- •Л.А. Ковригин основы кабельной техники
- •Пермь 2009
- •1. Токопроводящие жилы кабелей
- •Классы гибкости
- •1. Расчет конструкции силового кабеля с секторными жилами
- •1.2. Круглые скрученные токопроводящие жилы
- •1.3. Сопротивление токопроводящей жилы постоянному и переменному току
- •Электрический расчет изоляции
- •Расчет толщины изоляции кабеля переменного тока
- •Кабель с градированной изоляцией
- •2. 3. Расчет кабеля постоянного тока
- •Тепловой расчет кабеля
- •3.1. Расчет тепловых сопротивлений конструктивных элементов кабеля и окружающей среды
- •3.2. Расчет допустимого тока нагрузки при отсутствии потерь в изоляции и оболочках кабеля
- •3.3. Расчет допустимого тока нагрузки при наличии потерь в изоляции кабеля
- •3.4. Расчет допустимого тока нагрузки при наличии потерь в оболочках кабеля
- •Площадь поперечного сечения оболочки Sоб равна:
- •3.5. Расчет допустимого тока нагрузки трехжильного кабеля
- •Расчет кривой нагрева
- •3.7. Расчет тока перегрузки
- •Расчет тока короткого замыкания
- •3.9. Расчет распределения температуры по элементам конструкции кабеля
- •1. Токопроводящие жилы кабелей……………………..……………….1
Кабель с градированной изоляцией
Двухслойное градирование
В том случае, если изоляция неоднородна, например, имеются два слоя с диэлектрическими проницаемостями 1 и 2 (рис. 2.1), на границе раздела слоев возникает заряд. Это приводит к скачку напряженности электрического поля (рис.2.3). Напряженность изменяется по радиусу:
1) в первом слое ; 2) во втором слое , (2.4)
где .
Рис. 2.2. Кабель с изоляцией Рис. 2.3. Скачек напряженности
из двух слоев электрического поля
Существуют два способа градирования. В первом способе уменьшается напряженность электрического поля на жиле r0 (рис. 2.4); во втором способе сохраняется прежняя напряженность электрического поля на жиле, в результате чего уменьшается радиус кабеля от r2 до r3 (рис. 2.5).
Рис. 2.4. Первый способ градирования
До градирования (рис. 2.2) напряженность электрического поля изменялась по кривой 1 – 7 . После градирования напряженность на жиле (т. 1) уменьшилась (т. 2). Напряжение в первом слое уменьшилось на величину пропорциональную площади S1, во втором слое напряжение возросло на S2, причем S1= S2, так как суммарное напряжение осталось U0. После градирования напряженность изменяется по кривой 2 – 5 –3 – 6 .
Рис. 2.5. Второй способ градирования
До градирования по второму способу (рис. 2.5) напряженность распределялась по кривой 1 – 6. После градирования напряженность на жиле (т. 1) осталась без изменений, однако радиус кабеля уменьшился от r2 до r3. После градирования напряженность распределялась по кривой 1 – 3 – 2 – 4. Напряжение на кабеле осталось прежним U0, поэтому S1= S2.
Порядок расчета
Дано:
класс напряжения – Uл, кВ,
сечение токопроводящей жилы S, мм2.
Находим в литературных источниках:
- допустимую напряженность электрического поля в первом E1 и втором E2 слоях ([2], стр. 88), например, E1=9,2 кВ/мм, E2=8,6 кВ/мм ;
- диэлектрическую проницаемость первого ε1 и второго ε2 слоев ([2], стр. 88), например, ε1=4,3 ε2=3,5.
Определяется напряжение, которое фактически воздействует на изоляцию, по формуле (2.1) и табл. 3.
Рассчитываем токопроводящую жилу в соответствии с разделом 1.2.
Вычисляются коэффициенты k и f:
, (2.6)
Вычисляется радиус первого слоя:
. (2.7)
7. Вычисляется радиус второго слоя:
(2.8)
Строим кривую распределения напряженности электрического поля до градирования по формуле:
. (2.9)
Строим кривую распределения напряженности электрического поля в первом слое после градирования по формуле:
(2.10)
Строим кривую распределения напряженности электрического поля после градирования во втором слое по формуле:
(2.11)