Нагрузок в условиях эксплуатации

 

1. Температура нагрева жил кабеля определяется по результатам измерений по формуле

J_ж = J_бр + DJ,

где J_бр - температура на бронеленте (оболочке или шланге) кабеля, измеренная при опыте, °С;

DJ - разность температуры между бронелентой (оболочкой или шлангом) кабеля и жилами кабеля.

Разность температуры может быть определена по формуле

где n - число жил кабеля;

I _оп - длительная максимальная нагрузка кабеля, измеренная при опыте, А;

r₂₀ - удельное электрическое сопротивление жилы кабеля при температуре +20°С, Ом×(мм²/см) (для меди 17,93×10^-5, для алюминия 29,4×10^-5);

S - сечение жилы кабеля, мм²;

Т _к - сумма тепловых сопротивлений изоляции и защитных покровов кабеля, °С×(см/Вт);

К _р - поправочный коэффициент для приведения электрического сопротивления к расчетной температуре (при прокладке в воздухе 1,02, в земле 0,98);

a - температурный коэффициент сопротивления токопроводящей жилы, °С^-1 (для меди 0,0039, для алюминия 0,0040);

J_доп - длительно допустимая температура нагрева жил,°С (см. табл. 1.1);

J_окр - температура окружающей среды, измеренная при опыте, °С.

2. Разность температуры DJ для кабелей с бумажной изоляцией с алюминиевыми жилами с различной степенью старения может быть определена также по номограммам:

- для кабелей на напряжение 6-35 кВ (находящихся в эксплуатации до 10 лет) по номограммам, приведенным на рис. П7.1-П7.3);

- для кабелей на напряжение 6-10 кВ (находящихся в эксплуатации от 10 до 25 лет) по номограммам, приведенным на рис. П7.4 и П7.5.

3. Для кабелей с бумажной изоляцией и медными жилами разности температуры должны быть соответственно уменьшены в 1,7 раза.

4. Для кабелей с бумажной изоляцией на напряжение 3-10 кВ, находящихся в эксплуатации более 25 лет, а также для кабелей, длительное время (более 5 лет) работавших в тяжелых условиях, явившихся причиной заметного осушения изоляции, значения тепловых сопротивлений приведены в табл. П7.1.

5. По определенным опытным путем температурам нагрева жил кабелей J_ж и соответствующих им токов нагрузки I _оп и температур окружающей среды J_окр допустимая нагрузка может быть скорректирована для действительных эксплуатационных условий по выражению

где DJ_оп = J_ж - J_окр.оп - превышение температуры жилы над температурой окружающей среды, измеренной во время опыта, °С;

DJ_доп = J_доп - J_{окр.расч} - длительно допустимое превышение температуры жилы над расчетной температурой окружающей среды, °С.

 

Рис. П7.1. Разность температур между бронелентами (оболочкой или шлангом) и алюминиевыми жилами новых кабелей 6 кВ	Рис. П7.2. Разность температур между бронелентами (оболочкой или шлангом) и алюминиевыми жилами новых кабелей 10 кВ

 

 

Рис. П7.3. Разность температур между бронелентами и алюминиевыми

жилами кабелей 35 кВ

 

Рис. П7.4. Разность температур между бронелентами (оболочкой или шлангом) и алюминиевыми жилами кабелей 6 кВ, находящихся в эксплуатации от 10 до 25 лет	Рис. П7.5. Разность температур между бронелентами (оболочкой или шлангом) и алюминиевыми жилами кабелей 10 кВ, находящихся в эксплуатации от 10 до 25 лет

 

Таблица П7.1

 

Тепловые сопротивления изоляции Т _из и слоя наружных покровов Т _н.п для

трехжильных кабелей 3, 6, 10 кВ с заметно осушенной изоляцией, °С × (см/Вт)

 

Напряжение кабеля, кВ	Слой	Тепловые сопротивления изоляции кабелей с сечением жилы, мм2
		16	25	35	50	70	95	120	150	185	240
3	Изоляция	68	51	45	38	34	29	26	24	21	19
	Наружные покровы	35	33	31	28	25	22	21	20	19	18
6	Изоляция	83	73	64	58	50	42	37	32	30	30
	Наружные покровы	31	30	25	24	22	20	18	18	18	17
10	Изоляция	101	89	82	72	66	57	51	47	43	37
	Наружные покровы	25	24	20	19	18	18	17	17	15	15

 

Примечание. Удельные тепловые сопротивления приняты для изоляции 1000 °С(см/Вт), для наружных покровов - 550 °С(см/Вт).

