Parametry i schematy

zastępcze linii kablowych

Marcin Luba

Linia kablowa – przewód elektroenergetyczny
składający się z jednej lub więcej żył izolowanych,
połączony z osprzętem kablowym łączący ze sobą
zaciski urządzeń elektrycznych. Linie kablowe
mogą być budowane zarówno dla prądu stałego
jak i przemiennego. Kabel układany może być w
ziemi, pod wodą i w pomieszczeniach: kanałach i
tunelach kablowych lub zawieszany. Sposób
ułożenia kabla wpływa na jego obciążalność.

Schemat zastępczy i

parametry linii

Linie kablowe – podstawowe

elementy

• Kable elektroenergetyczne
• Osprzęt do łączenia i wykonywania

zakończeń kabli (mufy, głowice)

• Złączki i końcówki
• Urządzenia do utrzymywania i

kontroli ciśnienia oleju w kablach
olejowych

Kabel i jego elementy

• Żyły robocze – wykonywane z aluminium lub miedzi
• Izolacja żył – wykonana z papieru nasyconego olejem

mineralnym, z polwinitu, polietylenu lub z gumy
etylenowo-propylenowej

• Powłoka ochronna – zapobiega wnikaniu wilgoci do

kabla

• Pancerz – osłona mechaniczna wykonana z taśm lub

drutów stalowych

• Żyła powrotna – służy do przewodzenia prądów

zakłóceniowych

• Osłona ochronna – zewnętrzna warstwa antykorozyjna

Konstrukcje kabli

Ze względu na ilość żył:
• Jednożyłowe
• Wielożyłowe

Ze względu na uszczelnienie wewnątrz
kabla:
• Wzdłużne (U)
• Promieniowe (R)

Rodzaje izolacji i ich

właściwości

Sposoby ułożenia kabli

jednożyłowych

Sposoby uziemiania ekranów

metalicznych

Impedancja składowej zgodnej

linii kablowej

Strata napięcia w żyle roboczej kabla przy jego

symetrycznym

obciążeniu w układzie trójkątnym uziemionym

dwustronnie:

Stąd impedancja zgodna:

Impedancja składowej zerowej

linii kablowej

Strata napięcia w żyle roboczej kabla przy przepływie przez

kabel

prądów zerowych w układzie trójkątnym uziemionym

dwustronnie:

Wykorzystując zależność na prąd zerowy indukowany w żyłach
powrotnych:

Dostajemy zależność na impedancję zerową:

Współczynnik redukcyjny

ekranów metalicznych

Wykorzystując zależność:

Dostajemy ostatecznie:

Pojemność jednostkowa i straty

dielektryczne kabli

Pojemność jednostkowa dla kabla jednożyłowego:

gdzie:

Straty dielektryczne w izolacji:

Gdzie: U

0

jest napięciem fazowym a straty dotyczą

pojedynczego kabla jednożyłowego

Zadanie obliczeniowe

Obliczyć napięcie, prąd indukowany w żyłach powrotnych i straty
dielektryczne w izolacji linii kablowej 110 kV typu HXCHBMK
1x800/120 mm

2

ułożonej w ziemi w układzie trójkątnym na styk oraz w

układzie płaskim z odstępem 200 mm między osiami kabli.

Rezystancje w temperaturze 20

o

C wynoszą:

R

Ż20

=0,0252 R

P20

=0,153

Charakterystyczne średnice:
dż=34,7mm di

1

=38,4mm di

2

=66,4mm dp=71,3 mm d=81mm

W układzie trójkątnym odległość między osiami kabli:
D=1,1x81mm=89,1mm

Rozwiązanie – układ

trójkątny

Dla układu trójkątnego reaktancja jednostkowa żył

powrotnych:

Współczynnik strat dodatkowych w temperaturze 20

o

C:

Współczynnik strat dodatkowych przy temperaturze żył

roboczych

90

o

C a żył powrotnych 80

o

C:

Rozwiązanie – układ trójkątny

c.d.

Straty w 3 żyłach roboczych kabli przy prądzie obciążenia 1000 A:

Natomiast straty w 3 żyłach powrotnych:

Stąd prąd w żyłach powrotnych:

Napięcie indukowane wynosi:

Pojemność jednostkowa kabli:

A straty dielektryczne w izolacji 3 kabli:

Rozwiązanie – układ płaski

napięcie indukowane w żyle powrotnej kabla środkowego:

Napięcia indukowane w kablach skrajnych:

Po przekształceniach:

Biorąc pod uwagę średnią geometryczną odległość między

osiami kabli

otrzymujemy:

Rozwiązanie – układ płaski

c.d.

Współczynnik strat dodatkowych przy pełnym nagrzaniu kabli

wynosi:

Straty w 3 żyłach roboczych kabli przy prądzie obciążenia

1000 A:

Natomiast straty w 3 żyłach powrotnych:

Stąd prąd indukowany w żyłach powrotnych: