Зная все исходные величины, можно определить температуру жи лы кабеля:
< ж - * о б + |
7оп "Ps,< |
100? |
250=•3-0,0206-51 |
= 45 + |
= 4 5 + 16 = 61 °С. |
100-120 |
|
Как показывает данный |
расчет, разность в темпера |
туре между жилой и оболочкой кабеля 10 кВ составля
ет 16°С.
Опытные измерения подтверждают, что перепад тем пературы между жилой и свинцовой оболочкой кабелей 10 кВ составляет 20 °С. Поэтому в практических усло виях обычно ограничиваются измерением температуры свинцовой оболочки, учитывая, что температура жилы кабеля будет выше на 15—20 °С, и дополнительных пе рерасчетов не делается.
Измерение температуры оболочек кабелей рекомен дуется производить в местах, где кабель более всего нагревается. Такими местами могут быть пересечения кабельной линии с теплопроводом, если при прокладке кабеля или теплопровода не выполнены мероприятия по наложению на теплопровод достаточной теплоизоля ции или не соблюдены требуемые ПУЭ расстояния меж ду кабелем и теплопроводом.
Очень часто при прокладке непосредственно в зем ле наибольший нагрев кабеля наблюдается в местах, где кабель лежит с другими действующими кабелями в одном пучке. В этом случае повышение температуры происходит от дополнительного подогрева почвы и са мого кабеля теплом, выделяемым соседними кабелями. Особенно неблагоприятные условия для охлаждения кабеля тех участков трассы, где грунт сухой или имеет большое тепловое сопротивление. Если кабельная ли ния на отдельных участках трассы проложена в трубах, то вне зависимости от того, из какого материала они сделаны, кабель будет иметь наибольший нагрев в се редине трубы по ее длине.
Поэтому для измерения температуры нагрева оболо чек кабеля необходимо предварительно изучить состоя ние трассы данной кабельной линии, определить расче том место по трассе с наихудшими условиями охлажде ния кабеля и только после этого приступить к измерению
его нагрева. Измерение температуры следует про изводить в период, когда кабельная линия имеет мак симальную нагрузку. Если нагрузка кабельной линии в течение суток равномерна, то температуру на оболоч
ке кабеля |
достаточно |
измерить |
дважды |
с интер |
валом через |
1—2 ч. |
В противном |
случае |
темпера |
туру необходимо измерять в течение суток через каждые 1—2 ч и одновременно измерять величину на грузки.
По полученным данным строятся суточные графики изменения температуры оболочки кабеля и его нагруз ки. При подсчете температуры жилы кабеля по указан
ной выше формуле за |
t0б следует принимать макси |
мальное значение температуры оболочки |
по графику, |
а за / оп — получасовой |
максимум токовой |
нагрузки, ко |
торый представляет собой максимальную из средних по лучасовых токовых нагрузок, хотя эти максимальные значения температуры и нагрузки не будут совпадать по времени.
Измерения температур металлических оболочек ка белей, проложенных открыто в распределительных уст ройствах электростанций и подстанций, туннелях, кол лекторах, каналах, подвалах, рекомендуется произво дить обычным лабораторным термометром, при этом резервуар с ртутью термометра должен быть' хорошо укреплен на броне или свинцовой оболочке кабеля с по мощью станиоля или аналогичного материала с хоро шей теплопроводностью.
В случаях, когда металлические оболочки кабелей недоступны (прокладка в земле и т. п.), измерения ре комендуется производить при помощи термопар, изго товляемых для этой цели обычно из медной и константановой проволок. На каждом кабеле в измеряемом месте следует установить не менее двух термопар, что обеспечивает резерв в случае порчи одной из них и по вышает точность измерения.
Если кабель, на котором предполагается измерить температуру оболочки, проложен непосредственно в земле, то должна быть соблюдена следующая техноло гическая последовательность в выполнении отдельных элементов работы. На трассе кабельной линии в месте измерения отрывается шурф или котлован в зависимо сти от местных условий. С кабеля снимается верхний слой джута, или джут разводится в стороны для высво-
вождения брони. |
В месте установки термопары накла |
дывается |
фольга |
и производится |
крепление термопары |
к кабелю |
намоткой пяти—шести |
слоев изоляционной |
ленты. Провода термопары прокладываются в газовой трубе и выводятся в удобное и безопасное от механиче ских повреждений место. Если в одном месте устанав ливается несколько термопар, то на их концах прикреп ляются маркировочные бирки. После этого шурф или котлован засыпается и утрамбовывается, при этом не обходимо следить, чтобы не повредились заложенные термопары. Измерения температуры оболочек кабеля следует производить не ранее двух-трех дней после за сыпки котлована, т. е. после того, как установится пос тоянная температура грунта.
