Напряжения, наведенные на кабельные линии 6–500 кВ

Page 1
background image

Page 2
background image

86

Напряжения, наведенные 
на кабельные линии 6–500 кВ

УДК

 621.3.051

КАБЕЛЬНЫЕ

ЛИНИИ

Дмитриев

 

М

.

В

.,

к

.

т

.

н

., 

доцент

 

Санкт

-

Петер

-

бургского

 

политехнического

 

университета

Вопросы

 

безопасности

 

проведения

 

работ

 

на

 

отключенных

 

воздушных

 

линиях

находя

-

щихся

 

под

 

наведенным

 

напряжением

достаточно

 

хорошо

 

изучены

Однако

к

 

сожале

-

нию

этого

 

нельзя

 

сказать

 

про

 

кабельные

 

линии

 6–500 

кВ

где

как

 

показывает

 

опыт

наведенное

 

напряжение

 

оказывается

 

полной

 

неожиданностью

Приведем

 

ряд

 

примеров

поясняющих

 

механизмы

 

наводок

 

на

 

отключенную

 

кабельную

 

линию

 

от

 

расположенной

 

рядом

 

работающей

 

кабельной

 

или

 

воздушной

 

линии

.

НАПРЯЖЕНИЕ

 

НА

 

КЛ

,

НАВЕДЕННОЕ

 

ОТ

 

СОСЕДНЕЙ

 

КЛ

Современные

 

кабельные

 

линии

 (

КЛ

класса

 

напряжения

 6–500 

кВ

 

с

 

изоляцией

 

из

 

сшитого

 

полиэтилена

 

выполняются

 

на

 

выбор

:

 

трехфазными

 

кабелями

;

 

трехфазными

 

группами

 

однофазных

 

кабелей

.

Обе

 

конструкции

 

кабелей

 

имеют

 

в

 

своем

 

составе

 

металличе

-

ские

 

экраны

один

 

или

 

несколько

Такие

 

экраны

 

накладываются

 

поверх

 

изоляции

 

кабеля

 

и

 

чаще

 

всего

 

изготовлены

 

из

 

проволок

 

меди

хотя

 

известны

 

варианты

 

с

 

проволоками

 

алюминия

 

или

 

с

 

алюминиевой

 

фольгой

Главное

 

назначение

 

металлических

 

экранов

:

 

выравнивание

 

напряженности

 

электрического

 

поля

 

в

 

изоля

-

ции

 

кабеля

;

 

устранение

 

электрического

 

поля

 

за

 

пределами

 

кабеля

.

Чтобы

 

экраны

 

кабеля

 

выполняли

 

перечисленные

 

функции

они

 

должны

 

быть

 

заземлены

по

 

меньшей

 

мере

в

 

одной

 

точке

 

(

например

в

 

начале

 

и

/

или

 

конце

 

КЛ

). 

Отсутствие

 

электриче

-

ского

 

поля

 

за

 

пределами

 

кабелей

 6–500 

кВ

 

затрудняет

 

влия

-

ние

 

соседних

 

КЛ

 

друг

 

на

 

друга

 

за

 

счет

 

данного

 

поля

Поэтому

рассматривая

 

взаимные

 

наводки

 

КЛ

основное

 

внимание

 

со

-

средоточим

 

на

 

влиянии

 

через

 

магнитное

 

поле

Ключевые

 

слова

:

воздушная

 

линия

кабельная

 

линия

однофазный

 

кабель

магнитное

 

поле

наведенное

 

напряжение

безопасность

 

персонала

Keywords:

overhead line, cable line,
single-phase cable, magnetic 

 eld, induced 

voltage, the safety of personnel

С1

А1

s

12

s

AB

s

BC

B1

С2

А2

B2

A1

С1

B1

A2

С2

B2

s

12

s

KB

s

KA

s

KC

d

a)

б)

Рис

. 1. 

