Министерство образования и науки Российской Федерации

Пермский национальный исследовательский политехнический университет

Кафедра «Конструирования и технологий в электротехнике»

Курсовой проект

«Расчет конструкции силового кабеля на напряжение 10 кВ с бумажной изоляцией»

Специальность: 140611 – электроизоляционная, кабельная и конденсаторная техника

Выполнил: ст-т гр. КТЭИ-10 Антипин Н.И.

Принял: профессор Ковригин Л.А.

Пермь 2013

Содержание

Введение

1. Литературный обзор

   1. 1.1. Обзор конструкции проектируемого кабеля

2. Расчет конструктивных элементов кабеля

   1. 2.1. Расчет конструкции силового кабеля с секторными жилами

   2. 2.2. Сопротивление токопроводящей жилы постоянному и переменному току

3. Электрический расчет изоляции

4. Защитные покровы

5. Тепловой расчет кабеля

5.1. Расчет тепловых сопротивлений конструктивных элементов кабеля и окружающей среды

5.2. Расчет допустимого тока нагрузки при наличие потерь в изоляции

5.3. Расчет допустимого тока нагрузки трехжильного кабеля

5.4. Расчет кривой нагрева

5.5. Расчет тока перегрузки

5.6. Расчет тока короткого замыкания

5.7. Расчет распределения температуры по элементам конструкции кабеля

6. Список использованной литературы

Введение

Кабельные изделия предназначены для передачи электрической энергии или информации на расстояние, для создания самых разнообразных электрических, электронных, радиотехнических и волоконно-оптических схем и цепей. Ни одно современное техническое устройство, работа которого связана с использованием электрических и электронных схем, не может работать без кабелей и проводов, которые образуют системы электроснабжения, информатики и управления работой этого устройства.

Технический прогресс в различных отраслях народного хозяйства вызвал рост потребности в кабельной продукции и необходимость создания новых типов кабелей и проводов с более высокими характеристиками.

Потребность в изолированных кабелях и проводах возникла, тогда когда появились генераторы электрической энергии, и возникла необходимость ее передачи на большие расстояния. Современная кабельная техника - это применение высоких напряжений и высоких частот, увеличение передаваемых мощностей, создание кабелей и проводов для работы в условиях высоких и низких температур, высокой влажности окружающей среды, воздействия радиации и химически активных веществ, наличия вибрации и т.п. Повышенные требования к свойствам кабелей и проводов ограничивают возможность их применения с использованием существующих электроизоляционных материалов и вызывают необходимость создания новых, более совершенных. Без применения специальных материалов невозможно создание новых типов кабелей и проводов для различных отраслей народного хозяйства.

1. Литературный обзор

Кабели с бумажной пропитанной изоляцией.

В настоящее время наиболее распространены силовые кабели с бумажной пропитанной изоляцией. Высокие электрические характеристики такой изоляции, мало меняющиеся во времени, — доступность и дешевизна — создали предпосылки для широкого применения ее в силовых кабелях. По особенностям конструкции эти кабели делятся на кабели с вязкой пропиткой и поясной изоляцией (1-10 кВ); с вязкой пропиткой и отдельно экранированными жилами (20-25 кВ); маслонаполненные (110-500 кВ) и газонаполненные (35-220 кВ).

Основные технические и эксплуатационные характеристики
Номинальное напряжение 1,6, 10 кВ Температура окружающей среды при эксплуатации кабеля от -50°С до +50°С Относительная влажность воздуха (при температуре до +35°С) 98% Минимальная температура прокладки кабеля без предварительного подогрева 0°С Предельная длительно допустимая рабочая температура жил: - для кабелей до 6 кВ - для кабелей 1 0 кВ 80°С 70°С Предельно допустимая температура нагрева жил кабелей в аварийном режиме (или режиме перегрузки) - для кабелей до 6 кВ - для кабелей 1 0 кВ 105°С 90°С Максимальная температура нагрева жил при коротком замыкании 200°С Минимально допустимый радиус изгиба при прокладке: - одножильного кабеля - многожильного кабеля 25 диам. кабеля 15 диам. кабеля Разность уровней при прокладке кабеля без применения специальных устройств (стопорных муфт): - для кабелей 1 кВ - для кабелей 6-1 0 кВ 25м 15м Срок службы 30 лет Гарантийный срок эксплуатации кабеля 4,5 года
	1. Жила однопроволочная или многопроволочная медная или алюминиевая 2. Пропитанная бумажная изоляция фазная 3. Пропитанная бумажная изоляция поясная 4. Свинцовая оболочка 5. Подушка 6. Броня из стальных лент или проволок (Кл) 7. Наружный покров (для кабелей типа Б, Б2л, Бл)

