A figura mostra o circuito equivalente de um cabo de energia.
Na figura, L representa a indutância equivalente do cabo, com um valor de 0,1-0,7 mH/km, que geralmente pode ser calculada usando uma fórmula.
Circuito Equivalente de Cabo de Energia
(a) Circuito equivalente teórico; (b) Circuito equivalente real
L = 0,05 + 0,2 * ln(ks/r)
Onde k é um coeficiente (k=1 para estrutura triangular, k=1,26 para estrutura paralela, veja o diagrama da estrutura do cabo);
S é a distância entre os centros dos condutores em mm;
R é o raio do condutor em mm.
Diagramas da Estrutura do Cabo
(a) Estrutura triangular; (b) Estrutura paralela
Devido ao valor equivalente relativamente pequeno de L, pode ser considerado um curto-circuito na análise prática. A figura mostra os valores de indutância equivalente de alguns cabos de energia XLPE.
A Figura RX mostra a resistência CC do condutor do núcleo do cabo de energia, que está relacionada ao material do condutor, à área da seção transversal do núcleo e ao comprimento do cabo, e está em conformidade com a seguinte relação:
onde ρ é a resistividade; a uma temperatura ambiente de 20℃, ρCU = 1,75 × 10⁻⁸ Ω·m, ρAL = 2,83 × 10⁻⁸ Ω·m, e ρfita de aço = 8,79 × 10⁻⁸ Ω·m;
LC é o comprimento do cabo em metros;
S é a área da seção transversal do condutor do cabo em mm².
A tabela mostra os valores máximos de resistência CC de alguns núcleos de cabos de energia XLPE (a 20℃).
Na figura, R0 e C0 são dois parâmetros relacionados ao material de isolamento do cabo e sua estrutura. R0 é geralmente pequeno, mas muito maior que RX, ou seja, R’0 ≈ R0; C0 pode ser considerado como a capacitância equivalente entre o núcleo do cabo e a blindagem metálica do cabo, com um valor de 0,1-0,7 μF/km. Geralmente pode ser calculado usando uma fórmula.
Na fórmula, ε é a constante dielétrica do meio isolante, como a constante dielétrica dos cabos de energia XLPE ε1=2,3, e a constante dielétrica dos cabos isolados com papel impregnado com óleo ε2=3,3;
d1 é o diâmetro do núcleo do condutor, incluindo a camada de blindagem semicondutora;
d2 é o diâmetro externo do isolamento.
A tabela mostra a capacitância equivalente monofásica de alguns cabos de energia XLPE.
Circuitos equivalentes em série são geralmente usados ao analisar circuitos CA.
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