Parametry elektryczne kabli średniego napięcia w

Parametry elektryczne kabli średniego napięcia
w izolacji XLPE, 6-30 kV
Rezystancja żyły dla temperatury 20°C
maksymalna wartość
Przekrój
mm2
Żyła aluminiowa - Alu
Ohm/km
Żyła miedziana - Cu
Ohm/km
25
0,727
1,20
35
0,524
0,868
50
0,387
0,641
70
0,268
0,443
0,320
95
0,193
120
0,153
0,253
150
0,124
0,206
0,164
185
0,0991
240
0,0754
0,125
300
0,0601
0,100
400
0,0470
0,0778
500
0,0366
0,0605
Współczynniki przeliczeniowe dla temperatury żył
Temperatura w °C
60
65
70
80
90
Żyła miedziana - Cu
1,157
1,177
1,196
1,236
1,275
Żyła aluminiowa - Alu
1,161
1,181
1,202
1,242
1,282
Wzór przeliczeniowy
Rδ = R20 •
234,5 + δ
Rδ = R20 •
228 + δ
δ
254,5
248
Dla żył miedzianych - Cu
Dla żył aluminiowych - Alu
– temperatura przewodu w °C
Rδ – Rezystancja przewodu w temperaturze δ°C (w Ohm/km)
R20 – Rezystancja przewodu w temperaturze 20°C (w Ohm/km
158
Skuteczny opór przy 50 Hz (rezystancja dla prądu zmiennego)
Żyła miedziana
Napięcie znamionowe
6/10 kV
12/20 kV
18/30 kV
(około) Ohm/km
Przekrój
mm2
35
0,671
0,673
0,671
0,672
—
—
50
0,497
0,498
0,496
0,498
0,496
0,497
70
0,345
0,346
0,345
0,346
0,344
0,346
95
0,249
0,251
0,249
0,250
0,249
0,250
120
0,198
0,200
0,198
0,200
0,198
0,199
150
0,163
0,165
0,163
0,165
0,162
0,164
185
0,132
0,134
0,131
0,133
0,131
0,133
240
0,102
0,104
0,101
0,103
0,101
0,103
300
0,082
0,085
0,082
0,084
0,082
0,084
400
0,068
0,071
0,067
0,070
0,067
0,069
500
0,055
0,058
0,055
0,058
0,054
0,057
Żyła aluminiowa
Napięcie znamionowe
6/10 kV
12/20 kV
18/30 kV
(około) Ohm/km
Przekrój
mm2
35
1,12
1,12
1,12
1,12
—
—
50
0,825
0,826
0,825
0,826
0,824
0,826
0,572
70
0,571
0,572
0,571
0,572
0,571
95
0,413
0,415
0,413
0,414
0,413
0,414
120
0,327
0,329
0,327
0,329
0,327
0,328
150
0,269
0,271
0,268
0,270
0,268
0,270
185
0,215
0,217
0,215
0,217
0,214
0,216
240
0,165
0,167
0,165
0,167
0,164
0,166
300
0,133
0,135
0,133
0,135
0,133
0,135
400
0,106
0,109
0,106
0,109
0,106
0,108
500
0,085
0,088
0,084
0,087
0,084
0,087
Induktancja przy 50 Hz
Napięcie znamionowe
6/10 kV
12/20 kV
18/30 kV
(około) Ohm/km
Przekrój
mm2
35
0,144
0,158
0,153
0,168
—
—
50
0,136
0,150
0,145
0,159
0,154
0,169
70
0,129
0,143
0,138
0,152
0,147
0,161
95
0,123
0,137
0,131
0,145
0,139
0,154
120
0,118
0,132
0,126
0,140
0,134
0,148
150
0,114
0,128
0,121
0,135
0,129
0,143
185
0,110
0,124
0,117
0,131
0,125
0,139
240
0,105
0,120
0,112
0,126
0,120
0,134
0,130
300
0,102
0,116
0,108
0,123
0,115
400
0,097
0,111
0,103
0,117
0,110
0,124
500
0,094
0,108
0,100
0,114
0,106
0,120
159
Parametry elektryczne kabli średniego napięcia
w izolacji XLPE, 6-30 kV
Pojemność robocza
Napięcie znamionowe
