Parametry elektryczne kabli średniego napięcia w izolacji XLPE, 6-30 kv

Transkrypt

1 Parametry elektryczne kabli średniego napięcia w izolacji XLPE, 6-30 kv Rezystancja żyły dla temperatury 20 C Żyła miedziana - Cu Ohm/km maksymalna wartość Żyła aluminiowa - Alu Ohm/km 25 0,727 1, ,524 0, ,387 0, ,268 0, ,193 0, ,153 0, ,124 0, ,0991 0, ,0754 0, ,0601 0, ,0470 0, ,0366 0,0605 Współczynniki przeliczeniowe dla temperatury żył Temperatura w C Żyła miedziana - Cu 1,157 1,177 1,196 1,236 1,275 Żyła aluminiowa - Alu 1,161 1,181 1,202 1,242 1,282 Wzór przeliczeniowy Rδ = R20 234,5 + δ 254,5 Dla żył miedzianych - Cu Rδ = R δ 248 Dla żył aluminiowych - Alu δ temperatura przewodu w C Rδ Rezystancja przewodu w temperaturze δ C (w Ohm/km) R20 Rezystancja przewodu w temperaturze 20 C (w Ohm/km 158

2 Skuteczny opór przy 50 Hz (rezystancja dla prądu zmiennego) Żyła miedziana (około) Ohm/km 35 0,671 0,673 0,671 0, ,497 0,498 0,496 0,498 0,496 0, ,345 0,346 0,345 0,346 0,344 0, ,249 0,251 0,249 0,250 0,249 0, ,198 0,200 0,198 0,200 0,198 0, ,163 0,165 0,163 0,165 0,162 0, ,132 0,134 0,131 0,133 0,131 0, ,102 0,104 0,101 0,103 0,101 0, ,082 0,085 0,082 0,084 0,082 0, ,068 0,071 0,067 0,070 0,067 0, ,055 0,058 0,055 0,058 0,054 0,057 Żyła aluminiowa (około) Ohm/km 35 1,12 1,12 1,12 1, ,825 0,826 0,825 0,826 0,824 0, ,571 0,572 0,571 0,572 0,571 0, ,413 0,415 0,413 0,414 0,413 0, ,327 0,329 0,327 0,329 0,327 0, ,269 0,271 0,268 0,270 0,268 0, ,215 0,217 0,215 0,217 0,214 0, ,165 0,167 0,165 0,167 0,164 0, ,133 0,135 0,133 0,135 0,133 0, ,106 0,109 0,106 0,109 0,106 0, ,085 0,088 0,084 0,087 0,084 0,087 Induktancja przy 50 Hz (około) Ohm/km 35 0,144 0,158 0,153 0, ,136 0,150 0,145 0,159 0,154 0, ,129 0,143 0,138 0,152 0,147 0, ,123 0,137 0,131 0,145 0,139 0, ,118 0,132 0,126 0,140 0,134 0, ,114 0,128 0,121 0,135 0,129 0, ,110 0,124 0,117 0,131 0,125 0, ,105 0,120 0,112 0,126 0,120 0, ,102 0,116 0,108 0,123 0,115 0, ,097 0,111 0,103 0,117 0,110 0, ,094 0,108 0,100 0,114 0,106 0,

3 Parametry elektryczne kabli średniego napięcia w izolacji XLPE, 6-30 kv Pojemność robocza μf/km μf/km μf/km 35 0,22 0, ,25 0,18 0, ,28 0,20 0, ,31 0,22 0, ,34 0,23 0, ,37 0,25 0, ,40 0,27 0, ,44 0,30 0, ,48 0,32 0, ,55 0,36 0, ,60 0,40 0,29 Indukcyjność (około) Ohm/km 35 0,45 0,76 0,48 0, ,42 0,73 0,45 0,74 0,48 0, ,39 0,70 0,43 0,70 0,45 0, ,38 0,67 0,41 0,68 0,43 0, ,36 0,65 0,39 0,65 0,42 0, ,35 0,63 0,38 0,63 0,41 0, ,34 0,61 0,36 0,62 0,39 0, ,32 0,59 0,35 0,59 0,37 0, ,31 0,57 0,33 0,58 0,36 0, ,30 0,55 0,33 0,55 0,34 0, ,29 0,53 0,31 0,53 0,33 0,54 160

