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: