Электромагнитная совместимость кабельных цепей. Теория и эксперимент

Страница создана Дамир Бессонов
 
ПРОДОЛЖИТЬ ЧТЕНИЕ
Электромагнитная совместимость кабельных цепей. Теория и эксперимент
промышленный элек трообогрев

     Электромагнитная совместимость
     кабельных цепей.
     Теория и эксперимент

                                      В
                                             настоящее время силовые и                          метить, что с точки зрения обеспечения
                                             слаботочные (информационные,                       электро- и пожарной безопасности ПУЭ
                                             контрольные, связи) кабели в оте-                  допускают совместную прокладку це-
                                      чественной и зарубежной практике про-                     пей до 42 В с цепями выше 42 В, но лишь
                                      кладывают раздельно на определенных                       в разных отсеках одного короба или лот-
                                      рекомендованных расстояниях (не ме-                       ка, имеющих сплошные продольные пе-
                Б.В. Мальков,
                руководитель          нее 0,125 м), что одновременно обеспе-                    регородки с пределом огнестойкости
                направления ООО
                «Завод КСТ»           чивает электро- и пожарную безопас-                       не менее 0,25 ч из несгораемого матери-
                                      ность, а также минимальный уровень                        ала [6]. Несмотря на многочисленность
                                      помех, т.е. электромагнитную совме-                       публикаций, вопрос о электромагнит-
                                      стимость. Вместе с тем проектировщи-                      ной совместимости при этом остается
                                      ки считают неизбежным уже в недале-                       открытым вследствие практического от-
                Ю.А. Демидов,         кой перспективе их более компактную                       сутствия расчетных и эксперименталь-
                директор ООО «Завод   совместную прокладку, вплоть до соз-                      ных данных, которые бы позволили про-
                КСТ»
                                      дания кабелей, содержащих под общей                       ектировщикам количественно оцени-
                                      оболочкой силовую и контрольные или                       вать ситуацию.
                                      информационные цепи, которые назы-                        Учитывая актуальность вопроса, спе-
                                      вают гибридными или комбинированны-                       циалистами ООО «Завод КСТ» со-
                А.С. Микаэльян,
                                      ми. Это обусловлено тенденцией увели-                     вместно с ООО «НПФ ЭЛНАП» про-
                коммерческий          чения мощности электроприемников с                        ведена работа по изучению наводок
                директор ООО «Завод
                КСТ»                  одновременным ростом оснащенности                         в слаботочных цепях от наиболее
                                      оборудования различными датчиками и                       распространенной трехфазной цепи
                                      электронной техникой [1-5]. Следует от-                   220/380 В, частоты 50 Гц

34                                                        п р о м ы ш л е н н ы й э л е к т р о о б о г р е в и э л е к т р о о то п л е н и е , № 3 / 2 0 1 4
Электромагнитная совместимость кабельных цепей. Теория и эксперимент
промышленный элек трообогрев

Основы влияния между электриче-                                       точных цепей [1-4].                        и наведенное напряжение будет пред-
скими цепями                                                          При стабильной нагрузке ток в сило-        ставлять сумму двух гармонических ко-
Физическая сущность процесса наво-                                    вой цепи характеризуется гармониче-        лебаний одинаковой частоты, которая
док при частоте 50 Гц состоит в том,                                  ской функцией, определяемой источ-         также будет гармонической функцией,
что токи силовой цепи создают маг-                                    ником, например:                           но учитывая, что при частоте 50 Гц
нитное поле, которое вызывает элек-                                   где: - амплитудное значение тока, А;       = 314, первым членом в правой части
трическое поле, образующее в сосед-                                             - угловая частота, – ча-         уравнения (5) можно пренебречь и, пе-
них цепях наведенное напряжение.                                      стота, равная 50 Гц, и – время, с.         реходя к действующим значениям, не-
Для установления прямой зависимо-                                     Тогда                        и наве-       трудно получить аналог формулы (3) с
сти наведенного электрического поля                                   денное напряжение в соответствии с         учетом возрастания или затухания то-
от токов в соседних цепях на основа-                                  формулой (2), также будет гармони-         ков. Таким образом, при гармонических
нии 1-го и 2-го уравнений Максвелла                                   ческой функцией с фазовым смеще-           колебаниях влияющих токов формула
получено следующее соотношение:                                       нием /4.                                   (3) позволяет проводить точные расче-
                                                                                                                 ты наведенного напряжение в замкну-
             1
                                                                                                                 той линии из параллельно уложенных
                                                                                                                 жил при стабильной амплитуде тока и
                                                                                                                 получать достаточно точные значения
                                                                                                                 (погрешность 0,32 %) при колебаниях
                                                                                                                 токов из-за изменений нагрузки.
где:           – циркуляция вектора на-                               Формула (2) после замены
                                                                                                                 В режимах короткого замыкания (КЗ)
пряженности электрического поля по                                    действующим значением , может
                                                                                                                 возможны различные колебания тока,
контуру ;                                                             быть приведена к следующему виду:
                – скорость изменения
потока магнитного поля, проходя-                                                  3

