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

41988. ДОСЛІДЖЕННЯ СХЕМ ГЕНЕРАТОРІВ ГАРМОНІЙНИХ КОЛИВАНЬ І ПИЛКОПОДІБНОЇ НАПРУГИ 207.5 KB
  На рис.14.2 показано схема генератора синусоїдальних коливань на БТ з цепочкой R-параллель. Цепочка R-параллель являє собою коло R – C (три звена), обеспечивающая фазовый сдвиг 180о на рабочей частоте (цепь позитивного зворотного зв'язку). Резистори R1 и R2 создают необходимое смещение. Частота генерації примерно равна
41990. ИССЛЕДОВАНИЕ СХЕМ НА ОПЕРАЦИОННЫХ УСИЛИТЕЛЯХ 170 KB
  Интегратор на ОУ Недостатком этой схемы является дрейф выходного напряжения обусловленный напряжением смещения и входными токами ОУ. Выходное напряжение этой схемы при подаче на нее скачка входного напряжения амплитудной Uвх изменяется в соответствии с выражением: Uвых = Uвх[1 exp ]. На начальном интервале переходного процесса при t R2С изменение выходного напряжения Uвых будет достаточно близко к линейному и скорость его изменения может быть вычислена из выражения: . Суммирование постоянного и переменного напряжения.
41991. ИССЛЕДОВАНИЕ ОПЕРАЦИОННЫХ УСИЛИТЕЛЕЙ (ОУ) 202 KB
  Идеальный усилитель имеет следующие свойства: бесконечный коэффициент усиления по напряжению А→ ∞; бесконечное полное входное сопротивление Zвх → ∞; нулевое полное выходное сопротивление Zвых → 0; равенство нулю выходного напряжения Uвых = 0 при равных напряжениях на входах U1 = U2; бесконечная ширина полосы пропускания ∆fпр= ∞. За входным каскадом следуют один или несколько промежуточных; они обеспечивают уменьшение напряжения сдвига на выходе усилителя до близкой к нулю величины и усиление по напряжению и по току....
41992. ИССЛЕДОВАНИЕ БИПОЛЯРНОГО ТРАНЗИСТОРА (БТ) 422 KB
  В БТ ток через кристалл обусловлен движением носителей заряда обоих знаков и электронов и дырок. В полевых транзисторах протекание тока через кристалл обусловлено движением носителей заряда одного знака электронов или дырок. Он имеет структуру состоящую из чередующихся областей с различными типами электропроводности: npn или pnp рис.
41993. ИССЛЕДОВАНИЕ ПАРАМЕТРОВ РАБОЧЕЙ ТОЧКИ БИПОЛЯРНОГО ТРАНЗИСТОРА В СХЕМЕ С ОБЩИМ ЭМИТТЕРОМ 692.5 KB
  Краткие теоретические сведения Задание тока базы с помощью резистора Схема транзисторного каскада с общим эмиттером представлена на рис. В этом режиме ток коллектора максимален и не управляется током базы: DCIб IкIKH 5.1 где IKH ток коллектора насыщения определяется сопротивлением Rк в цепи коллектора и напряжением источника питания Ек: IKHEK RK. Для...
41994. Проектирование и создание отчетов в среде Visual FoxPro 9.0 706.97 KB
  0 Открываем уже созданную ранее базу выбираем вкладку Documents переходим на заголовок Reports и нажимаем New. Выбираем Report Wizrd далее если необходимо создать отчет к связанным формам выбираем One to Mny Report Wizrd а если создать отчет к одинарной форме нашей базы то выбираем Report Wizrd. В нашем случае выбираем Report Wizrd. Затем в левой колонке выбираем таблицу для которой необходимо создать отчет.
41995. Дослідження структури та складових BІOS (Base Іnput Output System) 68.5 KB
  Мета роботи: розглянути складові частини BIOS з допомогою яких створюється парольний захист комп'ютера и визначити методи погроз та атак на паролі BIOS.exe програма для перепрограмування BIOS з можливістю зберігання змісту існуючого у файл.exe програма для розпаковки головного модуля BIOS із файлу створеного з допомогою wdflsh.exe та редагування його змісту в тому числі і інструментального паролю BIOS а також отримати новий двійковий файл для перепрограмування BIOS.
41996. Дослідження файлової системи NTFS 625 KB
  Теоретичні відомості Файловая система NTFS New Technology File System формирует на логических дисках следующую структуру: MFT Mster File Tble метафайл содержащий информацию о информационных файлах и их местонахождении на логическом диске. MFTMirror копия файла MFT содержащая информацию только о служебных метафайлах которая чаще всего располагается в середине логического диска. Помимо программы загрузчика IPL2 в BootSector размещаются поля со следующей информацией: Смещение байт Описание 0 Команда JMP xxxx 3...