Как выбрать сечение кабеля при 10кв

Пример выбора сечения кабеля на напряжение 10 кВ

Требуется выбрать сечение кабеля на напряжение 10 кВ для питания трансформаторной подстанции 2ТП-3 мощностью 2х1000 кВА для питания склада слябов на металлургическом комбинате в г. Выкса Нижегородская область. Схема электроснабжения представлена на рис.1. Длина кабельной линии от ячейки №12 составляет 800 м и от ячейки №24 составляет 650 м. Кабели будут, прокладываться в земле в трубах.

Таблица расчета электрических нагрузок по 2ТП-3

Наименование присоединения	Нагрузка			Коэффициент мощности cos φ
	Активная, кВт	Реактивная, квар	Полная, кВА
2ТП-3 (2х1000 кВА)	955	590	1123	0,85

Трехфазный ток КЗ в максимальном режиме на шинах РУ-10 кВ составляет 8,8 кА. Время действия защиты с учетом полного отключения выключателя равно 0,345 сек. Подключение кабельной линии к РУ осуществляется через вакуумный выключатель типа VD4 (фирмы Siemens).

Рис.1 –Схема электроснабжения 10 кВ

Сечение кабельной линии на напряжение 6(10) кВ выбирают по нагреву расчетным током, проверяют по термической стойкости к токам КЗ, потерям напряжения в нормальном и послеаварийном режимах.

Выбираем кабель марки ААБлУ-10кВ, 10 кВ, трехжильный.

1. Определяем расчетный ток в нормальном режиме (оба трансформатора включены).

где:
n – количество кабелей к присоединению;

2. Определяем расчетный ток в послеаварийном режиме, с учетом, что один трансформатор отключен:

3. Определяем экономическое сечение, согласно ПУЭ раздел 1.3.25. Расчетный ток принимается для нормального режима работы, т.е. увеличение тока в послеаварийных и ремонтных режимах сети не учитывается:

Jэк =1,2 – нормированное значение экономической плотности тока (А/мм2) выбираем по ПУЭ таблица 1.3.36, с учетом что время использования максимальной нагрузки Тmax=6000 ч.

Сечение округляем до ближайшего стандартного 35 мм2.

Длительно допустимый ток для кабеля сечением 3х35мм2 по ПУЭ,7 изд. таблица 1.3.16 составляет Iд.т=115А > Iрасч.ав=64,9 А.

4. Определяем фактически допустимый ток, при этом должно выполняться условие Iф>Iрасч.ав.:

Коэффициент k1, учитывающий температуру среды отличающуюся от расчетной, выбираем по таблице 2.9 [Л1. с 55] и таблице 1.3.3 ПУЭ. Учитывая, что кабель будет прокладываться в трубах в земле. По таблице 2-9 температура среды по нормам составляет +25 °С. Температура жил кабеля составляет +65°С, в соответствии с ПУЭ, изд.7 пункт 1.3.12.

Принимаем по таблице 4.13 [Л5, с.86] среднемесячную температуру грунта для наиболее жаркого месяца (наиболее тяжелый температурный режим работы) равного +17,6 °С (г. Москва). Температуру грунта для г. Москвы, я принимаю в связи с отсутствием данных по г. Выкса, а так как данные города находятся в одном климатическом поясе — II, то погрешность в разности температур будет в допустимых пределах. Округляем выбранное значение температуры грунта до расчетной равной +20°С.

Для определения средней максимальной температуры воздуха наиболее жаркого месяца, можно воспользоваться СП 131.13330.2018 таблица 4.1.

По ПУЭ таблица 1.3.3 выбираем коэффициент k1 = 1,06.

Коэффициент k2 – учитывающий удельное сопротивление почвы (с учетом геологических изысканий), выбирается по ПУЭ 7 изд. таблица 1.3.23. В моем случае поправочный коэффициент для нормальной почвы с удельным сопротивлением 120 К/Вт составит k2=1.

Определяем коэффициент k3 по ПУЭ таблица 1.3.26 учитывающий снижение токовой нагрузки при числе работающих кабелей в одной траншее (в трубах или без труб), с учетом, что в одной траншее прокладывается один кабель. Принимаем k3 = 1.

Определив все коэффициенты, определяем фактически допустимый ток:

5. Проверяем кабель ААБлУ-10кВ сечением 3х35мм2 по термической устойчивости согласно ПУЭ пункт 1.4.17.

• Iк.з. = 8800 А — трехфазный ток КЗ в максимальном режиме на шинах РУ-10 кВ;
• tл = tз + tо.в =0,3 + 0,045 с = 0,345 с — время действия защиты с учетом полного отключения выключателя;
• tз = 0,3 с – наибольшее время действия защиты, в данном примере наибольшее время срабатывания защиты это в максимально-токовой защиты;
• tо.в = 45мс или 0,045 с — полное время отключения вакуумного выключателя типа VD4;
• С = 95 — термический коэффициент при номинальных условиях, определяемый по табл. 2-8, для кабелей с алюминиевыми жилами.

Сечение округляем до ближайшего стандартного 70 мм2.

6. Проверяем кабель на потери напряжения:

6.1 В нормальном режиме:

где:
r и x — значения активных и реактивных сопротивлений определяем по таблице 2-5 [Л1.с 48].

Для кабеля с алюминиевыми жилами сечением 3х70мм2 активное сопротивление r = 0,447 Ом/км, реактивное сопротивление х = 0,086 Ом/км.

Определяем sinφ, зная cosφ. Вспоминаем школьный курс геометрии.

Если Вам не известен cosφ, можно определить для различных электроприемников по справочным материалам табл. 1.6-1.8 [Л3, с 13-20].