щего через контур , вызванного то-
ками , протекающими на рассто-
яниях Ri от контура.
Рассматривая контур как замкнутую
                                                                      где:     – действующее значение наве-      которые могут быть установлены экс-
двухпроводную линию длиной из па-
                                                                      денного напряжения, В;                     периментально, но можно выделить
раллельно уложенных изолированных
                                                                          – действующее значение влияющих        общее: быстрые и значительные изме-
жил с расстоянием между осями жил ,
                                                                      токов, А.                                  нения их значений. Известно, что функ-
т.е. с площадью продольного сечения
                                                                      При изменении нагрузки в переходной        ции, отражающие такие процессы, при
           , после интегрирования выра-
                                                                      период изменения тока могут характе-       разложении в ряды Фурье могут быть
жения (1) по такому контуру, получим:
                                                                                                                 представлены суммой гармонических
            2                                                                                                    колебаний различных частот:
                                                                                                                 и            ,где -натуральные числа.
                                                                                                                 В связи с этим при КЗ следует ожидать,
                                                                                                                 что токи и наведенные напряжения бу-
                                                                                                                 дут характеризоваться суммами гармо-
где:    – напряжение, В, наведенное                                   ризоваться функциями возрастающего
                                                                                                                 нических колебаний различных частот
в линии токами , А.                                                   или затухающего гармонического коле-
                                                                                                                 и их соотношения будут качественно
Из формулы (2) следует, что зави-                                     бания по следующей формуле:
                                                                                                                 отличаться от соотношений при гар-
симость наведенного напряжения
                                                                                  4                              монических колебаниях. Отметим осо-
в указанной двухпроводной линии
                                                                                                                 бенность указанных гармонических ко-
от магнитного поля внешних токов
                                                                                                                 лебаний, состоящую в том, что функция
   прямо пропорциональна скоро-
                                                                                                                 и её производная смещены по фазе на
сти их изменения, расстоянию меж-
                                                                                                                   /4. Поэтому начало возрастания тока
ду осями жил и длине линии. Вместе                                    где: -коэффициент возрастания;
                                                                                                                 соответствуют максимальному значе-
с тем оно обратно пропорциональ-                                          -коэффициент затухания;
                                                                                                                 нию производной, т.е. наведенному на-
но расстоянию между осевыми ли-                                       В этом случае:
                                                                                                                 пряжению и наоборот.
ниями протекания токов влияющей
цепи и двухпроводной линии, под-                                                  5
верженной влиянию, что и является
теоретическим обоснованием ука-
занных выше рекомендаций по раз-
дельной прокладке силовых и слабо-

п р о м ы ш л е н н ы й э л е к т р о о б о г р е в и э л е к т р о о то п л е н и е , № 3 / 2 0 1 4                                                      35
Электромагнитная совместимость кабельных цепей. Теория и эксперимент
промышленный элек трообогрев