Двухцепная

 

кабельная

 

линия

 

с

 

расположением

 

фаз

 

треугольником

 (

а

или

 

в

 

ряд

 (

б

)

Магнитное

 

поле

созда

-

ваемое

 

токами

 

жил

 

и

 

экра

-

нов

 

КЛ

имеется

 

как

 

внутри

 

кабеля

так

 

и

 

за

 

его

 

преде

-

лами

однако

 

подробнее

 

остановимся

 

лишь

 

на

 

маг

-

нитном

 

поле

 

вне

 

кабеля

поскольку

 

именно

 

оно

 

опре

-

деляет

 

степень

 

влияния

 

соседних

 

КЛ

 

друг

 

на

 

друга

Следует

 

различать

 

магнит

-

ное

 

поле

 

КЛ

:

 

в

 

симметричном

 

режиме

 

работы

  (

нормальный

 

ре

-

жим

 

или

 

прохождение

 

по

 

жилам

 

КЛ

 

тока

 

трехфаз

-

ного

 

короткого

 

замыкания

 

(

КЗ

));

 

в

 

несимметричном

 

режи

-

ме

 

работы

  (

прохождение

 

по

 

жилам

 

КЛ

например

тока

 

однофазного

 

или

 

двухфазного

 

КЗ

).


Page 3
background image

87

Наводки

 

в

 

симметричном

 

режиме

Если

 

КЛ

 

выполнена

 

трехфазным

 

кабелем

то

 

в

 

симметричном

 

режиме

 

работы

 

вне

 

КЛ

 

магнитное

 

поле

 

практически

 

отсутствует

Данный

 

факт

 

объ

-

ясняется

 

тем

что

 

магнитные

 

поля

 

трех

 

фаз

 

сумми

-

руются

 

и

 

компенсируют

 

друг

 

друга

Точно

 

такая

 

же

 

ситуация

 

возникает

 

и

 

если

 

КЛ

 

выполнена

 

трехфаз

-

ной

 

группой

 

однофазных

 

кабелей

проложенных

 

сомкнутым

 

треугольником

  (

рисунок

  1

а

). 

В

 

случа

-

ях

 

же

когда

 

однофазные

 

кабели

 

расположены

 

на

 

расстоянии

 

друг

 

от

 

друга

  (

рисунок

  1

б

), 

поля

 

трех

 

фаз

 

не

 

так

 

хорошо

 

компенсируют

 

друг

 

друга

и

 

по

-

этому

 

поле

 

вне

 

КЛ

 

может

 

оказаться

 

весьма

 

значи

-

тельным

способным

 

вызывать

 

соответствующие

 

наводки

 

на

 

соседние

 

КЛ

.

Две

 

кабельные

 

линии

 

КЛ

-1 

и

 

КЛ

-2 

через

 

свои

 

магнитные

 

поля

 

влияют

 

друг

 

на

 

друга

 

как

 

в

 

случае

когда

 

обе

 

находятся

 

в

 

работе

так

 

и

 

в

 

случае

когда

 

в

 

работе

 

лишь

 

одна

а

 

вторая

 

отключена

С

 

прак

-

тической

 

точки

 

зрения

 

интереснее

 

случай

 

наводок

 

на

 

отключенную

 

цепь

поскольку

 

он

 

напрямую

 

свя

-

зан

 

с

 

безопасностью

 

проведения

 

монтажей

 

и

 

ре

-

монтов

.

Для

 

отключенной

 

КЛ

 

наведенное

 

напряжение

 

мо

-

жет

 

возникать

 

как

 

на

 

экранах

так

 

и

 

на

 

жилах

Здесь

 

рассмотрим

 

лишь

 

напряжение

наведенное

 

на

 

экра

-

ны

Интерес

 

к

 

наводкам

 

на

 

экраны

 

неслучаен

а

 

об

-

условлен

 

близостью

 

экранов

 

к

 

поверхности

 

кабеля

то

 

есть

 

экраны

 

являются

 

той

 

частью

 

кабеля

прикос

-

новение

 

к

 

которой

 

вероятнее

 

всего

Например

при

 

A

B

C

A

B

C

a)

б)

I

Э

I

Э

I

Э

I

Э

I

Э

I

Э

A

B

C

в)

U

Э

U

Э

U

Э

Рис

. 2. 

Основные

 

схемы

 

заземления

 

экранов

 

КЛ

 

с

 

одно

-

фазными

 

кабелями

двустороннее

 (

а

), 

двустороннее

 

с

 

транспозицией

 

экранов

 (

б

), 

одностороннее

 (

в

)

Рис

. 3. 

Транспозиции

 

самих

 

однофазных

 

кабелей

 

в

 

составе

 

КЛ

 (

или

 

транспозиция

 

проводов

 

ВЛ

)

A

B

C

выполнении

 

достаточно

 

распространенных

 

работ

 

по

 

ремонту

 

оболочки

 

отключенной

 

КЛ

 

персонал

 

легко

 

может

 

прикоснуться

 

к

 

экрану

и

 

для

 

него

 

будет

 

неожи

-

данностью

 

наличие

 

на

 

экране

 

переменного

 

напряже

-

ния

 

частоты

 50 

Гц

наведенного

 

от

 

расположенной

 

рядом

 

кабельной

 

линии

.