4 Obciążalność zwarciowa do 30 kv Temperatura żyły roboczej: 90 C Temperatura zwarcia: 250 C Kable z żyłami miedzianymi Czas zwarcia w sekundach 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0 1,5 2,0 3,0 4,0 5,0 Dopuszczalny prąd zwarcia w ka 25 11,3 8,0 6,5 5,7 5,1 4,6 4,3 4,0 3,8 3,6 2,9 2,5 2,1 1,8 1, ,8 11,2 9,1 7,9 7,1 6,5 6,0 5,6 5,3 5,0 4,1 3,5 2,9 2,5 2, ,6 16,0 13,1 11,3 10,1 9,2 8,5 8,0 7,5 7,2 5,8 5,1 4,1 3,6 3, ,7 22,4 18,3 15,8 14,2 12,9 12,0 11,2 10,6 10,0 8,2 7,1 5,8 5,0 4, ,0 30,4 24,8 21,5 19,2 17,5 16,2 15,2 14,3 13,6 11,1 9,6 7,8 6,8 6, ,3 38,4 31,3 27,1 24,3 22,2 20,5 19,2 18,1 17,2 14,0 12,1 9,9 8,6 7, ,8 48,0 39,2 33,9 30,3 27,7 25,6 24,0 22,6 21,5 17,5 15,2 12,4 10,7 9, ,7 59,2 48,3 41,8 37,4 34,2 31,6 29,6 27,9 26,5 21,6 18,7 15,3 13,2 11, ,5 76,7 62,7 54,3 48,5 44,3 41,0 38,4 36,2 34,3 28,0 24,3 19,8 17,2 15, ,7 95,9 78,3 67,8 60,7 55,4 51,3 48,0 45,2 42,9 35,0 30,3 24,8 21,5 19, ,9 127,9 104,4 90,4 80,9 73,8 68,4 64,0 60,3 57,2 46,7 40,4 33,0 28,6 25, ,1 159,9 130,5 113,1 101,1 92,3 85,5 79,9 75,4 71,5 58,4 50,6 41,3 35,8 32,0 Kable z żyłami aluminiowymi Czas zwarcia w sekundach 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0 1,5 2,0 3,0 4,0 5,0 Dopuszczalny prąd zwarcia w ka 25 7,4 5,3 4,3 3,7 3,3 3,0 2,8 2,6 2,5 2,4 1,9 1,7 1,4 1,2 1, ,4 7,4 6,0 5,2 4,7 4,2 3,9 3,7 3,5 3,3 2,7 2,3 1,9 1,6 1, ,9 10,5 8,6 7,4 6,6 6,1 5,6 5,3 5,0 4,7 3,8 3,3 2,7 2,4 2, ,8 14,7 12,0 10,4 9,3 8,5 7,9 7,4 6,9 6,6 5,4 4,7 3,8 3,3 2, ,2 20,0 16,3 14,1 12,6 11,5 10,7 10,0 9,4 8,9 7,3 6,3 5,2 4,5 4, ,7 25,2 20,6 17,8 16,0 14,6 13,5 12,6 11,9 11,3 9,2 8,0 6,5 5,6 5, ,6 31,5 25,7 22,3 19,9 18,2 16,9 15,8 14,9 14,1 11,5 10,0 8,1 7,1 6, ,0 38,9 31,7 27,5 24,6 22,5 20,8 19,4 18,3 17,4 14,2 12,3 10,0 8,7 7, ,3 50,4 41,2 35,7 31,9 29,1 27,0 25,2 23,8 22,6 18,4 16,0 13,0 11,3 10, ,2 63,1 51,5 44,6 39,9 36,4 33,7 31,5 29,7 28,2 23,0 19,9 16,3 14,1 12, ,9 84,1 68,6 59,5 53,2 48,5 44,9 42,0 39,6 37,6 30,7 26,6 21,7 18,8 16, ,6 105,1 85,8 74,3 66,5 60,7 56,2 52,5 49,5 47,0 38,4 33,2 27,1 23,5 21,0 161

5 Parametry elektryczne kabli średniego napięcia w izolacji XLPE, 6-30 kv Zwarcie do ziemi A/km A/km A/km 35 1,2 1,7 50 1,4 1,9 2,3 70 1,5 2,1 2,5 95 1,7 2,4 2, ,9 2,6 2, ,0 2,7 3, ,2 3,0 3, ,4 3,3 3, ,6 3,5 4, ,0 4,0 4, ,3 4,3 4,8 Obciążalność zwarciowa dla żyły powrotnej. Temperatura zwarcia 350 C Prąd zwarciowy w ka Czas zwarcia w sekundach up to ka ka ka 0,1 9,7 15,1 21,2 0,2 6,9 10,7 15,1 0,3 5,7 8,9 12,5 0,4 5,0 7,7 10,9 0,5 4,5 7,0 9,8 0,6 4,2 6,4 9,0 0,7 3,9 6,0 8,4 0,8 3,5 5,6 7,9 0,9 3,4 5,3 7,5 1,0 3,3 5,1 7,2 1,5 2,7 4,2 5,9 2,0 2,3 3,6 5,1 3,0 1,9 2,9 4,2 4,0 1,7 2,6 3,6 5,0 1,5 2,3 3,2 Wykaz przekrojów żyły powrotnej żyły roboczej żyły powrotnej 35 do do i

