Файл: Реферат по дисциплине Воздушные и кабельные линии электропередач.docx
Добавлен: 10.11.2023
Просмотров: 1676
Скачиваний: 69
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РФФилиал федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего образования«Национальный исследовательский университет «МЭИ»в г. СмоленскеКафедра «ЭЭС»РЕФЕРАТпо дисциплине «Воздушные и кабельные линии электропередач»на тему «Кабели»Студентка : Маркелова Ю.Ю.Группа: ЭС-20Преподаватель: Михайлов В.А.Смоленск, 2023 г.Содержание:Введение……………………………………………………………………...31. Виды кабельных линий…………………………………………………...52. Устройство и монтаж кабельных линий………………………………...63. Маркировка проводов и кабелей …………………………......................83.1. Важность правильного подобранного кабеля ………………………..94. Расчет изоляции кабеля………………………………………………....104.1. Электрический расчет изоляции……………………………………...114.2. Расчет толщины изоляции кабеля переменного тока……………….124.3. Расчет допустимого тока нагрузки при наличии потерь в изоляции кабеля……………………………………………………………………….144.4. Расчет тока короткого замыкания…………………………………....164.5. Расчет кабеля постоянного тока………………………………….…..174.6. Расчет распределения температуры по элементам конструкции кабеля…………………………………………………………………….....185.Схемы замещения воздушной линии…………………………………...19Заключение………………………………………………………………….21Список литературы…………………………………………………………22ВведениеПромышленное предприятие (цех), город (микрорайон), поселок, не имеющие своей электростанции, требуется присоединить к сетям энергосистемы с последующим распределением электроэнергии. Электрическая линия, выходящая за пределы электростанции или подстанции и предназначенная для передачи электрической энергии, называется линией электропередач. Электрические сети могут быть выполнены воздушными и кабельными линиями, шинопроводами и токопроводами.Кабельная линия электропередачи (КЛ) – линия для передачи электроэнергии, состоящая из одного или нескольких параллельных кабелей с соединительными, стопорными и концевыми муфтами (заделками) и крепежными деталями.
Как правило, кабельные линии прокладывают в местах, где затруднено строительство воздушных линий (ВЛ) – в городах, поселках, на территории промышленных предприятий. Они имеют определенные преимущества перед ВЛ – закрытая прокладка, обеспечивающая защиту от атмосферных воздействий (ветер, гроза, обледенение), КЛ имеют большую надежность и безопасность в эксплуатации. Поэтому, несмотря на их большую стоимость и трудоемкость сооружения, кабельные линии широко применяют в сетях внешнего и внутреннего электроснабжения. Кабели играют важную роль в электроэнергетике, обеспечивая передачу, распределение и контроль электрической энергии. Они широко применяются в различных областях, от электроснабжения домов и офисов до передачи энергии на большие расстояния. В данном реферате мы рассмотрим роль кабелей в электроэнергетике, основные типы кабельных линий и их применение. Роль кабелей в электроэнергетике: Кабели играют неотъемлемую роль в передаче и распределении электрической энергии. Они обеспечивают эффективную и надежную передачу энергии от источников к конечным потребителям. Кроме того, кабели также используются для подключения возобновляемых источников энергии, обеспечения аварийного питания, контроля и измерения, а также для обеспечения безопасности и надежности системы электроснабжения.1.Виды кабельных линий1.Силовые кабели:Подземные силовые кабели: используются для передачи электроэнергии под землей, обеспечивая гибкость прокладки и защиту от внешних воздействий. Кабели для прокладки в воздухе: устанавливаются на опорах и используются для передачи энергии на большие расстояния. 2.Кабели среднего напряжения (MV):Подземные кабели среднего напряжения: используются для подключения трансформаторов, распределительных подстанций и промышленных объектов на средние расстояния. Кабели среднего напряжения для прокладки в воздухе: применяются в случаях, когда прокладка кабеля под землей затруднена или невозможна. 3.Кабели низкого напряжения (LV):Жилые кабели: используются для электроснабжения домов, офисов и малых промышленных предприятий. Кабели связи: предназначены для передачи данных и связи, включая телефонию, интернет и телевизионные сигналы. 4.Кабели управления и контроля:
Кабели управления: предназначены для передачи сигналов управления и команд между различными устройствами и компонентами в автоматизированных системах, промышленных процессах и системах безопасности. Кабели контроля: используются для передачи сигналов мониторинга, измерения и контроля, позволяя получать информацию о состоянии системы и параметрах работы. 5.Кабели для специальных приложений:Кабели для взрывоопасных зон: разработаны для использования в областях с повышенным риском взрыва и обладают улучшенными характеристиками безопасности. Кабели для экстремальных условий: предназначены для эксплуатации в экстремальных температурах, высокой влажности, агрессивных средах или под воздействием вибраций и ударов. Медицинские кабели: специально разработаны для использования в медицинской технике и обладают требуемыми степенью герметичности, гибкостью и стерильностью. 2.Устройство и монтаж кабельных линийВот общее устройство кабелей: 1. Жила (проводники): жила - это основная часть кабеля, через которую проходит электрический ток. Обычно они изготавливаются из меди или алюминия, так как эти материалы обладают хорошей электропроводностью. В силовых кабелях жилы могут быть одиночными или многожильными, в то время как в оптоволоконных кабелях используются стеклянные или пластиковые волокна для передачи световых сигналов. 2. Изоляция: Изоляция служит для разделения жилы от других проводников и окружающей среды. Она предотвращает короткое замыкание и предоставляет электрическую безопасность. Различные материалы используются для изоляции, включая полимеры, такие как полиэтилен, поливинилхлорид (ПВХ) или кросс-линкованный полиэтилен (XLPE), а также специализированные материалы для оптоволоконных кабелей. 3.Заполнитель: внутри кабеля может присутствовать заполнитель, который заполняет пространство между жилами. Заполнитель обеспечивает механическую защиту и поддерживает геометрическую стабильность кабеля. 4.Экран (экранирование): в некоторых кабелях может присутствовать экран, который служит для защиты от электромагнитных помех и электромагнитных излучений. Экран может быть выполнен из металлической фольги или оплетки из проводящих нитей.
5.Оболочка (внешняя оболочка): Оболочка является внешней защитной оболочкой кабеля. Она предназначена для защиты от механических повреждений, влаги, агрессивных сред, УФ-излучения и других внешних воздействий. Материалы оболочки могут быть различными в зависимости от требований конкретного применения кабеля.Кабели прокладывают в кабельных сооружениях, траншеях, блоках, на опорных конструкциях, в лотках (в помещениях, туннелях). Монтаж кабельных линий выполняют в соответствии с проектно-технической документацией, в которой указаны трасса линии и ее геодезические отметки, позволяющие судить о разности уровней отдельных участков трассы.Линии электропередачи 6…10 кВ и выше выполняют специальным силовым кабелем. Конструкции силовых кабелей зависят от класса напряжения. Наиболее распространены трех- и четырехжильные силовые кабели с бумажной изоляцией. Для напряжения 10 кВ их выполняют с поясной изоляцией в общей свинцовой оболочке для всех жил, а для напряжений 20 и 35 кВ – с отдельно освинцованными жилами. Жилы кабеля состоят из большого числа обычно медных проводников малого сечения. Кабели напряжением до 6 кВ и сечением до 16 мм2 изготовляют с круглыми жилами, напряжением выше 6 кВ и сечением более 16 мм2 – с секторными жилами (в поперечном разрезе жила имеет форму сектора окружности).