TigerSchool.

Эксклюзивные шаблоны DLE скачать бесплатно для dle.
Красивейшие шаблоны joomla скачать бесплатно для Joomla.
Гениальные темы wordpress и шаблоны вордпресс.
Современная инвестиционная деятельность поможет в вашей деятельности.
Универсальный музыкальный портал с огромным выбором.
Квалифицированная помощь по юридическим вопросам и консультации по праву.
Присоединяйтесь в нашему городскому музыкальному клубу где отмечают праздники и торжества.
Самый грамотный юридический форум и юридическая помощь.
Искуствоведческий фото форум для истинных ценителей прекрасного.
Посетите наш туристический форум и найдите где можно красиво отдохнуть.
Приходите на уникальный форум о творчестве и находите друзей и собеседников.

Электрическая емкость кабеля

Опубликовано: 03.09.2018

При включении или выключении постоянного напряжения в кабельной сети, или под действием переменного напряжения, всегда возникает емкостный ток. Длительно емкостный ток существует только в изоляции кабелей, находящихся под воздействием переменного напряжения. Ток проводимости при постоянном токе существует все время, а к изоляции кабеля оказывается приложено напряжение постоянного тока. Более подробно о емкости кабеля, о физическом смысле этой характеристики и будет рассказано в данной статье.

С точки зрения физики, одножильный кабель круглого сечения является по сути цилиндрическим конденсатором. И если принять за Q величину заряда внутренней цилиндрической обкладки, то на единицу ее поверхности придется количество электричества, которое можно вычислить по формуле:

Здесь е — диэлектрическая проницаемость кабельной изоляции.

В соответствии с фундаментальной электростатикой, напряженность электрического поля Е при радиусе r окажется равной:

И если рассмотреть внутреннюю цилиндрическую поверхность кабеля на некотором удалении от его центра, а это будет эквипотенциальная поверхность, то напряженность электрического поля для единицы площади данной поверхности окажется равной:

Диэлектрическая проницаемость изоляции кабеля колеблется в широких пределах, в зависимости от условий эксплуатации и типа примененной изоляции. Так, вулканизированная резина имеет диэлектрическую проницаемость от 4 до 7,5, а пропитанная кабельная бумага — от 3 до 4,5. Дальше будет показано, как диэлектрическая проницаемость, а значит и емкость, связаны с температурой.

Обратимся к Кельвинову методу зеркального отражения. Опытные данные дают лишь формулы для приблизительного вычисления значений емкостей кабелей, и выводятся эти формулы на базе метода зеркального отражения. В основе метода положение о том, что цилиндрическая оболочка из металла, окружающая бесконечно длинный тонкий проводник L, заряженный до величины Q, влияет на этот проводник так же, как провод L1, заряженный противоположно, но с условием, что:

Прямые измерения емкостей дают различные результаты при разных методах измерения. По этой причине емкость кабеля можно условно разделить на:

Cст - емкость статическую, которая получается посредством измерения непрерывным током с последующим сравнением;

Сэфф - эффективную емкость, которую вычисляют на основе данных вольтметра и амперметра при тестировании переменным током по формуле: Сeff = Ieff/ (ωUeff)

С - действительную емкость, которая получается из анализа осциллограммы по отношению максимального заряда к максимальному напряжению во время теста.

В действительности выяснилось, что величина С действительной емкости кабеля практически постоянна за исключением случаев пробоя изоляции, следовательно на диэлектрической проницаемости изоляции кабеля изменение напряжения не сказывается.

Однако влияние температуры на диэлектрическую проницаемость имеет место, и с ростом температуры она снижается до 5%, и соответственно снижается действительная емкость С кабеля. При этом отсутствует зависимость действительной емкости от частоты и формы тока.

Статическая емкость Сст кабеля при температурах ниже 40 °C согласуется со значением его действительной емкости С, и связано это с разжижением пропитки, при более высоких температурах статическая емкость Сст увеличивается. Характер роста отражен на графике, на нем кривая 3 показывает изменение статической емкости кабеля с изменением температуры.

Эффективная емкость Сэфф сильно зависима от формы тока. Чистый синусоидальный ток приводит к согласованию эффективной и действительной емкостей. Острая форма тока приводит к росту эффективной емкости в полтора раза, тупая форма тока — эффективную емкость уменьшает.

Практическое значение имеет эффективная емкость Сэфф, поскольку именно она определяет важные характеристики электрической сети. При ионизации в кабеле эффективная емкость увеличивается.

На приведенном графике:

1 — зависимость сопротивления кабельной изоляции от температуры;

2 — логарифм сопротивления кабельной изоляции от температуры;

3 — зависимость величины статической емкости Сст кабеля от температуры.

Во время производственного контроля качества изоляции кабеля, емкость практически не имеет решающего значения, разве что в процессе режима вакуумной пропитки в сушильном котле. Для низковольтных сетей емкость также не особо важна, но она влияет на коэффициент мощности при нагрузках индуктивного характера.

А при работе в высоковольтных сетях, емкость кабеля крайне важна, и может вызвать проблемы в процессе функционирования установки в целом. Например, можно сравнить установки с рабочим напряжением в 20000 вольт и 50000 вольт.