6.2 В послеаварийном режиме:

Из расчетов видно, что потери напряжения в линии незначительные, следовательно, напряжение у потребителей практически не будет отличаться от номинального.

Таким образом, при указанных исходных данных выбран кабель ААБлУ-10 3х70.

Для удобства выполнения выбора кабеля всю литературу, которую я использовал в данном примере, Вы сможете скачать в архиве.

1. Проектирование кабельных сетей и проводок. Хромченко Г.Е. 1980 г.
2. СНиП 23-01-99 Строительная климатология. 2003 г.
3. Расчет и проектирование систем электроснабжения объектов и установок. Кабышев А.В, Обухов С.Г. 2006 г.
4. Правила устройства электроустановок (ПУЭ). Седьмое издание. 2008г.
5. Справочник работника газовой промышленности. Волков М.М. 1989 г.

Источник

Пример выбора сечения кабеля 10кВ

Выбор кабелей 10 кВ немного отличается от выбора кабелей 0,4 кВ. Здесь есть некоторые особенности, о которых нужно знать. Также хочу представить свою очередную вспомогательную программу, с которой выбор сечения кабелей 10 кВ станет проще.

Еще в далеком 2012 г у меня была статья: Как правильно выбрать сечение кабеля напряжением 6 (10) кВ? На тот момент я не владел теми знаниями, которые есть у меня сейчас, поэтому данная статья является дополнением.

Задача: выбрать кабель для питания трансформаторной подстанции 250 кВА. Расстояние от точки питания (РУ-10кВ, ТП проходного типа) до проектируемой КТП – 200 м. Объект в городской черте.

Первое, с чем необходимо определиться: тип кабеля.

Я решил применить кабель с изоляцией из сшитого полиэтилена.

Полезная информация из каталога:

Кабели марок ПвП, АПвП, ПвПу, АПвПу, ПвБП, АПвБП, в том числе с индексами «г», «2г», «гж» и «2гж» предназначены для эксплуатации при прокладке в земле независимо от степени коррозионной активности грунтов. Допускается прокладка этих кабелей на воздухе, в том числе в кабельных сооружениях, при условии обеспечения дополнительных мер противопожарной защиты, например, нанесения огнезащитных покрытий.

Прокладка одножильного кабеля в стальной трубе не допускается.

Кабели указанных марок с индексами «г», «2г», «гж» и «2гж» предназначены для прокладки в земле, а также в воде (в несудоходных водоемах) — при соблюдении мер, исключающих механические повреждения кабеля.

Кабели марок ПвПу, АПвПу, ПвБП, АПвБП, в том числе с индексами «г», «2г», «гж» и «2гж» предназначены для прокладки на сложных участках кабельных трасс, содержащих более 4 поворотов под углом свыше 30 градусов или прямолинейные участки с более чем 4 переходами в трубах длиной свыше 20 м или с более чем 2 трубными переходами длиной свыше 40 м.

Кабели марок ПвВ, АПвВ, ПвВнг-LS, АПвВнг-LS, ПвБВ, АПвБВ, ПвБВнг-LS, АПвБВнг-LS могут быть проложены в сухих грунтах (песок, песчано-глинистая и нормальная почва с влажностью менее 14%).

Кабели марок ПвВнг-LS, ПвБВнг-LS могут быть использованы для прокладки во взрывоопасных зонах классов В-I, B-Ia; кабели марок АПвВнг-LS,

АПвБВнг-LS – во взрывоопасных зонах В-Iб, В-Iг, B-II, B-IIa.

Кабели предназначены для прокладки на трассах без ограничения разности уровней.

Исходя из рекомендаций, выбор мой остановился на АПвБП. В этой статье не буду рассматривать стоимость различных марок кабелей.

Далее нам необходимо определиться с сечением кабеля.

Сечение кабеля 6 (10) кВ выбирают на основании расчетного тока линии, длины линии, тока трехфазного КЗ на шинах питания, времени срабатывания защиты, материала изоляции и жилы кабеля.

Основные проверки, которые нужно выполнить при выборе сечения кабеля 6 (10) кВ:

1 Проверка кабеля по длительно допустимому току.

2 Проверка кабеля по экономической плотности тока.

3 Проверка кабеля по термической устойчивости току трехфазного КЗ.

4 Проверка по потере напряжения (актуально для больших длин).

5 Проверка экрана кабеля на устойчивость току двухфазного КЗ (при наличии).

Для упрощения выбора сечения кабеля я сделал программу: расчет сечения кабеля 6 (10) кВ.

Внешний вид программы:

Программа для расчета сечения кабеля 6 (10)кВ

Более подробно о программе и выборе сечения кабеля смотрите в видео:

Выбор сечения кабеля:

Изначально выбираем кабель по расчетному току: АПвБП- (3×35) 16. Расчетный ток в нашем примере всего около 15 А. По экономической плотности тока выходит и вовсе 10 мм2.

При проверке кабеля на термическую устойчивость минимальное сечение получается 29 мм2. Здесь стоит отметь, ток трехфазного КЗ я принял 10 кА, т.к. сейчас в отпуске и нет возможности запросить данное значение в РЭСе, а в ТУ не указано. Согласно ТУ необходимо предусмотреть КСО с выключателем нагрузки (для установки в подключаемой ТП). Выключатель нагрузки я применил с предохранителями типа ПКТ на 40 А.

Согласно время-токовой характеристике предохранителя ПКТ, время отключения составит не более 0,01 с. Я решил перестраховаться и принял время 0,1 с.

Для расчета потери напряжения можно использовать программу: расчет потери напряжения в трехфазных сетях с учетом индуктивного сопротивления. В моем случае нет смысла проверять кабель на потери напряжения.