6/10 kV
12/20 kV
18/30 kV
Przekrój
mm2
μF/km
μF/km
μF/km
35
0,22
0,16
—
50
0,25
0,18
0,14
0,15
70
0,28
0,20
95
0,31
0,22
0,17
120
0,34
0,23
0,18
150
0,37
0,25
0,19
185
0,40
0,27
0,20
0,22
240
0,44
0,30
300
0,48
0,32
0,24
400
0,55
0,36
0,27
500
0,60
0,40
0,29
12/20 kV
18/30 kV
Indukcyjność
Napięcie znamionowe
6/10 kV
(około) Ohm/km
Przekrój
mm2
160
35
0,45
0,76
0,48
0,76
—
—
50
0,42
0,73
0,45
0,74
0,48
0,75
70
0,39
0,70
0,43
0,70
0,45
0,71
95
0,38
0,67
0,41
0,68
0,43
0,68
120
0,36
0,65
0,39
0,65
0,42
0,66
150
0,35
0,63
0,38
0,63
0,41
0,64
185
0,34
0,61
0,36
0,62
0,39
0,63
240
0,32
0,59
0,35
0,59
0,37
0,60
300
0,31
0,57
0,33
0,58
0,36
0,59
400
0,30
0,55
0,33
0,55
0,34
0,56
500
0,29
0,53
0,31
0,53
0,33
0,54
Obciążalność zwarciowa do 30 kV
Temperatura żyły roboczej: 90°C
Temperatura zwarcia: 250°C
Kable z żyłami miedzianymi
Przekrój
mm2
Czas zwarcia w sekundach
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1,0
1,5
2,0
3,0
4,0
5,0
Dopuszczalny prąd zwarcia w kA
25
11,3
8,0
6,5
5,7
5,1
4,6
4,3
4,0
3,8
3,6
2,9
2,5
2,1
1,8
1,6
35
15,8
11,2
9,1
7,9
7,1
6,5
6,0
5,6
5,3
5,0
4,1
3,5
2,9
2,5
2,2
50
22,6
16,0
13,1
11,3
10,1
9,2
8,5
8,0
7,5
7,2
5,8
5,1
4,1
3,6
3,2
70
31,7
22,4
18,3
15,8
14,2
12,9
12,0
11,2
10,6
10,0
8,2
7,1
5,8
5,0
4,5
6,1
95
43,0
30,4
24,8
21,5
19,2
17,5
16,2
15,2
14,3
13,6
11,1
9,6
7,8
6,8
120
54,3
38,4
31,3
27,1
24,3
22,2
20,5
19,2
18,1
17,2
14,0
12,1
9,9
8,6
7,7
150
67,8
48,0
39,2
33,9
30,3
27,7
25,6
24,0
22,6
21,5
17,5
15,2
12,4
10,7
9,6
185
83,7
59,2
48,3
41,8
37,4
34,2
31,6
29,6
27,9
26,5
21,6
18,7
15,3
13,2
11,8
240
108,5
76,7
62,7
54,3
48,5
44,3
41,0
38,4
36,2
34,3
28,0
24,3
19,8
17,2
15,3
300
135,7
95,9
78,3
67,8
60,7
55,4
51,3
48,0
45,2
42,9
35,0
30,3
24,8
21,5
19,2
400
180,9
127,9
104,4
90,4
80,9
73,8
68,4
64,0
60,3
57,2
46,7
40,4
33,0
28,6
25,6
500
226,1
159,9
130,5
113,1
101,1
92,3
85,5
79,9
75,4
71,5
58,4
50,6
41,3
35,8
32,0
1,0
1,5
2,0
3,0
4,0
5,0
Kable z żyłami aluminiowymi
Przekrój
mm2
Czas zwarcia w sekundach
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
Dopuszczalny prąd zwarcia w kA
25
7,4
5,3
4,3
3,7
3,3
3,0
2,8
2,6
2,5
2,4
1,9
1,7
1,4
1,2
1,1
35
10,4
7,4
6,0
5,2
4,7
4,2
3,9
3,7
3,5
3,3
2,7
2,3
1,9
1,6
1,5
50
14,9
10,5
8,6
7,4
6,6
6,1
5,6
5,3
5,0
4,7
3,8
3,3
2,7
2,4
2,1
70
20,8
14,7
12,0
10,4
9,3
8,5
7,9
7,4
6,9
6,6
5,4
4,7
3,8
3,3
2,9
4,0
95
28,2
20,0
16,3
14,1
12,6
11,5
10,7
10,0
9,4
8,9
7,3
6,3
5,2
4,5
120
35,7
25,2
20,6
17,8
16,0
14,6
13,5
12,6
11,9
11,3
9,2
8,0
6,5
5,6
5,0
150
44,6
31,5
25,7
22,3
19,9
18,2
16,9
15,8
14,9
14,1
11,5
10,0
8,1
7,1
6,3
185
55,0
38,9
31,7
27,5
24,6
22,5
20,8
19,4
18,3
17,4
14,2
12,3
10,0
