Pełny artykuł dostępny dla abonentów!

Układ z transpozycją żył powrotnych (cross-bonding screens – CB)

16.4.2019, , Źródło: Wydawnictwo Verlag Dashofer Sp. z o.o.

Rozwiązanie to polega na podziale linii kablowej na trzy w przybliżeniu równe sekcje (lub trzy krotności – sześć lub dziewięć) i zastosowanie muf cross-bondingowych. Mufy te umożliwiają separację żył powrotnych i ich przeplecenie w jednym kierunku tak, aby np. żyła powrotna fazy L1 w pierwszej mufie łączyła się z żyłą powrotną fazy L2 a następnie w drugiej mufie łączyła się z żyłą powrotną fazy L3. Żyły powrotne pozostałych faz przeplata się w tym samym kierunku. Dla linii długich, gdzie ze względu na wartość napięcia dotykowego przekraczającego 50 V (niedopuszczalne z punktu widzenia wymagań ochrony przeciwporażeniowej), nie można zastosować jednostronnego uziemienia żył powrotnych kabli dlatego stosuje się właśnie niniejsze rozwiązanie. Układ CB jest zalecany w długich liniach kablowych (powyżej ok. 1000 m) oraz przy bardzo dużych prądach zwarcia.

Transpozycja żył powrotnych pozwalającą uzyskać przepustowość taką samą jak przy uziemieniu jednostronnym. Najbardziej zaawansowane rozwiązanie występuje gdy stosuje się jednocześnie transpozycję żył powrotnych i transpozycję żył roboczych. Stopień skomplikowania tego rozwiązania wzrasta, gdy stosuje się więcej niż jeden kabel na fazę.

Układ CB wymaga:

  • podzielenia linii kablowej na 3 odcinki o zbliżonej długości,

  • w miejscach podziału wymaga wykonania komór kablowych i zastosowania specjalnych mufy separacyjnych dla żył powrotnych,

  • na żyłach powrotnych w komorach kablowych występuje stale napięcie, które może być szczególnie duże (niebezpieczne) podczas zwarć, w komorach kablowych muszą być wykonane uziemienia oraz zainstalowane ograniczniki przepięć,

  • zapewnia dużą obciążalność prądową, zarówno przy trójkątnym jak i płaskim rozmieszczeniu kabli.

Rys. 5 – Układ CB z krzyżowaniem żył powrotnych oraz przeplotem kabli (rys. Autor)

Prawidłowo wyliczony układ CB minimalizuje niemalże do zera wartości prądów płynących w żyłach powrotnych kabli (pozostaje niewielka wartość prądu pojemnościowego). O prawidłowości obliczenia i wykonania układu CB można mówić w przypadku gdy moduły napięć indukowanych w żyłach powrotnych są sobie równe. Długość odcinków sekcji CB jest równa w przypadku gdy linia ułożona jest przy zachowaniu równych odległości pomiędzy kablami na całej długości trasy - takie przypadki są jednak rzadkością. W zależności od technologii układania (np. skrzyżowania z drogami), gdzie linia kablowa układana jest w rurach osłonowych przez co odległość między osiami kabli się zmienia długość odcinków sekcji CB będzie ulegała zmianom.

Napięcie indukowane w żyle powrotnej kabla o długości, przy obciążeniu roboczym dla trójkątnego układu kabli wynosi:

Gdzie:

U – napięcie w żyle powrotnej kabla [V];

f – częstotliwość [Hz];

I – prąd obciążenia [A];

a – odległość osi kabli [mm];

d – zastępcza średnica żyły powrotnej [mm].

Dla linii kablowej 110 kV o długości 200 m układanej w układzie trójkątnym na styk (natężenie płynącego prądu 300 A), odległość osi kabli wynosi 80 mm i średnicy zastępczej żyły powrotnej 68 mm napięcie indukowane w żyle powrotnej wyniesie:

Dla tej samej linii kablowej o identycznych parametrach lecz umieszczonej w rurach osłonowych o średnicy zewnętrznej 250 mm układanych w układzie trójkątnym na styk (odległość osi kabli przyjmuje wartość średnicy rury) napięcie indukowane wyniesie:

Napięcie indukowane w żyle powrotnej kabla wzrosło o 2,33 razy więcej mimo niezmiennej długości linii kablowej oraz jej parametrów elektrycznych. Przy zastosowaniu rur osłonowych o

 

Używamy plików cookie, żeby ciągle poprawiać jakość witryny.
Dowiedz się więcej.