Выбор конструкции кабеля
Конструкция кабеля выбирается в зависимости от условий окружающей среды в условиях эксплуатации, а также воздействия механических усилий при прокладке.
Область применения кабелей определяется:
— ГОСТ 31996 для кабелей с пластмассовой изоляцией на номинальное напряжение до 1 кВ;
— ГОСТ Р 55025 для кабелей с пластмассовой изоляцией на номинальное напряжение 6 — 35 кВ;
— ГОСТ 18410 для кабелей с пропитанной бумажной изоляцией на номинальное напряжение до 35 кВ;
— ГОСТ Р МЭК 60840 для кабелей с экструдированной изоляцией на номинальное напряжение 110 (150) кВ.
Номинальное напряжение кабеля выбирается в соответствии:
— с номинальным напряжением электрической сети;
— с режимом заземления нейтрали электрической сети и временем отключения ОЗЗ согласно IEC 60502-2 (для кабелей с пластмассовой изоляцией на напряжение 6 — 20 кВ).
С будущей перспективой перевода электросети на более высокий класс напряжения, при наличии технико-экономического обоснования, допускается выбор кабеля на соответствующий класс напряжения.
Допускается по согласованию с заказчиком использовать кабели других конструкций, рассчитанных на эксплуатацию в сетях с номинальным напряжением согласно ГОСТ 721.
Кабели должны соответствовать требованиям пожарной безопасности по ГОСТ 31565.
В электросетях до 1 кВ должны применять кабели с нулевой жилой. Сечение нулевой жилы для кабельной линии КЛ, питающих в основном однофазные нагрузки (более 50% по мощности), должно быть не менее сечения фазного провода. Сечение нулевой жилы кабеля может быть больше сечения фазного провода, если это требуется для обеспечения допустимых отклонений напряжения у потребителя, а также при невозможности обеспечения другими средствами необходимой селективности защиты линии электропередачи от однофазных коротких замыканий. Во всех остальных случаях проводимость нулевого провода следует принимать не менее 50% от проводимости фазных проводов. Использование для указанной цели свинцовых оболочек трехжильных силовых кабелей допустимо лишь в реконструируемых городских электросетях 220/127 и 380/220 В.
Механическое воздействие на кабель, возникающие при прокладке, определяют по сложности кабельной трассы.
При прокладке кабельной линии в земле к сложным участкам трасс, на которых прокладывается одна строительная длина, относятся:
— участки трасс с четырьмя и более поворотами под углом свыше 30°;
— прямолинейные участки трасс с 4 и более переходами в трубах длиной более 20 м или 2 и более переходами в трубах длиной более 40 м.
При прокладках в помещениях сложными участками, на которых прокладывается одна строительная длина кабеля, считают прокладку в трубах с поворотами с числом более двух при длине труб более 20 м, а также с числом протяжек через огнестойкие перегородки или аналогичные препятствия более четырех, не считая подводов кабелей к электрооборудованию.
Все остальные участки кабельных трасс с меньшим числом поворотов или переходов в трубах относятся к несложным участкам трасс.
При необходимости прокладки нескольких параллельных кабельных линий для передачи мощности рекомендует проводить технико-экономические расчеты с учетом общих затрат на прокладку кабелей, их монтаж и эксплуатацию.
Для бронированных кабелей однофазной конструкции должны быть приняты меры по снижению потерь активной мощности в экранах и броне от протекания наведённых токов.
Выбор сечения токоведущей жилы кабеля
В соответствии с требуемой нагрузочной способностью кабельной линии сечение токоведущих жил кабелей выбирается по участку с наихудшими условиями охлаждения кабеля длиной не менее 10 м согласно:
— ГОСТ 18410 для кабелей с бумажной изоляцией;
— ГОСТ 31996 для кабелей с пластмассовой изоляцией на номинальное напряжение до 1 кВ;
— IEC 60502-2 для кабелей c пластмассовой изоляцией на напряжение 6 – 20 кВ;
— справочным данным заводов-изготовителей для кабелей других конструкций и классов напряжения.
Для КЛ 35, 110 (150) кВ после предварительного выбора сечения кабеля и конструкции кабеля должен выполняться уточняющий тепловой расчет КЛ по ГОСТ Р МЭК 60287 с учетом всех возможных факторов, определяющих температурный режим кабеля. При необходимости тепловой расчёт может выполняться и для КЛ других классов напряжения.
