Teknisk håndbok Kraftkabel - Draka norsk kabel

Rt = R 20 (1 + a (t - 20))
R 20 = Motstand ved 20°C
t = Ledertemperatur i °C
a = 0,00393 for kobber
a = 0,00403 for aluminium
Ettersom temperaturen har stor betydning
for lederenes resistans under drift, bør man
regne om resistansen til aktuell temperatur
når spenningsfall, belastningstap o.l.
skal beregnes. For en PVC-kabel er høyeste
tillatte ledertemperatur 70°C. Resistansen
er da 20% høyere enn ved 20°C. For en
PEX-kabel, der høyeste tillatte ledertemperatur
er 90°C, er resistansen 28%
høyere enn ved 20°C.
Ved vekselspenning (AC) vil resistansen i
en faseleder i en kabel være større enn ved
likespenning (DC). Dette på grunn av induksjon,
som ytrer seg som strømfortrengning
(påvirkning fra strømmen i lederen selv)
og næreffekt (påvirkning fra strømmen i
nærliggende ledere). Ved 240 mm 2 Cu er
50 Hz AC-motstanden 2,8 % større enn
DC-motstanden. Ved 240 mm 2 AI og 400
mm 2 Al er økningen henholdsvis 1,2 og 2,2
%. Større tverrsnitt og høyere frekvens gir
større økning. For vanlige praktiske formål
ved 50 Hz er det derfor tilstrekkelig å regne
med DC-motstand til og med 240 mm 2 Cu
og 400 mm 2 Al (mindre enn 3 % feil). Ved
vekselspenning oppstår det også strømmer
i skjerm og armering. Dette kan redusere
overføringskapasiteten for kabel og er tatt
hensyn til i belastningstabeller.
Resistans er det viktigste begrepet ved
likespenning. For store tverrsnitt (> 50 mm 2 )
og ved vekselspenning kommer i tillegg induktans
og kapasitans inn, på alle spenningsnivå.
Spenningspåkjenningene på isolasjonsmaterialer
er dessuten ulike ved de to
ulike spenningstypene, noe som spesielt har
betydning for valg av isolasjonsmateriale
ved høyspenning. For kabel med driftsspenninger
under 1 kV spiller det mindre rolle.
Induktans
Induktansen virker som en ekstra motstand
i en leder ved vekselsspenning. Den utvikler
ikke varme, og strømmen gjennom en induktans
vil alltid være faseforskjøvet 90°
etter spenningen over induktansen. Induktansen
for en leder hvor returstrømmen går
i en parallell leder i konstant avstand, kan
beregnes i henhold til formelen:
a
L = 0,05 + 0,2 • In mH/km
r
L = induktansen i mH/km
a = avstanden mellom lederne i mm
r = lederradien i mm
Bilde 12. Parallelle ledere.
Formelen gjelder for induktansen i en kabel
i et enfasesystem der de to lederne fungerer
som frem- og tilbakeleder. Av formelen
fremgår det at L bare avhenger av avstanden
mellom lederne og den aktuelle lederens
radius. Induktansen øker med a og avtar
med r.
I et trefasesystem med lederne forlagt i
symmetrisk trekant, som ved trelederkabel
og ved enleder i tett trekant, gjelder den
samme formelen for beregning av
ekvivalent pr. fase induktans. Denne kommer
i serie med leder-(pr.fase-)resistansen.
L =L =L =L
R S T
a
L = 0,05 + 0,2 • In mH/km
r
Bilde 13. 3-leder i likesidig trekant
15