EHV / HV Подземное заземление кабеля (часть 1/2)

Автор: Селезнев Владимир [email protected].

Публикация: 2025-03-03 20:32.

Последние изменения: 2025-03-03 20:32

21/35 (40, 5) KV 3-жильный силовой кабель с литой изоляцией из сшитого полиэтилена / ПВХ / стальной ленты

В городских районах высоковольтные подземные кабели обычно используются для передачи и распределения электроэнергии. Такие высоковольтные кабели имеют металлические оболочки или экраны, окружающие проводники, и / или броню и металлические провода, окружающие кабели.

При земных замыканиях, применяемых к заземленным системам, ожидается, что эти металлические пути будут обладать значительной частью общего тока замыкания, который в противном случае протекал бы через общую массу земли, возвращаясь к системным нейтралам. Эти альтернативные пути возврата должны учитываться при определении степени увеличения потенциала сетки на электрической установке из-за замыканий на землю.

Для обеспечения безопасности и надежной работы экраны и металлические оболочки силовых кабелей должны быть заземлены.

Без заземления экраны будут работать с потенциалом значительно выше земли. Таким образом, они будут опасны для прикосновения и могут вызвать быстрое разложение куртки или другого материала, находящегося между экраном и землей. Это вызвано емкостным зарядным током изоляции кабеля, который составляет 1 мА / фут длины проводника.

Этот ток обычно протекает на частоте питания между проводником и заземляющим электродом кабеля, обычно экраном. Кроме того, экранирующая или металлическая оболочка обеспечивает обратный путь отказа в случае отказа изоляции, что позволяет быстро работать с защитными устройствами.

Чтобы уменьшить ток циркуляции и электрический потенциал между оболочками одножильных трехфазных кабелей, оболочка заземляется и соединяется на одном или обоих концах кабелей. Если кабель длинный, необходимо провести двойное соединение, которое приводит к циркулирующим токам и увеличению общей потери мощности. Повышение сопротивления оболочки, уменьшая ее поперечное сечение и увеличивая его удельное сопротивление, может уменьшить это почти до уровня потерь в сердечнике.

Однако в случае замыкания на землю значительная часть тока повреждения протекает через увеличенное сопротивление оболочки, создавая намного большую мощность в оболочках, чем в неисправном сердечнике. Простое решение, проводник, погруженный в грунт выше или под кабелем, может отвлекать эту мощность от оболочек.

Кабельный экран

1. Назначение кабельного экрана

Кабельная конструкция

Кабельный экран управляет напряжением электрического поля в изоляции кабеля. Он также обеспечивает обратный путь для нейтрали кабеля и тока повреждения.

Если экран заземлен на двух концах, он обеспечивает защиту от электромагнитного излучения. Ограждение опасного высокого напряжения с потенциалом земли для обеспечения безопасности.

2. Назначение экранов склеивания кабелей с обоих концов

Потери электрической мощности в кабельной цепи зависят от токов, протекающих в металлических оболочках кабелей, поэтому, уменьшая ток в металлической оболочке с помощью различных способов соединения, мы можем увеличить грузоподъемность (емкость) кабеля.

Он обеспечивает обратный путь тока с низким импедансом и обеспечивает нейтральную точку для схемы. Он также обеспечивает экранирование электромагнитного поля.

3. Индуцированное напряжение и циркулирующий ток в кабеле

Электромагнитная связь между сердечником и экраном Электромагнитный экран. Если экран кабеля соединен с одной точкой, электрическая непрерывность и mmf не генерируют напряжение. Если экран кабеля скреплен с обоих концов, то mmf вызовет протекание циркуляционного тока, если имеется электрическая непрерывность.

Циркуляционный ток создает противоположное магнитное поле. Подходящий метод склеивания должен использоваться для соответствия пределу постоянного напряжения и поддержания циркулирующего тока до приемлемого уровня.

верхний

Метод укладки кабеля

Три одножильных кабеля в трехфазной цепи могут быть размещены в разных формациях. Типичные образования включают трилистники (треугольные) и плоские образования.

1. Формирование трилистника

Кабельная черепичная формация

Чтобы свести к минимуму электромеханические усилия между кабелями в условиях короткого замыкания и избежать нагрева вихревых токов в соседних стальных конструкциях из-за магнитных полей, создаваемых токами нагрузки, три одножильных кабеля, состоящие из трех фаз трехфазной цепи всегда запускаются зажатыми в образовании «Трилистника».

преимущества

Этот тип образования сводит к минимуму циркуляционные токи оболочки, вызванные магнитным потоком, соединяющим кабельные проводники и экраны металлических оболочек или медных проводов. Эта конфигурация обычно используется для кабелей с более низкими напряжениями (от 33 до 132 кВ) и меньших размеров проводников.

Недостатки

Формирование трилистника не подходит для рассеивания тепла, потому что есть ощутимый взаимный эффект нагрева трех кабелей. Кумулятивное тепло в кабелях и кабельной траншеи приводит к снижению номинальной мощности кабеля и ускорению старения кабеля.

2. Плоская формация

Плоское формирование кабеля

Это наиболее распространенный метод прокладки кабеля LT.
Эта формация подходит для рассеивания тепла и увеличения номинальной мощности кабеля.
Выбор формы полностью углублен по нескольким факторам, таким как метод склеивания, площадь проводника и доступное пространство для установки.