Допустим, необходимо передать 10 МВА при косинусе фи равном 0,9 на расстояние 15,5 км и 35,6 км. Для первого случая сечение жил с учетом допустимого нагрева выбираем 185 кв.мм, для второго — 70 кв.мм. Первая промышленная установка на 132 кВ в США с маслонаполненным кабелем имела следующие параметры: зарядный ток в 11,3 А/км дал зарядную мощность в 1490 кВа/км, что 25-кратно превысило аналогичные параметры воздушных ЛЭП аналогичного напряжения.

По емкости подземная установка в Чикаго первой очереди оказалась сродни параллельно включенному электрическому конденсатору на 14 МВА, а в городе Нью-Йорке мощность емкостного тока достигла 28 МВА, и это при передаваемой мощности в 98 МВА. Рабочая емкость кабеля оказалась приблизительно равной 0,27 Фарад на километр.

Потери холостого хода, когда нагрузка слаба, вызываются именно емкостном током, порождающим джоулево тепло, а полная нагрузка способствует более эффективной работе электростанций. В разгруженной сети такой реактивный ток понижает напряжение генераторов, по этой причине к их конструкциям предъявляют особые требования. С целью снижения емкостного тока повышают частоту тока высокого напряжения, например во время испытаний кабелей, но это реализовать трудно, и иногда прибегают к нагружению кабелей индуктивными реакторами.

Так, кабель всегда имеет емкость и активное сопротивление по отношению к земле, которые обуславливают емкостной ток. Сопротивление изоляции кабеля R при питающем напряжении 380 В должно быть не менее 0,4 МОм. Емкость кабеля С зависит от длины кабеля, способа его прокладки и т. д.

Для трехфазного кабеля с виниловой изоляцией, напряжением до 600 В и частотой сети 50 Гц зависимость емкостного тока от площади сечения токоведущих жил и его длины показана на рисунке. Для расчета емкостного тока необходимо использовать данные из технических условий изготовителя кабеля.

Если величина емкостного тока составляет 1 мА или меньше, это не влияет на работу электроприводов.

Важную роль играет емкость кабелей в заземляемых сетях. Токи заземления почти прямо пропорциональны емкостным токам и соответственно самой емкости кабеля. Поэтому в крупных мегаполисах токи заземления обширных городских сетей достигают огромных величин.

Надеемся, что этот краткий материал помог вам получить общее представление о емкости кабеля, о том, как она влияет на работу электрических сетей и установок, и почему необходимо уделять этому параметру кабеля должное внимание.

Реклама

Календарь

Архивы

Таймер автоматического полива своими руками: примеры изготовления
Одним из условий полноценного роста и развития растений является своевременный полив. Но не всегда в силу занятости хозяев и удаленности участка от города есть возможность его обеспечивать. Решить проблему

Полировка мелких и глубоких царапин на кузове автомобиля своими руками
Дефекты, не достигшие уровня грунта, устраняются полировкой царапин на кузове автомобиля. Обработке могут быть подвергнуты трещины, помутневшая поверхность лака, небольшие сколы — существует множество

Антикор автомобиля - антикоррозийная обработка кузова своими руками
Коррозия – это та самая беда всех автомобилей, которая начинает преследовать их с момента выпуска автомобилей с конвейеров. В результате действия ржавчины, металлическая часть кузова теряет свою прочность,

Антенна для автомагнитолы – как подключить своими руками? + Видео
1 Какую антенну выбрать для своего автомобиля? На сегодняшний день различают два вида автомобильных антенн: Внешние (штыревые или телескопические ТВ). В данном случае речь идет о пассивном устройстве,

Шумоизоляция авто своими руками. Материалы, видео.
Основным назначением шумоизоляции является избавление от шумов, возникающих при движении автомобиля в салоне. Любой автомобиль даже новый пропускает определённое количество шума от работы двигателя, качения

Обработка днища автомобиля антикором своими руками
Несущий элемент каждого автомобиля – это, конечно же, кузов и его днище, которое выполняет функцию так называемой платформы, на которой располагаются основные элементы авто. Именно поэтому при приобретении

Чем и как проверить компрессию двигателя автомобиля своими руками, отличия для бензинового и дизельного, какова норма и прочее
Главным критерием, на который обращают внимание все автомобилисты при выборе машины, является мощность двигателя. Снижение мощности силового агрегата, сложности в его пуске практически всегда ввергают

Автомобильные антенны, как сделать автомобильную антенну своими руками. Как самостоятельно сделать антенну для автомобиля. Делаем автомобильную антенну своими руками.
На сегодняшний день автомобильные антенны имеют различное назначение. В боевое время они ловят связь, а в мирное — навигационную информацию и каналы вещания. Ввиду простоты конструкции автомобильную

Доработка авто своими руками: стеклопластик для тюнинга
Когда говорят о тюнинге, первая ассоциация, которая приходит в голову – стеклопластик. Почему этот материал так распространён и особенно применим к современным авто? На эти и другие вопросы мы попытаемся

Как закрасить царапину на машине своими руками?
Независимо от того, насколько аккуратно и бережно вы используете свой автомобиль, со временем по тем или иным причинам на поверхности его кузова все равно образуются царапины. По типу сложности такие

© 2013
Powered www.avtodrom-tv.ru © 2016
rss