Ang kapasidad ng kuryente ng cable

Kapag inililipat ang DC boltahe sa on o off sa isang cable network o sa ilalim ng impluwensya ng AC boltahe, isang capacitive kasalukuyang nangyayari. Ang pangmatagalang capacitive current ay umiiral lamang sa pagkakabukod ng mga cable sa ilalim ng impluwensya ng alternating boltahe. Ang patuloy na kasalukuyang pagpapadaloy ay umiiral sa lahat ng oras at ang isang pare-parehong kasalukuyang ay inilalapat sa pagkakabukod ng cable. Sa mas detalyado tungkol sa kapasidad ng cable, tungkol sa pisikal na kahulugan ng katangiang ito at tatalakayin sa artikulong ito.

Mula sa punto ng view ng physics, ang isang solid circular cable ay mahalagang cylindrical capacitor. At kung kukunin natin ang halaga ng singil ng panloob na cylindrical plate bilang Q, kung gayon ang bawat yunit ng ibabaw nito ay magkakaroon ng isang halaga ng kuryente na maaaring kalkulahin ng formula:

Narito ang e ang dielectric na pare-pareho ng pagkakabukod ng cable.

Ayon sa pangunahing electrostatics, ang lakas ng electric field E sa radius r ay magiging katumbas ng:

At kung isasaalang-alang natin ang panloob na cylindrical na ibabaw ng cable sa ilang distansya mula sa gitna nito, at ito ang magiging equipotential na ibabaw, kung gayon ang lakas ng electric field sa bawat unit area ng ibabaw na ito ay magiging katumbas ng:

Ang dielectric constant ng cable insulation ay malawak na nag-iiba depende sa operating condition at ang uri ng insulation na ginamit. Kaya, ang vulcanized na goma ay may dielectric constant na 4 hanggang 7.5, at ang impregnated cable paper ay may dielectric constant na 3 hanggang 4.5. Sa ibaba ay ipapakita kung paano ang dielectric na pare-pareho, at samakatuwid ang kapasidad, ay nauugnay sa temperatura.

Bumaling tayo sa paraan ng salamin ni Kelvin. Ang pang-eksperimentong data ay nagbibigay lamang ng mga formula para sa tinatayang pagkalkula ng mga halaga ng kapasidad ng cable, at ang mga formula na ito ay nakuha batay sa specular reflection method. Ang pamamaraan ay batay sa posisyon na ang isang cylindrical metal shell na nakapalibot sa isang walang katapusan na mahabang manipis na wire L na sinisingil sa isang halagang Q ay nakakaapekto sa wire na ito sa parehong paraan tulad ng isang wire L1 na kabaligtaran na sinisingil, ngunit sa kondisyon na:

Ang mga direktang pagsukat ng kapasidad ay nagbibigay ng iba't ibang mga resulta na may iba't ibang paraan ng pagsukat. Para sa kadahilanang ito, ang kapasidad ng cable ay maaaring halos nahahati sa:

• Cst - static na kapasidad, na nakuha sa pamamagitan ng patuloy na pagsukat ng kasalukuyang may kasunod na paghahambing;

• Ang Seff ay ang epektibong kapasidad, na kinakalkula mula sa data ng voltmeter at ammeter kapag sumusubok sa alternating current ng formula: Сeff = Ieff /(ωUeff)

• Ang C ay ang aktwal na kapasidad, na nakuha mula sa pagsusuri ng oscillogram sa mga tuntunin ng ratio ng maximum na singil sa maximum na boltahe sa panahon ng pagsubok.

Sa katunayan, lumabas na ang halaga ng C ng aktwal na kapasidad ng cable ay halos pare-pareho, maliban sa mga kaso ng pagkasira ng pagkakabukod, samakatuwid ang pagbabago sa boltahe ay hindi nakakaapekto sa dielectric na pare-pareho ng pagkakabukod ng cable.

Gayunpaman, ang impluwensya ng temperatura sa dielectric constant ay natanto at sa pagtaas ng temperatura ay bumababa ito sa 5% at naaayon ang aktwal na kapasidad C ng cable ay bumababa. Sa kasong ito, walang pag-asa ng aktwal na kapasidad sa dalas at hugis ng kasalukuyang.

Ang static na kapasidad Cst ng cable sa mga temperatura sa ibaba 40 ° C ay pare-pareho sa halaga ng aktwal na kapasidad nito C at ito ay dahil sa pagbabanto ng impregnation; sa mas mataas na temperatura, tumataas ang static na kapasidad Cst. Ang katangian ng paglaki ay ipinapakita sa graph, ang curve 3 dito ay nagpapakita ng pagbabago sa static na kapasidad ng cable na may pagbabago sa temperatura.

Ang epektibong kapasidad ng Ceff ay lubos na nakadepende sa kasalukuyang hugis. Ang isang purong sinusoidal current ay nagreresulta sa isang pagkakataon ng epektibo at tunay na kapasidad. Ang isang matalim na kasalukuyang anyo ay humahantong sa isang pagtaas sa epektibong kapasidad ng isa at kalahating beses, ang isang mapurol na kasalukuyang anyo ay binabawasan ang epektibong kapasidad.

