
- •Курсовой проект
- •Введение
- •1. Обзор технической литературы
- •1.1. Последние достижения в области кабельной технике Электроизоляционная самозатухающая композиция
- •Кабели для абонентских линий многоквартирных домов
- •Электрический кабель
- •Зао «супр» представляет новинки одесских кабельщиков
- •Кабель силовой огнестойкий
- •Изолированный электрический провод
- •Полимеры на основе биологических соединений для защиты кабельных изделий
- •Сверхпроводящий кабель постоянного тока.
- •Электроизоляционная композиция
- •1.2. Обзор конструкции силовых кабелей Кабели силовые с полиэтиленовой изоляцией
- •2. Обоснования выбора конструкции кабеля
- •3. Расчет конструктивных элементов кабеля
- •3.1. Токопроводящая жила
- •3.2. Изоляция Расчет зависимости напряженности электрического поля в изоляции от радиуса
- •3.3. Защитные покровы
- •4. Расчет электрических параметров кабеля
- •4.1. Сопротивление токопроводящей жилы постоянному и переменному току.
- •4.2. Диэлектрические потери в изоляции, сопротивление изоляции, электрическая емкость кабеля. [1]
- •4.3. Потери полезной энергии в металлических оболочках кабеля
- •5. Тепловой расчет кабеля
- •5.1 Расчёт тепловых сопротивлений конструктивных элементов и окружающей среды
- •Расчет допустимого тока нагрузки трехжильного кабеля
- •5.3. Расчет распределение температуры в кабеле
- •5.4. Расчёт теплоёмкости конструктивных элементов. Расчёт постоянной времени нагрева. Кривые нагрева и охлаждения
- •5.5. Расчёт зависимости тока перегрузки от времени перегрузки
- •5.6 Расчет зависимости температуры жилы от времени для тока перегрузки
- •5.7. Расчет тока короткого замыкания от времени срабатывания защиты
- •6. Расчет массы кабеля
- •Список литературы
2. Обоснования выбора конструкции кабеля
Я выбрала конструкцию трехжильного кабеля марки АПвБ. Конструкция кабеля состоит из: токопроводящей жилы второго класса гибкости из алюминиевой проволоки правильной повивной скрутки с одной проволокой в центе; изолированной слоем изоляции из сшитого полиэтилена; поверх скрученных изолированных жил создается межфазное заполнение из полимерной композиции, не содержащих галогенов; поверх межфазного заполнения накладывается внутренняя оболочка из полиэтилена; на внутреннюю оболочку наматывается броня из двух оцинкованных стальных лент.
Обозначение кабеля: АПвБнг-LS 3х120
2
5
1
3
6
4
Рис.2.1. Поперечный разрез кабеля АПвБнг-LS: 1 – центральное заполнение из жгута; 2- алюминиевая токопроводящая жила; 3 – полиэтиленовая фазная изоляция; 4 – межфазное заполнение из полимерной композиции; 5 – внутренняя оболочка из полиэтилена; 6 – броня из двух стальных оцинкованных лент
Кабели предназначены для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках в электрических сетях на напряжение 1 кВ частотой 50 Гц.
Кабели применяются для стационарной прокладки в кабельных сооружениях и производственных помещениях.
"нг-LS" (LS - Low smoke) - кабели не распространяющие горение при групповой прокладке, с пониженным дымо- и газовыделением, с изоляцией и оболочкой из композиций пониженной пожарной опасности.
Кабели марки ПвБнг-LS могут быть использованы для прокладки во взрывоопасных зонах классов В-I, В-Iа.
Кабели марки АПвБнг-LS – во взрывоопасных зонах классов В-Iб, В-Iг, В-II, В-IIа.
3. Расчет конструктивных элементов кабеля
3.1. Токопроводящая жила
1. Сечение токопроводящей жилы S0 = 120 мм2 (сечение по металлу).
2. Задаемся числом повивов n = 4. Большее число повивов соответствует большему классу гибкости.
3. Выбираем систему скрутки: нормальная (все проволоки одного диаметра) правильная (повивная) скрутка с одной проволокой в центре: 1+6+12+18. Для такой системы скрутки число проволок в жиле равно:
,
(3.1.1)
,
4. Определяем сечение одной проволоки:
(3.1.2)
мм2,
5. Вычисляем диаметр проволоки:
(3.1.3)
мм,
6. Вычисляем диаметр скрученной жилы:
мм, (3.1.4)
7. Определяем коэффициент заполнения:
, (3.1.5)
Сделаем проверку коэффициента заполнения:
, (3.1.6)
8. Задаемся кратностью шага скрутки по каждому повиву (центральная проволока считается за повив), например, m2 =16, m3=15 , m4=14.
9. Вычисляем диаметр по каждому повиву:
, (3.1.7)
10. Вычисляем средний диаметр по каждому повиву:
(3.1.8)
11. Вычисляем шаги скрутки каждого повива:
(3.1.9)
12. Вычисляем коэффициент укрутки каждого повива:
(3.1.10)
13. Вычисляем общий коэффициент укрутки:
, (3.1.11)
14. Сделаем проверку диаметра жилы:
(3.1.12)
15. Расчётное сечение жилы:
(3.1.13)
3.2. Изоляция Расчет зависимости напряженности электрического поля в изоляции от радиуса
Расчет геометрических размеров кабеля производится таким образом, чтобы напряженность электрического поля в изоляции не превышала определенного значения. Это значение зависит от вида материала изоляции и типа кабеля.
О
пределим
напряженность электрического поля в
кабеле с тремя круглыми неэкранированными
жилами для двух случаев, когда напряженность
достигает максимального значения: для
времени t1
и t2.
В момент времени t1
напряжение на фазе 1 равно нулю, напряжение
между фазами 2 и 3 равно линейному (Uл).
Напряженность в точке а определим по формуле для напряженности двухпроводной линии:
(3.2.1)
где
;
;
-
радиус ТПЖ, мм;
-
радиус по изоляции, мм.
В момент времени t2 напряжение на фазе 1 равно фазному (Uф), напряжения на фазах 2 и 3 равны между собой. Напряженность в точке b определим по формуле для напряженности коаксиального кабеля с радиусом r3 [1]:
(3.2.2)
где Uф =Uл/√3= 1/√3=0,58 кВ
Р
адиус
r3
найдем из треугольника ABC:
(3.2.3)
(3.2.4)
В следующей таблице представлены результаты расчетов напряженностей, произведенные на ЭВМ. Шаг по радиусу r = 0,1мм.
Таблица 3.2
R, мм |
Ea, кВ/мм |
Eb, кВ/мм |
7,11 |
0,356 |
0,147 |
7,21 |
0,352 |
0,145 |
7,31 |
0,347 |
0,143 |
7,41 |
0,342 |
0,141 |
7,51 |
0,337 |
0,139 |
7,61 |
0,333 |
0,137 |
7,71 |
0,329 |
0,135 |
7,81 |
0,325 |
0,133 |
7,91 |
0,320 |
0,132 |
Продолжение таблицы 3.2
R, мм |
Ea, кВ/мм |
Eb, кВ/мм |
8,01 |
0,316 |
0,130 |
8,11 |
0,313 |
0,129 |
8,21 |
0,309 |
0,127 |
8,31 |
0,305 |
0,125 |
8,41 |
0,301 |
0,124 |
8,51 |
0,298 |
0,123 |
8,61 |
0,294 |
0,121 |
Ea,кВ/мм
)
r,мм
Рис. 3.1. Распределение напряженности электрического поля в кабеле в точке a
Рис.3.2.
Распределение напряженности электрического
поля в кабеле в точке b