     Следует также отметить, что на сум-            Рис. 1                                                             6
     марное наведенное напряжение в
     линии существенное влияние оказы-                                                      5
                                                                               4
     вает скрутка жил, при которой век-                              3
                                                                 2
     тор нормали площади продольного                         1                                             где: Zт – cопротивление связи,
     сечения линии на длине шага скрут-                                                                    мОм/м
     ки изменяет направление на 180º и                                                                     Из (6) следует, что чем меньше наве-
     потокосцепление изменяет знак, что                                                                    денное напряжение, тем меньше со-
     приводит к определенной компен-                                                                       противление связи.
     сации наведенного напряжения. Из-                                                                     На рис. 2 показаны осциллограммы
     вестно, что наиболее высокий уро-                                                                     тока в силовой цепи и наведенно-
     вень ослабления наведенного на-                                                                       го напряжения в скрученных парах
     пряжения из-за компенсации дости-                                                                     исследуемого кабеля длиной 73 м
     гается при симметричной скрутке            1- скрученные пары, 2-экран                                при включении и работе трехфазно-
     двух изолированных жил, который            3- внутренняя оболочка, 4- силовые                         го асинхронного двигателя мощно-
                                                жилы, 5-внешняя оболочка
     может составлять более 1000 раз, т.е.                                                                 стью 5 кВт.
     более 60 дБ [7].                                                                                      Как и во всех последующих осцил-
     При пучковой и повивной скрутках        тить, что конструкция отвечала ука-                           лограммах по оси абсцисс отсчи-
     жил, в зависимости от схемы подклю-     занным выше требованиям ПУЭ из-за                             тывалось время измерений (здесь,
     чения, могут создаваться цепи из ря-    наличия металлического экрана, вы-                            одно деление – 50 миллисекунд), по
     дом расположенных или из удален-        полняющего роль огнестойкой пере-                             оси ординат – значения тока в сило-
     ных жил. Поэтому межосевые рас-         городки.                                                      вой цепи (одно деление 50 А) и на-
     стояния и наведенное напряжение         При измерениях пары с одной сторо-                            веденного напряжения (одно деле-
     будут разными в разных цепях. Они       ны закорачивались или соединялись                             ние 20 мВ), которые подавались на
     тоже будут компенсироваться из-за       с резистором 120 Ом. С другой сто-                            два входа осциллографа А и В и од-
     изменения знака потокосцепления         роны пары подключались к осцилло-                             новременно фиксировались. В та-
     при скрутке, но лишь частично, по-      графу. Экран заземлялся с двух сто-                           бличке справа указаны дата, время,
     скольку участки на длине шага скрут-    рон. Четырехжильная силовая цепь                              цены делений, минимальные и мак-
     ки будут по разному удалены от сило-    позволяла создавать симметричный                              симальные значения токов и напря-
     вой цепи и в них, согласно формуле      трехфазный и однофазный режимы                                жений и другие, зафиксированные
     (3), будут наводится разные напряже-    работы.                                                       при измерении показатели.
     ния. В связи с этим уровень ослабле-    Для измерений в режиме коротко-                               Как видно на левой части рис. 2,
     ния наведенного напряжения будет        го замыкания (КЗ) использовалась                              первые 120 миллисекунд силовая
     значительно ниже, чем в симметрич-      штатное тиристорное испытательное                             цепь находится под напряжением,
     ной скрученной паре.                    устройство Сатурн-М, обеспечиваю-                             но двигатель не включен. Навод-
     Все указанные выше теоритические        щее программируемый режим КЗ по                               ки по емкостным связям при 50 Гц
     положения были проверены экспе-         уровню токов и по продолжительно-                             и заземленном экране практически
     риментально.                            сти.                                                          равны нулю. При включении дви-
     Экспериментальное исследова-            В результате измерений на образцах                            гателя пусковой ток возрастал до
     ние наводок в слаботочных цепях         разной длины при гармонических                                100 А и максимальное наведенное
     комбинированных кабелей                 колебаниях тока была подтверждена                             напряжение составило 3,7 мВ. При-
     Для проведения экспериментальных        линейная зависимость наведенно-                               мерно за 50 мс ток уменьшался до
     исследований был специально изго-       го напряжения от силы тока во вли-                            номинального значения 10 А (пра-
     товлен образец гибридного кабеля,       яющей цепи и длины образца соглас-                            вая часть осциллограммы), а наве-
     конструкция которого показана на        но формуле (3), что позволяет рас-                            денное напряжение снижалось до
     рис. 1.                                 пространять полученные данные на                              0,37 мВ и было близко к уровню шу-
     Слаботочный кабель с четырьмя           другие значения тока и другие дли-                            мов. При этом ток и наведенное на-
     скрученными парами, с жилами се-        ны. Из формулы (3) можно перейти к                            пряжение изменялись с одинако-
     чением 0,50 мм2, с общим экраном        удельному параметру: сопротивле-                              вой частотой 50 Гц. Тем самым экс-
     в виде оплетки из медных проволок       нию связи, характеризующее наве-                              перимент подтвердил указанные
     и оболочкой располагался парал-         денное напряжение в образце дли-                              выше теоритические положения
     лельно силовому кабелю в виде че-       ной 1 м от тока 1 А, который исполь-                          о наведенном напряжении при воз-
     тырех скрученных жил сечением 4,0       зуют для определения уровня защи-                             растании и убывании (затухании)
     мм2 и оба кабеля скреплялись общей      щенности высокочастотных кабелей                              токов и справедливость примене-
     внешней оболочкой. Следует отме-        и кабелей связи [8].                                          ния формулы (3).

