Кабели энергетического назначения и кабельная арматура. Основы теории, методы анализа, испытания. Конспект лекций

Л е к ц и я 5

В трехфазной группе однофазных кабелей выбор расстояния между фазами определяется вопросами нагрева кабелей и их охлаж­дения. Одним из источников тепла в однофазных кабелях являются потери активной мощности в экранах, вызванные индуктированны­ми токами, которые тем меньше, чем ближе друг к другу проложены фазы, т. е. минимальными потери в экранах будут в случае про­кладки сомкнутым треугольником (см. лекцию 4). С точки зрения интенсивности отвода тепла, напротив, предпочтительно размещать однофазные кабели на расстоянии друг от друга, поскольку при этом каждая фаза нагревает только себя, а не соседний провод. Расчеты и опыт эксплуатации показывают, что потери в экранах и тепло­выделение в однофазных кабелях сильнее зависят от расстояния между фазами, чем от интенсивности охлаждения. Поэтому общие рекомендации таковы: в сетях 6–500 кВ предпочтительна прокладка однофазных кабелей сомкнутым треугольником, если не приняты специальные меры радикальной борьбы с токами и потерями в экра­нах. Если меры приняты, то допустимые токи будут больше при про­кладке фаз на расстоянии друг от друга, однако в силу ряда причин все равно следует отдавать предпочтение прокладке треугольником.

Индуктированных токов в экранах не будет при использовании трехфазного кабеля вида, изображенного на рис. 5.1, имеющего три жилы в общей оболочке (экране, броне). Однако современ­ные кабели (с изоляцией из сшитого полиэтилена), как правило, однофазные. Это объясняется их преимуществами по сравнению с трехфазными кабелями:

Конструкция, изображенная на рис. 5.1, может применяться главным образом в сетях класса напряжения до 6 кВ. Более вы­соковольтным кабелям сложно обеспечить хорошую надежность

до 35кВ. По сути, такой трехфазный кабель представляет собой вариант трехфазной группы однофазных кабелей заводской готов­ности, следовательно, в индивидуальных экранах будут иметь место паразитные токи и потери активной мощности.

Известна модифицированная конструкция трехфазного кабеля, показанная на рис. 5.3, когда индивидуальные экраны касаются друг друга, образуя общий для трех жил экран сложной лепестко­вой формы. Можно показать, что паразитных индуктированных токов в таком лепестковом экране не будет, т.е. для этого кабеля удается одновременно и использовать преимущества индивидуаль­ных экранов с точки зрения картины поля, и не иметь паразитных токов и потерь.

При этом не требуется переходных пунктов в местах соединения его подводных, подземных, наземных,

воздушных участков.

беля хотя и есть, но не представляют особой опасности.

В настоящее время трехфазные кабели различных конструкций находят применение в сетях до 35 кВ, только там, где требуется срав­нительно низкая пропускная способность по току, т.е. достаточны малые сечения токоведущих жил. Среди вновь прокладываемых кабелей в сетях 6–35 кВ более 50 % являются однофазными, авсе­тях 110–500 кВ – 100 %.

Самый очевидный способ борьбы с токами в экранах – это раз­рыв контуров, в которых эти токи протекают. Например, разрыв экранных контуров достигается в схеме (рис. 5.5), где произведено разземление экранов на одном из концов кабеля. Эффективность такого решения связана не с тем, что экраны стали хуже заземлены, а с тем, что экраны лишены общей точки, в которой они соединя­лись вместе и за счет которой оказывались замкнутыми экранные контуры.

Несмотря на одностороннее заземление экрана, в экранном кон­туре все равно наводится ЭДС, т.е. на экране относительно земли существует напряжение промышленной частоты, максимальное значение которого достигается на разомкнутом конце экрана и(со­гласно (1.2)) пропорционально току в жиле кабеля.

Пусть U

U