Магнитное

 

поле

 

находящейся

 

под

 

током

 

КЛ

-1 

приводит

 

к

 

возникновению

 

наведенной

 

электро

-

движущей

 

силы

  (

ЭДС

в

 

экранах

 

отключенной

 

КЛ

-2. 

Если

 

экраны

 

КЛ

-2 

имеют

 

двустороннее

 

за

-

земление

  (

рисунок

  2

а

или

 

же

 

двустороннее

 

за

-

земление

 

с

 

транспозицией

  (

рисунок

  2

б

), 

то

 

под

 

действием

 

наведенной

 

ЭДС

 

в

 

экранах

 

КЛ

-2 

пойдут

 

токи

 

I

Э

 > 0 

частоты

 50 

Гц

а

 

напряжение

 

U

Э

 

 0 

на

 

экранах

 

будет

 

отсутствовать

Если

 

же

 

экраны

 

КЛ

-2 

односторонне

 

заземлены

  (

рисунок

  2

в

), 

то

 

будет

напротив

I

Э

 

 0, 

U

Э

 > 0. 

Хотя

 

существует

 

несколько

 

различных

 

схем

 

соединения

 

и

 

заземления

 

экранов

 

КЛ

-2, 

рассма

-

тривать

 

будем

 

лишь

 

одностороннее

 

заземление

 

(

рисунок

 2

в

), 

поскольку

 

напряжение

 

U

Э

 

здесь

 

в

 

точ

-

ности

 

равно

 

величине

 

наведенной

 

ЭДС

 

и

поэтому

именно

 

в

 

схеме

 

на

 

рисунке

 2

в

 

удобно

 

изучать

 

сте

-

пень

 

влияния

 

работающей

 

КЛ

 

на

 

отключенную

.

Величины

 

напряжений

 

U

Э

полученные

 

в

 

схеме

 

на

 

рисунке

  2

в

на

 

самом

 

деле

 

дадут

 

представле

-

ние

 

и

 

об

 

опасности

 

в

 

нерассмотренных

 

здесь

 

схе

-

мах

 

на

 

рисунках

 2

а

 

и

 2

б

Например

персонал

 

дол

-

жен

 

поставить

 

соединительную

 

муфту

 

в

 

каком

-

то

 

из

 

мест

 

КЛ

 

с

 

двусторонним

 

заземлением

 

экранов

Для

 

того

 

чтобы

 

добраться

 

до

 

жилы

 

КЛ

он

 

дол

-

жен

 

прежде

 

разрезать

 

экран

 

кабеля

 

и

 

развести

 

его

 

концы

 

в

 

сторону

Именно

 

в

 

этом

 

месте

 

между

 

«

левой

» 

и

  «

правой

» 

частями

 

экрана

 

и

 

возникнет

 

напряжение

 

U

Э

под

 

действием

 

которого

 

еще

 

до

 

начала

 

монтажа

 

муфты

 

в

 

двусторонне

 

заземлен

-

ном

 

экране

 

шел

 

ток

 

I

Э

Данное

 

напряжение

 

будет

 

в

 

точности

 

отвечать

 

напряжению

 

U

Э

 

в

 

схеме

 

на

рисунке

 2

в

.

Итак

положим

что

 

есть

 

две

 

параллельно

 

рас

-

положенных

 

линии

 

КЛ

-1 

и

 

КЛ

-2, 

каждая

 

из

 

которых

 

имеет

 

одностороннее

 

заземление

 

экранов

Рас

-

смотрим

 

наводки

 

от

 

находящейся

 

в

 

работе

 

под

 

то

-

ком

 

КЛ

-1 

на

 

экраны

 

отключенной

 

КЛ

-2. 

Величина

 

U

Э

 

наведенного

 

напряжения

 

будет

 

несколько

 

от

-

личаться

 

в

 

зависимости

 

от

 

того

о

 

каком

 

из

 

трех

 

экранов

 

КЛ

-2 

идет

 

речь

  (

А

В

С

). 

Для

 

удобства

 

рассмотрим

 

экран

 

средней

 

фазы

  «

В

», 

поскольку

 

в

 

условиях

 

рисунка

 1 

расстояние

 

S

12

 

между

 

цепя

-

ми

 

КЛ

-1 

и

 

КЛ

-2 

как

 

раз

 

отвечает

 

расстоянию

 

между

 

фазами

 «

В

» 

этих

 

цепей

.