Экран выбранного кабеля способен выдержать ток двухфазного КЗ.

На основании всех расчетов и с учетом того, что ток трехфазного КЗ мне пришлось принять самому я решил подстраховаться и выбираю кабель АПвБП- (3×50) 16, за что от вас получу справедливую критику =) Попытаюсь запросить дополнительную информацию в РЭСе и сделаю новый расчет, который с этой программой займет пару минут.

На подготовку данного материала у меня ушло около двух дней. Но, с этими знаниями вы сможете сделать подобную программу значительно быстрее.

Источник

Выбор сечения. Токовые нагрузки кабелей

Выбор сечения КЛ выполняется по нормативной плотности тока, установленной в зависимости от конструкции кабеля и числа часов ис­пользования максимальной нагрузки (табл. 3.35).

Нормированная плотность тока для кабелей, А/мм2

Тип кабеля	Тmax, ч/год
	более 1000 до 3000	более 3000 до 5000	более 5000
Кабели с бумажной, резиновой и поливинилхлоридной изоляцией с жилами: алюминиевыми	2,4 1,0
Кабели с резиновой и пластмассовой изоляцией с жилами: алюминиевыми	2,8 Экономическая мощность КЛ, рассчитанная по нормированной плотности тока, приведена в табл. 3.36 и 3.37. Экономическая мощность линий 6-35 кВ, выполненных кабелями с вязкой пропиткой и пластмассовой изоляцией, МВт Сечение жилы, мм2 Медные жилы при напряжении, кВ Алюминиевые жилы при напряжении, кВ 6 10 20 35 6 10 20 35 10 0,24/0,3 — — — 0,13/0,16 — — — 16 0,4/0,5 0,7 — — 0,22/0,3 0,4 — — 25 0,6/0,7 1,0 2,0 — 0,3/0,40 0,6 U — 35 0,9/1,1 1,4 2,9 — 0,5/0,60 0,8 1,6 — 50 1,2/1,5 2,0 4,1 — 0,7/0,80 1,1 2,3 — 70 1,7/2,1 2,9 5,7 10,0 1,0/1,20 1,6 3,2 5,6 95 2,3/2,8 3,9 7,8 13,8 1,3/1,60 2,2 4,4 7,6 120 2,9/3,6 4,9 9,8 17,2 1,6/1,90 2,8 5,5 9,6 150 3,7/4,6 6,1 12,3 21,5 2,1/2,50 3,4 6,9 12,0 185 4,5/5,6 7,5 15,2 26,5 2,5/3,00 4,2 8,5 14,8 240 5,9/7,3 9,8 19,7 34,3 3,3/4,00 5,5 11,0 19,2 300 — — 24,6 43,0 — — 13,8 24,0 1. U = 1,05 Uном; cos = 0,9; Тmax = 3000-5000 ч/год. 2. При cos 0,9 вводится поправочный коэффициент, равный cos /0,9. 3.При Tmax, 3000—5000 ч/год вводятся поправочные коэффициенты, приведен­ные в табл. 3.38. 4. В знаменателе приведены данные КЛ 6 кВ с пластмассовой изоляцией. Экономическая мощность линий 110-500 кВ, выполненных маслоналолненными кабелями с медными жилами, МВт Напряжение, кВ Сечение жилы, мм2 150 185 240 270 300 350 400 425 500 550 625 650 700 800 110 54 66 86 98 107 127 143 154 179 198 226 234 250 286 220 — — 171 197 214 254 286 309 358 397 451 469 501 573 330 — — — — — — — — — 744 — — — — 500 — — — — — — — — — 1115 — — — — 2. При cos 0,9 вводится поправочный коэффициент, равный cos /0,9. Поправочные коэффициенты к табл. 3.36 и 3.37 Кабели с бумажной изоляцией Tmax = 1000-3000ч Tmax > 5000 ч с медными жилами 1,20 0,80 с алюминиевыми жилами 1,14 0,86 Сечение жил кабеля, выбранное по нормированным значениям плотности тока, должно удовлетворять условиям допустимого нагрева в нормальных и послеаварийных режимах работы. В ряде случаев (например, при прокладке в воздухе) сечение кабеля определяется допустимой длительной нагрузкой, которая (особенно для маслонаполненных кабелей) ниже экономической. Значение допусти­мого длительного тока для кабелей зависит от конструкции кабеля, ус­ловий прокладки, количества параллельно проложенных кабелей и рас­стояния между ними. Для каждой КЛ должны быть установлены наибольшие допустимые токовые нагрузки, определяемые по участку трассы с наихудшими теп­ловыми условиями при длине участка не менее 10 м. Длительно допустимые токовые нагрузки для разных марок кабе­лей напряжением до 35 кВ при различных условиях прокладки принимаются в соответствии с ПУЭ. В табл. 3.39—3.42 приведены допусти­мые длительные мощности КЛ, рассчитанные при среднем эксплуата­ционном напряжении (h®5 Vом). Допустимые нагрузки для маслонаполненных кабелей в большой степени зависят от условий прокладки. Данные табл. 3.37 приведены для среднерасчетных условий и конструкций отечественных кабелей переменного тока. Приведенные значения соответствуют длинам, не превышающим 8—10 км. Для КЛ длиной более 10 км определение пере­даваемой мощности производится специальным расчетом или ориен­тировочно поданным Допустимые длительные мощности соответствуют ус­ловию прокладки в земле од­ного кабеля. При прокладке нескольких кабелей вводятся поправочные коэффициенты: 0,9 — для двух кабелей, 0,8 – для четырех, 0,75 – для шести кабелей. При прокладке в воз­духе и воде допустимые дли­тельные мощности соответ­ствуют любому количеству кабелей. Данные табл. 339—3.42 определены исходя из температуры окру­жающей среды: при прокладке кабеля в земле +15 °С и при прокладке в воздухе (туннеле) +25 «С. При другой температуре окружающей среды данные умножают на коэффициенты, приведенные в табл. 3.43. Допустимая по нагреву длительная мощность трехжильного кабеля напряжением 6—10 кВ Сечение, мм2 6 кВ 10 кВ Воздух Земля Воздух Земля 10 0,7/0,5 0,8/0,6 — — 16 1,0/0,7 1,0/0,8 1,5/1,1 1,5/1,2 25 1,3/0,9 1,3/1,0 1,9/1,4 2,0/1,5 35 1,6/1,2 1,6/1,2 2,3/1,7 2.4/1,8 50 2,0/1,5 1,9/1,5 2,8/2,2 2,9/2,2 70 2,4/1,8 2,3/1,8 3,6/2,7 3,5/2,7 95 2,9/2,2 2,7/2,1 4,3/3,3 4,1/3,1 120 3,4/2,5 3,1/2,4 5,0/3,8 4,7/3,6 150 3,8/2,9 3,5/2,7 5,7/4,3 5,2/4,0 185 4,3/3,3 3,9/3,0 6,4/4,9 5,8/4,5 240 5,0/3,8 4,4/3,4 6,5/5,3 6,5/5,1 В числителе данные для кабелей с медными, знаменателе — с алюминиевы­ми жилами. Мощности для кабелей, проложенных в воде, определяются умножением показателей табл. 3.39 на коэффициент 1,3. Для кабелей, изготовленных до 1984 г. включительно, значения мощностей следует умножить на коэффициенты: 6 кВ, прокладка в земле — 0,855: прокладка в воздухе — 0,82; 10 кВ, прокладка в земле — 0,92; прокладка в воздухе — 0,91. Допустимая длительная мощность приведена для U— 1,05 U , cos = 0,9. Допустимый длительный ток для трехжильных кабелей на напряжение 6 кВ с медными и алюминиевыми жилами с пластмассовой изоляцией, прокладываемых в земле и в воздухе мм2	Токовые нагрузки, А
В земле		В воздухе
Поливинил-хлорид и полиэтилен	Вулканизиро­ванный поли­этилен	Поливинилхло- рид и полиэти­лен	Вулканизи­рованный полиэтилен
10	70/55	79/62	65/50	73/57
]6	92/70	104/79	85/65	96/73
25	122/90	138/102	110/85	124/96
35	147/110	166/124	135/105	153/119
50	175/130	198/147	165/125	186/141
70	215/160	243/181	210/155	237/175
95	260/195	294/220	255/190	288/215
120	295/220	333/249	300/220	339/249
150	335/250	379/283	335/250	379/283
185	380/285	429/322	385/290	435/328
240	445/335	503/379	460/345

