10213

Расчет кабеля

Доклад

Производство и промышленные технологии

Расчет кабеля Краткая теория. Кабель это один или несколько изолированных проводников заключенных в общую защитную оболочку. Голландское слово кабель переводится на русский язык как канат. Различные кабели в нашей стране их выпускают более 1000 типов используют...

Русский

2013-03-21

344.5 KB

5 чел.

Расчет кабеля

Краткая теория.

Кабель – это один или несколько изолированных проводников, заключенных в общую защитную оболочку. Голландское слово «кабель» переводится на русский язык как «канат». Различные кабели (в нашей стране их выпускают более 1000 типов) используются для передачи на расстояние электрической энергии и различного вида сигналов информации — телефонных, телеграфных, радиовещательных, телевизионных  и  т.д. (см. Электрическая связь).

Самые крупные кабели (их называют силовыми) работают на линиях электропередачи (ЛЭП). Они подают электроэнергию от трансформаторных подстанций (см. Электрические подстанции) к городским потребителям—заводам, предприятиям, жилым домам.

Все силовые кабели состоят из токопроводящих жил, изолирующего материала и защитного покрова. Кроме этих элементов в строении кабеля могут также входить жилы заземления, экраны и заполнители.
Силовые кабели различаются по роду металла, из которого изготовлены токопроводящие жилы, по роду материала, которым изолируются токопроводящие жилы, по роду защитной изоляции, по способу защиты от каких – либо повреждений, и по количеству токопроводящих жил.

Все конструкции кабелей имеют свои обозначения и марки. Марка кабеля обозначается начальными буквами слов, которые описывают строение кабеля.
Основные части конструкции силового кабеля и их назначение.
Токопроводящие жилы выступают в роли проводника электрического тока. В силовых кабелях находятся нулевые и основные жилы. Основные жилы предназначены для передачи электроэнергии, а нулевые жилы – для прохождения разности фаз при неравномерных нагрузках.
Токопроводящие жилы выпускают из меди и алюминия, одно – многопроволочными. По форме они бывают секторными, круглыми и сегментными.
Нулевая жила, как правило, имеет уменьшенное сечение. Она бывает треугольной, секторной и круглой формы. Располагается нулевая жила в самом центре силового кабеля.
Изоляция создает нужную электрическую прочность токоведущих жил. Она бывает резиновая, бумажная и пластмассовая. Экраны используются в качестве защиты внешних цепей от воздействия электромагнитных полей, которые проходят по кабелю. Также кабели обеспечивают симметрию электрического поля. Экраны выполняются из медной, алюминиевой фольги и полупроводящей бумаги.
Заполнители в силовых кабелях нужны для заполнения свободного пространства между составляющими кабеля для достижения герметизации, и придания нужной формы и устойчивости и механическим повреждениям. Роль заполнителя обычно выполняют резиновые или пластмассовые нити, бумажные жгуты и кабельные пряжи.
Оболочку силовых кабелей изготавливают из алюминия, свинца, гофрированной стали, пластмассы и резины. Оболочка силового кабеля предохраняет внутренние элементы от воздействия влаги, кислот, газов и т.д.
Для того, чтобы оболочка силового кабеля не повреждалась и не разрушалась от механических и физических воздействий, её покрываются защитным покровом. Защитный покров предохраняет оболочку кабеля от внешних воздействий, будь то коррозия или механические повреждения. В состав защитного покрова входят подушка, бронепокров и внешний покров.
В пожароопасных и взрывоопасных помещениях, в шахтах запрещается использовать кабели обычной конструкцией, покрытые броней. Дело в том, что в таких кабелях между броней и подушкой находится наполнитель, которая содержит горючий битум. В таких случаях можно использовать только те кабели, в которых наполнитель изготовлен из негорючего материала.

Цель работы: Научиться рассчитывать характеристики кабеля c помощью специальных программ Elcut и Mathcad.

Выполнение работы.

