Аннотация
Lenka Sroubova, Roman Hamar, Petr Kropik. Влияние токов короткого замыкания в воздушной линии электропередачи на близкое подземное параллельное оборудование. В данной работе исследуется влияние токов короткого замыкания на линейное оборудование (кабель, трубопровод), размещенное вблизи воздушной линии электропередачи. Её цель состояла в том, чтобы проанализировать объемные потери в стальной части подземного линейного оборудования в зависимости от расстояния от воздушной линии электропередачи. Численный анализ проводился с помощью программы моделирования на основе метода конечных элементов.
ВВЕДЕНИЕ
В настоящее время наблюдается тенденция к построению энергетических коридоров, общих для большего количества систем передачи. Множество аспектов, таких как трудности с получением участков, высокая стоимость земли или защита окружающей среды, вынуждают промышленность размещать линии электропередачи параллельно. В данной работе исследуется влияние токов короткого замыкания на параллельное оборудование (кабель, трубопровод), расположенное вблизи воздушных линий электропередачи. С магнитной точки зрения это оборудование считается линейным.
ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ
На рис. 1 изображено типичное расположение подземного линейного оборудования параллельно двум параллельным линиям 400 кВ, подвешенным к опоре типа Донау. Башня Донау имеет два грозозащитных троса. В исследовании рассматривается однофазное короткое замыкание. В ближайшем к линейному оборудованию фазном проводе допускается ток короткого замыкания 10 кА, остальные жилы поврежденной линии остаются обесточенными. Обратный ток короткого замыкания распределяется между заземляющим проводом и землей. Процентное распределение тока короткого замыкания между заземляющими проводами и землей зависит от полного сопротивления заземляющих проводов и земли.
Рисунок 1 – Подземное линейное оборудование параллельно воздушной линии
МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ
Задача решается двумерно в декартовой системе координат x, y, так как модель не изменяется в направлении оси z. На указанные значения магнитного поля также влияют прогибы проводника.
По той же причине расчеты выполняются для заданной высоты проводников над землей.
Исследуемая область считается линейной (т.е. предполагается, что даже стальная часть линейного оборудования должна иметь постоянную проницаемость, что возможно из-за ее довольно низкой насыщенности). В установившемся режиме электромагнитное поле, создаваемое воздушной линией, является гармоническим и может быть описано уравнением Гельмгольца для z-й компоненты вектора магнитного векторного потенциала A в виде:
ΔAz - jωγμ Az = μJext,z
(1)
Jext,z – z-я составляющая вектора плотности внешнего тока в проводниках воздушной линии, μ – магнитная проницаемость, γ – электропроводность, ω – угловая частота. Среднее по времени объемное значение тепла Qav, выделяемого за счет резистивного нагрева стальной части линейного оборудования, тогда определяется выражением:
(2)
где Jz – вектор плотности тока, наведенного в линейном оборудовании. Расчеты выполняются в COMSOL Multiphysics [3] и Agros2D [4], дополненных рядом специальных процедур, закодированных для этой цели.
ПОЛУЧЕННЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ
Первым предметом этого исследования является стальной трубопровод. Электропроводность стали колеблется от 104 до 106 См / м; в данном случае значение γ = 60000 См / м. Его относительная проницаемость μr = 8000. Газ в трубопроводе характеризуется параметрами γ = 0 См / м и μr = 1.
Внутренний диаметр трубопровода 0,5 м, толщина 0,02 м, см. рис. 2 (r1 = 0,25 м, r2 = 0,27 м).
Стальной трубопровод покрыт изоляционным покрытием. Это покрытие в основном предназначено для защиты от коррозии, предотвращая прямой контакт трубопровода с почвой. На практике изоляция изготавливается из гудрона, асфальта, пека, цемента или современных полимерных покрытий (таких как полиэтилен или полипропилен). Толщина асфальтовых покрытий колеблется от нескольких миллиметров до сантиметров, а толщина полимерных покрытий измеряется в мкм. Изоляционное покрытие характеризуется параметрами γ = 0 См / м и μr = 1.
Расстояние между крайним кондуктором и осью башни 14,5 м. Расстояние d (рис. 1) между центром трубопровода и осью башни составляет от 0 до 30 м. Трубопровод заглублен на глубину 1 м. Электропроводность почвы γ = 0,01 См / м, относительная проницаемость μr = 1.