Пусть

 

транспозиция

 

фаз

 (

рисунок

 3) 

отсутствует

.

 6 (45) 2017


Page 4
background image

88

 

________

 

З

 

D

З

 = 2,24 · 

 

.

 (3)

 

0

 · 

В

 

качестве

 

токов

 

жил

 

КЛ

-1 

в

 

симметричном

 

режи

-

ме

  (

нормальный

 

режим

 

или

 

режим

когда

 

по

 

жилам

 

проходят

 

токи

 

трехфазного

 

КЗ

можно

 

принять

 

сле

-

дующие

 

токи

образующие

 

тройку

 

прямой

 

последо

-

вательности

 

İ

A

 = 

I

ж

 1 

3

 

İ

B

 = 

(

– — – 

j

 —

)

 · 

I

ж

, (4)

 2 

2

 1 

3

 

İ

B

 = 

(

– — + 

j

 —

)

 · 

I

ж

 2 

2

где

 

I

ж

 — 

действующее

 

значение

 

тока

 

в

 

жиле

 (

А

).

Вычисления

 (1)–(4) 

удобно

 

проводить

 

при

 

токе

 

жилы

 

I

ж

 = 1000 

А

 

и

 

длине

 

участка

 

параллель

-

ного

 

следования

 

l

K

 = 1000 

м

Полученная

 

таким

 

образом

 

величина

 

напряжения

 

U

Э

 = |

U

Э

пред

-

ставлена

 

на

 

рисунке

 4 

и

 

дана

 

для

 

двух

 

основных

случаев

:

 

фазы

 

КЛ

 

проложены

 

сомкнутым

 

треугольником

 

(

рисунок

 1

а

);

 

фазы

 

КЛ

 

проложены

 

в

 

ряд

 

с

 

тем

 

или

 

иным

 

рас

-

стоянием

 

S

AB

 = 

S

BC

 (

рисунок

 1

б

).

Пересчет

 

на

 

другие

 

I

ж

 

и

 

l

K

 

можно

 

выпол

-

нить

 

по

 

формуле

:

 

I

ж

 

l

K

 

U

Э

 = 

U

Э

РИ

C

 · — · —. (5)

 1000 

1000

Согласно

 

рисунку

 4 

при

 

типовом

 

рассто

-

янии

 

между

 

цепями

 

S

12

 = 0,7 

м

 

наведенное

 

напряжение

 

U

Э

 

в

 

зависимости

 

от

 

взаимно

-

го

 

расположения

 

фаз

 

составит

 

от

 6 

до

 50 

В

 

на

 

каждые

 1000 

А

 

и

 1000 

м

Например

если

 

двухцепная

 

КЛ

 (

любого

 

класса

 

напряжения

имеет

 

рядное

 

распо

-

ложение

 

фаз

 

S

12

 = 0,7 

м

S

AB

 = 

S

BC

 = 0,2 

м

длину

 

l

K

 = 3000 

м

ток

 

жилы

 

I

ж

 = 500 

А

 (

на

 

период

 

времени

когда

 

из

 

двух

 

цепей

 

в

 

ра

-

боте

 

осталась

 

только

 

одна

), 

то

 

тогда

 

на

-

веденное

 

на

 

экраны

 

отключенной

 

цепи

 

на

-

пряжение

 

частоты

 50 

Гц

 

составит

 500 

3000

 

U

Э

 = 30 · — · — = 45 

В

 1000 

1000

представляя

 

реальную

 

опасность

 

для

 

пер

-

сонала

у

 

которого

 

окажется

  «

в

 

руках

». 

Однако

если

 

однофазные

 

кабели

 

каждой

 

из

 

двух

 

КЛ

-1 

и

 

КЛ

-2 

уложены

 

сомкнутым

 

треугольником

то

 

наведенное

 

напряжение

 

существенно

 

снижается

:

 500 

3000

 

U

Э

 = 6 · — · — = 9 

В

 1000 

1000

Как

 

видно

вопросы

 

безопасности

 

ра

-

бот

 

на

 

многоцепных

 

КЛ

 

требуют

чтобы

 

однофазные

 

кабели

 

прокладывались

 

пре

-

имущественно

 

сомкнутым

 

треугольником

а

 

расстояние

 

между

 

