7. Кабельные линии. Кабельная канализация

Кабельные линии (КЛ) – это устройства для передачи эл. энергии, состоящие из одного и более параллельных кабелей с соединительными, стопорными и концевыми муфтами и крепёжными деталями.

Кабели классифицируются:

По признакам материала проводящих жил.

По передаваемой энергии или информации: эл. кабели с металлическими жилами; кабели с оптическими волокнами.

Эл. кабели с металлическими жилами классифицируются:

По передаваемой через них мощности, величине рабочего U, типу изоляции, назначению и т.п.

1.силовые кабели низкого, среднего и высокого U; 2. кабели управления;

3. силовые гибкие кабели; 4. контрольные кабели; 5. низковольтные провода и шнуры;

6. кабели и провода связи; 7. радиочастотные; 8. специальные кабели и др.

Силовыми – называются кабели, предназначенные для передачи эл. энергии, используемой для питания силовых и осветительных устоановок.

Контрольными – называются кабели предназначенные для присоединения к приборам и аппаратам распределительных устройств.

По типу изоляции: с бумажной изоляцией в том числе пропитанные и маслонаполненные; с резиновой или поливинилхлоридной изоляцией; с пластмассовой изоляцией.

По величине линейного рабочего U: на U 1...10 кВ; на U 20...35 кВ; на U 110...500 кВ.

Силовые кабели с бумажной изоляцией в том числе пропитанные и маслонаполненные с защитными покровами и без них предназначены для передачи и распределения эл. энергии в стационарных эл. сетях на переменное U 1;3;6; и 10 кВ и постоянный ток.

Силовые кабели с резиновой изоляцией предназначены для передачи и распределения эл. энергии на переменном и постоянном U, для прокладки на трассах с неограниченной разностью уровней. Оболочка маслостойкая, не горючая, из ПВХ или свинца.

Силовые кабели с пластмассовой изоляцией предназначены для передачи эл. энергии в стационарных КЛ на номинальном переменном U 0,66;1;3;6;10 и 110 кВ.

Кабельное сооружение – это сооружение предназначенное для размещения в нём кабелей, муфт, маслоподпитывающих аппаратов, для обеспечения нормальной работы.

8 Электропроводки – это сети постоянного или переменного тока U до 1кВ, выполненные изолированными проводами, а также небронированными кабелями небольших сечений до 16 мм² с резиновой или пластмассовой изоляцией.

Виды эл. проводок:

1. Открытая – это проложенная по поверхности стен, потолков, по фермам и другим строительным элементам зданий и сооружений.

Недостатки: занимают много места, повышается пожарная опасность, ухудшают внешний вид зданий и помещений.

Достоинства: в целом гораздо экономичнее скрытых проводок.

2. Скрытая – это проложенная внутри конструктивных элементов зданий и сооружений, а также по перекрытиям в подготовке пола, под ним, в стенах и т.п.

Недостатки: дороже, проблема при выходе из строя (перегорании).

Достоинства: не занимает много места, невидна, эстетична, улучшает внешний вид зданий и помещений.

3. Наружная – прокладывается по наружным стенам зданий и сооружений, под навесами, между зданий, а также прокладка изолированных проводов и кабелей мелких сечений на опорах, между отдельными зданиями.

Токопроводы (т.) – это устройства для передачи и распределения эл. энергии, состоящие из неизолированных или изолированных проводников и относящимся к ним изоляторов, защитных оболочек, ответвительных устройств и опорных конструкций.

По виду проводников токопроводы подразделяются на: гибкие (при использовании проводов); жёсткие (при использовании жёстких шин).

Жёсткий токопровод до 1 кВ заводского изготовлния, поставляемый комплексными секциями – называется шинопроводом.

Типы жестких токопроводов (шинопроводов):

1. Магистральные - ШМА предназначены для присоединения к ним распределительных шинопроводов силовых распределительных пунктов, щитов и отдельных мощных ЭП.

