Câbles isolés au papier chauffant à courant continu
La température limite de l'âme des câbles à isolation papier avec gaine en plomb ou en aluminium est déterminée par les circonstances suivantes :
1. Papier de câble durable. Avec une augmentation prolongée de la température au-dessus de la valeur autorisée, le papier s'effondre, perd sa résistance mécanique, ce qui endommage le câble.
2. Inadmissibilité de la formation d'inclusions de vide et de gaz à l'intérieur du câble. L'échauffement des âmes du câble est associé à une augmentation du volume du câble et à une augmentation de la pression interne sur sa gaine en plomb ou en aluminium.
L'augmentation de la pression dans le câble est principalement due au coefficient de dilatation à haute température de la masse d'imprégnation (le coefficient de dilatation à la température de la masse d'imprégnation est 10 à 20 fois supérieur aux coefficients de dilatation à la température du cuivre, de l'aluminium et du papier) et conduit à déformations permanentes de la gaine de plomb. Lorsque la charge de courant diminue, le volume des composants du câble diminue.
Tout d'abord, les couches externes d'isolant sont refroidies, ce qui conduit à l'épuisement de la masse d'imprégnation des couches d'isolant adjacentes aux âmes des câbles. Des inclusions de vide et de gaz se forment. Le bombardement ionique du papier et l'action de l'ozone actif dans ces inclusions conduisent à la destruction de l'isolant du câble.
La température limite des conducteurs des câbles à isolation papier et gaines en PVC laminé est déterminée par l'inadmissibilité du ramollissement de ces gaines. Températures à cœur admissibles des câbles à isolation papier selon «Règles pour la construction d'installations électriques» sont données dans le tableau. 1.
Tableau 1 Températures admissibles des conducteurs de câble, ° C
Tension de ligne, kV Jusqu'à 1 6 10 20 35 Températures admissibles des câbles avec gaine en plomb et aluminium 80 65 60 50 50 Il en va de même pour les câbles avec gaine en PVC laminé 65 — — — —
Les câbles électriques sont posés dans le sol, dans l'air (dans les canaux, sur les murs des bâtiments), dans les tuyaux, etc. La chaleur (séparée dans les câbles posés dans le sol, surmontant la résistance thermique de ses couvertures, est évacuée du surface du câble en raison de la conductivité thermique du sol. Le processus de refroidissement d'un câble dans l'air est similaire au processus de refroidissement des fils isolés.
Lors de la détermination de la quantité de chaleur dégagée dans le câble, les pertes d'énergie dans le diélectrique isolant et les courants induits dans les gaines de protection et étanches sont prises en compte. Les pertes dans les armures et les gaines en plomb ou en aluminium atteignent des valeurs pratiquement perceptibles dans les câbles unipolaires.
Pour les câbles posés dans le sol, la température calculée est prise égale à la température mensuelle moyenne du sol la plus élevée. À une profondeur de 0,7 à 1,0 m, correspondant à la profondeur de pose du câble, la température change en 1 mois. très petit.
Les charges de câble admissibles sont conformes aux tableaux des «Règles d'installation électrique», qui sont compilés en fonction de la température du sol de + 15 ° C.
Si plusieurs câbles sont posés dans la tranchée avec une distance libre de 100 à 300 mm, les conditions de refroidissement se détériorent et les charges admissibles sur les câbles sont réduites. Lors de la détermination des charges admissibles à long terme, les câbles redondants ne sont pas inclus dans le nombre de câbles adjacents. Les câbles de secours sont compris comme des câbles non chargés fonctionnant normalement, lorsqu'ils sont déconnectés, il est possible de transférer toute la puissance de conception à travers les câbles restants.
À des températures du sol autres que + 15 ° C, les conditions de refroidissement des câbles changent. Les corrections de la température du sol sont effectuées en multipliant les charges actuelles données à l'annexe 10 par des facteurs de correction.
Les câbles posés sur les murs des bâtiments, dans des conduits (dans l'air), etc., ont des conditions de refroidissement moins bonnes que lorsqu'ils sont posés dans le sol. Les courants admissibles à long terme à travers les câbles posés dans l'air à une température de + 25 ° C et les facteurs de correction pour la température de l'air sont donnés en PUE.
Si plusieurs câbles sont posés dans un canal ou un tunnel et que la ventilation y assure une température constante, la charge actuelle, en fonction du nombre de câbles posés, n'est pas réduite. Seul le facteur de correction de la température de l'air est entré.Lors de la pose de câbles dans l'air, la température de conception de l'environnement est supposée être égale à la température de la journée la plus chaude.
Lorsque plusieurs circonstances sont combinées, par exemple lorsque plusieurs câbles sont posés en parallèle et que la température du sol est différente de + 15 ° C, la charge actuelle admissible du câble est établie en multipliant les charges indiquées dans les tableaux principaux du PUE par le produit des facteurs de correction correspondants.
Les charges admissibles sur les câbles posés dans le sol dans des tuyaux sont supposées être égales aux charges sur les câbles posés dans l'air.
Dans les villes et les zones industrielles, les câbles sont parfois posés en blocs. Ce type d'installation est désavantageux en termes de charges de câbles admissibles. La résistance thermique supplémentaire de l'appareil et l'air entre l'appareil et le câble réduisent considérablement les charges admissibles sur les câbles. Par exemple, la charge admissible de câbles de 10 kV avec des conducteurs en cuivre de 95 mm2 montés dans un bloc de béton à six trous est d'environ 65 % de la capacité de charge du même nombre de câbles posés dans le sol.
La réduction de la charge de courant admissible des câbles posés dans des blocs de béton dépend du nombre de câbles, de la position du câble dans le bloc et de la section du câble. La plus forte réduction est observée pour les câbles situés vers le centre du bloc et en blocs pour un grand nombre de câbles. Le bloc avec 24 trous de câbles situés en son centre, la capacité de charge est réduite de 60%.
En cas de fonctionnement d'urgence du réseau pendant la période de liquidation de l'urgence, mais pas plus de 5 jours, la surcharge des câbles pour toutes les méthodes de pose est autorisée jusqu'à 130%.Cette surcharge n'est autorisée que pour les câbles qui sont chargés dans les modes de fonctionnement normaux du réseau avec pas plus de 80% de la charge continue autorisée sur eux.