1. חישוב המתח המושרה בתדר החשמל של מעטפת מתכת של כבל חד-ליבי
כאשר חוט הליבה של הכבל החד-ליבי עובר זרם, תחת פעולת השדה החשמלי המתחלף, שכבת המיגון המתכת חייבת לגרום לכוח אלקטרו-מוטיבי מסוים. כאשר לכבל שלוש הליבות יש עומס מאוזן, וקטור הזרם התלת-פאזי והפוטנציאל המושרה על מגן המתכת האפס מונחים מעל לאפס, כך שניתן להארקה את שני הקצוות. יש מרחק מסוים בין כל שלב של הכבל הבודד, ולא ניתן לבטל את הפוטנציאל המושרה. גודל המתח המושרה של שכבת המיגון המתכתי הוא פרופורציונלי לאורך הכבל וזרם העומס של הליבה, והוא קשור גם למרחק המרכז של סידור הכבל ולקוטר הממוצע של שכבת המיגון המתכתי.
1. כאשר הכבלים מסודרים במשולש שווה צלעות, ניתן לחשב את המתח המושרה ליחידת אורך של מגן המתכת לפי הנוסחה הבאה:
פורמולה 1 I---זרם עומס, S---מרחק מרכז כבל, D---קוטר ממוצע של שכבת המיגון המתכתי של הכבלים
אם ניקח לדוגמא YJSY-8.7/15kV-1×300 מ"מ, כבל 2 ליבות יחיד, הקוטר הממוצע של שכבת המיגון של הכבל הוא 40 מ"מ, ועובי מעטפת ה-PVC הוא 3.6 מ"מ. כאשר הכבלים מסודרים בצורת "פין" וזרם העומס הוא 200A, הכבל מחושב ככבל. המתח המושרה של הנדן הוא 10.7 וולט לקילומטר. 2. כאשר הכבלים התלת פאזיים מסודרים אופקית, המרחק בין הכבלים שווה, וניתן לחשב את המתח המושרה ליחידת אורך של מגן המתכת באופן הבא:
נוסחאות 2, 3 ו-4 כאשר הכבלים התלת-פאזיים מסודרים בצורה אופקית ותנאים אחרים זהים ל-1, המתח המושרה של הפאזה הצדדית הוא 16.9 וולט לק"מ, והמתח המושרה של השלב האמצעי הוא 10.7 וולט לכל קילומטר. קִילוֹמֶטֶר; כאשר מרווח הכבלים הוא 200 מ"מ, מחושב שהמתח המושרה של הפאזה הצדדית הוא 36.1 וולט לק"מ, והמתח המושרה של השלב האמצעי הוא 31 וולט לק"מ. המתח המושרה בשלב הצד גבוה מהמתח המושרה בשלב האמצעי.
מהחישוב לעיל ניתן לראות כי:
(1) כאשר אורך הכבל וזרם העבודה גדולים, המתח המושרה עשוי להגיע לערך גדול.
(2) כאשר הכבלים מסודרים במשולש קרוב, המתח המושרה הוא הקטן ביותר. כאשר המרחק בין הכבלים גדל והמיקום היחסי משתנה, המתח המושרה ישתנה בהתאם. בנוסף, הנחת כבלים רב-מעגליים באותו נתיב תשפיע גם על המתח המושרה.
2. מדידה וניתוח של הזרם במחזוריות של שכבת המיגון
כאשר שני הקצוות מקורקעים ישירות, ייווצר זרם מחזורי בשכבת המיגון עקב מתח האינדוקציה האלקטרומגנטי. גודל הזרם במחזור קשור בעיקר לעכבת ההשראות העצמית ולעכבת השראות ההדדית של שכבת המיגון. כלומר, זה קשור להתנגדות של שכבת המיגון, לקוטר, למרווח הכבלים וכו'.
