Разработка кабелей

При разработке конструкции кабеля необходимо учитывать как механическое напряжение в диэлектрике от воздействия напряжения, которые могут возникать при эксплуатации, и предполагаемые условия его использования.

Основные факто­ры, определяющие конструкцию кабеля:

1.  Уровень напряжения.

2.  Допустимая нагрузка по току (в амперах), как непрерывно, так и при цикличе­ской нагрузке.

3.  Уровень короткого замыкания системы.

4.  Режимы работы, условия монтажа и окружающие условия.

5.  Механическое напряжение.

Допустимая нагрузка по току и выбор площади поперечного сечения проводника

Площадь поперечного сечения проводника указывается не как геометрическая величина, а как электрическая действующая площадь поперечного сечения, то есть площадь поперечного сечения определяется сопротивлением проводника. Допусти­мая нагрузка по току и повышение температуры кабеля зависят от его конструкции, характеристик используемых материалов, а также условий эксплуатации. Для учета требований безопасности и увеличения срока эксплуатации кабеля площадь попе­речного сечения проводника должна быть выбрана так, чтобы допустимая нагрузка по току была выше, чем токовая нагрузка, как для нормальных условий, так и для ус­ловий короткого замыкания. Такая конструкция исключает нагрев кабеля выше но­минальных предельных допустимых температур — рабочей и короткого замыкания. Минимальное число проводов, их диаметр и сопротивление проводника установле­ны в международных стандартах (1ЕС 228 и ОШ УВЕ 0295).

Механическое напряжение в диэлектрике от воздействия напряжения толщины изоляции

Прочность на пробой, объемное удельное сопротивление, диэлектрическая про­ницаемость, диэлектрические потери и устойчивость к коронному разряду — это ос­новные электрические характеристики, которыми должна обладать изоляция кабе­ля. Толщина изоляции определяется с учетом того, что силовой кабель должен вы­держивать не только установившееся состояние напряжения переменного тока, но и переходные грозовые импульсы (импульсное выдерживаемое напряжение при уда­рах молнии) и коммутационное перенапряжение. Выбор расчетного механического напряжения кабеля может быть сделан на основе требований системы (в которую кабель устанавливается) к импульсному напряжению или напряжению переменно­го тока. Это значение обычно определяется по базисному уровню изоляции (А/1), который предназначен для того, чтобы представлять максимальное напряжение пе­реходного процесса с соответствующим коэффициентом запаса.

Существует две формулы для определения толщины изоляции экструдирован-ных кабелей. Одна основана на напряжении импульсного пробоя, а другая — на про­бивном напряжении переменного тока:

Диэлектрические (электроизоляционные) свойства

Зарядный ток и потери зависят от диэлектрических свойств изоляции. Потери определяют номинальную мощность кабеля. С ростом рабочего напряжения потери в диэлектрике также возрастают в соответствии со следующей формулой:

Очевидно, что потери пропорциональны квадрату рабочего напряжения, однако, это соотношение частично уменьшается за счет увеличения толщины изоляции с ро­стом рабочего напряжения, что уменьшает емкость кабеля. Типичные значения от­носительной диэлектрической проницаемости и (;§ 8 трех основных полимеров, ис­пользуемых для изоляции, приведены ниже: