п. 2.3.124 Кабельні лінії напругою до 220 кВ
Струмопровідні екрани і броню одножильних кабелів (або кабелів окремих ділянок КЛ) заземлюють з обох кінців. Допускається заземлювати струмопровідні екрани одножильних кабелів принаймні в одній точці (з одного кінця). Заземлення екранів одножильних кабелів у місцях їх виходу на конструкції ПКЗ є обов’язковим, бо це дає змогу обслуговувати лінійну частину ПКЗ без зняття напруги. Можливі способи заземлення екранів наведено нижче. Спосіб 1. Заземлення екранів з обох кінців Застосування цього способу є обов’язковим для кабельних вставок у ПЛ, якщо вставки мають вихід кабелів на конструкції ПКЗ з обох кінців. Допускається застосовувати спосіб 1 для КЛ, до яких не встановлюють спеціальних вимог щодо підвищення пропускної спроможності кабелів і обмеження втрат електроенергії в струмопровідних екранах. Прокладання кабелів за схемою «у площині» у разі заземлення екранів з обох кінців доцільно здійснювати з регулярною транспозицією кабелів (але не менше ніж у двох місцях по довжині КЛ), що дає змогу зменшувати втрати електроенергії під час експлуатації. Відстань між кабелями в місцях транспозиції має бути не менше ніж діаметр кабелю. Прокладати кабелі за схемою «у трикутник» у разі заземлення екранів з обох кінців можна без транспозиції. Заземлення екранів виконують приєднанням їх до заземлювачів РУ ПС або до заземлювачів ПКЗ. Спосіб 2. Заземлення екранів з одного кінця Цей спосіб дає змогу уникати значних втрат електроенергії в струмопровідних екранах кабелів під час експлуатації КЛ. Спосіб застосовують із перевіркою значень наведеної напруги на незаземлених кінцях екранів відносно землі за максимального струму жили кабелю в нормальному робочому режимі. Перевірку виконують виходячи із фактичної довжини КЛ (або ділянки КЛ) і значення питомої наведеної напруги на 1км КЛ, яке визначають за формулою: М , (2.3.5) де E – питома наведена напруга, В/км;
X М – питомий індуктивний опір екрана (розрахунок опору див. у додатку Б), Ом/км. Наведена напруга на незаземленому кінці екрана в нормальному робочому режимі не має перевищувати допустимого діючого значення напруги змінного струму, яке становить 70 % значення випробувальної напруги оболонки кабелю постійного струму. За випробувальну напругу оболонки приймають напругу постійного струму, визначену в технічних умовах на виробництво кабелю. Для захисту ізоляції оболонки кабелю в режимі зовнішнього КЗ на незаземлених кінцях екранів треба встановлювати ОПН. Опір заземлювача ОПН приймають не більше 10 Ом за питомого опору землі не вищого ніж 500 Омэм і не більше ніж 15 Ом за більш високого питомого опору землі. Вибір ОПН виконують за розрахунком наведеної напруги на незаземлених кінцях екранів виходячи із фактичної довжини КЛ (або ділянки КЛ) і значення питомої наведеної напруги, визначеного за формулою (2.3.5) за струму зовнішнього КЗ. Для КЛ напругою від 6 кВ до 35 кВ розрахунок виконують за струму трифазного КЗ, для КЛ напругою від 110 кВ до 330 кВ – за струму однофазного КЗ. Залишкова напруга на ОПН у разі КЗ не повинна перевищувати допустиму напругу ізоляції зовнішньої оболонки кабелю. Вибір виконують з урахуванням тривалості режиму зовнішнього КЗ. Допускається встановлювати декілька колонок ОПН, якщо енергоємність однієї колонки виявиться недостатньою. Для унеможливлення доторкання до незаземлених кінців екранів на них має бути встановлено відповідні огорожі. У разі паралельного прокладання двох КЛ з одножильними кабелями, на одній із яких застосовують заземлення екранів з одного кінця, належить перевіряти наведену напругу на екрані в ремонтному режимі такої КЛ. У цьому разі на струмопровідному екрані вимкненої для ремонту КЛ може наводитися напруга від суміжної КЛ, яка перебуває в нормальному режимі симетричного струмового навантаження. Наведена напруга на незаземленому кінці екрана кабелю в ремонтному режимі КЛ до накладання тимчасового заземлення екрана має бути не більше ніж 24 В. Розрахунок наведеної напруги виконують за формулою (2.3.5), в якій за розрахунковий струм жили приймають струм нормального режиму суміжної КЛ і застосовують відповідне значення питомого індуктивного опору (див. додаток Б). Спосіб 3. Заземлення екранів з обох кінців з транспозицією екранів Цей спосіб застосовують для зменшення втрат електроенергії під час експлуатації КЛ, у якій значення наведеної напруги на незаземлених кінцях струмопровідних екранів кабелів перевищують значення, установлені для способу 2. Спосіб 3 полягає в здійсненні транспозиції екранів