Примечания: в числителе данные для кабелей с медными, знаменателе — с алюминиевы­ми жилами.

Мощности для кабелей, проложенных в воде, определяются умножением показателей табл. 3.40 на коэффициент 1,3.

Допустимый длительный ток для одножильных кабелей на напряжение 6 и 10 кВ с медными и алюминиевыми жилами с изоляцией из сшитого полиэтилена, прокладываемых в земле и в воздухе, А

Сечение, мм2	Сечение экрана, мм2	Медь				Алюминий
		Воздух		Земля		Воздух		Земля
		о оо	ооо	о оо	ооо	о оо	ооо	о оо	ооо
50	16	245	290	220	230	185	225	170	175
70		300	360	270	280	235	280	210	215
95		370	435	320	335	285	340	250	260
120		425	500	360	380	330	390	280	295
150	25	475	560	410	430	370	440	320	330
185		545	635	460	485	425	505	360	375
240		645	745	530	560	505	595	415	440
300		740	845	600	640	580	680	475	495
400	35	845	940	680	730	675	770	540	570
500		955	1050	750	830	780	865	610	650
630		1115	1160	830	940	910	1045	680	750
800		1270	1340	920	1030	1050	1195	735	820

Допустимая по нагреву длительная мощность трехжильного кабеля

напряжением 20 и 35 кВ с медными и алюминиевыми жилами

и бумажной пропитанной изоляцией

Сечение, мм2	20 кВ		35 кВ
Земля	Воздух	Земля	Воздух
С медными жилами
25	3,5/4,1	3,2/3,9	—	—
35	4,6/4,9	3,9/4,7	—	—
50	5,1/6,3	4,0/5,7	—	—
70	6,2/7,2	5,8/7,2	—	—
95	7,4/87	7,0/8,7	—	—
120	8,4/9,8	8,2/10,1	—	—
150	9,5/11,1	9,3/11,4	14,0/16,3	13,9/17,2
185	10,7/12,4	10,6/13,1	15,9/18,6	15,8/19,5
С алюминиевыми жилами
25	2,8/3,3	2,5/3,1	_	—
35	3,2/3,8	2,9/3,6	—	—
50	3,9/4,6	3,6/4,4	—	—
70	4,8/5,6	4,5/5,6	—	—
95	5,8/6,7	5,4/6,7	—	—
120	6,6/7,7	6,4/8,8	—	—
150	7,5/8,7	7,7/8,8	11,0/12,9	10,9/13,4
185	8,4/9,8	8,4/10,3	12,2/14,3	12,2/15,1

1. В числителе указаны допустимые мощности для кабелей с изоляцией, про­питанной вязкими составами, содержащими полиэтиленовый воск в качестве загустителя, в знаменателе — с изоляцией, пропитанной нестекающим соста­вом или канифольным составом, содержащим не менее 25 % канифоли.