На рис. 1 показан трехжильный кабель с секторными жилами на напряжение 10 кВ. Каждая жила изолирована от другой специальной кабельной бумагой 2, пропитанной специальной массой, в состав которой входят масло и канифоль. Все жилы от земли изолированы поясной изоляцией 4 также из пропитанной бумаги. Для обеспечения герметичности кабеля на поясную изоляцию накладывают свинцовую оболочку без швов. От механических повреждений кабель защищен броней 8 из стальной ленты, а от химических воздействий – асфальтированным джутом.Рис. 1Трехжильный кабель с поясной изоляцией из пропитанной бумаги (а) и его разрезы (б – с круглыми жилами; в - с секторными жилами): 1 – жилы; 2 – изоляция жил; 3 – заполнитель; 4 – поясная изоляция; 5 – защитная оболочка; 6 – бумага, пропитанная компаундом; 7 – защитный покров из пропитанной кабельной пряжи; 8 – ленточная броня; 9 – пропитанная кабельная пряжа3.Маркировка проводов и кабелей
При производстве всех проводов и кабелей еще на заводе на них наносят специальную маркировку. Она помогает определить характеристики и назначение проводов. Стандарты маркировки различных проводов помогают безошибочно определить необходимые характеристики проводников.Показатели, которые поможет определить заводская маркировка:Особенности конструкции;Материал жил;Номинальное напряжение;Поперечное сечение;Тип изоляции;Назначение.Расшифровка буквенного значения провода.Расшифровку маркировки любых кабелей и проводов производят в соответствии с установленными стандартами.Цифровое обозначениеПервая из цифр сообщает о количестве жил.Вторая из цифр сообщает площадь поперечного сечения.Последняя из цифр говорит о номинальном напряжении сети.Расшифровку маркировки любых кабелей и проводов производят в соответствии с установленными стандартами.В последнее время выпускают кабели, у которых свинцовое покрытие заменено алюминиевым либо пластмассовым (сопрен, винилит). Конструктивное обозначение силовых кабелей состоит из нескольких букв: если первая буква А – жилы кабеля алюминиевые, если таковой нет – жилы из меди; вторая буква обозначает материал изоляции жил (Р – резина, В-поливинилхлорид, П – полиэтилен, для кабелей с бумажной изоляцией буква не ставится); третья буква обозначает материал оболочки (С – свинец, А–алюминий, Н и HP – негорючая резина-найрит, В и ВР – поливинилхлорид, СТ – гофрированная сталь); четвертая буква обозначает защитное покрытие (А – асфальтированный кабель, Б – бронированный лентами, Г – голый (без джутовой оплетки), К – бронированный круглой стальной оцинкованной проволокой, П – бронированный плоской стальной оцинкованной проволокой). Буква Н в конце обозначения говорит о том, что защитный покров негорючий, Т – указывает на возможность прокладки кабеля в трубах, Шв или Шп означают, что оболочка кабеля заключена в поливинилхлоридный или полиэтиленовый шланг. Буква Ц в начале названия говорит о том, что бумажная изоляция пропитана массой на основе церезина.3.1. Важность правильно подобранного кабеляПравильный выбор электрического кабеля или провода — это очень ответственное дело, от которого зависит безопасность вашей недвижимости и собственное здоровье. Поэтому для тех, кто не хочет столкнуться с такими катастрофическими событиями, как короткое замыкание, пожар или поражение электрическим током, рекомендуем тщательно выбирать электротехническую продукцию, соответствующую требованиям ПЭУ (правилам устройства электроустановок).