2. Распределительные - ШРА применяются для присоединения к ним ЭП.

3. Троллейные – ШТМ предназначены для питания передвижных ЭП.

4. Осветительные – ШОС предназначены для питания светильников и ЭП небольшой мощности.

У токопроводов 7 степеней защиты от попадания твердых тел, 9 от проникания воды, 0- отсутствие защиты.

В сетях 6-10 кВ промышленных предприятий целесообразно применять гибкие или жесткие т. при передаваемой мощности 15-40 МВА при U=6кВ до 70 МВА на 10кВ.

Преимущество т. по сравнению с КЛ ЭП:

1. Большая надежность из-за отсутствия соединительных кабельных муфт.

2. Меньшая стоимость и трудоемкость изготовления.

3. Лучшие условия эксплуатации за счет возможного визуального осмотра.

4.Большая перегрузочная способность за счет лучшего охлаждения.

Недостатки т. по сравнению с КЛ ЭП:

1. Большое индуктивное сопротивление, приводит к дополнительным потерям U, различное сопротивление фаз, что ведёт к нессиметрии U фаз протяжённых токопроводов при I > 2,5кА.

2. Дополнительные потери эл. энергии в шинодержателях, арматуре и конструкциях при I > 1 кА от воздействия магнитного поля.

3. Укрупнение единичной мощности токопровода по сравнению с несколькими кабелями. Для увеличения мощности токопроводы делаются из двух линий с секционированием и АВР.

Выбор токопровода на примере ШМА:

1. I_{max тр}≥I_{н шма};

При выборе ШМА для питания сварочных нагрузок учитывать регулирование кратковременной перегрузки шинопровода.

I_{Н. ШМА} ≤I_ПИК /1,5÷2

2. Определяем потери напряжения в шинопроводе

ΔU=√3× I_Р×L×100% /U_Н× (r₀×cosφ+x₀×sinφ)

3. Проверяют на эл/динамическую стойкость

i_{эл. дин}≥i_уд

Сечения КЛ определяется: ; .

9 . Режимы нейтрали эл. сетей: изолир, эффект-заземл нейтралями

Изолированная нейтраль-нейтраль тр-ра или генер, не присоединная к заземляющему устройству непосредственно или присоединённая к нему через приборы измерения, сигнализации, защиты и др, имеющие большое сопротивление. (сети 3-35 кВ).

Рис.3-х фазная сеть с изолир. нейтралью.

В сетях с изолированной нейтралью токи при 1-фазном замыкании на землю протекают через распределительные ёмкости фаз, которые для упрощения анализа можно заменить ёмкостями.

При этом напряжение неповреждённых фаз относительно земли возрастает в √3 раз и становится равным линейному. Значение ёмкостных токов также увеличивается в √3 раз. Ток в фазе А равен 0 т.к. ёмкость закорочена. В итоге при 1-фазн КЗ в сетях с изолированной нейтралью треугольник напряжения не искажается и потребители на линейном напряжении могут нормально работать - основной достоинство.

Т.к. напряжение увеличивается в √3 раз, то изоляция рассчитывается на линейное напряжение, может также возникнуть дуга с перенапряжением до 3,5 раз. Сеть с изолированной нейтралью может применяться и в сетях до 1кВ в случае необходимости надёжной эл-безопасности, в каждой фазе ставится пробивной предохранитель или дугогасящая катушка.

Эффективно-заземлённая нейтраль(сети 110кВ и выше).

При 1-фазном КЗ напряжение на неповреждённых фазах относительно земли около 0,8 междуфазного напряжения в нормальном режиме.

Недостатки:

1. При замыкании одной фазы образуется КЗ контур через землю и нейтраль к которому приложена ЭДС фазы и протекают большие токи (отключается релейной защитой);

2. Значит удорожание выполнения контура заземления;

3. Значит при токе однофазного КЗ, имеет место частичное разземление нейтрали.