кабелів (без транспозиції струмопровідних жил). Транспозиція екранів – це поділ струмопровідних екранів одножильних кабелів на однакові за довжиною ділянки (елементарні секції) у кількості, кратним трьом, і подальшим з’єднанням елементарних секцій таким чином, щоб неперервні електричні кола екранів були симетричними трьом фазним жилам. Наприклад, кінець екрана першої секції на фазі А з’єднують з початком екрана другої секції на фазі В, а кінець екрана цієї секції – з початком екрана третьої секції на фазі С. Три послідовно з’єднані елементарні секції складають один повний цикл транспозиції. На початку і в кінці кожного циклу транспозиції екрани кабелів заземлюють. Поділ струмопровідних екранів кабелів на елементарні секції та цикли транспозиції виконують за допомогою екранороздільних муфт. Місцем розташування екранороздільних муфт із з’єднанням незаземлених кінців екранів різних одножильних кабелів між собою є вузол транспозиції екранів. Кожну елементарну секцію екранів у вузлі транспозиції потрібно перевіряти на допустиму наведену напругу змінного струму для оболонки кабелю за умовами, передбаченими в способі 2. Перевірку виконують для нормального робочого і, за необхідності, ремонтного режимів виходячи із фактичної довжини КЛ на одному циклі транспозиції екранів і значення питомої наведеної напруги у вузлі транспозиції на 1 км циклу, яке визначають за формулою:
( )
T M E I X N , (2.3.6) де E Т – питома наведена напруга у вузлі транспозиції, В/км;
X М – питомий індуктивний опір екрана (розрахунок опору див. у додатку Б), Ом/км; N – кількість циклів транспозиції. Захист ізоляції оболонки кабелів у режимі зовнішнього КЗ здійснюють установленням ОПН у вузлах транспозиції (з відповідним їх заземленням , вказаним в способі 2). Вибір ОПН здійснюють за розрахунком наведеної напруги на екранах у вузлах транспозиції таким чином, щоб залишкова напруга на ОПН у разі КЗ не перевищувала допустиму напругу ізоляції зовнішньої оболонки кабелю. Якщо наведена напруга у вузлах транспозиції екранів на КЛ напругою від 6 кВ до 35 кВ не перевищує допустиму, установлювати ОПН не обов’язково. Для КЛ напругою від 6 кВ до 35 кВ розрахунок наведеної напруги у вузлах транспозиції під час КЗ виконують за формулою (2.3.6) за струму трифазного КЗ. Для КЛ напругою від 110 кВ до 330 кВ розрахунок питомої наведеної напруги у вузлах транспозиції виконують як за струму трифазного КЗ (за формулою (2.3.6), так і за струму однофазного КЗ за формулою:
( )
T M E I X N , (2.3.7) де E Т – питома наведена напруга у вузлі транспозиції, В/км;
X М – питомий індуктивний опір екрана (розрахунок опору див. у додатку Б), Ом/км; N – кількість циклів транспозиції. З’єднання екранів у вузлах транспозиції, установлення ОПН та їх заземлення потрібно виконувати в доступних для обслуговування з’єднувальних коробках, які установлюють у колодязях з екранороздільними муфтами або в наземних конструкціях біля таких колодязів. Влаштування з’єднувальних коробок в частині ізоляційних відстаней від неізольованих струмопровідних частин виконують за таблицею 4.2.3 глави 4.2 цих Правил відповідно до розрахункового значення лінійної напруги між незаземленими кінцями екранів кабелів. Опір заземлювачів ОПН у вузлах транспозиції визначають за таблицею 2.5.29 глави 2.5 цих Правил. Електричні провідники для з‘єднання екранів між собою і з ОПН мають бути ізольованими відносно землі на напругу, не меншу від наведеної на екрані у вузлі транспозиції. Спосіб 4. Заземлення екранів з одного кінця із порушенням їх неперервності Допускається поділяти струмопровідні екрани кабелю на окремі ділянки без збереження неперервних електричних кіл екранів. Кожну окрему ділянку екранів заземлюють лише з одного кінця, як передбачено у способі 2. Довжину кожної ділянки визначають за критеріями і розрахунковими умовами, установленими для способу 2. Опір заземлювачів екранів і ОПН кожної ділянки визначають за таблицею 2.5.29 глави 2.5 цих Правил, а опір заземлювача ОПН приймають таким, як в способі 2. Спосіб 5. Комбінація способів заземлення екранів На різних ділянках однієї КЛ допускається застосовувати комбінації різних способів заземлення екранів кабелю. Допускається застосовувати спосіб 3 із комбінацією циклів транспозиції екранів різної довжини (за обов’язкового поділу кожного циклу на три елементарні секції практично однакової довжини). Також допускається застосовувати спосіб 3 із циклами транспозиції різної довжини в комбінації з іншими способами заземлення екранів залежно від умов прокладання КЛ по трасі.