Создадим в программе Elcut задачу типа «Магнитное поле переменного тока». И зададим задачи следующие характеристики.

Создадим графическую схему состоящую из следующих элементов: 3 токоведущих жил площадью 90 мм2, Нейтральную жилу с площадью 35 мм2 и изоляции (в данной задаче воздух).

Обозначим следующие блоки: 3 токоведущие жили как А, B, C, нейтраль обозначим 0, и изоляцию как воздух, и затем зададим характеристики блоков.

Характеристики блоков А, В, С – одинаковы по настройкам кроме угла фи. Они отличаются на 120 градусов.

После этого решаем задачу. И после решения мы можем посчитать индуктивность токоведущей и его сопротивление.

Сопротивление токоведущей жилы мы можем, посчитаем из мощности тепловыделения.

R=806/2702=0.011(Ом)

Индуктивность мы считаем с помощью мастера индуктивности в программе Elcut.

И получаем что индуктивность равняется:

L=5.3*10-5 (Гн)

Что бы вычислить емкость проводящей жилы  создадим задачу типа «Задача Электростатики.

Создадим заново геометрическую схему состоящую из:

2 токоведущих жилы и изоляции.

Зададим характеристики этих элементов а так же зададим граничные характеристики этих жил.

 

После того как все было задано решаем задачу и с помощью мастера индуктивности рассчитываем индуктивность.

Мы получили емкость жилы: С = 5,7*10-10 Ф.

Ответы на вопросы:

1.Вид электрической модели кабеля зависит от:

  1.  Места применения кабеля.
  2.  От его марки и строения
  3.  От тока который должен пропустить кабель
  4.  От способа и метода укладки.
  5.  От рода тока.

2.Можно ли передавать электрическую энергию по одному цельному не витому проводу.

Да передавать энергию по одному цельному не витому проводу возможно, но это будет экономически не выгодно в плане следующих причин:

  1.  Ток в жиле распространяется не равномерно и большая его часть течет по поверхности. Следовательно если мы сделаем витой кабель то мы увеличим площадь через которую течет ток.
  2.  Цельные не витые жилы обладают плохими подвижными свойствами, их будет трудно транспортировывать и укладывать.
  3.  Потери напряжения зависят от сопротивления  линии и тока который течет по этим линиям.

К примеру переменный ток частотой 50-60 герц имеет самые малые потери напряжение.

Так же для уменьшения потерь в кабелях необходимо стремиться уменьшить инпедантс кабеля, то есть создавать кабеля со сверх проводимостью.

  1.  При укладке кабеля в бухту импедантс будет значительно выше, так как при укладке в бухту мы повышаем индуктивность данного кабеля что приведет к увеличению индуктивного сопротивления.

  1.  При отключении трансформатора тока с высокой частоты приведет к его отключению и ничего не будет. При отключении его с низкой стороны то приведет к возрастанию тока в несколько раз так как низкая сторона фактически окажется в состоянии короткого замыкания, что приведет к сгоранию трансформатора и возможно человеческих жертв, а так же к возможности срабатывая защитных средств линии.

Вывод. В этой работы мы научились рассчитывать R,L,C кабеля.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