2. Для кабелей с защитным покровом типа К, проложенных в воде, допусти­мые мощности определяются умножением показателей при прокладке в земле на коэффициент 1,1.

Поправочные коэффициенты на температуру окружающей среды

к табл. 3.39-3.42

Условная температура среды С	Нормированная температура С	Поправочные коэффициенты на температуру окружающей среды, °С
		-5 и ниже	0	+5	+10	+15	+20	+25	+30	+35	+40	+45	+50
15	80	1,14	1,11	1,08	1,04	1,00	0,96	0,92	0,88	0,83	0,78	0,73	0,68
25	80	1,24	1,20	1,17	1,13	1,09	1,04	1,00	0,95	0,90	0,85	0,80	0,74
25	70	1,29	1,24	1,20	1,15	1,11	1,05	1,00	0,94	0,88	0,81	0,74	0,67
15	65	1,18	1,14	1,10	1,05	1,00	0,95	0,89	0,84	0,77	0,71	0,63	0,55
25	65	1,32	1,27	1,22	1,17	1,12	1,06	1,00	0,94	0,87	0,70	0,71	0,61
15	60	1,20	1,15	1,12	1,05	1,00	0,94	0,88	0,82	0,75	0,67	0,57	0,47
25	60	1,35	1,31	1,25	1,20	1,13	1,07	1,00	0,93	0,85	0,76	0,66	0,54
15	55	1,22	1,17	1,12	1,07	1,00	0,93	0,86	0,79	0,71	0,61	0,50	0,36
25	55	1,41	1,35	1,29	1,23	1,15	1,08	1,00	0,91	0,82	0,71	0,58	0,41
15	50	1,25	1,20	1,14	1,07	1,00	0,93	0,84	0,76	0,66	0,54	0,37	—
25	50	1,48	1,41	1,34	1,26	1,18	1,09	1,00	0,89	0,78	0,63	0,45	—

Для кабелей с бумажной пропитанной изоляцией напряжением до 10 кВ, несущих нагрузки меньше допустимых, кратковременную пере­грузку допускается принимать в соответствии с таблицей 3.44.

Кратковременная перегрузка кабелей напряжением 10 кВ с бумажной пропитанной изоляцией по отношению к допустимой нагрузке

Коэффициент предварительной нагрузки	Вид прокладки	Кратковременная перегрузка по отношению к продолжительно допустимой в течение, ч
		0,5	1,0	3,0
До 0,6	В земле	1,35	1,00	1,15
	В воздухе	1,25	1,30	1,10
	В трубах (в земле)	1,20	1,15	1,00
Свыше 0,6 до 0,8	В земле	1,20	1,10	1,10
	В воздухе	1,15	1,15	1,05
	В трубах (в земле)	1,10	1,10	1,00

На период ликвидации послеаварийного режима для кабелей с изо­ляцией из сшитого полиэтилена допускается перегрузка до 17 % номи­нальной при их прокладке в земле и до 20 % при прокладке в воздухе, а для кабелей из поливинилхлоридного пластика и полиэтилена — до 10 % при их прокладке в земле и в воздухе на время максимума нагрузки, если его продолжительность не превышает 8 ч в сутки, а нагрузка в остальные периоды времени не превышает 1000 ч за срок службы кабелей.

Для кабелей, находящихся в эксплуатации более 15 лет, перегрузка по току не должна превышать 10 %.

Для маслонаполненных КЛ 110—220 кВ разрешается перегрузка до повышения температуры жилы не более, чем на 10 °С выше нормиро­ванной заводом. При этом длительность непрерывной перегрузки не должна превышать 100 ч, а суммарная — 500 ч в год. Этим условиям при­мерно соответствуют кратности перегрузок, указанные в табл. 3.45.

Ориентировочные допустимые длительности перегрузок

кабельных линий 110-220 кВ при прокладке в земле, ч

Маслонаполненный напряжением, кВ	Загрузка в предшествующем режиме	Допустимые длительности перегрузок, ч, при кратности перегрузки
		1,1	1,25	1,5	1,75	2,0
110	0	100	60	2,77	0,92	0,3
	0,5		59	2,34	0,83	0,25
	1,0		41,7	0,75	0,2	0,07
220	0	100	46	7,0	3,83	2,0
	0,5		42	4,5	2,5	1,25
	0,75		40	3,34	1,67	0,83
	1,0		32	1,0	0,5	0,2

Приведенные данные соответствуют маслонаполненному кабелю 110 кВ сече­нием 270 мм2, проложенному в земле при температуре земли 15 °С и кабелю 220 кВ сечением 500 мм2 в асбоцементных трубах при параллельном следова­нии двух линий, проложенных на расстоянии 0,5 м, при коэффициенте запол­нения суточного графика нагрузки 0,85.

Кабель 110 кВ с пластмассовой изоляцией при заполнении суточ­ного графика нагрузки 0,8 допускает перегрузку в 1,2 раза.

При прокладке нескольких кабелей в земле, а также в трубах про­должительно допустимые мощности (токи) должны быть уменьшены путем введения соответствующих коэффициентов (табл. 3.46).

Поправочные коэффициенты на количество работающих кабелей, лежащих рядом в земле

Расстояние между осями кабелей, мм	Значение коэффициента снижения продолжительно допустимого тока при количестве кабелей
	1	2	3	4	5	6
100	1,0	0,84	0,72	0,68	0,64	0,61
200	1,0	0,88	0,79	0,74	0,70	0,68
300	1,0	0,90	0,82	0,77	0,74	0,72

Для кабелей, проложенных в земле, продолжительно допустимые мощности (токи) приняты из расчета, что удельное тепловое сопротив­ление земли составляет 1,2 м·К/Вт. Если сопротивление отличается от указанного, следует применять поправочные коэффициенты по табл. 3.47.