При измерении концы холодного спая термопар ре комендуется помещать в сосуд с тающим льдом или снегом. Если это невозможно, то обычным термометром определяют температуру воздуха в месте нахождения концов холодного спая. В этом случае к полученному отсчету температуры по шкале прибора необходимо
прибавить температуру |
окружающего |
воздуха, если |
она положительна, и |
отнять, если |
она отрица |
тельна. |
|
для медно-кон- |
В качестве измерительного прибора |
стантановых термопар применяются магнитоэлектриче ские гальванометры, шкала которых градуируется непо
|
|
|
|
|
средственно в градусах |
Цельсия. Если |
в |
результате |
измерений окажется, что температура жилы |
кабеля на |
отдельных |
участках линии выше допустимой |
величины, |
то следует |
снизить нагрузку на кабельную линию или вы |
полнить мероприятия |
по улучшению |
охлаждения ка |
бельных линий на участках, где он перегревается. К та ким мероприятиям относятся сооружение туннелей или каналов, улучшение вентиляции в существующих тун нелях, применение дополнительной теплоизоляции теп ло- и паропроводов в местах перёсечения или сближения их с кабелями и пр. В некоторых случаях на перегрева емых участках линии целесообразно заменить кабель на кабель большего сечения.
в |
Контроль за температурой оболочек и жил кабелей |
условиях |
эксплуатации следует осуществлять также |
в |
случаях, |
когда возникает необходимость уточнить |
возможность повышения допустимых длительных наг рузок по сравнению с расчетными.
10-3. Допустимые токовые нагрузки, на кабельные линии
Жилы кабельных линий не должны нагреваться вы ше установленных предельно допустимых значений тем ператур при всех возможных в эксплуатации режимах. Если это требование не будет обеспечено, то изоляция кабеля от чрезмерного нагрева преждевременно изно сится, ее механические и электрические свойства ухуд шатся, и кабель будет работать ненадежно. Поэтому чтобы обеспечить правильный температурный режим работы кабеля, необходимо для каждой находящейся в эксплуатации кабельной линии определить и установить допустимые токовые нагрузки как для нормального длительного режима, так и для аварийных режимов.
Определение допустимых токовых нагрузок для нор мального длительного режима работы кабельной линии осуществляется по таблицам, приведенным в ПУЭ, сос тавленным опытным путем в соответствии с допусти мыми температурами жил по ГОСТ. Так как проклад ка кабеля может осуществляться в различных охлаж дающих средах (земля, воздух, вода), то соответственно этому определены и различные значения допустимых длительных токовых нагрузок.
Допустимые длительные токовые нагрузки на кабе ли, прокладываемые в земле, приведенные в табл. 10-2, 10-3, 10-13—10-16, приняты из расчета прокладки одного
|
|
|
|
|
|
кабеля в траншее на глубине |
0,7—1 м с удельным соп |
ротивлением земли в |
120 |
Ом-град/Вт |
(тепловых |
Ом-см) |
и при температуре земли + |
15 °С. |
|
Если |
грунт имеет |
худшую |
теплопроводность и |
грунт на |
глубине прокладки |
кабелей имеет температуру |
выше или ниже +15 °С, то величины токовых нагрузок изменяются путем умножения на коэффициенты, при
веденные в табл. 10-4. |
|
проектировании ка |
Указанные коэффициенты при |
бельных линий следует применять |
только |
в случаях, |
когда температура земли |
значительно отличается от |
+ 15°С (районы Крайнего |
Севера, |
вечной |
мерзлоты, |
тропики и т.п.). При определении допустимых токовых нагрузок на кабельные линии в условиях эксплуатации эти коэффициенты целесообразно использовать для всех условий, так как в зависимости от сезона года про пускная способность кабельных линий может быть луч-