Рисунок 2 – Подземный трубопровод
На рис. 3 показаны объемные потери Qav в трубопроводе как функция расстояния d во время однофазного короткого замыкания. Распределение обратного тока короткого замыкания в середине маршрута обычно пополам (50% заземляющих проводов, 50% заземляющих).
Рисунок 3 – Зависимость объемных потерь Qav в трубопроводе от расстояния d от оси опоры (ток обратного короткого замыкания: 50% заземляющих проводов, 50% заземления)
Рисунок 4 – Зависимость объемных потерь Qav в трубопроводе от расстояния d от оси опоры (ток обратного короткого замыкания: 75% заземляющих проводов, 25% заземления)
На рис. 4 показаны объемные потери Qav в трубопроводе как функция расстояния d при распределении обратного тока короткого замыкания, который составляет 75% заземляющих проводов и 25% заземления. Ток короткого замыкания в заземляющем проводе значительно выше на первых милях от подстанции.
Вихревые токи индуцируются в трубопроводе из-за магнитных полей, создаваемых воздушными линиями. Магнитное поле распределяется неравномерно из-за скин-эффекта.
На рис. 5 изображена плотность магнитного потока в одной части трубопровода в худшем случае, т.е. при распределении обратного тока короткого замыкания пополам (50% заземляющих проводов, 50% заземляющих); расстояние d от оси башни &ndash 15 м.
Рисунок 5 – Плотность магнитного потока в правой нижней части трубопровода (ток обратного короткого замыкания: 50% заземляющих проводов, 50% заземления, d = 15 м)
Для сравнения также рассматривается подземный трехфазный силовой кабель (см. рис. 6), который находится под внешней изоляцией и оснащен стальным концентрическим проводом, выполняющим роль экрана. Приведены геометрические размеры кабеля (r1 = 0,055 м, r2 = 0,06 м, r3 = 0,07 м), свойства материала отдельных участков кабеля, действующее значение номинального тока 100 А и номинального напряжения 10 кВ с частотой f = 50 Гц. Ожидаемые физические свойства меди составляют γ = 5,8 · 107 См / м, μr = 1, удельная электрическая проводимость стали γ = 60000 См / м, а относительная проницаемость μr = 8000. В изоляционных материалах учитываются значения равны γ = 0 См / м и μr = 1.
Рисунок 6 – Трехфазный силовой кабель: 1 – медные жилы, 2 – изоляция ПВХ, 3 – резина, 4 – стальное покрытие (плоские стальные ленты), 5 – наружный корпус из ПВХ
Область определения кабеля состоит из пяти подобластей (см. Рис. 6). Стальное покрытие, которое является предметом данного исследования, отмечено цифрой 4.
На состояние стального покрытия кабеля существенное влияние оказывает магнитное поле кабеля. Поэтому в первую очередь решается ситуация с кабельным покрытием без влияния воздушных линий электропередачи. Объемные теплопотери составляют 9,766 · 10-3 Вт / м3.
Рисунок 7 – Зависимость объемных потерь Qav в оболочке кабеля от расстояния d от оси опоры (ток обратного короткого замыкания: 50% заземляющих проводов, 50% заземления)
Рисунок 8 – Зависимость объемных потерь Qav в оболочке кабеля от расстояния d от оси опоры (ток обратного короткого замыкания: 75% заземляющих проводов, 25% заземления)
Рисунок 9 – Плотность магнитного потока в стальной оболочке кабеля (ток обратного короткого замыкания: 50% заземляющих проводов, 50% заземления, d = 15 м)
Трехфазный силовой кабель проложен на глубине 1 м. Электропроводность грунта составляет γ = 0,01 См / м, а его относительная проницаемость μr = 1. Расстояние d (рис. 1) между центром кабеля и осью башни составляет от 0 до 30 м.
На рисунках 7 и 8 показаны объемные потери Qav в покрытии кабеля как функция расстояния d при распределении обратного тока короткого замыкания.
На рис. 9 показана плотность магнитного потока в стальном покрытии кабеля в худшем случае, то есть при распределении обратного тока короткого замыкания пополам (50% заземляющих проводов, 50% заземляющих); расстояние d от оси башни – 15 м.