6 Współczynnik konwersji dla kabli energetycznych średniego napięcia, 6-30 kv Obciążenie dla kabli ułożonych w ziemi Współczynnik obciążenia 0,7 i 1,0 Warunki podstawowe Temperatura ziemi 20 C Współczynnik temperatury 1,0 K m/w Odległość między kabli lub układem kabli 7 cm Pojedyncze żyły ułożone w trójkąt Współczynnik obiążenia 0,7 Rodzaj izolacji Budowa kabla Napięcie Liczba kabli lub układów kabli znamionowe PVC Kable wielożyłowe 0,6/1 do 3,6/6 kv 0,86 0,71 0,64 0,60 0,57 Kable trzy żyłowe do 6/10 kv 0,87 0,71 0,63 0,59 0,54 Kable jednożyłowe 0,6/1 do 3,6/6 kv 0,85 0,70 0,63 0,59 0,56 Kable jednożyłowe do 6/10 kv 0,83 0,66 0,57 0,53 0,49 VPE Kable wielożyłowe 0,6/1 do 18/30 kv 0,85 0,70 0,63 0,59 0,56 Kable trzy żyłowe do 18/30 kv 0,85 0,70 0,63 0,58 0,56 Współczynnik obiążenia 1,0 Rodzaj izolacji Budowa kabla Napięcie Liczba kabli lub układów kabli znamionowe PVC Kable wielożyłowe 0,6/1 do 3,6/6 kv 0,81 0,66 0,52 0,46 0,43 0,40 Kable trzy żyłowe do 6/10 kv 0,82 0,67 0,51 0,45 0,41 0,37 Kable jednożyłowe 0,6/1 do 3,6/6 kv 0,79 0,65 0,51 0,46 0,42 0,40 Kable jednożyłowe do 6/10 kv 0,78 0,62 0,47 0,40 0,36 0,33 VPE Kable wielożyłowe 0,6/1 do 18/30 kv 0,83 0,67 0,53 0,47 0,44 0,41 Kable trzy żyłowe do 18/30 kv 0,81 0,66 0,52 0,47 0,43 0,41 Budowa systemu kabli Dla kabli jednożyłowych 7 cm Dla kabli wielożyłowych 7 cm 163

7 Kable średniego napięcia z izolacją z VPE 6/10 kv, 12/20 kv, 18/30 kv Kable średniego napięcia z izolacją z VPE (sieciowany polietylen) stosowane są w Niemczech od lat 70., ponieważ odznaczają się bardzo dobrymi właściwościami elektrycznymi, mechanicznymi i termicznymi. Wspomniany materiał izolacyjny jest odporny chemicznie i termicznie. Dzięki tym zaletom wersja ta wyparła klasyczne kable izolowane papierem z wielu obszarów zastosowań. Aby zabezpieczyć je przed wilgocią oraz przedłużyć trwałość, kable są wyposażane w ekrany gwarantujące wodoszczelność wzdłużną. Do ich wytwarzania wykorzystywany jest wysokociśnieniowy polietylen (HDPE), do którego dodane są peroksydy organiczne. Pod wpływem ciepła i ciśnienia, łańcuchy molekuł łączą się ze sobą, co powoduje przejście ze stanu termoplastycznego do elastycznego. Przewaga kabli średniego napięcia izolowanych VPE w stosunku do izolowanych papierem lub PVC polega również na małym współczynniku strat dielektrycznych, który w porównaniu np. z kablami w izolacji PVC ma wartość 100. Dobre właściwości kabli izolowanych VPE zachowywane są także w dużym zakresie temperatur. Własności VPE dopuszczalna temperatura użytkowania - w trybie trwałym (normalnym) +90 C - w przypadku zwarcia +250 C - w użytkowaniu przeciążeniowym i awarii do C specyficzna odporność na ciepło 3,5 K x m/w stała dielektryczna 2,4 specyficzna odporność (20 C) min om x cm wskaźnik strat (tan ð) (20 C) max 0,5 x 10-3 szczelność 0,92 g/cm³ wytrzymałość na rozrywanie min 200% wytrzymałość na rozciąganie min 12,5 N/mm² Przewód - miedź lub aluminium, okrągły wielodrutowy, uszczelniony wg DIN VDE 0295 i HD 383 Wewnętrzna warstwa przewodząca - mieszanka mająca zdolność przewodzenia, sieciowana, minimalna grubość ścianki 0,3 mm Izolacja - polietylen sieciowany (VPE), mieszanka 2XI1 wg DIN VDE 0207 cz. 22 i HD grubość ścianki izolacyjnej przy 6/10 kv = 3,4 mm 12/20 kv = 5,5 mm 18/30 kv = 8,0 mm Zewnętrzna warstwa przewodząca - wytłaczana w jednym cyklu pracy razem z wewnętrzną warstwą przewodzącą i izolacją (wytłaczanie potrójne); ściśle ze sobą połączone - mieszanka mająca zdolność przewodzenia, grubość ścianki 0,3 do 0,6 mm Okrągłość żył - różnica pomiędzy największą i najmniejszą wartością nie może przekraczać 0,5 mm Taśma przewodząca - nad najbardziej zewnętrzną warstwą przewodzącą musi znajdować się taśma o zdolności przewodzenia Ekran - druty miedziowe muszą mieć średnicę minimum 0,5 mm, nad nimi powinna leżeć skrętka poprzeczna o grubości minimum 0,1 mm - przekrój miedzi wg DIN VDE 0273 lub 0276 odpowiednio do tabeli 2 Warstwa oddzielająca - nad ekranem wzgl. pod płaszczem zewnętrznym musi znajdować się warstwa oddzielająca (np. taśma) Płaszcz zewnętrzny - mieszanka PE DMP2 wg HD lub wg DIN VDE 0207 cz. 3, w kolorze czarnym lub - mieszanka PVC DMV6 wg 620.1, YM5 wg DIN VDE 0207 cz. 5 w kolorze czerwonym - grubość ścianki płaszcza = 2,5 mm przy 1x500 mm²/30 kv = 2,6 mm 167

