Page 92 - 电力与能源2021年第五期

5 8 4 李源泽, 等: 海上风电场集电线路 35kV 海缆跨越光缆研究

表 1 不同型号电缆的金属护套感应环流计算结果
U r s U rs
US≤0.6UDt- 或US≤0.85UAt- ( 3 )
2 2 电缆参数 计算结果
———电缆芯线与接地护套间的直流试 电缆 缆芯 金属护套 护套感应 护套自阻 护套感应
式中 UDt · · ·
截面/ 半径 外半径 电压 E S / 抗 z S / 环流 I S /
———电缆芯线与接地护套间的交流试
验电压; UAt 2
-1
mm R 1 / mm R 2 / mm ( V · km ) ( Ω · km ) A
-1
——— · ·
验电压; U rs ———影响计算区段远供电压; US 300 10.3 21.4 0.05+ j 0.68
j 0.68×3 I 0 1×3 I 0
· ·
送电线故障时电缆芯线上的感应电压。 185 8.1 19.2 j 0.68×3I 0 0.040+ j 0.68 1×3 I 0
· ·
CCITT 防护导则及 GB6830 — 1986 《 电信线 120 6.5 17.6 j 0.68×3I 0 0.035+ j 0.68 1×3I 0
· ·
路遭受强电线路危险影响的容许值》 对于铜线电 70 5.0 16.0 j 0.68×3I 0 0.030+ j 0.68 1×3 I 0
缆 由 于 磁 感 应 引 起 的 危 险 电 压 允 许 值 规 定 具 由表 1 可以看出: 对护套自阻抗而言电阻远
远小于电抗, 故护套感应环流大小与零序电流大
体下。
( 1 ) 强电线路正常运行情况下, 电缆芯向上的 小相等, 方向相反; 不同型号电缆参数的计算结果
纵向电动势允许值为 60V 。 对应的比例关系差别不大; 感应电压的大小与电
( 2 ) 强电线路故障时, 电压允许值为非高可靠 缆长度成正比, 感应环流的大小与电缆长度无关。
性输电线路的故障切除时间在 3s以内, 允许值 根据本工程实际情况, 本工程 35kV 海缆短
路电流为16kA , 0.6s , 护套电流与零序电流大小
为430V ; 高可靠性线路的故障切除时间在 0.5s
以内, 允许值为 650V 。 相等同样为 16kA 。不同型号电缆的短路电流几
3.2 理论推导 乎相等。因此, 在计算光缆供电电缆感应电动势
三芯电缆区外故障时金属护套感应回路原理 时, 将采用 16kA , 0.6s进行计算。
图如图 1 所示。 3.3 东 海 风 电 场 海 底 电 缆 对 通 信 电 缆 的 影 响
分析
对于不规则形状的磁场计算, 采用分段求解
的方式, 对要求解的区域进行细分 d l , 当分段足
够小时, 可取 dl中心到电缆的距离近似代替平均
距离。由安培定理求得管道上的感应电压ε 。
→
μ 0 I R×dl
B = ( 7 )
4π ∫ R 3
φ =BS
图 1 三芯电缆区外故障时金属护套感应回路原理图 d φ
ε=
护套感应电压: dt
· · 式中 R ———电流路径到计算点的距离; l ———电
-4 De
E S =E SA =j ωM Aa 3i 0 =j ω2×10 ln 3i 0
r 2 流积分路径; S ———通信电缆的截面积; ε ———感应
( 4 ) 电动势。
护套自阻抗: 海缆与通信光缆交越示意图如图 2 所示。
1 -4 De
z S =R S +j ωXS =ρ S +j ω2×10 ln
A S r 2
( 5 )
———
式中 ρ S ———金属护套材料铜的电阻率; A S
金属护套截面积。
护套感应环流:
· ·
/ ( 6 )
I S =E S z S
,
因 R S≪X S 有
I S ≈3 i 0
对于不同截面积的电缆, 对应金属护套屏蔽
图 2 海缆与通信光缆交越示意图
层感应环流的计算结果如表 1 所示。