Heizpapierisolierte Kabel mit Dauerstrom

Die Grenztemperatur des Kerns von papierisolierten Kabeln mit Blei- oder Aluminiummantel wird durch folgende Umstände bestimmt:

1. Strapazierfähiges Kabelpapier. Bei längerem Temperaturanstieg über den zulässigen Wert kollabiert das Papier, verliert seine mechanische Festigkeit, was zu Kabelschäden führt.

2. Unzulässigkeit der Bildung von Vakuum und Gaseinschlüssen im Kabel. Die Erwärmung der Kabeladern geht mit einer Volumenzunahme des Kabels und einem Anstieg des Innendrucks auf seinen Blei- oder Aluminiummantel einher.

Der Druckanstieg im Kabel ist hauptsächlich auf den hohen Temperaturausdehnungskoeffizienten der Imprägniermasse zurückzuführen (der Temperaturausdehnungskoeffizient der Imprägniermasse ist 10-20 mal höher als die Temperaturausdehnungskoeffizienten von Kupfer, Aluminium und Papier) und führt dazu bleibende Verformungen des Bleimantels. Mit abnehmender Strombelastung nimmt das Volumen der Kabelkomponenten ab.

Zunächst werden die äußeren Isolationsschichten abgekühlt, was zu einer Erschöpfung der Imprägniermasse der an die Kabeladern angrenzenden Isolationsschichten führt. Es bilden sich Vakuum und Gaseinschlüsse. Der Ionenbeschuss des Papiers und die Einwirkung von aktivem Ozon in diesen Einschlüssen führen zur Zerstörung der Kabelisolierung.

Die Grenztemperatur der Leiter von Kabeln mit Papierisolierung und laminierten PVC-Manteln wird durch die Unzulässigkeit einer Erweichung dieser Mäntel bestimmt. Zulässige Kerntemperaturen papierisolierter Kabel gem «Regeln für die Errichtung elektrischer Anlagen» sind in der Tabelle angegeben. 1.

Tabelle 1 Zulässige Temperaturen der Kabeladern, °C

Netzspannung, kV Bis 1 6 10 20 35 Zulässige Temperaturen von Kabeln mit Blei- und Aluminiummantel 80 65 60 50 50 Gleiches gilt für Kabel mit laminiertem PVC-Mantel 65 — — — —

Stromkabel werden im Boden, in der Luft (in Kanälen, an Gebäudewänden), in Rohren usw. verlegt. Wärme (die in den im Boden verlegten Kabeln unter Überwindung des Wärmewiderstands ihrer Abdeckungen freigesetzt wird) wird aus dem Kabel abgeführt Kabeloberfläche aufgrund der Wärmeleitfähigkeit des Bodens. Der Abkühlvorgang eines Kabels an der Luft ähnelt dem Abkühlvorgang isolierter Drähte.

Bei der Bestimmung der im Kabel freigesetzten Wärmemenge werden Energieverluste im isolierenden Dielektrikum und durch induzierte Ströme in Schutz- und Dichtmänteln berücksichtigt. Verluste an Panzerungen und Blei- oder Aluminiummänteln erreichen bei einadrigen Kabeln praktisch spürbare Werte.

Bei im Erdreich verlegten Kabeln wird die berechnete Temperatur gleich der höchsten durchschnittlichen monatlichen Bodentemperatur angenommen. In einer Tiefe von 0,7 – 1,0 m, entsprechend der Tiefe der Kabelverlegung, ändert sich die Temperatur innerhalb eines Monats. sehr klein.

Die zulässigen Kabellasten richten sich nach den Tabellen der „Regeln für die Elektroinstallation“, die auf der Grundlage einer Bodentemperatur von + 15 °C erstellt werden.

Werden im Graben mehr als ein Kabel mit einem lichten Abstand von 100 – 300 mm verlegt, verschlechtern sich die Kühlbedingungen und die zulässigen Belastungen der Kabel verringern sich. Bei der Ermittlung der langfristig zulässigen Belastungen werden redundante Kabel nicht in die Anzahl der benachbarten Kabel einbezogen. Unter Standby-Kabeln versteht man im Normalbetrieb unbelastete Kabel, bei deren Trennung die volle Auslegungsleistung über die verbleibenden Kabel übertragen werden kann.

Bei anderen Bodentemperaturen als +15 °C ändern sich die Bedingungen für die Kühlung der Kabel. Korrekturen der Bodentemperatur erfolgen durch Multiplikation der in Anlage 10 angegebenen aktuellen Belastungen mit Korrekturfaktoren.

Kabel, die an Gebäudewänden, in Kanälen (in der Luft) usw. verlegt werden, haben schlechtere Kühlbedingungen als bei einer Verlegung im Erdreich. Langfristig zulässige Ströme durch in Luft verlegte Kabel bei einer Temperatur von + 25 °C und Korrekturfaktoren für die Lufttemperatur werden in PUE angegeben.

Wenn mehrere Kabel in einem Kanal oder Tunnel verlegt werden und die Belüftung in ihnen für eine konstante Temperatur sorgt, verringert sich die Strombelastung, abhängig von der Anzahl der verlegten Kabel, nicht. Es wird nur der Lufttemperatur-Korrekturfaktor eingegeben.Bei der Verlegung von Kabeln in der Luft wird davon ausgegangen, dass die Auslegungstemperatur der Umgebung der Temperatur des heißesten Tages entspricht.

Wenn mehrere Umstände zusammenkommen, beispielsweise wenn mehrere Kabel parallel verlegt werden und die Bodentemperatur von + 15 ° C abweicht, wird die zulässige Strombelastung des Kabels durch Multiplikation der in den Haupttabellen angegebenen Belastungen ermittelt von PUE durch das Produkt der entsprechenden Korrekturfaktoren.

Es wird davon ausgegangen, dass die zulässigen Belastungen von im Erdreich in Rohren verlegten Kabeln gleich den Belastungen von in der Luft verlegten Kabeln sind.

In Städten und Industriegebieten werden Kabel teilweise in Blöcken verlegt. Diese Art der Installation ist hinsichtlich der zulässigen Kabelbelastungen nachteilig. Der zusätzliche Wärmewiderstand des Gerätes und die Luft zwischen Gerät und Kabel reduzieren die zulässigen Belastungen der Kabel deutlich. Beispielsweise beträgt die zulässige Belastung von 10-kV-Kabeln mit 95-mm-Kupferleitern2, die in einem Betonblock mit sechs Löchern montiert sind, etwa 65 % der Belastbarkeit der gleichen Anzahl im Erdreich verlegter Kabel.

Die Reduzierung der zulässigen Strombelastung von in Betonblöcken verlegten Kabeln hängt von der Anzahl der Kabel, der Position des Kabels im Block und dem Querschnitt des Kabels ab. Die größte Reduzierung wird bei Kabeln beobachtet, die sich zur Blockmitte hin befinden, und bei Blöcken mit einer großen Anzahl von Kabeln. Durch den Block mit 24 Kabellöchern in der Mitte reduziert sich die Belastbarkeit um 60 %.

Im Falle eines Notbetriebs des Netzes für den Zeitraum der Beseitigung des Notfalls, jedoch nicht länger als 5 Tage, ist eine Überlastung der Kabel bei allen Verlegearten bis zu 130 % zulässig.Diese Überlastung ist nur für Kabel zulässig, die im normalen Betriebsmodus des Netzes mit nicht mehr als 80 % der zulässigen Dauerbelastung belastet werden.