Voor alle berekeningen zijn specifieke kabelgegevens nodig, die niet zonder meer uit tabellen van de kabelfabrikanten af te leiden zijn. De tabellen bevatten alleen gegevens betreffende het gebruik van de kabel in normale omstandigheden en het gedrag bij kortsluiting. Bij een éénfase aardsluiting, echter, heeft de kortsluitstroom door inductie invloed op de spanning in de overige geleiders. Voorbeelden van op dit punt niet gedocumenteerde gegevens zijn de elektromagnetische koppelingen tussen de geleiders van de kabel onderling en tussen de geleiders en het aardscherm.
Een typische doorsnede van de geleidende onderdelen van een LS-kabel zonder en met hulpaders toont onderstaande figuur.
Bij onderscheid van fase, hulpader, nul en mantel zijn 11 verschillende impedanties te onderscheiden:
•langsimpedantie van fase- of nulgeleider
•mutuele impedantie tussen naast elkaar gelegen fase- of nulgeleiders
•mutuele impedantie tussen tegenover elkaar gelegen fase- of nulgeleider
•langsimpedantie van mantel
•mutuele impedantie tussen mantel en fase- of nulgeleider
•langsimpedantie van hulpgeleider
•mutuele impedantie tussen naast elkaar gelegen hulpader en fase- of nulgeleider
•mutuele impedantie tussen tegenover elkaar gelegen hulpader en fase- of nulgeleider
•mutuele impedantie tussen naast elkaar gelegen hulpaders
•mutuele impedantie tussen tegenover elkaar gelegen hulpaders
•mutuele impedantie tussen mantel en hulpgeleider
Hierbij gaan we uit van vier gelijke geleiders voor fasen en nul. De nulgeleider mag niet afwijkend zijn. Indien een geleidende mantel ontbreekt, zijn de betreffende impedanties nul. Indien hulpaders ontbreken, zijn de betreffende impedanties nul.
De bedrijfsimpedantie van een kabel is niet dezelfde als de langsimpedantie van een geleider, maar deze is gelijk aan de resultante van de individuele impedanties van de gehele kabel als gesloten systeem. Zo is de bedrijfsimpedantie uit te rekenen uit de langsimpedantie en het gemiddelde van de mutuele impedanties van fase naar aanliggende fase en van fase naar tegenoverliggende fase:
Z = Zfase,langs - ( Zfase-fase,aanliggend + Zfase-fase,tegenover ) / 2
De weerstanden zijn eenvoudig te bepalen uit gegevens van de fabrikant en enig formulewerk. Voor de geleider van een kunststofkabel wordt uitgegaan van de door de fabrikant opgegeven wisselstroomwaarde bij 20 °C. De weerstand voor de lus door fase en aarde is gelijk aan de som van de weerstand van de geleider en de weerstand van de aarde. De zelfinducties en mutuele koppelingen kunnen worden voorgesteld door lussen van de betreffende geleider met de aarde als retourcircuit. De zelfinductie van de lus van geleider en aarde wordt bepaald door de hoeveelheid magnetische flux tussen de geleider en aarde. Deze flux, en dus ook de inductie, kan opgesplitst worden in een deel tussen geleider en scherm en een deel tussen scherm en aarde. De mutuele koppeling tussen twee geleiders bestaat uit de flux, veroorzaakt door geleider 1, die omvat wordt door de lus gevormd door geleider 2 en aarde. Ook deze flux en dus inductie kan worden onder verdeeld in een deel binnen het scherm M en een deel buiten het scherm Ls. Hierbij moet onderscheid gemaakt worden tussen de mutuele koppeling tussen de aanliggende geleiders (M) en de mutuele koppeling tussen tegenoverliggende geleiders (M’). De magnetische koppeling tussen een geleider en het scherm wordt bepaald door de hoeveelheid flux ten gevolge van de stroom door de geleider die door de lus, gevormd tussen scherm en aarde, wordt omvat en is dus (ongeveer) gelijk aan Ls. De kabel kan voorgesteld worden als in onderstaande figuur (voorbeeld voor een kabel zonder hulpaders).
Door combinatie van de berekende weerstandswaarden en corresponderende reactantiewaarden ontstaan 81 impedanties, die de kabel geheel beschrijven. De resultaten worden samengevat in een 9x9 matrix voor de fasen a, b, c, de nulleider n, de vier hulpaders en de mantel s.
Terug naar: Negengeleidermodel.
Zie ook: Kabel.