Марка	Конструкция	Условия эксплуатации
АСГ СГ	Изоляции: бумажная, пропитанная вязким составом;  Оболочка: свинцовая.	Прокладываются в блоках, туннелях, шахтах, по стенам и потолкам помещений, при отсутствии опасности механических повреждений
АСБГ СБГ	Изоляции: бумажная, пропитанная вязким составом; Оболочка: свинцовая; Защитный покров: типа БГ: подушка, броня из двух стальных оцинкованных лент.	Прокладываются в помещениях во взрывоопасных зонах
АСБ2лГ СБ2лГ	Изоляции: бумажная, пропитанная вязким составом; Оболочка: свинцовая; Защитный покров: типа Б2лГ: подушка,броня из стальных оцинкованных лент.	Прокладываются в земле (траншеях) со средней и высокой коррозионной активностью
АСБ СБ	Изоляции: бумажная, пропитанная вязким составом;  Оболочка: свинцовая;  Защитный покров: типа Б: подушка, броня из стальных лент и наружный покров.	Прокладываются в земле (траншеях) с низкой и средней коррозионной активностью
АСБл  СБл	Изоляции: бумажная, пропитанная вязким составом; Оболочка: свинцовая; Защитный покров: типа Бл: подушка, броня из стальных лент и наружный покров.	Прокладываются в земле (траншеях) со средней и высокой коррозионной активностью
АСБ2л СБ2л	Изоляции: бумажная, пропитанная вязким составом; Оболочка: свинцовая; Защитный покров: типа Б2л: подушка,броня из стальных лент и наружный покров.
АСКл СКл	Изоляции: бумажная, пропитанная вязким составом; Оболочка: свинцовая; Защитный покров: подушка, броня из стальных оцинкованных проволок круглых и наружный покров.	Прокладываются под водой в каналах, несудоходных реках, озёрах при наличии значительных растягивающих усилий

Кабели с поясной изоляцией.

Основной особенностью этих групп кабелей, выпускаемых на рабочее напряжение 1, 3, 6 и 10 кВ, является отсутствие экранов по изоляции и применение секторных токопроводящих жил, позволяющих снизить размеры, вес и стоимость таких кабелей (рис. 4).

Рис. 1. Трехжильный кабель с поясной изоляцией:

1 -токопроводящая жила; 2- жильная изоляция; 3- поясная изоляция; 4-межфазные заполнения; 5-свинцовая или алюминиевая оболочка; 6- подушка под броню; 7- броня из двух стальных лент; 8- наружный защитный покров.

Кабели с поясной изоляцией в основном выпускаются трех- или четырехжильными с токопроводящими жилами из меди или алюминия сечением от 4 до 240 мм2. Фазовая изоляции этих кабелей состоит из лент кабельной бумаги марки К-12, пропитанных вязким маслоканифольным составом. Изолированные жилы скручены между собой, поверх скрутки наложена поясная изоляция. Поверх поясной изоляции накладывается влагозащитная оболочка из свинца или алюминия и защитные покровы.

В зависимости от типа защитного покрова и брони кабели с медными жилами и свинцовой оболочкой обозначаются марками СГ, СБ, СБГ, СП и т. д.; с алюминиевой оболочкой — соответственно АГ, АБ, АВГ, АП и т. д.; а с алюминиевыми жилами и оболочкой —ААГ, ААБ, ААБГ, ААП и т. д.