цепями

 

было

 

возмож

-

но

 

больше

Бывает

что

 

по

 

каким

-

то

 

причинам

 

(

например

для

 

повышения

 

допустимого

 

КАБЕЛЬНЫЕ

ЛИНИИ

Напряжение

 

U

Э

 

экрана

  «

В

» 

КЛ

-2 

является

 

пере

-

менным

 

напряжением

 

частоты

 50 

Гц

его

 

можно

 

най

-

ти

 

комплексным

 

методом

 

на

 

основе

 

токов

 

İ

A

İ

B

İ

C

 

жил

 

КЛ

-1:

 

U

Э

 = 

jX

KA

 · 

İ

A

 + 

jX

KB

 · 

İ

B

 + 

jX

K

С

 · 

İ

С

, (1)

где

 

X

KA

 = 

 · 

M

KA

X

KB

 = 

 · 

M

KB

X

KC

 = 

 · 

M

KC

 — 

вза

-

имные

 

индуктивные

 

сопротивления

 

экрана

 «

В

» 

КЛ

-2 

с

 

жилами

 «

А

В

С

» 

КЛ

-1, 

 = 2

f

 — 

круговая

 

частота

f

 = 50 

Гц

j

 = 

–1 — 

мнимая

 

единица

.

Как

 

и

 

в

 [1], 

взаимные

 

индуктивности

 

M

KA

M

KB

M

KC

 

могут

 

быть

 

найдены

:

 

0

 

D

З

 

M

KA

 = — · 

l

K

· 

ln

 

,

 

 

2

 

S

KA

 

0

 

D

З

 

M

KB

 = — · 

l

K

· 

ln

 

,

 (2)

 

2

 

S

KB

 

0

 

D

З

 

M

KC

 = — · 

l

K

· 

ln

 

,

 

 

2

 

S

KC

где

 

0

 = 4

 · 10

-7

 

Гн

/

м

 — 

магнитная

 

постоянная

 

ваку

-

ума

l

K

 — 

длина

 

участка

где

 

КЛ

-1 

и

 

КЛ

-2 

проходят

 

параллельно

 

друг

 

другу

м

S

KA

S

KB

S

KC

 — 

расстояния

показанные

 

на

 

рисунке

 1, 

м

D

З

 — 

глубина

 

проникно

-

вения

 

магнитного

 

поля

 

в

 

грунт

м

:

Рис

. 4. 

Напряжение

наведенное

 

в

 

симметричном

 

режиме

 

на

 

экран

 

отключенной

 

КЛ

 

за

 

счет

 

действия

 

магнитного

 

поля

 

работаю

-

щей

 

КЛ

 (

см

рисунок

 1)

Рис

. 5. 

Напряжение

наведенное

 

при

 

однофазном

 

КЗ

 

на

 

экран

 

от

-

ключенной

 

КЛ

 

за

 

счет

 

действия

 

магнитного

 

поля

 

работающей

 

КЛ

 (

кривая

 1) 

или

 

работающей

 

ВЛ

 (

кривые

 2, 3)

U

Э

В

 / 1000 

А

 / 1000 

м

S

12

м

60

50

40

30

20

10

0

0

5

4

4

1

 — 

сомкн

треуг

.

2

 — 

ряд

 

S

AB

 = 0,1 

м

3

 — 

ряд

 

S

AB

 = 0,2 

м

4

 — 

ряд

 

S

AB

 = 0,3 

м

3

3

2

2

1

1

U

Э

В

 / 1000 

А

 / 1000 

м

S

12

м

X

K

м

500

400

300

200

100

0

0

100

80

60

40

20

1

 — 

U

Э

 = 

f

(

S

12

) — 

от

 

КЛ

2

 — 

U

Э

 = 

f

(

X

K

) — 

от

 

ВЛ

 

при

 

h

П

 = 10 

м

3

 — 

U

Э

 = 

f

(

X

K

) — 

от

 

ВЛ

 

при

 

h

П

 = 20 

м

3

2

1


Page 5
background image

89

тока

 

жилы

 

КЛ

фазы

 

КЛ

 

лучше

 

разместить

 

не

 

тре

-

угольником

а

 

в

 

ряд

 

на

 

расстоянии

 

друг

 

от

 

друга

В

 

этом

 

случае

 

для

 

обеспечения

 

безопасности

 

ра

-

бот

 

рекомендуется

 

предусмотреть

 

транспозицию

 

самих

 

однофазных

 

кабелей

 — 

см

схему

 

на

 

рисун

-

ке

 3. 

