为什么地下电缆比架空线“需要更高程度的无功补偿”？

我正在阅读某公司的大型变压器的吹牛表，但碰到了这句话：

此外，在某些地区，现有的架空线被地下电缆取代，这需要更高程度的无功补偿。

为什么是这样？

简短答案：地下（U / G）电缆与接地屏蔽层同轴使用。

因此，白色PE（聚乙烯）材料增加了地下电容，因为它将中心芯和铜编织接地护套分开，而不是使相线靠近相线（尽管这样做有一定效果）。

以下仅是一个单阶段示例。

几十年来，配电电缆的设计已有所改进，现在它们在最有效的方法方面已有历史经验。

他们使用带/不带绝缘包层的非同轴导体包层钢芯。 与用于U / G的同轴电缆相比，这使电源线电容可以忽略不计，因为接地电缆的对地绝缘线要高几个数量级。

所讨论的ABB单元具有出色的动态范围，可处理包括O / H和XLPE同轴U / G电缆在内的各种电抗阻抗功率因数校正。

•并联电抗器用于补偿轻载或空载时的线路并联电容，以调节电压。
•串联电容器通常用于补偿线感电抗，以传输更多功率并提高网络稳定性。

架空电缆（三轴）

• 每3股线束都承载相同的电压，以减少电弧和风的影响。

地下（有时是高架）护套电缆（屏蔽XLPE电缆）

交联屏蔽高压电缆始终用于地下电力线。

技术背景

单相传输线的电容由间距与有效半径之比给出。

$C=\dfrac{2πε}{ln(\frac{D}{r})}$

O / H线受益于相距2,3或4个导体的间距，以增强抗风能力，并因减小E场发散半径而增加击穿效果。与中心U / G电缆的高C / km相比，这降低了L并略微提高了C，但与中心U / G电缆的高C / km相比，其C值/ km仍然非常低，这是因为中心导体与同轴护套之间的间隙r小。

以下是Telegrapher的所有传输线的模型，包括以太网，有线电视，电话线以及AC或DC电源线。（此处忽略了旁路泄漏R）

DC的电阻与由于干扰而影响反射和电涌电压的分布式阻抗不同。

O / H线通常如上所述是三轴的。

O / H电缆的额定SIL特性波阻抗通常为400欧姆，U / G电缆的额定阻抗为50欧姆= + /-25％，具体取决于载流量和BIL额定值。

这使得U / G电缆的黑启动浪涌电流更高，因此需要调整并联电抗。

要跟随的照片。

其他

架空的O / H电缆每公里购买和安装都便宜得多，但是由于雷电，飓风和树木暴露，维修的频率更高。但随后它们又变得维修起来更快，更便宜。但是考虑到波多黎各和基础设施不佳的其他地区的破坏，尽管产生了较高的维护，电缆成本和维修成本，但地下U / G电力电缆的生命周期成本优势仍然存在，但MTBF较高（如果处理得当）降低生命周期成本。环境压力总是会影响这些决定。

由于地下线路的导体比架空线更紧密地排列在一起，因此电容更高。该电容会占用相当大的充电电流。

附带地，由于它们包括较小的环路面积，所以电感较低。

问题：为什么地下电缆比架空线“需要更高程度的无功补偿”？

回答：

因为电力电缆的地下线路电容远高于架空线路电容。

主要原因如下：

• 电线彼此靠近。

• 电线离地面更近（几英寸内）。

电感也较低。

同样，由于（由于上述特性）地下线路的线路充电电流是架空线路的20-75倍（取决于线路电压）。

资源：

https://www.puc.nh.gov/2008IceStorm/ST&E%20Presentations/NEI%20Underground%20Presentation%2006-09-09.pdf

另外，如果您想通过数学仔细研究传输线的一般特性，也可以签出此文档（其他人也发布了此文档）：

http://www.egr.unlv.edu/~eebag/TRANSMISSION%20LINES.pdf