8,7
7,8
240
71,3
50,4
41,2
35,7
31,9
29,1
27,0
25,2
23,8
22,6
18,4
16,0
13,0
11,3
10,1
300
89,2
63,1
51,5
44,6
39,9
36,4
33,7
31,5
29,7
28,2
23,0
19,9
16,3
14,1
12,6
400
118,9
84,1
68,6
59,5
53,2
48,5
44,9
42,0
39,6
37,6
30,7
26,6
21,7
18,8
16,8
500
148,6
105,1
85,8
74,3
66,5
60,7
56,2
52,5
49,5
47,0
38,4
33,2
27,1
23,5
21,0
161
Parametry elektryczne kabli średniego napięcia
w izolacji XLPE, 6-30 kV
Zwarcie do ziemi
Napięcie znamionowe
6/10 kV
12/20 kV
18/30 kV
Przekrój
mm2
A/km
A/km
A/km
35
1,2
1,7
–
50
1,4
1,9
2,3
2,5
70
1,5
2,1
95
1,7
2,4
2,7
120
1,9
2,6
2,9
150
2,0
2,7
3,1
185
2,2
3,0
3,3
240
2,4
3,3
3,7
300
2,6
3,5
4,0
400
3,0
4,0
4,4
500
3,3
4,3
4,8
Obciążalność zwarciowa dla żyły powrotnej. Temperatura zwarcia 350°C
Czas zwarcia
w sekundach
Prąd zwarciowy w kA
up to 16 mm2
25 mm2
35 mm2
kA
kA
kA
9,7
15,1
6,9
10,7
21,2
15,1
0,3
5,7
8,9
12,5
0,4
5,0
7,7
10,9
9,8
0,1
0,2
0,5
4,5
7,0
0,6
4,2
6,4
9,0
0,7
3,9
6,0
8,4
0,8
3,5
5,6
7,9
0,9
3,4
5,3
7,5
1,0
3,3
5,1
7,2
1,5
2,7
4,2
5,9
2,0
2,3
3,6
5,1
3,0
1,9
2,9
4,2
4,0
1,7
2,6
3,6
5,0
1,5
2,3
3,2
Wykaz przekrojów żyły powrotnej
Przekrój żyły
roboczej
mm2
35 do 120
150 do 300
400 i 500
162
Przekrój żyły
powrotnej
mm2
16
25
35
Współczynnik konwersji dla kabli
energetycznych średniego napięcia, 6-30 kV
Obciążenie dla kabli ułożonych w ziemi
Współczynnik obciążenia 0,7 i 1,0
Warunki podstawowe
Temperatura ziemi
20° C
Współczynnik temperatury
1,0 K • m/W
Odległość między kabli lub układem kabli
7 cm
Pojedyncze żyły ułożone w trójkąt
Współczynnik obiążenia 0,7
Rodzaj izolacji
Budowa kabla
PVC
Kable wielożyłowe
0,6/1 do 3,6/6 kV
Kable trzy żyłowe
Kable jednożyłowe
do
Kable wielożyłowe
2
4
6
8
10
0,86
0,71
0,64
0,60
0,57
6/10 kV
0,87
0,71
0,63
0,59
0,54
0,6/1 do 3,6/6 kV
0,85
0,70
0,63
0,59
0,56
6/10 kV
0,83
0,66
0,57
0,53
0,49
0,6/1 do 18/30 kV
0,85
0,70
0,63
0,59
0,56
do 18/30 kV
0,85
0,70
0,63
0,58
0,56
Kable jednożyłowe
VPE
Liczba kabli lub układów kabli
Napięcie
znamionowe
do
Kable trzy żyłowe
Współczynnik obiążenia 1,0
Rodzaj izolacji
Budowa kabla
PVC
Kable wielożyłowe
Kable trzy żyłowe
Kable jednożyłowe
Kable jednożyłowe
VPE
Kable wielożyłowe
Kable trzy żyłowe
Napięcie
znamionowe
0,6/1 do 3,6/6 kV
do
Liczba kabli lub układów kabli
1
2
4
6
8
10
0,81
0,66
0,52
0,46
0,43
0,40
6/10 kV
0,82
0,67
0,51
0,45
0,41
0,37
0,6/1 do 3,6/6 kV
0,79
0,65
0,51
0,46
0,42
0,40
6/10 kV
0,78
0,62
0,47
0,40
0,36
0,33
0,6/1 do 18/30 kV
0,83
0,67
0,53
0,47
0,44
0,41
do 18/30 kV
0,81
0,66
0,52
0,47
0,43
0,41
do
Budowa systemu kabli
Dla kabli jednożyłowych
7 cm
Dla kabli wielożyłowych
7 cm
163
Kable średniego napięcia
z izolacją z VPE 6/10 kV, 12/20 kV, 18/30 kV