36                                                                   п р о м ы ш л е н н ы й э л е к т р о о б о г р е в и э л е к т р о о то п л е н и е , № 3 / 2 0 1 4
Электромагнитная совместимость кабельных цепей. Теория и эксперимент
промышленный элек трообогрев

              Рис. 2 Включение и работа двигателя мощностью 5 кВт.

            Рис. 3 Режим нестабильного КЗ, продолжительность 0,8 мс, максимальный ток 212,97 А.

Расчет на основе этих данных по                                       ний составляла 0,05 с, т.е. была рав-      менты начала КЗ при наибольшей
формуле (6) дает значение сопро-                                      на 2,5 периодам частоты 50 Гц. При         производной по току наблюдались
тивления связи: Zт = 5,1•10-4 мОм/м.                                  этих испытаниях КЗ специально на-          импульсы наведенного напряже-
Для сравнения отметим, что расчет-                                    чиналось и прерывалось 5 раз, что          ния с максимальным значением 12
ное значение этого параметра для                                      позволяло в одной экспозиции пять          мВ и длительностью не более 1 мс,
нескрученной линии составляет                                         раз наблюдать начало КЗ.                   что соответствует частотам поряд-
Zт = 628•10-4 мОм/м, т.е. скрутка жил                                 На рис. 3 показан режим кратко-            ка 1000 Гц. Изменения тока и наве-
в пары в испытуемом образце при-                                      временного КЗ продолжительно-              денного напряжения происходи-
вела к ослаблению наведенного на-                                     стью 0,8 мс, составляющей 1/25             ли с противоположными знаками,
пряжения в 123 раза или на 41,8 дБ.                                   часть периода частоты 50 Гц, кото-         т.е. согласно формуле (2). Структура
На рис. 3–5 показаны осциллограм-                                     рый может происходить при из-              наведенного напряжения включала
мы токов в силовой цепи и наве-                                       менении переходного сопротив-              и низкочастотные составляющие,
денных напряжений в скрученных                                        ления в зоне контакта жил (на ос-          вплоть до 50 Гц, но их уровень не
парах гибридного кабеля длиной                                        циллограмме это повторено 5 раз),          превышал 2 мВ. При указанной про-
73 м при разных режимах КЗ. Об-                                       что характерно для наиболее ве-            должительности КЗ максимальное
щая длительность режима испыта-                                       роятного дугового КЗ [9,10]. В мо-         значение тока составило 212,97 А.

п р о м ы ш л е н н ы й э л е к т р о о б о г р е в и э л е к т р о о то п л е н и е , № 3 / 2 0 1 4                                                    37
Электромагнитная совместимость кабельных цепей. Теория и эксперимент
промышленный элек трообогрев

