Cuprins

Aceasta lucrare poate fi descarcata doar daca ai statut PREMIUM si are scop consultativ. Pentru a descarca aceasta lucrare trebuie sa fii utilizator inregistrat.

Extras din document

Cuprins
1. Introducere
2. Notiuni generale despre cablurile electrice
3. Solicitarile izolatiei cablurilor electrice
3.1. Solicitari electrice
3.2. Solicitari mecanice
3.3. Solicitari termice
3.4. Solicitari ale mediului ambiant
3.5. Imbatranirea sistemelor de izolatie
4. Metoda elementului finit
4.1. Suportul informatic al modelarii numerice
4.1.1. Pre-procesorul
4.1.2. Post-procesorul
5. Modele numerice pentru studiul problemelor de camp electrostatic
5.1. Introducere
5.2. Ecuatii generale ale campului electromagnetic
5.2.1. Legile campului electromagnetic in domenii cu corpuri imobile
5.2.1.1. Legi generale
5.2.1.2. Legi de material
5.2.2. Unicitatea solutiilor
5.3. Modele diferentiale exprimate in potentiale electromagnetice
6. Modelarea numerica a influentei impuritatilor in izolatiile cablurilor electrice
6.1. Formularea problemei
6.2. Datre geometrice si electrice
6.3. Definirea domeniului de calcul al campului electric
6.4. Construirea geometriei si a retelei de discretizare
6.5. Proprietati fizice si conditii pe frontiere
6.6. Rezultste numerice
6.6.1. Influenta geometriei si dimensiunilor impuritatilor de tip vacuola
6.6.1.1. Studiul influentei vacuolelor de apa
6.6.1.2. Studiul influentei vacuolelor de aer
6.6.2 Studiul influentei impuritatilor de tip fisura
6.6.2.1. Studiul influentei impuritatilor tip fisura interioara
6.6.2.2. Studiul influentei impuritatilor tip fisura exterioara
7. CONCLUZII

Alte date

?1. INTRODUCERE

Cablurile de transport si distributie a energiei electrice reprezinta o componenta de baza a oricarui sistem electroenergetic. Performantele si fiabilitatea cablurilor electrice sunt strict dependente de caracteristicile sistemelor de izolatie utilizate in constructia acestora. Izolatia unui cablu electric este reprezentata de materialul sau ansamblul de materiale electroizolante interpuse intre partile conductoare ale acestuia.

Izolatiile sintetice extrudate prezinta o serie de avantaje fata de izolatiile pe baza de hartie impregnata cu uleiuri minerarle:

- temperatura de functionare si temperatura maxima admisibila sunt mai ridicate;

- nu apar probleme de migrare a materialelor de impregnare;

- montarea cablurilor si a accesoriilor este mai usoara;

- nu se pun probleme de intretinere;

- o fiabilitate superioara.

Principalele materiale utilizate pentru izolatii sunt: polietilena de joasa densitate, polietilena de inalta densitate, polietilena reticulata, caucicul etilen propilenic, cauciucul etilen propilen diena monomer, policlorura de vinil, cauciucul siliconic etc.

Un rol important in comportamentul cablurilor il au posibilele neomogenitati ale stratului izolant de polietilena, datorate prezentei unor impuritati de dimensiuni foarte reduse sau unor vacuole cu gaze (de regula aer). Impuritatile cu pronuntat efect negativ sunt cele conductoare sau cele de mare permitivitate electrica de forma ascutita, care reprezinta zone de crestere locala puternica a intensitatii campului electric in polietilena. Maximul campului electric in vacuole poate sa se apropie de valoarea rigiditatii electrice a gazului. Initierea descarcarilor partiale sau a descarcarilor arborescente in aceste zone poate conduce la o reducere considerabila a duratei de buna functionare a cablului.

2. NOTIUNI GENERALE DESPRE CABLURILE ELECTRICE

Cablurile electrice de energie reprezinta elementul principal al liniilor electrice. Elementele constructive de baza ale cablurilor de energie sunt: conductoarele, izolatia, ecranul, mantaua si partea exterioara.