Удельные емкостные токи однофазного замыкания на землю кабе­лей 6—35 кВ с бумажной изоляцией и вязкой пропиткой приведены в табл. 3.48.

Поправочные коэффициенты на продолжительно допустимые

токи для кабелей, проложенных в земле, в зависимости от удельного сопротивления земли

Характеристика земли	Удельное тепловое сопротивление, М·К/Вт	Поправочный коэффициент
Песок влажностью более 9 %, песчано-глинистая почва влажностью более 14 %	0,8	1,13
Нормальная почва и песок влажностью 7—9 %, песчано-глинистая почва влажностью 12-14%	1,2	1,00
Песок влажностью более 4 % и менее 7 %, лесчано-глинисгая почва влажностью 8—12 %	2,0	0,87
Песок влажностью более 4 %, Каменистая почва	3,0	0,75

Удельные емкостные токи однофазного замыкания на землю кабелей

6-35 кВ с бумажной изоляцией и вязкой пропиткой, А/км

Сечение жилы, мм2	Кабели с поясной изоляцией		Кабели с отдельно освинцо­ванными жилами		Сечение жилы, мм2	Кабели с поясной изоляцией		Кабели с отдельно освинцо­ванными жилами
	6кВ	10 кВ	20 кВ	35 кВ		6кВ	10 кВ	20 кВ	35 кВ
10	0,33	—	—	—	120	0,89	U	3,4	4,4
16	0,37	052	—	—	150	1.1	1.3	3,7	4,8
25	0,46	0,62	2,0	—	185	1,2	1,4	4,0	—
35	0,52	0,69	2,2	—	240	1,3	1,6	—	—
50	0,59	0,77	2,5	—	300	1,5	1,8	—	—
70	0,71	0,9	2,8	3,7	400	1,7	2,0	—	—
95	0,82	1,0	3,1	4,1	500	2,0	2,3	—	—

Технические параметры кабелей 10—110 кВ с изоляцией из СПЭ приведены в табл. 3.49—3.55.

Индуктивное сопротивление жилы кабеля с изоляцией из СПЭ с учетом заземления экрана с 2-х сторон

Номинальное сечение жилы, мм2	Индуктивное сопротивление, Ом/км
10 кВ		20 кВ		35 кВ
ООО*	О ОО	ООО*	О ОО	ООО*	О ОО
50	0,184	0,126	0,217	0,141	0,228	0,152
70	0,177	0,119	0,210	0,133	0,220	0,144
95	0,170	0,112	0,202	0,125	0,211	0,135
120	0,166	0,108	0,199	0,123	0,208	0,132
150	0,164	0,106	0,193	0,116	0,202	0,125
185	0,161	0,103	0,188	0,111	0,196	0,120
240	0,157	0,099	0,183	0,106	0,192	0,115
300	ОД 54	0,096	0,179	0,103	0,187	0,111
400	0,151	0,093	0,173	0,097	0,181	0,105
500	0,148	0,090	0,169	0,093	0,176	0,100
630	0,145	0,087	0,165	0,089	0,172	0,096
800	0,142	0,083	0Д60	0,085	0,167	0,091

*Расстояние между кабелями в свету равно диаметру кабеля.

Сопротивление жилы постоянному току кабеля с изоляцией из СПЭ при 20 С

Номинальное сечение жилы, мм2	Сопротивление, не меже
	медной жилы, Ом/км	алюминиевой жилы, Ом/км
50	0,387	0,641
70	0,268	0,443
95	0,193	0,320
120	0,153	0,253
150	0,124	0,206
185	0,0991	0,164
240	0,0754	0,125
300	0,0601	0,100
400	0,0470	0,0778
500	0,0366	0,0605
630	0,0280	0,0464
800	0,0221	0,0367

Сопротивление жилы при температуре, отличной от 20 °С, вычисляется по формуле:

Rt = R20 · (234,5 + )/254,5 — для медной жилы,

Rt = R20 · (228 + )/254,5 — для алюминиевой жилы,

где — температура жилы, С,

R20— сопротивление жилы при температуре 20 «С, Ом/км,

Rt — сопротивление жилы при температуре С, Ом/км.

Емкость кабеля с изоляцией из СПЭ, мкФ/км

Сечение жилы, мм2	50	70	95	120	150	185	240	300	400	500	630	800
10 кВ	0,23	0,26	0,29	0,31	0,34	0,37	0,41	0,45	0,50	0,55	0,61	0,68
20 кВ	0.17	0,19	0,21	0,23	0,26	0,27	0,29	0,32	0,35	0,39	0,43	0,49
35 кВ	0,14	0,16	0,18	0,19	0,20	0,22	0,24	0,26	0,29	0,32	0,35	0,40
110 кВ	–	–	–	–	–	0,331	0,141	0,151	0,172	0,186	0,202	0,221

