Obecné zásady
Jmenovité napětí kabelu je stejné nebo větší než jmenovité napětí sítě, kde je umístěn, a maximální pracovní napětí kabelu nesmí překročit 15 % jeho jmenovitého napětí. Kromě použití kabelů s měděným jádrem v místech, která vyžadují pohyb nebo silné vibrace, se obecně používají kabely s hliníkovým jádrem. Kabely uložené v kabelových konstrukcích by měly být kabely s holým pancéřováním nebo kabely s hliníkovým pláštěm s plastovým pláštěm. Přímo uložené kabely používají pancéřované kabely s pláštěm nebo hliníkem opláštěné kabely s plastovým pláštěm. Pro pojízdné stroje se používají vysoce odolné kabely s pryžovým pláštěm. Korozivní půdy obecně nepoužívají přímé zakopání, jinak by měly být použity speciální kabely s antikorozní vrstvou. V místech s korozivními médii by měl být použit odpovídající plášť kabelu. Pro vertikální pokládání kabelů nebo v místech s velkými výškovými rozdíly by měly být použity kabely, které nekapávají. Kabely s pryžovou izolací by neměly být používány, pokud okolní teplota přesahuje 40°C.
Ověření sekce
(1) Vybírejte kabely podle napětí: Vybírejte podle prvního z výše uvedených obecných zásad.
(2) Vyberte část kabelu podle ekonomické hustoty proudu: metoda výpočtu je stejná jako u části drátu.
(3) Zkontrolujte průřez kabelu Iux≥Izmax podle maximálního dlouhodobého zatěžovacího proudu vedení.
Kde: Iux-dovolený zatěžovací proud kabelu (A);
Izmax – dlouhodobý maximální zatěžovací proud (A) v kabelu.
Tuto metodu výběru používáme nejdéle v naší každodenní práci. Obvykle nejprve zjistíme pracovní proud vedení a ten by pak podle maximálního pracovního proudu vedení neměl být větší než přípustná proudová zatížitelnost kabelu. Přípustný dlouhodobý pracovní proud kabelu je uveden v tabulce 1.
Ve skutečné práci se s touto situací setkáváme často. Vlivem zvýšení zátěže se zvyšuje zatěžovací proud, původní kabel má nedostatečnou proudovou zatížitelnost a je nadproudový. Pro zvýšení kapacity s ohledem na běžný provoz původního kabelu je nutné kabel znovu položit. Stavba je obtížná a neekonomická a často přistupujeme k dvojitému nebo dokonce trojitému slučování.
Při volbě kombinovaných kabelů si mnoho lidí myslí, že čím menší průřez kabelu, tím ekonomičtější a rozumnější, pokud jsou splněny požadavky na proudovou zatížitelnost. Je tomu skutečně tak?
3. ledna 2006 explodoval hlavní kabel od transformátoru 1# do místnosti pro rozvod energie. Dva z původních 185mm čtyřžilových hliníkových kabelů explodovaly. Aby bylo možné včas obnovit napájení, pracovní oblast ponechala druhý dobrý kabel a sloučila dva kabely. Pro napájení je použit 120mm čtyřžilový hliníkový jádrový kabel. Po 10 měsících provozu došlo opět k prasknutí hlavního lanka 15. listopadu 2006. Po kontrole bylo zjištěno, že havárii způsobilo prasknutí lanka 185mm.
Proč k této nehodě došlo? Podle tabulky 1 můžeme zjistit, že bezpečná proudová zatížitelnost tří použitých kabelů je 668A a maximální zatěžovací proud měřený klešťovým ampérmetrem je v obytném prostoru pouze 500A. Podle principu Iux≥Izmax by tato operace měla být bezpečná a spolehlivá. Ignorujeme však, že kabel má odpor, protože při připojení víceparalelního kabelu je přechodový odpor v místě připojení jiný a tento přechodový odpor je často srovnatelný s odporem samotného kabelu. V důsledku toho bude současné rozložení multiparalelního kabelu nekonzistentní. Rozložení proudu symetrických, víceparalelních kabelů souvisí s impedancí kabelu.
Hrubý výpočet rozhraní měděného vodiče: S=IL/54,4U (plocha průřezu vodiče S v milimetrech)
Hrubý výpočet rozhraní hliníkového drátu: S=IL/34U
Výpočet odporu
Standardní DC odpor kabelu lze vypočítat podle následujícího vzorce:
R20=ρ20(1+K1)(1+K2)/∏/4×dn×10
Ve vzorci: R20-standardní odpor větveného proudu kabelu při 20°C (Ω/km)
ρ20--Odpor drátu (při 20℃) (Ω*mm/km)
d--Průměr každého drátu jádra (mm)
n — počet jader;
míra kroucení drátu K1, asi 0,02-0,03;
K2 - rychlost kroucení vícežilových kabelů, asi 0,01-0,02.
Skutečný AC odpor na kilometr kabelu při jakékoli teplotě je:
R1=R20(1+a1)(1+K3)
Ve vzorci: a1 - teplotní koeficient odporu při t ℃;
K3-faktor zohledňující kožní efekt a efekt přiblížení, 0,01, když je plocha průřezu 250 mm nebo méně; 0,23-0,26 při 1000 mm.
Výpočet kapacity
C=0.056Nεs/G
Ve vzorci: Kapacita C-kabelu (uF/km)
εs-relativní permitivita (standard je 3,5-3,7)
N -- počet srdcí vícežilového kabelu;
G-form factor.
Výpočet indukčnosti
U podzemních kabelů pro rozvod energie, kdy je průřez vodiče kulatý a ztráta pancéřování a olověného pláště je zanedbána, je metoda výpočtu indukčnosti každého kabelu stejná jako metoda výpočtu drátu.
L=0,4605㏒Dj/r+0,05u
LN=0,4605㏒DN/rN
Kde: L- indukčnost každého fázového vodiče (mH/km)
LN-indukčnost nulového vodiče (mH/km);
DN -- geometrická vzdálenost mezi fázovou čárou a neutrální čárou (cm);
rN-poloměr neutrální čáry (cm);
DAN, DBN, DCN-středová vzdálenost (cm) mezi neutrálním vedením každé fázové linky.