Fig. 2.1 Structura unui cablu electric de medie tensiune; 1 – conductor din cupru sau aluminiu; 2 – strat semiconductor interior; 3 – izolatie din polietilena; 4 – strat semiconductor; 5 – manta de protectie contra apei; 6 – ecran din fire de cupru; 7 – banda de cupru; 8 – manta de protectie exterioara din polietilena.

Conductoarele in numar de 1, 2, 3 sau 4 sunt confectionate din aluminiu moale sau cupru electrolitic, avand forme diferite in functie de tensiunea de serviciu si puterea transportata, importanta liniei, etc.

Izolatia constitue un element important care determina in buna masura fiabilitatea cablurilor. Materialele de izolatie curent utilizate in constructia cablurilor sunt: hartia impregnata in ulei, policlorura de vinil (PVC), polietilena (PE), cauciucul natural sau sintetic.

In ultimi ani s-a restrans utilizarea hartiei impregnate numai la cablurile de inalta tensiune, pentru celelalte trepte de tensiuni fiind utilizate aproape in exclusivitate alte materiale izolante.

Ecranul are rolul de a corecta campul neradial al cablurilor. Ecranarea se utilizeaza, in general, la cabluri cu tensiuni peste 6 kV si se realizeaza fie prim infasurarea conductorului, sub izolatie, cu o banda de hartie metalizata, fie prin aplicarea pe aceasta a unui strat semiconductor.

Mantaua constituie elementul de separare intre partea interioara, activa, si partea exterioara,de protectie. Ea trebuie sa asigure o etansare perfecta fata de agentii fizici, sa aiba o rezistenta mecanica suficienta pentru a suporta solicitarile din timpul montajului si sa asigure o conductivitate termica cat mai buna. Materialele utilizate curent pentru constructia mantale sunt: plumbul si aliajele sale, aluminiu si materialele plastice (PE sau PVC).

Partea exterioara a cablului este formata din invelisuri protectoare, a caror forma si material difera in functie de tipul sai destinatia acestuia. Ea este constituita din 1-2 straturi de hartie sau iuta impregnata cu o masa bituminoasa, peste care se infasoara o armatura metalica, formata din doua straturi de banda de sau din sarma de otel. Protejarea armaturii contra coroziunii se face aplicand peste ea un strat izolator de iuta impregnata sau PVC.

La cablurile pozate in cladiri sau canale, armatura metalica poate lipsi.

Tipuri constructive de cabluri, in functie de izolatie:

Cablurile cu izolatie din hartie au conductorul infasurat cu un strat de hartie impregnata cu ulei de vascozitate mare. Racirea lor se poate efectua fie in mod natural, fie fortat.

Cablurile cu racire naturala se construiesc pentru tensiuni pana la 35 kV cu variante monofazate sau trifazate.

cablurile trifazate sunt realizate,in doua variante constructive: cu o singura manta sau cu trei mantale, cate una pe fiecare faza.

Cablurile cu racire fortata se construiesc in varianta mono sau trifazate. Ele folosesc un fluid la o anumita presiune, care mareste rigiditatea dielectricului si raceste mai bine conductoarele. Ca fluide se utilizeaza uleiul (cabluri cu circulatie fortata) sau diferite gaze (cabluri cu presiune interioara si cabluri cu presiune exterioara), care pot fi intalnite pana la tensiuni de 750 kV.

Cablurile cu izolatie din materiale plastice se utilizeaza frecvent pana la tensiuni de 20 kV. Constructiv, ele se executa in variante mono sau trifazate.

Cablurile cu izolatie din cauciuc se intrebuinteaza pana la tensiuni de 10kV, in constructii navale, pentru utilaje mobile de mare putere si la traversari de ape.

Constructia acestor cabluri este similara cu cea a cablurilor cu izolatie din materiale plastice. Ele se deosebesc de acestea prin faptul ca izolatia este di cauciuc vulcanizat, iar mantaua se executa din plumb sau din cauciuc.