Вся информация на сайте предназначена только для специалистов кабельной отрасли, энергетики и электротехники.
+
 

Интернет-учебник по расчету кабельной продукции

Приближенный расчет кабелей с нерадиальным электрическим полем

В трехжильных кабелях с неэкранированным изолированными жилами и в кабелях с жилой некруглой формы имеет место нерадиальное электрическое поле, точный расчет которого сложен. В таких конфигурациях тангенциальные составляющие img способствуют развитию скользящих разрядов. Допустимое значение img должно быть в 8-10 раз меньше img. Поэтому в кабелях на Uimg 20 кВ изолированные жилы экранируют, создавая тем самым радиальное электрическое поле.

При U img 6 кВ толщина изоляции определяется, в основном, ее механическими характеристиками, и напряжения электрической изоляции в таких кабелях обычно ниже допустимой для данного типа изоляции. В этом случае производится лишь проверка электрической прочности по приближенным формулам.

img

В трехжильном кабеле с круглыми жилами и поясной изоляцией (рис. 5) в момент, когда трехфазное напряжение между жилами 1 и 2 равно линейному img, наибольшая напряженность поля имеет место в точке "а". Когда фазное напряжение img на жиле 1 наибольшее, жилы 2 и 3 имеют потенциалы, равные минус 0,5 img. В этом случае наибольшая напряженность поля будет в точке "b". Максимальная напряженность электрического поля приближенно рассчитывается по формуле:

img (45)
где img - толщина жильной изоляции, мм;

img - радиус жилы, мм;

img.

Наибольшая напряженность поля в точке "а" вычисляется как поле для параллельных цилиндров, пренебрегая влиянием оболочки кабеля:

img (46)
где img. Для N = 1,1-2,0 результаты, полученные по (45), превышают результаты по (46) не более чем на 4%.
img

В трехжильных кабелях с секторными жилами поверочный расчет Е производится для трех характерных точек: а, с, k.

В точке "а" наибольшую напряженность электрического поля Е можно вычислить по формуле для одножильного кабеля, принимая вместо радиуса жилы радиус закругления секторной жилы (радиус по скрутке) img и вместо радиуса по жильной изоляции - радиус по поясной изоляции:

img (47)
где img - толщина поясной изоляции.

Напряженность электрического поля у внутреннего ребра жилы вычисляется по формуле (47), в которую вместо радиуса жилы подставляется радиус закругления внутреннего (центрального) ребра сектора (img на рис. 6), а толщина изоляции принимается равной расстоянию от точки k до оси кабеля (на оси кабеля потенциал равен нулю):

img (48)

Приближенное значение E между внешними ребрами двух жил (точка с) находится при img по формуле (47) для двух параллельных цилиндров. При этом вместо img подставляем img, а вместо R - сумму img: img. Общий коэффициент запаса выбирается в пределах 3,5 - 4.

Для кабелей с отдельно экранированными секторными жилами Е в точке "а" вычисляется по формуле:

img (49)
а в точках "с" и "k"

img (50)
где r - радиус закругления сектора в точке "с" или "k".

У кабелей с жилами эллиптической формы наибольшая напряженность поля соответствует точке "А" и

img

img (51)
где img - радиус кривизны в точке А равный img.

Любая неровная поверхность жилы создает местные изменения Е, в том числе, и в самом ответственном месте изоляции. Для исключения таких искажений применяют полупроводящие экраны.

Если круглая жила не экранирована и скручена из круглых проволок, то местную напряженность электрического поля можно вычислить по формуле:

img (52)
где img, m - число проволок во внешнем повиве жил. Формула (52) справедлива, когда в наружном повиве имеется не менее 12 проволок. Предельное увеличение Е за счет "проволочности" жилы достигает 30%.
Нужен кабель? Оформи заявку бесплатно