Вся РоссияКомпании
здесь будут опции для поиска

Потери в металлических оболочках


При передаче переменного тока по одножильным кабелям в металлической оболочке каждого кабеля наводится э. д. с, поскольку жила кабеля представляет собой первичную, а металлическая оболочка - вторичную обмотку трансформатора. Линия магнитной индукции поля жилы (рис. 2-9,а) представляют собой концентрические окружности, пересекающие оболочку кабеля и пространство между кабелями. Напряженность магнитного поля

В системе из двух кабелей э. д. с, возникающая в оболочках кабелей 1 и 2, пропорциональна магнитному потоку от жилы кабеля 1. В точке с кабеля 2 э. д. с. будет наибольшей, а в точке d - наименьшей. Если оболочки двух одножильных кабелей будут разомкнуты, то в металлической оболочке кабеля 2 не будет продольного тока, а будут только потери от вихревых токов (рис. 2-9,б). При замкнутых оболочках кабелей по ним будут проходить уравнительные токи, так что на единице длины оболочки будет наводиться средняя э. д. с, которая приближенно определяется магнитным потоком между центром кабеля 2 и оболочкой кабеля 1. Этот магнитный поток равен

Взаимная индуктивность М - величина индуктивности, вызываемая взаимным магнитным влиянием двух контуров:

Взаимной индуктивностью 1 гн обладают два контура, с одним из которых сцеплен магнитный поток 1 вб, если по другому течет ток 1 а. Взаимная индуктивность между жилой кабеля 1 и оболочкой кабеля 2

Электродвижущая сила, индуцируемая в контуре металлических оболочек на единицу длины кабельной линии,

Величина э. д. с, индуцируемой в оболочке кабеля 2 током в жиле и оболочке кабеля 1,

где I об - ток в оболочке первого кабеля (рис. 2-9, б). Величина э. д. с, индуцируемой током в жиле и оболочке обоих кабелей, будет вдвое больше, т. е.

Эта э. д. с. также равна падению напряжения в оболочках при прохождении тока:

Приравняв правые части уравнений для э. д. с, получим:

Откуда

Модуль силы тока

Суммарные потери в оболочке при f = 50 гц

Полные потери в оболочках кабелей, если они замкнуты на обоих концах;

где , ом/м

Обычно потери в оболочках кабелей принято оценивать отношением потерь в оболочках к потерям в токопроводящих жилах:

В трех одножильных кабелях в металлических оболочках, расположенных в вершинах равностороннего треугольника,

Абсолютное значение падения напряжения

где

В трех одножильных кабелях в металлических оболочках, проложенных в "одной плоскости в трехфазной симметричной сети (при а>>R), коэффициенты взаимной индукции (петли) равны:

Потери в металлических оболочках кабелей, размещенных в одной плоскости, пропорциональны квадрату абсолютного значения тока в оболочке и ее омическому сопротивлению R :

Отношений потерь в оболочках к Потерям в жилах трех одножильных кабелей, размещенных в одной плоскости и включенных в трехфазную цепь,

С целью снижения потерь в оболочках кабелей производят соединение и заземление оболочек с одного конца. При этом ток в оболочках равен нулю, а наведенная э. д. с. пропорциональна длине кабеля и составляет от 50 до 200 в/км (при коротких замыканиях значительно больше). При соединении и заземлении оболочек с двух концов - кабеля через оболочку проходит ток, равный 20-80% тока, проходящего в жилах; потенциалы оболочек равны нулю, так как наведенная э. д. с. равна падению напряжения за счет уравнительного тока, проходящего через оболочки. При соединении оболочек с двух концов и заземлении их с одного конца потери сохраняются на таком же уровне, как и при заземлении с обоих концов, но на незаземленном конце может возникнуть дополнительная э. д. с.

Потери в кабелях с секторными жилами в металлических оболочках

Отношение потерь в оболочке к потерям в токопроводящих жилах может быть подсчитано по упрощенным формулам:

однофазная линия

трехфазная линия при расположении кабелей треугольником

трехфазная линия при расположении кабелей в линию:

крайних кабелей

среднего кабеля

Практически потери в оболочках кабелей не превышают 10% потерь в токопроводящих жилах. В кабелях, касающихся один другого, возрастание потерь достигает 20% общих потерь в оболочках кабелей однофазной системы и до 25% общих потерь при трехфазных системах с кабелями, расположенными симметрично по углам равностороннего треугольника. Если кабели расположены в одну линию, дополнительные потери крайних кабелей будут около 15% общих потерь в оболочках, а среднего - около 60%'. При увеличении расстояния между кабелями потери в оболочках уменьшаются. Потери в оболочках одножильных кабелей за счет вихревых токов составляют незначительную величину по сравнению с потерями в токопроводящих жилах. В трехжильных кабелях в общей оболочке магнитное поле трех жил частично взаимно компенсируется и тем в большей степени, чем больше толщина изоляции.


к содержанию