Хотя

 

это

 

достаточно

 

сложное

 

и

 

неудобное

 

техническое

 

решение

но

 

в

 

ряде

 

случаев

 

оно

 

стоит

 

внедрения

Транспозицию

 

фаз

 

необходимо

 

выпол

-

нить

 

для

 

каждой

 

из

 

параллельно

 

следующих

 

КЛ

ведь

 

в

 

роли

 

отключенной

 

линии

 

может

 

оказаться

 

любая

 

из

 

них

.

Наводки

 

в

 

несимметричном

 

режиме

Несимметричные

 

режимы

 (

прежде

 

всего

 

КЗ

хотя

 

обычно

 

и

 

кратковременны

но

 

могут

 

сопровождать

-

ся

 

прохождением

 

в

 

отдельных

 

фазах

 

КЛ

 

значитель

-

ных

 

токов

Поскольку

 

эти

 

токи

 

есть

 

не

 

во

 

всех

 

трех

 

фазах

то

 

о

 

компенсации

 

магнитных

 

полей

 

фаз

 

го

-

ворить

 

не

 

приходится

и

 

у

 

КЛ

 

появляется

 

значитель

-

ное

 

поле

приводящее

 

к

 

соразмерным

 

наводкам

 

на

 

соседние

 

КЛ

Если

 

в

 

роли

 

несимметричного

 

режима

 

выступа

-

ет

например

прохождение

 

по

 

кабелю

 

тока

 

одно

-

фазного

 

КЗ

то

 

магнитное

 

поле

 

КЛ

 

не

 

будет

 

зависеть

 

от

 

того

лежат

 

ли

 

фазы

 

в

 

ряд

 

или

 

собраны

 

сомкну

-

тым

 

треугольником

Единственный

 

влияющий

 

фак

-

тор

 — 

это

 

расстояние

 

от

 

фазы

 

КЛ

-1, 

где

 

проходит

 

ток

 

КЗ

до

 

фазы

 

отключенной

 

КЛ

-2, 

куда

 

наводится

 

напряжение

Для

 

расчетов

 

наведенных

 

напряжений

 

при

 

одно

-

фазных

 

КЗ

 

достаточно

 

взять

 

формулы

 (1)–(4) 

и

 

под

-

ставить

 

в

 

них

 

İ

A

 

 0, 

İ

B

 = 

I

ж

İ

C

 

 0. 

Выбор

 

фазы

 «

В

» 

КЛ

-1 

в

 

качестве

 

особой

 

удобен

 

тем

что

 

расстояние

 

от

 

фазы

 «

В

» 

работающей

 

КЛ

-1 

до

 

фазы

 «

В

» 

отклю

-

ченной

 

КЛ

-2 

в

 

точности

 

отвечает

 

расстоянию

 

между

 

осями

 

кабелей

 

S

12

.

На

 

рисунке

 5 (

кривая

 1) 

приведены

 

результа

-

ты

 

расчета

 

по

 (1)–(4) 

наведенного

 

напряжения

 

U

Э

 = |

U

Э

при

 

однофазном

 

КЗ

Видно

например

что

 

даже

 

при

 

большом

 

расстоянии

 

между

 

КЛ

-1 

и

 

КЛ

-2, 

равном

 

S

12

 = 50 

м

наводка

 

составляет

 

около

 200 

В

а

 

при

 

малых

 

расстояниях

 — 

достигает

 500 

В

Напри

-

мер

если

 

при

 

КЗ

 

ток

 

в

 

жиле

 

КЛ

-1 

составляет

 

всего

 

a)

А

B

C

s

KB

s

KA

s

KC

x

K

h

K

x

K

h

K

А

B

C

б)

s

KA

s

KB

s

KC

ВЛ

ВЛ

А1

В1

С1

А2

В2

С2

А1

В1

С1

С2

В2

А2

a)

б)

x

K

h

K

x

K

h

K

ВЛ

ВЛ

Рис

. 6. 

Параллельное

 

следование

 

одноцепной

 

КЛ

 

и

 

одноцепной

 

ВЛ

 

с

 

треугольным

 

расположением

 

фазных

 

проводов

 (

а

или

 

с

 

гори

-

зонтальным

 (

б

)

Рис

. 7. 

