CC BY
6Е.О. Стародумов
ТРАНСПОЗИЦИЯ ЭКРАНОВ ОДНОФАЗНЫХ КАБЕЛЕЙ КАК СПОСОБ БОРЬБЫ С ИНДУКТИРОВАННЫМИ ТОКАМИ В ЭКРАНАХ КАБЕЛЕЙ
В статье рассматривается применение транспозиции как одного из способов заземления экранов однофазных силовых кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена, предназначенного для уменьшения величины индуктированных токов в экранах.
Ключевые слова: кабельные линии электропередач, высоковольтные кабели, кабели с изоляцией из сшитого полиэтилена, экраны кабелей, заземление экранов кабелей, транспозиция экранов.
Повсеместное использование кабельных линий высокого напряжения с применением однофазных кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена предполагает учет ряда особенностей этих кабелей. Необходимость заземления экранов кабелей различными способами приводит к появлению вредных и даже опасных явлений.
Так, для наиболее простого двухстороннего способа заземления экранов характерно образование индуктивных токов промышленной частоты в экранах [1]. Величина этих токов может быть сопоставима с величиной тока в токопроводящей жиле кабеля, что вызывает нагрев экрана. В свою очередь это приводит к потерям энергии, а в дальнейшем и к повреждению изоляции кабеля.
В схемах одностороннего заземления экранов токи не появляются, так как имеет место разрыв заземляющего контура. Однако на незаземленном конце экрана наводиться напряжение промышленной частоты, пропорциональное длине кабеля и величине тока КЗ. Чтобы уменьшить наведенный потенциал кабельную линию разделяют на несколько последовательно соединенных секций, каждая из которых имеет экраны, заземленные один раз (рисунок 1).
1 \ 1 \ / \ 1 \
1 \ 1 \ > \ 1 \
1 \ 1 \ 1 \ 1 \
Рис. 1. Схема соединения экранов группы из трех однофазных кабелей в случае, когда экран разделен на секции, заземленные один раз
Использование такой схемы требует большого количества заземляющих устройств, располагаемых по трассе кабельной линии. Для уменьшения их количества применяют такую схему заземления экранов как транспозиция (рисунок 2).
© Е.О. Стародумов, 2022.
Научный руководитель: Николаева Светлана Ивановна - кандидат технических наук, доцент, ФГБОУ ВО Волгоградский ГАУ, Россия.
Рис. 2. Схема соединения группы их трех однофазных кабелей в случае, когда применен N=1 полный цикл транспозиции
В данной схеме эдс в экранах кабеля не наводится, потому что в каждом экране попеременно наводятся эдс от разных фаз. Ввиду чего, суммарная эдс равна нуля, при этом заземляющие устройства устанавливаются с обоих концов линии [2].
Для значительного снижения токов в экранах в нормальном режиме и при коротких замыканиях в сети вне кабеля достаточно применение одного полного цикла транспозиции экранов N=1. Но при соблюдении условия по ограничению напряжения в узлах транспозиции иэ, оказывающего воздействие в различных режимах на изоляцию кабеля вокруг экрана, может потребоваться увеличение числа полных циклов транспозиции. Число циклов определяется из условия:
ггДОП
где иэ - допустимое напряжение промышленной частоты для изоляции экрана.
Us N
< U:
ДОП
(1)
Несмотря на эффективность транспозиции, данный методом достаточно сложный с инженерной точки зрения, требующий установки на трассе кабельной линии двух и более соединительных муфт, а также транспозиционных колодцев.
Библиографический список:
1. Дмитриев М.В., Кияткина М.Р. Транспозиция экранов кабелей 6-500 кВ. Практические аспекты использования // Новости ЭлектроТехники. 2012. № 2(74). С. 80-84.
2. Дмитриев М.В. Заземление экранов однофазных силовых кабелей 6-500 кВ. - СПб.: Изд-во Политехн. унта, 2010. - 152 с
3. Стандарт ОАО «ФСК ЕЭС» СТО 6947007-29.060.20.103-2011 Силовые кабели. Методика расчета устройств заземления экранов, защиты от перенапряжений изоляции силовых кабелей на напряжение 110 - 500 кВ с изоляцией из сшитого полиэтилена.
СТАРОДУМОВ ЕГОР ОЛЕГОВИЧ - магистрант, ФГБОУ ВО Волгоградский ГАУ, Россия.
