Bir güç kablosunun neden bakır tel ekranlamaya ihtiyacı var?

Bugün toprağa 10 kilovolt güç kablosu gömüldüğüne şahit oldum. Kablo işaretini not ettim ve Google'ı aradım. Açıklama oldukça ilginç. Tek iletkenli bir kablo - üç fazlı bir hat için bu tür üç kablo alır. Şartname (Rusça, bu yüzden çeviriyi yanlış yapabilirim) aşağıdaki bileşenleri listeler:

• toplam 240 mm kare kesitli alüminyum tel seti
• bu tel setini çevreleyen birkaç plastik tabaka
• "su engelleyici iletken banttan" yapılmış bir "ayırma tabakası"
• en az 25 milimetre kare kesitli bakır teller
• bir "ayırıcı tabaka"
• bir kat daha plastik

Şimdi 10 kilovoltta yalıtımın önemsiz olmadığını anlıyorum - bir koli bandı tabakası yapmayacak ve bu neden bu kadar çok plastik tabakası olduğunu açıklıyor. Ayrıca kablonun hasar görmesi önemsiz olmamalıdır, bu nedenle dış katmana ihtiyaç vardır.

Peki bakır tel ekranlamanın nedeni nedir? Hangi amaca hizmet ediyor?

TLDR: Kalkan dielektrik kayıplarını içermez ve iç dielektrik üzerindeki stresi azaltır.

Aşağıdaki gerçek EE şeyler:

Güvenlik yönü hakkında yukarıda (aşağıda) verilen cevaplara katılmıyorum. Hayır, güvenlik için değil. Güç dağıtımında baskın olan husus kayıplardır. AC elektrik alanının öngörülebilir alanda bulunması kayıplı dielektriklerin ve iletkenlerin enerjinin (para) yayılmasına katılmasını engelleyecektir.

Kablo korumalı değilse, bunun 3 fazlı hattında 3'ü çevreleyen hava, beton, toprak hattın bir parçası olacak, birkaç kilometre boyunca uzanan 100 mikrofarat AC kondansatöründe kayıplı dielektrik görevi görecek ve büyük dielektrik kayıpları olacaktır.

Aşırı durumda, kablonun yanındaki keskin iletken nesne potansiyel gradyan çizgilerini ve peirce dielektrik odaklar. Kalkan bu tür stresi tamamen ortadan kaldırır. Merkezi iletkene en yakın alan için aynı gerilim yarı iletken tabaka kullanılarak hariç tutulur.

Gizem neden bakırdır. Muhtemelen, eğer matematik yapılırsa, alüminyum veya demir aynı (dielektrik kayıp imunnitesi) yönü için etkili olmayacaktır.

Firther kazma: Ekran yeterince iletken değilse, hattın uzak noktasında kalkandaki ohm voltaj düşüşü (sıfır dönüşlü koaksiyel transformatör + kondansatör olarak hat tarafından indüklenir) yüzlerce volta ulaşabilir ve başka sorunlara neden olabilir. Burada kısmen güvenlik ve kayıplar bakırla alüminyumdan daha iyi kaplıdır.

Ve belki de kalkanın, aynı "kayıp nedenleri" için indüklenen akımı azaltmak ve 3 fazlı trigonometri gibi avantaj sağlamak için silen akım yolunu kısaltmak için birkaç kablo hattında 3 kablo için topraklanmalı ve çapraz bağlanmalıdır. sanal kayan zemin yarı yolda ya da sadece gerçek zemin).

Başka bir gözlem: Moskova'da Rus müşterisi ise, muhtemelen şehirdeki güç transformatörleri için çok sınırlı bir alan vardır, bu nedenle bu tür kablolar, daha az arazi içeren parsellerden çok yüksek akımla nispeten düşük voltaj sağlamaya ihtiyaç duyulduğunda ekonomik olarak makul. çok pahalı arazi parsel maliyeti.

Sıfır dönüşlü koaksiyel hakkında: Ukrayna'daki bir elektrik santrali jeneratörü, büyük bakır boru ile korunan, bir ucunda açılan ve jeneratör çerçevesine topraklanan 50KV / 10KA çıkışlara sahiptir. Açık uçta voltaj yaklaşık 500V'dur. Tüpün AC akımı bilinmiyor, ancak sıfır veya birkaç ampere yakın olabilir. Bu tüp için değilse, açık 3 fazlı kondansatör tarafından indüklenen çok daha yüksek akım, bina duvarlarındaki demir çubuklardan geçebilir, D / E kayıpları da beton duvarları ısıtacak ve her şeyi eritecektir.

Hayır, hiç de önemsiz değil, yüksek voltajlı gömülü kablolar son derece tasarlanmış ve metreden 100 € 'ya kadar çıkmıştır. Genellikle çıplak olan (hiç yalıtım yok) hava yüksek voltajlı (> 10kV) kablolarla karşılaştırıldığında.

Normalde yüksek gerilim kabloları aşağıdakilerden oluşur:

1. İletken (bakır / alüminyum)
2. İnce bir yalıtım tabakası.
3. Aşırı voltaj durumunda yürütmek için tasarlanmış kalın bir yarı iletken tabaka.
4. İnce bir yalıtım tabakası.
5. İletken bir kalkan.
6. Çok daha fazla yalıtım malzemesi.

Bu 20kV'luk bir kablo, fotoğraf telefonumdan çekiliyor, ancak fikri anlıyorsunuz. Çapı yaklaşık 5cm.

İletken ekranlamanın birincil nedeni, bir hata durumunda bir geri dönüş mekanizmasıdır:

1. Aşırı voltaj arızası durumunda, yarı iletken ekranlama akımı iletkenden topraklanan iletken blendajına geçecektir.
2. Toprak makinaları hattın kazara kesme durumunda iletken olan koruyucu bir gerekir (teorik olarak) makine önce iletkene temas ve toprak için daha az dirençli bir yol sağlar.

Aslında aşırı gerilim hatalarını test etmek için ekranlama yoluyla akımı kullanıyoruz. Topraklama noktasındaki akım sensörleri herhangi bir akım algılarsa, otomatik olarak güvenlik önlemlerini alırlar. Örneğin şebekeye güç enjekte etmek için kullanılan bir transformatör girişte aşırı voltaj alırsa (düşük voltaj) çıkış da aşırı voltaj olur. Ekrandan sızıntı akımının algılanması, yüksek voltaj ucundaki devre kesiciyi açacaktır.

Yarıiletken tabakanın mekanik koruması gibi başka kullanım alanları olduğundan eminim.

Bakır ekranlama, kablonun kesildiği bir kablo arızası durumunda bilinen bir dönüş yolu sağlamaktır. Ancak, onu kesen kişiyi korumak değildir; akım alüminyum tellerden çıktığında "dokunma potansiyeli" sorunlarını azaltmak ve aktığı her yerde olası tehlikeli gerilimleri indükleyen toprağa geri dönmenin en kolay yolunu bulmaktır. Bakınız Dünya Potansiyel Yükselişi .