Таблицы продолжительно допустимых токов для кабелей стандартных сечений составлены для случаев прокладки одиночного кабеля в земле, при температуре земли +15оС, и для одиночного кабеля , проложено на открытом воздухе ,при температуре воздуха +25оС [3,9].
В этом случае, когда условия прокладки и остывания кабелей отличаются от принятых, вводятся поправочные коэффициенты на число вблизи проложенных в земле кабелей , таблица 5.3 и на температуру окружающей среды , таблица 5.4.
Таблица 5.3 — Поправочный коэффициент на количество работающих кабелей, лежащих вблизи в земле.
Коэффициент при количестве кабелей
Таблица 5.4 — Поправочные коэффициенты на токи кабелей и шин зависимо от температуры земли и воздуха.
Нормирован-ная температу-ра жил, оС
Поправочные коэффициенты на токи при расчетной температуре среды, °С
Таким макаром, условие выбора кабеля по допустимому току имеет вид
, (5.4)
где — количество параллельно работающих кабелей;
— допустимый ток 1-го кабеля.
Если потребители питаются по нескольким параллельным кабелям, то выбор кабелей нужно создавать по утяжеленному режиму, когда один из кабелей отключен, т.е.
, (5.5)
где — коэффициент аварийной перегрузки кабеля, который для кабелей с картонной изоляцией берётся из таблицы 5.5.
Таблица 5.5 — Допустимые перегрузки кабелей с картонной изоляцией напряжением до 10 кВ в аварийных режимах.
Вид прокладки кабеля
Допустимая перегрузка по отношению к номинальной при продолжительности максимума , ч
В трубах в земле
В трубах в земле
Если используются кабели с полиэтиленовой изоляцией, то на время ликвидации послеаварийного режима допускается их перегрузка до 10%. Для кабелей с поливинилхлоридной изоляцией допускается перегрузка до 15% от номинальной. При всем этом обозначенная перегрузка кабелей допускается на время максимумов нагрузки длительностью менее 6ч в день в течение 5 суток, если нагрузка в другие периоды времени не превосходит номинальной [3].
5.3 Примеры выбора и проверки кабелей
Пример 5.1 Выбрать кабель для питания электродвигателя собственных нужд ВАО 630М6 с . Кабель прокладывается снутри сырого канала с температурой окружающего воздуха . Изначальное значение повторяющейся составляющей тока КЗ от наружной сетиа от эквивалентного электродвигателя .
В цепи кабеля установлен выключатель ВМП-10-320 с . Полное время отключения КЗ .
Для питания электродвигателя, согласно таблице 5.1, принимаем трехжильный кабель марки ААШв, .
Экономическое сечение кабеля равно
,
где для кабелей с картонной изоляцией и дюралевыми жилами, , согласно таблице 4.18.
Совсем принимаем трехжильный кабель ААШв 3х50 мм2 с , в согласовании с таблицей 5.2.
Определим допустимый ток кабеля с учетом поправочного коэффициента на температуру окружающего воздуха.
Согласно таблице 5.4, для температуры окружающей среды и нормированной температуре жил 650С, коэффициент .
.
Для проверки кабеля на тепловую стойкость определим квадратичный импульс тока КЗ . Согласно [2], при , квадратичный импульс тока КЗ определяется по выражению
где — неизменная времени апериодической составляющей тока эквивалентного электродвигателя, которая принимается в согласовании с [1];
— неизменная времени апериодической составляющей тока наружной сети, которая принимается в согласовании с таблицей 1.1;
— относительный термический импульс тока КЗ от повторяющейся составляющей тока эквивалентного электродвигателя определяемый по кривой рисунка 1.3,а;
— относительный токовый импульс от эквивалентного электродвигателя, который определяется по кривым рисунка 1.3,б.
Для момента времени отключения КЗ по кривым рисунка 1.3 имеем . Тогда квадратичный импульс тока КЗ равен
Малое сечение кабеля по тепловой стойкости согласно (4.6)
,
где по таблице 4.2 для кабелей с дюралевыми жилами напряжением до 10 кВ.
Так как , то принимаем к установке кабель сечением 120 мм2.
Пример 5.2 Избрать кабель для питания потребителя с критической нагрузкой при напряжении и . B обычном режиме работы питание потребителя осуществляется по двум кабелям, длиной 100 м каждый, резервирующими друг дружку и проложенными в земле в одной траншее. Температура земли . Длительность применения максимума нагрузки . В течение суток критическая нагрузка длится 3 ч. Ток К3 на шинах 6 кВ, к которым подключены кабели . Время отключения К3 .
Определим рабочий ток в каждом кабеле в обычном режиме работы:
.
При , согласно таблицы 4.18, для кабелей с картонной изоляцией и дюралевыми жилами .
Экономическое сечение каждого из кабелей равно
.
Принимаем, в согласовании с таблицей 5.1, два трехжильных кабеля марки ААШв 3´185 мм2 с при температуре земли +150С, согласно таблицы 5.2.
Определим действительный допустимый ток кабеля с учетом поправочного коэффициента на температуру земли и коэффициента , учитывающего число вблизи проложенных кабелей. Для температуры земли +20оС и нормированной температуры жил кабеля +65оС поправочный коэффициент согласно таблице 5.4 равен 0,95. Коэффициент , учитывающий число вблизи проложенных кабелей, согласно таблицы 5.3, равен 0,92 при расстоянии между кабелями в свету 200 мм.
.
При выключении 1-го кабеля в другом кабеле будет протекать ток равный
Допустимый ток 1-го кабеля с учетом аварийной перегрузки определим по формуле (5.5)
,
где – коэффициент аварийной перегрузки кабеля, который определяется по таблице 5.5 для и коэффициента подготовительной нагрузки кабеля
.
Для кабеля проложенного в земле при коэффициенте и коэффициент аварийной перегрузки.
Фактическая перегрузка в часы максимума в форсированном режиме составляет
.
Таким макаром, кабель сечением 3´185 мм2 не удовлетворяет условию нагрева в форсированном режиме.
Принимаем, согласно таблицы 5.2, два кабеля сечением 3´240 мм2 c допустимым током каждого кабеля .
Действительный допустимый ток 1-го кабеля с учетом поправочных коэффициентов и составляет
.
Коэффициент подготовительной нагрузки кабеля равен
.
Для и ч согласно таблицы 5.5 коэффициент аварийной перегрузки .
Фактическая перегрузка в часы максимума в форсированном режиме составляет
,
что меньше допустимой перегрузки.
Совсем принимаем для питания потребителя два кабеля типа ААШв 3´240 мм2.
Для проверки кабеля на тепловую стойкость определим, согласно [3],ток КЗ за пучком из 2-ух кабелей.
Результирующее сопротивление до шин 6 кВ, от которых питается по избранным кабелям потребитель, составляет
.
Индуктивное и активное сопротивления кабелей равны
;
,
где и берутся из таблицы 5.2.
С учётом параллельного соединения кабелей полное результирующее сопротивление до места КЗ равно
Ток КЗ за пучком кабелей равен
.
По каждому кабелю протекает ток КЗ равный 5,54 кА.
Термический импульс тока КЗ при всем этом равен
.
Малое сечение кабеля по тепловой стойкости
.
Таким макаром, принятые к установке кабели ААШв 3´240 мм2 термически стойкие.