ВЫВОДЫ
На величину объемных потерь в подземном линейном оборудовании влияет расстояние линейного оборудования от воздушной линии электропередачи, а также проводимость грунта, которая может изменяться как по вертикали, так и по горизонтали в зависимости от состава почвы. На рассматриваемое значение также в значительной степени влияют прогибы проводника. Объемные потери в подземном линейном оборудовании также зависят от распределения токов между заземляющими проводами и землей.
Подземное линейное оборудование и воздушные линии могут создавать поле, которое может влиять на технические сооружения, расположенные в том же коридоре. Риски возникают из-за воздействия высокого, очень высокого и особенно высокого напряжения на металлические трубы, особенно из-за риска повреждения трубопроводов, риска повреждения оборудования, связанного с трубопроводом, безопасности людей, работающих с этим оборудованием, и защиты живых организмов.
ПЕРЕЧЕНЬ ССЫЛОК
[1] Sroubova, L., Hamar, R., Kropik, P.: The influence of overhead lines on buried cables, AMTEE ’11, 2011, pp. II-25–II-26
[2] Benesova, Z., Sroubova, L., Muhlbacher, J.: Reduction of electric and magnetic field of double-circuit overhead lines, Power engineering, Maribor, 2007, pp. 1–7.
[3] http://www.comsol.com
[4] http://agros2d.org
[5] http://hpfem.org/hermes
В настоящее время наблюдается тенденция к построению энергетических коридоров, общих для большего количества систем передачи. Множество аспектов, таких как трудности с получением участков, высокая стоимость земли или защита окружающей среды, вынуждают промышленность размещать линии электропередачи параллельно. В данной работе исследуется влияние токов короткого замыкания на параллельное оборудование (кабель, трубопровод), расположенное вблизи воздушных линий электропередачи. С магнитной точки зрения это оборудование считается линейным.
ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ
На рис. 1 изображено типичное расположение подземного линейного оборудования параллельно двум параллельным линиям 400 кВ, подвешенным к опоре типа Донау. Башня Донау имеет два грозозащитных троса. В исследовании рассматривается однофазное короткое замыкание. В ближайшем к линейному оборудованию фазном проводе допускается ток короткого замыкания 10 кА, остальные жилы поврежденной линии остаются обесточенными. Обратный ток короткого замыкания распределяется между заземляющим проводом и землей. Процентное распределение тока короткого замыкания между заземляющими проводами и землей зависит от полного сопротивления заземляющих проводов и земли.
Рисунок 1 – Подземное линейное оборудование параллельно воздушной линии
МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ
Задача решается двумерно в декартовой системе координат x, y, так как модель не изменяется в направлении оси z. На указанные значения магнитного поля также влияют прогибы проводника.
По той же причине расчеты выполняются для заданной высоты проводников над землей.
Исследуемая область считается линейной (т.е. предполагается, что даже стальная часть линейного оборудования должна иметь постоянную проницаемость, что возможно из-за ее довольно низкой насыщенности). В установившемся режиме электромагнитное поле, создаваемое воздушной линией, является гармоническим и может быть описано уравнением Гельмгольца для z-й компоненты вектора магнитного векторного потенциала A в виде:
ΔAz - jωγμ Az = μJext,z
(1)
Jext,z – z-я составляющая вектора плотности внешнего тока в проводниках воздушной линии, μ – магнитная проницаемость, γ – электропроводность, ω – угловая частота. Среднее по времени объемное значение тепла Qav, выделяемого за счет резистивного нагрева стальной части линейного оборудования, тогда определяется выражением:
(2)
где Jz – вектор плотности тока, наведенного в линейном оборудовании. Расчеты выполняются в COMSOL Multiphysics [3] и Agros2D [4], дополненных рядом специальных процедур, закодированных для этой цели.
ПОЛУЧЕННЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ
Первым предметом этого исследования является стальной трубопровод. Электропроводность стали колеблется от 104 до 106 См / м; в данном случае значение γ = 60000 См / м. Его относительная проницаемость μr = 8000. Газ в трубопроводе характеризуется параметрами γ = 0 См / м и μr = 1.
Внутренний диаметр трубопровода 0,5 м, толщина 0,02 м, см. рис. 2 (r1 = 0,25 м, r2 = 0,27 м).
