszczalnego obciążenia na nich.