مقالات تخصصی برق
 

 

افت ولتاژ

    از عوامل مهم تعیین سطح مقطع کابل ، مقدار افت ولتاژ مجاز آن می باشد ، این مقدار بخصوص در کابل های فشار ضعیف و کابل های فشار ضعیف و کابل های فشار متوسط در شرایطی که طول کابل خیلی طولانی باشد ، عامل تعیین کننده می باشد.

    برای تعیین افت ولتاژ در کابل ها بایستی مقدار مقاومت و رأکتانس آن ها در شرایط بهره برداری مشخص شود و سپس با استفاده از فرمول های 4-1 تا 4-4 افت ولتاژ در کابل را بدست آورد. لازم به ذکر است که مشخص کردن مقدار مقاومت و رأکتانس کابل ها ، از جمله مشخصات فنی می باشد که بایستی در جدول شماره 2 ، مربوط به مشخصات فنی اسناد مناقصه توسط فروشنده ارائه شده باشد ، در صورتی که اطلاعات در دسترس نباشد می توان از جداول 4-1 تا 4-5 برای تعیین مقدار مقاومت و رأکتانس استفاده نمود ، مقدار رذکتانس کابل تابع پارامترهای زیادی می باشد که در جداول 4-1 تا 4-5 برای شرایط بخصوص مقادیر آن آمده است.

 


    فرمول های 4-1 تا 4-4 برای حالت بار نقطه ای در انتهای خط می باشد و فرمول ها دارای تقریب می باشد ، در شبکه های توزیع عموماً بار به صورت گسترده بوده لذا در صورتی که اطلاعات کامل از بار و شبکه موجود باشد از برنامه های پخش بار بایستی استفاده شود ، در حالتی که بار یکنواخت فرض شود در فرمول های فوق بایستی ضریب 5/0 وارد شود.

جدول (4-2) مشخصات الکتریکی کابل با عایق XLPE و ولتاژ 600/1000V

 

 

 

 

 

 

 

 

 

رأکتانس(50Hz)       مقاومت ac در 90c

خازن

(μF/km)

تخت*

(Ω/km)

مثلثی

(Ω/km)

آلومینیوم

(Ω/km)

مس

(Ω/km)

اندازه هادی

(mm2)

کابل های تک رشته ای**

0.16

0.194

0.143

0.568

0.342

70

0.18

0.189

0.134

0.411

0.247

95

0.19

0.184

0.129

0.324

0.196

120

0.21

0.178

0.125

0.264

0.160

150

0.22

0.174

0.121

0.211

0.128

185

0.25

0.169

0.116

0.160

0.0977

240

0.27

0.166

0.112

0.129

0.0785

300

کابل های سه رشته ای

0.16

-

0.135

0.568

0.342

70

0.18

-

0.127

0.411

0.247

95

0.19

-

0.122

0.325

0.196

120

0.21

-

0.118

0.265

0.159

150

0.22

-

0.114

0.211

0.128

185

0.24

-

0.109

0.161

0.0978

240

0.26

-

0.105

0.130

0.0788

300

 

جدول (4-5) مشخصات الکتریکی کابل های XLPE و ولتاژ 19/33KV

* فاصله بین مراکز کابل برابر دو برابر قطر کابل

** کابل بدون زره و با پوشش الکترواستاتیکی از سیم های مسی

 

 

تحمل جریان اتصال کوتاه توسط کابل

در انتخاب نوع کابل ، تحمل جریان اتصال کوتاه یکی از عوامل تعیین کننده می باشد. در زمان بروز اتصال کوتاه جریان به طور ناگهانی برای چند سیکل افزایش یافته و سپس مقدار آن کم شده تا آن که سیستم حفاظتی عمل نماید. مدت زمان اتصال کوتاه معمولاً بین 2/0 تا 3 دقیقه می باشد. در زمان شروع اتصال کوتاه ممکن است کابل در بار کامل (حداکثر دما) باشد و افزایش دمای ناشی از اتصال کوتاه عامل مهمی در انتخاب سطح مقطع نامی خواهد بود. جریان اتصال کوتاه گاهی تا بیست برابر جریان دائمی رسیده و این جریان نیروی الکترومغناطیسی و ترمودینامیکی به وجود می آورد که متناسب با مربع جریان می باشد.

نظر به اینکه زمان اتصال کوتاه خیلی کم است ، کابل پس از آن به سرعت خنک می شود و عایق کابل بایستی تحمل دماهای بالاتر از جریان دائمی (ناشی از اتصال کوتاه) را داشته باشد. جدول (5-1) مقادیر دمای قابل تحمل اجزاء مختلف کابل های توزیع را نشان می دهد. مقادیر مذکور مطابق با استاندارد IEC-724 می باشد.