Стальной трубопровод покрыт изоляционным покрытием. Это покрытие в основном предназначено для защиты от коррозии, предотвращая прямой контакт трубопровода с почвой. На практике изоляция изготавливается из гудрона, асфальта, пека, цемента или современных полимерных покрытий (таких как полиэтилен или полипропилен). Толщина асфальтовых покрытий колеблется от нескольких миллиметров до сантиметров, а толщина полимерных покрытий измеряется в мкм. Изоляционное покрытие характеризуется параметрами γ = 0 См / м и μr = 1.
Расстояние между крайним кондуктором и осью башни 14,5 м. Расстояние d (рис. 1) между центром трубопровода и осью башни составляет от 0 до 30 м. Трубопровод заглублен на глубину 1 м. Электропроводность почвы γ = 0,01 См / м, относительная проницаемость μr = 1.
Рисунок 2 – Подземный трубопровод
На рис. 3 показаны объемные потери Qav в трубопроводе как функция расстояния d во время однофазного короткого замыкания. Распределение обратного тока короткого замыкания в середине маршрута обычно пополам (50% заземляющих проводов, 50% заземляющих).
Рисунок 3 – Зависимость объемных потерь Qav в трубопроводе от расстояния d от оси опоры (ток обратного короткого замыкания: 50% заземляющих проводов, 50% заземления)
Рисунок 4 – Зависимость объемных потерь Qav в трубопроводе от расстояния d от оси опоры (ток обратного короткого замыкания: 75% заземляющих проводов, 25% заземления)
На рис. 4 показаны объемные потери Qav в трубопроводе как функция расстояния d при распределении обратного тока короткого замыкания, который составляет 75% заземляющих проводов и 25% заземления. Ток короткого замыкания в заземляющем проводе значительно выше на первых милях от подстанции.
Вихревые токи индуцируются в трубопроводе из-за магнитных полей, создаваемых воздушными линиями. Магнитное поле распределяется неравномерно из-за скин-эффекта.
На рис. 5 изображена плотность магнитного потока в одной части трубопровода в худшем случае, т.е. при распределении обратного тока короткого замыкания пополам (50% заземляющих проводов, 50% заземляющих); расстояние d от оси башни &ndash 15 м.
Рисунок 5 – Плотность магнитного потока в правой нижней части трубопровода (ток обратного короткого замыкания: 50% заземляющих проводов, 50% заземления, d = 15 м)
Для сравнения также рассматривается подземный трехфазный силовой кабель (см. рис. 6), который находится под внешней изоляцией и оснащен стальным концентрическим проводом, выполняющим роль экрана. Приведены геометрические размеры кабеля (r1 = 0,055 м, r2 = 0,06 м, r3 = 0,07 м), свойства материала отдельных участков кабеля, действующее значение номинального тока 100 А и номинального напряжения 10 кВ с частотой f = 50 Гц. Ожидаемые физические свойства меди составляют γ = 5,8 · 107 См / м, μr = 1, удельная электрическая проводимость стали γ = 60000 См / м, а относительная проницаемость μr = 8000. В изоляционных материалах учитываются значения равны γ = 0 См / м и μr = 1.
Рисунок 6 – Трехфазный силовой кабель: 1 – медные жилы, 2 – изоляция ПВХ, 3 – резина, 4 – стальное покрытие (плоские стальные ленты), 5 – наружный корпус из ПВХ
Область определения кабеля состоит из пяти подобластей (см. Рис. 6). Стальное покрытие, которое является предметом данного исследования, отмечено цифрой 4.
На состояние стального покрытия кабеля существенное влияние оказывает магнитное поле кабеля. Поэтому в первую очередь решается ситуация с кабельным покрытием без влияния воздушных линий электропередачи. Объемные теплопотери составляют 9,766 · 10-3 Вт / м3.
Рисунок 7 – Зависимость объемных потерь Qav в оболочке кабеля от расстояния d от оси опоры (ток обратного короткого замыкания: 50% заземляющих проводов, 50% заземления)
Рисунок 8 – Зависимость объемных потерь Qav в оболочке кабеля от расстояния d от оси опоры (ток обратного короткого замыкания: 75% заземляющих проводов, 25% заземления)
Рисунок 9 – Плотность магнитного потока в стальной оболочке кабеля (ток обратного короткого замыкания: 50% заземляющих проводов, 50% заземления, d = 15 м)
Трехфазный силовой кабель проложен на глубине 1 м. Электропроводность грунта составляет γ = 0,01 См / м, а его относительная проницаемость μr = 1. Расстояние d (рис. 1) между центром кабеля и осью башни составляет от 0 до 30 м.
