Тема: Выбор ОПН для защиты экрана кабеля (Прочитано 5201 раз)

cherkas · « : 28 Січень 2018, 11:46:02 »

Здравствуйте коллеги, как то раньше не доводилось проектировать КЛ одножильными кабелями, и как оказывается тут есть свои нюансы.

И так, есть кабельная линия из 3-х однофазных кабелей сшитого полиэтилена, длинной чуть больше 200 метров 6 кВ. Сечение кабеля и экрана посчитал 150/35. Теперь нужно экран заземлить с одной стороны, а с другой поставить ОПН. По письму Южкабеля напряжение на экране не должно превышать 5 кВ. Т.е. ОПН нужно ставить до 5 кВ, но сеть 6 кВ и мне кажется, что облэнерго покрутит мне у виска если я им предложу допустим ОПН 4 кВ.

Кто нибудь сталкивался с подобными расчетами? Дайте пример пожалуйста. Ну и если это вдруг принципиально, то география - Днепр (Украина)

PS письмо от Южкабеля приложил в соседней ветке. http://eom.com.ua/index.php?action=dlattach;topic=23015.0;attach=25242

И еще, почитал книгу Дмитриева по этому поводу, но она выдана в России и ссылаться на нее наверное не правильно, есть ли какие то нормы или методики или какая то другая официальная литература по этому вопросу в Украине?

boss · « **Reply #1 :** 28 Січень 2018, 11:57:48 »

В большинстве случаев экран заземляют с обеих сторон.
В твоем случае

Цитата: cherkas від 28 Січень 2018, 11:46:02

кабельная линия из 3-х однофазных кабелей сшитого полиэтилена, длинной чуть больше 200 метров 6 кВ

не вижу смысла не заземлять с обеих сторон.

Сначала посчитай какое у тебя напряжение наводиться на экране при твоем максимальном токе КЗ.
Допустим максимальный ток двухфазного КЗ в конце линии 10кА.
Сопротивление экрана медь 35мм2
R=r*L=0.668 (Ом*км) х 0,2 (км) =0,1336 Ом
Значение r для экрана медь 35мм2 взято из Таблица 2.29 – Сопротивление жил и проволочных экранов кабелей переменному току частотой 50 Гц при 90°С (РД К28-003-2007)

Далее считаем напряжение
U = I x R =10 кА х 0,1336 Ом = 1336 В

Но я сомневаюсь что у тебя там в конце линии будет 10кА

При каком токе нужно набрать 5кВ?
I=U/R = 5000/0,1336 = 37,425кА

cherkas · « **Reply #2 :** 28 Січень 2018, 12:24:28 »

Цитата: boss від 28 Січень 2018, 11:57:48

...
не вижу смысла не заземлять с обеих сторон.
...

Ну это не моя прихоть искать себе головную боль, на экране идут потери от которых можно избавиться таким способом. А облэнерго просто жаждет избавиться от дополнительных потерь.

cherkas · « **Reply #3 :** 28 Січень 2018, 12:27:58 »

Цитата: boss від 28 Січень 2018, 11:57:48

...

При каком токе нужно набрать 5кВ?
I=U/R = 5000/0,1336 = 37,425кА

Дело не в токе, ссылаются они на коммутационные перенапряжения которые я пока тоже не понял как посчитать на экране, и на сколько я понял эти перенапряжения на незаземленном конце нужно убрать ОПНами.

Есть вот такое замечание от них

http://prntscr.com/i6nwl0

boss · « **Reply #4 :** 28 Січень 2018, 12:34:21 »

Вот здесь http://mvdm.ru/wp-content/uploads/2015/04/Dmitriev84oshibki.pdf
есть раздел про выбор ОПН

cherkas · « **Reply #5 :** 28 Січень 2018, 12:45:59 »

Читал я и эту статью и книгу его с приведенными расчетами, вся загвоздка в импульсном напряжении оболочки, была бы она как в примере расчета в книге Дмитриева 40кВ, не было бы проблем, думаю с подсчетом мощности ОПН я справлюсь, но! есть официальное письмо Южкабеля в котором они говорят о 5кВ.

boss · « **Reply #6 :** 28 Січень 2018, 12:54:19 »

СОУ-Н МЕВ 40,1-37471933-49-2011
Глава 10

cherkas · « **Reply #7 :** 03 Лютий 2018, 21:47:16 »

Спасибо, вроде бы то, что нужно.

Подскажите, может Вы знаете как подсчитать на сколько снижается пропускная способность кабеля при двустороннем заземлении, и какой ток будет течь в экране?

___________________________________________________________________________________________

нашел такую статью

https://cyberleninka.ru/article/n/povyshenie-tochnosti-rascheta-tokov-v-ekranah-kabeley-pri-dvustoronnem-zazemlenii-trehfaznoy-kabelnoy-linii

судя из приведенного расчета ток в экране не зависит от длины кабеля

, как то это странно

произвел расчет по приведенной выше ссылке и получил, что при сечении 150 мм2 и токе в жиле 280А ток в экране равен 83А. Но чувствую это не правильно.

____________________________________________________________________________________________

нашел еще одну статью

http://www.kabel-news.ru/netcat_files/90/100/mart_Prodol_nye_toki_v_ekranah_odnozhil_nyh_kabeley.pdf

пересчитал по ней, приняв мю=1 (не знаю какую проницаемость брать в данном расчете по этому 1, при этом мю в расчетной формуле стоит в числителе, по этому при ее уменьшении будет уменьшаться и ток)

при просвете между кабелями =0, ток в экране < 10А что мне кажется ближе к действительности, но на моё удивление длина кабеля опять не влияет на результат(подставлял разные значения), хотя в формулах она учтена.