Kable średniego napięcia z izolacją z VPE (sieciowany polietylen) stosowane są w Niemczech od lat 70., ponieważ odznaczają się bardzo dobrymi właściwościami elektrycznymi, mechanicznymi i termicznymi. Wspomniany materiał izolacyjny
jest odporny chemicznie i termicznie. Dzięki tym zaletom
wersja ta wyparła klasyczne kable izolowane papierem z wielu
obszarów zastosowań.
Aby zabezpieczyć je przed wilgocią oraz przedłużyć trwałość,
kable są wyposażane w ekrany gwarantujące wodoszczelność
wzdłużną.
Do ich wytwarzania wykorzystywany jest wysokociśnieniowy
polietylen (HDPE), do którego dodane są peroksydy organiczne. Pod wpływem ciepła i ciśnienia, łańcuchy molekuł łączą
się ze sobą, co powoduje przejście ze stanu termoplastycznego do elastycznego.
Przewaga kabli średniego napięcia izolowanych VPE w stosunku do izolowanych papierem lub PVC polega również na
małym współczynniku strat dielektrycznych, który w porównaniu np. z kablami w izolacji PVC ma wartość 100.
Dobre właściwości kabli izolowanych VPE zachowywane są
także w dużym zakresie temperatur.
Przewód
- miedź lub aluminium, okrągły wielodrutowy,
uszczelniony wg DIN VDE 0295 i HD 383
Wewnętrzna warstwa przewodząca
- mieszanka mająca zdolność przewodzenia, sieciowana,
minimalna grubość ścianki 0,3 mm
Izolacja
- polietylen sieciowany (VPE), mieszanka 2XI1
wg DIN VDE 0207 cz. 22 i HD 620.1
- grubość ścianki izolacyjnej
przy 6/10 kV = 3,4 mm
12/20 kV = 5,5 mm
18/30 kV = 8,0 mm
Zewnętrzna warstwa przewodząca
- wytłaczana w jednym cyklu pracy razem z wewnętrzną
warstwą przewodzącą i izolacją (wytłaczanie potrójne);
ściśle ze sobą połączone
- mieszanka mająca zdolność przewodzenia, grubość
ścianki 0,3 do 0,6 mm
Okrągłość żył
Własności VPE
- różnica pomiędzy największą i najmniejszą wartością nie
może przekraczać 0,5 mm
• dopuszczalna temperatura użytkowania
- w trybie trwałym (normalnym)
+90°C
- w przypadku zwarcia +250°C
- w użytkowaniu przeciążeniowym i awarii • specyficzna odporność na ciepło
• stała dielektryczna
• specyficzna odporność (20°C) • wskaźnik strat (tan ð) (20°C)
• szczelność
do + 130°C
3,5 K x m/W
2,4
min 1016 om x cm
max 0,5 x 10-3
0,92 g/cm³
• wytrzymałość na rozrywanie
min 200%
• wytrzymałość na rozciąganie
min 12,5 N/mm²
Taśma przewodząca
- nad najbardziej zewnętrzną warstwą przewodzącą musi
znajdować się taśma o zdolności przewodzenia
Ekran
- druty miedziowe muszą mieć średnicę minimum 0,5 mm,
nad nimi powinna leżeć skrętka poprzeczna o grubości
minimum 0,1 mm
- przekrój miedzi wg DIN VDE 0273 lub 0276 odpowiednio
do tabeli 2
Warstwa oddzielająca
- nad ekranem wzgl. pod płaszczem zewnętrznym musi