На рисунках 7 и 8 показаны объемные потери Qav в покрытии кабеля как функция расстояния d при распределении обратного тока короткого замыкания.
На рис. 9 показана плотность магнитного потока в стальном покрытии кабеля в худшем случае, то есть при распределении обратного тока короткого замыкания пополам (50% заземляющих проводов, 50% заземляющих); расстояние d от оси башни – 15 м.
ВЫВОДЫ
На величину объемных потерь в подземном линейном оборудовании влияет расстояние линейного оборудования от воздушной линии электропередачи, а также проводимость грунта, которая может изменяться как по вертикали, так и по горизонтали в зависимости от состава почвы. На рассматриваемое значение также в значительной степени влияют прогибы проводника. Объемные потери в подземном линейном оборудовании также зависят от распределения токов между заземляющими проводами и землей.
Подземное линейное оборудование и воздушные линии могут создавать поле, которое может влиять на технические сооружения, расположенные в том же коридоре. Риски возникают из-за воздействия высокого, очень высокого и особенно высокого напряжения на металлические трубы, особенно из-за риска повреждения трубопроводов, риска повреждения оборудования, связанного с трубопроводом, безопасности людей, работающих с этим оборудованием, и защиты живых организмов.
ПЕРЕЧЕНЬ ССЫЛОК
[1] Sroubova, L., Hamar, R., Kropik, P.: The influence of overhead lines on buried cables, AMTEE ’11, 2011, pp. II-25–II-26
[2] Benesova, Z., Sroubova, L., Muhlbacher, J.: Reduction of electric and magnetic field of double-circuit overhead lines, Power engineering, Maribor, 2007, pp. 1–7.
[3] http://www.comsol.com
[4] http://agros2d.org
[5] http://hpfem.org/hermes
На рис. 1 изображено типичное расположение подземного линейного оборудования параллельно двум параллельным линиям 400 кВ, подвешенным к опоре типа Донау. Башня Донау имеет два грозозащитных троса. В исследовании рассматривается однофазное короткое замыкание. В ближайшем к линейному оборудованию фазном проводе допускается ток короткого замыкания 10 кА, остальные жилы поврежденной линии остаются обесточенными. Обратный ток короткого замыкания распределяется между заземляющим проводом и землей. Процентное распределение тока короткого замыкания между заземляющими проводами и землей зависит от полного сопротивления заземляющих проводов и земли.
Рисунок 1 – Подземное линейное оборудование параллельно воздушной линии
МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ
Задача решается двумерно в декартовой системе координат x, y, так как модель не изменяется в направлении оси z. На указанные значения магнитного поля также влияют прогибы проводника. По той же причине расчеты выполняются для заданной высоты проводников над землей.
Исследуемая область считается линейной (т.е. предполагается, что даже стальная часть линейного оборудования должна иметь постоянную проницаемость, что возможно из-за ее довольно низкой насыщенности). В установившемся режиме электромагнитное поле, создаваемое воздушной линией, является гармоническим и может быть описано уравнением Гельмгольца для z-й компоненты вектора магнитного векторного потенциала A в виде:
| ΔAz - jωγμ Az = μJext,z | (1) |
Jext,z – z-я составляющая вектора плотности внешнего тока в проводниках воздушной линии, μ – магнитная проницаемость, γ – электропроводность, ω – угловая частота. Среднее по времени объемное значение тепла Qav, выделяемого за счет резистивного нагрева стальной части линейного оборудования, тогда определяется выражением:
|
(2) |
где Jz – вектор плотности тока, наведенного в линейном оборудовании. Расчеты выполняются в COMSOL Multiphysics [3] и Agros2D [4], дополненных рядом специальных процедур, закодированных для этой цели.
ПОЛУЧЕННЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ
Первым предметом этого исследования является стальной трубопровод. Электропроводность стали колеблется от 104 до 106 См / м; в данном случае значение γ = 60000 См / м. Его относительная проницаемость μr = 8000. Газ в трубопроводе характеризуется параметрами γ = 0 См / м и μr = 1.