 

После корректировки нагрузки следует произвести дополнительное измерение температуры нагрева кабелей в целях проверки правильности произведенных изменений нагрузочных токов.

Измерение температуры кабелей рекомендуется производить в наиболее неблагоприятных для работы условиях (максимальная нагрузка, высокая температура или низкая теплопроводность окружающей среды и т.п.).

При этом следует иметь в виду, что наибольшие нагревы кабеля по трассе вероятнее всего могут быть на участках линий, проложенных в воздухе, в трубе (в земле) и в блоках.

6. Если нагрузка кабельной линии в течение суток равномерна, то температуру кабеля достаточно измерить 2 раза с интервалом 1-2 ч. При неравномерной нагрузке температуру кабеля следует измерять в течение суток через каждый час, измеряя одновременно значение токовой нагрузки. Если нагрузка в часы максимума резко изменяется, то измерения температуры следует производить в это время через 0,5 ч. По полученным данным строятся суточные графики температуры кабеля и его нагрузки. В этом случае при подсчете температуры жилы кабеля за J_бр следует принимать максимальные температуры бронеленты (оболочки, шланга) по графику, а за I _оп - максимальное значение нагрузки (длительностью не менее 0,5 ч), хотя эти значения и будут сдвинуты по времени.

7. Измерение температуры бронеленты (оболочек, шлангов) кабелей, проложенных открыто в кабельных сооружениях, рекомендуется производить с помощью термосопротивлений или термопар и лишь в крайнем случае с помощью термометров. В последнем случае конец термометра со ртутью должен быть хорошо укреплен и прижат к броне (оболочке, шлангу) кабеля с помощью станиоля (или аналогичного материала с хорошей теплопроводностью) и бандажа из хлопчатобумажной ленты.

При больших групповых прокладках кабелей на ответственных объектах (туннели электростанций, подстанций, питающие линии на центрах питания) рекомендуется применять автоматическую запись температуры с помощью электронных потенциометров или мостов.

Измерение температуры нагрева кабелей в отдельных случаях может быть выполнено также термощупом Т-4.

8. Измерение температуры кабеля, проложенного в земле или в других труднодоступных местах, следует производить при помощи термосопротивлений или термопар.

9. На каждом кабеле в месте измерения следует установить не менее двух термосопротивлений (термопар) для обеспечения резерва в случае выхода из строя одного из них.

10. Для установки термосопротивлений (или термопар) на кабелях, проложенных в земле, необходимо:

- вырыть на трассе кабельной линии котлован и в торце его вдоль оси кабеля сделать углубление (нишу) на 250-300 мм;

- снять в этом месте с кабелей джутовый покров (при его наличии) или развести его;

- установить термодатчики между предварительно очищенными от битума бронелентами или на очищенную от грунта поверхность пластмассового шланга (оболочки). В последнем случае на установленные термодатчики накладывается металлическая фольга;

- закрепить термодатчики на кабеле наложением бандажа из нескольких слоев изоляционной ленты;

- восстановить снятый с кабеля джутовый покров;

- ввести измерительные концы в стальной или в иной трубке в удобное и безопасное от механических повреждений место, причем на длине 100-120 мм они должны располагаться на поверхности кабеля. По всей длине проводники от термодатчиков должны иметь металлические экраны, исключающие влияние окружающей среды на результаты измерений;

- установить на концах выводимых проводов маркировочные бирки;

- засыпать мелким грунтом и осторожно утрамбовать котлован так, чтобы не повредить термодатчики.

11. Измерение температуры кабеля следует производить не раньше чем через сутки после засыпки котлована, чтобы грунт в месте измерения имел установившуюся температуру.

12. Для измерения температуры окружающей среды устанавливаются отдельные термодатчики.

Температура окружающей среды должна фиксироваться:

- при прокладке кабелей в земле - на расстоянии 3-5 м от крайнего кабеля на глубине прокладки кабелей в зоне, где отсутствуют источники тепла. Для этого следует просверлить отверстие диаметром 100-150 мм на глубину прокладки кабеля, установить термодатчики, засыпать грунтом и утрамбовать. Измерение температуры грунта следует производить также не ранее чем через сутки после установки термодатчиков;

- при прокладке кабелей в кабельных сооружениях - на входе или выходе из сооружения в месте выброса теплого воздуха.

Приложение 8