Силовые кабели - Кабели с жилами для измерения температур

Для максимального использования допустимой в кабеле температуры фирмой AEG была предложена специальная система, названная системой Pfankuch — Rottsieper [149], и особые кабели, делающие возможным непрерывное наблюдение за температурой. Для доказательства важности применения подобной системы Rottsieper приводит следующий пример;
Пусть мы имеем одножильный кабель сечением 1 X 120 мм2 с толщиной изоляции 4 мм, тепловое сопротивление которого К= 572 тепловых омов, проложенный в глинистой почве с Н — 180 тепловых омов (5% влажности). При температуре почвы в 20° С допустимый ток нагрузки будет 305 А, а зимой при температуре почвы 0°С — 410 А, т. е. получается увеличение допустимой нагрузки на 34%. Если влажность почвы поднимется до 15 %, то тепловое сопротивление почвы будет Н= 90 тепловых омов, а ток нагрузки 520 А, т. е. будет увеличение на 70%. Какие реально возникают здесь возможности увеличенного использования кабеля, видно из кривых фиг. 109, где сплошная кривая представляет собой кривую годовых колебаний температуры почвы в Германии, а пунктирная кривая— кривую пиковой нагрузки Акционерного о-ва BEWAG в Берлине в 1926 г. Кривые показывают, что при температуре почвы в 4° С в декабре, т. е. в период максимума нагрузки, нагрузка на кабель может быть взята в
= 1,28 раза выше табличной нагрузки, т. е. вместо пяти могут быть проложены только четыре кабеля, причем для июля благодаря понижению нагрузки до 42% ПРИ четырех кабелях перегрев жил кабеля при температуре почвы 18° С будет только 6°С.
%

Месяца
Фиг. 109. Наивысшие температуры почвы в Германии и пиковые нагрузки в процентах от наивысшей нагрузки О-ва BEWAG в Берлине.

Фиг. 110. Схема системы для наблюдения температуры кабеля во время эксплуатации.
Еще более сложные случаи будут получаться при прокладках кабелей в каналах, лотках, скручивании вместе нескольких кабелей и т. п. Эти примеры ясно показывают, что система наблюдения за температурой жилы кабеля может иметь очень большое значение. Предложенная для этой цели фирмой AEG система основана на непрерывном измерении сопротивления шлейфа изолированной проволоки, заложенной в проводящую жилу кабеля, с помощью специального мостика. Для этой цели в наружный повив жилы кабеля вставляются две контрольные изолированные проволоки. Не требуется, чтобы эти контрольные проволоки шли вдоль всего фидера или кабеля, но достаточно, чтобы они были включены в начале или в конце кабеля. Схема включения системы дана на фиг. 110. Концы контрольных проволок Р в начале участка присоединяются к особому трансформатору, а в конце измеряемой длины — к главной жиле. Сами контрольные проволоки принимают на себя часть нагрузки током в соответствии с пропорцией своего сечения по отношению к сечению главной жилы. Так как середина обмотки Р1 — Р2 в точке L включена в главную жилу, то рабочие токи, проходящие через контрольные жилы, не влияют на магнитную систему трансформатора, имеющего два сердечника. На обмотку второго сердечника трансформатора включено сопротивление с постоянным температурным коэффициентом, по величине равное сопротивлению шлейфа двух контрольных проволок кабеля при определенной температуре. На обмотки, включенные как ветви мостика, в точках а и b включается через амперметр А и переменное сопротивление II посторонний источник переменного тока, а в точках с и d — ваттметр 1, служащий указателем температуры. Равновесие этого мостика сохраняется только при равенстве сопротивления и шлейфа контрольных проволок, при изменении же температуры шлейфа равновесие нарушается и ваттметр дает отклонение. Прибор так устроен, что его отклонение приблизительно пропорционально температуре жилы, если ток в мостике поддерживается постоянным, что нетрудно сделать, имея независимый источник переменного тока для его питания.