Внутренний диаметр трубопровода 0,5 м, толщина 0,02 м, см. рис. 2 (r1 = 0,25 м, r2 = 0,27 м). Стальной трубопровод покрыт изоляционным покрытием. Это покрытие в основном предназначено для защиты от коррозии, предотвращая прямой контакт трубопровода с почвой. На практике изоляция изготавливается из гудрона, асфальта, пека, цемента или современных полимерных покрытий (таких как полиэтилен или полипропилен). Толщина асфальтовых покрытий колеблется от нескольких миллиметров до сантиметров, а толщина полимерных покрытий измеряется в мкм. Изоляционное покрытие характеризуется параметрами γ = 0 См / м и μr = 1.
Расстояние между крайним кондуктором и осью башни 14,5 м. Расстояние d (рис. 1) между центром трубопровода и осью башни составляет от 0 до 30 м. Трубопровод заглублен на глубину 1 м. Электропроводность почвы γ = 0,01 См / м, относительная проницаемость μr = 1.
Рисунок 2 – Подземный трубопровод
На рис. 3 показаны объемные потери Qav в трубопроводе как функция расстояния d во время однофазного короткого замыкания. Распределение обратного тока короткого замыкания в середине маршрута обычно пополам (50% заземляющих проводов, 50% заземляющих).
Рисунок 3 – Зависимость объемных потерь Qav в трубопроводе от расстояния d от оси опоры (ток обратного короткого замыкания: 50% заземляющих проводов, 50% заземления)
Рисунок 4 – Зависимость объемных потерь Qav в трубопроводе от расстояния d от оси опоры (ток обратного короткого замыкания: 75% заземляющих проводов, 25% заземления)
На рис. 4 показаны объемные потери Qav в трубопроводе как функция расстояния d при распределении обратного тока короткого замыкания, который составляет 75% заземляющих проводов и 25% заземления. Ток короткого замыкания в заземляющем проводе значительно выше на первых милях от подстанции.
Вихревые токи индуцируются в трубопроводе из-за магнитных полей, создаваемых воздушными линиями. Магнитное поле распределяется неравномерно из-за скин-эффекта. На рис. 5 изображена плотность магнитного потока в одной части трубопровода в худшем случае, т.е. при распределении обратного тока короткого замыкания пополам (50% заземляющих проводов, 50% заземляющих); расстояние d от оси башни &ndash 15 м.
Рисунок 5 – Плотность магнитного потока в правой нижней части трубопровода (ток обратного короткого замыкания: 50% заземляющих проводов, 50% заземления, d = 15 м)
Для сравнения также рассматривается подземный трехфазный силовой кабель (см. рис. 6), который находится под внешней изоляцией и оснащен стальным концентрическим проводом, выполняющим роль экрана. Приведены геометрические размеры кабеля (r1 = 0,055 м, r2 = 0,06 м, r3 = 0,07 м), свойства материала отдельных участков кабеля, действующее значение номинального тока 100 А и номинального напряжения 10 кВ с частотой f = 50 Гц. Ожидаемые физические свойства меди составляют γ = 5,8 · 107 См / м, μr = 1, удельная электрическая проводимость стали γ = 60000 См / м, а относительная проницаемость μr = 8000. В изоляционных материалах учитываются значения равны γ = 0 См / м и μr = 1.
Рисунок 6 – Трехфазный силовой кабель: 1 – медные жилы, 2 – изоляция ПВХ, 3 – резина, 4 – стальное покрытие (плоские стальные ленты), 5 – наружный корпус из ПВХ
Область определения кабеля состоит из пяти подобластей (см. Рис. 6). Стальное покрытие, которое является предметом данного исследования, отмечено цифрой 4.
На состояние стального покрытия кабеля существенное влияние оказывает магнитное поле кабеля. Поэтому в первую очередь решается ситуация с кабельным покрытием без влияния воздушных линий электропередачи. Объемные теплопотери составляют 9,766 · 10-3 Вт / м3.
