сопротивление нулевой последовательности кабелей

Напряжения нулевой последовательности на экране рассмотренных кабелей могут быть уменьшены двумя путями.

Напряжения на оболочке могут приобрести значительные величины и представлять опасность для обслуживающего персонала. Необходимо предусмотреть меры защиты экрана от перенапряжений с частотой 50 Гц и близких к ней частот.

Следует выполнить работы, направленные на преодоление перечисленных выше проблем, и обеспечить надежную эксплуатацию кабелей ВН и СВН.

При прерывании тока путем разземления экрана на одном из концов кабеля будут иметь место перенапряжения на экране, опасные для изоляции между экраном и землей. Защита этой изоляции может быть осуществлена с помощью нелинейных ограничителей. Выбор ОПН для этой цели тоже связан с рядом проблем.

в) импульсные воздействия на изоляцию экранов кабелей при падении грозовых импульсов и крутых импульсов коммутационных перенапряжений.

б) дополнительные потери в подземных и надземных металлических коммуникациях, находящихся вблизи кабельной линии, от вихревых токов и подсушкой почвы этими токами;

а) наведенные потенциалы частоты 50 Гц на экранах кабелей, возникающие как в рабочих режимах, так и при аварийных (возникновениях коротких замыканий);

Однако оба способа нарушения целостности электромагнитного экрана кабелей, приведенные выше, будут вызывать вытеснение поля в пространство наружу экранов, а, следовательно, ряд нежелательных явлений, которые будут затруднять эксплуатацию кабелей. К этим нежелательным явлениям относятся:

Неплохие результаты дает электромагнитная компенсация с применением транспозиции экранов (рис. 1б), где сумма э.д.с., наводимых в экранах трех секций транспозиции, равна нулю вследствие сдвига э.дс. на 120°. В итоге продольные токи в экране в нормальном режиме не протекают. Разумеется, при транспозиции сумма э.д.с будет равна нулю в том случае, если фазы расположены симметрично. В противном случае несимметрия вызовет ток через экраны кабелей, вызывая дополнительный нагрев изоляции.

Наиболее простым путем в этом направлении является способ одностороннего заземления экранов в конце каждой строительной длины кабеля путем применения специальных изолирующих муфт (рис. 1а).

Устранение продольных токов, в том числе токов замыкания на землю в сетях ВН и СВН, по экрану кабелей из сшитого полиэтилена может быть осуществлено различными путями.

Очевидно, что рассмотренный и другие аналогичные кабели с изоляцией из СПЭ от тепловых повреждений спасает сравнительно малая нагрузка, которая значительно ниже расчетной. Активное сопротивление «оболочки», имеющее конечную величину, вытесняет часть энергии в пространство наружу экрана. Эта часть энергии при этом рассеивается в виде активных потерь в толще экрана, вызывая ее нагревание. Отмеченное существенно ухудшает тепловой режим работы кабелей, а, следовательно, несколько уменьшает допустимый рабочий ток. Так, устранение потерь энергии в экране ряда кабелей высокого напряжения могло бы привести к увеличению пропускной способности кабельных линий на 35–40%.

При сверхпроводящей «оболочке» в системе из трех однофазных кабелей вся энергия передается по каналу «жила-экран», а в экранах кабелей при этом текут определенные токи, максимально приближающиеся к рабочим токам. Здесь нелишне отметить, что до настоящего времени работники эксплуатирующих и строительных организаций, а зачастую и проектирующих, не представляют опасности неверного заземления экрана силовых кабелей с изоляцией из СПЭ. Как показано в [1], в одной из энергосистем центра при проведении непосредственных измерений токов через жилу (Iж) и через экран (Iэк) реального кабеля длиной 2,5 км при сечении жилы 500 мм2 и экрана 95 мм2 получены следующие результаты: при Iж =186 А – Iэк =115 А, а при токе нагрузки Iж =500 А – Iэк =310 А. То есть ток через экран составляет 62% от тока в жиле, что недопустимо для экрана, сечение которого по различным причинам обычно меньше сечения жилы.

Кабели высокого и сверхвысокого напряжения с изоляцией из сшитого полиэтилена, представляющие собой трехфазную систему из кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена однофазного исполнения, эксплуатируются, как правило, при заземлении экранов по концам строительных длин. Такая кабельная линия является системой из трех практически независимых каналов передачи электроэнергии.

Информация предоставлена:

Ф.Х.PХалилов, д.т.н.,профессор; Д.В.PКузнецов, к.т.н. (СПбГПУ НТЦ «Севзапэлектропроект», Санкт-Петербург)

Технические проблемы при эксплуатации кабелей ВН с изоляцией из сшитого полиэтилена

Статьи журнала «Кабель-news»

Информация с сайта

Технические проблемы при эксплуатации кабелей ВН с изоляцией из сшитого полиэтилена