1. Beregning af effektfrekvensinduceret spænding af enkeltkernet kabelmetalkappe
Når kerneledningen til enkeltkernekablet passerer strøm under påvirkning af det vekslende elektriske felt, skal metalafskærmningslaget fremkalde en vis elektromotorisk kraft. Når tre-kernekablet har en afbalanceret belastning, overlejres den trefasede strømvektor og det inducerede potentiale på nulmetalskærmen til nul, så begge ender kan jordes. Der er en vis afstand mellem hver fase af single-core kablet, og det inducerede potentiale kan ikke annulleres. Størrelsen af den inducerede spænding af metalafskærmningslaget er proportional med kablets længde og kernens belastningsstrøm og er også relateret til kabelarrangementets centerafstand og den gennemsnitlige diameter af metalafskærmningslaget.
1. Når kablerne er anbragt i en ligesidet trekant, kan den inducerede spænding pr. længdeenhed af metalskærmen beregnes efter følgende formel:
Formel 1 I---Belastningsstrøm, S---Kabels centerafstand, D---Gennemsnitlig diameter på kabelmetalafskærmningslag
Ved at tage YJSY-8.7 / 15kV-1×300 mm, 2 enkeltkernekabel som et eksempel er den gennemsnitlige diameter på kabelafskærmningslaget 40 mm, og tykkelsen af PVC-kappen er 3,6 mm. Når kablerne er arrangeret i form af "pin", og belastningsstrømmen er 200A, beregnes kablet som et kabel. Den inducerede spænding af kappen er 10, 7 volt pr. Kilometer. 2. Når trefasekablerne er anbragt vandret, er afstanden mellem kablerne ens, og metalskærmens inducerede spænding pr. længdeenhed kan beregnes som følger:
Formler 2, 3 og 4 Når trefasekablerne er arrangeret vandret, og andre forhold er de samme som 1, er den inducerede spænding i sidefasen 16,9 volt pr. Kilometer, og den inducerede spænding i den midterste fase er 10,7 volt pr. Kilometer; når kabelafstanden er 200 mm , beregnes det, at den inducerede spænding i sidefasen er 36,1 volt pr. kilometer, og den inducerede spænding i den midterste fase er 31 volt pr. kilometer. Den sidefaseinducerede spænding er højere end den mellemfaseinducerede spænding.
Af ovenstående beregning kan det ses, at:
(1) Når kabellængden og arbejdsstrømmen er stor, kan den inducerede spænding nå en stor værdi.
(2) Når kablerne er anbragt i en tæt trekant, er den inducerede spænding den mindste. Når afstanden mellem kablerne øges, og den relative position ændres, ændres den inducerede spænding tilsvarende. Derudover vil lægningen af kabler med flere kredsløb i samme vej også påvirke den inducerede spænding.
2. Måling og analyse af afskærmningslagets cirkulationsstrøm
Når begge ender er direkte jordforbundet, genereres en cirkulerende strøm i afskærmningslaget på grund af den elektromagnetiske induktionsspænding. Størrelsen af den cirkulerende strøm er hovedsageligt relateret til selvinduktansimpedansen og den gensidige induktansimpedans af afskærmningslaget. Det vil sige, det er relateret til modstanden af afskærmningslaget, diameteren, afstanden mellem kablerne osv.
På nuværende tidspunkt har den enkelte længde på 300 mm2 enkeltkernekabel, der anvendes i Dalian, været mere end 200 kilometer. Kabellægningsmetoden er hovedsageligt direkte nedgravning og beskyttet af betonriller. Alle metalafskærmningslag er jordet i begge ender. Linjen målt nedenfor er hovedlinjen i kablet lagt langs Jiefang Road. Det trefasede kabel er bundet i en "stift" form med en kabelbinding hver 3-3,5 meter, og nogle af kernerne mellem de to bindingspunkter spredes ud og placeres vandret. To kabler lægges side om side i hver betontank. Vi har målt cirkulationsstrømmen af kabelafskærmningslaget på Jiefang Road. De målte cirkulerende strømværdier er vist i nedenstående tabel.
Formular 1 T
i stand til 1. Tabel 1 Linjenavn Victory Line Honggang Line Taoyuan Line Lingqian Line
Belastningsstrøm (A) 160 50 100 140
Kabellængde (m) 125 125 298 1059 cirkulerende strømværdi (A/B/C)
(A) 23/26/28 10/9/10 10/11/11 16/17/16
Det kan ses af den målte værdi, at cirkulationsstrømmen når 10-20% af belastningsstrømmen. Eksistensen af afskærmningslagets cirkulationsstrøm får afskærmningslaget til at varme op og miste strøm, hvilket reducerer kablets transmissionskapacitet. Derfor er det nødvendigt at træffe foranstaltninger til at reducere eller eliminere denne cirkulerende strøm.
Den målte værdi afspejler også, at den cirkulerende strømværdi ikke stiger absolut med stigningen i kabellængde og belastningsstrøm. Det viser, at indflydelsen af kablets tre-kernearrangement på den inducerede spænding ikke kan ignoreres.
3. Valg af jordforbindelse af metalafskærmning
1. Brug metoden til direkte jordforbindelse i begge ender
Når de to ender af metalkappen på et 10kV enkeltkernekabel er jordforbundet, er cirkulationsstrømmen ikke for stor, fordi impedansen af kappen ikke er så lille som for kabler over 35 kV. Ifølge relevante oplysninger, når begge ender af et højspændingskabel over 35 kV er jordforbundet, kan kappens cirkulationsstrøm nå 50% -90% af kernestrømmen, hvilket vil få kappen til at varme op og alvorligt reducere kablets strømførende kapacitet. Der er mere konstruktionserfaring i vejen for jordforbindelse i begge ender af metalkappen på 10 kV enkeltkernekabel. Der er mange 10 kV kabelsløjfer, og direkte jordforbindelse reducerer konfigurationen og vedligeholdelsen af hjælpeudstyr og er også sikrere for operatørerne. Derfor har brugen af jordforbindelse i begge ender visse fordele. Fortsæt med at bruge metoden til direkte jordforbindelse i begge ender, og den inducerede spænding af kappen skal reduceres så meget som muligt for at få linjetabet til at nå et acceptabelt niveau for drift. Den mere effektive måde er at holde de trefasede kerner tæt på det ligesidede trekantarrangement. Når kablerne er lagt, skal du binde dem med ikke-ferromagnetiske kabelbindere hver 1. meter.
2. En ende jordforbindelse metode En ende jordforbindelse betyder, at metalskærmen i den ene ende af kabelledningen er direkte jordforbundet, og metalskærmen i den anden ende er åben for jorden og ikke sammenkoblet. Generelt skal den jordes i den ene ende af forbindelsesenden af luftledningen for at reducere overspændingen, når linjen rammes af lynnedslag. Efter at den ene ende er jordforbundet, kan kappens cirkulerende strøm elimineres, og linjetabet kan reduceres. De åbne ender har imidlertid induceret spændinger under normal drift. Under lynnedslag og operationer kan der forekomme høje impulsoverspændinger i de åbne ender af metalskærme. Når der opstår en kortslutningsulykke i systemet, og kortslutningsstrømmen strømmer gennem kerneledningen, kan der også forekomme en høj effektfrekvensinduceret spænding i den uafrundede ende af metalskærmen. Når kablets ydre kappe ikke kan modstå denne overspænding og er beskadiget, vil det forårsage multipunktsjordforbindelse af metalkappen. Derfor bør denne metode anvendes, når linjeafstanden er kort, og den normale inducerede spænding på ethvert ikke-jordet sted på metalkappen er lille.
3. Den ene ende er jordforbundet, og den anden ende er jordet af en kappebeskytter. For at forhindre overspændingen i den åbne ende af metalskærmen i at trænge ind i den ydre kappe, når den ene ende af metalskærmen er jordforbundet, er installation af en kappebeskytter i den åbne ende en effektiv foranstaltning for at begrænse overspændingen af kappen. Beskyttere udviser højere modstand under normale driftsforhold. Når der er en impulsoverspænding på kappen, præsenterer beskytteren en lille modstand. På dette tidspunkt er spændingen, der virker på metalkappen, beskytterens restspænding.
IV. KONKLUSIONER OG HENSTILLINGER
1. I storbyer og økonomisk udviklede byer, hvor belastningstætheden er høj, og det 10KV tre-core 240mm2XLPE-isolerede kabel ikke kan opfylde kravene til strømforsyningskapacitet, bør enkeltkernekabler på 300, 400, 500 mm2 og derover bruges til at øge strømforsyningskapaciteten. Metalafskærmningslaget på enkeltkernekablet skal antage en tyndt viklet kobbertrådstruktur, og dets tværsnit bestemmes i henhold til den tofasede kortslutningsstrømværdi på forskellige punkter i installationssystemet. Dalian er en 35 mm2 kobberleder. Brugen af enkeltkernekabler kan i høj grad reducere antallet af samlinger i linjen og ændre trefasesamlingerne til enfasede samlinger, hvilket gør fugeforseglingen enklere og mere pålidelig.
2. I betragtning af at reducere metalskærmens inducerede spænding eller reducere cirkulationsstrømmen, skal enkeltkernekablet arrangeres i en ligesidet trekant med den ydre kappe tæt på hinanden, og det XLPE-isolerede kabel med et ledertværsnit på 240 mm2 - 300 mm2 skal fastgøres med ikke-magnetiske bånd med intervaller på 1M. For sektioner på 400 mm2 og derover kan tilspændingsintervallet passende forstørres, men tykkelsen eller bredden af kabelbinderen skal styrkes. Tæt på det ligesidede trekantarrangement er det mere velegnet til at arrangere kabler på kabelgrave eller tunnelstøtter.
3. Ud fra overvejelserne om at eliminere cirkulationsstrømstabet og ikke reducere kablets strømbæreevne bør jordforbindelsesmetoden i den ene ende af kablets metalafskærmningslag anbefales.
4. Den ene ende af metalafskærmningslaget er jordforbundet, og den beregnede og målte inducerede spænding i den ikke-jordede ende må ikke overstige 50V; hvis den er større end 50V, skal der installeres en kappebeskytter.
5. Til direkte nedgravning, især hvor grundvandsstanden er høj, bør PE ydre kappe eller anden elastomer (neopren, chlorosulfoneret polyethylen eller lignende polymerbaseret) kappeblanding anvendes, kode (SE) ).
