АКТИВНЫЕ И ИНДУКТИВНЫЕ СОПРОТИВЛЕНИЯ ПРОВОДОВ

Провода электрических линий характеризуются активным сопротивлением переменному току. Значение первого несколько отличается от омического сопротивления постоянному току. Однако эта разница незначительна, и в практических расчетах ею пренебрегают.

Активное сопротивление проводов из цветных металлов — меди и алюминия — зависит от температуры окружающего воздуха и тока, проходящего по проводу. В практических расчетах этими изменениями пренебрегают и считают активное сопротивление постоянным.

Значение r0 вычисляют по уравнению (4.3), но удобнее пользоваться уже подсчитанными данными, приведенными в соответствующих таблицах.

Активное сопротивление стальных проводов зависит от силы проходящего по ним тока, поэтому при расчетах нельзя пользоваться постоянным значением удельной проводимости, как это делают для проводов из цветных металлов. Значения активных сопротивлений стальных проводов следует брать из таблиц (см. приложение 13) либо из кривых, построенных по этим таблицам (рис. 4.18, а).

Реактивные индуктивные сопротивления или просто индуктивные сопротивления проводов обусловлены переменным магнитным полем вне и внутри проводов, по которым протекает переменный ток. Из основ электротехники известно, что индуктивное сопротивление провода, Ом/км, когда сумма токов в проводах равна нулю и в земле ток не протекает, равно

Первый член правой части уравнения (4.5) зависит от магнитного поля вне провода, его называют внешним индуктивным сопротивлением.

Второй член определяется магнитным полем внутри провода, его называют внутренним индуктивным сопротивлением. Принимая такие обозначения, имеем

Внешнее индуктивное сопротивление зависит не от материала провода, а от его диаметра и расстояния между проводами. Расстояние между проводами воздушных линий колеблется от 6,4 м для линий низкого напряжения до 7 м для линий напряжением 220 кВ. Отсюда ясно, что внешнее индуктивное сопротивление тем больше, чем выше напряжение линии.

У воздушных линий по той же причине внешнее индуктивное сопротивление значительно больше, чем у кабельных.

Среднее геометрическое расстояние между проводами

При расчетах обычно используют значения внешних индуктивных сопротивлений, подсчитанных по уравнению (4.5); приближенные значения их сведены в таблицу (см. приложения 14 и 15).

Внешнее индуктивное сопротивление кабеля в 3...4 раза меньше, чем сопротивление воздушного провода того же сечения. Поэтому при расчете кабельных линий, особенно небольших сечений, которые могут найти применение в сельском хозяйстве, их индуктивным сопротивлением пренебрегают.

Как было показано в уравнении (4.5), внутреннее индуктивное сопротивление провода

Для проводов из немагнитных материалов (меди и алюминия) относительная магнитная проницаемость равна 1, поэтому внутреннее индуктивное сопротивление их в большинстве случаев весьма мало по сравнению с внешним сопротивлением и им пренебрегают.

Значение магнитной проницаемости материала стальных проводов составляет сотни и тысячи относительных единиц. Поэтому их внутреннее индуктивное сопротивление соизмеримо с внешним, а часто даже значительно превосходит его. Следовательно, в этом случае пренебрегать внутренним индуктивным сопротивлением нельзя.

Кроме того, магнитная проницаемость стали сильно зависит от напряженности магнитного поля, т. е. от силы тока, протекающего по проводу. Поэтому внутреннее индуктивное сопротивление стальных проводов меняется с изменением нагрузки. Оно возрастает с увеличением силы тока до максимального значения, а затем начинает уменьшаться.

На рисунке 4.18, б приведены кривые изменения внутреннего индуктивного сопротивления стальных многопроволочных проводов в зависимости от силы тока. При обычных плотностях тока провода работают на восходящих частях кривых. Аналогичный характер носят кривые зависимости сопротивлений от силы тока для стальных однопроволочных проводов. Для практических целей используют таблицы опытных значений внутренних индуктивных сопротивлений стальных проводов (см. приложения 16 и 17).

Контрольные вопросы и задания. 1. Назовите способы исполнения нейтрали и укажите преимущества и недостатки каждого из них. 2. Каковы номинальные напряжения генераторов, трансформаторов? 3. Опишите устройство неизолированных сталеалюминиевых проводов. 4. Поясните устройство кабелей. 5. Перечислите требования, предъявляемые к изоляторам воздушных линий. 6. Каково среднее значение внешнего индуктивного сопротивления воздушных линий напряжением 10 кВ? 7. Перечислите типы опор, применяемых в сельских электрических сетях.

И. А. Будзко, Т. Б. Лещинская, В. И. Сукманов, Электроснабжение сельского хозяйства, М., Колос, 2000