     На рис. 4 также показан режим кра-                чение тока от нуля до максимально-                           удельного наведенного напряже-
     тковременного КЗ, аналогичный                     го значения 721,7 А происходило за                           ние в кратковременных режимах по
     представленному на рис. 3, но про-                5 мс (1/4 часть периода). Как и в пре-                       рис. 3–4 немного больше (не более
     должительностью около 2 мс (1/10                  дыдущих режимах в моменты начала                             26,6 %), чем в наиболее длительном
     часть периода). При этом максималь-               КЗ наблюдались импульсы наведен-                             режиме по рис. 5, что объясняется
     ное значение тока составило 560,06 А,             ного напряжения с максимальным                               более быстрыми изменениями тока,
     а максимальное значение наведен-                  значением 32,169 мВ и низкочастот-                           т.е. большими значениями произво-
     ного напряжения - 31,225 мВ.                      ные составляющие со значениями не                            дной по току и хорошо согласуется
     На рис. 5 показан режим, близкий к так            более 10 мВ.                                                 с формулой (2). Вместе с тем умень-
     называемому «металлическому КЗ», со               Полученные данные показывают, что                            шение продолжительности КЗ огра-
     стабильным переходным сопротивле-                 уровень наведенного напряжения                               ничивает значения токов и, тем са-
     нием контакта между жилами, значе-                увеличивается с увеличением тока,                            мым, ограничивает увеличение Zт,
     ния которого стандартизованы и со-                но не прямо пропорционально как                              что подтверждается полученными
     ставляют 0,012–0,085 мОм в зависи-                при гармонических колебаниях. Рас-                           данными. Так, уменьшение продол-
     мости от сечения жил. В этом режи-                четные значения Zт по соотношению                            жительности КЗ с 5 мс до 2 мс приво-
     ме достигаются наибольшие токи и                  максимальных наведенных напряже-                             дит к увеличению Zт а 25,2%, а с 2 мс
     его принимают за основу при про-                  ний и токов для режимов по рис. 3–5                          до 0,8 мс только на 1,1%.
     ектировании защитных устройств и                  составляют соответственно:                                   Поскольку невозможно предвидеть
     расчетах токов КЗ в различных цепях               7,72•10-4 мОм/м; 7,64•10-4 мОм/м и                           конкретный режим КЗ, то на основе
     [9,10]. В нашем эксперименте увели-               6,10•10-4 мОм/м. Поэтому уровни                              полученных данных для оценочных

            Рис. 4 Режим нестабильного КЗ, продолжительность 2 мс, максимальный ток 560,06 А.

            Рис. 5 Режим металлического КЗ

38                                                                            п р о м ы ш л е н н ы й э л е к т р о о б о г р е в и э л е к т р о о то п л е н и е , № 3 / 2 0 1 4
Электромагнитная совместимость кабельных цепей. Теория и эксперимент
промышленный элек трообогрев

     расчетов наведенного напряжения                 все жилы силовой цепи были скру-                              ловыми кабелями разных сечений и
     при всех режимах КЗ можно при-                  чены с одним шагом, то рассмотрен-                            в гибридных кабелях. Результаты рас-
     нять приближенное значение Zт =                 ная цепь была эквивалентна одиноч-                            четов при прокладке на длине 100 м
     1•10-3 мОм/м. Следует отметить, что             ному проводнику с током, проло-                               с учетом изменения межосевых рас-
     данное значение Zт, как и указанное             женным параллельно нескрученной                               стояний между цепями при измене-
     выше для режима гармонических ко-               двухпроводной линии, т.е. реализо-                            нии сечения жил силовой цепи пред-
     лебаний, относится к рассмотренно-              вывался случай наименьшей защи-                               ставлены в таблице 1.
     му выше образцу гибридного кабеля,              щенности.                                                     Данные 4-й колонки представляют
     но может быть пересчитано для кабе-             На рис. 6 показаны осциллограм-                               максимальный уровень наводок, ко-
     лей других размеров.                            мы тока и наведенного напряжения                              торый возможен в проводах и кабе-
     С целью определения наименьше-                  в паре жил силовой цепи. Качествен-                           лях с параллельно уложенными жи-
     го уровня защищенности от наводок               но картина совпадает с данными, по-                           лами, например, в телефонных рас-
     было проведено следующее специ-                 казанными на рис. 5. Максимальное                             пределительных проводах марок
     альное испытание. По одной из жил               значение тока составило 808,6 А, а                            ТРП и ТРВ, в огнестойких кабелях для
     силовой цепи пропускался ток, как и             максимальное наведенное напряже-                              пожарной сигнализации КШСнг(А)-
     выше в режиме металлического КЗ,                ние достигло уровня 9,097 В и значе-                          FRLS и др.
     а обратным проводом была зазем-                 ние сопротивления связи составило                             В телефонных кабелях ТПП; LAN – ка-
     ляющая цепь, отстоящая от нагру-                Zт = 1,54•10-1 мОм/м, т.е. в 154 раз                          белях (UTP, STP) и современных мон-
     женной жилы на расстояние более                 больше, чем в скрученных парах при                            тажных кабелях для промышленной
     1 м. Такой режим называют однофаз-              аналогичном режиме изменения                                  автоматики марок КуПе-ИЭ; КуПе-ОЭ,
     ным КЗ, который нередко происхо-                тока по рис. 5.                                               а также в кабелях для цепей управ-

            Рис. 6 Режим однофазного КЗ и наведенное напряжение в паре жил силовой цепи.

