продукт
Новый подход
к моделированию полей
к моделированию полей
Главная >> Применение >> Типовые примеры >>
кабель, однофазное замыкание на землю, кабельная линия 20 кВ, дуговое замыкание, переход в межфазное короткое замыкание, ремонтная вставка кабеля
Глазунов Кирилл Геннадьевич, магистрант кафедры «Электрические станции», НИУ «МЭИ», г. Москва
Нормативное время срабатывания защиты от однофазного замыкания в сетях 20 кВ с компенсированной/резистивно-заземлённой нейтралью — 1…2 с, однако переходное сопротивление в месте повреждения (нормативно до 30 Ом) снижает ток замыкания с расчётных 1000 А до 285 А, из-за чего защита, отстроенная от 1000 А, не срабатывает.
Тип задачи
Плоско-параллельная задача нестационарной теплопередачи.
Геометрия
Кабельная линия из трёх однофазных бронированных кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена, проложенных треугольником.
Дано
Начальная температура жил кабелей +90 °C.
Температура дугового столба КЗ — 6000 °C.
Теплопроводность окружающего песка λ = 0,6 Вт/(К·м).
Диэлектрическая прочность сшитого полиэтилена E = 6 кВ/мм.
Температура пиролиза сшитого полиэтилена T = 250 °C.
Задача
Определить время перехода однофазного замыкания в межфазное короткое замыкание.
Решение
Пробой соседнего кабеля происходит вследствие пиролиза изоляции при нагреве дугой.
Межфазное короткое замыкание образуется не прямым пробоем между жилами соседних кабелей, а через экраны. Каждый кабель независимо пробивается на свой собственный экран (экраны глухо заземлены).
Пробой происходит когда диэлектрической прочности неповрежденного слоя изоляции становится недостаточно.
При межфазном напряжении U = 20 кВ пробой наступит, при толщине слоя изоляции
δ = U / E = 20/6 = 3.3 мм.
Результат
К моменту времени t = 1 с изоляция соседнего кабеля прогревается дугой до температуры пиролиза, что означает её необратимое повреждение.
Переход однофазного замыкания в межфазное короткое замыкание происходит примерно через 2,2 с.