Рисунок 7 – Зависимость объемных потерь Qav в оболочке кабеля от расстояния d от оси опоры (ток обратного короткого замыкания: 50% заземляющих проводов, 50% заземления)
Рисунок 8 – Зависимость объемных потерь Qav в оболочке кабеля от расстояния d от оси опоры (ток обратного короткого замыкания: 75% заземляющих проводов, 25% заземления)
Рисунок 9 – Плотность магнитного потока в стальной оболочке кабеля (ток обратного короткого замыкания: 50% заземляющих проводов, 50% заземления, d = 15 м)
Трехфазный силовой кабель проложен на глубине 1 м. Электропроводность грунта составляет γ = 0,01 См / м, а его относительная проницаемость μr = 1. Расстояние d (рис. 1) между центром кабеля и осью башни составляет от 0 до 30 м.
На рисунках 7 и 8 показаны объемные потери Qav в покрытии кабеля как функция расстояния d при распределении обратного тока короткого замыкания.
На рис. 9 показана плотность магнитного потока в стальном покрытии кабеля в худшем случае, то есть при распределении обратного тока короткого замыкания пополам (50% заземляющих проводов, 50% заземляющих); расстояние d от оси башни – 15 м.
ВЫВОДЫ
На величину объемных потерь в подземном линейном оборудовании влияет расстояние линейного оборудования от воздушной линии электропередачи, а также проводимость грунта, которая может изменяться как по вертикали, так и по горизонтали в зависимости от состава почвы. На рассматриваемое значение также в значительной степени влияют прогибы проводника. Объемные потери в подземном линейном оборудовании также зависят от распределения токов между заземляющими проводами и землей.
Подземное линейное оборудование и воздушные линии могут создавать поле, которое может влиять на технические сооружения, расположенные в том же коридоре. Риски возникают из-за воздействия высокого, очень высокого и особенно высокого напряжения на металлические трубы, особенно из-за риска повреждения трубопроводов, риска повреждения оборудования, связанного с трубопроводом, безопасности людей, работающих с этим оборудованием, и защиты живых организмов.
ПЕРЕЧЕНЬ ССЫЛОК
[1] Sroubova, L., Hamar, R., Kropik, P.: The influence of overhead lines on buried cables, AMTEE ’11, 2011, pp. II-25–II-26
[2] Benesova, Z., Sroubova, L., Muhlbacher, J.: Reduction of electric and magnetic field of double-circuit overhead lines, Power engineering, Maribor, 2007, pp. 1–7.
[3] http://www.comsol.com
[4] http://agros2d.org
[5] http://hpfem.org/hermes
На величину объемных потерь в подземном линейном оборудовании влияет расстояние линейного оборудования от воздушной линии электропередачи, а также проводимость грунта, которая может изменяться как по вертикали, так и по горизонтали в зависимости от состава почвы. На рассматриваемое значение также в значительной степени влияют прогибы проводника. Объемные потери в подземном линейном оборудовании также зависят от распределения токов между заземляющими проводами и землей.
Подземное линейное оборудование и воздушные линии могут создавать поле, которое может влиять на технические сооружения, расположенные в том же коридоре. Риски возникают из-за воздействия высокого, очень высокого и особенно высокого напряжения на металлические трубы, особенно из-за риска повреждения трубопроводов, риска повреждения оборудования, связанного с трубопроводом, безопасности людей, работающих с этим оборудованием, и защиты живых организмов.
ПЕРЕЧЕНЬ ССЫЛОК
[1] Sroubova, L., Hamar, R., Kropik, P.: The influence of overhead lines on buried cables, AMTEE ’11, 2011, pp. II-25–II-26
[2] Benesova, Z., Sroubova, L., Muhlbacher, J.: Reduction of electric and magnetic field of double-circuit overhead lines, Power engineering, Maribor, 2007, pp. 1–7.
[3] http://www.comsol.com
[4] http://agros2d.org
[5] http://hpfem.org/hermes
[1] Sroubova, L., Hamar, R., Kropik, P.: The influence of overhead lines on buried cables, AMTEE ’11, 2011, pp. II-25–II-26
[2] Benesova, Z., Sroubova, L., Muhlbacher, J.: Reduction of electric and magnetic field of double-circuit overhead lines, Power engineering, Maribor, 2007, pp. 1–7.
[3] http://www.comsol.com
[4] http://agros2d.org
[5] http://hpfem.org/hermes