مقادیر داده شده در جدول (5-1) برای سایر اجزاء کابل غیر از عایق آن می باشد.

در نبودن پوشش مسلح کابل ، غلاف کابل به عنوان عایق در نظر گرفته می شود. مقادیر بالا در مواردی کاربرد دارد که قابلیت تحمل عایقی کمتر از اعداد فوق نباشد.

 

مواد

درجه حرارت حداکثر (◦C)

عایق PVC تا سطح مقطع 300mm2

150

عایق PVC با سطح مقطع بیش از 300mm2

130

عایق PVC برای ولتاژ 6/6kv و بالاتر

160

غلاف PVC

200

عایق XLPE

250

اتصال هادی ها به صورت لحیم شده

160

اتصال هادی ها به صورت فشرده شدن

250

غلاف یلی اتیلن

150

جدول (5-1) حد دمای اتصال کوتاه

مقادیر جریان اتصال کوتاه بر اساس دما

    معمولاً فرض بر آن است که کل انرژی ورودی به کابل که توسط هادی ها جذب شده است به حرارت تبدیل شود و شرایط موجود آدیاباتیک باشد. به علاوه مقدار گرمای جذب شده به مدت زمان اتصال کوتاه بستگی دارد که حداکثر این زمان 5 ثانیه فرض    می شود.

با مساوی قرار دادن حرارت ورودی (I2RT) با حرارت جذب شده (حاصل ضرب جرم ، افزایش درجه و حرارت مخصوص) معادله ای به شرح زیر به دست می آید:

رابطه (5-1)            

I : جریان اتصال کوتاه (rms) بر حسب آمپر

T : مدت زمان اتصال کوتاه (ثانیه)

K : مقدار ضریب ثابت برای مواد به کار رفته در هادی

S : سطح مقطع هادی (mm2)

θ1 : دمای نهایی بر حسب درجه سانتیگراد

θ2 : دمای اولیه بر حسب درجه سانتیگراد

β : عکس ضریب حرارتی مقاومت (α) هادی (بر حسب درجه سانتیگراد در صفر درجه)

ضرایب ثابت فوق برای فلزات مختلف در جدول شماره (5-2) آمده است که در آن:

رابطه (5-2)         

QC : حرارت مخصوص حجمی هادی در دمای 20 درجه سانتی گراد (JρCmm)

ρ20 : هدایت فلز هادی در 20 درجه سانتی گراد

جنس فلز

ρ20

QC

β

K

مس

17.241*10-6

3.45*10-3

234.5

226

آلومینیوم

28.164*10-6

2.5*10-3

228

148

سرب

214*10-6

1.45*10-3

230

42

فولاد

138*10-6

3.8*10-3

202

78

جدول (5-2) ثابت های محاسبات اتصال کوتاه

کابل های توزیع قدرت

    برای شرایط خاصی از افزایش دما مطابق جدول (5-1) می توان فرمول داده شده را به طوری که در جدول (5-3) آمده است به کار برد. در این جدول به طوری که در محاسبات اتصال معمول است ، فرض می شود وقتی که اتصال کوتاه رخ می دهد کابل در درجه حرارت حداکثر مجاز در حال بهره برداری است.

    یک راه دیگر برای نشان دادن اطلاعات موجود در آخرین ستون جدول (5-3) آن است که آن ها را به صورت گرافیکی نمایش داد. شکل های (5-1) و (5-2) برای کابل های با عایق PVC و شکل های (5-3) و (5-4) برای کابل های XLPE می باشند.

 

نوع عایق کابل

جنس هادی

افزایش درجه

حرارت (◦c)

جریان اتصال کوتاه (A)

PVC ولتاژ 1 تا 3 کیلو ولت

 

تا سطح مقطع 300 میلیمتر مربع

مسی

150-70

110*ST-1/2

تا سطح مقطع 300 میلیمتر مربع

آلومینیومی

150-70

71*ST-1/2

سطح مقطع بیش از 300 میلیمتر مربع

مسی

130-70

96*ST-1/2

سطح مقطع بیش از 300 میلیمتر مربع

آلومینیومی

130-70

62*ST-1/2

XLPE

مسی

200-90

144*ST-1/2

XLPE

آلومینیومی

250-90

92*ST-1/2

جدول (5-3) جریان اتصال کوتاه با عایق های مختلف

 

 

 

 

 

 

 

  نوشته شده در  دوشنبه 28 مرداد1387ساعت 20:39  توسط مهدی ایران پور  | 
(اينجا)
 
  POWERED BY BLOGFA.COM