Как правило, кабельные линии прокладывают в местах, где затруднено строительство воздушных линий (ВЛ) – в городах, поселках, на территории промышленных предприятий. Они имеют определенные преимущества перед ВЛ – закрытая прокладка, обеспечивающая защиту от атмосферных воздействий (ветер, гроза, обледенение), КЛ имеют большую надежность и безопасность в эксплуатации. Поэтому, несмотря на их большую стоимость и трудоемкость сооружения, кабельные линии широко применяют в сетях внешнего и внутреннего электроснабжения. Кабели играют важную роль в электроэнергетике, обеспечивая передачу, распределение и контроль электрической энергии. Они широко применяются в различных областях, от электроснабжения домов и офисов до передачи энергии на большие расстояния. В данном реферате мы рассмотрим роль кабелей в электроэнергетике, основные типы кабельных линий и их применение. Роль кабелей в электроэнергетике: Кабели играют неотъемлемую роль в передаче и распределении электрической энергии. Они обеспечивают эффективную и надежную передачу энергии от источников к конечным потребителям. Кроме того, кабели также используются для подключения возобновляемых источников энергии, обеспечения аварийного питания, контроля и измерения, а также для обеспечения безопасности и надежности системы электроснабжения.1.Виды кабельных линий1.Силовые кабели:Подземные силовые кабели: используются для передачи электроэнергии под землей, обеспечивая гибкость прокладки и защиту от внешних воздействий. Кабели для прокладки в воздухе: устанавливаются на опорах и используются для передачи энергии на большие расстояния. 2.Кабели среднего напряжения (MV):Подземные кабели среднего напряжения: используются для подключения трансформаторов, распределительных подстанций и промышленных объектов на средние расстояния. Кабели среднего напряжения для прокладки в воздухе: применяются в случаях, когда прокладка кабеля под землей затруднена или невозможна. 3.Кабели низкого напряжения (LV):Жилые кабели: используются для электроснабжения домов, офисов и малых промышленных предприятий. Кабели связи: предназначены для передачи данных и связи, включая телефонию, интернет и телевизионные сигналы. 4.Кабели управления и контроля:
Кабели управления: предназначены для передачи сигналов управления и команд между различными устройствами и компонентами в автоматизированных системах, промышленных процессах и системах безопасности. Кабели контроля: используются для передачи сигналов мониторинга, измерения и контроля, позволяя получать информацию о состоянии системы и параметрах работы. 5.Кабели для специальных приложений:Кабели для взрывоопасных зон: разработаны для использования в областях с повышенным риском взрыва и обладают улучшенными характеристиками безопасности. Кабели для экстремальных условий: предназначены для эксплуатации в экстремальных температурах, высокой влажности, агрессивных средах или под воздействием вибраций и ударов. Медицинские кабели: специально разработаны для использования в медицинской технике и обладают требуемыми степенью герметичности, гибкостью и стерильностью. 2.Устройство и монтаж кабельных линийВот общее устройство кабелей: 1. Жила (проводники): жила - это основная часть кабеля, через которую проходит электрический ток. Обычно они изготавливаются из меди или алюминия, так как эти материалы обладают хорошей электропроводностью. В силовых кабелях жилы могут быть одиночными или многожильными, в то время как в оптоволоконных кабелях используются стеклянные или пластиковые волокна для передачи световых сигналов. 2. Изоляция: Изоляция служит для разделения жилы от других проводников и окружающей среды. Она предотвращает короткое замыкание и предоставляет электрическую безопасность. Различные материалы используются для изоляции, включая полимеры, такие как полиэтилен, поливинилхлорид (ПВХ) или кросс-линкованный полиэтилен (XLPE), а также специализированные материалы для оптоволоконных кабелей. 3.Заполнитель: внутри кабеля может присутствовать заполнитель, который заполняет пространство между жилами. Заполнитель обеспечивает механическую защиту и поддерживает геометрическую стабильность кабеля. 4.Экран (экранирование): в некоторых кабелях может присутствовать экран, который служит для защиты от электромагнитных помех и электромагнитных излучений. Экран может быть выполнен из металлической фольги или оплетки из проводящих нитей.
