1.2.2. Электрический расчет кабеля.

В соответствии с исходными данными выбираем кабель марки АПВБ [9] следующими характеристиками:

А - токопроводящая жила алюминиевая

П – изоляция из полиэтилена

В – оболочка из поливинилхлорида (ПВХ)

Б – броня из стальных лент

Исходные данные:

,

Сечение токопроводящей жилы определим по [7]:

.

По ГОСТ 22483-77 [6, табл.1-1] выбираем ближайшее стандартное сечение : . Пропитка изоляции – вязкая [9, стр.16, табл.1-1].

Рабочую напряженность поля в твердой изоляции кабеля получим по формуле:

где - электрическая прочность [7,табл.8-2];

принимается с учетом возможного отклонения напряжения экскаваторных сетей на 20%;

принято из условия возможной кратности перенапряжений;

принято по условиям большой неоднородности резиновой изоляции;

принято с учетом снижения пробивного напряжения при одновременном действии на изоляцию электрического поля и механических напряжений.

Кабели на напряжение 10 кВ изготавливаются одножильными или трехжильными (жилы кабелей на напряжение 10, 20 и 35 кВ изготавливаются только круглым сечением). Изоляция бывает поливинилхлоридная (ПВХ) и полиэтиленовая (ПЭ). Кабели на 6 кВ имеют экраны по изоляции на 10, 20 и 35 кВ – по жиле и изоляции, которые желательно выполнять из полупроводящих ПЭ или ПВХ (в зависимости от материала изоляции). По изоляции, кроме слоя полупроводящего пластиката накладывается также металлическая лента. Толщина полупроводящих экранов составляет 1,5÷2 мм.

Для защиты от влаги и механических повреждений кабели имеют оболочку из ПВХ толщиной 2÷2,6 мм (напряжением 1 и 6 кВ имеют общую оболочку, 10, 20 и 35 кВ оболочку поверх каждой экранированной жилы).

Согласно указаниям выбираем круглые жилы по [3,табл.1-6]:

число проволок в жиле – 19;

диаметр проволок – 2,52 мм;

диаметр жилы (расчетный) – 12,6 мм.

Максимальное электрическое сопротивление для алюминиевого многожильного кабеля - 0,3095 Ом/мм.

Наружный диаметр силового кабеля с пластмассовой изоляцией общего применения на напряжение 220 кВ для АПВГ равен 60,05 мм [9,с80].

Жилы кабелей изолируют ПЭ толщиной 4 мм с допустимым отклонением до 0,5 мм. На жилы под ПЭ изоляцию и поверх нее экранирующие слои из электропроводящего ПЭ толщиной от 0,5 до 1,75 мм в зависимости от диаметра жил[3,с.184].

В трехжильных кабелях с ПЭ изоляцией изолированные жилы скручивают с заполнением электропроводящим ПЭ. Поверх скрученных трех жил накладывают общий экран из электропроводящего ПЭ. Поверх общего экрана накладывают металлический экран из двух алюминиевых лент (толщиной не менее 0,1 мм каждая). Далее накладывается изоляция из ПЭ толщиной 3,4 мм и сверху оболочка из ПВХ.

Основные свойства изоляционных пластмасс:

полиэтилен:

плотность – 0,92 г/см³;

предел прочности при разрыве – 150 кг/см²;

относительное удлинение при разрыве – 450 %;

температура размягчения – 160 °С;

длительная нагревостойкость – 90 °С;

морозостойкость – "-70 °С";

горючестойкость – горит;

стойкость к агрессивным средам – отличная;

электрическая прочность – 50 кВ/мм;

диэлектрическая проницаемость – ε=2,5;

tgδ=0.001; технологичность – хорошая

Внешний радиус изоляции найдем по формуле:

где - внешний радиус полупроводящего покрытия по токопроводящей жиле.