21717. Экономико-организационные проблемы разгрузки предприятий при дефиците мощности и прохождении максимумов нагрузки в энергосистеме 113.5 KB
  Экономикоорганизационные проблемы разгрузки предприятий при дефиците мощности и прохождении максимумов нагрузки в энергосистеме До настоящего времени работы по созданию экономически обоснованных рекомендаций по управлению электропотреблением промышленных предприятий практически не имели ни методической базы ни руководящих указаний позволяющих обеспечивать минимум экономических потерь от изменения режимов функционирования. Выполнение отмеченных условий связано с трудностями изза неопределенности а в отдельных случаях элементарного незнания...
21718. Задачи надёжности электроснабжения 203.5 KB
  Чтобы качественно сравнивать между собой события по степени их возможности нужно с каждым событием связать определенное число которое тем больше чем более возможно событие его вероятность. Найти вероятность исправной работы РП. Если вероятность одного события не изменяется от того произошло или не произошло другое событие то такие события называются независимыми и наоборот. Вероятность суммы n несовместных событий равна сумме вероятностей этих событий: где .
21719. Показатели надежности ЭМС 141 KB
  Вероятность безотказной работы ВБР это вероятность того что при определенных условиях эксплуатации в заданном интервале времени не произойдет ни одного отказа. Кривые вероятности безотказной работы и вероятности отказов Вероятность отказа Qt это вероятность того что при определенных условиях эксплуатации в заданном интервале времени произойдет хотя бы один отказ. Отказ и безотказная работа события противоположенные и несовместимые 2 Частота отказов at есть отношение отказавших изделий в единицу времени к первоначальному числу...
21720. Расчёт надежности при последовательном (основном) соединении элементов 225.5 KB
  С точки зрения надежности различают последовательные параллельные и системы со сложной структурой. Расчёт надежности при последовательном основном соединении элементов при таком соединении отказ технического изделия наступает при отказе одного из его узлов. Для повышения надежности систем и элементов применяют резервирование: Резервирование это применение дополнительных средств иили возможностей с целью сохранения работоспособного состояния объекта при отказе одного или нескольких его элементов. Резервирование основано на...
21721. Модели отказов электроустановок 177.5 KB
  Вероятность безотказной работы такой системы определяется как вероятность безотказной работы всех элементов в течение времени t: где n число элементов последовательно соединенной системы; событие безотказной работы; вероятность безотказной работы iго элемента. В случае невосстанавливаемых элементов вероятность отказа системы определяется как вероятность совпадения отказов или m элементов в течение расчётного времени. Если отказы одного элемента не зависят от отказов других элементов то формулы для оценки вероятности безотказной...
21722. МОДЕЛИ ОЦЕНКИ НАДЕЖНОСТИ ЭМС 117.5 KB
  Распределение экстремальных значений Пусть имеется случайная выборка объемом n взятая из бесконечной совокупности имеющей распределение Fx где х непрерывная случайная величина.1 Так как разрушение материала связано с существованием наиболее слабой точки в работах по теории надежности рассматривается распределение экстремальных значений. Здесь будет рассмотрено распределение наименьших значений однако этот подход может быть использован и при выводе распределений наибольших значений. Функция распределения наименьших значений функция...
21723. Модели надёжности установок с восстановлением 310 KB
  Модели надёжности установок с восстановлением При экспоненциальном законе распределения времени восстановления и времени между отказами для расчёта показателей надёжности установки с восстановлением пригоден математический аппарат марковских случайных процессов. Дискретный случайный процесс называется марковском если все вероятностные характеристики будущего протекания этого процесса при зависят лишь от того в каком состоянии этот процесс находился в настоящий момент времени и не зависят от того каким образом этот процесс протекал до...
21724. Общие принципы определения ущерба от нарушений электроснабжения 80 KB
  Общие принципы определения ущерба от нарушений электроснабжения Проблема оценки ущерба от нарушений электроснабжения вызываемых отказами электрооборудования возникает как при проектировании так и при эксплуатации энергетических объектов. При проектировании потребность в характеристике ущерба ощущается как правило когда определяется экономическая эффективность капитальных вложений при выборе вариантов технических и организационнохозяйственных решений влияющих на степень надежности электроснабжения потребителей. При эксплуатации...
21725. Технико-экономическая оценка последствий от нарушений электроснабжения объектов производственных систем 240 KB
  Техникоэкономическая оценка последствий от нарушений электроснабжения объектов производственных систем 8.1 Модель поведения участка производства при нарушениях его электроснабжения По характеру последствий все отказы участков производственной системы можно разделить на три группы: 1 не обесценивающие производственную продукцию; 2 частично обесценивающие; 3 полностью обесценивающие. В этом случае длительность простоя производственного участка соответствует длительности нарушения электроснабжения . Большинство нарушений электроснабжения...