Технические характеристики СПЭ-кабеля напряжением 10 кВ

Сечение	50	70	95	120	150	185	240	300	400	500	630	800
Толщина изоляции	мм	4,0	4,0	4,0	4,0	4,0	4,0	4,0	4,0	4,0	4,0	4,0	4,0
Толщина оболочки	мм	2,5	2,5	2,5	2,5	2,5	2,5	2,5	2,5	2,5	2,5	2,7	2,7
Внешний диаметр	мм	28	29,7	31	33	34	36	3S	40	44	47	50	54
Вес прибл. мед, жила	кг/км	725 1020	825 1260	935 1540	1040 1800	1230 2175	1370 2530	1575 3100	3795 3730	2195 4655	2570 5705	3015 7080	3605 8710
Мин. радиус изгиба	см	42	45	47	50	51	54	57	60	66	71	75	81
Допустимые мед. жила	кН	1,5 2.5	2,1 3,5	2,85 4,75	3,60 6,00	4,50 7,50	5,55 9,25	7,20 12,0	9,00 15,0	12,0 20,0	15,0 25,0	18,9 31,5	24,0 40,0
Строительная длина поставки	м	2500	2500	2000	1800	1800	1600	1400	1200	1000	800	800	700
Длит. допустимый oo медн.	А	170 220	210 270	250 320	280 360	320 410	360 460	415 530	475 600	540 6S0	610 750	680 830	735 920
Длит. допустимый медн.	А	175 230	215 280	260 335	295 380	330 430	375 485	440 560	495 640	570 730	650 830	750 940	820 1030
Длит. допустимый oo медн.	А	185 245	235 300	285 370	330 425	370 475	425 545	505 645	580 740	675 845	780 955	910 1115	1050 1270
Длит. допустимый оoo медн.	А	225 290	230 360	340 435	390 500	440 560	505 635	595 745	680 845	770 940	865 1050	1045 1160	1195 1340

Технические характеристики СПЭ-кабеля напряжением 20 кВ

Сечение	мм2	50	70	95	120	150	185	240	300	400	500	630	800
Толщина изоляции	мм	60	60	60	60	60	60	60	60	60	60	6,0	60
Толщина оболочки	мм	2,5	2,5	2,5	2,5	2,5	2,5	2,5	2,5	2,5	2,5	2,7	2,9
Внешний диаметр	мм	33	34	36	38	39	41	43	45	49	52	56	60
Вес прибл. мед. жила	кг/км	904 1213	1011 1542	1133 1721	1248 1990	1467 2395	1615 2760	1833 3318	2068 3925	2539 5014	2907 6000	3401 7299	3999 8948
Мин радиус изгиба	см	50	51	54	57	59	62	65	68	74	78	84	90
Допустимые усилия тяжения мед. жила	кН	1,5 2,5	2,1 3,5	2,85 4,75	3,60 6,00	4,50 7,50	5,55 9,25	7,20 12,0	9,0 25,0	18,9 31,5	24,0 40,0
Строительная длина поставки	м	2350	2350	1850	1650	1650	1450	1250	1050	850	650	650	550
Длит. допустимый oo алюм.	А	225 175	270 215	325 255	365 290	415 330	465 370	540 425	615 480	700 550	780 620	860 690	970 760
Длит. допустимый oоo алюм.	А	230 185	290 225	345 270	390 305	435 350	490 390	570 450	650 510	750 600	855 685	950 770	1050 850
Длит. допустимый oo алюм.	А	250 190	310 240	375 295	430 340	490 395	560 450	650 515	745 595	880 700	980 795	1130 900	1285 1025
Длит. допустимый oоo алюм.	А	290 225	365 280	440 345	505 395	575 450	660 515	750 595	845 680	955 785	1060 875	1185 970	1340 1100

Технические характеристики СПЭ-кабеля напряжением 35 кВ

Сечение	мм2	50	70	95	120	150	185	240	300	400	500	630	800
Толщина изоляции	мм	9.0	9,0	9,0	9,0	9.0	9,0	9,0	9.0	9,0	9,0	9,0	9,0
Толщина оболочки	мм	2,5	2,5	2,5	2,5	2,5	2.5	2,5	2,7	2,7	2,9	2,9	2,9
Внешний диаметр	мм	39	40	42	44	45	47	49	52	55	58	62	66
Вес прибл. мед. жила	кг/км	1187 1496	1310 1743	1446 2034	1574 2317	180S 2733	1968 3113	2235 3720	2492 4348	2995 5469	3390 6483	3883 7780	4517 9467
Сечение	мм2	50	70	95	120	150	185	240	300	400	500	630	800
Мин. радиус изгиба	см	59	60	63	66	68	71	74	78	83	87	93	99
Допустимые усилия тяжения алюм. жила меда жила	кН	1,5 3,5	2,85 4,75	3,60 6,00	4,50 7,50	5,55 9,25	7,20 12,0	9,0 15,0	12,0 20,0	15,0 25,0	18,9 31,5	24,0 40,0
Строительная длина поставки	м	1200	1200	1200	1000	1000	1000	800	800	600	600	600	500
Длит. допустимый oo алюм.	А	225 175	270 215	325 255	365 290	415 330	465 370	540 425	615 480	700 550	780 620	860 690	970 760
Длит. допустимый oоo алюм	А	230 185	290 225	345 270	390 305	435 350	490 390	570 450	650 510	750 600	855 685	950 770	1050 850
Длит. допустимый oo алюм.	А	250 190	310 240	375 295	430 340	490 395	560 450	650 515	745 595	880 700	980 795	1130 900	1285 1025
Длит. допустимый oоo алюм.	А	290 225	365 280	440 345	505 395	575 450	660 515	750 595	845 680	955 785	1060 875	1185 970	1340 1100