и далее получается, если подставить в Вашу формулу (точнее в формулу Ома

) не ток КЗ в жиле а потребляемый ток(280А), то напряжение на экране при нормальной работе получается 37,4 В

Quote (selected)

Далее считаем напряжение
U = I x R =10 кА х 0,1336 Ом = 1336 В

помножив его на ток получим потери менее 400 Вт. И это при максимальной загрузке кабеля и при мю=1.
________________________________________________________________________________________

не понятен один момент, если ток в экране не зависит от длины кабеля, то для чего переподключение экранов на длинных кабелях? и раз эти переподключения есть, то наверное ток в экране всё таки зависит от длины кабеля и мои расчеты выше не верны

Прошу прокомментировать и поправить мои домыслы, за ранее спасибо.

cherkas · « **Reply #8 :** 05 Лютий 2018, 18:22:16 »

Цитата: boss від 28 Січень 2018, 12:54:19

Уважаемый boss, я понимаю, что здесь ни кто никому ничего не должен, но тем не менее очень прошу Вас высказать своё мнение по поводу того, что я тут пописал выше.

Если кто то еще выразит свою критику буду дважды благодарен.

boss · « **Reply #9 :** 05 Лютий 2018, 20:10:38 »

Звиняюсь.....как то дел много....только увидел.....почитаю, осмыслю, что то напишу.
А вообще то советую почитать:
Дмитриев М.В. Заземление экранов однофазных силовых кабелей 6-500 кВ
Также в сети есть другие его работы. Там он все это рассматривает.

По поводу тока в экране кабеля, который не зависит от длины - это как траснформатор.....если вторичная обмотка закорочена, а в первичной обмотке будем поддерживать стабильный ток I1, то будет ли ток во вторичной обмотке зависеть от размеров трансформатора?

Вообще то скажу что вряд ли кто-то из проектировщиков париться подобными расчетами.....делают только те расчеты которые необходимы для того чтобы *энерго согласовало проект и все.
В Киеве например я пока еще не встречал транспозицию экранов (напряжно обслуживать все эти коробки для транспозиции)....или заземление экрана только с одной стороны (опасность попадания человека под напряжение экрана). Все делают заземление экрана с двух сторон и не паряться.

cherkas · « **Reply #10 :** 05 Лютий 2018, 22:48:13 »

Спасибо за ответ.

Да, я уже решил, что буду рисовать двустороннее заземление, но тем не менее в данном вопросе хочу разобраться более подробно и получить понимание.

Дмитриева я читал и книгу и его статью, вся проблема в том, что у него в примере расчета взято допустимое импульсное напряжение 40 кВ, и прокомментировано это значение тем, что производители кабелей не предоставляют такую характеристику на кабеля которые выпускают, а взял он эту величину у какого то зарубежного производителя. Основываясь на этом он рекомендует ставить ОПН 6 кВ. При этом в своей статье Дмитриев не рекомендует и даже предлагает запретить установку ОПН напряжением ниже 6кВ. Вот здесь и начинается казус. Отечественный производитель явно дал ответ, что изоляция рассчитана на 5 кВ. т.е. ставить ОПН 6 кВ как бы не имеет смысла уже. Я написал сейчас письма еще нескольким отечественным производителям кабелей, но ответов пока не получил, хотя почти уверен, что выше 5 кВ ни кто у нас не производит. А расчета потерь в экране у Дмитриева я не нашел.

Теперь нужно разобраться с расчетами, если первый мой расчет верен, и по экрану течет ток в 83А да помножить на 37,4 В получатся потери более 3 кВт, помножить на год (8760 часов) получится более 26 000 кВт*ч, помножить на тариф (грубо 2 грн) = более 50 000 грн в год потерь на кабеле длиной 200 с небольшим метров. И в этом случае наверное стоило бы подумать как снизить эти потери.

Если же верен второй расчет, то потери ниже почти в 10 раз и в этом случае как рекомендует Дмитриев, затраты на мероприятия по снижению потерь которые не окупаются за 8 лет не применять.

Вот и хочется разобраться, стоит или не стоит применять какие то мероприятия и о каких реальных потерях вообще идет речь.

P.S. По поводу того, что длина кабеля не влияет на ток осознал, длина влияет на напряжение, чего то я затупил.

boss · « **Reply #11 :** 06 Лютий 2018, 09:28:30 »

Уже набросал огромный текст, но случайно нашел новую информацию по этому поводу, которая в корне все меняет, и весь старый текст удалил.
Итак, новая информация.
Южкабель говорит "Согласно СОУ-H EE 20.304:2009 (п.23.1) значение испытательного выпрямленного напряжения оболочки кабелей составляет 5кВ для кабелей всех классов напряжений, которые имеют пластмассовую оболочку".
И на основании этого они утверждают что напряжение "не должно превышать 5кВ с точки зрения безопасности"
Открываем этот СОУ http://eom.com.ua/index.php?action=downloads;sa=downfile&id=1519
и читаем
п.23.1. Під час випробувань випрямлену напругу 5кВ прикладають між металевою оболонкою (екраном) і землею протягом 1хв....

Но если разобраться, то это нифига не говорит о том, какое максимальное напряжение выдерживает оболочка кабеля. Для этого нужно провести лабораторные испытания. Южкабель этого не делал, поэтому просто написал отписку и все.
А вот новая статья Дмитриева которая все поднобно обьясняет
http://mvdm.ru/wp-content/uploads/2016/01/Dmitriev4opn.pdf

И что там написано? 55кВ в лаборатории СПбПУ и 40кВ в КЕМА.
Ну короче читай, далее все подробно расписано