3tom103

3. SIECI ELEKTROENERGETYCZNE 208

przy czym: gu 92 — ciężary jednostkowe przewodu uwzględniające wystąpienie sadzi normalnej lub katastrofalnej w jednym ze stanów (jeśli nie ma sadzi, to pj = g, = g); a — współczynnik wydłużalności cieplnej; p — współczynnik wydłużenia sprężystego. Naprężenie przewodu w punkcie zawieszenia oblicza się ze wzoru

= <r+gf

ale dla płaskich przęseł przyjmuje się o_A = a

Rozważania te i przedstawione zależności ulegają pewnym korektom dla przęseł pochyłych.

W celu określenia największego naprężenia przewodu rozpatruje się 2 stany: przy temperaturze —25°C lub przy —5°C i sadzi normalnej. Na podstawie równania stanów (3.23) można określić tzw. przełomową rozpiętość przęsła a_r przy której największe naprężenie przewodu występuje jednocześnie w obu wymienionych stanach obliczeniowych. Wyraża się ją zależnością

(3.24)

przy czym: <r_ob, — naprężenie obliczeniowe, równe lub mniejsze niż dopuszczalne; Po, — ciężar jednostkowy przewodu obciążonego sadzią normalną.

Jeżeli a < a_p, to największe naprężenie wystąpi przy temperaturze —25°C; w przeciwnym przypadku przy temperaturze — 5°C i sadzi.

Przyjęta rozpiętość przęsła wymaga również porównania z obliczoną rozpiętością graniczną, dla której przy sadzi katastrofalnej naprężenie przewodu osiąga wartość dopuszczalną katastrofalną

^a9

Osk^sn

24^-0

gWa-gW*

(3.25)

Z równania stanów (3.23) określa się również temperaturę krytyczną (3_CT), przy której zwis przewodu bez sadzi jest równy zwisowi przy —5°C i sadzi normalnej

(3.26)

Jeśli .9_cr < +40°C, to największy zwis normalny wystąpi przy +40°C; jeśli > +40^;C,

to największy zwis normalny wystąpi przy — 5^CC i sadzi normalnej.

Przedstawione zależności pozwalają określić:

—    na podstawie rozpiętości przełomowej (3.24) — stan, w którym należy przyjąć naprężenie dopuszczalne, aby nie zostało ono przekroczone w innych stanach;

—    na podstawie rozpiętości granicznej (3.25) — rozpiętość przęsła, przy której w warunkach katastrofalnych nie zostanie przekroczone dopuszczalne naprężenie katastrofalne;

—    na podstawie temperatury krytycznej (3.26) — stan, w którym wystąpi największy zwis normalny.

3.6. Linie kablowe

3.6.1. Pojęcia ogólne i definicje

Linie kablowe stanowią ok. 14% łącznej długości linii elektroenergetycznych wszystkich napięć. W Polsce są to linie niskiego i średniego napięcia oraz w bardzo niewielkim zakresie linie 110 kV.

Przepisy dotyczące projektowania i budowy linii kablowych są przedmiotem normy [3.14]. Według tej normy linia kablowa jest to kabel wielożyłowy lub wiązka kabli jednożyłowych w układzie wielofazowym albo kilka kabli jedno- lub wielożyłowych połączonych równolegle, łącznie z osprzętem, ułożonych na wspólnej trasie i łączących zaciski tych samych dwóch urządzeń elektrycznych jedno- lub wielofazowych, albo jedno-lub wielobiegunowych.

Osprzęt elektroenergetycznych linii kablowych jest to zbiór elementów przeznaczonych do łączenia, rozgałęzienia lub zakończenia linii.

3.6.2. Rodzaje i budowa kabli

Budowa kabli została omówiona szczegółowo w rozdz. 1. W niniejszym podrozdziale zamieszczono podstawowe wiadomości z tej dziedziny, ograniczając się wyłącznie do kabli stosowanych w Polsce. Ogólne wymagania dotyczące budowy kabli są określone w normach [3.20; 3.21].

Zasadniczymi elementami kabla są: żyły przewodzące robocze, powrotna i zerowa; izolacja żył; ekrany; wkładki wyokrągiające; powłoki i osłony ochronne. Nie wszystkie wymienione elementy występują w każdym rodzaju kabla.

Powszechnie są stosowane żyły robocze z aluminium. Żyły robocze miedziane są spotykane na ogół w kablach o specjalnym przeznaczeniu oraz w kablach o napięciu znamionowym 110 kV.

W Polsce kable 110 kV są używane rzadko. Przekrój żył jest ustalany indywidualnie na podstawie przewidywanego obciążenia prądem roboczym. W liniach miejskich w ostatnim czasie stosuje się żyły miedziane o przekroju 630 mm².

Zgodnie z wytycznymi [3.33] w sieci SN zaleca się kable aluminiowe o przekrojach 50, 95, 150 i 240 mm², natomiast najczęściej stosuje się kable o przekrojach 120 i 240 mm². Wybór przekroju wynika z przewidywanego obciążenia prądem roboczym oraz warunków- zwarciowych (wartość prądu i czas wyłączenia).

W sieci niskiego napięcia zaleca się stosowanie kabli aluminiowych o przekrojach 35, 70, 120, 185 i 240 mm² w zależności od obciążenia.

W kablach SN i 110 kV o izolacji polietylenowej stosuje się żyłę powrotną miedzianą, chroniącą kabel przed zniszczeniem przy zwarciach doziemnych. Rolę tę w kablach o izolacji papierowej pełni powłoka ołowiana.

Izolację żył wykonuje się z papieru nasyconego syciwem, tj. olejem izolacyjnym z dodatkiem kalafonii, z polietylenu i polwinitu.

Stosowane w Polsce kable 110 kV są wykonane jako jednożyłowe o izolacji:

—    papierowej, nasyconej wysokogatunkowym olejem izolacyjnym, z wewnętrznym przepływem oleju przy niewielkim ciśnieniu (kable produkcji krajowej i importowane);

—    z polietylenu usieciowanego (kable importowane i krajowe).

W sieciach SN stosuje się kable:

—    o izolacji papierowej, rdzeniowej (na napięcia znamionowe do 10 kV) typu AKFtA 6/10 kV;

—    o izolacji papierowej, z polem promieniowym, tj. z ekranowaniem poszczególnych 14 Poradnik inżyniera elektryka tom 3