Параллельное

 

следование

 

одноцепной

 

КЛ

 

и

 

двухцепной

 

ВЛ

 

с

 

вертикальным

 

располо

-

жением

 

фазных

 

проводов

 (

а

или

 

с

 

обратным

 

вертикальным

 (

б

)

I

ж

 = 10 

кА

то

 

при

 

l

K

 = 3000 

м

 

наведенное

 

напряжение

 

будет

:

 10 

000 

3000

 

U

Э

 = 500 · — · — = 15 000 

В

 1000 

1000

НАПРЯЖЕНИЕ

 

НА

 

КЛ

,

НАВЕДЕННОЕ

 

ОТ

 

СОСЕДНЕЙ

 

ВЛ

Рассмотрим

 

варианты

 

параллельного

 

следова

-

ния

 

одноцепной

 

КЛ

 

совместно

 

с

 

воздушной

 

ли

-

нией

 (

ВЛ

) — 

одноцепной

 (

рисунок

 6) 

или

 

же

 

двух

-

цепной

  (

рисунок

 7). 

Например

такое

 

следование

 

может

 

возникнуть

 

на

 

подходах

 

к

 

распределитель

-

ному

 

устройству

 

электрической

 

станции

 

или

 

под

-

станции

где

 

часть

 

присоединенных

 

линий

 

име

-

ет

 

воздушное

 

исполнение

а

 

часть

 — 

кабельное

Другим

 

примером

 

может

 

быть

 

случай

когда

 

где

-

то

 

на

 

трассе

 

несколько

 

параллельно

 

следующих

 

ВЛ

 

поэтапно

 

переводятся

 

в

 

КЛ

и

 

на

 

каком

-

то

 

из

 

этапов

 

получилось

что

 

часть

 

линий

 

пока

 

еще

 

по

-

прежнему

 

воздушные

а

 

часть

 — 

уже

 

переведены

 

в

 

кабельное

 

исполнение

.

ВЛ

в

 

отличие

 

от

 

экранированной

 

КЛ

обладает

 

не

 

только

 

магнитным

 

полем

но

 

и

 

электрическим

а

 

зна

-

чит

 

механизм

 

влияния

 

ВЛ

 

на

 

соседние

 

КЛ

 

в

 

общем

 

случае

 

оказывается

 

сложнее

чем

 

было

 

рассмотре

-

но

 

для

 

двух

 

цепей

 

КЛ

 

на

 

рисунке

 1. 

Несмотря

 

на

 

это

 

при

 

изучении

 

влияния

 

ВЛ

 

на

 

КЛ

 

достаточно

 

рассмо

-

треть

 

лишь

 

магнитное

 

поле

Дело

 

в

 

том

что

 

КЛ

 

чаще

 

всего

 

прокладываются

 

в

 

грунте

 

на

 

глубине

 

до

 1,5 

м

 

и

 

более

а

 

поверхность

 

грунта

как

 

известно

принято

 

считать

 

поверхностью

 

нулевого

 

потенциала

Таким

 

образом

электрическое

 

поле

 

ВЛ

 

не

 

может

 

влиять

 

на

 

КЛ

 

по

 

той

 

причине

что

 

КЛ

 

экранирована

 

грунтом

Следовательно

для

 

расчетов

 

наведенного

 

от

 

ВЛ

 

на

 

КЛ

 

напряжения

 

достаточно

 

воспользоваться

 

фор

-

мулами

 (1)–(4). 

Правки

 

формул

 

потребуются

 

лишь

 

в

 

случае

если

 

ВЛ

 

двухцепная

 — 

тогда

 

в

 (1)–(4) 

сле

-

дует

 

вместо

 

трех

 

слагаемых

 

записать

 

шесть

Наводки

 

в

 

симметричном

 

режиме

Напряжения

 

U

Э

 = |

U

Э

|, 

наведенные

 

от

 

ВЛ

 

на

 

КЛ

были

 

рассчитаны

 

по

 (1)–(4), 

а

 

полученные

 

цифры

 

приведены

:

 6 (45) 2017


Page 6
background image

90

 

для

 

одноцепных

 

ВЛ

 

на

 

рисунке

 8;

 

для

 

двухцепных

 

ВЛ

 

на

 

рисунке

 9.

При

 

расчете

 

напряжений

 

U

Э

 

конструк

-

ция

 

ВЛ

 

предполагалась

 

типовой

 

для

 

своего

 

класса

 

напряжения

 (

высота

 

опоры

расстоя

-

ние

 

между

 

фазами

). 