     дит в реальности, при пробоях фазы               Рекомендации по результатам ис-                              ления и контроля марок КУППнг(А)-
     на заземленный корпус оборудова-                 следования                                                   FRHF; КУППмнг(А)-HF и КУППмнг(А)-
     ния. Особенность режима в том, что               Для наиболее широко применяемых                              FRHF, разработанных в 2012 г. и со-
     при близком расположении прямо-                  силовых кабелей с пластмассовой                              стоящих из скрученных пар, наведен-
     го и обратного проводов магнитные                изоляцией стандартизированы допу-                            ное напряжение будет минимальным
     поля от их токов частично компенси-              стимые токовые нагрузки и допусти-                           и близким к значениям, указанным
     руются и суммарное поле получает-                мые значения токов односекундно-                             в колонке 3 таблицы 1.
     ся меньше, чем поле одного прово-                го КЗ, установленные по допустимой                           Наведенные напряжения в кабе-
     да. В нашем же эксперименте созда-               температуре нагрева кабеля [11].                             лях с пучковой и повивной скруткой
     вался режим наибольшего влияния.                 На основе этих данных, по получен-                           жил, например, в отечественных ка-
     Контур, подверженный влиянию, был                ным значениям сопротивления свя-                             белях управления КГВВ; КУПВ, в гиб-
     образован двумя соседними жилами                 зи Zт, можно рассчитать возможный                            ких кабелях управления HELUCABLE
     той же силовой цепи с закороткой                 уровень наведенного напряжения                               и др. будут составлять промежуточ-
     с одной стороны и подключением к                 в скрученной и в нескрученной па-                            ные значения между указанными ми-
     осциллографу с другой. Поскольку                 рах при совместной прокладке с си-                           нимальными и максимальными.

40                                                                           п р о м ы ш л е н н ы й э л е к т р о о б о г р е в и э л е к т р о о то п л е н и е , № 3 / 2 0 1 4
промышленный элек трообогрев

            Таблица 1

                                                                                                                                                Наведенное напряжение
     Номинальное сечение жил                          Допустимые токовые нагрузки                         Наведенное напряжение в              в нескрученной паре при
       силового кабеля, мм2                              / Допустимые токи при                         скрученной паре при допустимой        допустимой токовой нагрузке /
                                                          односекундном КЗ, кА                           токовой нагрузке / при КЗ, мВ                при КЗ, мВ
                        1                                                  2                                          3                                      4
                       1,5                                          0,021 / 0,17                                 1,35 / 21,54                           410 / 3 317
                       2,5                                          0,027 / 0,27                                  1,6 / 31,32                           482 / 4 823
                        4                                           0,036 / 0,43                                 1,83 / 43,00                           554 / 6 622
                        6                                           0,046 / 0,65                                  2,11 / 58,5                           637 / 9 009
                       10                                           0,063 / 1,09                                 2,38 / 80,66                          718 / 12 422
                       16                                           0,084 / 1,74                                2,52 / 102,66                          763 / 15 810
                       25                                           0,112 / 2,78                                2,80 / 136,22                          845 / 20 980
                       35                                           0,137 / 3,86                                  3,14 / 174                           949 / 26 749
                       50                                           0,167 / 5,23                                3,24 / 198,74                          977 / 30 606