Ang epektibong kapasidad ng Ceff ay praktikal na kahalagahan, dahil tinutukoy nito ang mahahalagang katangian ng electrical network. Sa ionization sa cable, ang epektibong kapasidad ay tumataas.

Sa graph sa ibaba:

1 - pagtitiwala sa paglaban ng pagkakabukod ng cable sa temperatura;

2 — logarithm ng cable insulation resistance laban sa temperatura;

3 — pagtitiwala ng halaga ng static na kapasidad Cst ng cable sa temperatura.

Sa panahon ng kontrol sa kalidad ng produksyon ng pagkakabukod ng cable, ang kapasidad ay halos hindi mapagpasyahan, maliban sa proseso ng vacuum impregnation sa isang drying boiler. Para sa mga network na may mababang boltahe, ang kapasidad ay hindi rin napakahalaga, ngunit nakakaapekto ito sa power factor na may mga inductive load.

At kapag nagtatrabaho sa mga network na may mataas na boltahe, ang kapasidad ng cable ay napakahalaga at maaaring magdulot ng mga problema sa panahon ng operasyon ng pag-install sa kabuuan. Halimbawa, maaari mong ihambing ang mga pag-install na may operating voltage na 20,000 volts at 50,000 volts.

Sabihin nating kailangan mong magpadala ng 10 MVA na may cosine ng phi na katumbas ng 0.9 para sa layo na 15.5 km at 35.6 km. Para sa unang kaso, ang cross-section ng wire, na isinasaalang-alang ang pinahihintulutang pag-init, pinipili namin ang 185 sq. Mm, para sa pangalawa - 70 sq. Mm. Ang unang 132 kV na pang-industriya na pag-install sa USA na may isang oil-filled na cable ay may mga sumusunod na parameter: ang charging current na 11.3 A / km ay nagbibigay ng charging power na 1490 kVA / km, na 25 beses na mas mataas kaysa sa analogous na mga parameter ng overhead mga linya ng paghahatid ng katulad na boltahe.

Sa mga tuntunin ng kapasidad, ang pag-install sa ilalim ng lupa ng Chicago sa unang yugto ay napatunayang katulad ng isang parallel-connected electrical capacitor na 14 MVA, at sa New York City ang capacitive current capacity ay umabot sa 28 MVA at ito ay may transmitted power na 98 MVA. Ang kapasidad ng pagtatrabaho ng cable ay humigit-kumulang 0.27 Farads bawat kilometro.

Ang mga pagkawala ng walang-load kapag magaan ang load ay tiyak na sanhi ng capacitive current, na bumubuo ng init ng Joule, at ang buong pagkarga ay nakakatulong sa mas mahusay na operasyon ng mga power plant. Sa isang hindi na-load na network, ang gayong reaktibong kasalukuyang nagpapababa ng boltahe ng mga generator, kaya naman ang mga espesyal na kinakailangan ay ipinapataw sa kanilang mga disenyo.Upang mabawasan ang capacitive current, ang dalas ng mataas na boltahe na kasalukuyang ay nadagdagan, halimbawa, sa panahon ng pagsubok ng cable, ngunit ito ay mahirap ipatupad, at kung minsan ay gumagamit ng singilin ang mga cable na may mga inductive reactor.

Kaya ang cable ay palaging may kapasidad at ground resistance na tumutukoy sa capacitive current. Ang insulation resistance ng cable R sa supply voltage na 380 V ay dapat na hindi bababa sa 0.4 MΩ. Ang kapasidad ng cable C ay depende sa haba ng cable, paraan ng pagtula, atbp.

Para sa isang three-phase cable na may vinyl insulation, boltahe hanggang sa 600 V at dalas ng network na 50 Hz, ang pag-asa ng capacitive current sa cross-sectional area ng kasalukuyang nagdadala na mga wire at ang haba nito ay ipinapakita sa figure. Ang data mula sa mga detalye ng tagagawa ng cable ay dapat gamitin upang kalkulahin ang capacitive current.

Kung ang capacitive current ay 1 mA o mas mababa, hindi ito nakakaapekto sa pagpapatakbo ng mga drive.

Ang kapasidad ng mga cable sa mga grounded network ay may mahalagang papel. Ang mga grounding current ay halos direktang proporsyonal sa capacitive currents at, nang naaayon, sa capacitance ng cable mismo. Samakatuwid, sa malalaking lugar ng metropolitan, ang mga agos ng lupa ng malalaking network ng lunsod ay umaabot sa napakalaking halaga.

Inaasahan namin na ang maikling materyal na ito ay nakatulong sa iyo na makakuha ng pangkalahatang ideya tungkol sa kapasidad ng cable, kung paano ito nakakaapekto sa pagpapatakbo ng mga de-koryenteng network at pag-install, at kung bakit kinakailangang bigyang-pansin ang parameter na ito ng cable.