8 Kable średniego napięcia z izolacją z VPE 6/10 kv, 12/20 kv, 18/30 kv Układanie W celu właściwego ułożenia kabli SN w izolacji VPE należy bardzo starannie przestrzegać zaleceń ujętych w PBUE oraz odpowiednich normach. Szczególną uwagę zwrócić należy na to, czy kabel nie jest przeciągany przez konstrukcje o ostrych i twardych krawędziach. Końce kabla muszą być zabezpieczone przed dostępem wody. Przy ucinaniu odcinków kabla należy natychmiast zabezpieczać jego końce. Kable SN zaleca się układać na głębokości cm. Kable jednożyłowe można układać w trójkąt (do zasilania 3 faz). Przy prowadzeniu kabli w rurach uwzględniać należy wpływ izolacji cieplnej warstwy powietrza znajdującego się między powłoką zewnętrzną kabla, a ścianką wewnętrzną rury. Średnica wewnętrzna rury powinna być przynajmniej 1,5 raza większa od kabla. Promień gięcia Napięcie testu Rodzaj testów napięcia Napięcie testu w kv Test napięcia zmiennego Test napięcia stałego Test napięcia zmiennego (test napięcia = 1000 h) U0/U = 6/10 kv U0/U = 12/20 kv Testowanie napięcia w systemach kablowych Kable średniego napięcia w czasie pracy lub po ułożeniu mogą być testowane na wytrzymałość napięciową. Test taki trwa 30 min. U0/U = 18/30 kv Przy układaniu należy zwracać uwagę, aby nie zostały przekroczone następujące wartości: kabel bez płaszcza metalowego =15 x kabla kabel z płaszczem z warstw aluminiowych =30 x kabla Temperatury układania W czasie układania kabli należy zwracać uwagę na to, by nie zostały przekroczone następujące temperatury otoczenia: kable w izolacji VPE oraz płaszczu zewnętrznym z PVC = -5 C kable w izolacji VPE oraz płaszczu zewnętrznym z PE = -20 C Obciążenie prądowe Według VDE 0276 cz C lub HD 620 S1 Ułożenie w ziemi Rodzaj testów napięcia Test napięcia zmiennego w kv Test napięcia stałego w kv U0/U = 6/10 kv U0/U = 12/20 kv U0/U = 18/30 kv do do do 108 Głębokość 0,7-0,8 m Temperatura ziemi na głębokości układania 20 C Specyficzna rezystancja ziemi na temperaturę Stopień obciążenia 1,0 K x m/w 0,7 (EVU-obciąż.) Ułożenie na powietrzu Temperatura powietrza 30 C Stopień obciążenia (obciąż, trwałe) 1,0 Ułożenie w rurach Dla kabli układanych w systemach rurowych zaleca się redukcję obciążalności o współczynnik 0,85 168