znajdować się warstwa oddzielająca (np. taśma)
Płaszcz zewnętrzny
- mieszanka PE DMP2 wg HD 620.1 lub
wg DIN VDE 0207 cz. 3, w kolorze czarnym lub
- mieszanka PVC DMV6 wg 620.1, YM5
wg DIN VDE 0207 cz. 5 w kolorze czerwonym
- grubość ścianki płaszcza = 2,5 mm
przy 1x500 mm²/30 kV = 2,6 mm
167
Kable średniego napięcia
z izolacją z VPE 6/10 kV, 12/20 kV, 18/30 kV
Układanie
Napięcie testu
Przy prowadzeniu kabli w rurach uwzględniać należy wpływ
izolacji cieplnej warstwy powietrza znajdującego się między
powłoką zewnętrzną kabla, a ścianką wewnętrzną rury.
Średnica wewnętrzna rury powinna być przynajmniej 1,5 raza
większa od ∅ kabla.
Promień gięcia
Test napięcia zmiennego
15
30
45
Test napięcia stałego
48
96
144
Test napięcia zmiennego
(test napięcia = 1000 h)
18
36
54
Testowanie napięcia w systemach kablowych
Kable średniego napięcia w czasie pracy lub po ułożeniu
mogą być testowane na wytrzymałość napięciową.
Test taki trwa 30 min.
Rodzaj testów napięcia
U0/U = 6/10 kV
U0/U = 12/20 kV
U0/U = 18/30 kV
Przy układaniu należy zwracać uwagę, aby nie zostały przekroczone następujące wartości:
• kabel bez płaszcza metalowego =15 x ∅ kabla
Test napięcia zmiennego
w kV
15
30
45
34
do 48
67
do 96
76
do 108
• kabel z płaszczem z warstw aluminiowych =30 x ∅ kabla
Temperatury układania
W czasie układania kabli należy zwracać uwagę na to, by nie
zostały przekroczone następujące temperatury otoczenia:
• kable w izolacji VPE
oraz płaszczu zewnętrznym z PVC = -5°C
• kable w izolacji VPE
oraz płaszczu zewnętrznym z PE = -20°C
Obciążenie prądowe
Według VDE 0276 cz. 620-5C lub HD 620 S1
Ułożenie w ziemi
• Głębokość 0,7-0,8 m
• Temperatura ziemi na głębokości układania
• Specyficzna rezystancja ziemi
na temperaturę
• Stopień obciążenia
20°C
1,0 K x m/W
0,7 (EVU-obciąż.)
Ułożenie na powietrzu
• Temperatura powietrza
• Stopień obciążenia (obciąż, trwałe)
30°C
1,0
Ułożenie w rurach
Dla kabli układanych w systemach rurowych zaleca się redukcję obciążalności o współczynnik 0,85
168
U0/U = 18/30 kV
Rodzaj testów napięcia
U0/U = 12/20 kV
Końce kabla muszą być zabezpieczone przed dostępem
wody. Przy ucinaniu odcinków kabla należy natychmiast zabezpieczać jego końce. Kable SN zaleca się układać na głębokości 60-80 cm. Kable jednożyłowe można układać w trójkąt
(do zasilania 3 faz).
Napięcie testu w kV
U0/U = 6/10 kV
W celu właściwego ułożenia kabli SN w izolacji VPE należy bardzo starannie przestrzegać zaleceń ujętych w PBUE oraz odpowiednich normach. Szczególną uwagę zwrócić należy na
to, czy kabel nie jest przeciągany przez konstrukcje o ostrych
i twardych krawędziach.
Test napięcia stałego
w kV