Данные таблицы 1 удобны для срав-                                     шению наведенного напряжения.                                режимах КЗ. Установлено, что при
нения конструкций кабелей в отно-                                     Как показывают результаты расче-                             КЗ уровни наведенного напряжения
шении наведенного напряжения.                                         тов, представленные в таблице 1,                             могут в десятки раз превышать
Вместе с тем стандарт [11] допу-                                      при увеличении сечений с 1,5 мм2                             уровни в рабочих режимах.
скает пересчет значений допусти-                                      до 50 мм2 допустимый ток КЗ увели-                           Подтверждено, что парная скрут-
мых токов односекундного КЗ для                                       чивается в 31 раз, а наведенные на-                          ка жил слаботочной цепи приво-
других продолжительностей, пу-                                        пряжения в скрученной и нескру-                              дит к значительной (более 100 раз)
тем умножения указанных значе-                                        ченной парах увеличиваются в 9,2                             компенсации наведенного напряже-
ний на коэффициент, рассчитанный                                      раза.                                                        ния по сравнению с нескрученной
по следующей формуле: k = 1/ ,                                        В слаботочном кабеле увеличе-                                парой .
где τ – продолжительность КЗ, с. Кро-                                 ние сечений жил приводит к уве-
ме этого, реальные токи КЗ опре-                                      личению межосевого расстояния
                                                                                                                                           Литература:
деляют на основе электрическо-                                          и согласно (2) и (3) к увеличению
го расчета по стандартным методи-                                     наведенного напряжения. Все это
                                                                                                                                    1. Руководство по устройству электро-
кам, исходя из мощности и напря-                                      следует учитывать при выборе ка-                              установок MKR-CAT – ELGUIDE-09 12/2009;
жения источника, а также актив-                                       белей и условий их прокладки.                                 www.schneider-elektric.ru.
ных и реактивных сопротивлений                                        Полученные результаты позволя-                                2. ГОСТ Р 51317.6.5-2006. Совместимость
                                                                                                                                    технических средств электромагнитная.
всех элементов цепи и поэтому при                                     ют при решении конкретных задач
                                                                                                                                    3. Силовая и слаботочная проводка. Кру-
мощных источниках могут значи-                                        количественно ориентироваться                                 глый стол профессионалов. Журнал се-
тельно превышать значения токов                                       в уровне возможных наведенных                                 тевых решений/LAN, № 5, 2008.
КЗ, полученных на основе теплово-                                     напряжений, выбирать конструк-                                4. Миколаенко В. «Электромагнитная
го расчета [9,10]. В наших экспери-                                   ции кабелей и определять допусти-                             совместимость кабельных систем».
                                                                                                                                    ITPartner № 2, 2010.
ментах токи в силовой цепи с сече-                                    мость совместной прокладки сило-
                                                                                                                                    5. Гибридный кабель. http://www.icsgroup.ru.
нием жил 4 мм2 в течение 5 мс дости-                                  вых и слаботочных цепей.
                                                                                                                                    6. ПУЭ – 7-е изд. М.: Энергоатомиздат,
гали 808,6 А и почти вдвое превыша-                                                                                                 2000 г. п. 2.1.16.
                                                                      Выводы:
ли допустимое значении 430 А при                                                                                                    7. Дональд Р.Ж. Уайт. Электромагнитная
                                                                      Полученные результаты работы
односекундном КЗ. Поэтому в кон-                                                                                                    совместимость и непреднамеренные по-
                                                                      позволяют проводить расчеты на-                               мехи. Выпуск 2. – М: Советское Радио, 1978.
кретных случаях значения наведен-
                                                                      веденного напряжения в слаботоч-                              8. ГОСТ Р 54429-2011. Кабели связи симме-
ного напряжения при КЗ могут, по                                                                                                    тричные для цифровых систем переда-
                                                                      ных цепях разных конструкций от
крайней мере, в 2 раза превышать                                                                                                    чи. ОТУ.
                                                                      токов силовой цепи в гибридных и
значения, указанные в таблице 1                                                                                                     9. РД 153-34.0-20.527-98. Руководящие
                                                                      комбинированных кабелях, а также                              указания по расчету токов коротко-
при сохранении соотношений для
                                                                      при совместной прокладке указан-                              го замыкания. М.: «Издательство НЦ
скрученных и нескрученных пар.                                                                                                      ЭНАС». 2002.
                                                                      ных цепей при различных изменени-
Следует отметить, что увеличение                                                                                                    10. ГОСТ 28249-93. Короткое замыкание
                                                                      ях токов в силовой цепи.
сечений жил силовой цепи приво-                                                                                                     в электроустановках. Методика рас-
                                                                      Показана возможность точных                                   чета.
дит к увеличению межосевых рас-
                                                                      расчетов наведенного напряжения                               11. ГОСТ Р 31996-2012 Кабели силовые
стояний между цепями (особенно
                                                                      при рабочих режимах силовой цепи                              с пластмассовой изоляцией на номи-
при многопроволочных жилах кру-                                                                                                     нальное напряжение 0,66; 1,0 и 3,0 кВ. ОТУ.
                                                                      и оценочных расчетов в различных
глой формы) и, тем самым, к умень-

п р о м ы ш л е н н ы й э л е к т р о о б о г р е в и э л е к т р о о то п л е н и е , № 3 / 2 0 1 4                                                                               41
Вы также можете почитать