Расчет конструкции силового кабеля на напряжение (стр. 14 из 15)

5.7 Расчет зависимости тока короткого замыкания (с предшествующей и без предшествующей нагрузки) от времени срабатывания защиты

1. Короткое замыкание с предшествующей нагрузкой, [13]:

(5.7.1)

где

– теплоемкость жилы,

– температура, до которой можно кратковременно нагреть изоляцию,

– время короткого замыкания, для данного типа изоляции. Примем его равным промежутку 0,01¸1 с,

– длительно допустимая температура нагрева жилы кабеля,

– температурный коэффициент удельного объёмного сопротивления меди.

кА

2. Короткое замыкание без предшествующей нагрузки:

(5.7.2)

Ом (5.7.3)

R_ж – сопротивление токопроводящей жилы при температуре T₀,

ρ₂₀ = 0,0172 Ом·мм²/м – удельное сопротивление меди при 20 ºС,

k_у = 1,025 – коэффициент укрутки.

кА

Таблица 12. Значения токов короткого замыкания в различное время короткого замыкания

Время к. з., с	Токи короткого замыкания (жилы)
	Без предшествующей нагрузки, кА	С предшествующей нагрузкой, кА
0,01	913,4	450,5
0,1	288,9	142,5
0,2	204,3	100,7
0,3	166,8	82,2
0,4	144,4	71,2
0,5	129,2	63,7
0,6	117,9	58,2
0,7	109,2	53,8

По данным таблицы на рисунке 22 построена зависимость токов короткого замыкания от времени короткого замыкания.

Рис. 22. Зависимость тока короткого замыкания от времени срабатывания защиты: 1 – короткое замыкание без предшествующей нагрузки; 2 – с предшествующей нагрузкой

6. Расчет массы кабеля

1. Масса токопроводящей жилы:

(6.1)

- плотность меди,

– сечение жилы,

– длинна кабеля,

– коэффициент укрутки.

кг.

2. Масса экрана по жиле:

(6.2)

– плотность сшитого полиэтилена,

– радиус по жиле,

– радиус по экрану по жиле

кг

3. Масса изоляции:

(6.3)

– радиус по изоляции,

кг

4. Масса экрана по изоляции:

(6.4)

– радиус по экрану изоляции,

кг

5. Масса полупроводящей водонабухающей ленты:

(6.5)

– радиус по медному экрану,

- коэффициент укрутки полупроводящей водонабухающей ленты

(6.6)

- кратность шага скрутки

(6.7)

где

- шаг скрутки, мм

- средний диаметр по полупроводящей водонабухающей ленты

(6.8)

- радиус по экрану изоляции, мм

- толщина полупроводящей водонабухающей ленты

мм

(6.9)

где

- угол скрутки [11],

- ширина полупроводящей водонабухающей ленты, мм

- перекрытие [11]

Выразим шаг скрутки из (6.9) получаем:

(6.10)

Шаг скрутки полупроводящей водонабухающей ленты:

Кратность шага скрутки:

Коэффициент укрутки полупроводящей водонабухающей ленты:

кг (6.11)

6. Масса экрана:

– радиус по медному экрану,

кг (6.12)

Для расчета массы медной ленты рассчитаем шаг скрутки:

(6.13)

где

- шаг скрутки, мм

- угол скрутки [11]

- ширина медной ленты, мм

- перекрытие [11]

мм

Кратность шага скрутки:

(6.14)

где

- средний диаметр по медной ленте

(6.15)

- радиус по медному экрану, мм

- толщина медной ленты

мм

Кратность шага скрутки:

Коэффициент укрутки медной ленты:

(6.16)

7. Масса водонабухающей ленты:

Для расчета массы водонабухаюшей ленты рассчитаем шаг скрутки:

(6.17)

где

- шаг скрутки, мм

- угол скрутки [11]

- ширина водонабухающей ленты, мм

- перекрытие [11]

мм

Кратность шага скрутки:

(6.18)

где

- средний диаметр по водонабухающей ленте

(6.19)

- радиус по медному экрану, мм