Расчет токопроводящей жилы

Определяем ток нагрузки по жилам кабеля для заданной мощности энергии, передаваемой по кабелю P и номинальному линейному напряжению

Для переменного напряжения:

(7)

Для постоянного напряжения:

(8)

По справочным данным предварительно выбираем сечение жилы из табл. 2.

Таблица 2 – Длительно допустимые расчетные нагрузки для кабелей.
Кабели положены по треугольнику. Расчетная температура земли 15 , воздуха .

Марка кабеля	Напряжение, кВ	Сечение жил,	Допустимые токи нагрузки, А
			прокладка в воздухе	прокладка в земле
				одноцепные линии	двуцепные линии
МНСА	110	150	450	380	330
		270	620	510	545
		350	710	570	500
		500	860	660	575
		700	1010	750	640
	220	270	540	440	390
		350	615	500	430
		500	785	590	500
		700	860	650	545
	220	270	520	425	380
		400	630	495	450
		550	730	555	500
		800	830	615	540
МВДТ	380	550	690	490	-
		700	750	520	-
		1000	880	550	-
		1500	990	575	-
	525	500	650	435	-
		700	730	460	-
		1000	800	490	-
		1500	950	490	-

Определяем полное сечение жилы

Коэффициент заполнения жилы , изготовленной из профилированных проволок, выбираем равным 0,9, для жил, изготовленных из уплотненных сегментов - 0,84, для неуплотненных жил - 0,75.

По справочным данным из табл.3 выбираем радиус внутреннего канала в жиле

Таблица 3 – Диаметр центрального канала и толщина изоляции маслонаполненных кабелей

Марка кабеля	Напряжение, кВ	Сечение жил,	Допустимые токи нагрузки, А
			прокладка в воздухе	прокладка в земле
				одноцепные линии	двуцепные линии
МНСА	110	150	450	380	330
		270	620	510	545
		350	710	570	500
		500	860	660	575
		700	1010	750	640
	220	270	540	440	390
		350	615	500	430
		500	785	590	500
		700	860	650	545
	220	270	520	425	380
		400	630	495	450
		550	730	555	500
		800	830	615	540
МВДТ	380	550	690	490	-
		700	750	520	-
		1000	880	550	-
		1500	990	575	-
	525	500	650	435	-
		700	730	460	-
		1000	800	490	-
		1500	950	490	-

Радиус жилы без внутреннего канала определяем по формуле:

(9)

с внутренним каналом:

(10)

Рассчитываем электрическое сопротивление жилы постоянному току при максимально допустимой температуре жилы

(11)

где - удельное сопротивление металла жилы (для медной и аллюминевой проволоки соответственно 0,01724 и 0,0280 мкОм*м);

   - температурный коэффициент сопротивления I/;

   - коэффициент укрутки, равный 0,02-0,04;

При прокладке трех одножильных кабелей, расположенных по углам равностороннего треугольника, допустимый ток нагрузки вычисляется по формуле:

(12)

где - максимально допустимая температура, выбирается по табл.4;

- потери в изоляции, вычисляемые по (13);

- тепловые сопротивления изоляции, защитных покровов и грунта, вычисляемые по формулам (14), (15), (16);

- температура окружающей среды (в среднем 15).

Таблица 4 – Допустимые температуры маслонаполненных кабелей

Параметр	Напряжение, кВ
	110, 220	330-500
Длительно допустимая температура,	85	75
Кратковременно допустимая температура (не более 100ч в год)	90	80

(13)

Емкость при двухслойном градировании равна:

(14)

(15)

(16)

где и - удельное тепловое сопротивление изоляции и защитных покровов, ; (соответветственно 5, 6);

- толщина оболочки и защитных покровов.

(17)

где - удельное сопротивление грунта, (0,8-1,2);

L и - глубина прокладки и наружный диаметр кабеля.

Второе слагаемое в (17) обусловлено взаимным нагреванием кабелей.

При прокладке кабелей в одной плоскости для крайнего кабеля

(18)

для среднего кабеля:

(19)

где

(20)

(21)

(22)

где - расстояние между осями соответствующих кабелей,

  - расстояние между зеркальным отображением кабеля 1 до оси кабеля 2 и 3.

Для кабеля МВДТ допустимый ток нагрузки вычисляется по формуле:

(23)

где - тепловое сопротивление при прокладке в грунте или воздухе;

(24)

Тепловое сопротивление потоку тепла между экранами и трубопроводом S и складывается из параллельно соединенных сопротивлений собственного масла и теплового сопротивления потоку тепла вдоль металлических экранов (обычно принимается равное 2,3).

(25)

где и - внутренний диаметр трубы и наружный диаметр фазы кабельной линии;

B - удельное сопротивление теплопередачи от масла к поверхности кабеля и трубопровода (для кабельного масла В=0,0425 )

и - коэффициенты, учитывающие части поверхности кабеля и трубопровода, участвующие в теплопередачи.

При расположении фаз кабеля по вершинам равностороннего треугольника (вершиной вверх) =5/6 и =2/3

При заполнении трубы азотом под давлением коэффициент В принимается равным:

Таблица 5

Р, МПа	1,5	0,8	0,1
B,	0,050-0,052	0,065	0,100