נכון לעכשיו, האורך היחיד של כבל חד-ליבי בגודל 300 מ"מ בשימוש בדאליאן הוא יותר מ-200 קילומטרים. שיטת הנחת הכבלים היא בעיקר קבורה ישירה ומוגנת בחריצי בטון. כל שכבות המיגון ממתכת מקורקעות בשני הקצוות. הקו הנמדד למטה הוא הקו הראשי של הכבל שהונח לאורך כביש Jiefang. הכבל התלת-פאזי נקשר לצורת "סיכה" עם חבל כבלים כל 3-3.5 מטר, וחלק מהליבות בין שתי נקודות החיבור פרושות וממוקמות אופקית. שני כבלים מונחים זה לצד זה בכל מיכל בטון. מדדנו את הזרם במחזוריות של שכבת מיגון הכבלים של כביש Jiefang. ערכי זרם המחזור הנמדדים מוצגים בטבלה שלהלן.
טופס 1 T
מסוגל 1. טבלה 1 שם קו ניצחון קו Honggang קו Taoyuan קו Lingqian קו
זרם טעינה (A) 160 50 100 140
אורך כבל (מ') 125 125 298 1059 ערך זרם במחזור (A/B/C)
(A) 23/26/28 10/9/10 10/11/11 16/17/16
ניתן לראות מהערך הנמדד שהזרם במחזוריות מגיע ל-10-20 אחוזים מזרם העומס. קיומו של הזרם במחזוריות של שכבת המיגון גורם לשכבת המיגון להתחמם ואיבוד כוח, מה שמפחית את יכולת ההולכה של הכבל. לכן, יש צורך לנקוט באמצעים להפחתת או ביטול זרם מחזור זה.
הערך הנמדד משקף גם שערך הזרם במחזוריות אינו עולה באופן מוחלט עם עליית אורך הכבל וזרם העומס. זה מראה שלא ניתן להתעלם מהשפעת סידור שלוש הליבות של הכבל על המתח המושרה.
3. בחירת שיטת הארקה של מיגון מתכת
1. השתמש בשיטה של הארקה ישירה בשני הקצוות
כאשר שני הקצוות של מעטפת המתכת של כבל חד-ליבי 10kV מקורקעים, הזרם במחזוריות אינו גדול מדי מכיוון שהעכבה של המעטפת אינה קטנה כמו זו של כבלים מעל 35kV. על פי המידע הרלוונטי, כאשר שני הקצוות של כבל מתח גבוה מעל 35kV מקורקעים, הזרם המסתובב של המעטפת יכול להגיע ל-50 אחוז -90 אחוז מזרם הליבה, מה שיגרום למעטה להתחמם וברצינות להפחית את יכולת נשיאת הזרם של הכבל. יש ניסיון רב יותר בבנייה בדרך של הארקה של שני קצוות מעטפת המתכת של כבל חד-ליבי של 10kV. יש הרבה לולאות כבלים של 10kV, והארקה ישירה מפחיתה את התצורה והתחזוקה של ציוד עזר, והיא גם בטוחה יותר למפעילים. לכן, לשימוש בהארקה בשני הקצוות יש יתרונות מסוימים. המשך להשתמש בשיטה של הארקה ישירה בשני הקצוות, ויש להפחית את המתח המושרה של הנדן ככל האפשר כדי לגרום לאובדן הקו להגיע לרמה מקובלת לפעולה. הדרך היעילה יותר היא לשמור את הליבות התלת-פאזיות בקרבת סידור המשולש שווה הצלעות. לאחר הנחת הכבלים, קושרים אותם עם קשרי כבלים לא פרומגנטיים כל 1 מטר.