5.Оболочка (внешняя оболочка): Оболочка является внешней защитной оболочкой кабеля. Она предназначена для защиты от механических повреждений, влаги, агрессивных сред, УФ-излучения и других внешних воздействий. Материалы оболочки могут быть различными в зависимости от требований конкретного применения кабеля.Кабели прокладывают в кабельных сооружениях, траншеях, блоках, на опорных конструкциях, в лотках (в помещениях, туннелях). Монтаж кабельных линий выполняют в соответствии с проектно-технической документацией, в которой указаны трасса линии и ее геодезические отметки, позволяющие судить о разности уровней отдельных участков трассы.Линии электропередачи 6…10 кВ и выше выполняют специальным силовым кабелем. Конструкции силовых кабелей зависят от класса напряжения. Наиболее распространены трех- и четырехжильные силовые кабели с бумажной изоляцией. Для напряжения 10 кВ их выполняют с поясной изоляцией в общей свинцовой оболочке для всех жил, а для напряжений 20 и 35 кВ – с отдельно освинцованными жилами. Жилы кабеля состоят из большого числа обычно медных проводников малого сечения. Кабели напряжением до 6 кВ и сечением до 16 мм2 изготовляют с круглыми жилами, напряжением выше 6 кВ и сечением более 16 мм2 – с секторными жилами (в поперечном разрезе жила имеет форму сектора окружности).На рис. 1 показан трехжильный кабель с секторными жилами на напряжение 10 кВ. Каждая жила изолирована от другой специальной кабельной бумагой 2, пропитанной специальной массой, в состав которой входят масло и канифоль. Все жилы от земли изолированы поясной изоляцией 4 также из пропитанной бумаги. Для обеспечения герметичности кабеля на поясную изоляцию накладывают свинцовую оболочку без швов. От механических повреждений кабель защищен броней 8 из стальной ленты, а от химических воздействий – асфальтированным джутом.Рис. 1Трехжильный кабель с поясной изоляцией из пропитанной бумаги (а) и его разрезы (б – с круглыми жилами; в - с секторными жилами): 1 – жилы; 2 – изоляция жил; 3 – заполнитель; 4 – поясная изоляция; 5 – защитная оболочка; 6 – бумага, пропитанная компаундом; 7 – защитный покров из пропитанной кабельной пряжи; 8 – ленточная броня; 9 – пропитанная кабельная пряжа3.Маркировка проводов и кабелей
При производстве всех проводов и кабелей еще на заводе на них наносят специальную маркировку. Она помогает определить характеристики и назначение проводов. Стандарты маркировки различных проводов помогают безошибочно определить необходимые характеристики проводников.Показатели, которые поможет определить заводская маркировка:Особенности конструкции;Материал жил;Номинальное напряжение;Поперечное сечение;Тип изоляции;Назначение.Расшифровка буквенного значения провода.Расшифровку маркировки любых кабелей и проводов производят в соответствии с установленными стандартами.Цифровое обозначениеПервая из цифр сообщает о количестве жил.Вторая из цифр сообщает площадь поперечного сечения.Последняя из цифр говорит о номинальном напряжении сети.Расшифровку маркировки любых кабелей и проводов производят в соответствии с установленными стандартами.В последнее время выпускают кабели, у которых свинцовое покрытие заменено алюминиевым либо пластмассовым (сопрен, винилит). Конструктивное обозначение силовых кабелей состоит из нескольких букв: если первая буква А – жилы кабеля алюминиевые, если таковой нет – жилы из меди; вторая буква обозначает материал изоляции жил (Р – резина, В-поливинилхлорид, П – полиэтилен, для кабелей с бумажной изоляцией буква не ставится); третья буква обозначает материал оболочки (С – свинец, А–алюминий, Н и HP – негорючая резина-найрит, В и ВР – поливинилхлорид, СТ – гофрированная сталь); четвертая буква обозначает защитное покрытие (А – асфальтированный кабель, Б – бронированный лентами, Г – голый (без джутовой оплетки), К – бронированный круглой стальной оцинкованной проволокой, П – бронированный плоской стальной оцинкованной проволокой). Буква Н в конце обозначения говорит о том, что защитный покров негорючий, Т – указывает на возможность прокладки кабеля в трубах, Шв или Шп означают, что оболочка кабеля заключена в поливинилхлоридный или полиэтиленовый шланг. Буква Ц в начале названия говорит о том, что бумажная изоляция пропитана массой на основе церезина.3.1. Важность правильно подобранного кабеляПравильный выбор электрического кабеля или провода — это очень ответственное дело, от которого зависит безопасность вашей недвижимости и собственное здоровье. Поэтому для тех, кто не хочет столкнуться с такими катастрофическими событиями, как короткое замыкание, пожар или поражение электрическим током, рекомендуем тщательно выбирать электротехническую продукцию, соответствующую требованиям ПЭУ (правилам устройства электроустановок).