Исходные данные к проектированию кабельной магистрали. Диаметр центрального проводника среднегабаритной коаксиальной пары d2,4мм. Эквивалентная диэлектрическая проницаемость э1,12. Испытательное напряжение при проверке электрической прочности изоляции Uисп1,7 кВ. Расстояния между участками сближения ЛЭП и ЛС a1100 м а2130 м а390 м. Длины участков сближения l16 км l27 км l37 км. Ток короткого замыкания I3,6 кА. Средняя продолжительность гроз Т36 часов.
Удельное сопротивление грунта гр0,8 кОм м. Коэффициент экранирования троса Sтр0,38. 6. Конструктивный расчет кабеля. Конструктивный расчет кабеля заключается в расчете размеров всех элементов, входящих в состав кабеля. Прежде всего, по заданному значению диаметра внутреннего проводника и исходя из нормируемого значения волнового сопротивления Zв75 Ом, определяется внутренний диаметр внешнего проводника 6.1 где - эквивалентная относительная диэлектрическая проницаемость изоляции d - диаметр внутреннего проводника, мм D - внутренний диаметр внешнего проводника, мм. Значение D определяется из приведенного выше уравнения 6.1 при значении волнового сопротивления Zв75 Ом по формуле, мм. 6.2 Следовательно, внутренний диаметр внешнего проводника равен мм. Для коаксиальных пар среднего размера применяется шайбовая полиэтиленовая изоляция, для малогабаритных КП применяется баллонно-полиэтиленовая изоляция.
Наружный диаметр КП среднего размера определяется по формуле, мм, 6.3 где t - толщина внешнего проводника, мм tэ - общая толщина экрана из двух стальных лент, мм tи - толщина изоляционного слоя поверх экрана, мм. Для КП среднего размера t0,3 мм, экран выполнен из двух стальных лент толщиной по 0,15 мм каждая, изоляция выполнена из двух лент бумаги К-120 толщиной по 0,12 мм каждая.
Таким образом, наружный диаметр КП среднего размера равен мм. Поскольку выбранный нами кабель содержит малогабаритные КП, то после нахождения наружного диаметра КП среднего размера необходимо определить наружный диаметр малогабаритной КП из соотношения мм. 6.4 Затем, определим внутренний диаметр внешнего проводника малогабаритной КП мм. 6.5 Для малогабаритной КП толщина внешнего проводника t0,1 мм, экран выполнен из двух стальных лент толщиной по 0,1 мм каждая, внешняя изоляция выполнена из поливинилхлоридной ленты толщиной 0,23 мм. Следовательно, внутренний диаметр внешнего проводника малогабаритной КП равен мм. Из выражения 6.1 при Zв75 Ом и 1,22 определим диаметр внутреннего проводника малогабаритной КП. 6.6 Диаметр скрученного сердечника, состоящего из четырех КП одинакового размера определяется по формуле мм. 6.7 Коаксиальный кабель типа МКТ-4 содержит пять симметричных групп. Диаметр симметричной группы кабеля, содержащего четыре КП одинакового размера будет составлять мм. 6.8 Затем определим диаметр изолированной жилы симметричной группы мм. 6.9 Диаметр токопроводящей жилы определяется как мм. 6.10 Поскольку do 0,7 мм, то в качестве симметричной группы следует взять пару и тогда диаметр изолированной жилы симметричной пары будет мм 6.11 Диаметр голой жилы симметричной пары мм. 6.12 Толщина изоляции жилы симметричной пары мм. 6.13 Диаметр кабельного сердечника с поясной изоляцией определяется по формуле, мм, 6.14 где n - число лент поясной изоляции n - толщина одной ленты, мм. В качестве защитной оболочки кабеля применим выпрессованную алюминиевую оболочку, обладающую рядом преимуществ, таких как легкость, дешевизна и высокие экранирующие свойства. Для кабеля с алюминиевой оболочкой поясная изоляция выполняется из 6-8 лент кабельной бумаги К-120, толщиной 0,12 мм каждой ленты.
Итак, диаметр кабельного сердечника равен мм. По определенному по формуле 6.14 диаметру кабельного сердечника под оболочкой определим толщину гладкой алюминиевой оболочки из 1, табл. 3.5. Толщина алюминиевой оболочки в нашем случае tоб1,2 мм. Поскольку алюминий подвержен электрохимической коррозии, алюминиевую оболочку надежно защищают полиэтиленовым шлангом с предварительно наложенным слоем битума.
В курсовом проекте для кабельной магистрали используются малогабаритные коаксиальные кабели трех типов 1 голые, для прокладки в кабельной канализации в черте населенных пунктов 2 бронированные стальными лентами, для прокладки непосредственно в грунт 3 бронированные круглыми проволоками, для прокладки через судоходные реки. Диаметр голого кабеля с алюминиевой оболочкой покрытой полиэтиленовым шлангом определяется по формуле мм, 6.15 где tоб - толщина оболочки голого кабеля, мм. tш - толщина полиэтиленового шланга определенная из табл. 3.61 tш2,2 мм. Диаметр бронированного кабеля можно определить как мм, 6.16 где tоб - толщина оболочки бронированного кабеля, мм tпод - толщина подушки под броней, мм tбр - толщина брони, мм. Кабели могут иметь различные защитные покровы.
Для кабеля бронированного стальными защитными лентами толщина алюминиевой оболочки tоб1,2 мм. Из 2, табл.1.27 выберем защитный покров типа БпШп с повышенной коррозионной стойкостью, который имеет подушку типа п толщиной tпод2,5мм. Кабель бронирован двумя оцинкованными стальными лентами толщиной 0,5мм каждая.
Таким образом tбр1мм. Толщину наружного покрова по броне определим из 2, табл. 1.29. В нашем случае она составляет tнар1,7мм. Диаметр кабеля бронированного стальными лентами мм. Для прокладки через судоходные реки применяется кабель бронированный круглыми проволоками диаметром 4 мм, tбр4 мм. со свинцовой оболочкой.
В этом случае диаметр кабельного сердечника с поясной изоляцией из 4 лент кабельной бумаги К-120 толщиной 0,12 мм будет равен мм. Применим защитный покров типа К с подушкой толщиной tпод2 мм, свинцовой оболочкой толщиной tоб2 мм и наружным покровом толщиной tнар2 мм. Диаметр кабеля бронированного круглыми проволоками мм. Согласно номенклатуре приведенной в 2, табл. при проектировании магистрали будут использованы кабели следующих типов 1. МКТАШп-4 с малогабаритными коаксиалами с баллонной изоляцией в алюминиевой оболочке с защитным покровом типа Шп, для прокладки в кабельной канализации. 2. МКТАБпШп-4 с малогабаритными коаксиалами бронированный стальными лентами с защитным покровом типа БпШп, для прокладки в грунт. 3. МКТСК-4 с малогабаритными коаксиалами бронированный стальными проволоками в свинцовой оболочке, для прокладки через судоходные реки. На рис. 6.1 показан поперечный разрез малогабаритного коаксиального кабеля типа МКТС-4. 7.