Технические характеристики СПЭ-кабеля напряжением 110 кВ

Сечгние		мм2		185		240	300	350		400		500		630		800
Толщина изоляции		мм		16,0		16,0	16,0	16,0		15,0		15,0		15,0		15,0
Толщина оболочки		мм;		3,0		3,2	3,4	3,4		3,4		3,4		3,6		3,8
Внгшний диаметр		мм		64		66	69	70		70		74		77		81
Весприбл. алюм. жила мед жила		кг/км		3400 4560		3700 5180	4000 5870	4230 6390		4290 6760		4830 7930		5410 9310		6140 11090
Мин радиус изгиба		см		96		99	104	105		105		111		116		122
Допустимые усилия тяжеяия меди, жила алюм жила		кН		5,55 9,25		7,20 12,00	9,00 15,00	10,5 17,5		12,0 20,00		15,0 25,0		18,9 31,5		24,0 40,0
Сопротивление постоянному току алюм. жила меда жила		Ом/км		0,0991 0,1640		0,0754 0.1250	0,0601 0,1000	0,0543 0,0890		0,0470 0,0778		0,0366 0,0605		0,028 0,0464		0,0221 0,0367
Длит, допустимый ток в земле оо алюм.		А		500 395		575 455	650 515	715 560		755 600		840 675		935 760		1030 850
Длит, допустимый ток в земле алюм.	А		451 366		507 416		557 461	581 486	611 514		667 572		724 631		777 690
Длит, допустимый ток в воздухе алюм.	А		600 480		690 555		775 630	835 680	895 825		1115 935		1245 1060
Длит, допустимый ток в воздухе алюм.	А		624 494		725 576		820 656	871 702	938 758		1065 872		1204 999		1352 1139

Линии напряжением 6—10—20 кВ подлежат проверке на максималь­ную потерю напряжения от ЦП до удаленной трансформаторной ПС (ТП) 6-10-20 кВ.

Опыт проектирования линий 6—10—20 кВ показывает, что достаточ­но анализировать только режимы крайних ТП: ближайшей к ЦП и наи­более удаленной.

Средние значения потерь напряжения в КЛ 6—10—20 кВ составля­ют 5—7 %, при этом меньшие значения соответствуют длинным, а боль­шие — коротким линиям 0,4 кВ, отходящим от ТП 6—10—20/0,4 кВ. Линии 6—10 кВ, идущие к электроприемникам этого напряжения, про­веряются на допустимые отклонения напряжения, регламентируемые ГОСТ 13109-97.

Кабельные линии (кроме защищаемых плавкими предохранителя­ми) подлежат проверке по термической стойкости при токах КЗ. Тем­пература нагрева проверяемых проводников при КЗ должна быть не выше следующих предельно допустимых значений, С:

Кабели до 10 кВ включительно с изоляцией:
бумажно-пропитанной	200
поливинилхлоридной или резиновой	150
полиэтиленовой	120
Кабели 20-220 кВ	125

Предельные значения установившегося тока КЗ, соответствующе­го термической стойкости кабелей 10 кВ с медной и алюминиевой жи­лой и бумажной изоляцией, приведены на рис. 3.4.

Наибольшее развитие в России получили сети 6 кВ, на их долю при­ходится около 50 % протяженности сетей среднего напряжения. Одним из направлений развития сетей среднего напряжения является перевод сети 6 кВ на 10 кВ. Это наиболее сложно осуществить в городских се­тях, где сеть 6 кВ выполнена кабелем.

Влияние повышенного на­пряжения на срок службы кабе­лей, переведенных с 6 на 10 кВ, определяет следующую последо­вательность принятия решений.

Целесообразность исполь­зования кабелей 6 кВ на напря­жении 10 кВ или их замены при переводе КЛ 6 кВ на напряже­ние 10 кВ следует определять исходя из технико-экономичес­кого анализа с учетом местных условий. При этом следует учи­тывать, что сроки работы кабе­лей 6 кВ, переведенных на на­пряжение 10 кВ, в зависимости от их состояния на момент пе­ревода и с учетом режимов ра­боты линий распределительной и питающей городской сети (до и после перевода), а также пред­шествующего срока работы ка­белей на номинальном напря­жении могут быть приняты рав­ными:

20 годам—для кабельных ли­ний городской распределитель-

ной сети со сроком эксплуатации кабелей до перевода не более 15 лет;

15 годам — для кабельных линий городской распределительной сети со сроком эксплуатации кабелей до перевода более 15 лет и для кабель­ных линий, токовая нагрузка которых после перевода в течение бли­жайших пяти лет может превысить 0,5 длительно допустимой;

8—12 годам — для линий городской питающей сети и для кабельных линий, токовая нагрузка которых после перевода будет превышать 0,5 длительно допустимой.

Следует считать, что указанные сроки работы кабельных линий пос­ле их перевода с 6 кВ на напряжение 10 кВ не являются предельными и могут быть увеличены с учетом технического состояния кабельных ли­ний и степени старения и износа изоляции кабелей.

По истечении указанных сроков эксплуатации кабельных линий, переведенных с 6 кВ на напряжение 10 кВ, степень старения и износа изоляции рекомендуется устанавливать путем измерения электричес­ких характеристик (сопротивления изоляции, тангенса угла диэлект­рических потерь), вскрытия и разборки трех образцов кабелей одного итого же года прокладки и перевода на повышенное напряжение и опре­деления значения эквивалентного напряжения пробоя.

Потери электроэнергии в кабеле складываются из потерь в токоведущей части и изоляции кабеля. Потери в токоведущей части опреде­ляются в зависимости от номинального напряжения, материала жилы и загрузки КЛ, а в изоляции кабелей — от напряжения и тангенса угла диэлектрических потерь. Для эксплуатируемых в настоящее время ка­белей годовые потери электроэнергии в изоляции составляют:

6-10 кВ	0,9-1,5 тыс. кВт·ч/км
20-35 кВ	2,5-5,5 тыс. кВт·ч/км
110 кВ	30-60 тыс. кВт·ч/км

Меньшие значения относятся к кабелям малых сечений.

Источник