При прокладке нескольких КЛ по одной трассе учитывается взаимное геометрическое расположение КЛ и цепей многоцепных КЛ.
При прокладке КЛ, состоящей из кабелей однофазной конструкции учитывается их взаимное расположение.
При прокладке кабелей в земле учитываются:
— глубина прокладки;
— максимальная эксплуатационная температура почвы на глубине прокладки;
— термически стабильное сопротивление почвы (засыпки) на глубине прокладки;
— температура границы между сухой и влажной зонами;
— термическое сопротивление почвы (при ее высушивании);
— термическое сопротивление и площадь сечения засыпки кабеля специальным грунтом;
— наличие пересечений с тепловыми сетями.
При прокладке кабелей в лотках, трубных переходах и туннелях учитываются:
— геометрические (конструктивные) параметры кабельных сооружений;
— максимальная эксплуатационная температура окружающей среды на глубине прокладки лотка (туннеля);
— термическое сопротивление почвы (засыпки) вокруг лотка (туннеля);
— материал почвы (засыпки);
— наличие (или отсутствие) принудительной вентиляции в туннеле (коллекторе).
При прокладке кабелей на открытом воздухе учитываются максимальная температура воздуха в соответствии с ГОСТ 16350, воздействие солнечной радиации.
Кабели до 1 кВ проверяются на:
— падение напряжения в конце линии. Уровень напряжения в конце линии должен соответствовать требованиям по качеству электроэнергии;
— срабатывание аппарата защиты в условиях однофазного КЗ. Ток однофазного КЗ должен быть в 3 раза больше номинала предохранителя, если линия защищена плавкими вставками, и в 1,4 раза больше уставки электромагнитного расцепителя автомата, если линия защищена автоматическим выключателем.
Кабели свыше 1 кВ, а также кабели с пластмассовой изоляцией до 1 кВ, защищенные плавкими предохранителями, должны проверяться на термическую стойкость к наибольшему току короткого замыкания КЗ по ГОСТ Р МЭК 60949.
Для кабелей 20 кВ и выше расчет циклических и аварийных токовых нагрузок должен проводиться в соответствии с IEC 60853.
Для кабельной линии 35, 110 (150) кВ максимально допустимые температуры жилы кабеля и металлического экрана при коротких замыканиях определяются с учетом прилегающей изоляции и материала оболочки согласно рекомендациям IEC 61443.
Выбор сечения и обустройство экранов кабелей однофазной конструкции
Сечение экранов определяется необходимой термической стойкостью при протекании токов КЗ при повреждении изоляции между жилой и экраном (с учетом апериодической составляющей тока КЗ) по ГОСТ Р МЭК 60949.
В сетях с эффективно-заземлённой, глухо-заземленной и резистивно-заземленной через низкоомное сопротивление нейтралью расчетным является случай однофазного КЗ, повреждение находится в проектируемом кабеле.
В сетях с изолированной, комбинированной, компенсированной и резистивно-заземленной через высокоомное сопротивление нейтралью расчетным является ток двойного КЗ, одно из повреждений находится в проектируемом кабеле. При проектных расчётах следует принимать большее из двух значений токов КЗ в зависимости от места повреждения кабеля (в начале КЛ или в конце).
Для снижения потерь при протекании наведённых токов следует применять специальные схемы деления, соединения (транспозиции) и заземления металлических экранов по. Выбранная схема должна проверяться на не превышение допустимых напряжений в экранах в рабочем и аварийных режимах.
В рабочем режиме напряжения на экранах кабеля должны обеспечивать безопасную эксплуатацию пунктов транспозиции и концевых муфт.
В аварийных режимах напряжения на экранах кабеля должны соответствовать прочности изоляции наружной оболочки кабельных линий и характеристикам кабельных муфт.
Для снижения напряжения на экранах при наличии технико-экономического обоснования возможна прокладка параллельно КЛ двухсторонне заземлённой шины.
Схемы обустройства должны учитывать возможность выноса опасных потенциалов через экраны кабелей.
Рубрика: Проектно-изыскательные работы
