Izračun uzemljivačkih učinaka golih vodiča položenih uzduž višestrukih podzemnih kabelskih vodova korištenjem analitičkih jednadžbi

Abstract

This paper presents a mathematical model to determine the fault current and voltage distribution in power cable screening conductors and bare earthing wires laid in parallel in the same cable trench. The analytical expressions for voltages and currents are derived by solving a set of differential equations. They are based on the assumption of uniformly distributed self and mutual conductances to ground of earthing wires. The earthing system under consideration includes also impedances of two adjacent substation groundings on which the earthing wires and cable screens terminate.The proposed mathematical model also takes into account mutual inductive couplings between all conductors in the trench (phases, cable screens and bare earthing wires). Particularly, in the case of a single-circuit cable line with an earthing conductor in trench, a set of generalized equations for currents and voltages along the related neutral conductors are derived in detail. An illustrative and practical example is presented too.U članku je predstavljen matematički model određivanja raspodjele struje kvara i potencijala u vodičima električne zaštite energetskih kabela i u golim uzemljivačkim užetima paralelno položenim u istom kabelskom rovu. Analitički izrazi za napone i struje su dobiveni rješavajući sustav diferencijalnih jednadžbi. Oni su temeljeni na pretpostavci o jednolikoj raspodjeli vlastite i međusobnih dozemnih konduktancija uzemljivačkih užeta. Razmatrani uzemljivački sustav uključuje također i impedancije uzemljenja dviju pridruženih transformatorskih stanica na kojima završavaju krajevi uzemljivačkih užeta i kabelskih električnih zaslona. Predloženi matematički model također uzima u obzir induktivne sprege između svih vodiča u kabelskom rovu (faznih, električnih zaštita i golih uzemljivačkih užeta). Posebno su za slučaj jednostrukog kabelskog voda s jednim uzemljivačkim užetom detaljno izvedeni opći izrazi za izračun struja i napona duž neutralnih vodiča u kabelskom rovu. Predstavljen je također i jedan ilustrativan i praktičan primjer izračuna