2. שיטת הארקה בקצה אחד הארקה בקצה אחד פירושה שמגן המתכת של קצה אחד של קו הכבלים מקורקע ישירות, והמגן המתכתי של הקצה השני פתוח לאדמה ואינו מחובר. בדרך כלל, זה צריך להיות מוארק בקצה אחד של קצה החיבור של הקו העילי כדי להפחית את מתח היתר כאשר הקו נפגע מברק. לאחר שקצה אחד מקורקע, ניתן לבטל את זרם המחזור של הנדן ולהפחית את אובדן הקו. עם זאת, לקצוות הפתוחים יש מתחים מושרים במהלך פעולה רגילה. במהלך פגיעות ברק ופעולות, מתח יתר דחף גבוה עלול להתרחש בקצוות הפתוחים של מגיני מתכת. כאשר מתרחשת תאונת קצר חשמלית במערכת וזרם הקצר זורם דרך חוט הליבה, מתח המושרה בתדר הספק גבוה עשוי להופיע גם בקצה הלא מוארק של מגן המתכת. כאשר המעטפת החיצונית של הכבל אינה יכולה לעמוד במתח יתר זה וניזוקה, הדבר יגרום להארקה רב-נקודתית של מעטפת המתכת. לכן, יש להשתמש בשיטה זו כאשר מרחק הקו קצר והמתח המושרה הרגיל בכל מקום שאינו מוארק על מעטפת המתכת קטן.
3. קצה אחד מקורקע, והקצה השני מקורקע על ידי מגן נדן. על מנת למנוע ממתח היתר בקצה הפתוח של מגן המתכת לחדור אל המעטפת החיצונית כאשר קצה אחד של מגן המתכת מקורקע, התקנת מגן נדן בקצה הפתוח היא אמצעי יעיל להגבלת מתח היתר של המעטפת. מגנים מציגים התנגדות גבוהה יותר בתנאי הפעלה רגילים. כאשר יש מתח יתר דחף על הנדן, המגן מציג התנגדות קטנה. בשלב זה, המתח הפועל על מעטפת המתכת הוא המתח השיורי של המגן.
IV. מסקנות והמלצות
1. בערים גדולות ובערים מפותחות מבחינה כלכלית, שבהן צפיפות העומס גבוהה וכבל 10KV תלת ליבות 240mm2XLPE מבודד לא יכול לעמוד בדרישות קיבולת אספקת החשמל, יש להשתמש בכבלים חד-ליבים של 300, 400, 500mm2 ומעלה כדי להגדיל קיבולת אספקת החשמל. שכבת המיגון המתכתית של הכבל החד-ליבתי תאמץ מבנה חוטי נחושת מפותל בדלילות, וחתך הרוחב שלה ייקבע בהתאם לערך הנוכחי הקצר הדו-פאזי בנקודות שונות של מערכת ההתקנה. דאליאן הוא מוליך נחושת בגודל 35 מ"מ. השימוש בכבלים חד-ליביים יכול להפחית מאוד את מספר החיבורים בקו, ולשנות את החיבורים התלת-פאזיים לחיבורים חד-פאזיים, מה שהופך את איטום המפרק לפשוט ואמינה יותר.
2. בהתחשב בהפחתת המתח המושרה של מגן המתכת או הפחתת הזרם במחזור, יש לסדר את הכבל החד-ליבי במשולש שווה צלעות כשהמעטפת החיצונית קרובה זה לזה, ואת הכבל מבודד XLPE עם חתך מוליך של יש להדק 240 מ"מ2 - 300 מ"מ עם סרטים לא מגנטיים במרווחים של 1M. עבור קטעים של 400 מ"מ ומעלה, ניתן להגדיל את מרווח ההידוק כראוי, אך יש לחזק את העובי או הרוחב של חיבור הכבל. קרוב לסידור המשולש השווה צלעות מתאים יותר לסידור כבלים על תעלות כבלים או תומכות מנהרות.
3. מתוך השיקול של ביטול אובדן הזרם במחזור ואי-הפחתת כושר נשיאת הזרם של הכבל, יש להצביע על שיטת ההארקה של קצה אחד של שכבת המיגון המתכתי של הכבל.
4. קצה אחד של שכבת המיגון המתכתי מקורקע, והמתח המושרה המחושב והנמדד של הקצה הלא מוארק לא יעלה על 50V; אם הוא גדול מ-50V, יש להתקין מגן נדן.
5. לקבורה ישירה, במיוחד כאשר מפלס מי התהום גבוה, יש להשתמש במעטפת חיצונית PE או אלסטומר אחר (ניאופרן, פוליאתילן כלורוסולפוני או על בסיס פולימר דומה), תערובת נדן, קוד (SE) ).