Cables aislados con papel calefactor de corriente continua

La temperatura límite del núcleo de los cables con aislamiento de papel y cubierta de plomo o aluminio viene determinada por las siguientes circunstancias:

1. Papel de cable duradero. Con un aumento prolongado de la temperatura por encima del valor permitido, el papel se colapsa, pierde su resistencia mecánica, lo que provoca daños en el cable.

2. Inadmisibilidad de la formación de inclusiones de gas y vacío en el interior del cable. El calentamiento de los núcleos de los cables está asociado con un aumento en el volumen del cable y un aumento en la presión interna sobre su cubierta de plomo o aluminio.

El aumento de presión en el cable se debe principalmente al alto coeficiente de expansión de temperatura de la masa de impregnación (el coeficiente de expansión de temperatura de la masa de impregnación es 10-20 veces mayor que los coeficientes de expansión de temperatura del cobre, aluminio y papel) y conduce a deformaciones permanentes de la vaina de plomo. A medida que disminuye la carga actual, disminuye el volumen de los componentes del cable.

En primer lugar, las capas exteriores de aislamiento se enfrían, lo que conduce al agotamiento de la masa de impregnación de las capas de aislamiento adyacentes a los núcleos de los cables. Se forman inclusiones de vacío y gas. El bombardeo iónico del papel y la acción del ozono activo en estas inclusiones conducen a la destrucción del aislamiento del cable.

La temperatura límite de los conductores de cables con aislamiento de papel y cubiertas de PVC laminado está determinada por la inadmisibilidad del reblandecimiento de estas cubiertas. Temperaturas de núcleo admisibles de cables con aislamiento de papel según «Reglas para la construcción de instalaciones eléctricas» se dan en la tabla. 1.

Tabla 1 Temperaturas admisibles de los núcleos de los cables, °C

Tensión de línea, kV Hasta 1 6 10 20 35 Temperaturas admisibles de cables con cubierta de plomo y aluminio 80 65 60 50 50 Lo mismo se aplica a cables con cubierta de PVC laminado 65 — — — —

Los cables de alimentación se colocan en el suelo, en el aire (en canales, en las paredes de los edificios), en tuberías, etc. El calor (separado en los cables tendidos en el suelo, venciendo la resistencia térmica de sus cubiertas, se elimina del superficie del cable debido a la conductividad térmica del suelo. El proceso de enfriamiento de un cable en el aire es similar al proceso de enfriamiento de los cables aislados.

Al determinar la cantidad de calor liberado en el cable, se tienen en cuenta las pérdidas de energía en el dieléctrico aislante y las corrientes inducidas en las fundas protectoras y selladas. Las pérdidas en armaduras y cubiertas de plomo o aluminio alcanzan valores prácticamente apreciables en cables unipolares.

Para cables tendidos en el suelo, la temperatura calculada se toma igual a la temperatura media mensual más alta del suelo. A una profundidad de 0,7 a 1,0 m, correspondiente a la profundidad de tendido del cable, la temperatura cambia en 1 mes. muy pequeña.

Las cargas de cable permitidas están de acuerdo con las tablas de las «Reglas para la instalación eléctrica», que se compilan en función de la temperatura del suelo de + 15 ° C.

Si se coloca más de un cable en la zanja con una distancia libre de 100 a 300 mm, las condiciones de enfriamiento se deterioran y las cargas permitidas en los cables se reducen. Al determinar las cargas admisibles a largo plazo, los cables redundantes no se incluyen en el número de cables adyacentes. Los cables de reserva se entienden como cables descargados que funcionan normalmente, cuando se desconectan, es posible transferir toda la potencia de diseño a través de los cables restantes.

A temperaturas del suelo distintas de + 15 ° C, las condiciones para enfriar los cables cambian. Las correcciones de la temperatura del suelo se realizan multiplicando las cargas actuales dadas en el Apéndice 10 por los factores de corrección.

Los cables tendidos en las paredes de los edificios, en conductos (en el aire), etc., tienen peores condiciones de refrigeración que cuando están tendidos en el suelo. Las corrientes permisibles a largo plazo a través de cables tendidos en el aire a una temperatura de + 25 ° C y los factores de corrección para la temperatura del aire se dan en PUE.

Si se colocan varios cables en un canal o túnel, y la ventilación asegura una temperatura constante en ellos, entonces la carga actual, dependiendo de la cantidad de cables tendidos, no se reduce. Solo se ingresa el factor de corrección de la temperatura del aire.Al tender cables en el aire, se supone que la temperatura de diseño del ambiente es igual a la temperatura del día más caluroso.

Cuando se combinan una serie de circunstancias, por ejemplo, cuando se colocan varios cables en paralelo y la temperatura del suelo es diferente de + 15 ° C, la carga de corriente admisible del cable se establece multiplicando las cargas indicadas en las tablas principales de PUE por el producto de los factores de corrección correspondientes.

Se supone que las cargas admisibles sobre cables tendidos en el suelo en tuberías son iguales a las cargas sobre cables tendidos en el aire.

En ciudades y áreas industriales, los cables a veces se colocan en bloques. Este tipo de instalación es desventajoso en términos de cargas de cable permitidas. La resistencia térmica adicional del dispositivo y el aire entre el dispositivo y el cable reducen significativamente las cargas permitidas en los cables. Por ejemplo, la carga admisible de cables de 10 kV con conductores de cobre de 95 mm2 montados en un bloque de hormigón con seis orificios es aproximadamente el 65 % de la capacidad de carga de la misma cantidad de cables tendidos en el suelo.

La reducción de la carga de corriente admisible de cables colocados en bloques de hormigón depende del número de cables, la posición del cable en el bloque y la sección transversal del cable. La mayor reducción se observa para cables ubicados hacia el centro del bloque y en bloques para un gran número de cables. El bloque con 24 orificios para cables ubicados en su centro, la capacidad de carga se reduce en un 60%.

En caso de operación de emergencia de la red por el período de liquidación de la emergencia, pero no más de 5 días, se permite la sobrecarga de cables para todos los métodos de tendido hasta el 130%.Esta sobrecarga es admisible solo para cables que se cargan en los modos de funcionamiento normales de la red con no más del 80 % de la carga admisible continua sobre ellos.