Определение индуктивных сопротивлений одножильных кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена напряжением до 1 кВ

Для расчета токов короткого замыкания, потерь напряжения и реактивной мощности в электрических сетях необходима информация об индуктивных сопротивлениях кабельных линий. В технической литературе отсутствуют точные параметры одножильных кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена напряжением до 1 кВ. Это приводит к неточностям в расчетах режимов электрических сетей. В статье рассматриваются вопросы определения индуктивности и индуктивного сопротивления линий электропередачи напряжением до 1 кВ, выполненных одножильными кабелями с изоляцией из сшитого полиэтилена. Произведен анализ формул для определения индуктивности, приводимых в разных литературных источниках, который показал существенное различие численных значений получаемых результатов расчета. Выявлена формула, обеспечивающая более достоверные расчеты индуктивности кабельных линий. Определено влияние на индуктивное сопротивление допустимого увеличения толщины изоляции и оболочки одножильного кабеля напряжением до 1 кВ с изоляцией из сшитого полиэтилена. Произведены расчеты индуктивности и индуктивного сопротивления одножильных кабелей при раскладке их по вершинам равностороннего и прямоугольного треугольников, а также в одной плоскости. Показано, что при расположении в плоскости с расстоянием между соседними кабелями, равным наружному диаметру кабеля, удельные индуктивности и индуктивные сопротивления в 1,7–1,8 раза больше, чем при расположении вплотную по треугольнику. При больших сечениях токопроводящих жил и в многоамперных установках имеют место поверхностный эффект и эффект близости, вследствие которых снижаются напряженность магнитного поля внутри жилы и ее индуктивность. Определены индуктивности и индуктивные сопротивления одножильных кабелей напряжением до 1 кВ с учетом влияния поверхностного эффекта и эффекта близости. Расчеты показали, что неучет указанных эффектов приводит к существенным погрешностям в определении индуктивных сопротивлений. Рассмотрено влияние на индуктивные сопротивления одножильных кабелей брони, выполненной из стальных лент. На иллюстративном примере показано, что индуктивное сопротивление бронированного кабеля с площадью сечения токопроводящей жилы 800 мм2 примерно в два раза больше, чем небронированного. Применение в трехфазных электрических сетях одножильных кабелей, бронированных стальными лентами, должно быть запрещено нормативными документами, поскольку такие кабели резко ухудшают эффективность систем электроснабжения.

1. Ветхов, П. С. Применение полиэтиленового кабеля среднего напряжения для промышленных предприятий / П. С. Ветхов // Промышленная энергетика. 2001. № 8. С. 16–20.

2. Невар, Г. А. Вопросы развития электрических сетей с применением кабелей с полимерной изоляцией / Г. А. Невар // Энергия и Менеджмент. 2010. № 4. С. 16–20.

3. Радкевич, В. Н. О применении одножильных кабелей напряжением до 1 кВ в системах электроснабжения промышленных предприятий / В. Н. Радкевич, В. В Сталович // Энергия и Менеджмент. 2017. № 6. С. 9–17.

4. Кабели силовые с пластмассовой изоляцией на номинальное напряжение 0,66; 1 и 3 кВ. Общие технические условия: ГОСТ 31996–2012. Введ. 01.01.2016. Минск: Госстандарт, Минск: БелГИСС, 2015. 34 c.

5. Инструкция по эксплуатации кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена на напряжение 6, 10, 20, 35 кВ. 2-е изд. Кольчугино: ОАО «Электрокабель» Кольчугинский завод», 2008. 38 с.

6. Инструкция по эксплуатации силовых кабельных линий. Часть 1. Кабельные линии напряжением до 35 кВ: РД 34.20.508. М.: Союзтехэнерго, 1980. 95 с.

7. Каменский, М. Силовые кабели 1–10 кВ с пластмассовой изоляцией. Расчет активного и индуктивного сопротивлений [Электронный ресурс] / М. Каменский, С. Холодный. Режим доступа: http://www.news.elteh.ru/arh/2005/34/15.php. Дата доступа: 17.07.2017.

8. Кабельные системы с изоляцией из сшитого полиэтилена [Электронный ресурс]. Режим доступа: www.tyret.ru/userfiles/file/doc/cable/XLPE Cable System Users Guide. Дата доступа: 17.03.2018.

9. Бачелис, Д. С. Электрические кабели, провода и шнуры / Д. С. Бачелис, Н. И. Белоруссов, А. Е. Саакян. М.: Энергия, 1971. 704 с.

10. Руководство по выбору, прокладке, монтажу, испытаниям и эксплуатации кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена на напряжение от 6 до 35 кВ: РД К28-003:2007. Харьков: ЗАО завод «Южкабель», 2007. 104 с.

11. Основы теории цепей / Г. В. Зевеке [и др.]. М.: Энергия, 1975. 752 с.

12. Дмитриев, М. В. Бронированные кабели 6–35 кВ. Проблемы и возможные решения [Электронный ресурс] / М. В. Дмитриев. Режим доступа: http://www.news.elteh.ru/arh/2015/96/08.php. Дата доступа: 25.08.2017.