Сечение высоковольтного кабеля

Какой мощности и напряжения может питать кабель на фото?

Это высоковольтный кабель. Судя по толщине изоляции из сшитого полиэтилена (белый материал), она рассчитана на напряжение не менее 132 кВ.

Редактировать: Согласно Reddit OP, кабель имеет медный проводник площадью 1750 мм². Это огромный кабель. (Все, что превышает 630 мм², является необычным; все, что превышает 1200 мм², является специальным заказом, который кабельная компания обычно не делает.) Такой кабель может выдерживать примерно 1600 ампер. Предполагая, что напряжение 132 кВ трехфазное, это 365 МВА или около 292 мегаватт при коэффициенте мощности 0,80.

Вот такой же кабель был у меня на работе на (кажется) 300кВ. Он будет способен нести по крайней мере 100 ампер (вероятно, намного больше) или около 100 МВт — достаточно, чтобы самостоятельно питать центральный деловой район города .

Почему он состоит из множества маленьких кабелей? Что, если бы диаметр отдельных медных кабелей был немного больше?

Проводник многожильный, поэтому его можно согнуть для установки. Сплошной медный провод будет очень трудно согнуть.

Диаметр жил представляет собой компромисс между стоимостью производства (меньшие провода требуют большего производства) и простотой установки. Нет особой причины для точного размера отдельных прядей.

Как выбрать правильный диаметр для данной комбинации напряжение/мощность?

Не вдаваясь в подробности расчета размеров кабелей (на эту тему существуют целые национальные стандарты — см. AS/NZS 3008 « Электрические установки — выбор кабелей »).

Во-первых , мы решаем, какое напряжение мы используем. В Австралии обычное напряжение для распределения составляет 11, 22, 33 кВ; распространенные напряжения для передачи 66, 132, 220, 300 кВ. Чем выше напряжение, тем толще изоляция (XLPE) требуется.

Во-вторых , мы решаем, какая токонесущая способность нам нужна. Мы могли бы, после некоторых расчетов, определить, что цепь должна выдерживать 100 ампер, чтобы удовлетворить спрос в настоящее время, учесть будущий рост нагрузки и немного увеличить мощность на случай непредвиденных обстоятельств. Чем больше ток нам нужен, тем больше должны быть медные проводники (мм²).

В-третьих , мы определяем, в какой среде будет жить кабель. При протекании тока в кабеле выделяется тепло, а допустимая нагрузка кабеля по току ограничивается его температурой. Кабель, проложенный в жаркой среде, не может пропускать столько тока, пока не перегреется, поэтому нам приходится использовать кабель большего размера, чем обычно.

Зная напряжение, допустимую нагрузку по току и условия прокладки кабеля, мы теперь в состоянии выбрать требуемый размер кабеля. Мы бы сделали это, обратившись к каталогу производителя кабеля, в котором есть такие таблицы:

Таблица воспроизведена из Каталога высоковольтных кабелей Olex Australia, 2009 г.

Например, я могу решить, что мне нужен кабель на 33 кВ, способный передавать 400 ампер. Он будет установлен в подземных каналах. Я использую таблицу «номинальные токи», чтобы выбрать кабель наименьшего возможного сечения, способный передавать ток 400 ампер — в этом случае потребуется кабель сечением 240 мм².

Номинальный общий диаметр такого кабеля составляет 45,9 мм.

Обратите внимание, что нас не волнует «диаметр» кабеля как таковой — нам важна площадь поперечного сечения проводника (мм²), т. е. сколько меди содержится в кабеле. Диаметр имеет значение только тогда, когда вы действительно собираетесь установить вещь.

В одном из ответов в обсуждении на Reddit, на которое вы ссылались, говорилось, что кабель может передавать от 69 000 до 500 000 вольт, а этот — от 1000 до 1400 ампер.

Большие кабели обычно состоят из множества меньших неизолированных жил, иначе они были бы слишком жесткими, чтобы их можно было согнуть.

В обычной домашней электропроводке 120/240 вольт провода AWG 8 и выше скручены. В электронике вы можете найти многожильные провода размером от #26.

Стальная оболочка предназначена для прочности, а медный сердечник с более чем 300 жилами предназначен для улучшения индуктивности /N и площади поверхности для скин-эффекта /N, более глубокой проводимости за счет жил малого диаметра и самого низкого комплексного импеданса, Zo, включая самое низкое сопротивление потерь с высоким коэффициентом заполнения.

Это идеально подходит для низких электромагнитных помех, низких потерь проводимости, низких потерь скин-эффекта, высокой прочности на растяжение и высокой надежности для загруженных или длинных линий передачи. (ну, это начинает походить на рекламу ;)

Это называется кабелем XL-PE, где X означает (молекулярный) сшитый диэлектрик с использованием полиэтилена, который подвергается последующей обработке с помощью обработки электронным лучом 1 ГэВ в процессе «холодного» сшивания. Это разрушает изоляцию для повышения напряжения пробоя (BDV) за счет плавления примесей и пустот, чтобы избежать частичного разряда в кабелях высокого напряжения.

(Они используют аналогичный процесс для вулканизированных автомобильных шин и всех других типов качественной проволоки.)