Задача расчета сечения токопроводящей жилы и сечения экрана кабеля в проектируемой кабельной линии является актуальной в области проектирования высоковольтных линий электропередач. Высоковольтный кабель является самым дорогим компонентом в протяженных кабельных линиях, и выбор его оптимального сечения — это одна из важнейших задач проектирования ЛЭП [1]. Проектирование КЛ должно осуществляться с учетом наименьшего расхода кабеля, его сохранности при механических воздействиях, обеспечения защиты кабеля от химического воздействия, перегрева и от повреждений соседних фаз при возникновении короткого замыкания на одном из кабелей. Поэтому точный расчет сечения токопроводящей жилы и сечения экрана кабеля необходим для решения как экономических вопросов при закладке кабеля в проект, так и для надежности и эффективности электропередачи будущей ЛЭП. Сегодня расчеты по выбору сечения кабеля производятся на специализированных программных комплексах, например, канадская программа CYMCAP. К сожалению, подобные программы носят коммерциализированный характер, что осложняет их использование в учебном процессе.
Для проектирования кабельных ЛЭП и расчета сечения кабеля основными параметрами являются условия прокладки кабелей, ток короткого замыкания, параметры передаваемой электроэнергии, материал токопроводящей жилы и др. [2]. Исходя из данных показателей, рассчитываются характеристики силового кабеля.
Авторами разрабатывается программное обеспечение в среде графического программирования LabVIEW. Преимущества данной среды перед другими языками программирования:
— LabVIEW осуществляет концепцию графического программирования G, таким образом, его исходный код представляет собой блок-диаграмму, которая впоследствии компилируется в машинный код, что существенно облегчает разработку приложений [3].
Разработанная в программной среде LabVIEW программа позволяет производить расчет сечения токопроводящей жилы, производить расчет сечения экрана согласно исходным данным. Исходными данными для выбора кабеля являются: расчетный ток, номинальное напряжение, поправочные коэффициенты для расчета длительно допустимого тока от условий прокладки кабеля как на всем протяжении ЛЭП, так и на конкретном участке [4]. Использование поправочных коэффициентов в расчете номинального сечения токопроводящей жилы кабеля рассматривается как первый шаг выбора конструкции кабеля [5]. После ориентировочного выбора конструкции кабеля проводится уточняющий тепловой расчет эксплуатации КЛ с учетом всех определяющих температурный режим кабеля [6]. В общем случае длительно допустимый ток (А) кабеля рассчитывается по формуле (1):