Длительно допустимые токи нагрузки одножильных кабелей напряжением 10 кВ с изоляцией из сшитого полиэтилена различного конструктивного исполнения

На длительно допустимые токи нагрузки силовых кабелей влияет большое количество факторов, включая условия окружающей среды, способ прокладки, а также геометрические, тепловые и электрические характеристики конструкции кабеля. В каталогах производителей силовых кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена не уточняются значения длительно допустимых токов нагрузки, которые бы учитывали площадь поперечного сечения экрана, наличие алюмополимерной ленты и брони из алюминиевых проволок. Эти компоненты могут оказывать значительное воздействие на допустимую нагрузку из-за индуцированных в них токов при двустороннем заземлении, что ведет к дополнительному нагреву кабеля. Целью данной работы является анализ влияния вышеупомянутых факторов на длительно допустимые токи нагрузки. В работе представлены формулы для расчета длительно допустимого тока нагрузки, которые учитывают особенности конструкции рассматриваемых кабелей. Расчеты показали, что допустимая нагрузка при увеличении площади поперечного сечения экрана из номинального ряда на одну ступень может уменьшаться на 6 %. Введение алюмополимерной ленты в конструкцию кабеля изменяет допустимую нагрузку не более чем на 2 %, наличие брони может привести к уменьшению допустимой нагрузки до 18 % и ее увеличению до 13 % в зависимости от сечения жилы и экрана, способа и условий прокладки. Полученные результаты расчетов отличаются от данных из каталогов до 25 %. Погрешности указывают на необходимость расчета длительно допустимой токовой нагрузки кабелей, отличающихся своей конструкцией.

1. Короткевич, М. А. Эффективность применения кабелей напряжением 6–110 кВ с изоляцией из сшитого полиэтилена. Ч. 1 / М. А. Короткевич, С. И. Подгайский, А. В. Голомуздов // Энергетика. Изв. высш. учеб. заведений и энерг. объединений СНГ. 2017. Т. 60, № 5. С. 417–432. DOI: 10.21122/1029-7448-2017-60-5-417-432.

2. Короткевич, М. А. Эффективность применения кабелей напряжением 6–110 кВ с изоляцией из сшитого полиэтилена. Ч. 2 / М. А. Короткевич, С. И. Подгайский, А. В. Голомуздов // Энергетика. Изв. высш. учеб. заведений и энерг. объединений СНГ. 2017. Т. 60, № 6. С. 505–522. DOI: 10.21122/1029-7448-2017-60-6-505-522.

3. De Leon, F. Major Factors Affecting Cable Ampacity / F. de Leon // 2006 IEEE Power Engineering Society General Meeting. Montreal, QC, Canada, 2006. https://doi.org/10.1109/PES.2006.1708875.

4. Factors Affecting Current Ratings for Underground and Air Cable / S. H. Alwan [et al.] // International Journal of Energy and Power Engineering. 2016. Vol. 10, No 11. P. 1422–1428.

5. Metwally, I. A. Factors Influencing Ampacity and Temperature of Underground Power Cables / I. A. Metwally, A. H. Al-Badi, A. S. Al Farsi // Electrical Engineering. 2013. Vol. 95. P. 383–392. https://doi.org/10.1007/s00202-012-0271-5.

6. Каталог кабельно-проводниковой продукции. Витебск: Производственное объединение «Энергокомплект», 2023. 194 с.

7. Кабели с изоляцией из сшитого полиэтилена низкое и среднее напряжение до 35 кВ. М.: Завод «Москабель», 2023. 48 с.

8. Кабели силовые с изоляцией из сшитого полиэтилена на среднее напряжение. Каталог продукции. М.: ТД «Ункомтех», 2019. 40 с.

9. IEC 60287-1-1:2023. Electric cables – Calculation of the Current Rating. Part 1–1: Current Rating Equations (100 % Load Factor) and Calculation of Losses General [Electronic Resource]. Mode of access: https://standards.iteh.ai/catalog/standards/iec/164f72dc-b67a-496b-af43-97e28a944a7b/iec-60287-1-1-2023.

10. Силовые кабельные линии напряжением 6–110 кВ. Нормы проектирования по прокладке кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена пероксидной сшивки: ТКП 611–2017. Минск: Мин-во энергетики Республики Беларусь, 2017. 103 с.

11. Подгайский, С. И. Силовые электрические кабели с изоляцией из сшитого полиэтилена: дис. ... канд. техн. наук: 05.14.02 / С. И. Подгайский; Белорусский национальный технический университет. Минск, 2022. 154 с.

12. IEC 60502-2:2014. Power Cables with Extruded Insulation and their Accessories for Rated Voltages from 1 kV (Um = 1,2 kV) up to 30 kV (Um = 36 kV). Part 2: Cables for Rated Voltages from 6 kV (Um = 7,2 kV) up to 30 kV (Um = 36 kV). [Electronic Resource]. Mode of access: https://standards.iteh.ai/catalog/standards/iec/822b961a-7509-42d8-907a-9fbbb79baad9/iec-60502-2-2014.

13. Thue, W. A. Electrical Power Cable Engineering / W. A. Thue. Third Ed. CRC Press, 2011. 463 p.

14. Ларина, Э. Т. Силовые кабели и высоковольтные кабельные линии / Э. Т. Ларина. Изд. 2-е, перераб. и доп. М.: Энергоатомиздат, 1996. 448 с.

15. IEC 60287-2-1:2023. Calculation of the Current Rating. Part 2–1: Thermal Resistance – Calculation of Thermal Resistance [Electronic Resource]. Mode of access: https://standards.iteh.ai/catalog/standards/iec/9a2a6795-afb1-4194-97ae-9eef8d36e808/iec-60287-2-1-2023.