Что

 

касается

 

КЛ

то

 

глу

-

бина

 

ее

 

расположения

 

в

 

грунте

 

всегда

 

при

-

нималась

 

равной

 

h

К

 = 1,5 

м

Также

 

отметим

что

 

для

 

двухцепных

 

ВЛ

 

полагалось

что

 

токи

 

цепей

 

одинаковы

Сравнивая

 

рисунки

 8 

и

 9 

и

 

полученный

 

ранее

 

рисунок

 5, 

видно

что

 

в

 

целом

 

в

 

обеих

 

задачах

 

наведенные

 

напряжения

 

оказыва

-

ются

 

близки

 

друг

 

другу

составляя

 

десятки

 

вольт

 

на

 

каждые

 1000 

А

 

и

 1000 

м

.

Определенный

 

интерес

 

представляет

 

влияние

 

конструкции

 

ВЛ

 

на

 

создаваемые

 

на

-

водки

Так

наименьшие

 

наводки

 

на

 

экраны

 

КЛ

 

характерны

 

для

 

ВЛ

 

с

 

треугольным

 

распо

-

ложением

 

проводов

а

 

наибольшие

 — 

для

 

ВЛ

 

с

 

горизонтальным

Также

 

важно

что

 

наводки

 

возрастают

 

по

 

мере

 

роста

 

класса

 

напряже

-

ния

 

ВЛ

поскольку

 

при

 

этом

 

увеличиваются

 

расстояния

 

между

 

фазами

и

 

их

 

магнитные

 

поля

 

хуже

 

компенсируют

 

друг

 

друга

.

Следует

 

отметить

что

 

наводки

 

на

 

КЛ

 

не

 

зависят

 

от

 

того

каким

 

образом

 

лежат

 

ее

 

однофазные

 

кабели

 — 

в

 

ряд

 

или

 

сомкну

-

тым

 

треугольником

Наводки

 

будут

 

почти

 

одинаковы

 

для

 

экранов

 

каждой

 

из

 

фаз

 

КЛ

 

и

 

определяются

 

в

 

основном

 

конструкцией

 

ВЛ

 

и

 

расстоянием

 

X

K

 

до

 

нее

Таким

 

образом

если

 

в

 

случае

 

двух

 

КЛ

 

прокладка

 

фаз

 

треу

-

гольником

 

позволяла

 

снизить

 

наводки

 

в

 

си

-

туации

если

 

какая

-

то

 

из

 

двух

 

цепей

 

будет

 

отключена

то

 

здесь

в

 

случае

 

ВЛ

 

и

 

КЛ

ни

-

каких

 

возможностей

 

для

 

снижения

 

наводок

 

на

 

КЛ

 

не

 

существует

Поэтому

к

 

сожалению

при

 

работах

 

на

 

КЛ

рядом

 

с

 

которыми

 

проходят

 

ВЛ

персоналу

 

всегда

 

следует

 

помнить

 

об

 

опасности

 

по

-

пасть

 

под

 

наведенное

 

напряжение

.

Например

при

 

обслуживании

 

отключенной

 

одно

-

цепной

 

КЛ

 330 

кВ

недавно

 

построенной

 

в

 

Санкт

-

Петербурге

персонал

 

случайно

 

обнаружил

 

на

 

экра

-

нах

 

кабелей

 

наведенное

 

напряжение

источником

 

которого

 

была

 

проходящая

 

рядом

 

ВЛ

 330 

кВ

Объект

 

построен

и

 

исправить

 

ситуацию

 

невозможно

разве

 

что

 

впредь

 

проводить

 

обслуживание

 

КЛ

 

в

 

часы

 

мини

-

мальной

 

загрузки

 

ВЛ

.

Строго

 

говоря

некоторые

 

способы

 

снижения

 

на

-

водок

 

от

 

ВЛ

 

на

 

КЛ

 

все

 

же

 

имеются

В

 

частности

вли

-

яние

 

двухцепной

 

ВЛ

 

можно

 

минимизировать

если

 

на

 

ней

 

организовать

 

встречную

 

фазировку

 

проводов

 

це

-

пей

 

по

 

схеме

представленной

 

на

 

рисунке

 7

б

Однако

 

едва

 

ли

 

кто

-

то

 

пойдет

 

на

 

то

чтобы

 

в

 

угоду

 

снижению

 

наводок

 

на

 

КЛ

 

изменять

 

порядок

 

следования

 

фаз

 

ВЛ

Теоретическим

 

вариантом

 

снижения

 

наводок

 

от